SU1309071A1 - Адаптивный коммутатор системы телеизмерений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к телеизмерени .м и может примен тьс  в система.х дальней св зи. Цель изобретени  - новьииение точности за счет снижени  ногре1нности аннроксимации. В известное устройство дополнительно введены счетчик 16, деншф- ратор 13, компаратор 3, аналого-цифровой преобразователь 18, элементы И и ИЛИ 7, блок 26 буферной пам ти, таймер 28, ,40- гический коммутатор 27, ключи 5, 6, инвертор . Благодар  этому отсчеты сиг налов, имеюши.х наибольн ую погрен1ность аппроксимации , передаютс  неносредственно в канал св зи, а отсчеты други.х сигна.чо, у которы.х погренпность аппроксимации достигла допустимого значени , занис1)1вают- с  в буферную laMHTb. I ил. СО со о со о

Description

Изобретение OTHOCHICH к телеметрии и может быть использовано в телемеханике, системах автоматического контрол  и т.п.

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет снижени  погрешности аппроксимации.

На чертеже приведена функциональна  схема адаптивного коммутатора.

Адаптивный коммутатор содержит информационные каналы 1, каждый из которых содержит преобразователь 2 погрешности аппроксимации (ППА), первый компаратор 3, третий элемент И 4, первый 5 и второй 6 ключи, третий элемент ИЛИ 7. Адаптивный коммутатор содержит также первый элемент ИЛИ 8, первый триггер 9, генератор 10 импульсов, элемент 11 запрета , первый дешифратор 12, второй дешифратор 13, регистр 14, первый 15 и второй 16 счетчики, первый 17 и второй 18 аналого-цифровые преобразователи, блок 19 считывани , второй компаратор 20, генератор 21 линейно измен ющегос  напр жени , второй 22 и первый 23 элементы И, второй триггер 24, элемент НЕ 25, блок 26 пам ти, коммутатор 27, таймер 28, второй элемент ИЛИ 29, регистр 30 сдвига, формирователь 31 импульсов,первый 32 и второй 33 управл ющие входы.

Коммутатор работает следующим образом .

Входные сигналы поступают на входы преобразователей 2 погрешности аппроксимации , где формируютс  напр жени , пропорциональные погрешности аппроксимации по выбранному алгоритму. В зависимости от того, в каком числе каналов 1 погрешность аппроксимации достигает допустимой величины, работа устройства подраздел етс  на три режима.

Первый режим - допустима  погрешность достигнута только в одном канале 1 и, следовательно, в этом же канале она и наибольша .

В этом случае с приходом синхронизирующего импульса:с первого выхода блока 19 считывани  триггер 9 устанавливаетс  в такое положение, что на его первом выходе по вл етс  логическа  «1, запускающа  генератор 21, устанавливающа  в нулевое состо ние счетчик 15 и, дающа  разрешение на запись состо ни  выходов блоков 3 сравнени  в регистр 30 сдвига. Генератор 21 вырабатывает напр жение, монотонно убывающее от максимального значени  до напр жени , соответствующего допустимому значению погрешности, т.е. имеет ступеньку из указанного напр жени , что может быть достигнуто соответствующей регулировкой выходного напр жени  генератора 21 либо включением соответствующего дополнительного источника напр жени . Напр жение с выхода генератора 21 с помощью блоков 3 сравнени  сравниваетс  с выходными напр жени ми преобразователей 2. В момент равенства выходного напр жени  генератора 21 напр жению на выходе любого преобразовател  2 срабатывает блок 3 сравнени  в соответствующем канале. Логическа  с выхода сработавшего блока 3 сравнени  записываетс  в соответствующий номеру

выбранного канала разр д регистра 30 сдвига , в дополнительный разр д которого предварительно записан логический «-О от щи- ны 32. Одновременно по вл етс  логическа  «1 на выходе первого элемента ИЛИ 8, котора  опрокидывает триггер 9 так,

5 что логический 0 с его первого выхода запрещает дальнейшую запись в регистр 30, а логическа  «1, по вл юща с  на втором выходе триггера 9, открывает элемент 11 запрета.

Импульсы от генератора 10 импульсов через открытый элемент 11 запрета поступают на вход сдвига регистра 30 и на вход двоичного счетчика 15. При этом логическа  1, записанна  в регистр 30, перемещаетс  на один разр д в сторону дополни5 тельного разр да, а код счетчика 15 увеличиваетс  на единицу. При по влении логической 1 в дополнительном разр де регистра 30 по вл етс  сигнал на запрещающем входе элемента 11 запрета, который закрываетс , запреща  тем самым даль нейщий сдвиг и счет. Двоичный код, записанный к этому мо.менту в счетчике 15, соответствует номеру канала 1 с максимальной погрещностью. Одновременно логическа  1 в дополнительно.м разр де регист , ра 30 с помощью триггера 24 открывает элемент И 22, при этом импульсы с генератора 10 поступают на второй счетчик 16 и на выходах дешифратора 13 поочередно по вл ютс  логические «1. При по влении логической 1 на последней шине дешиф0 ратора 13 генератор 21 устанавливаетс  в первоначальное состо ние, т.е. состо ние, при котором выходное напр жение генератора 21 наибольшее.

При по влении очередного импульса на

. синхронизирующем выходе блока 19 считывани  адрес выбоанного дл  передачи канала 1 переписываетс  из счетчика 15 в регистр 14 пам ти, на соответствующем выходе дещифратора 12 по вл етс  сигнал, открывающий ключ 5 выбранного канала

0 1 и сбрасывающий через элемент ИЛИ 7 преобразователь 2 выбранного канала 1. Одновременно запускаетс  первый аналого- цифровой преобразователь 17, преобразующий аналоговый сигнал выбранного канала 1 в цифровой код, а триггер 9 устанав ливаетс  в положение, при котором запускаетс  генератор 21, и цикл работы адаптивного коммутатора повтор етс . В еледующем цикле выбора канала с наиболь-. шей погрешностью блок 19 считывани  последовательно считывает в линию св зи код адреса канала 1, выбранного в преды- душем цикле, который хранитс  в регистре 14 пам ти, а затем код информации от преобразовател  17 и код времени от блока 28 формировани  сигналов времени, причем код адреса, код информации и код времени поступают на блок считывани  от логического коммутатора 27. При этом на выходе 0 формировател  31 и соответственно на выходе второго элемента И 23 устанавливаетс  нулевой сигнал.

Второй режим - допустима  погрешность достигнута в нескольких каналах 1, ,5 в одном канале эта погрешность наибольша .

В этом случае информаци  от всех каналов 1 с погрешностью аппроксимации, большей или равной заданной, кроме канала с наибольшей погрешностью, записыва- 20 етс  в блок 26 пам ти в темпе работы генератора 10 импульсов, а информаци  от канала с наибольшей погрешностью через логический коммутатор 27 и блок 19 считыблок 26 код номера канала 1 с ВЫ.ХОДОЕ; счетчика 16 и код времени с выходов таймера 28. При этом канал I, имеющий наибольшую погрешность аппроксимации, записыватьс  в блок 26 не будет, так как его преобразователь 2 погрешности аппроксимации сброшен сигналом от дешифратора 12 до начала опроса элементов И 4. По окончании опроса элементов И 4 сигнал с последней шины дешифратора 13 закрывает с помошью триггера 24 элемент И 22 и устанавливает генератор 21 в первоначальное состо ние, в котором выходное напр жение генератора 21 имеет максимальное (по модулю) значение.

Третий режим - в данном цикле ни у одного из каналов I погрешность аппроксимации не достигла заданного значени , т.е. при изменении выходного напр жени  генератора 21 от максимального значени  до значени , соответствуюшего допустимому значению погрешности аппроксимации, не сработал ни один блок 3 сравнени .

В этом режиме в линию св зи через блок 19 считывани  передаетс  информаци , за- вани  поступает в линию св зи. Этот режим 25 писанна  в блоке 26 пам ти. При этом на осуществл етс  следующим образом.выходе элемента И 23 по вл етс  логичесСинхронизирующий импульс с первогока  1, запускающа  формирователь 31.

35

40

выхода блока 19 считывани  с помощью триггера 9 запускает генератор 21, устанавливает счетчик 15 в нулевое состо ние и дает разрешение на запись состо ний выходов блоков 3 сравнени  в регистр 30 сдвига . При нахождении канала 1 с наибольшей погрешностью аппроксимации, так же, как и в первом режиме, в регистр 30 записываетс  номер этого канала, а на выходе элемента ИЛИ 8 по вл етс  логическа  1, с помошью триггера 9 запрещающа  дальнейшую запись состо ни  выходов блоков 3 в регистр 30. Логическа  1, по-  вл юша с  на втором выходе триггера 9, открывает элемент 11 запрета, и импульсы от генератора 10 импульсов поступают на вход сдвига регистра 30 и на вход счетчика 15. При по влении логической «1 в дополнительном разр де регистра 30 закрываетс  элемент 11 запрета и с помощью триггера 24 открываетс  элемент И 22, при этом 45 импульсы с генератора 10 поступают на второй счетчик 16, совместно с дешифратором 13 опрашивающий элементы И 4 каналов 1. При опросе элемента И 4 канала I, у которого погрещность аппроксимации достигла заданного значени , т.е. при по влении логических 1 на обоих входах какого-либо элемента И 4, открываетс  соответствующий ключ 6, и информаци  этого канала 1 поступает на второй аналого-цифровой преобразователь 18, где пре- 55 образуетс  в код, который записываетс  в блок 26 пам ти по сигналу от элемента ИЛИ 29. Одновременно записываетс  в

Сигнал с выхода формировател  31 переключает выходы логического коммутатора 27 с входов от преобразовател  17, регист- 30 ра 14 пам ти и тай.мера 28 на входы блока 26 пам ти, а также  вл етс  сигналом считывани  информации из блока 26 пам ти.

Переходы с режима на режим ocynie- ствл ютс  автоматически.

Таким образом, предлагаемый адаптивный коммутатор позвол ет уменьшить погрешность аппроксимации, поддержива  ее на заданном уровне, и практически полностью устранить избыточность сообщений . По сравнению с известными устройствами сокращени  избыточности с буферной пам тью предлагаемый адаптивный коммутатор позвол ет передавать экспресс- информацию в натуральном масштабе времени о наиболее быстро мен ющихс  (а, следовательно, и наиболее важных) параметрах .

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Адаптивный ком.мутатор системы телеизмерений , содержащий генератор импульсов , выход которого соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и первого счетчика, выходы первого счетчика соединены с соответствующими первыми входами регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора, блок считывани , первый

   блок 26 код номера канала 1 с ВЫ.ХОДОЕ; счетчика 16 и код времени с выходов таймера 28. При этом канал I, имеющий наибольшую погрешность аппроксимации, записыватьс  в блок 26 не будет, так как его преобразователь 2 погрешности аппроксимации сброшен сигналом от дешифратора 12 до начала опроса элементов И 4. По окончании опроса элементов И 4 сигнал с последней шины дешифратора 13 закрывает с помошью триггера 24 элемент И 22 и устанавливает генератор 21 в первоначальное состо ние, в котором выходное напр жение генератора 21 имеет максимальное (по модулю) значение.

   Сигнал с выхода формировател  31 переключает выходы логического коммутатора 27 с входов от преобразовател  17, регист- ра 14 пам ти и тай.мера 28 на входы блока 26 пам ти, а также  вл етс  сигналом считывани  информации из блока 26 пам ти.

   Переходы с режима на режим ocynie- ствл ютс  автоматически.

   Таким образом, предлагаемый адаптивный коммутатор позвол ет уменьшить погрешность аппроксимации, поддержива  ее на заданном уровне, и практически полностью устранить избыточность сообщений . По сравнению с известными устройствами сокращени  избыточности с буферной пам тью предлагаемый адаптивный коммутатор позвол ет передавать экспресс- информацию в натуральном масштабе времени о наиболее быстро мен ющихс  (а, следовательно, и наиболее важных) параметрах .

   Формула изобретени 

   Адаптивный ком.мутатор системы телеизмерений , содержащий генератор импульсов , выход которого соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и первого счетчика, выходы первого счетчика соединены с соответствующими первыми входами регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора, блок считывани , первый

   выход которого  вл етс  выходом адаптивного коммутатора, второй выход блока считывани  соединен с вторым входом регистра и первыми входами первого аналого-цифрового преобразовател  и nepaoi o триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход первого триггера соединен с первым входом генератора линейно измен ющегос  напр жени  и вторыми входами первого счетчика и регистра сдвига, третий вход которого  вл етс  первым управл ющим входом адаптивного коммутатора, и в каждом информационном канале преобразователь погрешности ап- проксимапии, первый компаратор и первый ключ, объединенные первые входы преобразовател  погрешности аппроксимации первого ключа  вл ютс  информационными входами адаптивного коммутатора, выход преобразовател  погрешности аппроксимации соединен с первым входом первого компаратора, выходы первых компараторов каждого канала соединены с соответствующими четвертыми входами регистра сдвига и соответствующими входами нервого элемента ИЛИ, выходы первых ключей каждого канала объединены и соединены с вторым входом аналого-цифрового преобразовател , выход генератора линейно измен ющегос  напр жени  соединен с объединенными вторыми входами первых компараторов каждого канала, выходы первого дешифратора соединены с вторыми входами первых ключей соответствующих ипформационных каналов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений , в него введены второй компаратор , первый и второй элементы И, элемент НЕ, формирователь импульсов, второй триггер , второй счетчик, второй дешифратор, второй апалого-цифровой преобразователь, блок пам ти, второй элемент ИЛИ, коммутатор , таймер и в каждый информационный канал, третий элемент И, третий элемент ИЛИ и второй ключ, выход г енератора линейно измен ющегос  напр жени  соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого  вл етс  вторым ип- формационным входом адаптивного коммутатора , выход второго компаратора соединен с первым входом первого элемента И, выход которого через формирователь им

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   пульсов соединен с первыми входами блока пам ти и коммутатора, выход первого элемента ИЛИ через элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход регистра сдвига соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход второго элемента И соединен с первым входом второго аналого-цифрового преобразовател  и через второй счетчик соединен с соответствую- 1ЦИМИ вторыми входами блока пам ти и входами второго дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами третьих элементов И каждого информационпог о канала, последний из выходов второго дешифратора соединен с вторыми входами второго триггера и генератора линейно измен ющегос  напр жени , выходы второго аналого-цифрового преобразовател  соединены с соответствующими третьими входами блока пам ти, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами адаптивного коммутатора , выходы таймера соединены с соответствующими четвертыми входами блока пам ти и третьими вход.ами коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами блока считывани , выходы регистра соединены с соответствующими четвертыми входами коммутатора, п тые входы которого подключены к соответствующим выходам первого аналого-цифрового преобразовател , в каждом информационном канале выход первого компаратора соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго ключа и четвертого элемента ИЛИ и соответствующим входом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы первого ключа подключены к вторым входам соответственно второго ключа и третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом преобразовател  погрешности аппроксимапии, выходы вторых к/ио- чей каждого ипформапионного канала объединены и соединены с вторым входом второго аналого-цифрового преобразовател , второй вход второго компаратора  вл етс  вторым упраЕ л ющим входом адаптивного коммутатора.