Адаптивное к экстренным ситуациям устройство передачи телеметрической информации Российский патент 2018 года по МПК G08C17/02 G08C19/12 

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи при летных испытаниях образцов ракетно-космической техники (ОРКТ).

Известно устройство для осуществления способа передачи информации, представленное в [1], содержащее приемник, два сумматора, формирователь обобщенного потока бит переданной информации, а также два блока демодуляции сигналов, каждый из которых включает в себя полосовой фильтр, хронизатор и генератор частот, а также коммутатор сигналов, фазовый и частотный демодуляторы, а также формирователь логических уровней двоичного кода, информационный выход приемника подключен к первому входу блока, соединенному со входом полосового фильтра, который через хронизатор подключен к генератору частот, при этом вход хронизатора объединен с первым входом коммутатора сигналов, выход которого подключен к первому входу фазового демодулятора, объединенному со входом частотного демодулятора, вторые объединенные входы хронизатора, коммутатора сигналов и фазового демодулятора подключены к выходу генератора частот, два выхода фазового демодулятора подключены к соответствующим входам формирователя логических уровней двоичного кода, синхронизирующий третий вход которого объединен с синхронизирующими третьими входами хронизатора, коммутатора сигналов и фазового демодулятора, является вторым входом блока и подключен к синхронизирующему выходу приемника, выход формирователя логических уровней двоичного кода является первым выходом блока, а выход частотного демодулятора - вторым его выходом, при этом первый выход первого блока демодуляции сигналов соединен с первыми объединенными входами первого сумматора и формирователя обобщенного потока бит переданной информации, объединенные вторые входы которых подключены к первому выходу второго блока демодуляции сигналов, вторые выходы блоков подключены к третьему и четвертому входам формирователя обобщенного потока бит переданной информации соответственно, которые одновременно являются первым и вторым входами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с пятым и шестым входами формирователя обобщенного потока бит переданной информации соответственно, выход которого является выходом устройства.

Недостатком данного устройства является - низкая оперативность передачи телеметрической информации (ТМИ) в условиях слабой радиовидимости, отсутствие возможности приоритетной передачи ТМИ неисправных функциональных узлов ОРКТ в экстренных ситуациях, отсутствие универсальной совместимости устройства с различными типами аппаратуры передачи данных и различными типами приборов навигации.

Наиболее близким по сущности технического решения является телеметрическое устройство [2], содержащее блок сравнения, первый блок памяти, блок постоянной памяти, счетчик, буферный блок памяти, триггер, элемент И, коммутатор, подключенный выходом к первому входу блока сравнения, соединенного первым выходом с информационным входом буферного блока памяти, а вторым выходом - с информационным входом первого блока памяти и первым входом элемента И, подключенного выходом к единичному входу триггера, выход и вход разрешения считывания буферного блока памяти являются соответственно информационным выходом и первым тактовым входом устройства, счетный вход счетчика является вторым тактовым входом устройства, информационные входы коммутатора являются информационными входами устройства, служащими для подключения датчиков контролируемых параметров, отличающееся тем, что в устройство введены второй блок памяти и анализатор, подключенный первым и вторым входами к выходам соответственно первого и второго блоков памяти, третьим входом - к первому информационному входу второго блока памяти и к первому выходу блока постоянной памяти, связанного адресным входом с разрядными выходами счетчика, вторым выходом - с вторым входом блока сравнения, а третьим выходом - с адресным входом буферного блока памяти, управляющим входом коммутатора, адресным входом первого блока памяти и адресным входом второго блока памяти, подключенного вторым информационным входом к выходу первого блока памяти, первый выход анализатора соединен с вторым входом элемента И, подключенного выходом к единичному входу триггера, связанного прямым выходом с входом разрешения записи буферного блока памяти, нулевой вход триггера является вторым тактовым входом устройства, второй выход анализатора является сигнальным выходом устройства.

Недостатком данного устройства также является - низкая оперативность передачи ТМИ в условиях слабой радиовидимости, отсутствие возможности приоритетной передачи ТМИ неисправных функциональных узлов ОРКТ в экстренных ситуациях, отсутствие универсальной совместимости устройства с различными типами аппаратуры передачи данных и различными типами приборов навигации.

Цель изобретения - повышение оперативности передачи ТМИ в условиях слабой радиовидимости, расширение функциональных возможностей устройства - до адаптивности устройства к приоритетной передаче ТМИ неисправных функциональных узлов ОРКТ в экстренных ситуациях, до универсальности совместимости устройства с различными типами аппаратуры передачи данных и различными типами приборов навигации.

Поставленная цель достигается тем, что адаптивное к экстренным ситуациям устройство передачи ТМИ, включает конфигурируемый вход подключения информационных выходов датчиков ТМИ, i-ый вход которого подключен к 1-му информационному выходу i-го датчика ТМИ (i=1, 2, …, n), а выходы с 1-го по n-ый подключены к соответствующим входам с 1-го по n-ый аналогового мультиплексора, управляющие входы которого с 1-го по подключены к соответствующим выходам с 1-го по 1-го счетчика по модулю n, выход аналогового мультиплексора 3 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу многоканального демультиплексора, управляющие входы которого с 1-го по подключены к соответствующим выходам с 1-го по 2-го счетчика по модулю n, а i-ый выход многоканального демультиплексора 5 одновременно подключен ко 2-му входу i-го устройства сравнения и ко 2-му входу i-го блока управляемых ключей, при этом первые входы каждого из n устройств сравнения подключены к выходу блока хранения эталонных значений ТМИ, а второй выход i-го устройства сравнения подключен к 1-му управляющему входу i-го блока управляемых ключей, 1-ый выход i-го устройства сравнения подключен к i-му входу 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ, выход i-го блока управляемых ключей подключен к i-му входу многоканального мультиплексора, управляющие входы которого с 1-го по подключены к соответствующим выходам с 1-го по 3-го счетчика по модулю n, а выходы с 1-го по d-ый многоканального мультиплексора подключены к информационным входам с по выходного регистра записи критических отклонений ТМИ, при этом 1-ый вход логического элемента И подключен к выходу 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ, 2-ой вход 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ подключен к 5-му выходу распределителя тактовых импульсов, а выход логического элемента И последовательно подключен к управляющему входу блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n, управляющему входу выходного регистра записи критических отклонений ТМИ и управляющему входу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора, входы с 1-го по блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n подключены к соответствующим выходам с 1-го по 3-го счетчика по модулю n, а выходы с 1-го по блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n подключены к входам с 1-го по выходного регистра записи критических отклонений ТМИ, выходы с 1-го по s-ый таймера эталонного времени подключены к входам с по выходного регистра записи критических отклонений ТМИ и подключены к входам с 1-го по s-ый выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ, 1-ый информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу выходного регистра записи критических отклонений ТМИ, второй информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ, 1-ый информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора, 2-ой информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу блока памяти хранения ТМИ, управляющий вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к 6-му выходу микроконтроллера, а выход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к входу помехоустойчивого кодера, при этом выход помехоустойчивого кодера подключен к входу конфигурируемого входа подключения радиотехнического тракта, 1-ый информационный вход блока памяти хранения ТМИ подключен к выходу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора, а 2-ой управляющий вход блока памяти хранения ТМИ подключен к 5-му выходу микроконтроллера, выходы с 1-го по 4-го счетчика по модулю n подключены к соответствующим входам с 1-го по 2-го логического элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ, выходы с 1-го по 4-ый распределителя тактовых импульсов подключены к 2-ым управляющим входам счетчиков по модулю n, где j-ый выход распределителя тактовых импульсов подключен к 2-му управляющему входу j-го счетчика по модулю n (j=1, 2, 3, 4), вход подачи тактовых импульсов распределителя тактовых импульсов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, первые входы счетчиков по модулю n подключены к выходам микроконтроллера, где 1-ый вход j-го счетчика по модулю n подключен к j-му выходу микроконтроллера, при этом вход подачи тактовых импульсов микроконтроллера подключен к выходу генератора тактовых импульсов, 2-ые сигнальные выходы датчиков ТМИ с 1-го по n-ый подключены к соответствующим входам с 1-го по n-ый конфигурируемого входа подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ, выходы которого с 1-го по n-ый подключены к 1-ой группе входов с 1-го по n-ый микроконтроллера, вторая группа входов микроконтроллера с 1-го по k-ый подключена к выходам с 1-го по k-ый конфигурируемого входа подключения приборов навигации, а третья группа входов с 1-го по u-ый микроконтроллера подключена к выходам с 1-го по u-ый блока хранения эталонных значений приборов навигации.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1, которое содержит: датчики ТМИ 1.1-1.n, конфигурируемый вход подключения информационных выходов датчиков ТМИ 2, аналоговый мультиплексор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, многоканальный демультиплексор 5, блок хранения эталонных значений ТМИ 6, устройство сравнения 7.1-7.n, блоки управляемых ключей 8.1-8.n, 1-ый логический элемент ИЛИ-НЕ 9, логический элемент И 10, многоканальный мультиплексор 11, блок управляемых ключей 3-го счетчика по модулю и 12, выходной регистр записи критических отклонений ТМИ 13, таймер эталонного времени 14, выходной регистр записи допустимых отклонений ТМИ 15, 1-ый двухвходовый многоканальный мультиплексор 16, блок хранения ТМИ 17, 2-ой двухвходовый многоканальный мультиплексор 18, помехоустойчивый кодер 19, конфигурируемый вход подключения радиотехнического тракта (РТТ) 20, конфигурируемый вход подключения приборов навигации 21, счетчики по модулю n 22.1-22.4, 2-ой логический элемент ИЛИ-НЕ 23, конфигурируемый вход подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ 24, распределитель тактовых импульсов 25, микроконтроллер 26, генератор тактовых импульсов 27, блок хранения эталонных значений приборов навигации 28.

Конфигурируемый вход подключения РТТ 20, конфигурируемый вход подключения приборов навигации 21 представляют собой программируемый коммутатор, реализованный на элементной базе программируемой логической интегральной схемы FPGA. Реконфигурируемость входов 20, 21 обеспечивает универсальность в совместимости адаптивного к экстренным ситуациям устройства передачи ТМИ к соответствующих типам аппаратуры.

Конфигурируемый вход подключения информационных выходов датчиков ТМИ 2 и конфигурируемый вход подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ 24 представляют собой также программируемый коммутатор, реализованный на элементной базе программируемой логической интегральной схемы FPGA. Реконфигурируемость данных входов позволяет выполнить ранжировку датчиков ТМИ 1 по важности передаваемой информации в различных условиях.

Микроконтроллер 26 выполняет комплекс программ для: определения количества функционирующих датчиков ТМИ 1.1-1.n, определения пропускной способности канала передачи данных, определения временных интервалов для передачи ТМИ, сохраненной в блоке хранения ТМИ 17.

В статическом виде элементы предлагаемого устройства взаимосвязаны следующим образом (фиг. 1): конфигурируемый вход подключения информационных выходов датчиков ТМИ 2 подключен к информационным выходам датчиков ТМИ 1.1-1.n, где i-ый вход конфигурируемого входа подключения информационных выходов датчиков ТМИ 2 подключен к 1-му информационному выходу i-го датчика ТМИ 1.i (i=1, 2, …, n), а выходы с 1-го по n-ый конфигурируемого входа подключения информационных выходов датчиков ТМИ 2 подключены к соответствующим входам с 1-го по n-ый аналогового мультиплексора 3, управляющие входы которого с 1-го по подключены к соответствующим выходам с 1-го по 1-го счетчика по модулю n 22.1, выход аналогового мультиплексора 3 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 4, выход которого подключен к информационному входу многоканального демультиплексора 5, управляющие входы которого с 1-го по подключены к соответствующим выходам с 1-го по 2-го счетчика по модулю n 22.2, а i-ый выход многоканального демультиплексора 5 одновременно подключен ко 2-му входу i-го устройства сравнения 7.i и ко 2-му входу i-го блока управляемых ключей 8.i, при этом первые входы каждого из n устройств сравнения 7.1-7.n подключены к выходу блока хранения эталонных значений ТМИ 6, а второй выход i-го устройства сравнения 7.i подключен к 1-му управляющему входу i-го блока управляемых ключей 8.i, 1-ый выход i-го устройства сравнения 7.i подключен к i-му входу 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ 9, выход i-го блока управляемых ключей 8.i подключен к i-му входу многоканального мультиплексора 11, управляющие входы которого с 1-го по подключены к соответствующим выходам с 1-го по 3-го счетчика по модулю n 22.3, а выходы с 1-го по d-ый многоканального мультиплексора 11 подключены к информационным входам с по выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13, при этом 1-ый вход логического элемента И 10 подключен к выходу 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ 9, 2-ой вход 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ 9 подключен к 5-му выходу распределителя тактовых импульсов 25, а выход логического элемента И 10 последовательно подключен к управляющему входу блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n 12, управляющему входу выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13 и управляющему входу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16, входы с 1-го по блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n 12 подключены к соответствующим выходам с 1-го по 3-го счетчика по модулю n 22.3, а выходы с 1-го по блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n 12 подключены к входам с 1-го по выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13, выходы с 1-го по 5-ый таймера эталонного времени 14 подключены к входам с по выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13 и подключены к входам с 1-го по s-ый выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ 15, 1-ый информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16 подключен к выходу выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13, второй информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16 подключен к выходу выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ 15, 1-ый информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора 18 подключен к выходу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16, 2-ой информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора 18 подключен к выходу блока памяти хранения ТМИ 17, управляющий вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора 18 подключен к 6-му выходу микроконтроллера 26, а выход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора 18 подключен к входу помехоустойчивого кодера 19, при этом выход помехоустойчивого кодера 19 подключен к входу конфигурируемого входа подключения радиотехнического тракта 20, 1-ый информационный вход блока памяти хранения ТМИ 17 подключен к выходу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16, а 2-ой управляющий вход блока памяти хранения ТМИ 17 подключен к 5-му выходу микроконтроллера 26, выходы с 1-го по 4-го счетчика по модулю n 22.4 подключены к соответствующим входам с 1-го по 2-го логического элемента ИЛИ-НЕ 23, выход которого подключен к управляющему входу выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ 15; выходы с 1-го по 4-ый распределителя тактовых импульсов 25 подключены к 2-ым управляющим входам счетчиков по модулю n 22.1-22.4, где j-ый выход распределителя тактовых импульсов 25 подключен к 2-му управляющему входу j-го счетчика по модулю n 22.j (j=1, 2, 3, 4), вход подачи тактовых импульсов распределителя тактовых импульсов 25 подключен к выходу генератора тактовых импульсов 27, первые входы счетчиков по модулю n 22.1-22.4 подключены к выходам микроконтроллера 26, где 1-ый входу j-го счетчика по модулю n 22.j подключен к j-му выходу микроконтроллера 26, при этом вход подачи тактовых импульсов микроконтроллера 26 подключен к выходу генератора тактовых импульсов 27, 2-ые сигнальные выходы датчиков ТМИ 1.1-1.n с 1-го по n-ый подключены к соответствующим входам с 1-го по n-ый конфигурируемого входа подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ 24, выходы которого с 1-го по n-ый подключены к 1-ой группе входов с 1-го по n-ый микроконтроллера 26, вторая группа входов микроконтроллера 26 с 1-го по k-ый подключена к выходам с 1-го по k-ый конфигурируемого входа подключения приборов навигации 21, а третья группа входов с 1-го по u-ый микроконтроллера 26 подключена к выходам с 1-го по u-ый блока хранения эталонных значений приборов навигации 28.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом: перед началом работы устройства выполняется реконфигурация конфигурируемого входа подключения РТТ 20 в соответствии с выходами аппаратуры передачи данных и реконфигурация конфигурируемого входа подключения приборов навигации 21 в соответствии с выходами приборов навигации. Далее выполняется реконфигурация конфигурируемого входа подключения информационных выходов датчиков ТМИ 2 и конфигурируемого входа подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ 24 в соответствии с ранжировкой датчиков ТМИ 1.1-1.n. Далее выполняется загрузка эталонных значений ТМИ в блок хранения эталонных значений ТМИ 6, определяются пороговые значения устройств сравнения 7.1-7.n и выполняется загрузка эталонных значений приборов навигации 28 в блок хранения эталонных значений приборов навигации 28. Далее выполняется загрузка в микроконтроллер 26 комплекса программ, скорректированных в соответствии с уникальными параметрами аппаратуры передачи данных и навигационных приборов. Далее выполняется установка таймера эталонного времени.

В момент времени соответствующий началу работы с датчиков ТМИ 1.1-1.n по информационным выходам поступают аналоговые сигналы (данные ТМИ) λ₁, …, λ_n на соответствующие входы конфигурируемого входа подключения информационных выходов датчиков ТМИ 2, с выходов которого сигналы λ₁, …, λ_n поступают на входы аналогового мультиплексора 3. Далее в соответствии со значениями (0, 1, …, n-1), подаваемыми с выходов счетчика по модулю n 22.1, сигналы λ₁, …, λ_n подаются на вход аналого-цифрового преобразователя 4, где i-1-му значению счетчика по модулю n 22.1 соответствует λ_i сигнал (i=1, 2, …, n). Аналоговые сигналы λ₁, …, λ_n в аналого-цифровом преобразователе 4 преобразуются в цифровые сигналы μ₁, …, μ_n и поступают последовательно на вход многоканального демультиплексора 5, который в соответствии с i-1-ым значением, подаваемым с выходов счетчика по модулю n 22.2 на его адресные входы, передает цифровой сигнал μ_t с i-го выхода на вторые входы каждого из устройств сравнения 7.i и блока управляемых ключей 8.i. В устройстве сравнения 7.i выполняется сравнение значения сигнала μ_i с эталонным значением соответствующего телеметрического параметра . При этом возможны два варианта работы устройства:

1. Сравнение μ_i, с показало отсутствие превышения заданного уровня отклонения, тогда с первого выхода устройства сравнения 7.i подается высокий сигнал на 1-ый логический элемент ИЛИ-НЕ 9, после чего инвертированный сигнал поступает на логический элемент И 10, на второй вход которого поступает в соответствующий момент времени тактовый импульс и соответственно с выхода логического элемента И 10 поступает низкий сигнал, что не приводит в действие оборудование обеспечивающее передачу отклонений телеметрии от заданных параметров при превышении заданного порога. После полного цикла работы счетчика по модулю n 22.4 выполняется сравнение всех значений датчиков ТМИ 1.1-1.n, и на выходах счетчика по модулю n 22.4 формируется сигнал 0…00 и поступает на входы 2-го логического элемента ИЛИ-НЕ 23, далее инвертированный - высокий сигнал поступает на управляющий вход выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ 15. После поступления высокого сигнала с выхода 2-го логического элемента ИЛИ-НЕ 23 на управляющий вход выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ 15 в него выполняется запись текущего значения времени, поступающего с выходов таймера эталонного времени 14, далее содержимое выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ 15 поступает на второй информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16, при этом низкий сигнал поступающий с выхода логического элемента И 10 на управляющий вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16 определяет прохождение содержимого выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ 15 (телеметрического кадра) на информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора 18 и на информационный вход блока хранения ТМИ 17, при этом, в случае определения микроконтроллером 26 условий радиовидимости, достаточных для передачи телеметрического кадра, на управляющий вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора 18, с 6-го выхода микроконтроллера 26 подается высокий сигнал, соответствующий передаче телеметрического кадра на вход помехоустойчивого кодера 19, и далее с выхода помехоустойчивого кодера 19 телеметрический кадр передается на входы конфигурируемого входа подключения РТТ 20. В случае определения микроконтроллером 26 условий радиовидимости, недостаточной для передачи телеметрического кадра, с 5-го выхода микроконтроллера 26 подается высокий сигнал на управляющий вход блока хранения ТМИ 17, определяющий запись телеметрического параметра.

2. Сравнение μ_i с показало превышения заданного уровня отклонения, тогда со второго выхода устройства сравнения 7.i подается высокий сигнал на 1-ый вход блока управляемых ключей 8.i, который приводит блок управляемых ключей 8.i в открытое состояние, и, таким образом, значение μ_i передается с i-го выхода многоканального демультиплексора 5 на i-ый вход многоканального мультиплексора 11, который в соответствии со значением поступающим с выходов счетчика по модулю n 22.3 на его адресные входы передает значение μ_i на вторую группу входов выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13. При этом, на первую группу входов выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13 подается текущее значение с выходов счетчика по модулю n 22.3 через блок управляемых ключей 3-го счетчик по модулю n 12, а на третью группу входов выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13 подается значение текущего времени с выходов таймера эталонного времени 14. Прохождение текущего значения с выходов счетчика по модулю n 22.3 через блок управляемых ключей 3-го счетчик по модулю n 12 и запись информации в выходной регистр записи критических отклонений ТМИ 13 осуществляется путем подачи на их управляющие входы высокого сигнала, формируемого 1-ым логическим элементом ИЛИ-НЕ 9, на вход которого с 1-го выхода устройства сравнения 7.i поступает низкий сигнал, инвертируемый в высокий сигнал и обеспечивающий прохождение тактового импульса логическим элементом И 10 на управляющие входы блока управляемых ключей 3-го счетчик по модулю n 12 и выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13. Далее, после формирования телеметрического кадра в выходном регистре записи критических отклонений ТМИ 13 информация поступает с выхода выходного регистра записи критических отклонений ТМИ 13 на 1-ый информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16, при этом высокий сигнал подаваемый с выхода логического элемента И 10 на управляющий вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора 16 обеспечивает прохождение сигнала на 1-ый информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора 18 и информационный вход блока хранения ТМИ 17. Далее передача телеметрического кадра осуществляется по аналогии с первым случаем.

Генератор тактовых импульсов 27 выполняет выдачу тактовых импульсов на вход подачи тактовых импульсов распределителя тактовых импульсов 25, распределитель тактовых импульсов обеспечивает синхронизацию работы функциональных элементов в процессе работы устройства, путем выдачи тактовых импульсов на их соответствующие входы подачи тактовых импульсов.

В процессе функционирования адаптивного к экстренным ситуациям устройства передачи ТМИ микроконтроллер 26:

1. Определяет количество функционирующих датчиков ТМИ 1.1-1.n по сигналам, поступающим с конфигурируемого входа подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ 24 и перенастраивает значение модуля счетчиков по модулю n 22.1-22.4, текущие значения которых являются адресами датчиков ТМИ 1.1-1.n (в условиях отстыковки функциональных узлов ОРКТ).

2. Определяет пропускную способность канала передачи данных путем обработки поступающих с конфигурируемого входа подключения приборов навигации 21 текущих навигационных параметров и значений поступающих с выходов блока хранения эталонных значений приборов навигации 28, и формирует значение модуля счетчиков по модулю n 22.1-22.4, путем подачи соответствующих значений на их первые входы (при плохой радиовидимости количество опрашиваемых датчиков ТМИ 1.1-1.n сокращается).

3. Определяет временные интервалы для передачи ТМИ сохраненной в блоке хранения ТМИ 17.

Таким образом, в отличие от известных технических решений передачи телеметрической информации, технический эффект предложенного устройства достигается путем введения дополнительных функциональных элементов и новых связей между ними. Введение дополнительных счетчиков по модулю n, микроконтроллера, блока хранения эталонных значений приборов навигации, конфигурируемого входа подключения информационных входов датчиков ТМИ, конфигурируемого входа подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ обеспечивает повышение оперативности передачи телеметрической информации в условиях слабой радиовидимости. Введение дополнительных мультиплексоров, демультиплексора, счетчиков по модулю n, микроконтроллера, блоков управляемых ключей и дополнительных логических элементов обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства - до адаптивности устройства к приоритетной передаче ТМИ неисправных функциональных узлов ОРКТ в экстренных ситуациях. Введение конфигурируемого входа подключения РТТ, конфигурируемого входа подключения приборов навигации и микроконтроллера обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства до универсальности совместимости устройства с различными типами аппаратуры передачи данных и различным типам приборов навигации.

Предложенное устройство может быть реализовано с использованием современной элементной базы радиационно-стойких программируемых логических интегральных схем фирм Altera и Xilinx, обеспечивающих возможность создания предлагаемого устройства на одном кристалле.

Литература

1. RU №2475861, 2013 г.

2. RU №2032228, 1995 г.

Изобретение относится к телеметрии. Технический результат - повышение оперативности передачи телеметрической информации (ТМИ) в условиях слабой радиовидимости, обеспечение адаптивности устройства к приоритетной передаче ТМИ неисправных функциональных узлов образцов ракетно-космической техники (ОРКТ) в экстренных ситуациях, универсальность совместимости устройства с различными типами аппаратуры передачи данных и различными типами приборов навигации. Устройство передачи телеметрической информации содержит датчики ТМИ (1.1-1.n), конфигурируемый вход подключения информационных выходов датчиков ТМИ (2), аналоговый мультиплексор (3), аналого-цифровой преобразователь (4), многоканальный демультиплексор (5), блок хранения эталонных значений ТМИ (6), устройство сравнения (7.1-7.n), блоки управляемых ключей (8.1-8. n), логические элементы ИЛИ-НЕ (9, 23), логический элемент И (10), многоканальный мультиплексор (11), блок управляемых ключей счетчика по модулю n (12); выходной регистр записи критических отклонений ТМИ (13), таймер эталонного времени (14), выходной регистр записи допустимых отклонений ТМИ (15), двухвходовые многоканальные мультиплексоры (16, 18), блок хранения ТМИ (17), помехоустойчивый кодер (19), конфигурируемый вход подключения радиотехнического тракта (20), конфигурируемый вход подключения приборов навигации (21), счетчики по модулю n (22.1-22.4), конфигурируемый вход подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ (24), распределитель тактовых импульсов (25), микроконтроллер (26), генератор тактовых импульсов (27), блок хранения эталонных значений приборов навигации (28). 1 ил.

Адаптивное к экстренным ситуациям устройство передачи телеметрической информации (ТМИ), включающее n датчиков ТМИ, генератор тактовых импульсов, блок хранения ТМИ, логический элемент И, счетчик по модулю n, отличающееся тем, что введены конфигурируемый вход подключения информационных выходов датчиков ТМИ, i-ый вход которого подключен к 1-му информационному выходу i-го датчика ТМИ (i=1, 2, …, n), а выходы с 1-го по n-ый подключены к соответствующим входам с 1-го по n-ый аналогового мультиплексора, управляющие входы которого с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый подключены к соответствующим выходам с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый 1-го счетчика по модулю n, выход аналогового мультиплексора подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу многоканального демультиплексора, управляющие входы которого с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый подключены к соответствующим выходам с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый 2-го счетчика по модулю n, а i-ый выход многоканального демультиплексора 5 одновременно подключен ко 2-му входу i-го устройства сравнения и ко 2-му входу i-го блока управляемых ключей, при этом первые входы каждого из n устройств сравнения подключены к выходу блока хранения эталонных значений ТМИ, а второй выход i-го устройства сравнения подключен к 1-му управляющему входу i-го блока управляемых ключей, 1-ый выход i-го устройства сравнения подключен к i-му входу 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ, выход i-го блока управляемых ключей подключен к i-му входу многоканального мультиплексора, управляющие входы которого с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый подключены к соответствующим выходам с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый 3-го счетчика по модулю n, а выходы с 1-го по d-ый многоканального мультиплексора подключены к информационным входам с ⎡log₂ n⎤+1-го по ⎡log₂ n⎤+d-ый выходного регистра записи критических отклонений ТМИ, при этом 1-ый вход логического элемента И подключен к выходу 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ, 2-ой вход 1-го логического элемента ИЛИ-НЕ подключен к 5-му выходу распределителя тактовых импульсов, а выход логического элемента И последовательно подключен к управляющему входу блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n, управляющему входу выходного регистра записи критических отклонений ТМИ и управляющему входу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора, входы с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n подключены к соответствующим выходам с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый 3-го счетчика по модулю n, а выходы с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый блока управляемых ключей 3-го счетчика по модулю n подключены к входам с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый выходного регистра записи критических отклонений ТМИ, выходы с 1-го по s-ый таймера эталонного времени подключены к входам с ⎡log₂ n⎤+d+1-го по ⎡log₂ n⎤+d+s-ый выходного регистра записи критических отклонений ТМИ и подключены к входам с 1-го по s-ый выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ, 1-ый информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу выходного регистра записи критических отклонений ТМИ, второй информационный вход 1-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ, 1-ый информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора, 2-ой информационный вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к выходу блока памяти хранения ТМИ, управляющий вход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к 6-му выходу микроконтроллера, а выход 2-го двухвходового многоканального мультиплексора подключен к входу помехоустойчивого кодера, при этом выход помехоустойчивого кодера подключен к входу конфигурируемого входа подключения радиотехнического тракта, 1-ый информационный вход блока памяти хранения ТМИ подключен к выходу 1-го двухвходового многоканального мультиплексора, а 2-ой управляющий вход блока памяти хранения ТМИ подключен к 5-му выходу микроконтроллера, выходы с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый 4-го счетчика по модулю n подключены к соответствующим входам с 1-го по ⎡log₂ n⎤-ый 2-го логического элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу выходного регистра записи допустимых отклонений ТМИ, выходы с 1-го по 4-ый распределителя тактовых импульсов подключены к 2-ым управляющим входам счетчиков по модулю n, где j-ый выход распределителя тактовых импульсов подключен к 2-му управляющему входу j-го счетчика по модулю n (j=1, 2, 3, 4), вход подачи тактовых импульсов распределителя тактовых импульсов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, первые входы счетчиков по модулю n подключены к выходам микроконтроллера, где 1-ый вход j-го счетчика по модулю n подключен к j-му выходу микроконтроллера, при этом вход подачи тактовых импульсов микроконтроллера подключен к выходу генератора тактовых импульсов, 2-ые сигнальные выходы датчиков ТМИ с 1-го по n-ый подключены к соответствующим входам с 1-го по n-ый конфигурируемого входа подключения сигнальных выходов датчиков ТМИ, выходы которого с 1-го по n-ый подключены к 1-ой группе входов с 1-го по n-ый микроконтроллера, вторая группа входов микроконтроллера с 1-го по k-ый подключена к выходам с 1-го по k-ый конфигурируемого входа подключения приборов навигации, а третья группа входов с 1-го по u-ый микроконтроллера подключена к выходам с 1-го по u-ый блока хранения эталонных значений приборов навигации.