Телеметрическое устройство Советский патент 1991 года по МПК G08C15/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при создании многоканальных систем с частотным разделением каналов и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. N; 1399792.

Цель изобретения - повышение точности устройства путем устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразования.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока вычислений динамических коэффициентов.

Устройство содержит на передающей стороне квадратор 1, многотактный таймер 2. ключ 3. канальные частотные модуляторы 4о - 4К, смеситель 5, на приемной стороне приемник 6. канальные фильтры(ориентиры) 7о - 7К. канальные детекторы 8о - 8К. канальные сумматоры 9i - 9к, ключ 10, блок вычис- лений коэффициентов, первые умножители 12i - 12К, регистраторы 13i - 13к, блок вычисления динамических коэффициентов, дифференцирующие элементы 151 - 15, вторые умножители 16i - 16к.

. Блок 14 вычисления динамических коэффициентов содержит генератор 17 синусоидальных колебаний, квадратор 18, дифференцирующие элементы 19 и 20, умножители 21 - 24, интеграторы 25 - 28, вычи- татели 29 и 30, делитель 31.

Устройство работает следующим образом.

На входы канальных частотных модуляторов 4о - 4к поступают сигналы Ui(t) - Uk(t), соответственно. В общем виде характеристику тракта частотного преобразования от входов канальных частотных модуляторов 4о - 4к до выходов канальных детекторов 8о - 8 с учетом динамической составляющей суммарной погрешности с достаточной степенью точности можно описать линейным дифференциальным уравнением первого порядка вида

bOY +YW-aitQUW + aoCS) 0)

A b( Ј ) - динамическая погрешность тракта;

(Ј) - совокупность дестабилизирующих факторов, приводящих к указанным выше погрешностям, которые, в общем случае, меняются во времени.

Далее, при записи коэффициентов ао. si,b будем предполагать зависимость их значений от дестабилизирующих факторов.

Как следует из выражения (1), для точной оценки входного сигнала U(t) необходимо постоянно уточнять коэффициенты ао. а 1 и Ь. В этом случае

U(t) -1/ai bY1(t) + Y(t)-a0.

(2)

Из выражения (1) видно, что коэффициенты аои В1 определяют характеристику преобразовательного тракта в статическом установившемся режиме, то есть при у 1(t) 0 и(или) b 0. а коррекция а0 и ai осуществляется аналогично прототипу.

Рассмотрим нахождение текущего значения коэффициента Ь, корректирующего динамические свойства тракта частотного преобразования. В положении а ключей 3 и 10 на вход частотного модулятора 40 поступает сигнал U2i(t)c выхода квадратора 1. От входа квадратора 1 до выхода канального детектора 8« тракт частотного преобразования будет описываться уравнением

bY01(t) + Yo(t)(t),

где В - нелинейный оператор (в данном случае квадратичный);

YrXt) - сигнал на выходе канального детектора 8о.

Для нахождения коэффициента Ь. характеризующего динамическую составляющую погрешности, необходимо найти совместное решение двух уравнений:

bYi1(t) + Y,,(t)Ui(t) bYo{1)(t) + Yo(t)(t),

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при создании многоканальных систем с частотным разделением каналов. Цель изобретения - повышение точности устройства путем устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразователя. Устройство содержит на передающей стороне квадратор 1, многотактный таймер 2, ключ 3, канальные частотные модуляторы 4₀ - 4_к, смеситель 5, на приемной стороне приемник 6, канальные ориентиры 7₀ - 7_к, канальные детекторы 8₀ - 8_к, канальные сумматоры 9₁ - 9_к, ключ 10, блок 11 вычисления коэффициентов, первые умножители 12₁ - 12_к, регистраторы 13₁ - 13_к, блок 14 вычисления динамических коэффициентов, дифференцирующие элементы 15₁ - 15_к, вторые умножители 16₁ - 16_к. Данное устройство отличается повышенной точностью за счет устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

+ ДЬ( |)Y1(t) ai4 + + Aai(Ј)U(t) + aoHAie(Ј)

50 Совместное решение этих двух уравнений при нелинейном операторе В позволяет получить следующее основное общее уравнение идентификации

где асы, а 1ц, Ьн коэффициенты, характеризующие номинальную характеристику тракта частотного преобразования;

Да.( |) - аддитивная погрешность (1N(t) + Yi(t) )o(t) + Yo(t). (3)

тракта (дрейф нуля);

Да( Ј) - мультипликативная погрешность тракта частотного преобразования (дрейф чувствительности);

при этом исключается неизвестный входной сигнал Ui(t).

где Yi(t) - сигнал на выходе канального детектора 8i.

Совместное решение этих двух уравнений при нелинейном операторе В позволяет получить следующее основное общее уравнение идентификации

при этом исключается неизвестный входной сигнал Ui(t).

Для нахождения оценки коэффициента b дифференциального уравнения воспользуемся методом модулирующих функций, применение которого позволяет исключить из рассмотрения краевые условия на интервале наблюдения и производные всех порядков от наблюдаемых сигналов.

В общем виде преобразованное уравнение (3) будет иметь вид:

Јaj(-1)l((Y,,«ftO))- J i

-(Ye V.J) (Yo.#)-(УьФ).

где п - порядок дифференциального уравнения;

8jO неизвестные коэффициенты;

У| О V) линейнонезависимые (моделирующие) функции;

Ф ( В ) - преобразованные модулирующие функции;

т (Р Р) / P(t)q(t)dt - скалярное произвеодение функций.

Для дифференциального уравнения первого порядка (п 1) модели тракта преобразования частоты преобразованное уравнение будет иметь вид:

b((Yo,Ј)-(Yi,&)) (Y.,P)-(Y1,0)

или ЬА - В,

где А - } Yo(t) J (t)dt -} Yi(t) Ф(t)dt ; (4) оо

B-}Yo(t)(t)dt-/Yi(t)&{t)dt , (5) оо

где Ф В р - у, р- sin о) t.

Тогда, вычислив значения параметров А и В. можно определить значение коэффициента b

b-B/A

и, в итоге, с помощью (2) произвести точную оценку величин входных сигналов Ui(t) с учетом аддитивной, мультипликативной и динамической погрешностей тракта частотного преобразования.

В положении а ключей 3 и 10 коррекция динамической погрешности тракта осуществляется с помощью вычисления параметров А и В в блоке 14 вычисления динамических коэффициентов, который работает следующим образом. Синусоидальное колебание (модулирующая функция р).

вырабатываемое генератором синусоидального колебания 17, поступает на входы квадратора 18, дифференцирующего элемента 19 и умножителя 21. С выхода квадратора 18 сигнал, представляющий собой преобразованную модулирующую функцию Ф. поступает одновременно на входы дифференцирующего элемента 20 и умножителя 22. Сигналы фс выхода дифференци- рующего элемента 19 и Фс выхода

дифференцирующего элемента 20 поступают соответственно на входы умножителей 24 и 23. Изменяющиеся во времени сигналы Yo(t) и Yi(t) с соответствующих частотных детекторов 8о и 8i поступают одновременно

на вторые входы умножителей 21 - 24. Сигналы Yo(t)c выхода умножителя 24 и Yi(t) Ф с выхода умножителя 23 поступают на входы интеграторов 28 и 27. Сигналы, представляющие собой скалярные проиэведения (Yo, р) и (Yi, Ф), с выходов интеграторов 27 и 28 поступают на входы вычитателя 30. Результирующий сигнал на выходе вычислителя 30 представляет собой значение параметра

А- / Yo(t)Ј(t)dt-Y(t)/4 (t)dt. оо

Сигналы Yi(t) p с выхода умножителя 22 и Yo(t) Фс выхода умножителя 21 поступают на входы интеграторов 26 и 25. Сигналы, представляющие собой скалярные произведения (Yi,y ) и (Уо.Ф) с выходов интеграторов 25 и 26 поступают на входы вычитателя 29. Результирующий сигнал на выходе вычитателя 29 представляет собой значение параметра .

B- }Yo(t)p(t)dt-j Yi(t(t)dt. оо

Текущие значения параметров А и В поступают на входы делителя 31. на выходе которого формируется сигнал, представляющий собой искомое значение коэффициента b В/А.

Таким образом, блок 14 вычисления динамических коэффициентов осуществляет непрерывное определение значения коэффициента Ь, зависящего от изменения

динамических свойств тракта преобразования частоты.

Рассчитанное в блоке 14 вычисления динамических коэффициентов согласно выражениям (4).(5), (6) значение коэффициента Ь поступает на первые входы канальных умножителей 16i - 1бк, на вторые входы которых поступают значения первых производных сигналов каждого канала с выходов дифференцирующих элементов 15i - 15«. С выходов умножителей 16i -16« сигналы, представляющие собой произведения Ь Y1i(t). поступают на третьи входы соответствующих сумматоров 91 - 9«, на первые входы которых поступают через ключ 10 значения текущих коэффициентов ао. а на вторые входы - значения сигналов ) с выходов соответствующих детекторов 81 - 8к. С выходов сумматоров 9i - 9к сигналы, равные Yi(t) + bYVt)- ао, поступают на вторые входы умножителей 12i -12 на первые входы которых поступает величина -1 /ai с выхода блока 11 вычисления коэффициентов. С выходов умножителей 12i - 12К сигналы, равные Ui(t) - -1/aKbYyt) + ) -во). I - Ck, т.е. с учетом коррекции дрейфа нуля, дрейфа чувствительности и динамической составляющей погрешности, поступают на входы регистраторов 13i - 13.

Формула изобретения

дифференцирующего элемента подключены к первым входам третьего и четвертого умножителей соответственно, вторые входы первого и четвертого умножителей объединены и являются первым информационным

входом блока, вторые входы второго и третьего умножителей объединены и являются вторым информационным входом блока, выходы первого и второго умножителей через одноименные интеграторы подключены к

первому и второму входам первого вычита- теля соответственно, выходы третьего и четвертого умножителей через одноименные интеграторы подключены к первому и второму входам второго вычитателя соответственно, выходы первого и второго вычитателей подключены к первому и второму входам делителя соответственно, выход которого является выходом блока.

Фиг. 2

блок вычисления динамических коэффициентов

J/

В

Й-

.J