Телеизмерительная система Советский патент 1979 года по МПК G08C19/28 

1

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и и может применяться в радио и проводной телеметрии, дальней связи.

Известны системы, содержащие передающую и приемную стороны с обратным каналом связи 1.

Однако в таких системах линия обратной связи не используется для адаптивного управления энергией передатчика.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению телеизмерительная система, содержащая на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с входами соответствующих ключей и преобразователей погрешностей аппроксимации, выходы которых подключены к входам анализатора погрешностей аппроксимации, первая группа выходов которого соединена с управляющими входами соответствующих ключей, выходы которых объединены с выходами двух дополнительных ключей и подключены к входу аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с группой входов блока управленияи считывания, выход когорого соединен с входом системы, первый второй и третий управляющие выходы блока управления и считывания подключены соответственно к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя, первого и второго дополнительных ключей, вход первого дополнительного ключа соединен с первым входом опорного напряжения системы, вторая группа выходов анализатора погрешностей аппроксимации соединена с управляющими входам блока управления и считывания, блок усреднения погрешностей аппроксимации на приемной стороне - приемник, вход которого соединен с входом системы, а выход подключен к входу дешифратора и входу цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входами ключей, выход первого ключа подключен через блок усреднения к первому входу анализатора погрещностей сбоев, выход которого через блок считывания подключен к первому входу блока управления и считывания, выходы ключей, начиная с третьего, соединены с входами блоков регпстращщ, выходы дешифратора подключены к управляющим входам ключей 2. Недостатком такой системы является существенный перерасход энергии на передачу данных, так как энергия передатчика в этом случае должна быть рассчитана на максимальную активность ансамбля входных сигналов и наибольший уровень помех в канале связи. Цель изобретения - уменьшение затрат энергии на передачу данных, благодаря регулированию частоты адаптивной коммутации и пиковой мощности передатчика таким образом, чтобы обеспечить заданное значение суммарной погрешности и оптимальное соотношение между частными погрешностями аппроксимации, квантования и сбоев. Это достигается тем, что в систему введены на передающей стороне преобразователь напряжения в частоту, блок сравнения, первый вход которого соединен с вторым входом опорного напряжения системы, выход блока сравнения подклнэчен к входу преобразователя напряжения в частоту, первый выход которого соединен с входом второго дополнительного ключа, а второй выход подключен к второму входу блока управления и считывания и дополнительному входу анализатора погрешности аппроксимации, выход которого соединен через блок усреднения погрешностей аппроксимации с вторым входом блока сравнения, на приемной стороне - анализатор погрешности сбоев, блок управления синхронизацией, первый вход которого соединен с выходо.м приемника, а второй вход подключен к выходу первого ключа, выход блока управления синхронизацией соединен с синхронизирующими входами приемника, цифроаналогового преобразователя и деьуифратора, второй вход анализатора погрешности сбоев подключен к третьему входу опорного напряжения системы. На чертеже дана схема предлагаемого устройства. Телеизмерительная система содержит на передающей стороне датчики 1, преобразователи 2 погрешностей аппроксимации, ключи 3, анализатор 4 погрещностей аппроксимации, блок 5 управления и считывания, аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 усреднения погрешностей аппроксимации, блок 8 сравнения, пробразователь 9 напряжения в частоту, на приемной стороне - приемник 10, цифроаналоговый преобразиватель 11, дешифратор 12, ключи 13-1 - 13-2, блок 14 регистрации, блок 15 усреднения, анализатор 16 погрешности сбоев, блок 17 считывания, блок 18 управления синхронизацией. Телеизмерительная система работает еледующим образом. Преобразователи 2 погрешностей аппроксимации непрерывно анализируют сигналы с выходов датчиков 1 и подают на анализатор 4 погрещностей аппроксимации сигналы (напряжения), пропорциональные погрешности аппроксимации в соответствии с выбранным алгоритмом. Анализатор 4 анализирует погрешности аппроксимации сигналов всех датчиков и включает ключ 3 того датчика, погрешность аппроксимации сигнала которого наибольшая в данный момент. Анализатор 4 управляется сигналами с выхода преобразователя, который выдает разрешение на анализ и включение определенного ключа 3 периодически через тактовый интервал коммутации. Сигнал выбранного датчика поступает на преобразователь 6, который преобразует аналоговый сигнал датчика в параллельный код. Этот код проходит в блок 5 управления и считывания, куда одновременно с этим подается и код номера выбранного датчика от анализатора 4. Преобразователь 6 преобразует параллельные коды параметра и номера датчика в последовательный код, осуществляет вюричную модуляцию и передает Сигналы в канал связи. Блок 5 управляет сигнала.ми с выхода преобразователя 9, который выдает разрешение на преобразование и передачу кода. Преобразователь 9 управляется с выхода блока 8 сравнения, который выдает сигналы на увеличение или уменьшение частоты коммутации по результатам сравнения опорного напряжения LI, пропорционального величине 0,68 , и выходного сигнала, пропорционального средней по всем каналам дисперсии погрешности аппроксимации. Этот сигнал вырабатывается блоком 7 в результате усреднения по времени поступающего от анализатора 4 погрешностей напряжения, пропорционального наибольшей погрешности аппроксимации на каждом такте адаптивной коммутации. Связь средней максимальной погрешности аппроксимации eMBjy, .с|,. со среднеквадратическим значением 6а может быть легко установлена в зависимости от алгоритма аппроксимации. Так, например, при нулевой экстраполяции 6jL .вь/3, а при линейной интерполяции Sa «АХ. ,/5. Блок 5 периодически открывает соответствующие ключи 3 для преобразования и передачи на приемную сторону эталонного напряжения У« и напряжения с выхода преобразователя 9, пропорционального частоте коммутации. Первое необходимо для анализа на приемной стороне уровня помех в канале связи, а второе требуется для обеспечения синхронной работы приемной и передающей сторон. Данные с выхода блока 5 через канал связи поступают на вход приемника 10, который осуществляет восстановление кода, поступающего на входы цифроаналогового

преобразователя 11 и дешифратора 12. Разделение приходящей последовательности символов на коды адресов и коды отсчетов производится по сигналам от блока 18 управления синхронизацией. Аналоговый сигнал отсчета с выхода преобразователя 11 поступает на входы ключей 13; на управляющий вход одного из ключей с выхода дешифратора 12 поступает открывающий сигнал. При этом, если передавался существенный отсчет напряжения одного из датчиков, то открывается соответствующий из m ключей 13, и отсчет поступает на соответствующие блоки 14 регистрации. Если передавался сигнал, пропорциональный частоте коммутации на передающей стороне, то открывается (т + 1)-й последний ключ 13, и этот сигнал поступает на управляю щий вход блока 18 управления синхронизацией, который при необходимости изменяет частоту управляющих сигналов для обеспечения синхронной работы с передающей стороной. В случае передачи эталонного напряжения Uo открывается (т + 2)-и ключ 13. Принятое значение UQ поступает на вход блока 15 усреднения, выходной сигнал которого вырабатывается в результате сравнения эталонного напряжения Uc и принимаемого и и усреднения сигнала ощибки УО-If о- Получаемое выходное напряжение IJg, пропорциональное дисперсии ошибки от помех в канале связи, поступает на вход анализатора 16 погрешности сбоев, на второй вход которого подано напряжение / , пропорциональное требуемому значению дисперсии ошибки от помех в канале связи. Выходной сигнал анализатора 16 поступает на вход блока 17 считывания канала обратной связи и с выхода блока 17 через канал обратной связи - на вход управления пиковой мощностью передатчика в блоке 5 передающей стороны. Если реальная величина дисперсии погрещности от помех больше или меньше, чем требуемое ее значение, то передается сигнал на увеличение или уменьшение пиковой мощности передатчика. Таким образом, в системе осуществляется постоянная минимизация энергетических затрат путем оптимизации частоты коммутации. Исследования показали, что затраты энергии можно сократить примерно в 5-7 раз.

Формула изобретения

Телеизмерительная система, содержащая на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с входами соответствующих ключей и преобразователей погрешностей аппроксимации, выходы которых подключены к входам анализатора погрешностей аппроксимации, первая группа выходов которого соединена с управ-ляюшими входами соответствующих ключей, выходы

которых объединены с выходами двух дополнительных ключей и подключены к входу аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с группой входов блока управления и считывания, выход которого соединен с входом системы, первый, второй и третий управляющие выходы блока управления к считывания подключены соответственно к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя, первого и второго дополнительных ключей, вход первого дополнительного ключа соединен с первь м входом опорного напряжения системы, вторая группа выходов анализатора погрешностей аппроксимации соединена с управляющими входами блока управления и считывания и блок усреднения погрешностей аппроксимации, на приемной стороне - приемник, вход которого соединен с входом системы, а выход подключен к входу дешифратора и входу цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входами ключей, выход первого ключа подключен через блок усреднения к первому входу анализатора погрешности сбоев, выход которого через блок считывания подключен к перво.му входу блока управления и считывания, выходы ключей, начиная с третьего, соединены с входами блоков регистрации, выходы дещифратора подключены к управляющим входам ключей, отличающаяся тем, что, с целью сокращения энергопотребления системы, в нее введены на передающей 0 стороне преобразователь напряжения в частоту, блок сравнения, первый вход которого соединен с вторым входом опорного напряжения системы, выход блока сравнения подключен к входу преобразователя напряжения в частоту, первый выход которого

5 соединен с входом второго дополнительного ключа, а второй выход подключен к второму входу блока управления и считывания и дополнительному входу анализатора погрешностей аппроксимации, выход которого соединен через блок усреднения погрешностей аппроксимации с вторым входом блока сравнение, на приемной стороне - анализатор погрешности сбоев, блок управления синхронизацией, первый вход которого соединен с выходом приемника устройства, а второй вход подключен к выходу первого ключа, выход блока управления синхронизацией соединен с синхронизируюшими входами приемника, цифроаналогового преобразователя и дешифратора, второй вход анализатора погрешности сбоев подключен к третьему входу опорного напряжения системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кловский Д. Д. Теория передачи сигналов. - М., Связь, 1973, с. 361.

2 Авторское свидетельство СССР № 493788, кл. G 08 С 19/28, 01.02.74.