Адаптивный коммутатор системы телеизмерений
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соаетскик
Социалистических
Республик
<1п963045 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.02.81 (21) 3251770/18-24
Р М К з с присоединением заявки ¹â€”
G 08 С 15/06
Государственный комитет
СССР ио делаю изобретений и открытий (23) Приоритет—
)$3) УДК 621.398 (088. 8) Опубликовано 30.0982 Ьюллетень № 36
Дата опубликования описания 3009.82
Л.Г.Журавин, В.М.Иванов, В.И.Семенов и В.A.Tðîøèí
Ленинградский ордена Ленина электротехниче ий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (54) АДАПТИВНЫИ КОММУТАТОР СИСТЕМЫ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ
Устройство относится к телеизмерениям и может применяться в телемеханике, дальней связи и в системах автоматического контроля.
Известно устройство для телеизмерения с адаптивной. коммутацией, содержащее в каждом измерительном канале преобразователь погрешности ап- проксимации (IIIIA), работающий по определенному алгоритму анализатор погрешности (AII), последовательно опрашивающий все ППА, выявляющнй канал с наибольшей погрешностью аппроксимации и открывающий ключ (К) данного канала. Информация от датчика. этого канала, кодируемая аналого-цифровым преобразователем (AIJII), вместе с номером выбранного канала через первдающее устройство (ПУ) передается в канал связи (1).
Это устройство имеет малое быстродействие, обусловленное значительным временем последовательного анализа погрешностей аппроксимации измерительных сигналов. В связи с этим могут появиться значительные динамические погрешности.
НаибоЛее близким к предлагаемому является адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий по количеству измерительных каналов ripe образователи погрешности аппроксимации (IIIIA), выход каждого из которых: . соединен со входом соответствующего элемента ИЛИ {на диодах) детектора максимального сигнала (количество диодов в,элементе ИЛИ определяется количеством разрядов кода адреса), выходы элементов ИЛИ соединены с прямым и инверсным входами соответ- " ствующих элементов йамяти адресов (количество элементов памяти определяется числом измерительных каналов). выходы элементов памяти соединены с адресными входами программного ком мутатора, первый выход которого соединен выходом адаптивного коммутатора, вторые. выходы программного коммутатора соединены с управляющими входами tIIIA, информационный вход каждого ППА соединен с соответствующим информационным входом программного коммутатора и с соответствующим входом адаптивного коммутатора
25 (2 ).
Недостатками известного устройства являются невозможность работы с раэнополярными выходами сигнала tlIIA u
ЗО малая точность выбора канала из-за
9б 3045
IIIIA 1 предназначен для выборкй напряжения, пропорционального погрешности аппроксимации входного сигнала.
Выходное напряжение ППА 1 обнуляется при поступлении сигнала на его управляющий вход.
Программный коммутатор 2 служит для передачи на вход адаптивного комвыбранного канала и сброса ППА 1 этого канала.
Детектор 3 модуля максимального сигнала предназначен для выделения модуля максимального сигнала от всех
ППА 1. Этот блок может быть реализован на основе операционного усилителя.
Детектор 3 (фиг.2) состоит из диодных сборок 8 и 82, предназначенных для определения соответственно максимального среди положительных и отрицательных напряжений; инвертор
9 на основе операционного усилителя и двух резисторов; диодов 10 и 11, служащих для выделения максимального из двух входных напряжений.
Функциональный преобразователь 4 служит для формирования функциональной зависимости вида у. = K(j U„/-М), где N — модуль-максимум выходных сигналов ППА 1 -1, формируемый детектором 3. Преобразователь 4 может быть реализован на основе операционного усилителя.
Преобразователь 4 (фиг.3) содержит диоды 12 и 13 и трехвходовой суммирующе-вычитанщий каскад 14 на осно- . ве операционного усилителя и пяти резисторов. В зависимости от полярности выходное напряжение (от ППА1) поступает либо на прямой, либо на инверсный вход усилителя, тогда как положительное входное напряжение, соответствующее величине М, подается всегда на инверсный вход усилителя ° Величина 3 Кп определяется соотношением резисторов и может быть К = 30-200 с целью использования всего диапазона выходных положительных напряжений операционного усилителя (от нуля до
10-15 B) при разности / 1 /- М, находящейся в зоне чувствительности диодов 0-50 или 0-300 мВ в зависимости от типа диодов в детекторе и преобразователе 4 (германиевые или кремниевые) .
Элементы ИЛИ 5 детектора б максимально служат для выполнения логической операции, для выделения максимального напряжения. Они выполнены на диодах по числу разрядов кода адреса, объединенных анодами: катоды диодов подключены к тем установочным входам элементов 7,, которые нужны для формирования кода адреса данного канала. Например, для 32-канальной системы каждый элемент ИЛИ 5„-5> содержит пять диодов, катоды которых в неизбежного разброса параметров диодов.
Цель изобретения — расширение области применения и повышения точности адаптивного коммутатора.
Поставленная цель достигается тем, 5 что в адаптивный коммутатор систеки телеизмерений, содержащий программный коммутатор, информационные входы ко- мутатора выборки входного сигнала, торого объединены с информационными входами соответствующих преобразова- IQ телей погрешности аппроксимации и подключены к первым входам адаптивно, го коммутатора, первые выходы программного коммутатора соединены с управляющими входами преобразователей погрешности аппроксимации, детектор максимального сигнала на элементах ИЛИ, выходы которых соединены с установочными входами нуля и единицы соответствующих элементов памяти адресов, выходы которых соединении с адресными входами программного коммутатора, вход разрешения считывания и второй выход которого соединены соответственно со вторым входом и выходом адаптивного коммутатора, введены детектор модуля максимального сигнала и функциональные преобразователи, выходы которых соединены со входами элементов ИЛИ, детектора максимального сигнала, выходы 30 преобразователей погрешности аппроксимации - с первыми входами соответствующих функциональных преобразователей и соответствующими входами детектора модуля максимального сигнала,35 выход которого соединен с объединенными вторыми входами функциональных преобразователей.
Благодаря этому выбор максимального сигнала наибольшего напряжения 4О производится не среди выходных напряжений ППА П„, а среди напряжений, полученных с помощью функционального преобразования у„ = K()U; ) - М), где М - модУль-максимум выходных íà- 45 пряжений IIIIA; К 1 . При этом число анализируемых положительных величин среди всех у резко уменьшается, а диапазон их различий увеличивается в К раэ, что значительно повышает точность выбора измерительного канала.
На фиг.1 дана структурная схема устройства; на фиг.2 — схема детектора-модуля максимального сигнала; . на фиг.3 — схема функционального преобразователя. Адаптивный коммутатор содержит по числу измерительных каналов преобразователи 1„-1 погрешности аппроксимации (IIIIA), программный коммутатор 2, детектор 3 моду- 60 ля максимального сигнала (ДММС), функциональные преобразователи 4 -4и (ПФ), элементы ИЛИ 5< -5> (íà диодах), детектор б максимального сигнала, элементы 7„-7 памяти адресов. &5
963045
Формула изобретения
45 первом канале подключены к установочным входам "0" элементов 7 -7 памяти и к установочному входу "1" элемента 7, так как кодовая комбинация первого .адреса имеет вид .00001. 5
Элементы 7„-7„памяти (триггеры) служат для образования двоичного кода адреса канала, погрешность аппроксимации которого наибольшая. Элемент 7 устанавливается в одно иэ 10 двух устойчивых состояний в зависи мости от того, на каком из его уста— новочных входов большее напряжение, Адаптивный коммутатор работает следующим образом. Преобразова-.ели 15
1 -1 погрешности аппроксимации не.прерйвно во времени анализируют входИ ные сигналы x- (t) и вырабатывают
1 напряжения U„(t), пропорциональные погрешности аппроксимации по выбран- 20 ному алгоритму.
Далее детектор 3 непрерывно во времени выделяет модуль максимальной погрешности аппроксимации и выдает его на соответствующий вход функциональный преобразователей 4 —
4, которые на основе напряжений бло-ков ППА 1 и детектора формируют вы-.. и ходные сигналы в соответствии с функциональной зависимостью у =K((U; J -M)
Комбинация выходных напряжений элементов ИЛИ 5 -5 поступает на входы
1 элементов 7 -7 памяти, которые срабатывают, и на их выходах появляется двоичный код адреса измерительного канала, погрешность аппроксимации
35 которого наибольшая в данный момент.
Двоичный код с выходов элементов 7. -7, памяти поступает на программный коммутатор 2, куда и записывается при появлении сигнала на разрешение счи- 40 тывания. Далее открывается ключ выбранного канала в коммутаторе 2 и выборка сигнала x;(t) поступает на выход адаптивного коммутатора.
Благодаря наличию функциональных преобразователей 4.„-4 входные напряжения элементов ИЛИ 5<-5> положительны только для тех каналов, модули погрешности аппроксимации которых находятся в зоне (М - 3,Ì J где Ь = :. 5О
= 50-300 м — эона нечувствительности диодов блока ДММ С 3; при этом разница напряжений этих каналов к К.
I раз усилена в преобразователях 4,, -4„, что значительно (B К раз) повышает точность выбора единственного канала с максимальным уровнем погрешности аппроксимации.
Адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий программный коммутатор, информационные входы ко- торого объединены с информационными входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации и подключены к первым входам адаптивного коммутатора, первые выходы программного коммутатора соединены с управляющими входами преобразователей погрешности аппроксимации, детектор максимального сигнала на элементах ИЛИ, выходы которых соединены с установочными входами нуля и единицы соответствующих элементов памяти адресов, выходы кото1.ых соединены с адресными входами программного коммутатора, вход разрешения считывания и второй выход которого соединены соответственно с вторым входом и выходом адаптивного коммутатора, отличающийся тем, что, с целью расижрения области при-, менения и повышения точности, в него введены детектор модуля максимального сигнала и функциональные преобра- зователи, выходы которых соединены с входами элементов ИЛИ, детектора максимального сигнала, выходы преобразователей погрешности аппроксимации — с первыми входами соответствующих функциональных преобразователей и соответствующими входами детектора модуля максимального сигнала, выход которого соединен с объединен.ными вторыми входами функциональных преобразователей.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Фремке A.Â. Телеизмерения., М.
;"Высшая школа", 1975, с.232-234, рис.7,12 ! . 2. Авторское свидетельство СССР
Р 599277, кл. G08 С 15/06, 1976 (прототий) ..
