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

Изобретение относится к измерительным информационным системам и ;может быть использовано в телеметрии автоматических системах контроля, в дальней связи, там, где необходимо сокращение объема избыточной инфор.мации.

Известно устройство для передачи телеизмерений, содержащее в каждом канале датчики инфо1 4ации, адаптивные временные дискретизаторы ( АВД ), элементы И, ключи, аналого-цифровой преобразователь (АЦП ), генератор импульсов, схему запуска, распределитель импульсов, содержащий счетчик и дешифратор, элемент ИЛИ, схему определения числа заявок в очереди, блок установок, схему определения адреса/ считывающий блок, счетчик, блок сравнения кодов, ждущий мультивибратор, блок переключения счетчиков и дополнительные элементы

Недостатками данного устройства являются большая сложность/ и следовательно, низкая надежность, обусловленные большим количеством связей и наличием схемы определения адреса, блока переключения уставок, схемы определения числа за,явок в, очереди и блока переключения счетчикрв. Кроме того,, в таком устрой-стве невозможно задавать время между принудительными контрольными, опросами для каждого малоактивного канала , что целесообразно при различной по каналам степени важности передаваемой информации.

Известно также устройство для передачи телеизмерений, содержащее в каждом канале датчики, соединенные с входами адаптивно-переменных дискретизаторов и ключами, элементы И, BXO ды первого из которых соединены с соответствующими выходами адаптивновременных дискретизаторов и с выходами распределителя импульсов, выходы - с ключами, входы второго элемеи та И соединены соответственно с входа и и с выходом блока считывания, выходы подключены к входам адаптивно-временных дискретизаторов, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с входом ключа каждого канала, выходы - с входами блока считывания, генератор импульсо выход которого через блок запуска соединен с входом распределителя импульсов, блок установок, выходы которого подключены к входам адаптивновременных дискретизаторов, блок определения числа заявок, входы которого соединены с выходами первых элементов И и входами вторых элементов И, а выходы подключены к входам блока уставок.

В указанном Устройстве осуществляется первоочередная передача инфор мации от тех каналов, в которых погрешность аппроксимации сигнала достигла Допустимой величины в соответствии с заложенным в АВД алгоритмом адаптивной дискретизацииГ2.

Недостатком известного устройства является длительное отсутствие инфорялации от малоактивных каналов, где сигналы изменяются с малыми скоростями и погрешность аппроксимации не достигает допустимого уровня в течение длительного времени. Информация же от каналов с постоянными сигналами или с неисправными АВД может полностью отсутствовать. Это снижает уверенность потребителя в достоверности получаемых данных и приводит к частичной или полной их потере при неисправных АВД, что сопровождается появлением недопустимо больших (до 100% )погрешностей восстановления сигналов.

Цель изобретения - исключение возможности появления больших погрешностей восстановления сигналов, т.е увеличение точности устройства за счет получения информации от каналов с неисправными АВД и от малоактивных каналов в необходимые моменты времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи телеизмерений, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом блока запуска, выход которого соединен с входом распределителя импульсов , первые выходы которого соединены с адресными входами блока считывания, элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом останова блока запуска, аналого-цифровой преобразог ватель, информационные выходы котог рого соединены с информационными входами блока считывания, информации онный выход которого соединен с вых(3дом устройства, и в каждом измерительном канале содержащее датчик, Нйход которого соединен с информацион ными входами адаптивного временного дискретизатора и ключа, первый элемент И, выход которого соединен с : входом сброса адаптивного времённогд дискретизатора, второй элемент И, в% ход которого соединен с управляющим входом ключа, первым входом первого элемента И и соответствующим входом элемента ИЛИ, выходы ключей всех измерительных каналов объединены и подключены- к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, управляющий выход блока считывания соединен с управляюп м входом блока запуска и объединенными вторыми входами первых элементов И всех измерительных каналов, вторые выходы распределителя импульсов соединены с первыми входами вторых элементов И измерительных каналов, в каждый измерительный, канал введен блок ограничения длительности интервала, выход которого соединен с вторым «входом второго элемента И, выход адаптивного временного дискретизатора и выход первого элемента И соединены соответ- 5 ственно с первым и вторым входами блока, ограничения длительности интервала , третий вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, управляющий вход и выход ана Q лого-цифрового преобразователя соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и управляющим входом блока считывания. .

Кроме того, блок ограничения дли- .г тельности интервала выполнен на счетчнке, элементе ИЛИ и элементе ЗАПРЕТ, выход которого соединен с первым.вхо- дом счетчика, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом элемента ЗАПРЕТ, вторые 20 входл элемента ИЛИ, счетчика и элемента ЗАПРЕТ и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с первым, . вторым и третьим входами и выходом блока ограничения длительности интер-25 вала.

На Чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит в каждом изMiepHTejibHOM канале 1 датчики 2 для ЗО преобразования измеряемых парамет- . ров объекта в электрические сигналы,: адаптивные временные дискретизаторы (АВД ) 3 для в лработки сигнала логической 1 при достижении с погрешностью аппроксимации в каждом канале 1 допустимой величины первые элементы И 4 для выработки сигнала сброса АВД, вторые элементы И 5. для управления ключами б, блок 7 ограничения длительности интервала меж- ду зйвумя соседними отсчетами сигнала,, который содержит элемент ИЛИ 8 и счетчик 9, предназначенный для формироййния интервалов времени заданной длительности и элемент ЗАПРЕТ 10, 45

Кроме того, устройство содержит ; распределитель 11 импуль сов,. включающий в. себя, например, счётчик 1.2 распредёлителя и дешифратор 13 и предназначенный для последовательного 6п-50 роса всех каналов 1 и для формир1ова ния кода адреса выбранного для пере дачи канала, блок 14 считывания для преобразования параллельного кода адреса и информации выбранного кайа- ла. в последовательный код и переда- чи его в линию связи, элемент ИЛИ 15 для выработки сигнала, запускающего аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) 16 и останавливающего распределитель 11, гене ратор 17 тактовых 60 импульсов, блок 18 запуска, содержащий, например, элемент И 18 и триггер 20 и служащий для управления : запуском и остановкой распределителя 11 импульсов.45

Сигналы от датчиков 2 в каждом измерительном канале 1 поступают на входы АВД 3, в которых происходит вычисление текущей погрешности аппроксимации сигналов в соответствии с заданным алгоритмом и сравнение этой погрешности с допустимым уровнем (уставкой ). При достижении уставки на выходе АВД 3 появляется сигнал логической 1, проходит на выход дополнительного элемента ИЛИ 8, Одновременно импульсы от генератора 17 через элемент 10 запрета заполняют счетчик 9. При переполнении счетчика 9 в каком-либо канале на era выходе появляется 1, которая закрывает элемент 10 запрета, прекращая дальнейший доступ импульсов, и проходит на выход элемента ИЛИ 8. Таким образом, сигнал логической 1 на выходе элемента ИЛИ 8 в каком-либо канале 1 может появиться по двум независимым причинам - при достижении текущей погрешностью аппроксимации в этом канале величины уставки или при переполнении счетчика 9.

После окончания передачи кода адреса и информации в линию связи на управляющем выходе блока 14 считывания появляется импульс, устанавливающий триггер 20 в единичное состояние, открывается элемент И 19, через который начинают поступать импульсы от генератора 17 в счетчик 12 распределителя 11. При этом сигнал 1 с выходов дешифратора 13 поочередно поступает на первые входаа вторых элементов И 5, вторые входы которых подключены К выходам дополнительных элементов ИЛИ 8. При совпадении двух сигналов 1 на входах второго элемента И 5 в каком-либо канале 1 сра.батывает элемент ИЛИ 15, -опрокидывающий триггер 20 в Нулевое состояние, элемент И 19 закрывается и распределитель 11 останавливается в положении данного канала.

Логическая 1 с выхода второго элемента И 5: подготавливает первый элемент И 4 и открывает ключ б выбранного канала , сигнал поступает «а информационный вход АЦП 16, который одновременно запускается от выхода элемента ИЛИ 15. После аналого-цифрового преобразователя сигнал Конец преобразования с управляющего выхода АЦП 16 запускает блок 14 считывания, который преобразует параллельный код с выхода АЦП 16 и параллельный код адреса выбранного канала с выхода счетчика 12 в последовательный код и передает его в линию связи. После окончания передачи на управлякицем выходе блока 14 считывания вновь появляется импульс, срабатывает подготовленный первый элемент И 4, при этом в АВД 3 переданного канала сбрасывается до нуля накопленная погрешность аппроксимации.

пропадает сигнал 1 на выходе АВД 3 а также, сбрасывается в нулевое состояние счетчик 9 данного канала и пропадает сигнал 1 на выходе элемента ИЛИ 8. Одновременно триггер 20 вновь устанавливается в единичное состояние и распределитель 11 продолжает дальнейший поиск канала для очередной передачи.

При высокой активности входных сигналов АВД 3 успевают срабатывать и соответствующие каналы успевают опрашивать.ся раньше, чем происходит пе полнение счетчиков 9 в этих каналах. В этом случае счетчики 9 успевают сбрасываться в нулевое состояние до их переполнения и не влияют на работу устройства, которая при. этом не отличается от работы известного устройства. Бели же в каком-либо канале сигнал малоактивен или неисправен АВД 3, то требования на опрос в этом канале (сигналы 1 на, выходах элементов ИЛИ 8) будут проявляться благодаря переполнению счетчика 9. При этом максимальное время между опросами канала определяется активностью остальных каналов и емкостью счетчика 9, которую в каждом канале можно установить различной в зависимости от стапени важности передаваемой информации.

Максимальную погрешность восстановления сигналов в каналах с неисправными АВД при восстановлении, например (Ступенчатой экстраполяцией можно оценить по формуле(2).

, (,,

где Xf - максимальное значение производной сигнала, которое можно оценить на осно вании неравенства Бернштена

, (2)

где - максимальная частота в

спектре сигнала,Х, - максимальное значение сигнала;

At - интервал времени между соседними отсчетами, который определяется частотой импульсов t ГТИ 17 и емкостью N счетчика 9

Atfi . (3)

Емкость N счетчика 9 в каждом случае можно рассчитать на основании выражений (1) - (З ) по известным динамическим свойствам сигнала и допустимой погрешности восстановления е.

Если при неисправности АВД 3 допустить у (/Х) 100% 5 - 10% и учесть, что в известном устройстве в этом случае возможно появление йогрешности -j- 100%, то при испо шзований предлагаемого устройства погрешность восстановления сигнала в неисправном канале 5мвньшается по сравнению с известным в десять двадцать раз.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ; содержащее генератор тактовых 1Шпульсов, выход которого . соединен со счетньш входо л блока запуска, вьвсод которого соединен с входом распределителя ямпульсов, первые выхолфл которого соединены с адресными входами блока сч11тывания, элемент ИЛИ, вькод которого соединен с входом останова блока запуска, ана-г лого-цифровой преобразователь, инф мационшяе выходы которого соединены с ««формационными входами блока с читывания, информациой выход которого соединен с выходом устройства, и в каждсм измерительном канале.содер жащее датчик, выход которого соединен с йнфортмщионными входами адаптив- , ного временного дискретйзатора и ключа, первый элемент И, выход, которого соеД(нйен с входом сброса адаптивного временного дискретйзатора, второй элемент и, выход которого соединен с управляю&щм входом ключа, первым входом первого элемента И и соответ-. ств яощим входом элемента ИЛИ, выводы ключей всех измерительных каналов объединены и подключены к информациoHHOTty входу аналого-цифрового преобра зователя, уц равлянтщй выход блока считывания соединен с управляющим входом блока запуска; и Объединенными вторыми входами первых элементов И всех измерительных каналов, вторые выходы распределителя импульсов соединены с первьми входами вторых элементов И измерительных каналов, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства,; в каждый измёрите.пьяый канал введен блок ограничения длительности интервала, выход которого соединен с вторым входом, второго элемента И, выход сщаптивного временного дискретйзатора и iKitXQa первого элемента И соединены соответственно с и вторьад входами блока ограничения Длительности интервала,третий вход которого подключав к выходу ген1гратора тактовых импульсов, управляк ф1й вход и |выход аналого-цифрового .преобразователя соединены соответствеино с выходом элемента ИЛИ и управлякщим ю вхоДсял блока считывания. 2, Устройство по П.1, о т. л и чающее с.я. тем, что блок ог00 раничения длительности интервала СП выполнен на счетчике, элементе ИЛИ и элементе ЗАПРЕТ, выход которого соединен с первьвл входом счетчика, выход которого соединен с nepBtiM входом элемента ИЛИ и niepBtan входои: элемента З.АПРЕТ, вто{Я:1е входы элемента ИЛИ, счетчика и элемента ЗАПРЕТ It выход элемента ИЛИ соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами и выходом блока ограничения длительности интервала.