Устройство для передачи информации с адаптивной дискретизацией

 

Союз Советских

Социалистических

Ресяубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ () 608187

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт свил-ву (22) заявлено 24.05. 76 (23) 2 364052/24 с присоединением заявкк ¹ (23) Приоритет

Я (53) М. Кл. (г 08 С 15/06

Гюеудерстеенный камнтет

Севете Мнннстрее СССР не делам нзебретеннй н еткрнтнй (53) УДК621.398 (088. 8) (43) Опубликовано 25.05.78+ктллетcиь № 19 (Фб) Дата опубликования описания 15. 05. Я (72) Автор изобретения

В. А. Скрипко

Научись-нссле доватепьский институт автоматизированных систем планирования и управления в строительстве, Днеп опет овский отдел (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНфОРИАБИИ

С АДАПТИВНОЙ ЛИСКРЕТИЗАЦИЕЙ

Изобретение относится к системам передачи информации и может быть использовано в адаптивных телеметрических системах.

Известно устройство для передачи сообщений с адаптивной дискретизацией, содержащее коммутатор, преобразователь аналог-код, запоминающий блок контрольных величин, логический узел, схему формирования оценочных значений, выполненную на сумматоре, и схему выдачи сообщений (11.

Однако из-эа наличия в нем арифметического устройства и запоминающего блока контрольных величин большой емкости это устройство характеризуется сложной конструкцией, невысоким быстродействием и высокой стоимостью. Кроме того, такое решение приводит к повышению объема, веса и потребления энергии бортовых источников питания.

° Известны также устройства передачи телеметрической информации, в которых реализуется логический принцип анализа информа-. ции, позволяющий принимать решения о признании выборки существенной или избыточной по непосредственному контролю состояния определенных разрядов числа, соответствующего текущей выборке.

Эти устройства содержат аналого-цифровой преобразователь, управляемый коммутатор, буферный запоминающий блок, блок формирования управляющей команды, блок определения. признака уровня и ячейки памяти (2 .

Однако ввиду того, что это устройство не имеет элементов контроля и управления, необходимых для перекоммутации контролируемых разрядов программа измерений каждого параметра, определяемая контролируемыми разря дами, не изменяется.

Наиболее близким по технической сущности те к изобретению является устройство для передачи информации с адаптивной дискретизацией информации, содержащее коммутатор каналов, выход которого через преобразователь ана лог-код подключен к первым входам буферного регистра и управляемого коммутатора, пер1З вая и вторая группа выходов которого соеди-. нены соответственно с входами ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела; выходы формирователя сигнала сброса и формирователя управляющей команды соеди0 неиы соответственно с вторым и третьим входами буферного регистра, выход регистра памяти подключен к первому входу формирователя управляющей команды Я.

Это устройс.тво имеет только две программы: выборки. находящиеся в пределах между верхней и нижней заданными границами, 608!87

60 признаются несущественными; выборки, выходящие за допущенные ограничителями пределы, Все признаются существенными.

Целью изобретения является повышение точности и информативности устройства.

Достигается это тем, что в устройство для передачи информации с адаптивной дискрети.заций введены формирователь программ измерения, блок определения признака уровня и блок управления частотой опроса, выходы которого подключены к входам коммутатора каналов, формирователя сигнала сброса к вторым входам управляемого коммутатора, к считывающим входам регистра памяти, к первым входам формирователя программ измерения,,выходы ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя программ измерения, первая группа выходов которого подключена к третьим входам управляемого коммутатора, вторая группа выходов соединена с вторым входом формирователя управляющей команды, третья группа вы.ходов подключена к входу блока управления частотой опроса, третья группа выходов управляемого коммутатора через блок определения признака уровня подключена к соответствующим входам регистра памяти и формирователя управляющей команды..

Формирователь программ измерения содержит формирователь сигнала на изменение частоты опроса, блок аварийной программы и канальные формирователи программ, первые выходы которых подключены к входам формирователя сигнала на изменение частоты, вторые выходы соединены с входами блока аварийной программы, третьи выходы — с первой группой выходов формирователя программ измерения, выход блока аварийной программы подключен к второй группе выходов формирователя программ измерения, выход формирователя сигнала на изменение частоты опроса соединен с третьей группой выходов формирователя программ измерения, первые входы канальных формирователей программ соединены с первыми входами формирователя программ измерения, вторые и третьи входы канальных формирователей программ подключены соответственно к вторым и третьим входам формирователя программ измерения.

Каждый канальный формирователь программ содержит элемент «Запрет», регистры программы, блок управления программами и элемент «Задержки», выход которого через элемент «Запрет» подключен к первому входу первого регистра программы, вход элемента задержки, второй вход первого и первые входы второго и третьего регистров программы и блока управления программами подключены к первому входу канального .формирователя программ, второй и третий входы блока управления программами подключены соответственно к вторым и третьим входам канального формирователя программ, выход блока управления программами соединен с управляющим входом элемента «Запрет», со вторыми входами второго и третьего регистров программы и с первым выходом канального формирователя

М

40 программ, выходы регистров программы под ключены соответственно к третьему и второму выходам канального формирователя программ.

Ограничитель верхнего предела содержит элементы ИЛИ и И, выход первого элемента

ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, входы первого элемента ИЛИ, второй, третий и четвертый входы элемента И подключены к соответствующим входам ограничителя верхнего предела, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом ограничителя верхнего предела.

Это позволяет по результатам анализатекущего значения контролируемого процесса изменять номера контролируемых разрядов на входе блока определения признака уровня, т.е. изменять программу измерений с тем, чтобы существенными признавались наиболее важные и ценные для данного участка характеристики параметра выборки.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; иа фиг. 2 — функциональные связи ограничителя верхнего предела; на фиг. 3 — схема, отражающая принцип смены программ измерения и отбраковки избыточных выборок; на фиг. 4 — схема, отражающая работу регистра памяти; на фиг. 5— схема, отражающая работу блока управления частотой опроса.

Предлагаемое устройство содержит коммутатор каналов 1, преобразователо аналог-код 2, буферный регистр 3, формирователь сигнала сброса 4, формирователь управляющей коман- . ды 5, управляемый коммутатор 6, блок 7 определения признака уровня, регистр памяти 8, ограничитель 9 верхнего, предела, ограничитель 10 нижнего предела, формирователь 11 программ измерения, канальные формирова-. тели программ 12, 13, блок 14 управления программами, элементы И 15, элемент задержки 16, элемент «Запрет» 17, регистры программы 18 — 18д, блок 19 аварийной программы, формирователь 20 сигнала на изменение частоты опроса, блок 21 управления частотой onроса, выходы 22 † блоков устройства, вентили 32 и ЗЗ, элементы ИЛИ 34 и элемент И

35, шины опроса 36 и 37.

Для измерительного канала, соответствующего шине опроса Зб, верхнее ограничение равно 50%, т.е. весу девятого разряда в процентах, а для канала, соответствующего шине опроса 37, верхнее ограничение возросло до

90,6.%, т.е. оно равно и девятому (50%), и восьмому (25%) и седьмому (12,5%) и — или пятому (3,1%) или шестому {6,3%) разрядам:

50 + 25 + 125 -+ 31 = 906%.

На схеме (см. фиг.. 3), отражающей принцип смены программ измерения и отбраковки избыточных выборок, показаны преобразователь аналог-код 2, управляемый коммутатор 6, элементы ИЛИ 38 — 41, вентили 42 — 45, блок 7 определения признака уровня, элементы ИЛИ

46 — 48, элемент И 49, регистр памяти 8, формирователь управляющей команды 5, элементы И 50, ИЛИ 51, элемент «Запрет» 52, эле6081 мент ИЛИ 53, формирователь программ измерений 11.

Если сигнал с выхода формирователя 11 поступает на вход элемента ИЛИ 53, то íà его выходе формируется управляющая команда и выборка признается существенной.

При поступлении с выхода формирователя !1 сигнала на входы элементов ИЛИ 38—

40 открываются вентили 42 — 44 и соответствующие выходы преобразователя 2 подключаются через элементы ИЛИ 46 — 48 к входам элемента И 49. Если сигнал с выхода формирователя 11 подается на входы элементов ИЛИ 38, 39 и 41, то открываются вентили 42, 43 и 45, при этом к входам элемента И 49 подключаются соответствующие выходы преобразователя 2. 1»

Таким образом изменяется программа измерений, так как на выходе элемента И 49 появляется сигнал (признак уровня) символа «l» (потенциал), если. иа все его входы поступают символы «1». Если же хотя бы на один из входов приходит символ «О», то и на его выходе также будет символ «О» (отсутствие потенциала). Признак уровня в виде символа «О» или «1» с выхода регистра 8 поступает на первые входы элементов И 50 и ИЛИ 5!, а с выхода элемента 49 на другие их входы и на р вход регистра 8, где хранится до следующего такта измерение данного параметра.

Если на входы элементов И 50 и ИЛИ Ы поступают одинаковые символы «О» н «0» или

«1» и «1», то на выходе элемента «Запрет» 52 сигнала не будет, а значит не будет и управляющей команды на выходе элемента ИЛИ 53, т.е. такая выборка признается несущественной и в канал связи не передается. Если на входы элементов И 50 и ИЛИ 51 подаются разные символы «О» и «1», то сигнал с выхода элемента «Запрет» 52 поступает на вход элемента ИЛИ 53, на выходе которого формируется управляющая команда, т.е. такая выборка при, знается существенной.

Регистр памяти 8, в состав которого входят вентили 54, 55, элементы памяти. 56 и 57 и, 4в элемент ИЛИ 58, работает следующим образом.

Сигнал с выхода блока 21 (см. фиг. 4) считывает признак уровня из элемента памяти, например, 56 и открывает вентиль 54, через который в этот элемент записывается признак уровня «О» илн «l», после окончания анализа текущей выборки. Этот признак хранится в ячейке памяти 56 до очередного такта измерения этого параметра.

Работу блока 21 управления частотой опроса поясняет схема, показанная на фиг. 5, и содержащая ячейки формирования шин опроса 59, рабочий вентиль 60, триггер 61, транзитный вентиль 62, вентиль управления 63, элемент задержки 64, формирователь программ измерения 11, шину тактовых сигналов 65, ши- ы ну опроса 66, 67, шину тактовых сигналов 68.

Тактовый сигнал по шине 65 подается на шину опроса, например, 66 и на вход первого элемента задержки 64, где задерживается на время измерения данного параметра. При этом он поступает на вход триггера 6I, который бО

87

6 закрывает вентиль 60 и открывает вентиль 62, а также сигнал s шине 66 открывает вентиль 63 на время измерения параметра. Если с выхода блока 11. сигнал не поступает иа.другой вход вентиля 63, то тактовый сигнал в шине 68 проходит данную ячейку 59 транзитом через вен. тиль 62 на вход следующей ячейки 59. Если на выходе формирователя 11 формируется сигнал, то он через вентиль 63 подается на второй вход триггера 61, который при этом закрывает вентиль 62 и открывает вентиль 60, Поэтому такой сигнал в шние 68, поступающий на входы вентилей 60 и 62, проходит иа выход вентиля 60. При этом .он поступает в шину опроса и на вход элемента задержки 64, где задерживается на время измерения параметра, и с его выхода на вход следующей ячейки 59.

В этом случае в шину опроса 66 подаются сигналы и из шины 65, и из шины 68; таким образом, частота опроса параметра, соответствующего шине опроса 66, увеличивается.

Устройство работает следующим образом, Допустим, что опросный сигнал поступает в шину опроса 22 на выход блока 21 (см, фиг. 1).

Этот сигнал подается на вход коммутатора 1, который к входу преобразователя 2 подключает соответствующий измерительный канал (параметр), через формирователь он подается на вход сброса регистра 3 и обнуляет его, проходит на считывающий вход регистра 8, при этом на один вход формирователя 5 поступает признак уровня данного параметра, полученный в предшествующем такте измерения его, а также на входы коммутатора 6, который подключает к входам ограничителей 9 и 10 соответствующие выходы преобразователя 2, определяющие верхние и нижние граничные условия (пределы) для изменения программы измерения данного параметра. Кроме того, сигнал с выхода 22 блока 21 подается в канальный формирователь программ 12, при этом он поступает в блок 14 на входы элементов И 15, через элемент задержки 16 на вход элемента «3апрет» 17, на входы регистров 18 и считывает признак программы, определяющей с какими интервалами по уровню сигнала следуют существенные выборки на данном участке характеристики параметра. Это достигается тем, что к входам блока 7 подключаются определенные выходы преобразователя 2 управляемым коммутатором 6 (см. фиг. 3).

Число с выхода преобразователя 2 записывается в регистр 3 и подается на вход коммутатора 6, при этом символы тех разрядов числа (см. фиг. 3), выходы которых подключены к входам блока 7 и ограничителей 9 и 10, ооступают на соответствующие входы.

Блок 7 определяет признак уровня выборки и он с его выхода в виде символа «О» или «!» поступает на вход регистра 8 в соответствующий элемент памяти 57 (см. фиг. 4). где хранится до следующего такта измерения данного параметра, а также на второй вход формирователи 5 {см. фиг. 3, элементы 50--52), который анализирует признаки, поступившие иа его входы с выходов регистра 8 н блока 7. и принимает решение: достигла выборка не Ам>

608187

30 димой величины для признания ее существенной или нет. Если выборка признается существенной, то иа выходе формирователя 15 формируется управляющая команда, которая подается на вход регистра 3 и переписывает число в канал связи для регистрации и анализа. Если выборка признается избыточной, то управляющая команда не формируется и число остается в регистре 3 до поступления на его вход сброса сигнала с выхода формирователя 4, Ограничители 9 и 10 также по состоянию соответствующих разрядов определяют, на каком из участков характеристики параметра находится текущее значение выборки, с целью формирования необходимых сигналов для изменения программы измерения, Предположим, что число превысило верхний предел, тогда на выходе ограничителя 9 формируется сигнал„поступающий на входы элементов И 15 блоков 14. Прн этом на выходе 24 элемента И 15 формирователя 12 появляется сигнал, который подается на вход одного из регистров 18, где запоминается до следующего такта измерения данного параметра.

Кроме того, сигнал с выхода 24 через формирователь 20 подается на вход блока 21, кото, рый изменяет частоту опроса этого параметра (см, фнг. 5), а также этот сигнал поступает иа вход запрета элемента 17, запрещая прохождение сигнала с выхода элемента задержки !6 на вход первого регистра 18 . Поэтому очередной опросный сигнал с выхода 22 блока 21 считывает из регистра IS сигнал, который с выхода. 27 этого регистра поступает иа вход коммутатора 6, осуществляющего соответствующую перекоммутацию выходов преобразователя 2 на входах блока 7 (см. фиг. 3)...

Допустим, что число, соответствующее текущей выборке, меньше верхнего предела, но больше нижнего, тогда иа выходах ограничителей 9 и 10 сигналов не будет, не будет нх и на выхоДах 2 1, 25 элементов И 15, а значит и на входах блоков 20 и 21 и на входе элемента 17. Поэтому сигнал с выхода элемента задержки 16 через элемент «Запрет» 1? поступает на вход первого регистра 18,.

В этом случае контролируемый параметр опрашивается с частотой иной, чем в первом примере, а очередной опросный сигнал на выходе 22 блока 21 считает признак программы из первого регистра 18, который с выхода 26 поступает на другой вход коммутатора 6 и производит соответствующую перекоммутацию выходов преобразователя 2 на входах блока ?.

Существенные выборки следуют с отличным от первого примера интервалом квантования, т.е. реализуется другая программа измерений, соответствующая данному участку характеристики параметра.

Предположим, что число меньше нижнего предела, тогда на выходе ограничителя 10 формируется сигнал, который поступает на входы элементов И !5. При этом в формирователе !2 иа выходе 25 элемента И 15 появляется сигнал.

Этот сигнал через формирователь 20 подается иа вход блока 21, требуя изменения частоты опроса. Кроме того, этот сигнал поступает на

8 вход третьего регистра l8>, а также иа вход элемента «Запрет» 17, запрещая подачу сигнала с выхода элемента задержки 16 на вход первого регистра 18,.

В этом случае, при формировании очередного опросного сигнала на выходе 22 блока 21, признак программы измерения с выхода 28 регистра 18 подается в блок 19 аварийной программы, При этом на его выходе формируется задержанный на время анализа выборки сигнал, поступающий на третий вход формирователя 5, который формирует управляющую команду для признания любой текущей выборки существенной. И так продолжается до тех пор, пока на выходе ограничителя 10 формируются сигналы, т.е. пока контролируемый параметр находится на участке ниже нижнего предела.

Таким образом, для данного параметра обеспечивается трн различные программы измерений, в которых существенными выборки признаются через различные интервалы по уровню сигнала, соответствующие заданным участкам характеристики контролируемого процесса.

Допустим другой вариант — опросный сигнал сформирован на выходе 23 блока 21. Он поступает в коммутатор I, который к преобразователю 2 подключает другой измерительный канал, через формирователь 4 сбрасывает регистр 3, подается в коммутатор 6, который к входам ограничителей 9 и 10 подключает какие-то иные выходы преобразователя 2 (см. фнг. 2); считывает из другого элемента памяти 56 .(см. фиг. 4) регистра 8 признак уровня, поступающий в формирователь 5, а также поступает в канальный формирователь 13, который аналогичен формирователю 12.

Однако выходы 30 н 31 третьего и второго регистров 18, 183 соединены с блоком 19, что обеспечивает признание существенными всех выборок, вышедших за пределы ограничения, а выход 29 первого регистра 18, не подключен ни к блоку !9, ни к коммутатору 6, Это позволяет все выборки, находящиеся в заданных пределах, признавать избыточными, так как в этом случае к входам блока 7 не подключается нн один из выходов преобразователя 2. Поэтому на выходе блока 7 все время формируется символ «О», а значит и на входы формирователя 5 поступают одинаковые символы «О» н «О», что является достаточным условием для признания текущих выборок избыточными.

Таким образом, предложенное устройство позволяет в пределах области изменения контролируемого процесса иметь несколько участков с различными программами измерений на каждом из иих. Изменение программы сопровождается изменением частоты опроса данного у параметра, с целью получения необходимой детализации сообщений по каждому участку. При этом, решения иа изменение программы измерений принимаются по результатам анализа текущих значений выборок, что обеспечивает получение наиболее ценной и важной для анализа информации.

608187

Формула изобретения

l. Устройство для передачи информации с адаптивной дискретизацией, содержащее коммутатор каналов, выход которого через преобразователь аналог-код подключен к первым входам буферйого регистра и управляемого коммутатора, первая и вторая группа выходов которого соединены соответственно с входами ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела, выходы формирователя сигнала сброса и формирователя управляющей команды соединены соответственно с вторым и третьим входами буферного регистра, выход регистра памяти подключен к первому входу формирователя управляющей команды, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и информативности устройства, в него введены формирователь программ измерения, блок определения признака уровня и блок управления частотой опроса, выходы которого подключены ко входам коммутатора каналов, формирователя сигнала сброса ко вторым входам управляемого коммутатора, к считывающим входам регистра памяти, к первым входам формирователя программ измерения, выходы ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя программ измерения, первая группа выходов которого подключена к третьим входам управляемого коммутатора, вторая группа выходов соединена со вторым входом формирователя управляющей команды, третья группа выходов подключена к входу блока управления частотой опроса, третья группа выходов управляемого коммутатора через блок определения при.знака уровня подключена к соответствующим. входам регистра памяти и формирователя управляющей команды.

2, Устройство по п. l, отличающееся тем, что формирователь программ измерения содержит формирователь сигнала на изменение частоты опроса, блок аварийной программы н канальные формирователи программ, первые выходы которых подключены к входам формирователя сигнала на изменение частоты опроса, вторые выходы соединены с входами блока аварийной программы, третьи выходы — с первой группой выходов формирователя программ измерения, выход блока аварийной программы подключен к второй группе выходов формирователя программ измерения, и ход формирователя сигнала на изменение частогы опроса соединен с третьей группой ны ходов формирователя программ измерения, первые входы канальных формирователс и программ соединены с первыми входами формирователя программ измерения, вторые и третьи входы канальных формирователеи программ подключены соответственно к вторым и третьим входам формирователя программ измерения. щ 3. Устройство по п п. l и 2, отличающееся тем, что каждый канальный форм и ровател ь программ содержит элемент запрет, регистры программы, блок управления программами н элемент задержки, выход которого через элемент запрет подключен к первому входу первого регистра программы, вход элемента задержки, второй вход первого и первые входы второго и третьего регистров программы н блока управления программами подключены к первому входу канального формирователя программ, З, второй и третий входы блока управления программами подключены соответственно к BTopblM и третьим входам канального формирователя программ, выход блока управления программами соединен с управляющим входом элемента запрет, с вторыми входами второго и третьего регистров программы и с первым выходом канального формирователя программ, выходы регистров программы подключены соответственно к третьему и второму выходам канального формирователяя программ.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ограничитель верхнего предела содержит элементы ИЛИ и И, выход первого элемента

ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, вхо35 ды первого элемента ИЛИ, второй, третий и четвертый входы элемента И подключены к соответствующим входам ограничителя верхнего предела, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом ограйичителя верхнего предела.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 315288, Н 03 К .13/00, !2.01.70.

2. Авторское свидетельство СССР № 373892, Н 04 В 7/18, 17.11.70.

3. Авторское свидетельство СССР Мо 439368, G 0l N 1l//2288, 13.10.72.

Редактор Е. Гончар

Заказ 2803/34

Составитель Н. Лысенко

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 763 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

l l3035, -Москва, Ж-35, Раугнская наб. д, 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная. 4