Телеизмерительная система Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

to

о

00

ю Изобретение относится к телеизме рениям и может использоваться для передачи сообщений по проводным линиям, волноводам, радиолиниям и т.п По основному авт. св. № 845168 известна телеизмерительная система, содержащая на передающей стороне ге нератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распреде лителя импульсов, первый выход кото рого соединен через формирователь CHftxpoHMnyjibcoB с первым входом сум матора и в каждом информационным канале - ключ, сумматор и блок памя ти и разности, выход блока памяти и разности соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом ключа, первый вход блока памяти и разности и второй вход ключа соединены с соответствую щим вторым выходом распределителя импульсов, вторые входы блока памяти и разности и сумматора подключены к соответствующему выходу ортогонального преобразователя Уолша, выход ключа каждого информационного канала соединен с соответствующим вторым входом сук 1атора, выход которого подключен к каналу сявязи, на приемной стороне содержащая селектор синхроимпульсов, выход которого через генератор тактовых импул сов соединен с входом распределител импульсов и в каждом информационном канале последовательно соединенные ключ и блок памяти, первые входы ключей всех информационных каналов и вход селектора синхроимпульсов по ключены к каналу связи, вторые вход ключей подключены к соответствующем выходу распределителя импульсов, вы ход блока памяти каждого информацио ного канала подключен к соответству щему входу Обратного ортогонального преобразователя Уолша, выход которо го соединен с выходом системы. В из вестной системе в обратном ортогональном преобразователе Уолша ансамбль р (f) преобразуется в ансамбль t (tl , Принятый сигнал ТС ; (.t) есть алгебраическая сумма переданного Х (t) и погрешности ал W аппроксимации, - 4 - - причем 6att) 7 Vlfea,c(i,гдe f a,c(t) - векч N тор погрешностей аппроксимации сигналов (t) 1 . Недостатком системы - прототипа является присутствие компонентов ан самбля текущей погреши ости То (t) во всех каналах, даже если сигнал в i-oM канале постоянен. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Указанная цель достигается тем, что в телеизмерительную систему на приемной стороне введены в каждый информационный канал перестраиваемый фильтр нижних частот, дисперсиометр и сумматор, выход, которого подключен к первому входу перестраиваемого фильтра нижних частот, выход которого подключен к соответствующему выходу системы и входу дисперсиометра, выход дисперсиометра каждого информационного канала подключен к соответствующему входу сумматоров всех информационных каналов, вторые входы перестраиваемых фильтров нижних частот всех информационных каналов подключены к соотвахствующему выходу обрат ного ортогонального преобразователя Уолша. В каждом канале осуществляется близкая к оптимальной фильтрация полезного сигнала с помощью перестраиваемого фильтра нижних частот, полоса пропускания которого тем шире, чем больше дисперсия полезного сигнала, н тем уже, чем вьдие уровень шума аппроксимации. На чертеже показана структурная схема cиcte в a. Телеизмерительная система содержит на передающей стороне в каждом информационном канале 1 сумматор 2, блок 3 памяти и разности и ключ 4, сумматор 5, генератор 6 тактовых импyльcoJв, распределитель 7 импульсов, формирователь 8 синхроимпульсов, ортогональный преобразователь 9 Уолша, на приемной стороне в каждом информационном канале 10 ключ 11, блок 12 памяти, сумматор 13, дисперсиометр 14 и перестраивае1 ий льтр 15 нижних частот, селектор 16 синхроимпульсов, распределитель 18 импульсов, обратньгй ортогональный преобразователь 19 Уолша и канал 20 связи. Ортогональный преобразователь 9 Уолша (ОПУ)служит для непрерывного во времени линейного ортогонального преобразования по Уолшу ансамбля независимых между собой входных непрерывных сигналов 7 ( в преобразованный ансамбль () М ЛхСЬ) , где W - матрица Уолша N-oro порядка. ОПУ 1 может быть реализован например, иа основе N-входовых сумматоров по числу каналов, коэффициент передачи по каждому входу сумматоров соответствует значению элемента матрицы Уолша (±1) , деленному на -fW, Сумматоры 2 и 5 предназначены для сложения входных сигналов и могут быть реализованы на основе операционных усилителей. Блок 3 памяти и разности (БПР) служит для запоминания сигнала С в точке отсчета и вычисления разности между запомненным значением сигна ла и его текущим значением. Запоминание происходит по заднему фронту импульса логического сигнала i на его управляющем входе. Ключи 4 и 11 предназначены для п редачи входного измерительного сигн ла на выходе без искажений при нали чии на управляющем входе логическо единицы. Генераторы б и 17 служат для ген рирования периодической последовател ности импульсов. Генератор 17 имеет вход для подстройки частот и фазы генерируемых колебаний. Распределители 7 и 18 по мере по тупления входных импульсов формирую логический сигнал i поочередно на каждом из своих выходов. Формирователь 8 служит для форми рования синхронизирующих импульсов, обеспечивающих синхронную рабрту ра пределителей 7 и 18. Канал 20 связи служит для передачи входного сигнала на расстояние по линии связи и может быть радиоканалом, телефонным каналом и т.п. Селектор 16 предназначен для выделения из группового АИМ-сигнала синхроимпульсов, отличающихся ампли тудными, частотными или фазовыми признаками. Блоки 12 памяти служат для восст новления непрерывного сигнала из дискрет (выборок). При нулевой экстраполяции и интерполяции, например, блок 12 памяти может быть просто аналоговым запоминающим элементом (в частности, на основе конденсатора) . Обратный ортогональный преобразователь 19 Уолша предназначен для непрерывного ортогонального преобразования по Уолшу ансамбля сигналов nt) в ансамбльJ ((t). Для матриц Уолша транспортированная матрица W полностью совпадает с матри цей W. Перестраиваемый фильтр 15 нижних частот служит для выделения принимав мого сигнала в полосе частот, определяемой сигналом на его управляющем входе. Дисперсиометр 14 служит для форми рования выходного сигнала, пропорционального дисперсии сигнала, поступающего на его вход, и может быть построен, например, на основе последовательно соединенных квадратичного детектора и фильтра нижних частот. Сумматор 13 предназначен для формирования выходного напряжения, пропорционального алгебраической сумме напряжений, приложенных к его входам, причем напряжение, поступающее с выхода дисперсиометра собствен ного канала, суммируется, а других каналов - вычитается с определенным весом. Веса вычитаемых напряжений зависят от номеров каналов и определяются вкладом погрешности аппроксимации, содержащейся в процессе С (1, в шум аппроксимации сигнала Х1 tt) . Предлагаемая система работает следующим образом. Ортогональный преобразователь 9 Уолша непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование .ансамбля зависимых сигналов U) в ансамбль с(i) fb) В каждом канале 1 блок 3 памяти и разности непрерывно выдает сигнал погрешности аппроксимации на основе нулевой экстраполяции (t) C(t;VC(t;.,), , - момент предыдущего отсчета. В момент очередного отсчета t; погрешность f(t;) с весом 1/2 суммируется с величиной отсчета C(ti) , в результате чего с выхода блока 3 поступает отсчет 4ltl clt; n/2 c{t;Vc{ii.,3. Поэтому погрешность аппроксимации на приемной стороне становится знакопеременной на интервале аппроксимации (как при нулевой интерполяции) . Импульсы генератора 6 подаются в расрределитель 7, на выходах которого по очереди появляются сигналы, которые управляют работой блока 3 и замыкают соответствующий ключ 4, подключающий выход сумматора 2 к соответствующему входу сумматора 5. На выходе сумматора 5 формируется последовательность амплитудно-модулированных измерительных импульсов всех каналов плюс синхроимпульс, т.е. групповой АИМ-сигнал, поступающий в канал 20 связи. На приемной стороне восстановленный АИМ-сигнал разделяется ключами .11 на N кансшьных сигналов (дискретные последовательности), которые в блоках 12 памяти без задержки во врбмени преобразуются в аналоговые сигналы С (t) на основе нулевой экстраполяции с погрешностью аппроксимации на интервале, близкой по характеру изменения к погрешности при симметричной нулевой интерполяции. Далее в преобразователе 19 нас амбльС(1) преобразуется в ансамбль X(t.) , который отличается от ансамбля X (i) присутствием текущей погрешности Са (t) во всех каналах. Каждая составляющая ансамбля X(t) проходит через свой Фильтр 15 и поступает на выход.системы и на вход своего дислерсиометра 14, выходное напряжение которого пропорционально дисперсии составляющей х (t), и данной на его вход. Выходное напряжение дисперсиометра 14 через соответствующие сумматоры 13 стремится расширить полосу пропускания фильтра 15 своего канала и сузить полосу пропускания фильтра 16 всех остальных каналов.

В предлагаемой системе осуществляется близкая к оптимальной фильтрация погрешностк (шума) аппроксимации, так как учитывается свойство погрешности дискретизации при нулевой интерполяции и групповсял преобразовании по Уолшу; наиболее динамичным телеметрическим сигналам соответствует наименьшая дисперсия шума аппроксимации

В частности, при единственном динамичном входном сигнале погрешность аппроксимации в N раз шире по полосе частот, чем в системе с раздельным представлением, что значительно облегчает фильтрацию ее в данном канале без искажения полезного сигнала, в т,о же время шум дискретизации, появляющийся в соседних каналах (практически в шести их N-1), эффективно подавляется за счет сужения полосы воспроизведения соответствукядих фильтров 15 .

ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА по авт. св. 845168, о т л и ч а зщ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в нее на приемной стороне введены в каждый информационный канал перестраивае «aй фильтр нижних частот, дисперсиометр и сумматор, выход которого подключен к первому входу перестраиваемого фильтра нижних частот, выход которого .соединен с соответствующим выходом система и входом дисперсиометра, выход дисперсиометра каждого информационного канала подключен к соответствукяцему входу сумматоров всех информационных каналов, вторые входы перестраиваемых фильтров нижних частот всех информационных каналов подключены к соответствующему выходу ортогонального преобразователя Уолша.