SU1088049A2 - Телеизмерительна система - Google Patents

Abstract

ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА по авт.св. № 805380, отличающ а   с   тем, что,с целью повышени  точности телеизмерительной системы, в нее введены блок определени  дисперсии сигнала, блок определени  дисперсии шума и в каждыйиз информационных каналов фильтр нижних частот, первый вход и выход которого подключены соответственно между выходом блока пам ти и соответствующим входом блока обратного ортогонального преобразовани  Уолша, вторые входы фильтров нижних частот всех информационных каналов объединены и подключены к выходу блока определени  дисперсии сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот одного из информационных каналов, (N-1) выходы блока обратного ортогонального преобразовани  Уолта подключены к выходам системы, N-й вькод подключен к входу блока определени  дисперсии шума, выход которого соединен с объединёнными третьими входами фильтров нижних частот всех информационных каналов.

Description

00

х о

4 СО

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике, может быть применено в телеметрии и .телеуправлении .

По основному авт.св. № 805380 известна телеизмерительна  система, содержаща  на передающей стороне N датчиков, выходы которых подключены к входам блока пр мого ортогональног праобразовани  Уолша,выходы которого соединены с входами коммутатора, первый выход которого непосредственно, а второй выход через аналого-цифрово преобразователь соединены соответственно с первым и вторыми входами блока считывани , выхс5д блока считывани  через передатчик подключен к каналу св зи, на приемной стороне к каналу св зи подключен блок промежуточной пам ти, первый вьгход которого соединен с входом цифро-аналогового преобразовател , второй выход - с входом дешифратора адреса, блок вычитани , выход которого соединен непосредственно и через фильтр нижних частот соответственно с первым и вторым входами блока сравнени  и в каждом из N информационных каналов блок пам ти, ключ и элемент И, выход которого соединен с первым . входом блока пам ти, вьгход которого соединен с первым входом ключа, выходы ключей всех информационных канало объединены и соединены с первым входом блока вычитани , выход цифро-ана логового преобразовател  соединен со вторым входом блока вычитани  и с объединенными вторыми входами блоков пам ти информационньгх каналов , выход блока сравнени  соединен с объединенными первыми входами элементов И, выходы дешифратора адреса с объединенными вторьми вхрдами элемента И и ключа соответствующих информационных каналов, выходы блоков пам ти информационных каналов с соответствующими входами блока обратного ортогонального преобразовани  Уолша, выходы которого соединены с выходами системы Clj.

Недостатком известной системы  вл етс  больша  погрешность при высоком уровне сбоев.

Цель изобретени  - повышение точности телеизмерительной системы при высоком уровне сбоев.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в телеизмерительную систему

введены блок определени  дисперсии сигнала, блок определени  дисперсии шума и в ка адый из N информационных каналов фильтр нижних частот, первый вход и выход которого подключены соответственно между выходом блока пам ти и соответствующим входом блок обратного ортогонального преобразовани  Уолша, вторые входы фильтров нижних частот всех информационных каналов объединены и подключены к выходу блока определени  дисперсии сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот одного из информационных каналов, (N-1) выходы блока .обратного ортогонального преобразовани  Уолша подключены к выходам системы, N-й выход подключен к входу блока определени  дисперсии шума, выход которого соединен с объединенными третьими входами фильтров нижних частот всех информационных каналов.

Благодар  этому в каждом информационном канале реализуетс  режим фильтрации, близкий к оптимальному.

На чертеже изображена структурна  схема системы.

Телеизмерительна  система содержи на передающей стороне датчики I, бло 2 пр мого ортогонального преобразовани  Уолша, коммутатор 3, аналогоцифровой преобразователь 4, блок 5 считывани , передатчик 6, канал 7 св зи, на приемной стороне блок 8 промежуточной пам ти, цифроаналоговы преобразователь 9, дешифратор 10 адреса , информационные-кайалы II, состо щие из элементов И 12, ключей 13 блоков 14 пам ти и фильтров 15 нижних частот, кроме того, система .содержит фильтр 16 нижних частот, блок 17 вычитани , блок 18 сравнени , блок I9 определени  дисперсии сигнала , блок 20 определени  дисперсии шума, блок 21 обратного ортогонального преобразовани  Уолша. Датчики I преобразуют входные тели етрируемые параметры в нормированный сигнал, например напр жение посто нного тока. Один из датчиков 1 формирует эталоин5по величину (например , первый).

Блок 2 пр мого и блок 21 обратного ортогонального преобразовани  Уолта выполн ют функций линейного ортогонального преобразовани  X((t|, C(t)Wx(t| 1 h где W и W - матрицы пр мого и обратного преобразовани  Уолша ( W ), и легко реализуютс  на основе сумматоров, так как элементы матрицы W W принимают значени  1. Коммутатор 3  вл етс  адаптивным в нем на ка эдом такте определ етс  канал с максимальной погрешностью аппроксимации сигнала, который подключаетс  на вход преобразовател  4 Блок 5 считьгоани  предназначен дл  преобразовани  параллельного кода в последовательный, передатчик 6 и канал св зи 7 - дл  передачи информации на рассто ние, блок 8 промежуточной пам ти - дл  формиро вани  кода адреса (первый выход) и кода отсчета (второй выход) и pea лизуетс  на основе сдвигающего ре гистра. Преобразователь 9 формирует на своем выходе аналоговое напр жение, соответствующее коду на входе, де шифратор 10 адреса - логический сигнал 1 на одном из своих выходо в соответствии с входным кодом, эле менты И Г2 - сигнал 1 при по влении сигналов 1 на обоих своих входах. . Ключи 13 служат дл  передачи вхо ного напр жени  на свой выход при по влении сигнала 1 на управл ющем втсоде. Блоки 14 пам ти предназначены дл запоминани  на своем выходе входног напр жени , фильтры 15 нижних часто дл  сглаживани  входных сигналов. Гранична  частота фильтров 15 измен етс  в соответствии с напр жени  на их управл ющих вторых входах: гранична  частота увеличиваетс  при возрастании напр жени  на входе, св занном с блоком 19, и уменьшаетс  при возрастании напр жени  на. входе, св занном с блоком 20. Блоки 19 и 20 могут быть реализованы последовательным соединением квадра-. тора и усредн ющего устройства tZ). Фильтры 15 регулируютс  на основе знани  уровн  шума (суммарной погрешности) и уровн  полезного сигнала. В каждый момент гранична  частота устанавливаетс  такой, чтобы минимизировать суммарную погрешность , состо ющую из погрешности от ограничени  спектра сигнала, погрешности от задержки сигнала на врем  запаздывани  фильтров и сглаженных погрешностей сбоев и дискретиз ации. Фильтр 16 нижних частот предназначен дл  сглаживани  последовательности входных импульсов, полоса воспроизводимых фильтром нижних частот должна быть существенно меньше , чем тактова  частота всего устройства . При этом коэффициент передачи фильтра должен быть таким,чтобы из входной последовательности одинаковых импульсов формировалось посто нное напр жение с амплитудой, равной утроенной амплитуде входных импуль- сов.Такое соотношение необходимо дл  обнаруз ени  одиночных сбоев отсчетов или адресов телеметрируемых сигналов при адаптивной дискретизации на основе нулевой экстрапол ции. Блок 1ч вычитани  формирует на своем выходе модуль разности напр жений , имеющихс  на его входах, блок 18 сравнени  формирует на выходе сигнал 1, если напр жение на его вто- ром входе больше, чем напр жение на первом входе, в противном случае выходной сигнал блока сравнени  соответствует логическому нулю. Блоки 19 и 20 определени  дисперсии соответственно сигнала и шума определ ют уровень полезности сигна ла и шума соответственно. Блок 20 стоит в том канале, который соответствует датчику 1, формирующему эталонную величину, это позво- лит знать на приемной стороне уровень суммарной погрешности (на чертеже соответствует первому информационному каналу 11). Предлагаема  система работает следующим образом; Сигналы от датчиков 1 преобразуютс  в блоке 2, выход;ные напр жени  которого через коммутатор 3 и преоб- . разователь 4 в виде кода отсчета поступает на вход блока 5 считывани , на другой вход которого поступает |сод адреса опрашиваемого сигнала. Код адреса и код отсчета сигнала (t) поступают через канал 7 св зи в блок 8, где они раздел ютс  на сог ответствующие выходьи код адреса управл ет состо нием дешифратора 10 адреса,а код отсчета в преобразователе 9 преобразуетс  в соответствующее напр жение, подаваемое на входы всех блоков 14 пам ти и блока 17 вычитани . На второй вход блока 17 вычитани  приходит через соответствующий ключ 13, открытый дешифратором 10, выходное напр жение определенного блока 14 пам ти и в соответствии с кодом адреса. Если напр жение, соответствующее разности входных напр жений и формируемое на входе блока 1 вычитани , меньше, чем напр жение на втором входе блока 18 сравнени , то на выходе последнего сохран етс  1 вследствие чего срабатывает соответствующий элемент И 12 и выходное напр жение преобразовател  9 запоминаетс  соответствующим блоком 14 пам ти а также, пройд  через фильтр 15, попадает на вход блока 21, Все фильтры 15 настраиваютс  одинаково с помощью блока 20 и блока 19, так как при груп повом измерительном представлении некоррелированных сигналов одинаковы статистические характеристики всех компонент вектора сигналов (t). Если же модуль разности больще напр жени  на втором входе блока 18 сравнени , то записи напр жени  пре-образовател  9 в соответствующий блок 14 пам ти не произойдет (обнаружитс  тогда сбой), Одиночный сбой существенно не вли ет на выходной уровень фильтра 16, поэтому и уровень обнаруживаемых сбоев почти не измен етс  и остаетс  малым до тех пор. 10 96 пока не увеличитс  частота сбоев, что происходит при увеличении веро тности сбо  символа в канале св зи. Уровень обнаруживаемых сбоев будет постепенно возрастать до максимальной величины входного сигнала. Одновременно будет уменьшатьс  гранична  частота фильтра 15 нижних частот, т.е. в большей-степени будет сглаживатьс  пЬгрешность от сбоев. Та-ким образом,- в каждом информационном канале 11 организуетс  режим фильтрации, близкий к оптимальному , что увеличивает точность при большом уровне помех в канале 7 св зи (приблизитепьно в 15-20 раз). Например, при синусоидальной форме сигнала с козффициентом сжати  К 1,56, числе каналов в системе N 16, максимальной погрешности зкстрапол ции 1 % и веро тности сбоев Pj, - О средн   частота f, примерfj .jj больше частоты сигнала cj, раз: но в 206 NP о г г к с с или, подставл   заданные значени  коэффициента сжати , максимальной погрешности экстрапол ции, веро тности сбоев и число каналов, полу ™ г .й.«1«го. с -(iS-b Таким образом, путем настройки ильтров нижних частот на оптимальую полосу воспроизводимых частот меньшаем дисперсию шзгмов (от сбоев) 15-20 раз.

Claims (1)

1. ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА по авт.св. № 805380, отличающ а я с я тем, что,с целью повышения точности телеизмерительной системы, в нее введены блок определения дисперсии сигнала, блок определения дисперсии шума и в каждый'изМ информационных каналов фильтр нижних частот, первый вход и выход которого подключены соответственно между выходом блока памяти и соответствующим входом блока обратного ортогонального преобразования Уолша, вторые входы фильтров нижних частот всех информационных каналов объединены и подключены к выходу блока определения дисперсии сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот одного из информационных каналов, (N-1) выходы блока обратного ортогонального преобразования Уолша подключены к выходам системы, N-й выход подключен к входу блока определения дисперсии шума, выход которого соединен с объе· динёнными третьими входами фильтров нижних частот всех информационных каналов.