КОМПЛЕКС МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭКСПРЕСС ДИАГНОСТИКИ Российский патент 2000 года по МПК G06F17/18 G01R31/28 

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля состояния объекта по результатам преобразования детерминированных и случайных сигналов в телеметрических системах с эвакуируемыми накопителями ("черный ящик") и радиоканалом для передачи катастрофических отказов.

Известна "Многоканальная система сбора и регистрации сейсмической информации" a. c. N 1236397, G 01 V 1/22, 1986, содержащая группу сейсмоприемников, напольный пункт, усилители с фильтрами, мультиплексор каналов, блок аналого-цифрового кодирования, буферные последовательно-параллельные регистры, схему ИЛИ, распределитель сигналов управления, генератор тактовых импульсов, устройство управления циклами, блок регистров статических режимов, регистр кодов управления выбором аналоговых каналов, регистр кодов управления временем срабатывания устройства отключения электропитания, передающий модуль данных, приемный модуль данных.

Недостаток данного преобразователя - невысокая скорость контроля, определяемая низкими частотами сигналов колебания почвы.

Известен "Многоканальный аналого-цифровой преобразователь" a. c. N 1451858, H 03 М 1/46, 1989, содержащий L компараторов с памятью, ЦАП, мультиплексор, ПЗУ, ОЗУ, блок сравнения, регистр, L-разрядный сдвиговый регистр, блок управления, элемент И, инвертор с совокупностью связей.

Недостаток данного преобразователя - загрузка выходной шины результатами с малой информационной ценностью.

Известен "Многоканальный аналого-цифровой преобразователь" а. с. N 1267616, H 03 М 1/10, 1986, состоящий из коммутатора, сравнивающего устройства, ЦАП, регистра последовательного приближения, аналоговых вычитателей, ключей, компараторов, блоков уставки, дешифратора с совокупностью связей.

Недостаток данного преобразователя - вероятность существенной ошибки при обработке однократного случайного сигнала, т.к. преобразование начинается со случайной величины предшествующего сигнала.

Известен "Многоканальный программируемый аналого-цифровой преобразователь" а.с. N 1266002, H 03 М 1/18, 1986, состоящий из блока управления, входной шины, аналогового коммутатора, усилителя с программируемым коэффициентом усиления, преобразователь код-напряжение, суммирующий усилитель, регистр, аналоговый сумматор, инвертирующий делитель, ОЗУ, аналоговые запоминающие блоки, блок синхронизации, шины команд данных и синхронизации.

Недостаток данного преобразователя - вероятность существенной ошибки при обработке однократного случайного сигнала, т.к. преобразование начинается со случайной величины предшествующего сигнала.

Прототипом предлагаемого изобретения является "Многоканальное устройство для регистрации информации" по a.c. N 1236452, G 06 F 3/00, 1986, содержащее датчики, соединенные с усилителями, элементы задержки, АЦП, регистр сдвига, выходную шину, оптронные переключатели, отражающие блоки, элементы И-НЕ, дешифратор, мультиплексор, блок управления, ОЗУ, модуль параллельного интерфейса, ПЗУ, микропроцессор, последовательный интерфейс, делитель частоты, генератор тактовых импульсов, выходную шину модуля параллельного интерфейса, демультиплексор, блок регистрации с совокупностью связей.

Недостаток данного устройства - избыточность отсчетов с малой информационной ценностью.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение информационной ценности данных каждого сигнала выделением их в момент изменения знака первой производной соответствующего сигнала во временной области.

Технический результат достигается тем, что в комплекс многоканальной экспресс диагностики, содержащий соединенные датчики с усилителями, модуль параллельного интерфейса, мультиплексор, демультиплексор, делитель частоты, генератор тактовых импульсов, введены модули выделения информации f^а сигнала случайного процесса, каждый из которых содержит аналоговый мультиплексор, подключающий усилители через последовательно соединенные блок выделения момента sqn du/dt изменения знака первой производной, мультиплексор, оперативную память, демультиплексор к другому входу блока выделения момента sqn du/dt изменения знака первой производной, а другой выход блока выделения момента sqn du/dt изменения знака первой производной через формирователь импульсов подключен к оперативной памяти и преобразователю время-цифра, через который демультиплексор подключен к мультиплексору, причем входы синхронизации аналогового мультиплексора соединены с выходной шиной модуля параллельного интерфейса, при этом блок выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной и преобразователь время-цифра через блок согласования подключены к делителю частоты, эвакуируемому накопителю информации (ЭНИ) и радиопередатчику, а генератор тактовых импульсов через делитель частоты подключен к блокам выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной и преобразователям время-цифра модулей выделения информации, а блок памяти подключен к блоку согласования, кроме того модули выделения информации f^o об огибающей сигнала случайного процесса, модули выделения информации f^t о сигнале частотной модуляции подключают к блоку согласования по шинам данных и управления последовательным соединением соответствующих датчиков и усилителей.

Модуль выделения информации f^o об огибающей сигнала случайного процесса содержит модуль выделения информации f^ao сигнала случайного процесса, через который усилители с первого выхода формирователя импульсов подключены к регистру, а со второго - к оперативной памяти и триггеру, шина данных N^a блока выделения момента sqn du/dt изменения знака первой производной через последовательное соединение мультиплексора, оперативной памяти, демультиплексора, регистра, схемы сравнения, триггера, второго формирователя импульсов связана со входом записи оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), информационные входы которого подключены к выходу регистра и триггера, а адресные входы - к шине N¹ модуля параллельного интерфейса и входам мультиплексора, оперативной памяти и демультиплексора.

Модуль выделения информации f^t о сигнале частотной модуляции содержит модуль выделения информации f^at сигнала случайного процесса, через который усилители с первого выхода формирователя импульсов подключены к регистру, со второго - к триггеру, а модуль параллельного интерфейса соединен со входом N^t блока согласования через последовательное соединение демультиплексора, регистра, мультиплексора, схемы сравнения, триггера, формирователя импульсов, второго мультиплексора, преобразователя время-цифра (ПВЦ^f), третьего мультиплексора, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ^f)), кроме того модуль параллельного интерфейса подключен к первому, второму и третьему мультиплексорам и адресным входам оперативного запоминающего устройства, а преобразователь время-цифра модуля f^at через мультиплексор подключен к другим входам схемы сравнения, причем выход триггера связан с адресным входом ОЗУ^f, а через второй формирователь импульсов с входом записи ОЗУ^f и шиной данных N^t блока согласования, вход третьего мультиплексора подключен к делителю частоты, шина данных N^t преобразователь время-цифра модуля f^at связана с входами данных оперативного запоминающего устройства.

Введение аналогового мультиплексора в модуль выделения информации f^a необходимо для снижения погрешности выделения координат момента sgn du/dt за счет поочередного подключения сигналов и достаточно для применения одного блока выделения sqn du/dt изменения знака первой производной сигнала.

Введение блока выделения sgn du/dt момента изменения знака первой производной сигнала необходимо и достаточно для определения характерных точек сигнала случайного процесса, обладающих максимальной информационной ценностью. Такими точками являются моменты изменения знака первой производной, описывающие сигналы различных форм: трапецеидальные, треугольные, ... . Блок также представляет в цифровом двоичном коде величину сигнала в данный момент и формирует сигнал на преобразователь время-цифра для определения разновременности между характерными точками.

Введение мультиплексора необходимо и достаточно для занесения в соответствующий регистр оперативной памяти (ОП) текущего значения амплитуды в цифровом коде о соответствующем сигнале.

Введение демультиплексора необходимо и достаточно для вывода из соответствующего регистра оперативной памяти (ОП) текущего значения амплитуды в цифровом коде о соответствующем сигнале для последующего определения характера его поведения.

Введение блока согласования необходимо для организации асинхронно поступающих данных с модулей выделения и достаточно для принятия решения по исходным данным с блока памяти об информации, заносимой в эвакуируемый накопитель, или экстренной передаче по радиоканалу катастрофической ситуации, например аварии.

Известно построение блока согласования по патенту N 1354947, 1987 "Адаптивное устройство контроля ударного процесса", обеспечивающее передачу данных по каналу связи информации о разновременности сигналов случайного процесса, величина которой может быть нулевой.

Введение эвакуируемого накопителя информации необходимо и достаточно для записи информации с датчиков с последующим сохранением в экстремальных условиях (авария...). Цифровая организация данных позволяет применить ЭНИ без лентопротяжного механизма, что повышает вероятность сохранения.

Введение радиопередатчика необходимо и достаточно для экстренной передачи информации о катастрофической ситуации по каналу типа SOS, что задается срабатыванием определенных датчиков или по каналу телеметрической системы.

Введение формирователей импульсов необходимо для построения сигнала определенной длительности и полярности из знакопеременного сигнала АЦП (блока выделения момента sgn du/dt) и достаточно для снижения объема данных, например, выделение одной боковой составляющей (верхней или нижней) за счет задания режима работы: по фронту или спаду - постоянной формы.

Введение регистров необходимо для фиксации предыдущего значения сигнала с выходов АЦП (блока выделения момента sgn du/dt), ПВЦ и достаточно для выполнения последующих операций, выполняемых схемой сравнения.

Введение триггеров необходимо и достаточно для формирования кода о знаке du/dt огибающей, фиксацией сигнала со схемы сравнения сигналом формирователя импульсов.

Введение ПВЦ-амплитуды в модуль f^a необходимо для идентификации амплитуды модулирующего сигнала и достаточно для представления в цифровом двоичном коде, что упрощает хранение, передачу и восстановление. Идентификация разновременности в моменты (sgn du/dt) изменения знака первой производной упрощает алгоритм восстановления сигнала при сокращении данных с малой информационной ценностью. Последнее позволяет повышать информационную нагрузку на канал связи. Искажение результатов из-за задержки принятия решения по следующему экстремуму ЧМ-сигнала исключается записью в ОЗУ данных предыдущим экстремумом и исключением записи в момент принятия решения о sgn du/dt. Коррекция результата осуществляется последующим вводом в ПВЦ-амплитуды данных с ПВЦ-частоты за этот интервал времени.

Введение ПВЦ-частоты в модуль f^t необходимо и достаточно для получения данных о характере изменения временных интервалов (частоты), как основы исходных данных критерия оценки момента (sgn du/dt) изменения знака первой производной модулирующего сигнала. Это обеспечивает получение информации с наибольшей информационной ценностью при исключении избыточности и исключает ошибку определения амплитуды модулирующего сигнала из-за смещения на время выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной этого сигнала. Ошибка исключается наличием данных о величине данной задержки, вносимых по сигналу управляемого формирователя в ПВЦ-амплитуды.

Введение оперативной памяти (ОП) достаточно для хранения предшествующих данных о величине временного интервала, идентификатора частоты и необходимо для выполнения следующей операции "сравнение" и устранения искажений при определении амплитуды в виде временного интервала между двумя моментами (sgn du/dt) изменения знака первой производной сигнала модулирующего сигнала. Искажение величины возможно в связи с принятием решения по последующему сигналу модулируемой частоты введением в качестве начального состояния ПВЦ-амплитуды значения интервала в ПВЦ-частоты данного интервала.

Введение схем сравнения необходимо и достаточно для получения данных о характере изменения временных интервалов (частоты), как критерия оценки момента sgn du/dt изменения знака первой производной модулирующего сигнала, определения момента изменения знака sgn du/dt огибающей путем формирования результата в виде потенциала на соответствующем выходе. Это является основанием для принятия решения и обеспечивает получение информации с наибольшей информационной ценностью при исключении избыточности, т.к. идентифицирует знак скорости изменения модулирующего сигнала нарастание/спад. Формирование информации о результатах осуществляется непрерывно сравнением текущих данных с запомненными данными, что снижает в устройстве временные потери при принятии решения и фиксации в триггерах.

Введение ОЗУ необходимо и достаточно для сохранения данных о сигнале на время вывода информации о предыдущей, получения достоверных данных о величине амплитуды при согласовании скорости изменения получаемых данных и скорости приема/обработки/преобразования информации, а также для длительного хранения без оперативного вывода.

Введение генератора необходимо и достаточно для формирования последовательности эталонных импульсов при преобразовании временных интервалов в цифровой код, а также синхронизации работы составляющих комплекса в целом. В общем случае он может быть использован из АЦП с некоторым делителем частоты.

Следовательно, совокупность введенных элементов и связей обеспечивает:
повышение информационной ценности данных каждого сигнала выделением их в момент изменения знака первой производной соответствующего сигнала во временной области,
- увеличение объема контролируемых сигналов без повышения скорости передачи по каналу связи,
- передачу сигналов типа SOS в аварийных ситуациях с передачей вероятной причины,
- снижение габаритов спасаемого накопителя информации (ЭНИ) за счет выполнения без лентопротяжных механизмов, повышает вероятность сохранения данных при заданном объеме контролируемых параметров.

На фиг. 1 представлена структурная схема комплекса многоканальной экспресс диагностики, на фиг. 2 - вариант блока f^a выделения момента sqn du/dt изменения знака первой производной огибающей, на фиг. 3 - вариант блока f^t выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной сигнала модуляции по частоте, на фиг. 4 - эпюры диаграмм, поясняющие алгоритм выделения информационно-ценных данных огибающей и сигнала модуляции по частоте из сигнала случайного процесса.

Комплекс многоканальной экспресс диагностики (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, подключенный к делителю 2 частоты, последовательно соединенные датчики 3 и усилители 4, которые через соответствующие модуль f^a 5 выделения информации, модуль f^o 6 выделения огибающей, модуль f^t 7 выделения сигнала модуляции по частоте шинами N¹, N^a, N^t через блок 8 согласования подключены к передатчику 9 и эвакуируемому накопителю 10 информации (ЭНИ), при этом постоянное запоминающее устройство 11 (ПЗУ) через последовательное соединение блока 8 и делителя 2 частоты связано с модулями 5, 6, 7 и блоком 8 согласования, а модуль f^a 5 выделения информации соединяет усилители 4 через последовательное включение аналогового мультиплексора 5₁, блока 5₂ выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной, мультиплексора 5₃, оперативной памяти 5₄, демультиплексора 5₅, подключены к другому входу блока 5₂, другой выход демультиплексора 5₅ через преобразователь время-цифра 5₆ (ПЦВ) соединен с другим входом мультиплексора 5₃ и выходной шиной N^t модуля 5, второй выход блока 5₂ через формирователь импульсов 5₇ соединен со вторым входом преобразователя время-цифра 5₆, третьи входы блока 5₂ и ПВЦ 5₆, подключены к выходу делителя 2 частоты и входу модуля параллельного интерфейса 5₈, первый выход которого соединен с блоками 5₁, 5₃, 5₅ и является выходной шиной N¹ модуля 5, а второй его выход - к четвертому входу блока 5₂ параллельного интерфейса, блока 5₆, ПВЦ 5 подключены к соответствующим входам N¹, N^a, N^t блока 8, первый выход блока 5₂ является выходной шиной N^a модуля 5.

При этом блок 5₂ выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной сигнала случайного процесса - это аналого-цифровой преобразователь по патенту РФ N 2024194, содержащий компаратор, блок памяти, блок оценки максимума, мажоритарный элемент, блок управления памятью, блок адаптации к скорости изменения сигнала, реверсивный счетчик, блок оценки минимума, триггер, блок оценки знака первой производной, генератор тактовой частоты, блок выделения момента изменения входного сигнала, где в реверсивный счетчик введены шина данных и вход записи, являющиеся внешними входами по шине Пр. Подобное дополнение АЦП не отражается на алгоритме его работы и не является существенным признаком, но расширяет область применения.

Модуль 6 f⁰ выделения огибающей сигнала случайного процесса (фиг. 2) содержит модуль 5⁰, через который усилители 4к с первого выхода формирователя импульсов 5₇ ⁰ подключены к регистру 6₁, а со второго - к оперативной памяти 6₂ (ОП^o) и триггеру 6₃, информационная шина N^a блока 5₂ ⁰ через последовательное соединение мультиплексора 6₄, ОП⁰ 6₂, демультиплексора 6₅, регистра 6₁, схемы сравнения 6₆, триггера 6₃, формирователя импульсов 6₇ связана со входом записи оперативного запоминающего устройства 6₈ (ОЗУ⁰), информационные входы которого подключены к выходу регистра 6₁ и триггера 6₃, адресные входы - к шине N¹ модуля 5₁ ⁰ параллельного интерфейса и входам ОП⁰ 6², мультиплексора 6₄ и демультиплексора 6₅, а выходы являются выходными шинами N^a, N^t модуля 6.

Модуль 7 f^t выделения сигнала модуляции по частоте (фиг. 3) содержит модуль 5^t, через который усилители 4к с первого выхода формирователя импульсов 5_f7 подключены к регистру 7₁, а со второго - к триггеру 7₂, модуль 5_f7 параллельного интерфейса соединен со входом N^t блока 8 согласования через последовательное соединение демультиплексора 7₃, регистра 7₁, мультиплексора 7₉, схемы сравнения 7₄, триггера 7₂, формирователя импульсов 7₁₀, второго мультиплексора 7₅, преобразователя время-цифра 7₆ (ПВЦ^t), третьего мультиплексора 7₇, оперативного запоминающего устройства 7₈, кроме того модуль 5_f7 параллельного интерфейса подключен к второму мультиплексору 7₅, третьему мультиплексору 7₇ и адресным входам устройства 7₈, а через мультиплексор 7₉ - к другим входам схемы сравнения 7₄, причем выход триггера 7₂ связан с адресным входом устройства 7₈, а через формирователь импульсов по фронту и спаду 7₁₀ подключен к входу записи устройства 7₈ и шине N^t блока 8, счетный вход (ПВЦ^t) 7₆ подключен к выходу делителя 2, информационная шина N^a блока 5_f6 связана с входами данных оперативного запоминающего устройства 7₈ (ОЗУ^t), выход которого является информационной шиной N^t модуля 7.

Комплекс работает следующим образом.

Рассмотрим алгоритм выделения информации f^a сигнала модулем 5 выделения на примере сигнала фиг. 4.

В начальный момент времени t₀ входной сигнал датчика 3i, выбранный модулем 5₈ параллельного интерфейса, подключается аналоговым мультиплексором 5₁ ко входу блока 5₂ (АЦП) выделения момента изменения знака первой производной и идентифицируется в соответствующем виде на выходе знак полярности сигнала и шине данных N^a (фиг. 1). Формирователь 5₇ (фиг. 1) в зависимости от заданного алгоритма выделения (по спаду или фронту) выдает сигнал "1" , фиксирующий уровень входного сигнала в оперативной памяти (ОП) 5₄. Параметры сигнала обеспечивают последовательное запоминание полярности знака du/dt, а затем фиксацию величины амплитуды и разновременности относительно предыдущего момента изменения знака первой производной сигналом 5''₇. Полярность сигнала определяется результатом схемы сравнения блока 5₂. По команде формирователя 5₇ срабатывание триггера 6₃ инициирует сигнал формирователя 6₇, который фиксирует в ОЗУ 6₁₀ информацию: координаты и знак du/dt, а также на шинах N^a и N^t модуля 6.

Рассмотрим алгоритм выделения огибающей сигнала модулем 6 f⁰ выделения du⁰/dt, составной частью которого является первичное преобразование (модулем 5⁰, не указанным для упрощения на фиг. 2) аналогично выделению информации о сигнале модулем 5.

В начальный момент времени t₀ входной сигнал датчика 3к, выбранный модулем 5₈ ⁰, подключается аналоговым мультиплексором 5₁₅ ⁰ ко входу блока 5₂ (АЦП) и идентифицируется в соответствующем виде на выходе знак полярности сигнала (фиг. 4b'') и шине данных N^a (фиг. 1). Формирователь 5₇ ⁰ (фиг. 1) в зависимости от заданного (шина управления не показана) алгоритма выделения (по спаду или фронту) выдает сигнал "1", фиксирующий начальный уровень входного сигнала в регистре 6₁, оперативной памяти (ОП) 5₄ ⁰, ОП⁰ 6₂ и полярность сигнала на триггере 6₃. Параметры сигнала обеспечивают последовательное запоминание полярности знака du/dt, а затем фиксацию величины амплитуды и разновременности относительно предыдущего момента изменения знака первой производной. Полярность огибающей сигнала определяется результатом схемы сравнения 6₆. По команде формирователя 5₇ ⁰ срабатывание триггера 6₃ инициирует сигнал формирователя 6₇, фиксирующий в ОЗУ 6₁₀ информацию: координаты и знак du/dt, a также на шинах N^a и N^t модуля 6 и регистрацию в блоке 8 согласования наличие информации с i-го датчика. Последовательность отсчетов в моменты времени 1, 2, 3, 4 (фиг. 4) обеспечивает считывание информации о верхней огибающей для передачи блоком 8 согласования по каналу связи блоком 9 или в ЭНИ 10 (фиг.1).

Рассмотрим алгоритм выделения модулирующего сигнала f^t (цифровой демодуляции частотно-модулированного сигнала) из сигнала (фиг. 4с) модулем 7 sgn du^t/dt, составной частью которого является первичное преобразование (модулем 5^t, не указанным для упрощения на фиг. 3) аналогично выделению информации о сигнале f^a (фиг.4) модулем 5. Паразитная амплитудная модуляция (ПАМ) на результаты демодуляции не влияет.

В исходном состоянии в алгоритме выделения задают, например, критерии:
выделяется момент (sgn du^t/dt) изменения du/dt с плюса на минус (+/-) (фиг.4с' точки 1, 2, 3, 4),
определяется величина разновременности t_i относительно предыдущего выделенного момента времени t_i-1, как наиболее полно несущая информацию о значении частоты в данный момент времени,
максимальная величина временного интервала t_i.

По заданным критериям модулем 7 выделения изменения f^t анализируют результаты модуля 5^t выделения информации дифференцировано выделяют момент du/dt изменения знака sgn (du/dt) первой производной модулирующего сигнала (фиг. 4с) точки 1, 2, 3, 4. Анализ осуществляется сравнением текущих t_i данных преобразователя 5₆ ^t время-цифра с результатами операции, запоминают регистром 7₁ предыдущего момента (в исходном состоянии - точка t₀: временного интервала и sgn(du/dt) (+/- согласно заданному критерию). С поступлением входного ЧМ-сигнала начинается преобразование временных интервалов блоками 5₆ ^t и 7₆, в соответствии с операцией дифференцировано выделяют:
- между соседними отсчетами t_i, которые запоминают до момента времени t_i+1 преобразователем 5₆ ^t,
- между моментами изменения и приращения (в большую/меньшую сторону) величины T_i, как идентификатор амплитуды модулирующего сигнала, которые считывают в каждый момент времени t_i преобразователем 7₆. Однако эта информация не считывается при принятии решения об изменении,
- sgn(du/dt) в момент времени t_j, т.к. эта величина превышает истинную на величину t_i и искажает информацию.

При подключении модулем 5^t соответствующих ПВЦ 5₈ ^t и регистра 7₁, в каждый последующий момент t_i относительно точки t_i-1 подтверждается знак изменения, т. е. наклон производной модулирующего сигнала, и запоминается соответствующая величина t_j. Величины разновременности t₃₄ (ПВЦ^t 7₆) в точке 4 относительно точки 3 и величины интервала t₃ ^п ₄ (ПВЦ, 5₈ ^t) (фиг. 4) характеризуют скорость изменения модулирующего сигнала между точками 3-4. Результат операции сравнивают блоком 7₄ сравнения, что является основанием для принятия решения и фиксации факта "-sgn(du/dt)" (фиг. 3), вследствие чего операцией выделяют/формируют сигнал отсчета формирователем 7₁₀ в момент перехода знака приращения точки 4 (фиг. 3). Это является основанием для выполнения операции "считывают" данные точки t_i в ОЗУ 7₈. Преобразователи время-цифра после считывания данных сигналом соответствующего формирователя импульсов обнуляются. Алгоритм преобразования позволяет выделять в сигнале трапецеидальные составляющие: точки 2-3, что отражается du/dt=0 (фиг. 3). Таким образом, в моменты времени 1, 2, 3, 4,.. в ячейках, соответствующие датчику N¹ и задаваемые модулем 5₁ ^t, в ОЗУ 7_в сохраняется информация о сигнале модуляции в данный момент времени. Блок 8 согласования фиксирует сигнал с формирователя 7₁₀, идентифицирующий факт наличия информации в данном модуле о данном датчике, и принимает решение о считывании и передаче в передатчик 9 и ЭНИ 10.

Работоспособность основных фрагментов комплекса была подтверждена контролем сигналов с различными скоростями изменения: электрокардиосигнала, речевого сигнала, 16 сигналов ударного процесса с малыми величинами разновременностей передачей по каналу связи и записью в накопитель информации. Восстановление сигнала ударного процесса подтверждено при вводе данных в ЭВМ по программе СПЕКТР 5И. Техническая реализация проведена на ИС серии 564 и проведено моделирование основных модулей на БИС БМК серий 1515, 1537, результаты показали работоспособность с сигналами до 1 МГц. Алгоритм блока согласования при контроле 16 сигналов на основе патента N 1354947 реализован в приборах МБКД-01 де2.008.041 для передачи по радиоканалу, в приборе МБОД-03 ГВАТ.411618.003 для передачи по радиоканалу и записи в ЭНИ.

Положительный технико-экономический эффект данного технического решения определяется:
минимизацией объема данных - сокращение порядка 10 ... 100,
выделением информации об огибающей сигнала в цифровом двоичном коде, обладающей наибольшей ценностью при минимальной избыточности,
возможностью записи для хранения информации в цифровом виде без применения подвижных носителей, апробация проведена для речевого сигнала,
минимально-необходимым объемом данных, достаточным для восстановления информации,
возможностью микроэлектронного исполнения, т.к. отсутствуют частотно-зависимые компоненты,
область применения технического исполнения не зависит от несущей частоты сигнала, что расширяет область применения.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля состояния объекта по результатам преобразования детерминированных и случайных сигналов в телеметрических системах с эвакуируемыми накопителями. Технический результат изобретения - повышение информационности формируемых данных. Комплекс многоканальной экспресс диагностики содержит датчики с усилителями, модуль параллельного интерфейса, мультиплексор, демультиплексор, делитель частоты, генератор тактовых импульсов, модули выделения информации сигнала случайного процесса, каждый из которых содержит аналоговый мультиплексор, блок выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной, преобразователь время-цифра, модули выделения информации об огибающей сигнала случайного процесса и модули выделения информации о сигнале частотной модуляции. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комплекс многоканальной экспресс диагностики, содержащий датчики, подключенные к усилителям, модуль параллельного интерфейса, мультиплексор, демультиплексор, делитель частоты, генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что введены модули выделения информации f^а сигнала случайного процесса, каждый из которых содержит аналоговый мультиплексор, подключающий усилители через последовательно соединенные блок выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной, мультиплексор, оперативную память, демультиплексор к другому входу блока выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной, а другой выход блока выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной через формирователь импульсов подключен к оперативной памяти и преобразователю время-цифра, через который демультиплексор подключен к мультиплексору, причем входы синхронизации аналогового мультиплексора, мультиплексора, демультиплексора соединены с выходной шиной модуля параллельного интерфейса, при этом блок выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной и преобразователь время-цифра через блок согласования подключены к делителю частоты, эвакуируемому накопителю информации и радиопередатчику, а генератор тактовых импульсов через делитель частоты подключен к блокам выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной и преобразователям время-цифра модулей выделения, а блок памяти подключен к блоку согласования, кроме того, модули выделения информации f⁰ об огибающей сигнала случайного процесса, модули выделения информации f¹ о сигнале частотной модуляции подключены к блоку согласования по шинам данных и управления последовательным соединением датчиков и усилителей. 2. Комплекс многоканальной экспресс диагностики по п.1, отличающийся тем, что модуль f^о выделения информации об огибающей сигнала случайного процесса содержит модуль выделения информации f^ао сигнала случайного процесса, через который усилители с первого выхода формирователя импульсов подключены к регистру, а со второго - к оперативной памяти и триггеру, шина данных N^а блока выделения момента sgn du/dt изменения знака первой производной через последовательное соединение мультиплексора, оперативной памяти, демультиплексора, регистра, схемы сравнения, триггеров, второго формирователя импульсов связана со входом записи оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), информационные входы которого подключены к выходу регистра и триггера, а адресные входы - к шине Nⁱ модуля параллельного интерфейса и входам мультиплексора, оперативной памяти и демультиплексора. 3. Комплекс многоканальной экспресс диагностики по п.1, отличающийся тем, что f^t выделения информации о сигнале частотной модуляции содержит модуль выделения информации f^аt сигнала случайного процесса, через который усилители с первого выхода формирователя импульсов подключены к регистру, со второго - к триггеру, а модуль параллельного интерфейса соединен с входом блока согласования по шине N^t через последовательное соединение демультиплексора, регистра, второго мультиплексора, схемы сравнения, триггера, второго формирователя импульсов, третьего мультиплексора, преобразователя время-цифра, четвертого мультиплексора, оперативного запоминающего устройства, кроме того, модуль параллельного интерфейса подключен к второму, третьему и четвертому мультиплексорам и адресным входам оперативного запоминающего устройства, а преобразователь время-цифра модуля f^аt через мультиплексор подключен к другим входам схемы сравнения, причем выход триггера связан с адресным входом оперативного запоминающего устройства, а через второй формирователь импульсов - со входом записи оперативного запоминающего устройства и блоком согласования через шину N^t, вход третьего мультиплексора подключен к делителю частоты, преобразователь время-цифра модуля f^аt через шину N^t связан с входами данных оперативного запоминающего устройства.