Приемное устройство телеизмерительной системы Советский патент 1980 года по МПК G08C19/28 

(54) ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

1

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть применено в телеметрии и телеуправлении.

Известна телеизмерительная сксте- 5 ма, в которой на приемной стороне осуществляется нулевая экстраполяция на основе дискретных отсчетов телеметрируемых сигналов. Приемное устройство этой системы содержит в каж- 10 дом канале последовательно соединенные цифровое запоминсоощее устройство (ЗУ)и цифроаналоговый преобразователь. Информационные входы ЗУ соединены с выходом блока прсмежуточ- J5 нойпамяти, а управляющие входы - с соответствующими выходами распредели-теля, соединенного входом с выходом блока синхронизации, вход блока промежуточной памяти соединен с выходом 20 дешифратора, -вход которого вместе со входом блока синхронизации подсоединен ко входу приемного устройства lj.

Недостатком такого устройс ва является невозможность адаптивного оп- 25 роса телеизмеря лЕЛХ сигналов, так как последовательность подключения ЗУ задается распределителем.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству 30

является приемное устройство телеизмерительной системы, содержащее блок промежуточной памяти (БПП), два цифроаналоговых преобразователя ЦАП} дешифратор адреса, электроннд/тучевую трубку (ЭЛТ), блок вычитания, схему сравнения (Сх.С), фильтр нижних частот (ФНЧ), кроме того в кажд 1 канале запоминающее устройство (ЗУ), элемент И, аналоговый ключ.

Вход БПП соединен со входом устройства, первый выход - со входом управления яркостью ЭЛТ, второй со входсял первого ПАП, а третий - со входами второго ЦАП и дешифратора адреса. Выходы последнего соединены со входами управления соответствующими кличами и первыми входами соответствующих элементов И,выходы которых соединены со входами управления соответствукщях ЗУ.Входы ЗУ объединены и подключены к выходу первого ЦАП и к одному из входов блока вычитания, а выходы подключены ко входам соответствующих ключей,выходы которых объединены и подсоединены ко второму входу блока вычитания и ко входу вертикального отклонения луча ЭЛТ,вход горизон.тального отклонения связан с выходом второго ПАЯ. Выход блока вычитания (подсоединен к одному из входов схемы сравнения, выход которой объединяет вторые входы элементов И. Выходами устройс-тва являются выходы ЗУ и экран ЭЛТ 2 . Устройство позволяет обнаруживать одиночные сбои величиной больше утроенного максимально возможного изменения телеметрируемых процессов на интервале аппроксимации. При адаптивной временной дискретизации на основе нулевой экстраполяции величина обнаруживаемых сбоев не меньше утроенной апертуры предсказания. Недостатком этого устройства является его относительно малая точност при повышенной вероятности сбоев, так как при этом повышается уровень на. пряжения на выходе ФНЧ, назначит, и минимальный уровень обнаруживаемых сбоев. Целью изобретения является повышение точности устройства. Цель достигается тем, что в приемное устройство телеизмерительной системы, содержащее информационные каналы, каждый из которых состоит из блока пам.яти, элемента И и ключа, выход элемента И соединен с первым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом ключа, блок про межуточной памяти, вход которого соединен со входом устройства, первый выход - через цифроаналоговый преобразователь со вторыми входами блоков памяти информационных каналов и первым входом блока вычитания, второй выход блока промежуточной памяти сое динен со входом дешифратора адреса, выходы которого соединены с первыми входами элементов И и вторыми входам ключей соответствующих информационны каналов, выходы ключей информационны каналов объединены и соединены со вт рым входом блока вычитания, выход ко торого соединен непосредственно с пе вым входом блока сравнения, а через фильтр нижних частот со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен со вторыми входами элементов И информационных каналов и блок регист рации, введены преобразователь частота-напряжение, дополнительный эле мент И и в каждом информационном канале введены перестраиваемые фильтры нижних частот, первые входы которых соединены с выходами блоков памяти, а выходы - с соответствующими вхоДс1ми блока регистрации, третий выход блока промежуточной памяти соединен с первым входом дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, выход дополнительного элемента И через преобразователь частота-напряжение соединен со вторыми входами перестра иваемых фильтров нижних частот информационных каналов. Сущность изобретения поясняется блок-схемой, представленной на чертеже. Приемное устройство телеизмерительной системы содержит блок промежуточной памяти (БПП) 1, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2, дешифратор адреса 3, в каждом, информационном канале 4 элемент И 5, ключ б, блок памяти 7 и перестраиваемый фильтр нижних частот 8, фильтр нижних частот 9, дополнительный элемент И 10, преобразователь частота-напряжение (ПНЧ)11, блок вычитания 12, блок сравнения 13 и блок регистрации 14. Блок (.БПП) 1 предназначен для формирования последовательности импульсов с частотой, равной частоте дискретизации {третий .выход), и формирования кодов отсчета(первый выход) и адреса (второй выход). Преобразователь (ЦАП)2 служит для формирования на своем выходе анало- гового напряжения, соответствующему коду на входе. Дешифратор адреса 3 формирует логический сигнал 1 на одном из своих выходов в соответствии с входным кодом . Блок памяти 7 предназначен для запоминания на своем выходе входного напряжения, причем момент запоминания определяется появлением сигнала 1 на управляющем первом входе.Элементы И 5 и 10 формируют на своем выходе сигнал 1 лишь при появлении сигналов 1 на обоих своих входах. Аналоговые ключи б предназначены для передачи входного напряжения на свой выход при появлении на управляющем втором входе сигнала 1. Блок вычитания 7 служит для формирования на своем выходе модуля разности напряхсений, имеющихся на его входах. Блок сравнения 13 формирует на выходе сигнал 1, если напряжение на его втором входе больше, чем напряжение на первом входе, в противном случае выходной сигнал блока сравнения 13 соответствует логическому нулю. ФНЧ 9 предназначен для сглаживания последовательности входных импульсов: полоса воспроизводимых фильтром частот должна быть существенно . меньше, чем тактовая частота всего устройства. При этом коэффициент передачи ФНЧ 9 должен быть таким, чтобы из входной последовательности одинаковых импульсов формировалось постоянное напряжение с амплитудой, равной утроенной амплитуде входных импульсов. Такое соотношение необходимо для обнаружения одиночных сбоев отсчетов или адресов телеметрируемых сигналов при адаптивной дискретизации на основе нулевой экстраполяции. ПНЧ 11 предназначен для формирования на своем выходе напряжения, пропорционального частоте входных ймлул сов, Так как на вход ПНЧ 11 поступа ют выходные импульсы элемента И 10, появляющиеся на тактах приема инфор мации без сбоев, то величина выходного напряжения ПНЧ 11 пропорционал на средней частоте неискй :;енных; отсчетов всего ансамбля телеметрируемых сигналов. ПФНЧ 8 предназначены для сглаживания входных сигналов. Граничная частота ПФНЧ изменяется в соответствии с напряжением на их управляющих вторых входах: максимальная гра ничная частота - при уровне управляющего напряжения(что соответствует малому уровню шума в канале) и минимальная граничная частота - при малом управляющем напряжении. В каждый момент граничная частот устанавливается такой, чтобы минимизировать суммарную погрешность, состоящую из погрешности от ограничения спектра сигнала, погрешности от задержки сигнала на время запаздывания ПФНЧ 8 и сглаженной погрешности сбов причем с увеличением полосы пропуска ния ПФНЧ 8 погрешность от ограничения и погрешность задежки уменьшаетс а.сглаженная погрешность сбоев увеличивается, поэтог суммарная погрешность имеет мии.чмум при определен ной величине полосг.. пропускания ПФНЧ 8. Строгая настройка ПФНЧ 8 на опти-Мсшьную .граничну: частоту не обязательна, поскольк. потери в точност при этом невелики, Многоканальный регистрирующий бло 14 служит для представления входной информации в удобном для потребителя виде и может быть, например, набором аналоговых индикаторов или самописце электроннолучевой трубкой и т.д. Предлагаемое устройство работает следую1дим образом. Входная информация, состоящая на кахадом такте из двух частей - кода. адреса и кода отсчета, поступает в разделяется в нем на первый и второй выходы: код адресауправляет состоянием дешифратора 3, а код отсчета в блоке 2 преобразуется в соот ветствующее напряжение, подаваемое на входы всех блоков памяти 5 и блока вычитания 12. На второй вход блока 12 приходит через соответствующий аналоговый ключ 6, открытый де:: ;ифратором 3, выходное напряжение определечного блока памяти 7 в соответстви с кодом адреса. Если напряжение, соответствующее разности входных .напряжений и формируемое на выходе бло ка 12, меньше, чем напряжение на втором входе блока сравнения 13, то на выходе последнего сохраняется сиг НсШ 1, вследствие чего срабатывает соответствующий элемент И 5 и выходное напряжение ЦЛП2, запоминается соответствующим блоком памяти 7, а также, пройдя через ПФНЧ 8 поступает на вход блока 14, Если же модуль разности больше напряжения на втором входе блока сравнения 12, то записи напряжения ЦАП 2 в соответствукэщиГ блок памяти 7 не про изойдет (обнаружен сбой), и на входе блока 14 останется прежнее напряжение, запомнеккое соответствующим блоком памяти 7 на предыдущем такте опроса данного канала. Одиночный сбой существенно влияет на выходной уровень ФНЧ 9, поэтому уровень обнаруживаемых сбоев почти не изменяе,тся и остается до тех пор, пока ке увеличится частота сбоев, что происходит при увеличении вероятности сбоя символа в канале связи. Уровень обнаруживаемых сбоев будет постепенно возрастать вплоть до макси;.1альной величины входного сигнала. Одгювременно выходное напряжение ПНЧ 11 будет уменьшаться, так как уменьижтся частота пмпульсов на его зкоде. Соотзетственно будет уменьшаться к граничная частота ПФНЧ 8, т.е.в большей степени будет сглаживаться погрешность от сбоев, которая в данной ситуации преЕО.скодит погрешности от Ограничения спектра сигнала и задержки. Таким o6pcL c:-., предлагаемое устройство позволяет существенно увеличить ToviKcci.-b при большом уровне покек в канале сзязк. Достоинством предлагаег--;ого устройства также является то, чгго зосстз :- озлеикый телеметрируемый снгнал.- гладкий благодаря сглаживанию з ПФКЧ, Это качество предлагаемого устройства сугдественно снизит утомляемость человека-оператора,- особенно в условиях большого уровня п канале связи, наприм-з-о в случае организованных помех. изоорет-ения Прие,мное устройство телеизмерительной с:.1стемы, содержащее информационные каналы, ка;кцый из которых состоит из блока памяти, элемента И и ключа.-, выход элемента И соединен с первым Е-холог-. ключа, блок промежyтoч iOй памяти . вход которого соединен со Бхо. устройства, первый зьтход -- через цифроаналоговый преобразозатель со втopы -Iи входами блоков памя-ги информационных каналов и первым з-х.о;.;см блока ВЕЛЧИтания, второй выход блока промежуточной памяти соединен со входом дешифратора адресг;, выходы которого соединены спepзы -гл входами элементов И и вторыми входами ключей соотве.ствующкх и-нформациокнь- : каналов, выходы ключей нформац -гокь:ь:х каналов объединены и соединены со BTOpijT--; входом блока вычитания, выход которого соединен непосредственно с первым входом блока сравнения, а через фильтр нижних частот со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен со вторыми входами элементов И информационных каналов, и блок регистрации, о.тличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены преобразователь частота-напряжение, дополнительный элемент И и в каждом информационном канале введены перестраиваемые фильтры нижних частот, первые входы которых соединены с выходами блоков памяти, а выходы -с соответствующими входами блока регистрации, третий выход блока прсмежуточной памяти соединен с первым входом дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, выход дополнительного элемента И через преобразователь частота-напряжение соединен со вторыми входами перестраиваемых фильтров нижних частот инфо я ационных каналов.

Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе 1. Корнилов О. А. и др. Многоканальйое кодоимпульсное телемеханическое устройство МКТ-2,- Приборы и системы управления, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2532618/18-24, кл..G 08 С 19/00, 27.09.77.