Устройство для передачи телеметрической информации Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

.входы второго вычитателя объединены соответственно с входами второго сум матора и являются вторыми входами кодера, выход усилителя является выходом кодера.

4. Устрбйство по п. 1, отличающееся тем, что дешифратор содержит сумматоры и пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым

03275

входом каждого предьщущего сумматора и с входом соответствующего порогового элемента, вход .последнего порогового элемента подключен к первому входу последнего сумматора, вторые входы сумматоров,и первый вход последнего сумматора являются соответственно входами дешифратора, выходы пороговьЕх элементов являются выходами дешифратора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее хронизатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход - с входом генератора, третий выход - с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход - с первым входом коммутатора, вторые, входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого-цифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжатия информации и первыми входамисумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с. соответствующими первыми входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами кодера,вторые входы кодера подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьпления помехоустойчивости передаваемой информации, в устройство введен дешифратор, входы и выходы которого подключены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжатия информации, вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каждьм блок сжатия информации содержит элемент сравнения, элементы И и триггер, выход первого элемента И.соединен с входом триггера, выход которого соединен с первьм входом элемента сравнения, первый вход первого элемента И, второй вход элемента сравнения и первый вход втоО) С рого элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжатия информации, вькод второго элемента И соединен с вто. рым входом первого элемента И и является первым выходом блока сжатия информации, выход элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и является вторым выходом блока сжатия информации. 3.Устройство поп. 1, отличающееся тем, что кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора сое-, динен с первым входом первого вычитателя , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитателя и первым входом усилителя, второй вход усилителя подключен к выходу второго сумматора, -первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитателя и яцляются первыми входами кодера, вторые

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в радиотелеметрических системах с разделением каналов по форме сигнала.

Известно устройство, содержащее хронизатор, блок сокращения избыточности, блок формирования кодовой группы, блок кодирования адреса, блок формирования кода, блок кодирования интервалов времени, блок формирования кодового сигнала. В этом устройстве отсчеты, снимаемые с датчиков, сравниваются с хранящимися в памяти предьщущими существенными обсчетами этих же датчиков и, если разность между ними больще определенной величины, назьшаемой апертурой, то отсчет считается существенным и передается в линии передачи а также записывается в. память вместо предьщущего, в противном случае отсчет счита ется избыточным и не учитывается ij .

Недостаток этого устройства за- . ключается в том, что существенные отсчеты в силу заложенного принципа работы временного разделения каналов следуют неравномерно, а устройство требует наличия буферного запоминающего блока для выравнивания частоты следования отсчетов. Кроме того, существенным отсчетам необходимо присваивать адрес в виде дополнительных разрядов кода и код временной привязки. Это вносит дополнительную избыточность из-за наличия служебной информации. При переда.че существенных отсчетов в цифровой форме передаются все разряды кодового слова, в то время как меняют свои -значения только, некоторые, из них, поэтому остается избыточность в самих информационных словах. На избыточные символы в передаваемых сообщениях тратится часть энергии, которая могла бы быть использована для передачи не избыточных символов

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для передачи телеметрической информации, содержащее хронизатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход - с входом генератора, третий выход - с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход с первым входом коммутатора, вторые входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналогоцифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжатия информации и первьми входами сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам-генератора, выходы сумматоров соединены с соответствующими первыми входами блокаключей, вторые входы которого подключены к первым выходам соответст.вующих блоков сжатия информации, выходы которого соединены с соответствующими первыми, входами кодера,вторы входы кодера подключены к вторым выходам соответствующих блоков сжатия, информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом уст ройства 2j . Недостатком такого устройства является то, что передача данных осу ществляется без учета отношения сигнал - шум в канале передачи. Однако из-за случайного характера измеряемого процесса могут возникать моменты, когда одновременно передается число поднесущих. Поскольку энергия суммарного группового сигнала является ограниченной, это приводит к тому, что на каждую передаваемую под несущую приходится относительно мала доля энергии передатчика. В результа те возрастает ошибка приема двоичног символа и увеличивается погрешность восстановления отсчета на приемной стороне. При малой энергии поднесущи наибольшую погрешность при восстанов лении отсчета вносят шумы канала передачи . Цель изобретения - повьш1ение помехоустойчивости-передаваемой информации . Указанная цель достигается тем, что устройство для передачи телеметрической информации, содержащее хронизатор, первый выход которого соед нен через формирователь импульса с ; первым входом элемента ИЛИ, второй выход - с входом генератора, третий выход - с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход - с первым входом коммутатора, вторые входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого-цифровой преобразователь с вторыми входами сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с соответ ствующими первыми входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами кодера, вторые входы кодера подклочены к первым входам соответствующи блоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, введен дешифратор, входы и выходы которого подклю чены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжатия информации, вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации . Каждый блок сжатия информации содержит элемент сравнения, элементы И и триггер, выход первого элемента И соединен с входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, первый вход первого элемента И, второй вход элемента, сравнения и первый вход второго элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжатия информации, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и является первым выходом блока сжатия информации, выход элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и является вторым выходом блока сжатия информации. Кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора соединен с первым входом первого вычитателя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитателя и первым входом усилителя, второй вход усилителя подключен к выходу второго сзтматора, первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитателя и являются первыми входами кодера, вторые входы второго вычитателя объединены соответственно с входами второго сумматора и являются вторыми входами кодера, выход усилителя является выходом кодера. Дешифратор содержит сумматоры и пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым входом каждого предыдущего сумматора и с входом соответствующего порогового элемента, вход последнего порогового элемента подключен к первому входу последнего сумматора, вторые входы сумматоров и первый вход последнего сумматора являются соответственно входами дешифратора, выходы пороговых элементов являются выходами дешифратора. На чертеже представлена структурная схема устройства для передачи телеметрической информации. Устройство содержит хронизатор 1, коммутатор 2, генератор 3, формирователь А импульса, блоки 5 сжатия информации, аналого-цифровой преобразователь 6, дешифратор 7, сумматоры 8, блок 9 ключей, кодер 10 и элемент ИЛИ 11. Дешифратор 7 содержит сумматоры 12 и пороговые блоки 13. Блоки 5 сжатия информации содержит элемент 14 сравнения, элементы И 15 и 16 и триггер 17. Кодер 10 содержит сумматор 18, в читатели 19 и 20, регулируемый усилитель 21 и сумматор 22. Устройство работает следующим образом. Хронизатор 1 вьщает синхросигналы на коммутатор 2, генератор 3, фо мирователь 4 импульса и блоки 5 сжа тия информации. Аналоговые сигналы опрашиваются коммутатором 2 одновре менно во всех каналах с периодом, равным периоду дискретизации, и преобразуются в аналого-цифровом преобразователе 6 в параллельный двоичный код, который хранится на выходе аналого-цифрового преобразов теля 6 до следующего момента опроса В блоке 5 сжатия отсчеты поразрядно сравниваются с запомненными предьщу щими существенными отсчетами этих к налов . При несовпадении каких-либо разрядов цифрового кода существенных отсчетов служебные сигналы с управляющих выходов блоков 5 сжатия, соответствующих этим разрядам, подают ся на дешифратор 7. В дешифраторе 7 определяется общее число поступив ших служебных сигналов и сравнивается с порогом. Порог соответствует наибольшему числу одновременно передаваемых кодовых слов в системе и выбираетсяJисходя из условий обеспечения минимума ошибки восстановления измеряемого параметра на приемной стороне. В дешифраторе 7 определяется общее число и номера младщих разрядов запрещенных для передачи, и подаютс управляющие сигналы на блоки 5 сжатия . При выявлении несовпадающих разрядов в блоках 5 сжатия и разрешающем управляющем сигнале с дешифратора 7 эти разряды считаются существенными и подлежат передаче, а их значения запоминаются в блоках 5 сжатия. Все остальные разряды считаются избыточными, в память не записываются и в канал не передаются. Значе ния разрядов выдаются на сумматоры где они модулируют кодовые слова, периодически поступающие с генерато ра 3. С управляющих выходов блоков 5 сжатия, в которых выявлены существенные разряды, подаются управляющие сигналы, которые в блоке 9 ключей открьшают ключи, соответствующие существенным разрядам, и пропускают на информационные входы кодера 10 промодулированные кодовые слова или .закрывают ключи, соответствующие из.быточным разрядам, в этом случае на выходы этих ключей вьщаются пустые слова, состоящие из одних нулей. Одновременно управляющие сигналы с перв.ых управляющих выходов блоков 5 сжатия подаются на управляющие входы кодера 10, причем на эти входы вьщается столько нулей, сколько пустых слов поступило на его информационные входы. В кодере 10 формируется групповой сигнал. В частности, групповой сигнал может быть сформирован следующим образом. Посимвольно анализируются значения всех кодовых слов и сравнивается количество единиц и количество нулей, при этом не учитываются нули пустых слов. Если число единиц больше числа.нулей,то на выходе кодера 10 выдается символ единица, в противном случае - символ нуль В случае равенства количества нулевых и единичных символов принимается решение о выдаче нуля или единицы по правилу, применяемому в прототипе. В элементе ИЛИ 11 к сформированному кадру добавляется импульс синхронизации, получаемый с формирователя 4. Пример. Аналоговый сигнал опрашивается коммутатором 2, на вход аналого-цифрового преобразователя 6 подается отсчет, амплитуда которого равна параметру в момент опроса. В аналого-цифровом преобразователе 6 аналоговый отсчет преобразуется в цифровой и запоминается на время интервала опроса. Предположим, что значения-младших разрядов с первого по третий измеренного отсчета не coBna;jaK)T со значения одноименных разрядов предыдущего отсчета, а значения четвертых старших разрядов совпадают. В блоках 5(- 5 сжатия производится сравнение значений одноименных разрядов измеренного и предшествующего отсчетов. На управляющем выходе етвертого блока 5 сжатия устанав7ливается нулевой потенциал, так как старшие разряды неизмеренного и предьщущего отсчетов совпадают, а на управляющих выходах остальных бл 5 сжатия устанавливается единичный потенциал, поскольку значения одноименных младших разрядов не совпадают. В дешифраторе 7 определяется общее число несовпадающих разрядов, например 3, и сравниваетс с пороговым, например 2. Поскольку , должен быть отброшен один младший,несовпадающий разряд, поэто на первом выходе дешифратора 7 устанавливается запрещающий нулевой потенциал, а на остальных выходах,разрешающие единичные потенциалы, которые подаются на блоки Sg - 5 сжатия. Таким образом, на управляющем входе четвертого блока 5 сжатия имеется разрешающий положительный потенциал, однако значение этого разряда измеряемого отсчета совпада . ет с его значением для предьщущего отсчета, поэтому этот разряд считается избыточным, а с управляющего выхода четвертого блока 5 сжатия вьодается нулевой потенциал. Значения второго и третьего разрядов измеряемого отсчета не совпадают со значениями этих разрядов в предыдущем отсчете, а на управляющие входы блоков Зл и 5л сжатия с дешифратора 7 подается разрешающий положительны потенциал, поэтому на управляющих выходах блоков 5 5 а сжатия устанавливаются разрешающие положительные потенциалы, а разряды считаются существенными и записьгоаются в память этих блоков сжатия. Значен первого разряда измеряемого отсчета не совпадает со значением первого разряда предьщущего отсчета, однако на управляющий вход блока 5 сжатия с дешифратора 7 подается запрещающий нулевой потенциал, поэтому этот разряд считается избыточным, а на управляющем выходе блока 5f сжатия устанавливается запрещающий нулевой потенциал. Значение первого разряд в память блока 5j сжатия не записывается. Нулевые потенциалы с блоков 5i и 5 закрьгоают ключи в блок 9 ключей для первого и четвертого кодовых слов. В сумматорах 8 осуществляется м дуляция кодовых слов,при этом для 5 данного примера кодовые слова, соответствующие второму и третьему разрядам, оказьюаются инвертирован-, ными. Блок 9 ключей пропускает только те кодовые слова, которые соответствуют существенным второму и третьему разрядам и выдают пустые кодовые слова для избыточных первого и четвертого разрядов. Кодер 10 формирует групповой сигнал. Блок 5 сжатия для каждого разряда работает следующим образом. Значение разряда поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 и сравнивается в элементе 14 сравнения со значением разряда предьщущего отсчета, хранящимся в триггере 17. Если эти значения совпадают, то разряд считается избыточным и элемент 14 сравнений ,не срабатывает, а триггер 17 остается в исходном состоянии. Если эти значения не совпадают, то на выходе элемента 14 сравнения устанавливается еданичный потенциал, которьй подается на вход элемента И 15 и на управляющий выход блока 5 сжатия. ЕСЛИ анализируемый разряд является избыточным, то на вход элемента И 15 с дешифратора 7-поступает нулевой потенциал и схема не срабатывает. Если анализируемый разряд является существенным, то на вход элемента И 15 поступает единичный потенциал и на его выходе устанавливается единичньй потенциал, который пода;ется на управляющий выход блока 5 сжатия, а также открывает элемент И 16. В конце периода опроса перед . следующим измерением очередного отсчета с хронизатора 1 через открытьш элемент И 16 и проходит синхроимпульс, который перекидьшает триггер 17. Таким образом, в триггер 17 записывается новое значение существенного разряда, которое в следующем цикле сравнивается со значением этого разряда следующего отсчета. Дешифратор 7 работает следующим образом. Каждый сумматор 12 вычисляет число входов с положительными потенциалами для всех разрядов, начиная от старшего. Чем меньше номер сумматора 12, тем больше число в нем записано. Так, для рассматриваемого примера в сумматоре 12j будет записано число 1, в сумматоре 12) -число 3. Эти значе9

ния в пороговых элементах 13 сравниваются с порогом m 2 и при превьшении этого порога пороговые элементы 13 выдают запрещающие нулевые потенциалы. На первом выходе дешифратора 7 устанавливается запрещающий нулевой потенциал, а на остальных выходах - разрешающий положительный потенциал.

Кодер 10 работает следующим образом.

На входы сумматоров 18 и вычитателя 20 одновременно поступают все, кодовые слова. Вычитатель 20 определяет количество нулевых символов неизбыточных слов. В вычитателе 19 определяется амплитуда группового

03275 -10

сигнала как разность между числом единиц и числом нулей.

В регулируемом усилителе 21 групповой сигнал усиливается с целью

5 наиболее полного использования динамического диапазона по амплитуде. Коэффициент усиления определяется сумматором 22, выходное напряжение которого зависит от того, на сколь10 ко входов подан положительный потенциал, т.е. от числа передаваемых кодовых слов.

Предлагаемое устройство позволяет снизить среднеквадратическую погреш15 ность при восстановлении сигналов в зависимости от значнос ти кодовых слов, используемых при представлении измерительных отсчетов.