Устройство для приема телеметрической информации

 

О Л И С А Н И Е,963057

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советник

Свв1налметичаскик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (5t)М. Кл..

С 08 С 19/28 (22) Заявлено 25. 02. 81 (21) 3271234/18-24 с присоединением заявки И(23)Приоритет

3Ьоудоротаааай комвтот ььСР ас делая азобротеккй в открытиВ

Опубликовано 30.09.82. Бюллетень %36 (53) УДК621.398 (088.8) Дата опубликования описания 30. 09. 82 (72) Авторы изобретения

В. И. Тимофеев и А. И. Тимухин ЯСЭВЗДАД ц

Центральное конструкторское бюро гидрометео приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к телеизме1 рению и может быть использовано для приема и дешифрирования информации, передаваемой в аналоговых радиотелеметрических системах с временным разделением каналов с первичной . время-импульсной модуляцией фазоимпульсной или широтно-импульсной

1о

Известно устройство для приема телеметрической информации, содержащее линейный .блок, преобразователь временных интервалов в частоту, включающий вентиль, делитель частоты

i5 счетчик, блок задержки, Формируеций триггер, управляемый делитель часто-, ты, генератор импульсов, дискретный приемник, аналоговый приемник время-импульсный преобразователь, 20 включающий генератор постоянного

-:,тока, интегрирующий конденсатор, нуль-орган, триггер, ключ, аналого вый и дискретные приемники 1).

Недостатком устройства является недостаточное быстродействие процесса измерения.

Известно устройство для приема телеметрической информации, содержащее приемник сигнала, первый вы" ход которого подключен к входу селектора сигнала и к первому входу распределителя сигналов, выход которого подключен к первому входу рас- пределителя сигналов, выход которого подключен к первому входу первой группы элементов И и к первым входам первого, второго, третьего, чет» вертого, пятого, шестого и седьмого элементов И, выход селектора сигналов соединен с вторым входом pacnpepan tens сигналов, второй выход приемника сигнала подключен к вторым входам второго, пятого и седьмого элементов И, третий выход приемника сигнала соединен с вторыми входами nepaoro, третьего, чет" вертого и шестого элементов И, вы"

963057

so

15 го

25 ходы первого и второго эле>лентов И соединены с первым и вторым входами первого триггера, выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, выход третьего элемента

И подключен к первому входу второго триггера, первый выход которого соединен с первым входом девятого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу второго триггера, выход первой группы элементов И соединен с вторь>м входом первого счетчика импульсов,. выходы четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам третьего триггера, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, выход которого соединен с первым входом вычитателя импульсов, выход которого подключен к входу устройства для приема телеметрической информации и к входу второго счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу умно- . жителя импульсов, выход которого сое динен с вторым входом вычитателя импульсов, к втррому входу умножителя импульсов, подключен выход третьего счетчика импульсов, выходы ше4>того и седьмого элементов И соеДинены соответственно с первым и вторым входами четвертого триггера, выход которого подключен к первому входу одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с входом .четвертого счетчика импульсов, выход генератора импульсов подключен. к вторым входам восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов И, выход второго триггера подключен к третьему входу десятого элемента И f 2 ).

Недостатком устройства является низкая достоверность телеметрической информации, обусловленные следующими причинами. Зо-первых, из-за сильных атмосферных помех в канале связи возможны искажения, что приводит к неправильному приему всего кадра телеметрической информации. Во-вторых во время передачи и приема одного кадра телеметрической информации вре менные интервалы, соответствующие минимальным и максимальным параметрам измеряемого параметра, могут изменяться из-за изменения характеристик источников питания, характеристик электронных аналоговых узлов на борту метеоракеты и т.д. а все.значения измеряемых параметров дешифруются, исхо. дя из условий неизменности этих временных интервалов, что вызывает дополнительную погрешность приема телеметрической инфориации.

Цель изобретения — повышение достоверности приема телеметрической информации.

Для достижения поставленной цели в устройство для приема телеметрической инфор>лации, содержацего приемник сигнала, первый выход которого подключен к входу селектора сигнала и к первому входу распределителя сигналов, выход которого подключен к первому входу первогой группы элементов

И и к первым входам первого,. второго

„третьего, четвертого, пятого, шестого и седь>лого элементов И, выход селектора сигнала соединен с вторым входом распределителя сигнала, второй выход приемника сигнала подключен к вторым входам второго, пятого и седьмого элементов И, третий выход приемника сигнала соединен с вторыми входами первого, третьего, четвертого и шестого элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым входами первого триггера, выход которого подключен к первому выходу восьмого элемента И, выход третьего элемента И, подключен к первому входу второго триггера, первый выход которого соединен с первым входом девятого. элемента И, выход .которого соединен с-первым входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу второго триггера, вы40 ход первой группы элементов И соединен с вторым входом первого счетчика. импульсов, выходы четвертого и пятого элементов И подкл>эчены соответственно к первому и второму входам третьего триггера, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, выход которого соединен с первым входом вычитателя импульсов выход которого подключен к входу устройства для приема телеметрической ,информации и к входу второго счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу умножителя импульсов, выход которого подключен к второму входу вычитателя импульсов, подключен выход. третьего счетчика импульсов, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно

963057,5 с первым и вторым входами четвертого триггера, выход которого подключен к первому входу одиннадцатого элемента

И, выход которого соединен с входом четвертого счетчика импульсов, выход генератора импульсов подключен к вторым входам восьмого девятого, десятого и одиннадцатого элементов И, выход второго триггера подключен к третьему входу десятого элемента И, !0 введены элементы сравнения, элементы ИЛИ, экстрополяторы импульсов и формирователь импульсов, и дополнительно счетчйки импульсов и группы элементов И, выход фор)лирователя им- !5 пульсов подключен к первы)л входам первого и второго экстрополятора импульсов, к вторым входам которых подключен выход распределителя. сигналов, выход восьмого элемента И подключен 30 к входу пятого счетчика импульсов, выход, которого соединен с первыми входами первого элемента сравнения и второй группы элементов И, первый вчход первого элемента сравнения под- 35 ключен к третьему входу первого экстрзполятора импульсов, первый и второй, выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам иестого счетчика импульсов и к первым входам первого и второго элементов

ИЛИ второй выход первого элемента сравнения подключен к второму входу второй группы элементов И, выход которого соединен с третьим .входом ае35 стого счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента сравнения и вторым входом первой группы элементов И, выход четвертого счетчика и лпульсов соединен с первым входом второго элемента сравнения и третьей группы элементов И, выход которого соединен с первым входогл седылого счетчика импульсов выход которого подключен к

45 второму входу второго элемента сравнения, первый выход которого подключен к третьему входу второго экстрополятора импульсов, первый и второй входы которого подключены соответственно к вторым входам первого

50 и второго элементов ИЛИ и к второму и третьему входам седьмого счетчика импульсов, второй выход второго элемента сравнения подключен к второму входу третьей группы элементов И, выходы элементов ИЛ!! соединены с входами третьего счетчика импульсов,. третий выход приемника сигнала соединен с третьими входами первого и втрого элементов сравнения, выходы распределителя сигнала и генератора импульсов соединены с первым и вторым входами формирователя импульсов.

На фиг. 1 представлена характеристика преобразователя напряжения - вре мя радиотеле летрической системы на борту метеоракеты, на фиг. 2 " типичная зависимость изменения (t "

1о,) и (,- акоп) от времени полета метеоракеты; на фиг. 3 - структура, кадра телеметрического сигнала; на фиг. 4 - временная диаграмма передачи информации по одному каналу; на фиг. 5 - алгоритм работы устройства информации; на фиг. 6 — функциональная схема устройства.

Устройство для приема телеметрической информации фиг.6) содериит приемник 1 сигнала, селектор 2, рас" пределитель 3 сигнала, элементы И 414, генератор 15 импульсов, триггеры 16-19, формирователь 20 импульсов, счетчики 21-27 импульсов, зле ленты

28 и 29 сравнения, вычитатель 30 импульсов, экстрополяторы 31 « 32 ислпуль сов, элементы ИЛИ 33 и 34, группы элементов И 35-37, умножитель 38 импульсов.

Принимаемая телеметрическая информация поступает в виде сигналов время-импульсной модуляции (фиг.3, где

СИ - синхроимпульс, 1 „- опорный им4 пульс, t« — импульс, соответствующий минимальному значению измеряемого параметра; t - импульс, соответствующий измеряемому параметру; t Ä- импульс, соответствующий максимальному значению измеряемого параметра).

Схемы сравнения 28 и 29 предназначены-для формирования разностей д йо„, at и сравнения их с допусти» мыми значениями М вд п и дй и доп о =to; t ;„>« <

Ь пл = Ттул и,л-s кст!i, где i — соответствует значению данного . параметра на i-ом кадре телеметрической информации;

i-1 - соответствует значению дан " ного параметра, проэкстраполированного на конец (i-1)-го кадра телеметрической информации.

Экстрополяторы 31 и 32 предназна", чены для экстрополяции значений (ракоп)и (t Ä - йв„) по значениям И<3"! а я лс учетом их знака и абсолют9630

7 ного значения, на каждом очередном кадре телеметрической информации.

Формирователь 20 импульсов предназначен для формирования количества импульсов, соответствующих поступаю- З щим каналам телеметрической информации внутри каждого кадра, которые поступают на экстрополяторы 31 и 32.

Устройство для приема телеметрической информации работает следуюц>им образом.

Сигналы с выхода приемника 1 поступают, на вход распределителя 3 и на вход селектора 2, выход которого соединен с другим входом распредели- 1 теля 3. С выхода приемника 1 снимается последовательность опорных импульсов to» {фиг. 3,. где СИ - синхроимпульс > кадровый иипульс), отличающийся по длительности от осталь- 20 ных импульсов). Со второго выхода приемника 1 снимается последовательность измерительных импульсов

t>< . На выходах распределите-, ля 3 формируются импульсы, соответст- 2З вующие каналам 1,,и внутри каждого кадра. Перед приходом первого кадра теле>летрической информации в исходном состоянии все счетчики обнулены, все триггеры находятся B нулевом со- 3О стоянии { цепи начальной установки счетчиков и цепи управления работой экстрополяторов на фиг,б не показаны). На первом канале распределитель 3 подает разрешение на элементы

И 4 и 5. Первый (после синхроиипульса) опорный сигнал t00проходит через элементы И 4 и устанавливает триггер

16 в состояние "1", разрешая те>л самым прохо>кдение импульсов частоты Fp генератора 15 постоянной частоты через элемент И ll на вход счетчика 21. Пер-. вый из»лерительны>1 импульс t04, соответствующий минимальному значению измеряемого .параметра, пройдя через элемент И 5, возвращает триггер 16 в исходное состояние "0", прекращая тем самым поступление импульсов частоты в счетчик 21. Триггер 16 находился в состоянии "1" время t равное t = t „- сот>, в течение коИ торого в счетчик 21 поступает количество импульсов.

4л= о л = Рс>(ол оп)

На первом канале экстрополятор 31 работает таким образом, чтобы значение Й„ поступало также на вь>читаю щий вход счетчика 26. После записи кода 14„ элемент 28 сравнения выраба57 8 тывает сигнал. перезаписи, по которому значение М„ через группу элементов

И 35 записывается в счетчик 22. На втором канале распределитель 3 подает разрешение на элемент И 9 и 10.

Второй опорный импульс и проходит через элемент И 9 и устанавливает триггер !9 в состояние "1", разрешая тем самь»л прохо>кдение импульсов частоты F через элемент И 14 на вход счетчика 24. Второй измерительный импульс и, соответствующий максималь1 ному значению измеряемого параметра, пройдя через элемент И 10, возвращает триггер 19 в исходное состояние

"0", прекращая те>л самым поступление импульсов Го в счетчик 24. Триггер

19 находится в состояние "1" вре мя t, равное t = (t оп ), в течение которого в счетчик 24 поступает количество импульсов !1, Ро t = F0 (t»,„.- tðï) .

На первом кадре экстрополятор 32 работает таким образом, что ы значение N поступало на суммирующий вход счетчика 26. После записи кода И элемент 29 сравнения вырабатывает сигнал перезаписи, по которому значение кода N через группу элементов И 37 записывается в счетчик 25. Таким об" разом, к концу второго канального интервала в счетчике 26 записывается код и

Г4 = t4<- tJ„= F { „- t }-F(t „-, =

="о (>. о» )

На третьем и последующих каналах распределитель 3 подает импульс разрешения на группу элементов И 36, переписывая тем самы>л значение 14„ в счетч> к 23. Распределитель 3 также подает разрешение на элементы И 6-8.

Третий и последующие опорные импульсы . „проходят через элемснты И 6 и и

7 и устанавливают триггеры 17 и 18 в состояние "1". Триггер 17 разрешает прохождение импульсов частоты F+, че- рез элемент И 12 на вход счетчика

23. После обнуления счетчика 23 триггер 17 возвращается в исходное состояние "0". Время в течение которо> го триггер 17 находился в состоянии "1", равно 11 %Am оп)

3 F< Fp o< Оп

На время запрещение было подано на элемент !3.

Третий измерительный импульс „„ соответствующий измеряемому пара 9 96 метру, пройдя через элемент И 8,возвращает триггер 18 в исходное состояние "0". Триггер 18 находился в состоянии "1" время,, равное

tg=(1 Сап). Эле)лент, Н 13 откРыт в течение времени и =1,»1- Тэ=(й>< Оп) (рл "оп) (ting "о1) течение которого импульсы частоты F поступают на..вход вычитателя 30 импульсов. Частота импульсов на выходе вычитателя 30 импульсов F3Q равна

Fqg= Ео - Fge где F38 - частота иипульссв на выходе умножителя 38, »»» 26

38 эо

А где А - емкость счетчиков 26 и 27:

Ц 1ф Д- код подаваемый на входы аь умножителя 38 с выходов младших разрядов счетчика

26 (код старшего разряда счетчика 26 на умножитель

38 не подается);

Р - .Е -Г-Р

39 эо А 3o о эо А

М - А

«„(»» — »» — )=«о, А о А

%БЕ; Р

3057 10 значение дйолиспользуется для экстрополяции значения (1,, - t ) во время приема других каналов второго кадра телеметрической инфориации ° Если же дФр„тд1о доя, элемент 28 сравнения . не вырабатывает никаких сигналов, т.е.. значения в счетчиках 22 и 26 не меняются. Следовательно, во время приема других каналов второго кад10 ра теле летрической инфор лации используется значение(йр„ - t), принятое на предыдущем, первом кадре. Аналогично осущ»ествляется измерение и обработка информации о значении („

15 Во время приема измерительной информации на третьем и последующих кадрах второго кадра телеметрической информации осуществляется экстраполяция значений (tp<- о„) и (t - )

20 На третьем и всех последующих кадрах прием телеметрической информации осуществляется описанным выше способом. Только элементы 28 и 29 сравнения вырабатывают значение при25 ращений д tpq, д »л (4 c»„ л экстр "оп)» оп) (уа1- л кстр - t Q„), Ю

Такии образом, с .выхода вычитателя 30 импульсов за время поступает количество импульсов Ил, равное

4 hot« » ЙХК 011

)fly 03

35 что соответствует значению измеряемого параметра с учетом искажений, вноси лых элементами радиотеле»летри- ческой систеиы на передающей и приеиной сторонах. . На второ«л кадре прием телеметрической инфориации осуществляется аналогично, только после приема и измерения значения (t0g - t ) элеиент 28 сравнения вырабатывает значение прира

45 щения 0,to, равное дуол =(о - оп ) (t0g оп ) = (Тоl ол ) ° L1 равню,RB ет это значение с д1, оп.ЕслиМоп .йоАоулемент 28 сравнения вырабатывает. сигнал перезаписи, который поступает на группу элементов И 35, на другие

50 входы которой с выходов счетчика 21 поступает значение (йо - to ). Таким образом осуществляется перезапись значения (t - t „) в счетчик 22. Од" новременно значение д. о„(знак и. моS5 дуль) поступают на вход экстрополятора 31. Экстрополятор 31 переписывает значениЯ дсолв счетчик 26, кРоме TQIQ т.е. вырабатывают значения разности поступившего и предыдущего проэкстраполированного значений соответствующего параметра.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в повышении достоверности приема телеметрической инфор»лации, обусловленных экстраполяцией значений вреиенных интервалов, соответствюущих минимальному и»лакси»лальному значениям измеряемых параметров во время приема каждого кадра телеметрической ин" фориации и отбраковкой неправильно принятых (искаженных помехами), зна— чений временных интервалов, соответствующих минимальному и максимальному значениям измеряе лых параметров и за" мене этих значений на соответствующие проэкстраполироданные значения. формула изобретения

Устройство для приема телеиетри" ческой информации, содержащее приемник сигнала; первый, выход которого подключен к входу селектора сигнала и к первому входу распределителя сигналов, выход которого подключен к

7 12 пульсов и дополнительно счетчики импульсов и группы элементов И, вы,ход формирователя импульсов подклю чен к первым входам первого и второго экстраполятора импульсов, к вторым входам которых подключен выход распределителя сигналов, выход восьмого элемента И подключен к входу пятого счетчика импульсов, выход которого. соединен с первыми входами первого элемента сравнения и второй группы элемента И, первый выход пер- . вого элемента сравнения подключен к третьему входу первого экстраполятора импульсов,, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам шестого счетчика импульсов и к пер вым входам первого и второго элементов ИЛИ, ..второй выход первого we.мента сравнения подключен к второму ,входу второй группы элементов И, выход которого соединен с третьим входом шестого счетчика импульсов, вы-. ход которого соединен с вторым входом первого элемента сравнения и вто- рым входом первой группы элементов И, выход четвертого счетчика импульсов соединен с первым входом второго элемента сравнения и третьей группы элементов Й, выход которого соединен с первым входом седьмого счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу второго элемента сравнения первый выход которого подключен к третьему входу второго экстраполятора импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ и к второму и третьему входам седьмого счетчика импульсов, второй выход второго элемента сравнения подключен к второму входу третьей группы элементов И, выходы элементов ИЛИ соединены с входами третьего счетчика импульсов, третий выход приемника сиг нала соединен, с третьими входами первого и второго элементов сравнения, выходы распределителя сигнала и гене ратора импульсов соединены с первым и вторым входами формирователя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

It 483б94, кл. G 08 С 19/28, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

; no заявке II 2795435/18-24, кл. G 08 С 19/28, 09.01.80 (прототип), 11 96305 йервому входу первой группы элементов

11 и к первым входам первого, второго третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого элементов И, выход селектора сигнала соединен с вторым 5 входом распределителя сигналов, второй выход приемника сигнала подклю- чен к вторым входам второго, пятого и седьмого элементов И, третий выход приемника сигнала соединен с вто- 10 рыии входами первого, третьего, четвертого и шестого элементов И, выходы первого и второго элементов .И соединены с первым и вторым входами пЕрвого триггера, выход .которого под- 1$ ключен к первому входу восьмого элемента И, выход третьего элемента И подключен к первому входу второго триггера, первый выход которого соединен с первым входом девятого эле- щ мента И, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу второго триггера, выход первой группы элементов

И соединен с вторым входом первого счетчика импульсов, выходы четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к первому и второму, входам третьего триггера, выход ко 30

:торого соединен с первым входри десятого элемента И, выход которого сое длинен с.первым входом вычитателя им, Пульсов, выход которого подключен к ,выходу устройства для приема телемет,рической информации и к входу второ- ЗЗ

Iro счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу умножителя импульсов, выход которого под ключен к второму входу вычитателя импульсов, к второму входу умножи- 40, теля импульсов подключен выход тре тьего счетчика импульсов, выходы ше-, стого и седьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого триггера, вы- 4 ход которого подключен к первому входу одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с входом четвертого счетчика импульсов, выход генератора импульсов подключен к вторым .входам восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов, И, выход второго триггера подключен к третьему входу десятого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с.целью .- повышения достоверности приема информации, в него введены элементы сравнения, элементы ИЛИ, экстраполяторы импульсов и Формирователь им-