Телеизмерительная система Советский патент 1985 года по МПК G08C19/28 

каналов, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами коммутатора, вторые выходы блока управления и синхронизации соединены с соответствующими вторыми входами второго коммутатора, выход которого соединен с третьим входом первого коммутатора, выходы первого коммутатора соединены с соответствуй щими вторыми входами восстановителя аналоговых сигналов, вторые выходы

. котор.екго соединены с входами кодера, первые выходы кодера соединены с вторыми входами первого полусумматора и с четвертыми входами первого коммутатора, вторые выходы кодера соединены с вторыми входами второго полусумматора и с пятыми входами первого коммутатора , вход блока управления и синхронизации соединен с . выходом линии связи.

ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА-, содержащая на передающей стороне коммутатор каналов, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом передатчика, и в каждом информационном канале - соединенные последовательно датчик и анализатор активности сигнала, выходы датчиков информационных каналов соединены с соответствующими первыми входами коммутатора каналов, выход передатчика подключен к линии связи, на приемной стороне - приемник, первый вход которого соединен с выходом линии связи, блок управления и синхронизации, первые выходы которого соединены с вторыми входами приемника, и в каждом информационном канале - элемент И, отличающаяся тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости системы, в нее на передающей стороне введены кодер, элемент ИЛИ и в каждый информационный канал - элемент И, выходы аналого15 цифрового преобразователя соединены через кодер с вторыми входами передатчтгка, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами аналого-цифрового преобразователя и коммутатора каналов, вторые выходы которого соединены с первыми входами элементов И соответствующих информационных каналов, выходы которых соединены через элемент ИЛИ с третьим входом передатчика, в каждом информационном канале выход анализатора активности сигнала соес динен с вторым входом элемента И, € на приемной стороне введены восс.тановитель аналоговых сигналов, кодер, полусумматоры, элемент сравнения кодов, коммутаторы и в каждый информационный канал - триггер, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый выход приемника и вторые выходы блока управле J ния и синхронизации соединены соот ветственно с первыми .и вторыми вхо«4i k дами элементов Pi информационных каналов, выходы которых соединены с первыми входами восстановителя аналоговых сигналов, первые выходы которого являются выходами системы, вторые выходы приемника соединены с первыми входами первого коммутатора и первого и второго полусумматоров, выходы первого и второго полусумматоров соединены соответственно с первыми и вторыми входами элемента сравнения кодов, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого коммутатора и триггеров информационных

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может применяться в телеметр га, а также в телеуправлении и дальней связи.

Целью изобретения является повыше fine помехоустойчивости.

На фиг-. 1 представлена структурная схема предлагаемой телеизмерительной системы; на фиг. 2 и 3 - то же, приемника и многоканального воестановителя аналоговых сигналов.

Телеизмерительная система содержит на передающей стороне генератор 1 тактовых импульсов, коммутатор 2 каналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, кодер 4, передатчик 5 и элемент ИЛИ бив каждом из N информационных каналов датчик 7 анализатор 8 активности сигналов и злемент И 9, а также линию 10 связи.

На приемной стороне телеизмерительная система содержит приемник 1 1 первый коммутатор 12, многоканальный восстановитель 13 аналоговых сигналов, второй коммутатор 14, кодер 15, первьй полусумматор 16, второй полусумматор 17, элемент 18 сравнения кодов, блок 19 управления и синхронизации и в каждом из N ийформационных каналов элемент И 20 и триггер 21.

Коммутатор 2 предназначен для поочередного подключения входных сигналов от датчиков 7 к выходу. Кроме того, на вторые выходы коммутатора 2 выводятся импульсы управления выходы имеющегося в коммутаторе 2 распределителя импульсов. Коммутатор 2 состоит из аналоговых ключей с объединенными выходами и распределителя импульсов с тактовым входом и выходами, подключенными к управляющим входам ключей и вторым выходим коммутатора.

АЦП 3 преобразует по мере поступления тактовых импульсов генератора 1 входной аналоговый сигнал в двоичный безызбыточный п-разрйдный код.

Кодер 4 предназначен для перекодирования входного двоичного безызбыточного п-разрядного кода в специальный двоичный код, обладающий следующими свойствами: кодовое расстояние между i-й и (1+2)-и кодовыми комбинациями равно (п-1).

Указанный код строится следующим образом. Сначала в п-разрядном коде Грея при четном п инвертируется каждая вторая комбинация, при нечетном п - комбинации, соответбтвутощие нечетным десятичным числам в первой половине диапазона i о - (2 1)1 и кобминации, соответствующие четным десятичным числам во второй половине диапазона ( , или наоборот. Это дает код с кодовым расстоянием для соседних кодовых комбинаций. Затем представляются комбинации: весь массив разбивается пополам и каждая ( +:.)-я комбинация ставится между i-й и (1+1)-й Ci 1,2, -1).

Пример требуемого кода для

1)0000 9) 0110

2)-11ПО 10) 1010

3)1110 11) 1000

12)0100

13)0101

14)1001

15)1011

16)0111

Кодер 4 реализуется.в виде большой интегральной схемы памяти, 2 ячеек которой заполняются при изготовлении схемы или программно.

Передатчик 5 при единичном управляющем сигнале на третьем входе формирует выходной сигнал, непосредственно поступающий в линию 10 связи и несущий двоичную информацию с помощью любого вида модуляции с активным нулем (ЧМ, ФМ, ВИМ, ШИМ и др.).

Анализаторы 8 активности сигналов представляют собой адаптивные временные дискретизаторы и служат для непрерывного вычисления погрешности дискретизации входного сигнала при адаптивной нулевой экспраполяции и формирования логического сигнала 1 на выходе при достижении погрешностью заранее установленной апертуры j , равной ширине кванта АЦП 3.

Приемник 11 осуществляет вьщачу кодовой комбинации на вторые выходы и сигнала логической единицы на первый выход в случае передачи сообщения. Приемник 11 (фиг. 2) содержит детектор 22 передачи сообщений, элемент И 23, демодулятор 24 и преобразователь 25 последовательного кода в параллельный. Блоки 22 и 23 синхронизируются импульсами с частотой передачи кодовых комбинаций, а блоки 24 и 25 - с частотой двоичных символов.

Первый коммутатор 12 предназначен для подключения на выходы сигналов с одной из трех групп входов 1,4 и 5 в соответствии с двумя управляющими сигналами на втором Х и третьем Xj входах. Выходной сигнал -коммутатора определяется выражением

где Х|, Хд и 1 - информационные сигналы соответственно на первых, четвертых и пятых входах.

Восстановитель 13 предназначен .дпя формирования аналоговых сигналов на первых выходах в соответствии с нулевой экстраполяцией отсчетов.

принимаемых в виде кодовых комбинаций с вторых вводов (от коммутатора 12) в тот или иной канал в зависимости от наличия логического сигнала 1 на одном из первых входов (от элементов И 20), и для формирования на вторых выходах (к кодеру 15) кода предыдущего отсчета соответствующего канала. Восстановитель 13

содержит декодер 26 (для перехода

от используемого кода к обычному двоичному коду), регистры 27 памяти и цифроаналоговые преобразователи 28 по числу информационных каналов,

а также логический коммутатор 29.

Второй коммутатор 14 предназначен для подачи на свой выход того логического сигнала со своих первых входов (от триггера 21), который

соответствует тому из вторых входов |(от блока 19), на котором имеется логическая единица.

Кодер 15 аналогичен кодеру 4, отличие состоит в том, что в соответствии с входным двоичным кодом числа i на двух группах выходов кодера 15 формирук1тся коды, соответствующие числам (i-1) и (iti). Кодер 15 выполнен в виде двух блоков

типа кодера 4.

Полусумматоры 16 и 17 выполняют поразрядное суммирование по модулю два кодов на первых и вторых вхо дах и выдают результат на выходы . ..

в виде единичного кода. Таким образом определяется кодовое расстояние между входными кодовыми комбинациями, т.е. число несовпадающих разрядов.

Элемент 18 сравнения кодов осуществляет сравнение числа единиц на первых и вторых входах, причем если единиц меньше на первых входах, то на первый выxoд выдается сигнал

1, в противном случае - сигнал О, На второй выход вьщается сигнал 1, если минимальное число единиц в двух группах входов элемента 18 превышает величину Кг (п/2 -1), Величина г определяется допустимой вероятностью увеличения погрешности из-за сбоев до 4.

Блок 19 управления и синхронизации (БУС) предназначен для выдачи

синхроимпульсов, символов и отсчетов на первых выходах (к приемнику 11), а также для поочередной вьщачи импульсов отсч;етов на свои вторые выхо/ы, причем гэти импульсы синхронпзн юваяы соотв1этствую 1(пм образом с так ( п myльca м передаю;;, ;й подсисTGMijU Б.пок 19 реализуется на основе анализатора Сигналя (демодулятора)j си11хроииз1-п:|уемого генератора и распределителя импул,сов.

Т ел мерительная систе.5а работает следующим обрачом..

Анализаторы 8(-8,-у активности сигналов (адаптивные времегпп.ю диск)ет1заторы) определяют в каждом канале ггогрешность нулевой экстрапол-яци сигнала от датчтгка 7 и формируют логг | ский сигнал 1 (сигнал треболачия на Г1еп(-мгпчу) п тех капа,лах, г.ч.е Horpc-niHocTj, нулелоГ пксчрагюля 1ии iipenbiiiiacT величину с; fp, На каждом ;; к-Сз яадат ;1емо 1 с:игиалалП1 Icne атора 1 ifbnyrFiCui,; датчики / поочсре, ) через коммута|ор / к АМН . и С1/;,(о«рсменло происхо; мг (biiioc состояния соответствующего ;:на,);изатора 8 с .чомощь э-чеме гС)В И 9i Ч/. При н;;личии на, ныходе данного ана,гп за101К1 8 ло1ическо1Ч)

иг лучас гот и aininio И) и происХОД1ГГ не))едлча ,ч(лчочом комбинации с выхода кодсд а -ч, нре;дста;зляю 11е11 собой н1Ч1екодиро}5П ччуто комбивадию с нг.1хода ЛИП 3. 15 ротивноь случае М01днос1 ь 1и;редатчп а 5 в линию 10 с. 1И из.чучаСся , поскольку на управляющем вход,о 1Предатч1гка Ь будет ло1ичсск1- й с;игч1ал О.

;ла:одаря оссюгмгчк: гям адачгг ;;sicj; нулевстй экг: ; jViiioajnuia и ;;а.;,1-.чию кодс:ра -i 11рочс;хо;п;1 с;:(.ДЛи;ц1Ч:; соседапе отсчет ; в г;аждс;л измеритслы им

каи..-че отличаются л а .величину -Ьо. а отсчетам, ;ггличак11 и-1 ся один от

д|)угч)го на пеличину -2,ц, cooTJieTCTву;)т кч;до;Гь е комбинадии, отличанлциеся в (п-1) разрядах. Это ис И1чьзустс;я в npiicMSion подсист(-ме -д:ги коррекдпи сбое, Приемник И, CUHXJ Oприем сигналов из лири-н; 10 связи. на данном работ:, передатчик 5 не излучал энергии, то ни-К 1 1 выдаст сигна.л О на первом выходе 5 следовате.льног О будет на выходах всех элемент ш И 20 - 20ы и никакого из ieнeния со::г-ояния гкч;-становителя 13 is триггеров 21 не

ка 5 на данном такте излучалась, то на первом выходе приемника 11 появится сигнал логической 1. Это вь зовет пояпяелте 1 на соответствуюгцем втором входе управления восстапов1ггеля 13 и на синхровходе соответствуюп(его D-триггера 21 (выбор зхода посстановителя 13 и синхровхода D-тригтера 21 осуществляется с помоп(ью блока 19 управления и синхрО иза);ии F; элементов И 20) , На выход;с каждого )-тр1Игера 21 1меется сигнал, затгисавный в него при предыдущем отсчета в соответствуюПЦ1Й канал, (игнал с выхода соответствующего тригмера 21 поступает (блaтч дapя второму коммутатору 14) на третий вход первого коммутатора. 12. EcjHi это логическая I, то неза шс1-гмо от состоя П я других входов коммутатора 12 к его выходу бу;|.ут по;и Л10челы его первые входы, т.е. код с Bi)xo;i.a прие 1}шка 11 без коррекции п)оГ1дет на вход восстаио- }зтч:-ля 13, бу.дст декодировав и записан в соотве:1ствующий канал. Восст нови1ел1 13 BFiUiaeT на вход кодера 15 код числа, имеющегося в рассгчатриваемом измерительном канале (код1, .1ду 1кичэ отсчета), а Fia iFCrrjiif-.ix II iriopbFX вь ходах кодера 15 появляются KoaoBbFc комбинацир, со- oiaiCTCiiiyFoitue ос.чеднему отсчечу, yrroHbiueFiHoMv FI yвeлF чeF нoмy на вели- ч1п;у соотлетствевно,

Mo;rycyMN;aTopbi 16 и 17 вычисляют к:---,овое расстояние этих комбинаций О . 1:одор.ой комбинадии на вгчходе приi:Minn :i : 1 и (iiriij..iFipyFoT соответстну |-|:;ие резул1 чать1 в единичном коде на ( в 1|ходах. Элемент 1,8 сравнеа кодов осуществляет сравнение JT1FX величи1) и коммутатору 1 такой (О или 1), при котором иа }зыход коммутатора 12 прохолит та из ксдовых комбинаций кодера 15, кот(1рая бл1гже к комбина Д и, принято : из ли1П1и 10 связи, KOi( 1асстоянию, т.е. отличаи ся от нее в ме 1ыпем числе разря;1оп. )ранная комбинация поступает на ВХОД вoccтaF oБитeля 13, декодирус ся 1 зal ПCFЧвaeтcя в соответствуюгци; 1 змерительный канал. 1ри этом, если одно из двух кодовых pa;,;cFчмFний мешчче величины г, то ча в;-ором «.1ходл- элемента 18 появит

ся сигнал О, который по заднему фронту синхроимпульса запишется в соответствующий D-триггер 21, при следующем опросе данного измерительного канала опять произойдет выбор комбинации по миршмуму кодового расстояния. Если оба кодовых расстояния превьшают величину г, то в соответствующий D-триггер 21 запишется 1, и при следующем опросе данного измерительного канала .коррекции не произойдет - запишется комбинация непосредственно с выхода приемника 11.

Рассмотрим возможные случаи кор.рекции сбоев кодовых прсьток в какомлибо измерительном канале. После принятия любой i-й кодовой комбинации следующей может прийти либо (1+1)-я, либо (1-1)-я, кодовое расстояние между которыми . Обозначим эти комбинации соответственно G и L, они и появляются на выходах блока 15. Если в принятой из линии 10 связи кодовой комбинации имеются сбои не более, чем в k n/2-1 разрядах, то в результате коррекции

по минимуму кодового расстояния будет сделан правильный выбор между комбинациями G и Ь.

5 Если в f-й посыпке сбито больше, чем k, символов, а в (+1)-й нет .сбоев, выбор между G и L будет сделан неправильно, но (+2)-я посыпка будет принята без коррекции, (так 10 как кодовые расстояния превьшали величину k), и если в ней нет сбоев то правильный прием будет восстановлен (случай 2).

Если же имеют место две или боле fS последовательные комбинации со сбоями (случай 3), то правильный прием ёудет восстановлен, как только придут две последовательные комбинации без сбоев. 20

Таким образом, предлагаемая телеизмерительная система позволяет корректировать сбои и обеспечивает высокую помехоустойчивость, при 25 этом код остается безызбыточным, т.е. не происходит расширения необходимой полосы частот линии связи или увеличения расхода энергии.

ут 10

om19°

от 20

Фиг.Ъ

.17

Pus.2

от 12

i

ffSb/XO jf

. ycfry oi}cm8lt

нГ5