Передающее устройство телеизмерительной системы Советский патент 1979 года по МПК G08C19/28 

(54) ПЕРЕДАКХДЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к телеметрии и найти применение в мног канальных системах со сжатием инфор мации . Известны многоканальные системы со сжатием данных, содержащие в пер дающей части последовательно соединенные дискретизатор, аналого-цифро вой преобразователь (АЦП), блок ортогонального преобразования, устрой ство блокового квантования, блок апертурного сжатия, блок адресации, буферное запоминающее устройство, а также блок управления, подключенный выходами к соответствующим дополнительным входам всех перечисленных блоков l Недостатком такой системы сжатия данных является передача измеритель.ной информации в ненатуральном масштабе времени, т.е. с некоторой задержкой во времени. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является передающее устройство системы телеизмерений, содержащее преобразователи погрешности аппроксимации, информационные входы которых объединен соответственно с информационными входами первого коммутатора, выход которого через АЦП подключен к информационным входам блока считывания и усилитель-формирователь 2. Первый выход блока управления соединен с. управляюйщми входами АЦП и первого коммутатора, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам преобразователей погрешности аппроксимации.. Один выход блока считывания соединен с выходом устройства другой - со входом установки в нуль коммутаторов и амплитудного дискриминатора и входом блока управления, второй выход которого соединен ее счетными входами коммутаторов. Выход второго коммутатора подключен ко входу амплитудного дискриминатора Недостатком такого устройства является низкая информативность при взаимной коррелированности составляющих ансамбля входных сигналов. Целью изобретения является повышение информативности устройства за счет увеличения коэффициента сжатия и помехоустойчивости. Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены блок ортогоналыюго преобразования, регистр памяти и блок 3 сравнения, один из входов которого соединен с выходом первого коммутатора. Второй вход блока сравнения подключен к шине постоянного напряжения, выход - ко входу управления второго коммутатора, дополнительные выходы которого соединены с входами регистра памяти, вход управления которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора. Выходы регистра памяти подключены к входам управления первого коммутато ра и дополнительным входом блока сч тывания. Входы устройства соединены с соответствующими входами блока ортогонального преобразования, соед ненного выходами с информационными входами соответствующих преобразова телей погрешности аппроксимаций. При этом над декоррелированным непрерывным ансамблем сигналов W. производится процедура адаптивной коммутации с пороговым отбором малоинформативных выборок, благ даря чему устраняются как избыточность внутри каждого сигнала, так и избыточность, заключенная между сое тавляющими ансамбля из-за.их статистических связей,что приводит к дополнительному сжатию по отсчетам и полосе частот, На чертеже, дана структурная, схем устройства. Оно содержит блок ортогональных преобразований 1, преобразователи погрешности аппроксимации 2,, коммутатор 3, АЦП 4, блок считывания 5, коммутатор 6, регистр памяти 7, блок сравнения 8, амплитудный дискриминатор 9 и блок управления 1 Блок ортогональных преобразова.ни 1 служит для непрерывнс5го во времен линейного ортогонального преобразов НИН с матрицей (например, матрицей Фурье, Уолша,)).аара) исходного анса бля сигналов X ( i) в набор более независимых между собой в ансамбле сигналов (t) . Преобразователи погрешности аппроксимации 2 - 2 предназначены для, непрерывного вычисления погрешности аппроксимации входного процесса по определенному алгоритму. При подаче на управляющий вход сигнала (логической единицы) выход соответст вующего преобразователя погрешности аппроксимации обнуляется, Коммутатор 3 (измерительный) сое тОит из последовательно соединенных счетчика, дешифратора и ключей и служит для подключения без искажений сигналов со своих информационных входов на выход. Переключение внутр коммутатора 3 происходит по мере поступления импульсов с. его входа. При подаче логической единицы на вх управления счетчик коммутатора уста навливается в состояние, определяемое кодовой комбинацией на входах управления. Выходы дешифратора в коммутаторе являются дополнительными выходами На одном из них при поступлении логической единицы на вход управления появляется логическая единица в соответствии с состоянием счетчика. При подаче на вход установки в нуль логической единицы коммутатор 3 устанавливается в начальное состояние. Коммутатор 6 (погрешностей) отличается от измерительного коммутатора 3 тем, что его дешифратор имеет дополнительный вход управления, при подаче на который логического нуля все выходы дешифратора также обнуляются, что приводит к размыканию всех ключей. Дополнительными выхо-, , дами коммутатора являются выходы его счетчика. АЦП служит для преобразования входного сигнала в параллельный код (преобразование начинается при подаче сигнала на его дополнительный вход). Блок сравнения 8 служит для сравнения между собой напряжений на входах. Если модуль напряжения на первом входе больше (меньше), чем модуль напряжения на втором входе то на выходе блока сравнения 8 формируется логический нуль (единб1ца) . Блок считывания 5 предназначен для передачи на первый выход кодов адреса и отсчета выбранного канала, а также для формирования на втором вьдходе импульсов в начале каждого . такта адаптивной коммутации. Блок управления 10 предназначен для вьадачи на каждом такте адаптивной коммутации серии из N счетных импульсов со второго выхода и одного игдпульса после окончания этой серии на первом выходе. Амплитудный дискриминатор 9 представля т собой схему сравнения с памятью и предназначеи для формирования логической единицы на выходе, если очередной входной импульс больше предыдущего. При поступлении на вход установки нуля логической единицы напряжение в памяти амплитудного дискриминатора 9. обнуляется, . Регистрпамяти 7 служит для записи кода при поступлении сигнала логической единицы на его дополнительный вход и хранения кода,i Устройство работает следующим обраобразом. Блок ортогональных преобразований 1 непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля входных сигналов л (t) в ансамбль 3 (t), в котором ослаблены или полностью устранены корреляционные связи между его составляющими. Такт адаптивной коммутации начинается с того,что из блока считывания 5 на входы установки в нуль. коммутаторов и блока 9 и на вход управления блока управления 10 поступает сигна в коммутаторы 3 и б. При этом комму тор 3 поочередно подает на первый в ход блока сравнения 8 выходные сигн от блока 1, коммутатор 6 поочередно подсоединяет ко входу блока 9 напря женил от соответствующего блока 2 которые пропорциональны погрешностя аппроксимации выходных сигналов бло ка 1. При этом подсоединение проис ходит при условии срабатывания блок сравнения 8, для чего необходимо/ чтобы текущее значение преобразованного сигнала превышало пороговое ((S.i Д ) . Следует отметить, что при этом оба коммутатора работают со смещением на время срабатывания блока сравнения 8, так как коммутатор 6 должен быть отключен раньше, чем сработает блок 9. Для достижения этого достаточно запустить коммутатор 3 по переднему фронту, а коммутатор 6 по заднему фронту счет ных импульсов. Если сигнал, пришедщий на вход блока 9, больше предыдущих, он запоминается, а на выходе амплитудного дискриминатора появ ляется сигнал, который дает разрешение на запись адреса канала в регистр памдти 7 с дополнительных вых дов коммутаторов. Это происходит до тех пор,, пока не будут опрошены все каналы общих коммутаторов, Б результате в регистр памяти записывается код канала с максимальной погрешностью аппроксимации при усло вии, что сигнал (( . После этого блок управления 10 с первого выхода выдает сигнал, по котором :в коммутатор 3 записывается код канала с наибольшей погрешностью и начинается кодирование выбранного сигнала с помощью АЦП 4. Далее код информации из АЦП 4 и код адреса из регистра памяти 4 приходят в блок считывания 5 и затем на выход устройстав в канал связи. Таким образом, в предлагаемом устройстве передаются значения новы координат, сформированных из входных сигналов блоком ортогонального преобразования и имеющих ослабленные взаимокорреляционные связи, а следовательно более существенное расхождение по дисперсиям сигналов. Благодаря этому при пороговом отборе, осуществляемом с помощью блока сравнения 8, отбрасываются те координаты, которые меньше определенног порога. Информация с них не передается даже в том случае, когда соответствующие преобразователи имеют высокий уровень выходных сигналов (из-за входных помех, например или из-за собственного дрейфа). Дополнительное сжатие по отсчетам зав сит от степени вз имокоррелированности входного ансамбля телеметрируемых сигналов и, как показывает анализ, может в пределе достигнуть величины N (где N число.каналов устройства). Предлагаег/ое устройство позволяет также существенно уменьшить влияние помех в канале связи на точность телепередачи. Так как на приемной стороне восстановленные координаты подвергаются обратному ортогональному преобразованию, то индивидуальные для каждой ( координаты погрешности сбоев из-за помех в канале связи суммируются и образуют для каждого восстановленного телеметрического сигнала суммарную погрешность с практически нормальным законом распределения. При этом дисперсия погрешности та же, что и в известном устройстве, но . вероят- , ность появления больших погрешностей существенно ниже. Формула изобретения Передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее преобразователи погрешности аппроксимации, информационные входы которых объединены соответственно о информационными входами первого коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) подключен к информационным входам блока считы;Вания, первый выход блока управления соединен с управляющими входами АЦП и первого коммутатора, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам преобразователей погрешности аппроксимации, один выход блока считывания соединён с выходом устройства, другой выход блока считывания соединен с входами установки в нуль коммутаторов и амплитудного дискриминатора и входом блока управления, второй выход которого соединен со счетными входами коммутаторов, выход второго коммутатора подключен к входу амплитудного дискриминатораf о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены блок ортогонального преобразования, регистр памяти и блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом первого коммутатора; второй вход блока сравнения подключен к шине постоянного напряжения; выход блока сравнения соединен с управляющим входом второго коммутатора, дополнительные выходы которого соединены с входами регистра памяти, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора; выходы регистра памяти подключены ко входам управления первого коммутатора и дополнительньдм входам блока считыбания; входы устройства соединены с соответству рщими входами блока ортогонального преобразования, соединенного выходами с информационными входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации.

8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Свириденко В.А. Анализ систем со сжатием данных. М.. , 1977,с .122-123.

2.Фремке А.В. Телеизмерения. М., 1975, с.233.