Передающее устройство телеизмери-тельной системы

 

Союз Советскик

Социалистических е еспублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

In>796896 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.0279 (23) 2730107/18-24 (51 ) М. Кл.з с присоединением заявки ¹

6 08 С 19/28

Государственный комитет

СССР по деаам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано15.01.81. Бюллетень N9 2

Дата опубликования описания 1501.81 (5З) УДК 621.398 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л.Г. Журавин, В.М. Иванов и Е. И. Семенов (7! ) Заявитель

Ленинграцский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (54) ПЕРЕДА 0 (ЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ

СИСТЕМЫ дптБ

Устройство относится к телеизмерениям и может использоваться для передачи измерительной информации по проводным линиям, волноводам,радиолиниям и т д

Известно передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее последовательно соединенные коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и передающее устройство, а также адаптивные временные дискретизаторы (АВД) в каждом канале, входы которых соединены со входаМи устройства, а выходы — co входами адаптивного коммутатора (AK), основ- 35 ные выходы которого соединены с соответствующими входами АВД и коммутатора, а дополнительный выход AK соединен со вторым входом АЦП (1).

Недостатком устройства является 20 низкая информативность при взаимной коррелированности составляющих ансамбля входных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является передающее устройство телеизмерительной системы, содержащие в каждом информационном канале последовательно сое.диненные датчики, аналоговые вычислители погрешности (АВП), элементы И 30 и измерительные ключи, выходы которых соединены с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами считывающего устройства, первый выход последнего соединен с выходом устройства, а второй выход соединен с первым входом других схем И по числу каналов, вторым входом АЦП и логическим входом ключа управления; кроме того, последовательно соединены генератор тактовых импульсов, ключ управления и распределитель, выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И, выход каждого элемента

И соединен с первым входом соответствующих других элементов И, входами элементов ИЛИ и блока определения адреса, выходы которого соединены со вторыми входами считывающего устройства, а выход элемента ИЛИ соединен со вторым логическим входом ключа управления, выход каждого из других элементов И соединен с дополнительным входом соответствующего АВП (2).

Недостатком данного устройства является получение малого сжатия по отсчетам и полосе частот для ансамбля входных сигналов с сильными ста796896 тистическими связями между собой, что снижает информационную емкость устройства.

Цель изобретения — повышение информационной емкости устройства путем увеличения коэффициента сжатия по отсчетам при представлении коррелированных между собой входных сиг.налов при отсутствии априорных дан. ных о входных сигналах.

Поставленная цель достигается тем, что в передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее генератор. тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом ключа управления, выход которого сое

Динен со входом распределителя, элемент ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом ключа управления,аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами блока считывания, дешифратор адреса, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с выходом устройства, второй выход — с первым входом аналого-цифрового преобразователя, и в каждом информацион ном канале блок вычисления погрешности, выход которого соединен с первым входом первого элемента И,выход которого соединен с первым входом измерительного ключа и первым входом второго элемента И, выход входом блока вычисления погрешности, выходы измерительных ключей всех информационных каналов объединены и соединены со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока считывания соединен со вторыми входами вторых элементов И информационных каналов, выходы распределителя соединены со вторыми входами первых элементов И информационных каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора адреса и элемента ИЛЦ, введены ортогональный преобразователь, вые детекторы, сумматор, делитель и в каждом информационном канале блок сравнения, входы ортогонального преобразователя соединены со входами устройства, а выходы — с соответствующими входами сумматора и первого пикового детектора, первыми входами блоков сравнения и вторыми входами блоков вычисления погрешности и измерительных ключей соответствующих информационных каналов, выход сумматора соединен через второй пиковый детектор с первым входом первого функционального преобразователя и первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого пикового детектора, выход делителя соединен со входом второго йункционального преобразователя, выход которого соединен с объединенными вторыми входами блоков сравнения информационных каналов, выходы которых соединены с третьими входами первых элементов И, выход первого функционального преобразователя соединен с объединенными третьими входами блоков вычисления -погрешности информационных каналов.

Благодаря этому в устройстве обеспечивается максимизация коэффициента сжатия по отсчетам при изменении статических свойств входных сигналов,при при этом поддерживается постоянный уровень суммарной погрешности аппроксимации и порогового отбора, а уровни порогового отбора и допустимой погрешности аппроксимации устанавливаются оптимальными.

На чертеже представлена структур20 ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит ортогональный преобразователь 1, сумматор 2, первый и второй,пиковые детекторы 3 и 4,делитель 5, первый и .второй функциональные преобразователи 6 и 7., гене-. ратор 8 тактовых импульсов, дешифратор 9 адреса, распределитель 10,элемент ИЛИ 11, аналого-цифровой преобразователь 12, блок 13 считывания, ключ 14 управления, информационные каналы 15, каждый из которых включает блок 16 вычисления погрешности, первый и второй элементы И 17 и 18, второго элемента И соединен с первым блок сравнения 19, измерительный ключ 20.

Ортогональный преобразователь служит для непрерывного во времени линейного ортогонального преобразования (например Фурье, Уолша, Хаара и др.) входиого ансамбля сигналов

40 х(t) с сильными. статистическими связями между собой в набор более незави.симых между собой сигналов c(t).Ключи 20 предназначены для передачи входного сигнала на выход без искажений при наличии на управляющем входе логической единицы. Блок 19 сравнения служит для сравнения между софункциональные преобразователи, пико" бой напряжений на своих входах: если модуль напряжения на первом входе больше (меньше), чем модуль напряжения на .втором входе, то на выходе блока 19 формируется логическйй нуль (рдиница). Блок 16 вычисления, погрешности служит для непрерывного вычисления погрешности аппроксимации входного процесса по определенному алгоритму и при превышении погрешностью Eg напряжения уставки 8 вырабатывает на своем выходе логическую единицу. При подаче на его пер40 вый вход логической единицы на выходе блока 16 появляется .логический нуль. Сумматор 2 служит для суммирования входных сигналов. Пиковые детекторы 3 и 4 служат для формироЯ вания на выходе напряжения, соответ796896 ствующего максимальному из входных напряжений, он может реализоваться, например,. на основе параллельной сборки диодов, подключенных к конденсатору. Делитель 5 необходим для выполнения арифметической операции де ления напряжений на втором входе.

Функциональные преобразователи б и 7 служат для формирования требуемой функциональной зависимости между входным и выходным сигналами и технически могут реализоваться на основе операционного усилителя с нелиней ным элементом в цепи обратной связи.

Вид функциональных зависимостей определяется необходимостью получения максимального коэффициента сжатия по отсчетам при изменении степени коррелированности между составляющими входного ансамбля X(t) при требуемой (постоянной) величине при- З1 веденной погрешности представления ансамбля X(t).

Аналого-цифровой преобразователь

12 служит для преобразования входно- . го аналогового сигнала в параллельный цифровой код, преобразование начинается при подаче логического сигнала "1" на его второй вход. Блок

13 считывания служит для преобразования кодов отсчета и адреса в форму, удобную для передачи по линии связи, а также для формирования на втором выходе запускающего импульса после

30 окончания передачи очередной кодовой комбинации. Ключ 14 управлени1 пред.— назначен для передачи импульсов noc" "N ле появления логического сигнала

".1" на своем первом входе управления и прекращения передачи при построении "1" на второй вход управления.

Ключ 14 легко реализуется, например, ® на основе триггера и элемента И.Генератор 8 тактовых импульсов служит для генерирования последовательности прямоугольных импульсов. Распределитель 10 по мере поступления вход- ных импульсов формирует логический .сигнал "1" поочередно на каждом из своих выходов. Дешифратор 9 адреса служит для формирования кода адреса, канала в соответствии с номером сра-, SO ботавшего блока 13, т.е. преобразует позиционный единичный код в двоичный.

Предлагаемое устройство работает, следующим образом..

Ортогональный преобразователь 1 (Уолша, Хаара, Карайена-Лоева-Пугачева и,цр.) непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля взаимно коррелированных. входных сигналов Х() 40 в ансамбль c(t) Wx(t) частично или полностью декоррелированный в зависимости от матрицы преобразования W. Далее ансамбль сигналов

c(t) анализируется блоками,. кото- б5 рые решают задачу адаптивной дискре" тизации раздельно в каждом информационном канале. Если в каком-либо канале погрешность аппроксимации достигает заданной Eq, то на выходе соответствующего блока 16 появится сигнал "1". В то же время импульсы от генератора 8 через открытый ключ ,14 с помощью распределителя 10 поочередно поступают на вторые входы элементов И 17. Если на первом входе какого-либо элемента И 17 появится сигнал "1" от блока 16, а на третий вход элемента И 17 придет "1" от блока 19, то элемент И 17 выдает "1" на соответствующий измерительный ключ

20, и соответствующий сигнал подключается к преобразователю 12. При этом через элемент ИЛИ 11 подается сигнал на второй вход ключа 14, запрещающий дальнейшее прохождение импульсов от генератора 8 до окончания преобразования и выдачи. кода в канал связи. Одновременно с элемента

И 17 поступают сигналы на дешифратор 9 адреса и на первый вход элемен-, та И 18. Далее код адреса канала и код отсчета поступают в блок 13 считывания, преобразующий и передающий их в канал связи. По окончании считывания блок 13 выдает импульсы на сброс преобразователя 12 на разрешение дальнейшего прохождения импульсов от генератора 8 через ключ 14 и на второй вход элемента И 18, который производит сброс блока 16. Таким образом в предлагаемом устройстве достигается максимально возможное сжатие по отсчетам как за счет ортогонального преобразования с оптимальной величиной порогового отбора (выход функционального преобразователя

7), так и за счет регулирования уровня допустимой погрешности аппроксимации (выход функционального преобразователя 6) для поддержания постоянной приведенной. суммарной погрешности. Выигрыш по отсчетам в сравнении с известным может быть й-кратным. При этом соответственно возрастает информационная емкость устройства.

Формула изобретения

Передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом ключа управления, выход которого соединен со входом распределителя, элемент ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом ключа управления, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами блока считывания, дешифратор адреса, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с вы796896

И Заказ 9775/69 ж 700 Подписное ходом устройства, второй выход — с первым входом аналого-цифрового преобразователя, и в каждом информационном канале блок вычисления погрешности, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом измерительного ключа и первым входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом блока вычисления погрешности, выходы измерительных ключей всех информационных каналов объединены и соединены со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока считывания соединен со вторыми входами вторых элемен. тов И информационных каналов, выходы распределителя соединены со вторыми входами первых элементов И информационных каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора адреса и элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информационной емкости устройства путем увеличения коэффициента сжатия, в устройство введены ортогональный преобразователь, функциональные преобразователи, пиковые детекторы, сумматор, делитель и в каждом информационном канале блок сравнения, входы ортогонального преобразователя соединены со входами устройства, а выходы— с соответствующими входами сумматора и первого пикового детектора,первыми входами блоков сравнения И вторыми входами блоков вычисления погрешности и измерительных ключей соот5 ветствующих информационных каналов, выход сумматора соединен через второй пиковый детектор с первым входом первого функционального преобразователя и с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого пикового детектора, выход делителя соединен со входом второго функционального преобразователя, выход которого соединен с объединенными вторыми входами блоков сравнения информацнонных каналов, вы-, ходы которых соединены с третьими входами первых элементов И, выход первого функционального преобразователя соединен с объединенными третьи2О ми входами блоков вычисления погрешности информационных каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе д 1. Фремке A.В. Телеизмерения, N., "Высшая школа", 1975, с. 234, рис. 7-12.

2. О некоторых способах сжатия информации в многоканальных телеизмерительных системах.-Сб. "Известия

ЛЭТИ", вып. 93, с. 128-130 (прототип). филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4