Система для передачи и приема информации Советский патент 1983 года по МПК G08C19/16 G08C19/12 

импульсов, с первым входом распределителя импульсов, с первым входом певого элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен третий выход формирователя импульсов, четвертые выходы которого соединены соответственно с входами второго элемента .ИЛИ выход которого подключен к первому входу счетчика-импульсов, выход которого соединен с вторым входом дешифратора импульсов, выходы которого соединены соответственно с первыми вхрдами блока исполнительных элементов, к вторым входам которого подключен выход реле времени, в каждом информационном канале выход приемника сигналов соединен с первыми входами блока сравнения и элемента И, выход блока сравнения подключен к входу формирователя запретного сигнала, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход формирователя запретного сигнала каждого информационного канала соединен

с соответствующим входом первого элемента И, выход которого подключе к входам реле времени, блока сигнализации и второму входу блока переключения, выход элемента И каждого информационного канала соединен с соответствующим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу детектора импульсов, к первым входам селектора синхросигнала и второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика импульсов, второй выход генератора импульсов подключе к вторым входам блока сравнения и .формирователя запретног сигнала каждого информационного канала и к вторым входам второго элемента И и селектора синхросигнала, выход которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу приемника сигналов каждого информационного канала. ;

СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ, содержащая на передающей части распределитель инпуль-J сов, первые выходы которого подключены к первым выводам ключей управления, сумматор импульсов, первый выход распределителя импульсов соединен с первьм входом блока контроля, передатчик сигнала, первый выход которого соединен с передающей антенной, на приемной части содержащей приемники сигналов по числу информационных каналов, первые входы которых соединены с соответствукицей приемной антенной, распределитель импульсов, выходы которого срединег ны соответственно с первыми входами дешифратора импульсов, блок исполнительных элементов, о т л и ч а .ю-, щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности приема информации, в нее введены на передающей части формирова,тель импульсов, генератор импульсов формирователь синхроимпульсов, элемент ИЛИ, элемент И, индикатор и блок переключения , вторые ЕЫЕоды клгчей управле.ния через первые входы соответствующих элементов И подключены к первым входам сумматора импульсов, выход генератора импульсов соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с первым входом распределителя импульсов, вторым входом cyNwaTOpa импульсов, с входом формирователя синхроимпульсов, первый выход которого подключен к второму входу распределителя импульсов, второй выход - к третьему входу сумматора импульсов, выход которого подключен через первый вход блока переключения к входу передатчика сигнала, второй выход которого соединен с вторым входом блока контроля, вторые выходы формирователя импульсов соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к вторым входам элементов И, первый и второй выходы блока контроля соединены соответственно с Э вторым входом блока переключения и с входом индикатора, на приемной Л части введены сглаживающий фильтр, jo блок переключения, генератор импульсов, детектор импульсов, формирователь импульсов, блок сигнализации, ND X) реле времени, селектор синхроимпульсов, счетчик импульсов, элемежты И, элементы ИЛИ, в каждый информационный канал-блок сравнения, формирователь запретного сигнала, элемент И, выход сглаживающего фильтра подключен к входу генератора импульсов, пер вый выход которого соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого подключен к первому Входу детектора импульсов, выход которого соединен с первым входом блока переключения, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, второй выход формирователя импульсов соединен.с вторым входом детектора

1

Изобретение относится к телемеханике.

Известна система беспроводного дистанционного управления, содержащая на пульте управления коммутирующие элементы, шифратор, генераторы поднесущих частот и передатчик, а на объекте управления - приемник, фильтры, усилители, дешифраторы, и исполнительные элементы l .

Недостатками системы являются сложность элементов шифрации и дешифрации особенно при необходимости передачи большого числа команд одновременно; низкая безопасность эксплуатации, обусловленная возможностью управления объектом с нескольких пультов одновременно, и помехозащищенность системы падает с увеличением числа команд из-за необходимости расширить полосу пропускания приемника.

Значительно большей простотой и помехозащищенностью обладают системы дистанционного управления с временным разделением каналов.

Известна система Variop гор, предназначенная для управления движущимися объектами с исполнительными механизмами пропорционального типа 2j .

Однако устройство обладает низкой помехозащищенностью вследствие того, что ложные/импульсы помехи и дробления сигнала приводят к сбоям временного разделения каналов. Для обеспечения надежности дешифрации необходим генератор повьпоенной стабильности и на передающей стороне. Кроме того, система обладает ограниченными функциональными возможностями пр 1управлении промышленными объектами.

Наиболее близкой к изобретению является система для передачи коман телеуправления и телеизмерения, включающая передающую часть, содержащую формирователь импульсов, первый выход которого соединен с первыми входами распределителя импульс сумматор, передатчик и блок контроля, и приемную часть, содержащую приемник сигналов, распределитель импульсдЪ, выходы которого подключены к соответствующим входгм дешифратора импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами исполнительных элементов J .

Однако система характеризуется низкой надежностью и помехозащищенностью. Кроме того, пониженной безопасностью управления в силу причин: 1. Наличие двух каналов передачи информации: с пульта на объект управления и обратно. Вследствие этого система имеет значительную сложность и ухудшенную электромагниную совместимость приемных и передающих устройств в услрвиях ограниченных габаритов пульта и бортовой аппаратуры. Кроме того, вследствие необходимости разноса несущих каналов расширяется полоса частот, которую требуется выделить системе для нормального функционирования, что

затрудняет рациональное распределение спектра частот среди различных радиоэлектронных средств, действующих в месте эксплуатации системы. 2. Использование поднесущих частот дополнительно расширяет полосу частот, занимаемую каналом. Необходимость расширения полосы приемника соответственно снижает его помехоустойчивость. 3.. Низкая поме хо защищен.ность тактовой синхронизации устройCTJBa временного разделения-каналов из-за того, что появление ложного

импульса либо попадание импульса сигнала ведет к сбою распределителя пульта управления и к ложному срабатыванию исполнительных элементов. 4. При управлении подвижным объектом в условиях неравномерного распределения электромагнитного поля, например, в условиях ограниченного пространства горных выработок, возможны перерывы в передаче сигналов, что ведет к нарушению работоспособ.нести системы. 5. Система допускает одновременное управление объектом с нескольких пультов управления, что понижает безопасность экслпуатации. Целью изобретения является повышение достоверности приема информации и помехоустойчивости системы.

Для достижения указанной цели в систему для передачи к приема информации, содержащую на передающей.части распределитель импульсов, первые выходы которого подключены к первым выводам ключей управления, сумматор импульсов, первый выход распределителя импульсов соединен с первым входом блока контроля, передатчик сигнала, первый выход которого соединен с передающей антенной, на приемной части содержсццей приемники сигналов по числу информационных каналов,, первые входы которых соединены с соответствующей приемной антенной,распределитель импульсов,выходы которого соединены соответственно с первыми входами дешифратора импульсов, блок исполнительных элементов, введены на передающей части формирбватель импульсов, генератор импульсов, формирователь синхро1импульсов, элемент ИЛИ, элемент И, индикатор и блок переключения, вторые выводы ключей управления через первые входы соответствующих элементов И подключены к первым входам суюлаторл импульсов, выход генератора импульсов соединен с входом формирователя импульсов, первый, вЫход которого соединен с первьт входом распределителя импульсов, вторым входом сумматора импульсов, с входом формирователя синхроимпульсов, первый выход которого подключен к второму входу распределителя импульсов, второй выход - к третьему входу

сумматора импульсов, выхоД которого подключен Через первый вход блока переключения к входу передатчика сигнала, второй выход которого соединен с вторым входом блока контроля, вторые выходы формирователя импульсов соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к вторым входам элемента И, первый и второй выходы блока контро-,

0 ля соединена соответственно с вторым входом блока переключения и с входом индикатора, на приемной части введены сглаживающий фильтр, блок переключения, генератор импульсов,

5 детектор иг пульсов, формирователь импульсов, блок сигнализации, реле времени, селектор синхроимпульсов, счетчик импульсов, элементы И, элементы ИЛИ, в -каждый информационный канал-блок сравнения, формирователь

0 запретного сигнала, элемент И, выход сглаживающего фильтра подключен к входу генератора импульсов, первый выход которого соединен с входом формирователя импульсов, первый вы5ход которого подключен к первому входу детектора импульсов, выход которого соединен с первым входом блока переключения, выход которого подключен к входу сглаживакхцего фильт0ра, второй выход формирователя импульсов соединен с вторым входом детектора импульсов, с первым входом распределителя импульсов, с первым входом первого элемента ИЛИ, к вто5рому входу которого подключен третий выход формирователя импульсов, четвертые выходы которого соединены соответственнос входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен

0 к первому входу счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом дешифратора импульсов, выходы кс5торого соединены соответственно с первыми входами блока исполни/

5 тельных элементов, к вторым входам которого подключен выход реле времени, в каждом информационном канале выход приемника сигналов соединен с первыми входами блока сравнения и элемента И, выход блока сравнения

0 подключен к входу формирователя запретного сигнала, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход формирователя запретного сигнала каждого информационного кана5ла соединен с соответствующим вхопам первого элемента И, выход которого подключен к входам реле времени, блока сигнализации и второму входу блока переключения, выход элемен0та И каждого информационного канала соединен с соответствующим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу детектора импульсов, к Первым входс1М

5 селектора синхросигнала и второго

элемента И, выход которого соединен ,с вторым входом счетчика импульсов,

второй выход генератора импульсов подключен к вторЕдм входам блока сравнения и формирователя запретного сигнала каждого информационного канала и к -вторым входам второго элемента И и селектора синхросигнала, выход которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу приемника сигналов каждого информационного канала.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемой системы; на фиг. 2 - временные диаграммы ее работы.

Передающая часть системы содержит генератор 1 импульсов, формирователь 2 импульсов, распределитель 3 импульсов, ключи 4 управления, формирователь 5 синхроимпульсов, элемент ИЛИ 6, элементы И 7 и 8, сумматор 9 импульсов, блок 10 контроля, индикатор И, блок 12 переключения и передатчик 13 сигнала. Приемная часть содержит Ц информационных каналов (показаны два) включающие приемники 14 и 15 сигнала, содержащие элементы автоматической регулировки усиления АРУ) . Блоки 16 и 17 сравнения, формирователи 18 и 19 запретного сигнала и элементы И 20 и 2J. Далее приемная часть содержит элементы И 22 и 23, элемент ИЛИ 2426, генератор 27 импульсов, формирователь 28 импульсов, детектор 29 импульсов, блок 30 переключения, сглаживающий фильтр 31, селектор 32 синхроимпульсов, распределитель 33 импульсов, дешифратор 34 импульсов, блок 35 исполнительных элементов, реле 36 времени, счетчик 37 импульсов и блок 38 сигнализации. Блоки 27-31, составляют узел фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Система работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульсы с частотой р (фиг. 2 а), синхронизирующие формирователь 2 импульсов, который формирует импульсы m-фаз. Импульсы первой фазы формирователя 2 импульсов (фиг. 2 б) поступают на тактовый вход распределителя 3 и на вход формирователя 5 синхроимпульсов, выходные сигналы которого предназначены для цикловой синхронизации распределителей 3 и 33. Ключи 4 управления коммутируют выходные сигналы распределителя 3, которые далее стробируются при помощи элементов И 7 и 8 выходным сигналом элемента ИЛИ 6. Навход сумматора 9 поступают сигналы тактовой синхронизации с выхода первой фазы формирователя 2 импульсов, сигналы цикловой синхронизации длитс пьностьго Vn/ F с второго

выхода формирователя 5 синхроимпульсов и импульсы команд с выходов элементов И 7 и 8. Выходной сигнал сумматора 9 (фиг. 2 в) изображен для слу- чая, когда т-6, К 2, и временное - положение импульса команды соответствует второму такту работы распределителя 3. Блок 10 контроля контролирует правильность работы распределителя 3 и уровень излучения передат0 чика 13, нормальное функционирование которых отображается индикатором 11. Кроме того, блок 10 контроля при помощи блока; 12 разрывает цепь передачи сигнала от сумматора 9 к передат5 чику 13 при сбоях в распределителе 3.

В первом приемном канале сигнал с выхода приемника 14 поступает на информационный вход блока 16. в нормальном сигнале отсутствуют импульсы

0 длительностью более ()F и паузы длительностью более (ni-l)F и менее (tri-K-l)F . При появлении в сигнале импульсов или пауз, длительность ко-, торых выходит за указанные пределы,

5 блок 16 запускает формирователь 18, в результате чего сигнал приемника 14 не проходит на выход элемента И 20, Длительность сигнала запрета t-j зададутся исходя из статистических характеристик помех в канале. В течение

времениЬ блок 16 продолжает осуществлять контроль канала, т.е. сигнал на выходе элемента И 20 появляется вновь через время t после последнего нарушения в канале. Работа

5 остальных приемных каналов происходит аналогично.

Таким образом, в формировании сигнала на выходе элемента ИЛИ 24 участвуют только каналы, не пораженные

0 помехами. Выделение синхроимпульса из принятого сигнала происходит в селекторе 32 синхроимпульса, который строится по принципу селектора импульсов по длительности. ФоЕмирова5 ние тактовых импульсов осуществляется узлом ФАПЧ. Генератор 27 узла ФАПЧ в режиме захвата формирует импульсы с частотой 2Р, синхронизирующие формирователь .28 импульсов, формирующий 2п|-фазные импульсы. Импуль сы фазы (фиг. 2 г) и первой фазы (фиг. 2 д) формирователя 28 поступают на входы детектора 29. Импульсы первой и второй фаз объединяются в элементе ИЛИ 25, Образуя строб

5 АРУ (фиг. 2 е), поступающий на входы стробирования АРУ всех приемников. Импульсы с третьей по (2К+2)-ю фаз объединяются в элементе ИЛИ 26, образуя строб команд (фиг. 2 ж), ко0 тррый поступает на вход установки

нуля счетчика 37. Счетчик 37 осуществляет подсчет импульсов генератора 27 за время совпадения выходного сигнала элемента ИЛИ 24 со стробом ко5 манд. Временное разделение импульсов команд, прошедших на выход счеТчйка 37, осущё етвляется в дешифрато- . ре 34., . При пропадании сигнала с передатчика 13, а также при замираниях или помехах во всех приемных каналах, на все входы элемента И 22 поступают им пульсы запретных сигналов. Выходной сигнал элемента И 22 запускает рале 36 времени, отключающее с некоторой задержко й исполнительные элементы 35 включает блок 38, и размыкает ключ в блоке 30, переводя узел ФАПЧ в режим памяти. Если в течение времени срабатывания реле 36 времени, восстановится неискаженный сигнал хотя бы в одном из приемных каналов, реле 36 устанавливается в исходное состояние и узел ФАПЧ вновь замыкается. В качестве базового объекта принята система радиоуправления очистным комплексом КМ 128П. Предлагаемое устройство обеспечи ает передачу управляющей и синхронизирующей информации в одном частот ном канале без использования поднесу щих, что по сравнению с базовым объектом сужает полосу частот, которую требуется выделить устройству. Присутствие в сигнале следующих с посто янным периодом тактовых импульсов позволяет применить в приемниках АРУ с высоким быстродействием и обеспечить тактовую синхронизацию распределителей методом ФАПЧ, что невозможно в базовом устройстве ввиду случайного характера следования командных импульсов. Вследствие этого становит-. ся возможным предъявлять пониженные требования к стабильности уровня излучения передатчика и чувствительности приемников, осуществить эффективную борьбу с импульсными помехами и кpaткoвpeмeннJыми замираниями сигнала и посредством стробирования исключить воздействие помех на элементы АРУ. Наличие Я каналов приема, разнесенных в пространстве, позволяет при изменении взаимного пространственного расположения подвижного объекта управления и оператора значительно уменьшить влияние неравномерности распределения электромагнитного поля и повысить эксплуатационную надежность и помехоустойчивость системы за счет отключения анализатором сигнала каналов приема, пораженных как аддивными,.так И мультипликативными помех arw.

Фиг. г