Адаптивный коммутатор системы телеизмерений Советский патент 1987 года по МПК G08C19/28 

Изобретение OTHOCHICH к телеметрии и может быть использовано в телемеханике, системах автоматического контроля и т.п.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет снижения погрешности аппроксимации.

На чертеже приведена функциональная схема адаптивного коммутатора.

Адаптивный коммутатор содержит информационные каналы 1, каждый из которых содержит преобразователь 2 погрешности аппроксимации (ППА), первый компаратор 3, третий элемент И 4, первый 5 и второй 6 ключи, третий элемент ИЛИ 7. Адаптивный коммутатор содержит также первый элемент ИЛИ 8, первый триггер 9, генератор 10 импульсов, элемент 11 запрета, первый дешифратор 12, второй дешифратор 13, регистр 14, первый 15 и второй 16 счетчики, первый 17 и второй 18 аналого-цифровые преобразователи, блок 19 считывания, второй компаратор 20, генератор 21 линейно изменяющегося напряжения, второй 22 и первый 23 элементы И, второй триггер 24, элемент НЕ 25, блок 26 памяти, коммутатор 27, таймер 28, второй элемент ИЛИ 29, регистр 30 сдвига, формирователь 31 импульсов,первый 32 и второй 33 управляющие входы.

Коммутатор работает следующим образом.

Входные сигналы поступают на входы преобразователей 2 погрешности аппроксимации, где формируются напряжения, пропорциональные погрешности аппроксимации по выбранному алгоритму. В зависимости от того, в каком числе каналов 1 погрешность аппроксимации достигает допустимой величины, работа устройства подразделяется на три режима.

Первый режим - допустимая погрешность достигнута только в одном канале 1 и, следовательно, в этом же канале она и наибольшая.

В этом случае с приходом синхронизирующего импульса:с первого выхода блока 19 считывания триггер 9 устанавливается в такое положение, что на его первом выходе появляется логическая «1, запускающая генератор 21, устанавливающая в нулевое состояние счетчик 15 и, дающая разрешение на запись состояния выходов блоков 3 сравнения в регистр 30 сдвига. Генератор 21 вырабатывает напряжение, монотонно убывающее от максимального значения до напряжения, соответствующего допустимому значению погрешности, т.е. имеет ступеньку из указанного напряжения, что может быть достигнуто соответствующей регулировкой выходного напряжения генератора 21 либо включением соответствующего дополнительного источника напряжения. Напряжение с выхода генератора 21 с помощью блоков 3 сравнения сравнивается с выходными напряжениями преобразователей 2. В момент равенства выходного напряжения генератора 21 напряжению на выходе любого преобразователя 2 срабатывает блок 3 сравнения в соответствующем канале. Логическая с выхода сработавшего блока 3 сравнения записывается в соответствующий номеру

выбранного канала разряд регистра 30 сдвига, в дополнительный разряд которого предварительно записан логический «-О от щи- ны 32. Одновременно появляется логическая «1 на выходе первого элемента ИЛИ 8, которая опрокидывает триггер 9 так,

5 что логический 0 с его первого выхода запрещает дальнейшую запись в регистр 30, а логическая «1, появляющаяся на втором выходе триггера 9, открывает элемент 11 запрета.

Импульсы от генератора 10 импульсов через открытый элемент 11 запрета поступают на вход сдвига регистра 30 и на вход двоичного счетчика 15. При этом логическая 1, записанная в регистр 30, перемещается на один разряд в сторону дополни5 тельного разряда, а код счетчика 15 увеличивается на единицу. При появлении логической 1 в дополнительном разряде регистра 30 появляется сигнал на запрещающем входе элемента 11 запрета, который закрывается, запрещая тем самым даль нейщий сдвиг и счет. Двоичный код, записанный к этому мо.менту в счетчике 15, соответствует номеру канала 1 с максимальной погрещностью. Одновременно логическая 1 в дополнительно.м разряде регист, ра 30 с помощью триггера 24 открывает элемент И 22, при этом импульсы с генератора 10 поступают на второй счетчик 16 и на выходах дешифратора 13 поочередно появляются логические «1. При появлении логической 1 на последней шине дешиф0 ратора 13 генератор 21 устанавливается в первоначальное состояние, т.е. состояние, при котором выходное напряжение генератора 21 наибольшее.

При появлении очередного импульса на

. синхронизирующем выходе блока 19 считывания адрес выбоанного для передачи канала 1 переписывается из счетчика 15 в регистр 14 памяти, на соответствующем выходе дещифратора 12 появляется сигнал, открывающий ключ 5 выбранного канала

0 1 и сбрасывающий через элемент ИЛИ 7 преобразователь 2 выбранного канала 1. Одновременно запускается первый аналого- цифровой преобразователь 17, преобразующий аналоговый сигнал выбранного канала 1 в цифровой код, а триггер 9 устанав ливается в положение, при котором запускается генератор 21, и цикл работы адаптивного коммутатора повторяется. В еледующем цикле выбора канала с наиболь-. шей погрешностью блок 19 считывания последовательно считывает в линию связи код адреса канала 1, выбранного в преды- душем цикле, который хранится в регистре 14 памяти, а затем код информации от преобразователя 17 и код времени от блока 28 формирования сигналов времени, причем код адреса, код информации и код времени поступают на блок считывания от логического коммутатора 27. При этом на выходе 0 формирователя 31 и соответственно на выходе второго элемента И 23 устанавливается нулевой сигнал.

Второй режим - допустимая погрешность достигнута в нескольких каналах 1, ,5 в одном канале эта погрешность наибольшая.

В этом случае информация от всех каналов 1 с погрешностью аппроксимации, большей или равной заданной, кроме канала с наибольшей погрешностью, записыва- 20 ется в блок 26 памяти в темпе работы генератора 10 импульсов, а информация от канала с наибольшей погрешностью через логический коммутатор 27 и блок 19 считыблок 26 код номера канала 1 с ВЫ.ХОДОЕ; счетчика 16 и код времени с выходов таймера 28. При этом канал I, имеющий наибольшую погрешность аппроксимации, записываться в блок 26 не будет, так как его преобразователь 2 погрешности аппроксимации сброшен сигналом от дешифратора 12 до начала опроса элементов И 4. По окончании опроса элементов И 4 сигнал с последней шины дешифратора 13 закрывает с помошью триггера 24 элемент И 22 и устанавливает генератор 21 в первоначальное состояние, в котором выходное напряжение генератора 21 имеет максимальное (по модулю) значение.

Третий режим - в данном цикле ни у одного из каналов I погрешность аппроксимации не достигла заданного значения, т.е. при изменении выходного напряжения генератора 21 от максимального значения до значения, соответствуюшего допустимому значению погрешности аппроксимации, не сработал ни один блок 3 сравнения.

В этом режиме в линию связи через блок 19 считывания передается информация, за- вания поступает в линию связи. Этот режим 25 писанная в блоке 26 памяти. При этом на осуществляется следующим образом.выходе элемента И 23 появляется логичесСинхронизирующий импульс с первогокая 1, запускающая формирователь 31.

35

40

выхода блока 19 считывания с помощью триггера 9 запускает генератор 21, устанавливает счетчик 15 в нулевое состояние и дает разрешение на запись состояний выходов блоков 3 сравнения в регистр 30 сдвига. При нахождении канала 1 с наибольшей погрешностью аппроксимации, так же, как и в первом режиме, в регистр 30 записывается номер этого канала, а на выходе элемента ИЛИ 8 появляется логическая 1, с помошью триггера 9 запрещающая дальнейшую запись состояния выходов блоков 3 в регистр 30. Логическая 1, по- являюшаяся на втором выходе триггера 9, открывает элемент 11 запрета, и импульсы от генератора 10 импульсов поступают на вход сдвига регистра 30 и на вход счетчика 15. При появлении логической «1 в дополнительном разряде регистра 30 закрывается элемент 11 запрета и с помощью триггера 24 открывается элемент И 22, при этом 45 импульсы с генератора 10 поступают на второй счетчик 16, совместно с дешифратором 13 опрашивающий элементы И 4 каналов 1. При опросе элемента И 4 канала I, у которого погрещность аппроксимации достигла заданного значения, т.е. при появлении логических 1 на обоих входах какого-либо элемента И 4, открывается соответствующий ключ 6, и информация этого канала 1 поступает на второй аналого-цифровой преобразователь 18, где пре- 55 образуется в код, который записывается в блок 26 памяти по сигналу от элемента ИЛИ 29. Одновременно записывается в

Сигнал с выхода формирователя 31 переключает выходы логического коммутатора 27 с входов от преобразователя 17, регист- 30 ра 14 памяти и тай.мера 28 на входы блока 26 памяти, а также является сигналом считывания информации из блока 26 памяти.

Переходы с режима на режим ocynie- ствляются автоматически.

Таким образом, предлагаемый адаптивный коммутатор позволяет уменьшить погрешность аппроксимации, поддерживая ее на заданном уровне, и практически полностью устранить избыточность сообщений. По сравнению с известными устройствами сокращения избыточности с буферной памятью предлагаемый адаптивный коммутатор позволяет передавать экспресс- информацию в натуральном масштабе времени о наиболее быстро меняющихся (а, следовательно, и наиболее важных) параметрах.

50

Формула изобретения

Адаптивный ком.мутатор системы телеизмерений, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и первого счетчика, выходы первого счетчика соединены с соответствующими первыми входами регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора, блок считывания, первый

блок 26 код номера канала 1 с ВЫ.ХОДОЕ; счетчика 16 и код времени с выходов таймера 28. При этом канал I, имеющий наибольшую погрешность аппроксимации, записываться в блок 26 не будет, так как его преобразователь 2 погрешности аппроксимации сброшен сигналом от дешифратора 12 до начала опроса элементов И 4. По окончании опроса элементов И 4 сигнал с последней шины дешифратора 13 закрывает с помошью триггера 24 элемент И 22 и устанавливает генератор 21 в первоначальное состояние, в котором выходное напряжение генератора 21 имеет максимальное (по модулю) значение.

Сигнал с выхода формирователя 31 переключает выходы логического коммутатора 27 с входов от преобразователя 17, регист- ра 14 памяти и тай.мера 28 на входы блока 26 памяти, а также является сигналом считывания информации из блока 26 памяти.

Переходы с режима на режим ocynie- ствляются автоматически.

Таким образом, предлагаемый адаптивный коммутатор позволяет уменьшить погрешность аппроксимации, поддерживая ее на заданном уровне, и практически полностью устранить избыточность сообщений. По сравнению с известными устройствами сокращения избыточности с буферной памятью предлагаемый адаптивный коммутатор позволяет передавать экспресс- информацию в натуральном масштабе времени о наиболее быстро меняющихся (а, следовательно, и наиболее важных) параметрах.

Формула изобретения

Адаптивный ком.мутатор системы телеизмерений, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и первого счетчика, выходы первого счетчика соединены с соответствующими первыми входами регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора, блок считывания, первый

выход которого является выходом адаптивного коммутатора, второй выход блока считывания соединен с вторым входом регистра и первыми входами первого аналого-цифрового преобразователя и nepaoi o триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход первого триггера соединен с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и вторыми входами первого счетчика и регистра сдвига, третий вход которого является первым управляющим входом адаптивного коммутатора, и в каждом информационном канале преобразователь погрешности ап- проксимапии, первый компаратор и первый ключ, объединенные первые входы преобразователя погрешности аппроксимации первого ключа являются информационными входами адаптивного коммутатора, выход преобразователя погрешности аппроксимации соединен с первым входом первого компаратора, выходы первых компараторов каждого канала соединены с соответствующими четвертыми входами регистра сдвига и соответствующими входами нервого элемента ИЛИ, выходы первых ключей каждого канала объединены и соединены с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с объединенными вторыми входами первых компараторов каждого канала, выходы первого дешифратора соединены с вторыми входами первых ключей соответствующих ипформационных каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй компаратор, первый и второй элементы И, элемент НЕ, формирователь импульсов, второй триггер, второй счетчик, второй дешифратор, второй апалого-цифровой преобразователь, блок памяти, второй элемент ИЛИ, коммутатор, таймер и в каждый информационный канал, третий элемент И, третий элемент ИЛИ и второй ключ, выход г енератора линейно изменяющегося напряжения соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого является вторым ип- формационным входом адаптивного коммутатора, выход второго компаратора соединен с первым входом первого элемента И, выход которого через формирователь им

5

0

5

0

5

0

5

пульсов соединен с первыми входами блока памяти и коммутатора, выход первого элемента ИЛИ через элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход регистра сдвига соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход второго элемента И соединен с первым входом второго аналого-цифрового преобразователя и через второй счетчик соединен с соответствую- 1ЦИМИ вторыми входами блока памяти и входами второго дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами третьих элементов И каждого информационпог о канала, последний из выходов второго дешифратора соединен с вторыми входами второго триггера и генератора линейно изменяющегося напряжения, выходы второго аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими третьими входами блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами адаптивного коммутатора, выходы таймера соединены с соответствующими четвертыми входами блока памяти и третьими вход.ами коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами блока считывания, выходы регистра соединены с соответствующими четвертыми входами коммутатора, пятые входы которого подключены к соответствующим выходам первого аналого-цифрового преобразователя, в каждом информационном канале выход первого компаратора соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго ключа и четвертого элемента ИЛИ и соответствующим входом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы первого ключа подключены к вторым входам соответственно второго ключа и третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом преобразователя погрешности аппроксимапии, выходы вторых к/ио- чей каждого ипформапионного канала объединены и соединены с вторым входом второго аналого-цифрового преобразователя, второй вход второго компаратора является вторым упраЕ ляющим входом адаптивного коммутатора.

Изобретение относится к телеизмерения.м и может применяться в система.х дальней связи. Цель изобретения - новьииение точности за счет снижения ногре1нности аннроксимации. В известное устройство дополнительно введены счетчик 16, деншф- ратор 13, компаратор 3, аналого-цифровой преобразователь 18, элементы И и ИЛИ 7, блок 26 буферной памяти, таймер 28, ,40- гический коммутатор 27, ключи 5, 6, инвертор. Благодаря этому отсчеты сиг налов, имеюши.х наибольн ую погрен1ность аппроксимации, передаются неносредственно в канал связи, а отсчеты други.х сигна.чо, у которы.х погренпность аппроксимации достигла допустимого значения, занис1)1вают- ся в буферную laMHTb. I ил. СО со о со о