Устройство для передачи телеметрической информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсмнх

Соцнавнстнчесмнх

Респубпнм (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11. 02. 80 (2т) 2881924/18-24 с присоединением заявки No (23) Приоритет

Опубликоввчо 301081, Бюллетень 40

G 08 С 19/28

Государстиеииый комитет

СССР

Ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.398 (088.8) Дата опубликования описания 30. 10. 81 (72) Авторы изобретения

Е.М. Антонюк и A.Ô. Родимов

У!

l

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к телемеханике и может применяться в телеизмерительных системах, радиотелеметрии, дальней связи, где необходимо сокращение объема инфорМации.

Известно устройство адаптивной телеметрии, содержащее коммутаторы, ключи, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), элементы И, генератор, триггеры, блок формирования дискретных уровней подпора, блок сравнения, вычитающий блок, .запоминакщий блок, блок считывания и выходной регистр 1 .

В этом устройстве используется сжатие сигнала после входного коммутатора. Такое сжатие оказывается малоэффективным, так.как практически может использоваться лишь аппроксимация сигналов полиномом нулевой степени.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для передачи телеиэмерений, содержащее датчики, адаптивные временные дискретизаторы (АВД) с аналоговыми вычислителями погрешности (ABII), элементы И, ИЛИ, ключи, АЦП, блок считывания, распределитель, генератор, блок запуска и блок определения адреса, причем вы ходы датчиков соединены со входами

АВД и ключами, вторые входы которых соединены с выходами первых элементов И, первыми входами вторых элементов И и входами элемента ИЛИ и блока. определения адреса, первые входы первых элементов И подключены к выходам АВДр вторые входы — к выходам распределителя, вход которого

О через блок запуска соединен с выходом генератора, первый вход блока запуска подключен к выходу элемента

ИЛИ, а второй к управляющему выходу блока считывания, к управлякщему

15 входу АЦП и ко вторым входам вторых . элементов И, выходы которых соединены с первыми управляющими входами

АВД, выходы ключей объединены и подключены ко входу АЦП, выходы АЦП и

20 блока определения адреса подключены ко входам блока считывания, выход которого соединен с выходом устройства. Сигналы датчиков анализируются

АВД, которые решают задачу адаптивной дискретизации раздельно в каждом канале в соответствии с выбранным алгоритмом. Если в- каком-либо канале погрешность аппроксимации достигает заданной, то на выходе соответствуюЗО щего АВД появляется сигнал "1".Импуль.

877596 сы с генератора через блок запуска с помощью распределителя очередно поступают на первые элементы И.Если на втором входе какого-либо элемента И появляется сигнал "1" от АВД, то открывается соответствующий ключ, и сигнал датчика подключается к АЦП.

Прн этом через элемент ИЛИ подается ,сигнал на блок запуска, запрещающий прохождение импульсов с генератора до окончания преобразования и выдачи кода на выход устройства. Одновременно от первого элемента И поступает сигнал на блок определения адреса и на первые входы вторых элементов И. Код адреса и код параметра выбранного канала поступают в блок считывания, преобразующий параллельный код в пбследовательный и передающий его на выход устройства. По окончании считывания блок считывания выдает сигнал на разрешение дальней- 20 шего прохождения импульсов с генератора на распределитель и на второй вход второго элемента И, производящего сброс АВД выбранного канала. Распределитель продолжает опрос первых элементов И, причем время прохождения канала, у которого погрешность аппроксимации меньше заданной, выбирается малым по сравнению со временем передачи кода в линию связи (21.

Недостатком известного устройства является возможность появления больших погрешностей аппроксимации, значительно превышающих допустимые,из-за появления очереди из нескольких заявок при фиксированном значении установки в АВД.

Цель изобретения-повышение точности устройства за счет снижения максимально возможной погрешности аппроксимации устройства. 40

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи телеметрической информации, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен. с первым входом первого бл .ка запуска, выход которого соединен с первым входом распределителя,второй вход — с выходом первого элемента ИЛИ, дешифратор адреса, выход которого соединены с первыми входами блока считывания, вторые входы и первый выход которого соединены соответственно с выходами аналогоцифрового преобразователя, и выходом устройства, и в каждом информационном канале датчик, выход которого соединен с первыми, входами ключа и адаптивного временного дискретизатора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход — с выходом второго зле- у) мента И, выход первого элемента И соединен с вторым входом ключа и соответствующим входом первого элемента ИЛИ и дешифратора адреса, выходы ключей информационных каналов объединены и соединены с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока считывания соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и первыми входами вторых элементов И информационных каналов, вторые входы которых объединены со вторыми входами первых элементов И и подключены к соответствующим выходам распределителя, введены второй блок запуска, счетчик импульсов, второй элемент ИЛИ, элемент И и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен с вторыми входами адаптивных временных дискретизаторов информационных каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход элемента И соединен с вторым входом распределителя,первым входом второго блока запуска и первым входом элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока считывания, выход — с третьим входом первого блока запуска, выход генератора и дополнительный выход распределителя соединены соответственно со вторым входом второго блока запуска и объединенными первым входом счетчика импульсов и третьим входом второго блока запуска, выход которого соединен с вторым входом счетчика импульсов, выходы которого соединены со входами .цифро-аналогового преобразователя.

На чертеже представлена структурная блок-схема устройства.

Устройство содержит датчики 1 для преобразования информации от объекта в электрический сигнал, адаптивные временные дискретизаторы (АВД) 2 для выработки управляющих сигналов адаптивной дискретизации, первые элементы И 3 для управления ключами 4,служащими для подключения датчиков к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 5, преобразующему аналоговые сигналы в код, генератор 6 с первым блоком 7 запуска, обеспечивающие работу распределителя 8, служащего для поочередного спроса элементов И 3, первый элемент ИЛИ 9, служащий для выработки сигнала остановки распределителя 8, второй элемент ИЛИ 10, служащий для выработки сигнала,запрещающего прохождение импульсов от генератора 6 через второй блок 11 запуска на счетчик 12, служащий для создания инверсного кода напряжения уставки АВД, цифро-аналоговый преобразователь 13, служащий для создания напряжения уставки, вторые элементы И 14, служащие для выработки сигнала сброса АВД, дешифратор 15 адреса, предназначенный для преобразования единичного кода номера выбранного канала в двоичный код, и блок 16 считывания, служащий для преобразования параллельного кода

877596

Устройство для передачи телеметрической информации, содержащее геадреса и информации в последовательный код и передачи его. s линию связи,, а также для выработки си нала сброса АЦП 5 и сигнала разрешения прохождения импульсов с генератора

6 на распределитель 8 через блок 7 запуска. Кроме этого устройство содержит второй элемент И 17 для выработки сигнала запуска распределителя 8 при проявлении сигналов "1" 1 .на выход элемента ИЛИ 10 и первом вы1Î ходе блока считывания по окончании передачи предыдущего отсчета. Датчик

1, АВД 2, элементы И 3 и 14 и ключ 4 составляют один информационный канал 18.

Устройство работает следующим образом.

По окончании предыдущего. цикла сигнал с дополнительного .выхода распределителя 8 разрешает прохождение импульсов с генератора 6 через блок 20

11 запуска на счетчик 12. Так как входы цифро-аналогового преобразователя 13 подключены к инверсным выходам счетчика 12, то первоначальное значение напряжения на выходе преоб- 25 разователя 13 соответствует максимальному. При поступлении импульсов от генератора 6 на счетчик 12 напряжение на выходе преобразователя 13 ступенчато уменьшается и поступает íà () дополнительный вход АВД 2 в качестве переменной установки погрешности ,аппроксимации. Объем счетЧика 12 (количество ступеней) определяется необходимой погрешностью определения погрешности аппроксимации. При достижении уставкой определенного значения АВД одного или нескольких каналов 18 срабатывают, на их выходах появляется сигнал "1", и через элемент ИЛИ 10 с помощью блока 11 за- 4О пуска прекращается поступление импульсов с генератора 6 на счетчик

12. Очевидно, что в этом случае, в отличие от известного устройства, срабатывают АВД 2 только тех кана- 45 лов, погрешность аппроксимации сигналов которых наибольшая.

Далее через блок 7 запуска,открывающийся сигналом от элемента И 17, запускается распределитель 8, кот зрый с максимально возможной скоростью опрашивает элемЕнты И 3, .останавливаясь с помощью, элемента ИЛИ 9 и блока 7 на канале 18, требующем обслуживания, т.е. имеющим максимальную погрешность. Включается ключ 4 выбранного канала 18, сигнал соответствующего датчика 1 преобразуется с помощью АЦП 5 в код и одновременно единичный код адреса преобразуется в двоичный с помощью дешифратора 15 60 адреса. Параллельные коды адреса и информации поступают в блок 16 считывания, где преобразуются в последовательный код и передаются в линию связи. По окончании считывания выбраиного канала 18 блок 16.разрешает дальнейший опрос элементов И 3 распре делителем 8,. и находится следующий канал 18 с наибольшей погрешностью аппроксимации, если их было несколь« ко, При опросе. всех выбранных кана.лов 18 происходит сброс АВД 2 данно"

;ro канала с помощью элементов И 14 и, следовательно, по .окончании опроса всех выбранных каналов сигнал "1" на выходе элемента ИЛИ 10 изменится на "0". Этим перепадом напряжения .производится сброс распределиТеля 8 в положение, соответствующее наличию сигнала на дополнительном выходе, так как нет необходимости в дальнейшем опросе элементов И 3.

Сигнал с дополнительного выхода распределителя 8 сбрасывает счетчик 12 в нулевое положение и открывает блок

11 запуска для прохождения импульсовгенератора 6 ° Далее работа устройства повторяется.

Величина максимально возможной погрешности аппроксимации может быть определена по формуле

eс = д+ ) И 1+ "р Г Mi где E* — допустимое значение, уставка, погрешности аппроксимации;

8 )Kg) — математическое ожидание дополнительной погрешности аппроксимации от многоканальности;

К б y) — среднеквадратическое отклонение дополнительной погрешности от многоканальностиу

Значения И (я „), 6(и а также выигрыш по точности в предлагаемом устройстве можно оценить, используя теорию массового обслуживания. Так, при значении параметра системы массового обслуживания Я = 0,9 (загрузка системы близка к предельной) переход на удвоенное значение устаки уменьшает погрешность аппроксимации более, чем в 2,5 раза при степени аппроксимации n = О, и более, чем в 3 раза при n = 1 (расчет производился для источников сигналов в количестве десяти).

Формула изобретения

877596 нератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого блока запуска, выход которого соединен с первым входом распределителя, второй .вход — с выходом первого зле > мента ИЛИ, дешифратор адреса, выходы которого соединены с первыми входами блока считывания, вторые входы и первый выход которого соединены соответственно с выходами аналого-цифрового преобразователя, и выходом устройства, и в каждом информационном канале датчик, выход которого соединен с первыми входами ключа и адап ивного временного дискретизатора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй t5 вход. — с выходом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с вторым входом ключа и соответствующим входом первого элемента ИЛИ и дешифратора адреса, выходы ключей Щ информационных каналов объединены и соединены с первым входом аналогоцифрового преобразователя, второй выход блока считывания соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и первыми входами вторых элементов И информационных каналов, вторые входы которых объединены со вторыми входами первых элементов И и подключены к соответствующим выходам распределителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, и него введены второй блок запуска, счетчик импульсов, второй элемент ИЛИ, элемент И и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен с вторыми входами адаптивных временных дискретизаторов информационных каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход элемента И соединен с вторым входом распределителя, первым входом второго блока запуска и первым входом элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока считывания выход — с третьим входом первого блока запуска, выход генератора и дополнительный выход распределителя соединен соответственно со вторым входом второго блока запуска и объединенными первым входом счетчика импульсов и третьим входом второго блока запуска, выход которого соединен с вторым входом счетчика импульсов, выходы которого соединены со входами цифро аналогового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 222907, кл. G 08 С 19/28, 1967.

2. Антонюк Е.М., Семенов Е.И.

О некоторых способах сжатия информации в многоканальных телеизмерительных системах. — "Известия ЛЭТИ", 1971, вып. 93, стр. 128-130 (прототип), ВНИИПИ Заказ 9622/76

Тираж 694 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная,4