SU1397956A1 - Устройство дл передачи и приема телеметрической информации - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить точность передачи и приема цифровой телеметрической информации по аналоговым каналам св зи с ограниченной пропускной способностью. В регистр 1 пам ти по синхроимпульсам блока 10 синхронизации записываетс  входной

Description

(Л

со со со

ел

о

параллельный двоичный код телеметрических каналов (ТМК). Через элемент И 2 проход т коды всех -ТМК кадра, кроме кодов канала, соответствующих импульсам относительного времени (ОБ) и маркера начала кадра, которые формируютс  блоком 10 синхронизации. С помощью элемента ИЛИ 9 осуществл етс  подстановка во временные интервалы каналов отведенных под передачу отсчетов ОВ и маркера начала телеметрического кадра соотв. кодов. Отсчеты импульсов ОВ, считываемых с магнитной ленты, формируютс  элементом И 3. Формирование параллельного двоичного кода, равного 100% шкалы измерений ТМК, осуществл ют регистр 14 пам ти и элемент И 4. Этот код подстанавливаетс  в нужные мо- йенты времени в последовательность кодов ТМК только при наличии импуль1397956

сов отсчетов ОВ. Формирование 50 значени  кода маркера осуществл ют регистр 15 пам ти и элемент И 5. Дешифратор 13 осуществл ет преобразование поступающих параллельных двоичных кодов в дес тичные коды. Импульсы с дешифратора 13 через блок 17 элементов И подключают соотв. блок 16 кварцевых генераторов. При этом на выходе элемента ИЛИ 7 формируетс  сигнал с частотно-импульсной модул цией, который усиливаетс  усилителем 18 мощности. Элементы ИЛИ 6,8 служат дл  объединени  сигналов. При приеме осуществл етс  выделение девиации частоты, несущей информацию о величине переданных параметров, на том основании , что импульс маркера начала телеметрического кадра передаетс  центральной частотой спектра радио- (сигнала. 2 ил.

1

Изобретение относитс  к радиотехнике и св зи, в частности к радиометрическим системам, и может быть использовано в системах передачи телеметрической информации по каналам С1П13И с ограни 1енной пропускной способностью .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности,передачи и приема цифровой телеметрической информации по аналоговьгм каналам св зи с ограниченной пропускной способностью.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема передающей части устройства дл  передачи и приема телеметрической информации; на фиг.2- структурна  электр1гческа  схема приемной чгтсти устройства дл  передачи и приема телеметрической информации.

Устр лйство дл  передачи и приема телеметрической информации содержит на передающей стороне входной регистр 1 пам ти, первый,второй, третий и четвертый элементы И 2 - 5, первый, второй, третий и четвер ый элементы ИЛИ 6-9, блок 10 синхронизации, формирователь 11 синхроимпульсов, элемент ИЛН-НЕ 12, дешифратор 13,

0

5

0

5

первьш и второй регистры 14 и 15 пам ти , блок 16 кварцевых генераторов, блок 17 элементов И и усилитель 18 мощности, а на приемной стороне содержит амплитудный детектор 19, амплитудный ограничитель 20, умножитель 21 частоты, смеситель 22, гетеродин 23, полосовой фильтр 24, пороговый блок 25, первый, второй и третий элементы И 26 - 28, блок 29 регистрации , блок 30 синхронизации, инвертор 31, блок 32 пам ти, элемент ИЛИ 33, интегратор 34, компаратор 35, генератор 36 счетных импульсов, первый и второй триггеры 37 и 38, первый и второй счетчики 39 и 40, вычи- татель 41, датчик 42 уровн , первый и второй регистры 43 и 44 пам ти, сумматор 45, третий триггер 46 и первый и второй дешифраторы 47 и 48.

Устройство дл  передачи и приема телеметрической информации работает следующим образом.

Входной параллельный двоичный код телеметрических каналов с вькода магнитных запоминающих устройств (МЗУ) или непосредственно с вьгхода радиоприемных телеметрических станций (РТС)

поступает ил вход входного рстигт- ра Запись кодов во входноГ регистр . 1 производитс  задними фронтам сннхронмпудьсор, сформированных блоком 10. При записи происходит временна  прив зка моментов смены информационных значений телеметрических ка- наловк сформированным в блоке 10 синхроимпульсам , поступающим в устройство с частотой следовани  телеметрических каналов.

Через первый элемент И 2 проход т коды всех телеметрических канало кадра за исключением кодов канала, отведенных под передачу отсчетов импульсов относительного времени (ОВ) и маркера начала кадра.

Дп  этого на второй вход первого элемента И 2 поступают инверсные относительно логической суммы стробов каналов ОВ и строба маркера импульсы с выхода элемента ИЛИ-НЕ 12. Стробы каналов и строб маркера формируютс  блоком 10 из входной синхронизирующей последовательности импульсов с частотой следовани  телеметрических каналов и входного импульса маркера начала телеметрического кадра , считываемьгх при воспроизведении информации с магнитной ленты.

Формирователь 11 предназначен дл  усилени  синхроимпульсов, следующих с частотой поступлени  сигналов телеметрических каналов и считываемьгх с магнитной ленты, формировани  фронто и сопр жени  электр ических характеристик выхода МЗУ и входа блока 10, В четвертом элементе ИЛИ 9 производитс  подстановка во временные интервалы каналов, отведенные под передачу отсчетов ОВ и маркера начала телеметрического кадра, текущих значений кодов отсчетов относительного времени и кода маркера. Отсчеты импульсов относительного времени считываемых с магнитной ленты, формируютс вторым элементом И 3. Этот импульс на выходе второго элемента И 3 по вл етс  только в том случае, когда по выделенному каналу передачи ОВ необходимо передать значение кода, что свидетельствует о наличии импульса ОВ в данный момент времени при восстановлении его длительности на приемной стороне. Передача по выделенным каналам 100%-ных значений кода отсчетов ОВ производитс  до тех пор, пока на входе второго элемента

956

И 3 присутстиует единичр1ьт уропспь передаваемого импульса относительного времени. В момент окончани  действи 

, импульса относительного времени формирование импульсов прекраЕ1аетс , что приводит к передаче значений кода, равных 1)%.

Формирорамие параллельного двоич0 ного кода, равного 100% измерений телеметрических каналов, осуществл етс  первым регистром 14 и третьим элементом И 4. В первом регистре 14 хранитс  параллельный двоичный код,

5 соответствующий 100% шкалы измерений, который выдаетс  через третий элемент И 4 и третий элемент 1ШН 8 на вход четвертого элемента ИЛИ 9 дл  подстановки его в нужные моменты

0 времени в последовательность кедов телеметрических каналов только при наличии импульсов отсчетов относительного времени. При их отсутствии в последовательности кодов каналов

5 во временных промежутках каналов, отведенных дл  передачи отсчетов импульсов ОВ, передаютс  параллельные двоичные коды, несущие значени , равные О и1кал з1 измерени .

0 Формированир 50/ -ного значени  кода маркера дл  подсгановки его в последовательность кодов телеметрических каналов осуществл етс  вторым регистром 15 и четвертым элементом И 5,

J. дл  чего последний открываетс  стробом маркера с выхода блока 10 и пропускает 50%-ное значение кода маркера с выхода второго регистра 15, где оно хранитс , на вход четвертого элеменQ та ИЛИ 9. Третий элемент ИЛИ 8 осуществл ет логическое суммирование кодов отсчетов импульсов ОВ и кода маркера. На выходе четвертого элемента ПТИ 9 формируетс  последовательность паg раллельных кодов телеметрических каналов с текущими значени ми кодов отсчетов импульсов ОВ и значением маркера , равным 50% шкалы измерений. Дешифратор 13 производит преобразование параллельных входных двоичных кодов в дес тичный код. Номер выхода дешифратора 13 в дес тичной системе счислени , на котором по вл емс  импульс при наличии параллельного дво- . ичного кода одного из телеметрических .каналов на входе деишфратора 13, оп- ред ел етс  текущим значением параллельного кода. Максимальное число выходов дешифратора равно N, . Дл 

0

5

5139

формировани  требуемой продолжительности канального интервала на второй вход стробировани  дешифратора 13 подаютс  синхроимпульсы телеметрических каналов в смеси с импульсами маркера начала телеметрического кадра . Логическое объединение этих импульсов производитс  первым элементом ИЛИ 6.

Каждый из импульсов с выхода дешифратора 13 через свой элемент И блока 17 производит подключение соответствующего кварцевого генератора блока 16 к одному из входов второго элемента ИЛИ 7 на врем  действи  этого импульса, в результате чего на его выходе формируетс  сигнал с частотно-импульсной модул цией (ЧИМ).

После усилени  по. мощности в усили-20 переданных параметров, поэтому инфортеле 18 радиосигнал с ЧИМ поступает на выход передающей части устройства.

После передачи по радиоканальному или другому аналоговому каналу св зи (радиорелейное телевизионное, телефонные и другие каналы св зи, кабельные линии св зи) радиосигнал поступает на вход приемной части устройства (фиг. 2), где ограничиваетс  по амплитуде амплитудным ограничителем 20 и поступает на умножитель 21, предназначенньш дл  увеличени  девиации частоты входного радиосигнала, которое происходит при умножении частоты . Умножение девиации частоты входного радиосигнала повышает разрешающую способность преобразовател  девиации частоты в код, каковым  вл етс  приемна  часть устройства, и поззол ет преобразовывать девиацию - частоты в код без внесени  дополни- тельной погрешности.

Смеситель 22 при помощи .гетеродина 23 переносит спектр входного радиосигнала в область минимально-возможных частот при заданной длительности импульсов каналов.

Суть дальнейших преобразований

25

30

мационное сообщение находитс  как разность чисел Q и числа Q, пропорционального частоте радиосигнала в пределах импульса маркера,

,

где uQ - число, представленное параллельным двоичным кодом и пропорциональное информационному параметру j-ro телеметрического канала.

Операци  нахождени  числа uQ: аналогична частотному детектированию радиосигнала с ЧИМ при условии настройки нул  частотного детектора на час- 35 тоту маркерного импульса, следовательно , такой метод преобразовани  девиации частоты непосредственно в цифровой код можно назвать цифровым детектированием.

Точность такого детектировани  зависит от частоты счетных импульсов , размаха девиации частоты и абсолютного значени  максимальной частоты принимаемого радиосигнала.

После умножени  частоты и фильтрации разностного напр жени  на выходе смесител  22 полосовым фильтром 2U радиосигнал поступает на пороговый блок 25, который формирует короткие

40

45

радиосигнала с ЧИМ состоит в измере- gg импульсы в момент перехода гармонического сигнала через нуль. Третий элемент И 28 открываетс  импульсами с выхода вт орого триггера 38 и первый импульс переводит первый тригнии периода частоты радиоимпульсов телеметрических каналов путем заполнени  временного интервала, занимаемого периодами радиосигнала внутри

импульса, счетными импульсами от ге- gg гер 37 в единичное состо ние, разре- нератора 36. Число счетных импульсов ша  работу генератора 36. на выходе генератора 36 пропорциональ- Одновременно первый счетчик 39 но периоду частоты внутри j-ro теле- производит счет импульсов и перепол- метрического канала.н етс  (п+1)-м импульсом, где п Поскольку информаци  о величине переданных параметров при ЧИМ содержитс  в девиации частоты, а не в пе- риоде высокочастотного заполнени  импульсов телеметрических каналов, в приемной части устройства при помощи блока 32 осуществл етс  преобразование измеренного значени  периода в значение QJ частоты.

Выделение девиации частоты, т.е. величины информационного параметра каждого канала основано на том факте , что импульс маркера начала теле- метрического кадра передаетс  центральной частотой спектра радиосигнала , значит отклонение частоты импульсов каналов от частоты импульса маркера содержит информацию о величине

5

0

мационное сообщение находитс  как разность чисел Q и числа Q, пропорционального частоте радиосигнала в пределах импульса маркера,

,

где uQ - число, представленное параллельным двоичным кодом и пропорциональное информационному параметру j-ro телеметрического канала.

Операци  нахождени  числа uQ: аналогична частотному детектированию радиосигнала с ЧИМ при условии настройки нул  частотного детектора на час- 5 тоту маркерного импульса, следовательно , такой метод преобразовани  девиации частоты непосредственно в цифровой код можно назвать цифровым детектированием.

Точность такого детектировани  зависит от частоты счетных импульсов , размаха девиации частоты и абсолютного значени  максимальной частоты принимаемого радиосигнала.

После умножени  частоты и фильтрации разностного напр жени  на выходе смесител  22 полосовым фильтром 2U радиосигнал поступает на пороговый блок 25, который формирует короткие

0

5

число периодов гармонического сигнал в пределах каждого радиоимпульса, зан тых в формировании измер емого интервала времени, который через элемент ИЛИ 33 переводит в нулевое состо ние второй триггер 38, первый триггер 37 и первый счетчик 39. В результате этого сформированный на выхода первого триггера 37 импульс по длительности равен измер емому интервалу времени.

Дл  сброса первого и второго триггеров 37 и 38 в нуль в случае, когда по каким-либо причинам импульс переполнени  на выходе первого счетчика 39 не сформировалс , сброс второго триггера 38 и первого триггера 37 производитс  дополнительно инвертированными инвертором 31 импульсами синхронизации, которые проход т чере элемент ИЛИ 33.

Эти импульсы следуют с частотой телеметрических каналов, а их формирование производит блок ЭО, дл  чего на его первый вход подаютс  импульсы с выхода амплитудного детектора 19, производ щего выделение огибающей радиосигнала. Кроме того, блок 30 формирует все необходимые дл  работы приемной части устройства синхроимпульсы: стробы маркерного канала и стробы каналов, отведены под передачу отсчетов относительного времени. Интегратор ЗА и компаратор 35 обеспечивают выделение из входной последовательности только импульса маркера , подаваемого на второй вход блока 30 синхронизации.

Импульс измер емого интервала времени с вькода первого триггера 37 разрешает работу генератора 36, поэтому число импульсов на его выходе пропорционально текущему периоду гар . монического сигнала. Подсчет числа этих импульсов производит второй счетчик 40. Эти числа  вл ютс  адресом считывани  чисел Q-,хран щихс  в блоке 32 пам ти.

Обнуление второго счетчика 40 производитс  передними фронтами инвертированных импульсов , а запись чисел Q; в первый регистр 43 пам ти задними фронтами импульсов измер емого интервала времени, где эти числа хран тс  в течение времени паузы между каналами и времени измерени  очередного интервала времени. В сумматоре 45 производитс  сложение чисел QJ с

посто нным числом Q(,, которое хранитс  в датчикр 42. Значение числа Q выбираетс  из услови  Q Q,, где

Q - число, соответствующее измеренному значению частоты маркера.

В вычислителе 41 происходит вьще- ление информации о величине девиации частоты, при этом числа на выходе

0 элемента вычитани  равны

Q)Q,

и всегда положительны.

Измеренное значение частоты маркера хранитс  в течение всего текуще5 го телеметрического кадра во втором регистре 44, дл  чего запись чисел Q- в этот регистр производитс  задними фронтами импульсом с выхода первого триггера 37 только в моменты прохож0 дени  импульса маркера, что достигаетс  открыванием второго элемента И 27 на врем  действи  импульса маркера .

Результаты измерени  девиации час5 тоты ДР| (т.е. величин информационных параметров) проход т на вход блока 29 только при наличии на втором входе первого элемента И 26 открывающих импульсов , инверсных с частотой теле0 метрических кадров. Эти импульсы регистрируютс  в блоке 29 одновременно с информационными параллельными двоичными кодами &Q., импульсами маркера начала кадра и восстановленными по длительности импульсами относительного времени. Восстановление длительности импульсов ОВ производит третий триггер 46, дл  чего на его вход установки в ноль подаютс  импульсы с выхода первого дешифратора 47, а на вход установки в единичное состо ние - импульсы с выхода второго дешифратора 48. Первый дешифратор 47 производит декодирование нулевого значени  двоичного кода AQ;, а второй дешифратор 48 - 100%-ного значени  этого кода. Дл  вывода на входы третьего триггера 29 информации только тех телеметрических каналов, в которых передавались отсчеты импульсов относительного времени, на

входы стробировани  первого и второго дешифраторов 47 и 48 подаетс  стробы каналов ОВ, разреша  вьздачу g декодированных значений кода uQ;

только в течение времени действи  импульсов с второго выхода блока 30. Очередное переключение третьего триггера 46 произойдет только при

5

0

0

приеме первого IOOZ-ного значени  кода из серии 100%-ных значений отсчетов импульса ПВ.

Формупа изобретени 

YcTpot icTBO дл  передачи и приема теле.1етрической информации, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные входной регистр пам ти,и первьй элемент И, а также последовательно соединенные формирователь синхронизирующих импульсов и блок синхронизации, первый и второй выходы которого через элемент ИЛИ-НЕ подключены к второму входу первого элемента И, третий выход блока синхронизации подключен к объединенным синхронизирующему входу входного регистра пам ти и первому входу пер вого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом блока синхронизации, второй выход которого подключен к входу второго элемента И а также последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и усилитель мощности , а на приемной стороне содержащее , последовательно соединенные ам- плитудньш детектор, блок синхронизации и инвертор, включенные между первым и вторым входами блока синхронизации последовательно соединенные ин тегратор и компаратор, последовательно соединенные гетеродин, смеситель, полосовой фильтр и пороговый блок, последовательно соединенные третий элемент И и первый триггер, последовательно соединенные элемент ИЛИ и второй триггер., а также амплитудный ограничитель, которого объединен с входом амплитудного детектора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности передачи И приема цифровой телеметрической информации по аналоговым каналам св зи с ограниченной пропускной способностью , на передающей стороне введены блок кварцевых генераторов, бло элементов И, последовательно соединенные первый регистр пам ти, третий элемент И, третий элемент ИЛИ, четвертый элемент ИЛИ и дешифратор и последовательно соединенные второй регистр пам ти и четвертьй элемент И выход которого подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, N выходов дещифратора подключены к N первым входам блока элементов И, вто

5

0

5

0

5

0

5

0

5

рые N входы которого соединены с соответствующими N выходами блока кварцевых генераторов, а N выходов блока элементов И подключены к соответствующим N входам второго элемента ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу первого элемента И, управл ющий вход дешифратора подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента И, второй вход третьего элемента И подключен к выходу второго элемента И, а на приемной стороне введены умножитель частоты, первый счетчик, третий триггер, последовательно соединенные генератор счетных импульсов , второй счетчик, блок пам ти, второй регистр пам ти и вычитатель и последовательно соединенные датчик уровн  и сумматор, выход которого подключен к второму входу вычитател , выход которого подключен к объединенным первым входам первого элемента И и первого и второго дешифраторов, вторые входы которых объединены и подключены к второму выходу блока синхронизации , третий выход которого подключен к объединенным первым входам блока регистрации и второго элемента И, второй вход которого объединен с первым входом первого регистра пам ти и управл ющим входом генератора счетных импульсов и подключен к выходу первого триггера, управл ющий вход которого объединен с синхронизирующим входом первого счетчика и управл ющим входом второго триггера, вход которого объединен с входом инвертора, выход которого подключен к объединенным первому входу элемента ИЛИ, второму входу второго счетчика, второму входу первого элемента И и второму входу блока регистрации, третий вход которого подключен к выходу третьего триггера, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго дешифраторов, при этом выход второго элемента И подключен к второму входу второго регистра пам ти , умножитель частоты включен между выходом амплитудного ограничител  и вторым входом смесител , выход первого регистра пам ти подключен к рому входу сумматора, а выход порогового блока подключен к впервому входу оетьего элемента И, второй вход кои139795612

торого соединен с выходом втпро-мента И ппдклмг ен к входу перро

го триггера, выход третьего зле-го счетчика.

г lyi

25

it:

.2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для передачи и приема телеметрической информации, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные входной регистр памяти.и первый элемент И, а также последовательно соединенные формирователь синхронизирующих импульсов и блок синхронизации, первый и второй выходы которого через элемент ИЛИ-НЕ подключены к второму входу первого элемента И, третий выход блока синхронизации подключен к объединенным синхронизирующему входу входного регистра памяти и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом блока синхронизации, второй выход которого подключен к входу второго элемента И, а также последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и усилитель мощности, а на приемной стороне содержащее, последовательно соединенные амплитудный детектор, блок синхронизации и инвертор, включенные между первым и вторым входами блока синхронизации последовательно соединенные ин-, тегратор и компаратор, последовательно соединенные гетеродин, смеситель, полосовой фильтр и пороговый блок, последовательно соединенные третий элемент И и первый триггер, последовательно соединенные элемент ИЛИ и второй триггер, а также амплитудный ограничитель, вход которого объединен с входом амплитудного детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности передачи и приема цифровой телеметрической информации по аналоговым каналам связи с ограниченной пропускной способностью, на передающей стороне введены блок кварцевых генераторов, блок элементов И, последовательно соединенные первый регистр памяти, третий элемент И, третий элемент ИЛИ, четвертый элемент ИЛИ и дешифратор и последовательно соединенные второй регистр памяти и четвертый элемент И, выход которого подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, N выходов дешифратора подключены к N первым входам блока элементов И, вто рые N входы которого соединены с соответствующими N выходами блока кварцевых генераторов, а N выходов блока элементов И подключены к соответствующим N входам второго элемента ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу первого элемента И, управляющий вход дешифратора подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента И, второй вход третьего элемента И подключен к выходу второго элемента И, а на приемной стороне введены умножитель частоты, первый счетчик, третий триггер, последовательно соединенные генератор счетных импульсов, второй счетчик, блок памяти, второй регистр памяти и вычитатель и последовательно соединенные датчик уровня и сумматор, выход которого подключен к второму входу вычитателя, выход которого подключен к объединенным первым входам первого элемента И и первого и второго дешифраторов, вторые входы которых объединены и под ключены к второму выходу блока синхронизации, третий выход которого подключен к объединенным первым входам блока регистрации и второго элемента И, второй вход которого объединен с первым входом первого регистра памяти и управляющим входом генератора счетных импульсов и подключен к выходу первого триггера, управляющий вход которого объединен с синхронизирующим входом первого счетчика и управляющим входом второго триггера, вход которого объединен с входом инвертора, выход которого подключен к объединенным первому входу элемента ИЛИ, второму входу второго счетчика, второму входу первого элемента И и второму входу блока регистрации, третий вход которого подключен к выходу третьего триггера, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго дешифраторов, при этом выход второго элемента И подключен к второму входу второго регистра памяти, умножитель частоты включен между выходом амплитудного ограничителя и вторым входом смесителя, выход первого регистра памяти подключен к второму входу сумматора, а выход порогового блока подключен к впервому входу тоетьего элемента И, второй вход ко1397956

   I 2 торого соединен с выходом второго триггера, выход треть ег о элемента И подключен к входу первого счетчика.