Устройство для передачи телеизмерений с адаптивной коммутацией Советский патент 1983 года по МПК G08C19/28 

дом первого ключа, первым входом элмента ИЛИ и вторым входом блока буферной памяти и через второй инвертор - с nepBEJM входом второго ключа второй вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, вторые выходы первого коммутатора соединены «с вторыми входами логического коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому

выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход объединён с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к последнему из вторых выходов второго коммутатора, выходэлемента ИЛ соединен с вторым входом аналогоцифрового преобразователя, вторые выходы которого соединены с третьими входами логического коммутатора и блока буферной памяти, четвертые входы которых подключены к выходам формирователя сигналов времени, выход первого элемента И соединен с пятыми входами логического коммутатора и блока буферной памяти.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ С АДАПТИВНОЙ КОММУТАЦИЕЙ, содержащее датчики, выходы которых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы которых соединены с инфор ционными входгши второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом блока выделения мак симума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделения максимума, выход которого соединен с первым управляющим входом первого коммутатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с BTopijM управлякхцим входом первого коммутатора и управляхнцим входом второго коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, первый выход которого соединен с первым входом блока считывания, перклй и втррой .выходы которого соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов и выходом устрой- ства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены детектор максимального сигнала, блок буферной памяти, логический коммутатор, блоки сравнения, формирователь сигналов времени, инверторы, триггер , ключи, элементы И, элемент ИЛ шина задания допустимой погрешности группа ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к BTOJKJM входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы датчиков соединешл с соответ ствукхцими входами детектора максимального сигнала и.первыми входами соответствующих ключей группы, выS . ходш которых объединены и, подключены к первому входу первого ключа, вьосод которого объединен с выходом второго ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, о е выход детектора максимального сиг, нала соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого объединен с первым входом второго блока сравнения и подключен IV9 к первому выходу второго ксвшутатоО ра, выход первого блока сравнения через первый инвертор соединен с 00 первым входом первого элемента И, 4 второй вход второго блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности, выход - с первым входом триггера, вторым входом первого эле мента И и первыми входами элементов И группы, торые входы объединены с вторь о1 входами соответствующих ключей группы и подключены к соответствующему второму выходу второго коммутатора, третьи шлходы второго коммутатора соединены с первыми входами блок& буферной ,памяти, выходы которого соединею с рервыми входами логического коммутатора, выход первого элемента И соединен непосредственно с вторым вхог

Изобретение относится к телеизмерениям и может быть использовано в телемеханике, радиотелеметрии, дальней связи и в других случаях, где необходимо сокращение объема информации. Известно передающее устройство телеизмерительных систем (ТИС), основанное на адаптивной коммутации, с параллельным анализом активности каналов, содержащее адаптивные дискретизаторы, схемы памяти моментов появления требований, детектор максимального сигнала, блок выбора канала, устройство памяти адресов, регистр памяти, аналого-цифровой пр образователь (АЦП ) и блок считывания 13Недостатком такого устройства . является значительная сложность, а следовательно, и низкая надежност Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является передающее устройство ТИС, основанное на адаптивной коммутации, с последовательным анализом активности каналов, содержащее датчики, выходы которых подключены к первым входам преобразователей погрешности аппроксимации (ППА) и входам пер вого коммутатора, выходы ППА соединены с входами второго коммутатора управляющие входы коммутаторов соединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов (ГТИ), первый вход которого соединен с управляющим выходом блока считывания (БС), второй вход ГТИ соединен с управляющим входом АЦП, с управляющим входом блока выделения максимума (БВМ) и последней шиной распределителя второго коммутатора, выход которого подключен к входу -БВМ, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатор первый выход которого подключен к ВХОДУ АЦП, выходы АЦП и другие выхо-. ды первого коммутатора подключены к соответствующим входам блока считывания (БС) выход которого соединен с выходом устройства С2. Недостатком известного устройства является возможность появления больших погрешностей аппроксимации при высокой активности сигналов датчиков из-за появления очереди, а также передача избыточных отсчетов при низкой активности входных сигналов. Цель изобретения - повышение точности работы устройства за счет снижения погрешности аппроксимации. Указанная цель достигается тем, что в устройство для передачи телеизмерений с адаптивной коммутацией, содержащее датчики, выходы которых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы КОТ01Ж1Х соединены с информационными входами второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом блока выделения максимума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделения максимума, выход которого соединен управляющим входом первого коммутатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым управляющим- входом первого KONwyTaTopa и управлякацим входом второго коммутатора, анадого7Циф.ровой преобразователь, первый выход которого соединен с первым входом блока считывания, первый и второй выходы KCtToporo соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов

и выходом устройства, введены детектор максимального сигнала, блок буферной памяти логический коммутаоор, блоки сравнения, формирователь сигналов времени, инверторы, .триггер, ключи, элементы И, элемент или, шина задания допустимой погрешности, группа ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к вторым входам соответствукидих преобразо1вателей погрешности аппроксимации, выходы датчиков соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала и первыми входами соответствующих ключей группы, выходы которых объединены и подключены к первому входу первого ключа , выход которого объединен с выходом второго ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выход детектора максимального сигнала соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого объедщнен с первым входом второго блока сравнения и подключен к первому выходу второго коммутатора, выход первого блока сравнения через первый инвертов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход второго блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности, выход - с первым входом триггера, вторым входом первого элемента И. и П(9рвыми входами элементов И группы, вторые входы которых объединены с вто1%аш входами соответствующих ключей группы и подключены к соответствующему второму выходу второго коммутатора, третьи выходы второго коммутатора соединены с первыми входами блока буферной памяти, выходы которого соединены с первыми входами логического коммутатора, . выход первого элемента И соединен непосредственно с входом первого ключа,, первым входом элемента ИЛИ и вторьин блока буферной памяти и через второй инвертор с первым входом второго ключа, втот рой вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, вторые, выхода первого коммутатора соединены с вторыми входами логического коммутатора, вцходы которого соединены с вторыми входами блока счигавания, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход Которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход объединен с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к последнему из вторых выходов второго коммутатора, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, вторые выходы которого соединены с третьими входами логического коммутатора

и блока буферной .памяти, .четвертые входы которых подключены к выходам формирователя сигналов времени, выход первого элемента И соединён с пятыми входами логического коммутатора и блока буферной памяти.

На чертеже представлена структурйая схема передающего устройства ТСИ с адаптивной коммутацией.

Устройство содержит датчики 1, преобразователи 2 погрешности ап0проксимации (ППА ),первый коммутатор 3, второй коммутатор 4, блок 5 выделения максимума (БНИ), группу элементов И б, детектор 7 максимального сигнала, генератор 8 тактовых им5пульсов (ГТИ ), содержащий генератор 9, триггер 10, элемент И 11; группу ключей 12, первый и второй ключи 13 и 14, первый блок 15 сравнения, второй блок 16 срав.нения, первый тор 17, второй инвертор 18, элементы И 19 и 20, элемент ИЛИ 21,.триггер 22, блок 23 буферной памяти, блок 24 считывания, логический ксянмутатор 25, формирователь 26 сигналов 5 времени, аналого-цифровой преобразователь 27 (АЦП ), шину 28 задания допустимой погрешности.

Датчики 1, ППА 2, группа элементов И 6, группа ключей 12 составляют измерительный канал 29.

0

Устройство работает следующим образом.

Сигналы датчиков 1 поступают на входы ППА 2, где формируются напряжения, пропорциональные погрешности

5 аппроксимации по выбранному алгоритму. В зависимости от того, в каком числе каналов 20 погрешность аппроксимации достигла допустимой величины ., работа устройства подразделя0ется на три режима.

Первый режим - допустимая погрешность достигнута только в одном канале 29 и, следовательно, в этом же канале она и наибольшая. В этом

5 случае устройство работает так, что по окончании считывания предыдущего отсчета сигнал от управляющего выхода блока 24 считывания разрешает прохождение импульсов с ГТИ 8 на коммутаторы 3 и 4. Одновременно в

0 единичное состояние уртанавливается триггер 22. Коммутатор 4 опрашивает ППА 2 и на вход блока 5 выделения максимума поступают напряжения с ППА 2, пропорциональные погрешности

5 аппроксимации в каждом канале 29. Блок 5 содержит, например, запоминающую емкость, диод, ключ сброса, импул;ьсный усилитель и пороговый элемент.

0

При превышении последующего напряжения над предыдущим блок 5 вырабатывает импульс, сбрасывающий коммутатор 3 в начальное положение. По окончании опроса всех ППА 2 коммутатор 4 устанавливается в последнее положение, а коммутатор 3 - в положение N-K, где К - номер ППА, имеющего наибольшее напряжение на выходе; N - число каналов 29 устройства. При этом датчик с К-м номеро подключен к ППА с номером Кик ключу коммутатора 3 с номером N-K, т.е первый датчик подключен к первому ППА и к последнему ключу (с номером N) коммутатора 3, второй - к втором ППА и предпоследнему ключу коммутатора 3 и т.д. Таким образом находится канал 29. с наибольшей погрешностью аппроксимации. Запуск АЦП 27 в этом режиме осуществляется через элемент ИЛИ 21 при достижении коммутатором 4 последней шины. Сигнал датчика выбранного канала 29 через коммутатор 3 и ключ 14 поступает на АЦП 27 и после кодирования (по сигналу с АЦП Конец преобразования) вместе с кодом адреса (снимается инверсный код со счетчика коммутатора 3) и кодом времени поступает на блок 24 считывания, где после преобразования в последовательный код передается в линию связи.

Одновременно при прохождении коммутатором 4 выбираемого канала на входы блока 15 сравнения и на первы вход блока 16 сравнения поступают одинаковые сигналы, соответствующие БД.Оба блока сравнения срабатывают так, что триггер 22 устанавливается в нулевое положение и в конце цикла опроса всех преобразователей 2 {ППА ) отсутствует сигнал Считывание от элемента И 19. Из-за инверсии выходного сигнала блока 15 сравнения сигнал Запись также не мог быть сформирован. В отличие от прототипа сброс ППА 2 выбранного канала производится при прохождении данного канала коммутатором 4 и срабатывании блока 16 сравнения.

Второй режим - погрешность аппроксимации достигла заданной в нескольких каналах 29, в одном канале эта погрешность наибольшая. В этом случае информация от всех каналов с погрешностью, большей или равной Сд, кроме канала с наибольшей погрешностью, записывается в блок 23 буферной памяти в темпе работы генератора 8, а информация от канала с наибольшей погрешностью аппроксимации 1епосредственно через блок 24 считывания поступает в лииг связи. Этот режим работы устройства осуществляется следующим образом.

По окончании считывания предыдущего отсчета блок 24 считывания выдает сигнал Пуск на первый вход генератора 8 и разрешает прохождение импульсов с генератора 9 на коммутаторы 3 и 4. Начинается опрос ППА 2. Одновременно триггер 22 устанавливается в единичное положение.

Наибольшее напряжение с выходов ППА устанавливается навыходе детектора 7 максимального сигнала. Когда на вход блока 1б| сравнения поступает напряжение от ППА 2 через коммутатор 4J соответствующее g, то на его выходе появляется сигнал 1, сбрасывается триггер 22 в нулевое положение, сбрасывается данный ППА и, если напряжение от ППА 2 не наибольшее, формируется сигнал Запись на выходе элемента И 20, поступающий на. блок 23 буферной памяти. При этом открывается ключ 13, запускается через элемент ИЛИ 21 АЦП 27, информация на которой проходит через соответствующий ключ 12 и КЛЮЧ13. Одновременно в блок

23буферной памяти записывается номер канала (адрес ) от дополнительных- выходов (например, от счетчика) коммутатора 4 и код времени от формирователя 26. Одновременно сигнал с выхода элемента И 19 подключает

к блоку 24 с помощью логического коммутатора 25 выходы блока 23 буферной памяти и отключает от блока

24выходы АЩ 27, адресные выходы коммутатора 3 и выходы формирователя 26 сигналов времени. Так передается один отсчет из блока 23.

После передачи очередного отсчета блок 24 подает сигнал на генератор 8 и начинается новый цикл работ устройства. Если же срабатывает бло 15 сравнения, т.е. появляется канал 29 с наибольшей погрешностью, то информация от него не записывается, так как на элемент И 20 поступает нулевой сигнал от инвертора 17, и .этот 29 будет найден так же, как в первом режиме, и информация от него будет передана непосредстг венно в линию связи.

Третий режим - в данном цикле ни одного канала 29 с погрешностью аппроксимации, достигшей Ед. В этом режиме в линию связи через блок 24 считывания передается информация, записанная в блоке 23 буферной памяти. В этом случае триггер 22 не сбрсывается сигналом от блока 16 сравнения и по окончании опроса всех ППА 2 на выходе элемента И 19 формируется сигнал Считывание, поступающий на блок 23 буферной памят

Переходы с режима на режим осуществляются автоматически.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить погрешность аппроксимации, поддерживая ее на уровне 6д, и практически полностью устранить избыточность сообщений. По сравнению с известными устройствами сокращения избыточност

с буферной памятью предлагаемое устройство позволяет передавать экспресс-информацию в натуральном масштабе времени о нгшболее быстро- меняющихся (а следовательно, и наиболее важных) параметрах.