Передающее устройство телеизмерительной системы

 

Сеюз Советскнк

Сецнапнстнческнх республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено13.1277 (2l) 2553794/18-2 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (23) Приоритет

О«у икова«о 050479, оллете«ь ¹

Дата опублмкова«ия описания 050 (72) Автори изобретения

- Л,Г.Журавин, В,M,Èâàíoâ и Е.И.Семенов

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (54 ) ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗИЕРИТЕЛЬНОИ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в многоканальных системах со сжатием информации.

Известны многоканальные системы со сжатием данных, содержащие в передающей части последовательно соединенные дискретизатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок ортогонального преобразования, устройство блокового квантования,.блок апертурного сжатия, блок адресации, буферное запоминающее устройство, а также блок управления, подключенный выходами к соответствующим дополнительным входам всех перечисленных блоков (1) .

Недостатком такой системы сжатия данных является передача измеритель.нэй информации в ненатуральном масштабе времени, т.е. с некоторой задержкой во времени.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является передающее устройство системы телеизмерений, содержащее преобразователи погрешности аппроксимации, информационные входы которых объединены соответственно с информационными входами первого коммутатора, выход которого через АЦП подключен к информационным входам блока считывания и усилитель-формирователь (21.

Первый выход блока управления соединен с. Управляющими входами АЦП и первого коммутатора, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам преобразователей погрешности аппроксимации..Один выход блока считывания соединен с выходом устройства другой — со входом установки в нуль коммутаторов и амплитудного дискриминатора и входом блока управления, второй выход которого соединен сс счетными входами коммутаторов. Выход втсрого коммутатора подключен ко входу амплитудного дискриминатора. недостатком таксго устройства является низкая информативность при взаимной коррелированности составляющих ансамбля входны сигналсв.

Целью изобретения является повышение информативности устройства за счет увеличения коэффициента сжатия и помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены блок ортогонального преобразования, регистр памяти и блок

656095 сравнения, один иэ входов которого соединен с выходом первого коммутатора. Второй вход блока сравнения подключен к шине постоянного напряжения, выход — ко входу управления второго коммутатора, дополнительные выходы которого соединены с входами регистра памяти, вход управления которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора.

Выходы регистра памяти подключены к входам управления первого коммутатора и дополнительным входом блока считывания. Входы устройства соединены с соответствующими входами блока ортогонального преобразования, соединенного выходами с информационными 15 входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации.

При этом над декоррелированным непрерывным ансамблем сигналов

O=W F производится процедура адап- 2() тивной коммутации с пороговым отбором мапоинформативных выборок, благодаря чему устраняются как избыточность внутри каждого сигнала, так и избыточность, заключенная между составляющими ансамбля иэ-за.их статистических связей,что приводит к дополнительному сжатию по отсчетам и полосе частот.

На чертеже„ дана структурная. схема устройства.

Оно содержит блок ортогональных преобразований 1, преобразователи погрешности аппроксимации 2 — 2, коммутатор 3, ьЦП 4, блок считывания 5, коммутатор 6, регистр памяти

7, блок сравнения 8, амплитудный дискриминатор 9 и блок управления 10, Блок ортогональных преобразований

1 служит для непрерывного во времени линейного ортогонального преобразова- 4О ния с матрицей (например, матрицей

Фурье, Уолша, саара) исходного ансамбля сигналов Х () в набор более независимых между собой в ансамбле сигналов У() .

Преобразователи погрешности аппроксимации 2 — 2!1 предназначены для непрерывного вычисления погрешности аппроксимации входного процесса по определенному алгоритму. При подаче на управляющий вход сигнала (логической единицы) выход соответствующего преобразователя погрешности аппроксимации обнуляется, Коммутатор 3 (измерительный) сос- 55 тоит из последовательно соединенных счетчика, дешифратора и ключей и служит для подключения без искажений сигналов со своих информационных входов на выход. Переключение внутри 6О коммутатора 3 происходит по мере поступления импульсов с его входа °

При подаче логической единицы на вход управления счетчик коммутатора устанавливается в состояние, определяемое кодовой комбинацией на входах управления. Выходы дешифратора в коммутаторе являются дополнительными выходами На одном иэ них при поступлении логической единицы на вход управления появляется логическая единица в соответствии с состоянием счетчика. При подаче на вход установки в нуль" логической единицы коммутатор 3 устанавливается в начальное состояние. коммутатор 6 (погрешностей) отличается от измерительного коммутатора

3 тем, что его дешифратор имеет дополнительный вход управления, при подаче на который логического нуля все выходы дешифратора также обнуляются, что приводит к размыканию всех ключей. Дополнительными выхо- . дами коммутатора являются выходы его счетчика.

ЛЦП служит для преобразования входного сигнала в параллельчый код (преобразование начинается при подаче сигнала на его дополнительный вход).

Блок сравнения 8 служит для сравнения между собой напряжений на входах. Если модуль напряжения на первом входе больше (меньше), чем модуль напряжения на втором входе то на выходе блока. сравнения 8 формируется логический нуль (единица) .

Блок считывания 5 предназначен для передачи на первый выход кодов адреса и отсчета выбранного канала, а также для формирования на втором выходе Импульсов в начале каждого такта адаптивной коммутации.

Блок управления 10 предназначен для выдачи на каждом такте адаптивной коммутации серии из М счетных импульсов со второго выхода и одного импульса после окончания этой серии на первом выходе, амплитудный дискриминатор 9 представляет собой схему сравнения с памятью и предназначен для формирования логической единицы на выходе, если очередной входной импульс больше предыдущего. При поступлении на вход установки нуля логической единицы напряжение в памяти амплитудного дискриминатора 9 обнуляется.

Регистр памяти 7 служит для записи кода при поступлении сигнала логической единицы на его дополнительный вход и хранения кода.

Устройство работает следующим обраобразом.

Блок ортогональных преобразований

1 непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля входных сигналов Г (4) в ансамбль g (t), в котором ослаблены или полностью устранены корреляционные связи между его составляющими.

Такт адаптивной коммутации начинается с того,что из блока считывания 5 на входы установки в нуль, коммутатоФ

656095

50 ров и блока 9 и на вход управления блока управления 10 поступает сигнал в коммутаторы 3 и 6. При этом коммутатор 3 поочередно подает на первый выход блока сравнения 8 выходные сигналы от блока 1, коммутатор 6 поочередно подсоединяет ко входу блока 9 напря- 5 жения от соответствующего блока 2(-2

II которые пропорциональны погрешностям аппроксимации выходных сигналов блока 1. При этом подсоединение происходит при условии срабатывания блока 10 сравнения 8, для чего необходимо,- . чтобы текущее значение преобразованного сигнала превышало пороговое (d,q > Ь ) . Следует отметить, что при этом . оба коммутатора работают со смещением на время срабатывания блока сравнения 8, так как коммутатор 6 должен быть отключен раньше, чем сработает блок 9. Для достижения этого достаточно запустить коммутатор 3 по переднему фронту, а коммутатор 6 по заднему фронту счетных импульсов. Если сигнал, пришедший на вход блока 9, больше предыдущих о>н запоминается, а Hа выходе амплитудного дискриминатора появ- 25 ляется сигнал, который дает разрешение на запись адреса канала в регистр памяти 7 с дополнительных выходов коммутаторов. Это происходит до тех пор, пока не будут опрошены 30 нсе каналы общих коммутаторов. В результате н регистр памяти записывается код канала с максимальной погрешностью аппроксимации при условии, что сигнал 0 „(1) > Ь . После этого блок управления 10 с первого .выхода выдает сигнал, по которому в коммутатор 3 записывается код канала с наибольшей погрешностью и начинается кодирование выбранного сигнала с помощью йЦП 4. Далее код информации из лЦП 4 и код адреса из регистра памяти 4 приходят в блок считывания 5 и затем на выход устройстав в канал связи.

Таким образом, в предлагаемом

45 устройстве передаются значения новых координат, сформированных из вхоцных сигналов блоком ортогонального преобразования и имеющих ослабленные взаимокорреляционные связи, а следовательно более существенное расхождение по дисперсиям сигналов.

Благодаря этому при пороговом отборе, осуществляемом с помощью блока сравнения 8, отбрасываются те коор- 55 динаты, которые меньше определенного порога. Информация с них не передается даже в том случае, когда соответствующие преобразователи имеют высокий уРовень выходных сигналов (из-за входных помех, например или из-за собственного дрейфа). Дополнительное сжатие по отсчетам зависит от степени взаимокоррелированности входного ансамбля телеметрируемых сигналов и, как показывает анализ, может н пределе достигнуть величины N (где N число каналов устройства).

ПредлагаеМое устройство позволяет также существенно уменьшить влияние помех в канале связи на точность телепередачи ° Так как на приемной стороне восстановленные координаты подвергаются обратному ортогональному преобразованию, то индинидуальные для каждой d; координаты погрешности сбоев из-за помех в канале связи суммируются и образуют для каждого восстановленного телеметрического сигнала суммарную погрешность с практически нормальным законом распределения. При этом дисперсия погрешности та же, что и в известном устройстве, но, вероят-, ность появления больших погрешностей существенно ниже.

Формула изобретения

Передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее преобразователи погрешности аппроксимации, информационные входы которых объединены соответственно с информационными входами первого коммутатора, выход которого через аналого-цифроной преобразователь (АЦП) подключен к информационным входам блока считывания, первый выход блока управления соединен с управляющими входами йЦП и первого коммутатора, упранляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам преобразователей погрешности аппроксимации, один выход блока считывания соединен с выходом устройства, другой выход блока считывания соединен с входами установки в нуль коммутаторов и амплитудного дискриминатора и входом блока управления, второй выхоц которого соединен со счзтными входами коммутаторов, выход второго коммутатора подключен к входу амплитудного дискриминатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены блок ортогонального преобразования, регистр памяти и блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом первого коммутатора; второй вход блока сравнения подключен к шине постоянного напряжения; выход блока сравнения соединен с управляющим входом второго коммутатора, дополнительные выходы которого соединены с входами регистра памяти, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора; выходы регистра памяти подключены к входам управления первого коммутатора и дополнительным входам блока считы656095

Составитель В.Кузнецов

Редактор Л.утехина Техред Н.Еабурка Корректор Д.Мельниченко

Заказ 1530/41 Тираж 709 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР пэ делам изобретений и открытиЯ

113035 Москва, Ж 35< Раушская наб.. д,4(5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 вания; входы устройства соединены с соответствующими входами блока ортогонального преобразования, соединенного выходами с информационными входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Свириденко В.A. анализ систем со сжатием данных. М °,1977,с.122-123.

2, Фремке A ° 8 Телеизмерения. N., 1975; с.233.