Устройство для передачи телеметрической информации Советский патент 1987 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телеизмерениям и может применяться в телемеханике, дальней связи, в системах автоматического контроля, где необходимо сокращение объема передаваемой измерительной информации.

Цель изобретения - повышение достоверности информации за счет уменьшения погрешности аппроксимации введением обратной связи и регулированием коэффициента передачи преобразователей погрешности аппроксимации таким образом, что передаточная характеристика всех преобразователей погрешности выводится на линейный участок и анализатор погрешностей выбирает канал с действительно наибольшей погрешностью аппроксимации.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для передачи телеметрической информации; на фиг. 2 - структурная схема преобразователя погрешности аппроксимации; на фиг. 3 - структурная схема блока считывания.

Устройство (фиг. 1) содержит в информационных каналах датчики 1, предназначенные для преобразования параметров объекта в унифицированный сигнал, преобразователи 2 погрешности аппроксимации, служащие для выработки напряжения, пропорционального погрешности аппроксимации, ключи 3, служащие для коммутации сигналов датчиков 1. Кроме того, устройство содержит анализатор 4 погрешностей аппроксимации, служащий для определения информационного канала с наибольшей погрешностью аппроксимации и содержащий генератор 5 тактовых импульсов, триггер 6, элемент И 7, распределитель 8 импульсов, ключи 9, аналоговый запоминающий блок 10, усилитель 11 импульсов, формирователь 12 импульсов, счетчик 13, дешифратор 14, элементы И 15. Генератор 5, триггер 6, элемент И 7, распределитель 8 и ключи 9 служат для коммутации выходных напряжений преобразователей 2 погрешности аппроксимации. Аналоговый запоминающий блок 10 с усилителем 11 и формирователем 12 служат для выработки логического сигнала «1 в случае, если напряжение на выходе какого-либо преобразователя 2 больше напряжения на выходах предыдущих преобразователей 2. Счетчик 13 служит для выработки адреса (в двоичном коде) выбранного канала, а дешифратор 14 и элементы И, 15 - для формирования логического сигнала «1, служащего для открывания ключа 3, соответствующего выбранному каналу. Устройство содержит также аналоговый запоминающий блок 16, содержащий конденсатор 17 и усилитель 18 и служащий для запоминания мгновенного значения сигнала выбранного датчика, аналого-цифровой преобразователь 19, служащий для преобразования указанного мгновенного значения сигнала в код, блок 20 регистров, служащий

для запоминания кодов адреса и информации выбранного канала, блок 21 считывания, предназначенный для преобразования параллельных кодов адреса и информации

в последовательный код и выдачи его в ли нию связи, задатчик 22 временных интервалов и формирователь 23 импульсов, служащий для создания импульсов управления. Кроме того, устройство содержит в каждом канале блок 24 сравнения, служащий для

формирования сигнала «1 при появлении на входах одинаковых напряжений, и триггер 25, предназначенный для запоминания момента срабатывания блока 24 сравнения на время одного цикла работы устройства.

Устройство содержит сумматор 26 (например, на резисторах), служащий для создания напряжения, пропорционального числу сработавщих блоков 24 сравнения и триггеров 25, т.е. пропорционального числу каналов, в которых выходное напряжение преобразователей 2 достигло максимального значения, и шину 27 задания максимального напряжения (например, это может быть напряжение питания).

Преобразователь 2 погрешности аппроксимации с изменяющимся коэффициентом передачи (фиг. 2) может содержать, например, блок 28 дифференцирования, ключ 29, блок 30 памяти, вычитатель 31, блок 32 изменения чувствительности, состоящий из

резистора 33 и полевого транзистора 34, интегратор 35, блок 36 модуля, вход 37 сброса и вход 38 изменения чувствительности (третий вход преобразователя 2)

Блок 27 считывания (фиг. 3) состоит из элементов И 39, число которых равно

числу разрядов кода (адреса и информации), элемента ИЛИ 40, распределителя 41, число выходов которого может быть больше или равно числу разрядов кода, и генератора 42 импульсов 4.

Блок 21 содержит также информационный 43 и управляющий 44 выходы. Распределитель 41 поочередно опрашивает элементы И 39 и на выходе 43 элемента ИЛИ 40 появляется последовательный код.

Устройство работает следуюцд,им образом.

В начале каждого цикла выбора информационного канала, аналого-цифрового преобразования и передачи информации в

линию связи на управляющем выходе блока 21 считывания появляется импульс, который запускает задатчик 22 временных интервалов (ждущий мультивибратор) и осуществляет перезапись параллельных кодов информации с выходов аналого-цифрового

преобразователя 19 и адреса с выходов анализатора 4 погрешностей в регистры 20. Блок 21 считывания начинает преобразование параллельного кода регистров 20 в

последовательный и передачу его в линию связи. Импульс с выхода ждущего мультивибратора 22 воздействует на вход сброса аналогового запоминающего блока 10, обнуляя его, и открывает элементы И 15. К этому моменту времени в счетчике 13 записан параллельный двоичный код адреса выбранного в предыдущем цикле канала, который дещифратором 14 преобразован в единичный позиционный код, так что на выходе соответствующего элемента И 15 появляется логический сигнал 1, открывающий соответствующий ключ 3, при этом в блок 16 записывается мгновенное значение сигнала выбранного в предыдущем цикле канала. По заднему фронту импульса от ждущего мультивибратора 22, после окончания которого все ключи 3 закрыты, срабатывает формирователь 23, импульс с выхода которого запускает аналого-цифровой преобразователь 19 и устанавливает триггер 6 в единичное состояние.

Аналого-цифровой преобразователь 19 начинает преобразование аналогового сигнала, запомненного в блоке 16, в код, а логическая «1 с выхода триггера 6 открывает элемент И 7, через который начинают проходить импульсы с генератора 5 на вход распределителя 8. На выходах последнего при этом поочередно появляется логическая «1, открывающая ключи 9, на первые входы которых поступают напряжения с выходов преобразователей 2. Эти напряжения по очереди подключаются к входу блока 10.

Если напряжение от преобразователя 2 очередного канала больше, чем напряжение преобразователя 2 предыдущего канала, на выходе блока 10 возникает приращение напряжения, которое усиливается усилителем 11 и формируется формирователем 12 импульсов, импульс с выхода которого устанавливает счетчик 13 в состояние, соответствующее максимальному номеру канала (общему числу каналов устройства). Если же напряжение с выхода преобразователя очередного канала меньще, чем напряжение с преобразователя 2 предыдущего канала, приращения сигнала на выходе блока 10 нет и счетчик 13 не устанавливается в указанное состояние, а его содержимое уменьшается на единицу при поступлении на счетный вход тактового импульса с выхода элемента И 7. В итоге, после опроса всех каналов в счетчике 13 оказывается записанным двоичный код номера канала с максимальной погрешностью аппроксимации, а на выходе переполнения (дополнительный выход) распределителя 8 появляется логическая «1, при этом т риггер 6 устанавливается в нулевое состояние, элемент И 7 закрывается и распределитель 8 останавливается. После этого появляется

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

очередной импульс на управляющем выходе блока 21 считывания и работа устройства повторяется.

Однако при большой активности сигнала в нескольких каналах выходное напряжение преобразователей 2 этих каналов достигает максимального значения и анализатор 4 погрешностей опрашивает эти каналы по очереди, что может привести к появлению больших недопустимых погрешностей в некоторых каналах. Для исключения этого явления используется обратная связь по погрешности аппроксимации, которая осуществляется с помощью блоков 24-26 следующим образом.

Напряжения с выходов преобразователей 2 поступают на первые входы блоков 24 сравнения, на вторые входы которых подается максимальное напряжение, которое может появиться на выходах этих преобразователей (например, напряжение питания) от шины 27. Блоки 24 тех каналов, напряжения на выходах преобразователей 2 которых достигли максимального значения, срабатывают, и на их выходах появляется логический сигнал «1. Предварительно триггеры 25 установлены в нулевое положение сигналом начала цикла от управляющего выхода блока 21 считывания.

Напряжения с выхода триггеров, имеющих единичный выходной сигнал, поступают на сумматор 26, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное числу каналов, у которых напряжение на выходе преобразователей 2 достигает максимального значения. Это напряжение поступает на дополнительные входы преобразователей 2 так, что уменьшается наклон характеристики «вход-выход преобразователя 2, и выходное напряжение выводится на линейный участок. Устройство переходит на адаптивный режим работы, и выбирается канал с действительно наибольшей погрешностью. Так как триггеры 25 сбрасываются в начале каждого цикла, то сигнал обратной связи по погрещности аппроксимации действует только в одном цикле, а в следующем цикле обновляется. Параметры обратной связи выбираются так, что она начинает действовать в случае, если максимальное напряжение появляется на выходах двух и более преобразователей погрещности аппроксимаций.

Формула изобретения

Устройство для передачи телеметрической информации/содержащее датчики, выходы которых подключены к первым входам соответствующих ключей и преобразователей погрешности аппроксимации, выходы которых соединены соответственно с первыми входами анализатора погрешностей аппроксимации, первые выходы которого

подключены к вторым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации и ключей, выходы ключей объединены и через аналоговый запоминающий блок подключены к первому входу аналого- цифрового преобразователя, второй вход которого Объединен с вторым входом анализатора погрешностей и подключён к выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к третьим входам анализатора погрешностей и выходу задатчика временных интервалов вход которого соединен с первым выходом блока считывания и с первым входом блока регистров, вторые входы которого подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя, вторые выходы анализатора погрешностей аппроксимации соединены с третьими входами блока регистров, выходы блока регистров под0

5

ключены к входам блока считывания, второй выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информации, в устройство введены сумматор, шина задания максимального напряжения, блоки сравнения и триггеры, первый вход каждого блока сравнения соединен с выходом соответствующего преобразователя погрешности аппроксимации, второй - с шиной задания максимального напряжения, выход блока сравнения соединен с первым входом соответствующего триггера, вторые входы всех триггеров объединены и .подключены к первому выходу блока считывания, выходы триггеров соединены с входами сумматора, выход которого подключен к третьему входу преобразователей погрешности аппроксимации.

Фиг. г

Изобретение относится к области телеизмерений и может применяться в адаптивных информационно-измерительных системах, системах дальней связи, системах контроля и управления и т.п. Цель - повышение достоверности информации за счет уменьшения погрешности аппроксимации - достигается введением обратной связи и регулированием коэффициента передачи преобразователей погрешности аппроксимации таким образом, что передаточная характеристика всех преобразователей погрешности аппроксимации выводится на линейный участок и анализатор погрешностей аппроксимации выбирает канал с действительно наибольшей погрешностью аппроксимации. Эта цель достигается введением в устройство, содержашее датчики, преобразователи погрешности аппроксимации, ключи, аналоговое запоминающее устройство, аналого-цифровой преобразователь, блок регистров, задатчик временного интервала, анализатор погрешности аппроксимации, формирователь импульсов и блок считывания, блоков сравнения, триггеров, сумматора и шины задания максимального напряжения. 3 ил. (Л 00 00 О5

4 J

uu

Фиг.З