SU1020849A1 - Устройство дл передачи телеизмерений с адаптивной коммутацией - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ С АДАПТИВНОЙ КОММУТАЦИЕЙ , содержащее датчики, выходы которых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы которых соединены с инфор ционными входгши второго коммутатора , первый выход которого соединен с первым входом блока выделени  мак симума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделени  максимума, выход которого соединен с первым управл ющим входом первого коммутатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с BTopijM управл кхцим входом первого коммутатора и управл хнцим входом второго коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, первый выход которого соединен с первым входом блока считывани , перклй и втррой .выходы которого соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов и выходом устрой- ства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в него введены детектор максимального сигнала, блок буферной пам ти, логический коммутатор , блоки сравнени , формирователь сигналов времени, инверторы, триггер , ключи, элементы И, элемент ИЛ шина задани  допустимой погрешности группа ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к BTOJKJM входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы датчиков соединешл с соответ ствукхцими входами детектора максимального сигнала и.первыми входами соответствующих ключей группы, выS . ходш которых объединены и, подключены к первому входу первого ключа, вьосод которого объединен с выходом второго ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразовател , о е выход детектора максимального сиг , нала соединен с первым входом первого блока сравнени , второй вход которого объединен с первым входом второго блока сравнени  и подключен IV9 к первому выходу второго ксвшутатоО ра, выход первого блока сравнени  через первый инвертор соединен с 00 первым входом первого элемента И, 4 второй вход второго блока сравнени  соединен с шиной задани  допустимой погрешности, выход - с первым входом триггера, вторым входом первого эле мента И и первыми входами элементов И группы, торые входы объединены с вторь о1 входами соответствующих ключей группы и подключены к соответствующему второму выходу второго коммутатора, третьи шлходы второго коммутатора соединены с первыми входами блок& буферной ,пам ти , выходы которого соединею с рервыми входами логического коммутатора , выход первого элемента И соединен непосредственно с вторым вхог

Description

дом первого ключа, первым входом элмента ИЛИ и вторым входом блока буферной пам ти и через второй инвертор - с nepBEJM входом второго ключа второй вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, вторые выходы первого коммутатора соединены «с вторыми входами логического коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока считывани , первый выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому

выходу аналого-цифрового преобразовател , третий вход объединён с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к последнему из вторых выходов второго коммутатора, выходэлемента ИЛ соединен с вторым входом аналогоцифрового преобразовател , вторые выходы которого соединены с третьими входами логического коммутатора и блока буферной пам ти, четвертые входы которых подключены к выходам формировател  сигналов времени, выход первого элемента И соединен с п тыми входами логического коммутатора и блока буферной пам ти.

Изобретение относитс  к телеизмерени м и может быть использовано в телемеханике, радиотелеметрии, дальней св зи и в других случа х, где необходимо сокращение объема информации. Известно передающее устройство телеизмерительных систем (ТИС), основанное на адаптивной коммутации, с параллельным анализом активности каналов, содержащее адаптивные дискретизаторы , схемы пам ти моментов по влени  требований, детектор максимального сигнала, блок выбора канала , устройство пам ти адресов, регистр пам ти, аналого-цифровой пр образователь (АЦП ) и блок считывани  13Недостатком такого устройства .  вл етс  значительна  сложность, а следовательно, и низка  надежност Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  передающее устройство ТИС, основанное на адаптивной коммутации, с последовательным анализом активности каналов, содержащее датчики, выходы которых подключены к первым входам преобразователей погрешности аппроксимации (ППА) и входам пер вого коммутатора, выходы ППА соединены с входами второго коммутатора управл ющие входы коммутаторов соединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов (ГТИ), первый вход которого соединен с управл ющим выходом блока считывани  (БС), второй вход ГТИ соединен с управл ющим входом АЦП, с управл ющим входом блока выделени  максимума (БВМ) и последней шиной распределител  второго коммутатора, выход которого подключен к входу -БВМ, выход которого соединен с управл ющим входом первого коммутатор первый выход которого подключен к ВХОДУ АЦП, выходы АЦП и другие выхо-. ды первого коммутатора подключены к соответствующим входам блока считывани  (БС) выход которого соединен с выходом устройства С2. Недостатком известного устройства  вл етс  возможность по влени  больших погрешностей аппроксимации при высокой активности сигналов датчиков из-за по влени  очереди, а также передача избыточных отсчетов при низкой активности входных сигналов. Цель изобретени  - повышение точности работы устройства за счет снижени  погрешности аппроксимации. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  передачи телеизмерений с адаптивной коммутацией, содержащее датчики, выходы которых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы КОТ01Ж1Х соединены с информационными входами второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом блока выделени  максимума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделени  максимума , выход которого соединен управл ющим входом первого коммутатора , выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым управл ющим- входом первого KONwyTaTopa и управл кацим входом второго коммутатора , анадого7Циф.ровой преобразователь , первый выход которого соединен с первым входом блока считывани , первый и второй выходы KCtToporo соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов

и выходом устройства, введены детектор максимального сигнала, блок буферной пам ти логический коммутаоор , блоки сравнени , формирователь сигналов времени, инверторы, .триггер, ключи, элементы И, элемент или, шина задани  допустимой погрешности , группа ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к вторым входам соответствукидих преобразо1вателей погрешности аппроксимации , выходы датчиков соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала и первыми входами соответствующих ключей группы, выходы которых объединены и подключены к первому входу первого ключа , выход которого объединен с выходом второго ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразовател , выход детектора максимального сигнала соединен с первым входом первого блока сравнени , второй вход которого объедщнен с первым входом второго блока сравнени  и подключен к первому выходу второго коммутатора , выход первого блока сравнени  через первый инвертов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход второго блока сравнени  соединен с шиной задани  допустимой погрешности, выход - с первым входом триггера, вторым входом первого элемента И. и П(9рвыми входами элементов И группы, вторые входы которых объединены с вто1%аш входами соответствующих ключей группы и подключены к соответствующему второму выходу второго коммутатора, третьи выходы второго коммутатора соединены с первыми входами блока буферной пам ти, выходы которого соединены с первыми входами логического коммутатора, . выход первого элемента И соединен непосредственно с входом первого ключа,, первым входом элемента ИЛИ и вторьин блока буферной пам ти и через второй инвертор с первым входом второго ключа, втот рой вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, вторые , выхода первого коммутатора соединены с вторыми входами логического коммутатора, вцходы которого соединены с вторыми входами блока счигавани , первый выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход Которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразовател , третий вход объединен с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к последнему из вторых выходов второго коммутатора, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател , вторые выходы которого соединены с третьими входами логического коммутатора

и блока буферной .пам ти, .четвертые входы которых подключены к выходам формировател  сигналов времени, выход первого элемента И соединён с п тыми входами логического коммутатора и блока буферной пам ти.

На чертеже представлена структурйа  схема передающего устройства ТСИ с адаптивной коммутацией.

Устройство содержит датчики 1, преобразователи 2 погрешности ап0 проксимации (ППА ),первый коммутатор 3, второй коммутатор 4, блок 5 выделени  максимума (БНИ), группу элементов И б, детектор 7 максимального сигнала, генератор 8 тактовых им5 пульсов (ГТИ ), содержащий генератор 9, триггер 10, элемент И 11; группу ключей 12, первый и второй ключи 13 и 14, первый блок 15 сравнени , второй блок 16 срав.нени , первый тор 17, второй инвертор 18, элементы И 19 и 20, элемент ИЛИ 21,.триггер 22, блок 23 буферной пам ти, блок 24 считывани , логический кс нмутатор 25, формирователь 26 сигналов 5 времени, аналого-цифровой преобразователь 27 (АЦП ), шину 28 задани  допустимой погрешности.

Датчики 1, ППА 2, группа элементов И 6, группа ключей 12 составл ют измерительный канал 29.

0

Устройство работает следующим образом .

Сигналы датчиков 1 поступают на входы ППА 2, где формируютс  напр жени , пропорциональные погрешности

5 аппроксимации по выбранному алгоритму . В зависимости от того, в каком числе каналов 20 погрешность аппроксимации достигла допустимой величины ., работа устройства подраздел 0 етс  на три режима.

Первый режим - допустима  погрешность достигнута только в одном канале 29 и, следовательно, в этом же канале она и наибольша . В этом

5 случае устройство работает так, что по окончании считывани  предыдущего отсчета сигнал от управл ющего выхода блока 24 считывани  разрешает прохождение импульсов с ГТИ 8 на коммутаторы 3 и 4. Одновременно в

0 единичное состо ние уртанавливаетс  триггер 22. Коммутатор 4 опрашивает ППА 2 и на вход блока 5 выделени  максимума поступают напр жени  с ППА 2, пропорциональные погрешности

5 аппроксимации в каждом канале 29. Блок 5 содержит, например, запоминающую емкость, диод, ключ сброса, импул;ьсный усилитель и пороговый элемент.

0

При превышении последующего напр жени  над предыдущим блок 5 вырабатывает импульс, сбрасывающий коммутатор 3 в начальное положение. По окончании опроса всех ППА 2 коммутатор 4 устанавливаетс  в последнее положение, а коммутатор 3 - в положение N-K, где К - номер ППА, имеющего наибольшее напр жение на выходе; N - число каналов 29 устройства . При этом датчик с К-м номеро подключен к ППА с номером Кик ключу коммутатора 3 с номером N-K, т.е первый датчик подключен к первому ППА и к последнему ключу (с номером N) коммутатора 3, второй - к втором ППА и предпоследнему ключу коммутатора 3 и т.д. Таким образом находитс  канал 29. с наибольшей погрешностью аппроксимации. Запуск АЦП 27 в этом режиме осуществл етс  через элемент ИЛИ 21 при достижении коммутатором 4 последней шины. Сигнал датчика выбранного канала 29 через коммутатор 3 и ключ 14 поступает на АЦП 27 и после кодировани  (по сигналу с АЦП Конец преобразовани ) вместе с кодом адреса (снимаетс  инверсный код со счетчика коммутатора 3) и кодом времени поступает на блок 24 считывани , где после преобразовани  в последовательный код передаетс  в линию св зи .

Одновременно при прохождении коммутатором 4 выбираемого канала на входы блока 15 сравнени  и на первы вход блока 16 сравнени  поступают одинаковые сигналы, соответствующие БД.Оба блока сравнени  срабатывают так, что триггер 22 устанавливаетс  в нулевое положение и в конце цикла опроса всех преобразователей 2 {ППА ) отсутствует сигнал Считывание от элемента И 19. Из-за инверсии выходного сигнала блока 15 сравнени  сигнал Запись также не мог быть сформирован. В отличие от прототипа сброс ППА 2 выбранного канала производитс  при прохождении данного канала коммутатором 4 и срабатывании блока 16 сравнени .

Второй режим - погрешность аппроксимации достигла заданной в нескольких каналах 29, в одном канале эта погрешность наибольша . В этом случае информаци  от всех каналов с погрешностью, большей или равной Сд, кроме канала с наибольшей погрешностью, записываетс  в блок 23 буферной пам ти в темпе работы генератора 8, а информаци  от канала с наибольшей погрешностью аппроксимации 1епосредственно через блок 24 считывани  поступает в лииг св зи. Этот режим работы устройства осуществл етс  следующим образом.

По окончании считывани  предыдущего отсчета блок 24 считывани  выдает сигнал Пуск на первый вход генератора 8 и разрешает прохождение импульсов с генератора 9 на коммутаторы 3 и 4. Начинаетс  опрос ППА 2. Одновременно триггер 22 устанавливаетс  в единичное положение.

Наибольшее напр жение с выходов ППА устанавливаетс  навыходе детектора 7 максимального сигнала. Когда на вход блока 1б| сравнени  поступает напр жение от ППА 2 через коммутатор 4J соответствующее g, то на его выходе по вл етс  сигнал 1, сбрасываетс  триггер 22 в нулевое положение, сбрасываетс  данный ППА и, если напр жение от ППА 2 не наибольшее , формируетс  сигнал Запись на выходе элемента И 20, поступающий на. блок 23 буферной пам ти . При этом открываетс  ключ 13, запускаетс  через элемент ИЛИ 21 АЦП 27, информаци  на которой проходит через соответствующий ключ 12 и КЛЮЧ13. Одновременно в блок

23буферной пам ти записываетс  номер канала (адрес ) от дополнительных- выходов (например, от счетчика) коммутатора 4 и код времени от формировател  26. Одновременно сигнал с выхода элемента И 19 подключает

к блоку 24 с помощью логического коммутатора 25 выходы блока 23 буферной пам ти и отключает от блока

24выходы АЩ 27, адресные выходы коммутатора 3 и выходы формировател  26 сигналов времени. Так передаетс  один отсчет из блока 23.

После передачи очередного отсчета блок 24 подает сигнал на генератор 8 и начинаетс  новый цикл работ устройства. Если же срабатывает бло 15 сравнени , т.е. по вл етс  канал 29 с наибольшей погрешностью, то информаци  от него не записываетс , так как на элемент И 20 поступает нулевой сигнал от инвертора 17, и .этот 29 будет найден так же, как в первом режиме, и информаци  от него будет передана непосредстг венно в линию св зи.

Третий режим - в данном цикле ни одного канала 29 с погрешностью аппроксимации, достигшей Ед. В этом режиме в линию св зи через блок 24 считывани  передаетс  информаци , записанна  в блоке 23 буферной пам ти . В этом случае триггер 22 не сбрсываетс  сигналом от блока 16 сравнени  и по окончании опроса всех ППА 2 на выходе элемента И 19 формируетс  сигнал Считывание, поступающий на блок 23 буферной пам т

Переходы с режима на режим осуществл ютс  автоматически.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет уменьшить погрешность аппроксимации, поддержива  ее на уровне 6д, и практически полностью устранить избыточность сообщений . По сравнению с известными устройствами сокращени  избыточност

с буферной пам тью предлагаемое устройство позвол ет передавать экспресс-информацию в натуральном масштабе времени о нгшболее быстро- мен ющихс  (а следовательно, и наиболее важных) параметрах.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ С АДАПТИВНОЙ КОММУТАЦИЕЙ, содержащее датчики, выходы которых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы которых соединены с информационными входами второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом блока выделения максимума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделения максимума, выход которого соединен с первым управляющим входом первого коммутатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым управляющим входом первого коммутатора и управляющим входом второго коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, первый выход которого соединен с первым входом блока считывания, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов и выходом устрой ства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены детектор максимального сигнала, блок буферной памяти, логический коммутатор, блоки сравнения, формирователь сигналов времени, инверторы, триггер , ключи, элементы И, элемент ИЛЙ, шина задания допустимой погрешности, группа ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы датчиков соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала и.первыми входами соответствующих ключей группы, вы ходы которых объединены и подключены к первому входу первого ключа, выход которого объединен с выходом второго ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя,' выход детектора максимального сиг. нала соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого объединен с первым входом второго блока сравнения и подключен к первому выходу второго коммутатора, выход первого блока сравнения через первый инвертор соединен с первым входом первого элемента И, второй вход второго блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности, выход - с первым входом триггера, вторым входом первого элемента и и первыми входами элементов И группы, рторые входы которых объединены с вторыми входами соответствующих ключей группы и подключены к соответствующему второму выходу второго коммутатора, третьи выходы второго коммутатора соединены с первыми входами блок&*буферной .памяти, выходы которого соединены с первыми входами логического коммутатора, выход первого элемента И соединен непосредственно с вторым вхог

   ...SU.l 020849 >

   дом первого ключа, первым входом элемента ИЛИ и вторым входом блока буферной памяти и через второй инвертор - с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, вторые выходы первого коммутатора соединены <с вторыми входами логического коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход объединён с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к последнему из вторых выходов второго коммутатора, выход ’элемента ИЛИ соединен с вторым входом аналогоцифрового преобразователя, вторые выходы которого соединены с третьими входами логического коммутатора и блока буферной памяти, четвертые входы которых подключены к выходам формирователя сигналов времени, выход первого элемента И соединен с пятыми входами логического коммутатора и блока буферной памяти.