СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА Советский патент 1997 года по МПК G08C19/00 H04B1/10 H04B15/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах передачи телеметрической информации. Кроме того, изобретение может быть использовано в технике связи при передачи дискретизированных по времени аналоговых сигналов.

Известно устройство для передачи аналогового сигнала, которое осуществляет формирование в окрестностях дискретных моментов времени групп разнополярных отсчетов значений информационного параметра передаваемого аналогового сигнала, преобразование сформированных групп отсчетов в сигналы, пригодные для передачи по линии связи, передачу этих сигналов и выделение значений информационного параметра на приемной стороне [1]
Недостатком способа, реализованного в известном устройстве, является невысокая эффективность подавления высокочастотной помехи и внутренних аддитивных помех, а также наличие динамической ошибки, обусловленной изменением информационного параметра передаваемого аналогового сигнала на интервале времени, в течение которого производится измерение очередной группы его значений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе передачи и приема аналогового сигнала, предусматривающем формирование групп разнополярных отсчетов значений информационного параметра передаваемого аналогового сигнала, преобразование сформированных групп отсчетов в сигналы, пригодные для передачи по линии связи, передачу этих сигналов и выделение значений информационного параметра на приемной стороне, упомянутые группы формируют из (m+1) посылок, каждая из которых содержит p=2ⁿ⁺¹ прямых и инверсных отсчетов, где m= 1, 2,3, степень полинома, описывающего передаваемый сигнал на интервале времени формирования группы отсчетов его значений, а n=1,2,3. степень полинома, описывающего помеху на интервале времени формирования упомянутых отсчетов. Группы отсчетов формируются таким образом, чтобы каждая из них включала в себя m+1 посылок, содержащих по p прямых и инверсных отсчетов, причем прямые отсчеты берутся при условии , а инверсные при , где X_l принимает значения 0 или 1, являясь"l"-м разрядом двоичного числа, соответствующего порядковому номеру отсчета в посылке, считая номер первого отсчета нулевым. На приемной стороне формируют однополярные импульсы, амплитуды которых пропорциональны модулям принятых отсчетов значений информационного параметра аналогового сигнала, производят запоминание амплитуд сформированных импульсов, формируют сигналы b_j, величина которых пропорциональна суммам амплитуд первых j-x посылок, где j=1,2, m+1 определяют значения весовых коэффициентов c_j, удовлетворяющих решению системы уравнений

относительно величины , которая представляет собой значение информационного параметра передаваемого аналогового сигнала в момент формирования первого в данной группе отсчета. Далее умножают значения сигналов b_j на соответствующие весовые коэффициенты c_j и формируют дискретные значения принятого аналогового сигнала путем алгебраического суммирования произведений b_j•c_j.

Кроме того, значение наибольшего из весовых коэффициентов c_j приравнивают единице, пропорционально изменяя значения остальных коэффициентов.

На фиг. 1 изображено многоканальное устройство для передачи аналоговых, например, телеметрических сигналов с временным уплотнением, реализующее предложенный способ.

Устройство содержит хронизаторы 1 и 8, формирователь 2 групп разнополярных отсчетов значений информационных параметров передаваемых аналоговых сигналов, синхронизатор 3, логический элемент ИЛИ 4, линию связи 5, выделитель 6 синхросигналов, устройство 7 с модульной характеристикой, запоминающие устройства 9, сумматоры 10 и сумматор-вычитатель 11.

Выходы хронизатора 1 соединены с управляющими входами формирователя 2 групп разнополярных отсчетов значений информационных параметров передаваемых аналоговых сигналов, а также со входами синхронизатора 3. Выходы формирователя 2 и синхронизатора 3 подключены через элемент ИЛИ 4 к линии связи 5. На приемной стороне линия связи 5 соединена со входами выделителя 6 синхросигналов и устройства 7 с модульной характеристикой. Выходы выделителя 6 синхросигнала подключены ко входам хронизатора 8, а выход устройства 7 с модульной характеристикой соединен со входами запоминающих устройств 9, управляющие входы которых подключены к выходам хронизатора 8. Выходы запоминающих устройств 9 соединены с соответствующими входами сумматоров 10, выходы которых подключены ко входам сумматора-вычитателя 11. Кроме того, выход каждого из сумматоров, кроме последнего, соединен также с одним из входов последующего сумматора, выход первого сумматора 10 и т.д.

Стробирующий вход сумматора вычитателя 11 соединен с выходом стробирующего сигнала хронизатора 8.

Устройство работает следующим образом.

По сигналам хронизатора 1 формирователь 2 групп разнополярных отсчетов производит в каждом из каналов формирование групп разнополярных отсчетов в виде биполярных импульсов, модулированных по амплитуде.

Каждая группа отсчетов состоит из (m+1) посылок, где m-степень полинома, описывающего передаваемый сигнал на интервале времени формирования группы отсчета. Каждая посылка содержит p=2ⁿ⁺¹ прямых и инверсных отсчетов передаваемого аналогового сигнала, где n степень полинома, описывающего помеху на интервале времени формирования посылки отсчетов. Прямые отсчеты берутся при условии , а инверсные при , где x_l принимает значение 1 или 1, являясь "l"-м разрядом двоичного числа, соответствующего порядковому номеру отсчета в посылке, если считать, что номер первого отсчета является нулевым. По сигналам хронизатора 1 синхронизатор 3 вырабатывает синхросигналы, которые через логический элемент ИЛИ 4 поступают в линию связи.

На приемной стороне с помощью выделителя 6 производится выделение синхросигналов, которые в дальнейшем поступают на вход хронизатора 8. Группы биполярных импульсов, передаваемого аналогового сигнала, с выхода формирователя 2 групп разнополярных отсчетов по сигналам хронизатора 1 через логический элемент ИЛИ 4 поступает в линию связи и далее на вход устройства 7 с модульной характеристикой, которое формирует модули этих отсчетов в виде однополярных импульсов, модулированных по амплитуде. С выхода устройства 7 с модульной характеристикой модули отсчетов поступают на запоминающие устройства 9, которые производят запоминание модулей отдельных отсчетов каждой группы в течение канального интервала. Необходимые для управления работой запоминающих устройств 9 сигналы подаются на их управляющие входы с хронизатора 8. Модули запомненных отсчетов с запоминающих устройств 9 подаются далее на входы сумматоров 10, при этом в первом сумматоре 10 формируется сигнал b₁, равный сумме модулей отсчетов первой посылки, во втором сумматоре 10 сигнал b₂, равный сумме модулей отсчетов первых двух посылок, в третьем сумматоре 10 сигнал b₃, равный сумме модулей отсчетов первых трех посылок и т. д. С выходов сумматоров 10 сигналы b_j (j=1,2,m+1) подаются на входы сумматора вычитателя 11, коэффициенты передачи по которым установлены пропорциональными коэффициентам C₁,C₂,C_m+1, которые удовлетворяют решению относительно , системы уравнений: где
.

При этом величина x₁ является первым в данной группе отсчетом передаваемого аналогового сигнала. По стробирующему сигналу с хронизатора 8, поступающему на стробирующий вход сумматора вычитателя 11 с его выхода снимается результат алгебраического суммирования сигналов b_j, с весовыми коэффициентами c, который представляет собой очередное принятое дискретное значение аналогового сигнала соответствующего канала.

Предлагаемый способ обеспечивает подавление внешних и внутренних помех, воздействующих на передаваемый сигнал не только в линии связи, но также и возникающих, например, в соединительных линиях, подключенных к датчикам, преобразователях контролируемые параметры в электрические сигналы.

1. Способ передачи и приема аналогового сигнала, предусматривающий формирование групп разнополярных отсчетов значений информационного параметра, передаваемого аналогового сигнала, преобразование сформированных групп отсчетов в сигналы, пригодные для передачи по линии связи, передачу этих сигналов и выделение значений информационного параметра на приемной стороне, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления помех и исключения динамической ошибки, обусловенной изменением информационного параметра передаваемого аналогового сигнала на интервале времени, в течение которого производится измерение очередной группы его значений, на передающей стороне упомянутые группы формируют из m+1 посылок, каждая из которых содержит p = 2^n + 1 прямых и инверсных отсчетов, где m = 1,2,3... - степень полинома, описывающего передаваемый сигнал на интервале времени формирования группы отсчетов его значений, а n = 1,2,3... - степень полинома, описывающего помеху на интервале времени формирования посылки упомянутых отсчетов, так, чтобы каждая группа включала в себя m+1 посылок, содержащих по p прямых и инверсных отсчетов, причем прямые отсчеты берутся при условии а инверсные - где x_lt = 0 или 1, являясь l-м разрядом двоичного числа, соответствующего порядковому номеру отсчета в посылке, считая номер первого отсчета нулевым, а на приемной стороне формируют однополярные импульсы, амплитуды которых пропорциональны модулям принятых отсчетов значений информационного параметра аналогового сигнала, производят запоминание амплитуд сформированных импульсов, формируют сигналы b_j, величина которых пропорциональна суммам амплитуд первых - j-х посылок, где j = 1,2,.. .,m+1, определяют значения весовых коэффициентов c_j, удовлетворяющих решению системы уравнений


относительно величины

представляющей собой значение информационного параметра передаваемого аналогового сигнала в момент формирования первого в данной группе отсчета, умножают значения сигналов b_j на соответствующие весовые коэффициенты c_j и формируют дискретные значения принятого аналогового сигнала путем алгебраического суммирования результатов умножения сигналов b_j на c_j.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение наибольшего из весовых коэффициентов c_j приравнивают к единице, пропорционально изменяя значения остальных коэффициентов.

1. Способ передачи и приема аналогового сигнала, предусматривающий формирование групп разнополярных отсчетов значений информационного параметра, передаваемого аналогового сигнала, преобразование сформированных групп отсчетов в сигналы, пригодные для передачи по линии связи, передачу этих сигналов и выделение значений информационного параметра на приемной стороне, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления помех и исключения динамической ошибки, обусловенной изменением информационного параметра передаваемого аналогового сигнала на интервале времени, в течение которого производится измерение очередной группы его значений, на передающей стороне упомянутые группы формируют из m+1 посылок, каждая из которых содержит p 2^n + 1 прямых и инверсных отсчетов, где m 1,2,3. - степень полинома, описывающего передаваемый сигнал на интервале времени формирования группы отсчетов его значений, а n 1,2,3. степень полинома, описывающего помеху на интервале времени формирования посылки упомянутых отсчетов, так, чтобы каждая группа включала в себя m+1 посылок, содержащих по p прямых и инверсных отсчетов, причем прямые отсчеты берутся при условии

а инверсные
где x_l 0 или 1, являясь l-м разрядом двоичного числа, соответствующего порядковому номеру отсчета в посылке, считая номер первого отсчета нулевым, а на приемной стороне формируют однополярные импульсы, амплитуды которых пропорциональны модулям принятых отсчетов значений информационного параметра аналогового сигнала, производят запоминание амплитуд сформированных импульсов, формируют сигналы b_j, величина которых пропорциональна суммам амплитуд первых j-х посылок, где j 1,2,m+1, определяют значения весовых коэффициентов c_j, удовлетворяющих решению системы уравнений


относительно величины

представляющей собой значение информационного параметра передаваемого аналогового сигнала в момент формирования первого в данной группе отсчета, умножают значения сигналов b_j на соответствующие весовые коэффициенты c_j и формируют дискретные значения принятого аналогового сигнала путем алгебраического суммирования результатов умножения сигналов b_j на c_j. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение наибольшего из весовых коэффициентов c_j приравнивают к единице, пропорционально изменяя значения остальных коэффициентов.