Адаптивное телеизмерительное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОЬРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТЮЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 608188 (61) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.07.7д (21) 21584 19/! 8-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.05.785вллетень Ж 19 (45) Дата опубликования описания !5.05."ть

Я (б1) М. Кл.

Cj 08 С 15/06

Государотаенкый комитет

Совета Миииотроа СССР оо делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621.374.33 (088.8) (72) Авторы изобретения

B. Я. Конкин, В. E. Лещенко н Д. И. Мельник (71) Заявитель (54) АЯА!!ТИВНОЕ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕПЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к телемеханике и предназначено для автоматической приоритетной выборки, коммутации и адресации измерительной информации в многоканальных системах.

Известно телеизмерительное устройство, которое содержит генератор импульсов, схему управления, счетчик, дешифратор, блок логических схем И, логическую схему ИЛИ, блок адреса, а также коммутатор с и-входами и одним выходом, с помощью которого. задается выполнение одной или нескольких операций.

Такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как предназначено для автоматического поиска, выбора и идентификации проводов с определенным электрическим потенциалом и для подсоединения нужного провода к выходу.

Известно многоканальное устройство выборки измерительной информации, которое содержит блок датчиков информации, выходы ко.торого соединены с входами преобразователя, регистратор, коммутатор оценок, блок запрета, блок выбора, выходы которого соединены с входами блока опроса, распределитель, коммутатор адреса, программно-временной блок, выходы которого соединены с первой группой входов блока адреса каналов.

Однако известное устройство работает с медленно изменяющимися однонолярными входными сигналами и может срабатывать от шумов и пиковых сигналов. Устройство производит выборку одно из и-входных сигналов, а для регистрации адреса выбранного сигнала требуется дополнительный канал регистратора.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и увеличение помехоустойчивости при работе с двуполяр-! о ными быстроизменяющимися сигналами.

Это достигается тем, что в адативное телеизмерительное устройство введена матрица, выполненная на ключевых элементах, первая груп па входов которой соединена с выходами блока датчиков информации, вторая группа входов —подключена к выходам блока адреса каналов,. выходы которого соединены с информационными входами коммутатора адресов, управляющий вход коммутатора адреса соединен с соответствующим выходом программно-временного блока, выходы коммутатора адреса объединены с соответствующими выходами матрицы и соединены с входами регистратора, выходы преобразователя подключены к первой группе входов коммутатора оценок, вторая группа входов которого соединена с выходами блока опроса, выходы коммутатора оценок соединены с вхо608186 дами блока выбора; управляющий выход кото рого соединен с первым входом блока запрета, выход которого подключен к дополнительному входу коммутатора оценок, выходы блока опроса соединены с соответствующими входами распределителя, группа выходов которого подключена к второй группе входов блока адреса каналов, управляющие выход и вход распределителя соединены соответственно с управляюЯим выходом и входом программно-временного бло. ка, выход распределителя соединен с дополнительным входом блока опроса, выход которого to подключен к второму входу блока запрета.

Это позволяет по заданному критерию, на- пример, по амплитуде входных сигналов xi(t) автоматически производить выборку, адресацию н коммутацию информации m-датчиков с широким спектром частот входных сигналов .

xi(t), оценки yi(t) которых находятся в пределах области выборки, из информации п-датчиков. При этом подключение выбранных датчиков к каналам . регистратора производится на заранее устанавливаемое время и так, что каждый из m-выбранных датчиков информации может быть подключен к любому свободному каналу регистратора с последующим нанесением адресных меток (номер выбранного датчика информации) на те же каналы регистратора. гь

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие алгоритм работы устройства для случая выборки информации трех иэ 8-ми датчиков.

Оно содержит блок 1 датчиков информации, матрицу 2, регистратор 3, преобразователь 4, коммутатор 5 оценок, блок 6 выбора, блок 7 опроса, блок 8 запрета, распределитель 9, блок !0 адреса, программно-временной

-блок 11, коммутатор 12 адреса. 35

Устройство содержит блок датчиков информации, .электрически соединенный с матрнцей 2 со свободными связями, имеющей п-информационных входов, я-выходов и и m-входов, управляемых логическими уровнями, предназначенной для подключения выбранных дат- 4в чиков информации 1 к свободным каналам регистратора 3. При этом вход каждого столбца матрицы 2 электрически соединен со «своим» датчиком информации, а выход каждой строки электрически соединен со «своим» каналом регистратора. Кроме того, блок датчиков информации электрически соединен с . преобразователем 4, предназначенным для преобразования быстроизменяющихся сигналов х, (t) в соответствующие им медЛеннонэменяющиеся оценки y;(t), и электрически соединен 50 с первой группой входов коммутатора 5 оценок

y;(t) Коммутатор оценок 5 состоит иэ п-аналоговых ключей, каж !мй нэ которых управляется единичным выходом триггера. При этом входы установки в единицу (У «1») всех триггеров электрически соединены и образуют дополнительный вход, а входы установки в нуль (У «0») триггеров образуют вторую группу входов коммутатора 5 оценок, информационные

4 выходы которого электрически соединены с блоком 6 выбора.

Блок 6 выбора предназначен для формирования наибольшего текущего медленно изменяющегося сигнала $, y; (t) параллельного непрерывного сравнения каждой оценки V, (t I с $, у, (t), выделения места положения датчиков с наиболее ценной информацией (с наибольшей амплитудой входного сигнала x;(t) и электрически соединен группой выходов с блоком 7 опроса, управляющим выходом — с первым входом блока запрета 8, который предназначен для исключения выборки сигналов х (t), оценки у,(t) которых лежат ниже заранее устанавливаемого порогового уровня «Ир», а также для возврата в исходное состояние коммутатора 5 оценок, н электрически соединен с дополнительным входом коммутатора 5 оценок.

Блок 7 опроса предназначен для опроса состояния выходов блока 6 выбора и схемы запрета 8, а также для управления коммутатором 5 оценок, и электрически соединен со вторым входом блока 8 запрета, с второй группой sxoдов коммутатора 5 оценок и входами распределителя .9.

Распределитель 9 предназначен для формирования циклов выборки, .каждый из которых состоит из m-датчиков. При этом распределитель 9 преобразует импульсы, формируемые блоком 7 опроса при опросе выхода блока выбора с конституентой логической единицы

{Лог. «!») соответствующих местонахождению выбранных датчиков 1 информации, в параллельный двоичный код адреса и распределения полученных кодов адресов на свободные каналы блока !0, а также для управления блоком адреса 10, программно.-временным блоком 11.

Распределитель 9 состоит из п-входной логической схемы ИЛИ, шифратора, счетчика и дешифратора. При этом входы шифратора и входы логической схемы ИЛИ электрически соединены н составляют вход распределителя 9.

Выход схемы ИЛИ соединен с входом счетчика, который,в свою очередь, управляет дешифратором, а также с блоком адреса 10, с которым также соединены выходы шифратора и дешифратора. Таким обраазом, распределитель 9 электрически соединен группой выходов с блоком адреса, другим выходом с управляющим входом программно-временного блока 1, а третьим выходом — с. дополнительным входом блока 7 опроса.

Блок !0 адреса предназначен для управления матрицей 2, а также для приема, хранения и выдачи кодов адресов, соответствующих местонахождению выбранных датчиков информации, Блок адреса 10 состоит из m-регистров, составленных из триггеров. Выходы каждого регистра соединены с дешифратором, а выходы дешифраторов электрически соединены с второй группой входов матрицы. Другой выход каждого регистра соединен с коммутатором адреса, а другие входы дешифраторов соединены с триггером управления. Таким образом, блок 10 адреса электрически соединен группой выходов с коммутатором адреса 12, а другой группой выходов — с второй группой вхоц дов матрицы 2.

11рограммно-временной блок ll предназначен для отсчета заранее устанавливаемого времени регистрации выбранных сигналов х;(t) и их адресов, управления съемом кодов адресов, а также для обеспечения автоматической работы всего устройства, и электрически соединен с первой группой входов блока 10 адреса, другим выходом — с управляющим входом распределителя 9 и третьим выходом— с управляющим входом коммутатора 12 адреса, который предназначен для съема ранее принятых блоком 10 адреса. кодов адресов, передачи их на нужные каналы регистратора 3, н электрически. соединен с соответствующими выходами матрицы 2 н каналами регистратора 3.

Устройство работает следующим образом.

Измерительные сигналы x; (t) с выхода блока I датчиков информации непрерывно подаются на информационные входы нормально разомкнутых связей матрицы 2 н на входы преобразователя 4 для формирования текущей управляющей информации.

С выхода преобразователя 4 медленно изменяюгциеся текущие оценки y;(t) через нормально замкнутые аналоговые ключи коммутатора 5 оценок непрерывно поступают на вход блока 6 выбора, который формирует наибольший текущий SÄ y;(t) сигнал, непрерывно: поступающий на первый вход блока 8 запрета и на один вход каждой из п-аналоговых схем сравнения компараторов, на другой вход кото- рых поступают соответствующие оценки y; (t).

Конституента логической единицы (Лог. «1») появится на выходе, того компаратора, иа со-. ответствующих входах которого присутствуют сигналы у((t) =- S„ y; (t) > U .

Коиституенты Лог. «О» и Лог. «1» (логические уровни) с выходов блока выбора 6 непрерывно поступают на вход блока опроса 7, построенного по схеме кольцевого распределителя импульса. При опросе выхода компаратора (выхода блока выбора 6) с конституентой

Лог. «1» блок опроса формирует импульс, поступающий одновременно на вход распределителя. 9 и по одному нз второй группы входов в коммутатор оценок 5, где размыкает нужный аналоговый ключ, исключая, тем самым, оценку

y;(t) выбранного сигнала x,(t) из дальнейшего сравнения ее с S y, (t), который прн этом уменьшается до уровня другой, наибольшей в данный момент времени, оценки y (t}, т;е. появляется возможность для срабатывания другого компаратора в блоке 6 выбора.

Аналогичным образом происходит выборка сигналов x;(t), оценки у;(1) которых находятся выше U, а когда наступит момент равенства S y, (t) = U,ð, срабатывает компаратор 8 схемы запрета и сформированный с помощью блока 7 опроса импульс поступит на дополнительный вход коммутатора 5. оценок, где замкнет все ранее последовательно во времени разомкнутые аналоговые ключи, подключая тем самым все п-оценок y;(t1 хо входу блока 6 выбора.

608186 о

В конкретном физическом устройстве резлн. зован алгоритм выборки информации трех дат. чиков из информации восьми датчиков. Как видно из временных диаграмм (см. фиг. 2}, блок опроса (линия «а») прекращает функционировать нри опросе трех выходов блока 6 выбора с Лог. «I». При этом из.блока 7 опроса в распределитель 9 последовательно во времени поступают импульсы (линия «б»), соответствующие местонахождению выбранных датчиков информации.

Для примера на диаграмме (см. фиг. 2} показано, что в }-том цикле выборки первым .был выбран второй датчик, вторым был выбран четвертый датчик и третьим -- восьмой.

Схема распределителя 9 построена так, что импульсы опроса одновременно поступают на вход шифратора н через схему ИЛИ вЂ” на вход счетчика. Шифратор преобразует каждый импульс в параллельный двоичный код адреса (см. фиг. 2, линии «3», «И», «К», <Л»), а выходы дешифратора, соответствующие кодам счетчика «00», «01» и «1О» (см. фиг. 2. линии «в», «г», «д»), выдают разрешение на прием кодов адресов из шифратора соответственно в первый, второй и третий регистры адреса и на переключение триггера управления дешифратором,. расположенным в блоке IO адреса.

Прямой и инверсный выходы дешифратора (см. фиг. 2, линии «ж» н «e»} управляют соответственно программно-временным устройством и блоком опроса.

Таким образом, первый импульс с помощью шифратора преобразуется в параллельно-двоичный код «0010» (линии «з», «и», «к», «л») и записывается в. первый регистр блока IO адреса. При этом тот же импульс (лииия «м»} поступает одновременно и на вход счетчика перевода его. в состояние «Ol» (линия «г»), а также переводит триггер стробнрования дешифратора первого регистра блока 10 адреса в единичное состояние. На одном из выходов дешифратора появится высокий логический уровень, который приводит. к замыканию нужного ана46 логового ключа в первой строке м атрицы 2, подключая, тем самым, выбранный первым датчик номер два на первый канал регистратора 3.

А так как код «Ol» счетчика распределителя 9 (см. фиг. 2 линия «Г») есть разрешение на установку кода во второй регистр блока 10 адреса, то код «0100» адреса датчика № 4, выбранного вторым в цикле, записывается во второй регистр, этот.же импульс переводит счетчик в состояние «10» (линия «Д») и триггер стробирования дешифратора адреса в единичное состояние, замыкая, тем самым, нужный ключ во второй строке матрицы 2, подключая датчик № 4, выбранный вторым в цикле, ко входу второго канала регистратора 3. Аналогич: ным образом происходит выборка всех m-датчиков в каждом цикле.

После поступления в распределитель 9 трех импульсов (m =- 3) на счетчике устанавливается код «ll». Соответствующий данному коду прямой выход дешифратора (лнния «Ж»} дает разрешение на запуск программно-временного, блока I, а инверсный выхол (линию «е») оста.

7 навливает блоК опроса, а вместе с ним и процедуру выборки, За время At< устанавливаемое в программно-временном блоке 11 заранее, происходит регистрация информации, выбранных датчиков, после чего программно-временной блок переводит триггера стробирования дешифраторов блока 10 адреса в нулевое состояние, размыкая ключи в матрице 2, а акже замыкает ключи коммутатора 12 адреса, по которым с помощью импульсов сдвига, выдаваемых программно-временным блоком 11 в регистры блока 10 адреса, производится передача и регистрация последовательным двоичным кодом адресных меток (номеров) информации выбранных датчиков на те же каналы регистрации.

По окончании времени t j-го цикла выборки, после регистрации информации выбраннь)х датчиков и ее адресов програм) )но-временной блок 11 размыкает ключи коммутатора адреса 12, обнуляет регистры блока 10 адреса и счетчик. 9 распределителя, что приводит к запуску блока опроса 7. Начииается следу)ощий

«j + 1»-ый цикл выборки.

Использование изобретения позволит существенно увеличить коэффициент использования памяти регистратора, а также исключить выборку информации, не интересующей потребителя.

Кроме того, применение к )ммутатора со свободными связями увеличивает надежность системы даже в случае отказов части каналов регистратора.

Формула изобретения

Адаптивное телеизмерительное устройство, содержащее блок датчиков информации, выходы которого соединены с выходами греобразо8 вг)пс,)я, регистратор, коммутатор оценок, блок запрета, блок выбора, выходы которого соединены с входами блока опроса, распределитель, коммутатор адреса, программпс-временной блок, выходы которого соединены с первой группой входов блока адреса канадов, отличаюи4ийся тем, что с целью раси ирения функциональных возможностей устройства и увеличения помехоустойчивости, в него введена матрица, выполненная на ключевых элементах, первая группа входов которой соединена с выходами блока датчиков информации, вторая группа входов — подключена к выходам блока адреса каналов, выходы которого соединены с информационными входами коммутатора адресов, управляющий вход коммутатора адреса

15 соединен с соответствующим выходом программно-временного блока, выходы коммутатора адреса объединены с соответствующими выходами матрицы и соединены с входами регистра- тора, выходы преобразователя подключены к первой группе входов коммутатора оценок, втот)ая группа входов. которого соединена с выходами блока опроса, выходы коммутатора оценок соединены с входами блока выбора, управляющий выход которого соединен с первым входом блока запрета, выход которого подключен. к

М дополнительному входу коммутатора оценок, выходы блока опроса соединены с соответствуюпп)ми входами распределителя, группа выходов которого подключена и второй группе входов блока адреса каналов, прзвляющие вход и г ыход, распределителя соединены соответственно с управ.я)ощим выходом и входом программ;я-временного блока, выход распределителя соединен с дополнительн))м входом блока опроса, выход которого подкл)о )ен к второму входу блока зап1)еj а

ЦНИИПИ Заказ 2803/34 Тираж 763 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, Ул. Проектная, 4