Адаптивный коммутатор системы телеизмерений Советский патент 1980 года по МПК G08C15/06 G08C19/28 

Изобретение относится к информашюнно-измерительной технике к может применяться в телеметрии, а также в других областях техники, где требуется сокращение объема информации. Известен ддаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий преобразователи погрешности аппроксимаЩ1и в каж дом канале, анапого-инфровой преобразователь (АЦП), блок считывания, даа комкгутатора и амплитудный дискриминатор l}. Недостатком этого устройства является низкая чувствительность, обусловленная наличием диода в амплитудном дискриминаторе, а также низкое быстродействие и невысокая точность из-за конденсатора памяти амплитудного дискриминатора. Указанные недостатки значительно уменьшаются в адаптивном коммутаторе системы телеизмерений, и содержащем в каждом канале преобразователь погрешности апроксимации и три ключа, вход первого из. которых соединен со входом преобразо.ватепя погрешности аппроксимации и входом устройства, а входы двух других соединены с выходом преобразователя пог решности аппрокси -гатши, а также АЦП, вход которого соединен с выходами перовых ключей, а выходы - с первыми вкодами блока считывания, даухвходовую схе му сравнения, соответствующие входам которой соедине 1Ы с выходами вторых и третьих ключей, соединенные последователь но генератор тактовых импупьсов, схему запуска и счетчик, первый дешифратор, соединенный выходами со входаь я управления третьих ключей, а входами - с выходами счетчика и со входами регистра памяти, вход управления которого соединен с выходом сравнения, а выход - со вторыми входами блока считываниа и со входами второго дешифратора подключенного выходами к входам управления первых и вторых ключей и входам сброса преобразователей погрешности аппроксимашга, дополнительный выход первого дешифратора соединен со входами управления преобразователей погрешности аппроксимаш1и. 37 |аходом управления АЦП и вторым входом управпения скемы йапуска, первьй вход управления которой подключен к дополнитепьному выходу бпока считывания, основной выход которого подключён к выходу устрюйства 2, Недостатком устройства является то, что при высокой акт РЕВНОСТИ большого числа входных, сигналов устройство станови ся малоэффект11вным из-за необход йуюсти передачи вместе.с кодом параметра кода адреса, например передача всех параметров в одном 1шкле опроса вместе с адресами является беаусловко менее рационал ной, чем передача тех же параметров без адресов, с- передачей в начале шкла од кого маркерного импульса. При этом уве лтивается быстродействие устройства и уменьшаются погрешности аппроксикгации. Цель изобретения « повышение быстродействия и точности устройства. Указанная цель достигается тем, что в ycTpoftcTBOs содержащее преобразователи погрешности аппрокс1-1мации, входы ко торых соединены со входами первой груп- пы ключей и подключены ко входам уст ройства, выходы преобразователей погреш ности аппрокскмацийг соедт ены со входа ми второй группы ключей, выходы которых объединены и подключены к первому входу блока сравнения, выходы первой группы ключей объединены и подключены к первому входу А ЦП, выходы которого соешгаены с первы нг входами блока считывания, первый выход которого подключен к первому входу управления блока запуска, вход которого соединен с выхо- дом генератора тактовых г.мпульсов, а выход подключен ко входу счетчика, выходы которого соединены со входами ре п-ЕСтра памяти и первого дешифратора, выход которого соединен со вторым входом управления блока запуска, а другие выходы - с управляющими входами клю- чай третьей труппы, выходы которых o6v единены и подключены ко второк-гу входу блока сравнения, выход регистра подклю™ чен ко вторым входам блока считывания и входам второго дешифратора, выходы которого подключены к управляющим входам ключей второй группы, второй выход блока считывания соединен с выходом устройства, введены сумматор, пороговый элемент, первый, второй и третий элемен ты И, первый и второй элементы ИЛИ и триггер, входы сумматора соединены с выходами преобразователей погрешности aппpOлЧCи.faI.ши5 выход сумматора по.цклю чен к входу порогового элемента, выходы 1 оторого соединены с перв.ымн входами ервого и второго элементов И, вторые ходы которых подключены к выходу дешифратора , а выходы ко в кодам триггера, выход, которого соединен с дополнительным входом блока считывания, ходом управления генератора тактовык импульсов и с первым входом третьего эле-- мента И, второй вход которого соединен с выходом генера1Х)ра так-товых голгтупь™ сов, а выход - с первым входом первого и второго зпементов И ПИ, второй вход первого элемента ИЛИ подкпючен к выходу первого дешифратора, выход - к управ« пяющю л вкодам АПП и преобразователей погрешности аппроксимащти, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом блока сравнения, выход со входом упре1вления регистра памяти. На чертеже представлена функционал ная схема устройства. Устройство содержит преобразователи 1 погрешности annpOKCJ-nviauHH, первую группу ключей 2, вторую группу ключей 3, третью группу ютючей 4, , 5, блок 6 считывания, блок 7 сравнения, генератор 8 такговых го 1пульсов, блок 9 запуска, счетчик Ю, первый дешифратор 11, регистр 12 па.1яти, второй дешифратор 13, сумматор 14, поро1Х вый элемент 15 первый 16., второй 1.62 и третий 16j элементы И, 17, первый 18- , второй 182, элементы ИЛИ. Преобразователи 1 погрешности аппрокснмаьщи предназначены для вычисления погрешности аппроксима ши С 1гнала по определенному алгориттл . При опросе данного канала выходной сигнал преобразователя погрешности аппроксимации обнуляется, что происходит при совпадении С11гналов на входе сброса и выходе управлен1-ш. Ключи 2, 3 и 4 служат для передачи сигналов со входа на выход при наЛКЧ1-Ш сигнала на входе управления, АЦП служит для преобразования входного сигнала в параппепь.ный код, преобразование начинается при подаче сигнала на управляющий вход А ЦП от элемента ИЛИ 18-1 , Блок 6 считывания для преобразования параллельного кода параметра и адреса в последовательный и передачи последовательного кода на выход устройства, а также для за туска всего устройства с частотой aдaпт юнoй коммуташш. Блок 7 сравнения формирует на выходе сигнал 1, если напряжение на его входе, связанное с ключами 4, больше чем гапряж,епие па втором виопв, связан- ном с ключами 3. Генератор 8 тактовых шпупьсов формирует импульсы с предель ной частотой, ка которой работают все блоки устройства при работе в адаптивно рэжиме и с меньшей частотой , соответст вующей попосе пропускания линга- связи при работе в неадаптивном режкмэ. Бпок Э запуска служит для запуска и остановки счетчика 10, служащего для обеспечения работы первого дешифратора 11 и регистра 12 памяти. Дешифратор 11 пред назначен для управления работой ключей 4, а регистр 12 для управления работой второго дешифратора 13 и формирования кода адреса. Дешифратор 13 служит для управления работой ключей 2 и сброса преобразователей 1 аппроксимаШ1и... Су лматор 14 спз-жит для создания сигнала, пропорционального сумме погрешностей . аппроксимации от всех каналов устройств Пороговый элемент 15 служит для форкти рования лог1гческих сигналов на выходах при достижении суктмарной погрешности аппроксимашги определенного значения. Элементы И 16-{ , 16 к триггер 17 . служат для формирования сигнала i, если суммарная погрешность больше порога -срабатывания элемента 15. В протЕ-шном случает на выходе триггера - О. Элемент И IS-j и элемент ИЛИ 182 служат для формирования сигнала управления регистром 12, а элемент ИЛИ 18 служит для формирования сигнала управления АЦП 5 и преобразователей погрешности annpOKCjavfamiK. Устройство работает след юшим образом. Если суммарная погрешность на выход блока 14 не превышает заданного значения, то устройство работает в режиме адапт шной коммуташ и с передачей аДр&са. При этом из блока 6 на первый управляющий вход блока 9 запуска поступает сигнал 1 и импульсы от генератора 8 проходят на счетчик 10. Дешифратор 11 через ключи 4 поочередно подключает ко второму входу блока 7 выходные напряжения от преобразователей 1. К первому входу блока 7 в начале такТа был подключен тот преобразователь 1, которы принадлежит каналу, опрошенному на предыдущем такте и в которюм поэтому пр&образователь был обнулен. При подключении ко второму входу блока 7 напряжения превышающего напряжение на первом входе, блок 7 формирует на своем выходе сигнал 1, который через элемент ИЛИ 18л воздействует на регистр 12, что приводит к перезаписи в регистр 12 кода C-TT4HKtL -.0, изменению состояния дешифратора 13 и родкпючению к первому вхог пу блока 7 того же напряжения, что и на втором входе. После этого блок 7 примат состояние с нулевым выходным сигналом. В процессе дальнейшей работы блок 7 будет срабатьгаать каждый раз, когда у вновь подключенного ко второму входу пр&образователя 1 выходное напряжение больше, чем на первом входе. После опроса всех преобразователей 1 будет выявлен преобразователь с наибольшие напряжени ем, адрес его будет содержаться в регксть. ре 12, а измеряемый сигнал окажется подключенным ко входу. А ЦП 5. На поспеднем шаге опроса преобразователей дешифратор 11 сигналом с последней шины закроет блок 9 запуска, запуст,ит АЦП 5 через элемент ИЛИ 18-j и обнулит преобразователь, в котором погрешность аппро1а:имаЩ1И оказалась наибольшей. Код о- счета и код адреса будут считаны блоком 6 и переданы на выход устройства, после чего начинается новый такт адапт1тной коммутации. Если же суммарная погрешность аппро™ кcи {aJJии превышает заданное значение, что тлеет место при высокой активности входных сигналов, то пороговый элемент 15 срабатывает и устройство переходит в режим безадресной работы с общим маркерным импульсом. Этот переход осуществляется в момент окончания такта адапТ1шной коммутации. При этом срабатывает элемент И 16-j и устанавливает триг гер 17 в положение, при котором частота и.1пульсов генератора 8 уменьшается, а в блоке 6 считывания отключаются разряды кода адреса и вырабатывается мар керный импульс. В этом реж1Пч-те тямпульс записи в регистр 12 поступает через элементы 16, и с каждым 1а пульсом генератора 8, и поэтому будет осуществляться циклический опрос всех каналов. Пос71е прохождения один раз всех каналов устройство может перейти на адаптивный адресный , либопродолхсать работать в цшслическом беза;дресном реиме в зависимости от состояния блока 15. Момент перехода устройства из одчогх) реж1П а в другой можно определить из условия равенства объема информации при сжатии и при безадресной передаче без сжатия: .ы .EP,M), где N - число каналов устройства, М - число уровней квантования К - коэффициент сжатия по отсче-, MS этого выражения можно получить значение коэффициента сжатия при кото ром адаптивный и кеадаптивный режимы работы будут иметь одинаковую эффектна .ностъ (гранич а1й случай) JX М ЧгрТЬ: : При К К грэффективный будет адаптиа ный режим, а при. Кс ф неадаптив ный. - Данное устройство позволит за счет изменения режТШов работы аивчитепьно повысить быстродействие и точность при резком квмененик активности БХОДНЫК сигнапов. Так. при одновременной актив нести всех входных сигнапов и равенстве числа разрядов кода адреса и параметра быстродействие увеличивается в два раза а псгрешность аппроксимации уменьшает ся в два раза. Формул аиэобретения Адаптивный кo {мyraтop системы тепе изг гереннй, содержащий преобразователи погрешности аппроксимациИд входы которых соединены со входами группы кпючей и подключены ко входам устройст ва, выходы гфеобраэоватепей погрешности аггароксгшадии соединены со входами вто рой грушты кпючей, выходы которые объ8 ттены т по.Ц шк Ч8{а1 к первому вкоду блока сравнения, выходы первой группы ключей сйъединены и подкиючены s первому входу а1гапого щгфрозого преоброзо ватепя, выходы которскхэ соединены с пер ,вьа.и вкодак.1и блока считывания, первый выход которого подключен к первому входу управпения бпока запуска, вход so горого соединен с выходом генератора тйктоайх ймпупьсоэ, а выход подключен ко входу счетчика, выходы которого соединены со вкодами регистра памяти а пе|жого дешифратора выход которого coединен со вторым входом управпения блока запуска, а другие выходы - с управпякнаима входами ключей третьей группы, выходы которых объединены и подключе1Ш1 ко второму ВХОДУ блока сравнения, выход регистра подключен ко вторым входам блока считывания и входам второго дешифратора, выходы которого подключены к управляюшим входам ключей второй группы, второй выход блока считывания соединен с выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышенгга быстродействия и точности устройства, в него введены сумматор, пороговый элемент, первый второй и третий лементы И, первый и второй элементы ИЛИ и триггер, входы сумматора соединены с выходами преобразователей погрешности айпроксТМацин, выход сумматора подключен ко входу порогового элемента, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых нодключены к выходу первого Д9Ш1фратора, а выходы ко входам триггера вьгкод которого соединен с дриолннтепьным входсэтч блока считьюания, входом управления генератора тактовых импульсов и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых имi nbcoB, а выход - с первым входом первого и второго элементов ИЛИ, второй . вход П8{жого элемента ИЛИ подключен к вьккоду первого дешифратора, выход - к управляющим входам аналого-Нйфровсях) преобразователя и преобраэоаат.елей пог решнооти аппрокс1аугации, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом блока сравнения, выход - со входом управпения ркгистра памяти. Источники информации, пруяягыв во внимание при экспертизе 1.Фретлке А. В., Телеизмерения, М,, Высшая школа% 1974, с, 233. 2,Авторское свидетельс-гао СССР NS 62 75Об, кл. q О8 С 19/28, 1978 (прототип).