Телеизмерительная система Советский патент 1981 года по МПК G08C19/00 G08C15/00 

;5) ТЕ;ЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНЛЯ СИСТЕМА

Устройство относится к информационно-измерительной технике и может применяться в телеметрии, телеуправ лении и т.д. Существуют телеизмерительные системы, в которых для повълпения помехоустойчивости используется лини обратного канала. Известна телеизмерительная система, содержащая последовательно соединенные источник сообщения, переключающее устройство, кодирующее устрой ство, линию прямого канала, блоки приема, блоки передачи, линию обратного канала, другие блоки приема, схему сравнения, выход которой .соеди нен со входом источника сообщения и вторым входом переключающего устройства, третий вход которого подключен ко второму входу схемы сравнения и выходу временного накопителя, вход последнего подключен к выходу кодирующего устройства, вход которого,в свою очередь, соединен с выходом датчика сигнала стирания, временной накопитель, которого соединен со входом получателя сообщения, а первый вход соединен с выходом анали затора сигнала стирания, вход которого объединен со вторым входом временного накопителя и подключен к ходу блоков приема прямого канала. Передаваемая по каналу прямой связи кодовая комбинация (или один символ кодовой комбинации) в то же время запоминается на передающей стороне во временном накопителе. Принятая кодовая комбинация сначала записывается во временном накопителе приемного устройства и одновременно по обратному каналу передается снова на передающий конец, где сравнивается с переданной, зафиксированной в накопителе. Если сравнение на передающей стороне показывает, что искажений не было,то передается следующая кодовая комбинация, в противном же случае передается специальный сигнал стирания. Если сигнал стирания не поступил на приемное устройство, то кодовая комбинация, хранящаяся в накопителе, декодируется, а вместо нее запоминается следующая в противном случае содержимое приемного накрпителя стирается без декодирования, а принятый сигнал стирания передается по обратному каналу на передающий конец, откуда после его поступления на приемный конец направляется повторно вся передаваемая кодовая посылка 1j . Недостатком такого устройства является наличие задержек вовремени даже при чистом канале задержка равна такту передачи, а при каждом сбое в прямом или обратном канале он увеличивается еще на два такта, поскольку необходимо передавать сиг.налы стирания и повторения. При высоких уровнях шумов в канале связи в многоканальных телеизмерительных системах это приводит к значительному росту очередей или даже к срыву передачи. Известны также телеизмерительные системы реального времени. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является телеизмерительная система, содержащая на передающей стороне датчики, подключенные ко входам блока прямого ортогонального преобразования Уолша выходы которого соединены со входами коммутатора, первый выход коммутатора через аналого-цифровой преобразователь, а второй непосредственно соединен со входами блока считывания выход которого через передатчик связан с каналом связи. На приемной стороне система содержит подключенны к каналу связи блок промежуточной памяти, выходы которого соедине ны соответственно со входами цифроанало гового преобразователя (ЦАП и дешифратором адреса, выходы ЦАП и дешифратора адреса через информационные каналы подключены ко входам бло ка обратного ортогонального преобра зевания Уолша и блока вычитания, выход которого непосредственно и через фильтр нижних частот соединен со вхо дами блока сравнения, подключенного к информационным каналам Г2. Недостаток такого устройстве заключается в низкой помехоустойчивости так как при восстановлении используются сбитые отсчеты. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости телеизмерительной системы. Указанная цель достигается тем, ч в телеизмерительную систему содержа щую на передающей стороне блок прямого ортогонального преобразовани Уолша, сщаптивный кo даlyтaтop, первый выход которого соединен с первЕдм входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с первым .входом блока считывания, выход аналого-цифрового преобразователя соеди нен со вторым входом блока считывани подключенного к прямому каналу связи, на приемной стороне - подк:Ш)ченный к прямому каналу связи блок промежуточной памяти, первые выходы которого соединены со входами блока аппроксиматоров, и блок обратного ортогонального преобразования Уолша, введены обратный канал связи и на передающей стороне преобразователи погрешности аппроксимации и блок декодирования, первый и вторые выходы которого соединены соответственно с объединенными первыми и вторыми входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, третьи входы которых объединены с соответствующими первыми входами адаптивного коммутатора и подключены к соответствующим выходам блока прямого ортогонального преобразования Уолша выходы преобразователей погрешности связаны с соответствующими вторыми входами адаптивного коммутатора, третий вход которого объединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и подключен ко второму выходу блока считывания, на приемной стороне выходы блока аппроксиматоров соединены со входами блока обратного ортогонального преобразования Уолша/ второй выход блока промежуточной памяти через обратный канал связи соединен со входом блока декодирования передающей стороны. В предлагаемой системе по прямому и обратному каналу связи передаются не сами телеметрируемые сигналы xt), а преобразованные сигналы Й -p-WX, где W - матрица Уолша, В преобразователи погрешности аппроксимации (ППА) записываются значения сигнала c(t.j) в момент взятия отсчета, принятые на приемной стороне и переданные по обратному каналу связи. Таким образом, при сбоях кодовых посылок в каком-либо канале осуществляются дополнительные посылки информации по данному каналу, которые значительно уменьшают длительность cyщecтвoвaE ия ложной информа дии. Благодаря ортогональному преобразованию по Уолшу уменьшаются и амплитуды сбоев BVN раз, где N-чис- , ло каналов. Ка фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - выполнение блока декодирования. Телеизмерительная система содержит блок 1 прямого ортогонального преобразования Уолша, преобразователи 2 погрешности аппроксимации (ППД) , адаптивный коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 считывания, прямой канал б связи, блок 7 промежуточной памяти, блок 8 аппроксиматоров, блок 9 обратного ортогонального преобразования Уолша, обратный канал 10 связи, блок 11 декодирования, который выполнен (фиг.2) на логическом элементе 12, цифроаналоговом преобразователе 13 (ЦАП) и дешифраторе 14 адреса. Блоки 1 и 9 ортогонального преобразования служат для непрерывного во времени линейного ортогонального преобразования с матрицей уолша W входных ансамблей сигналов l(i) и c(t) в ансамбли e(-fc)(t) иХ (ij , где N- число каналов в YNБлоки 1 и 9 могут быть ресистеме. ализованы, например, на основе Nвходных сумматоров, число которых равно числу каналов, а вес каждого входа соответствует элементу матриц W. При реализации преобразования Уолша веса всех входов отличаются только знаками, так как элементы матрицы Уолша принимают значения ± 1 Преобразователи 2 погрешности аппроксимации (ППД) предназначены для вычисления погрешности аппрокси мации сигнала на интервале дискрети зации и могут быть построены, напри мер на основе экстраполяторов нуле вого или первого порядка. Запись начальных условий в ППА 2 осуществляется с первого входа при наличии сигнала 1 на втором (управляющем входе. Коммутатор 3 в результате анализа своих входных напряжений выявляет канал с максимальной погрешность аппроксимации в данный момент и под ключает соответствующий выход блока 1 ко входу АЦП 4, а на другом выходе коммутатора 3 формируется код адреса данного канала .Коммутатор 3 мо жет быть реализован на основе двух ана говых коммутаторов и амплитудного дис риминатора. Блок 5 считывания предназначен для преобразования параллельного да в последовательный, а также для формирования тактовых импульсов вы вода данных в канал б связи и пери одического запуска коммутатора 3 и АЦП 4. Прямой канал 6 связи и обратный канал 10 связи предназначены для пе редачи информации на расстояние и могут быть 7 например,- телефонным каналог. Блок 7 промежуточной памяти предназначен для приема сигналов из канала связи 6, для передачи этих сигналов на вход канала 10, дл декодирования принятых сигналов и формирования на своих выходах кода адреса и напряжения или кода отсче та . Блок 7 может быть построен на основе логического устройства и цифроаналогового преобразователя. Блок 8 аппроксиматоров предназначен для восстановления аналоговых сигналов по их дискретам и может быть построен на основе экстраполя торов с аналоговой или цифроаналог вой памятью j в один из которых в соответствии с принятым кодом посту пает отсчет. Блок 11 декодирования предназна чен для формирования на первом выходе напряжения, соответствующего отсчету, принятому на приемной стороне блоком 7, и логического сигнала 1 на одном из вторых выходов в соответствии с кодом адреса, принятым блоком 7. Реализация блока 11 возможна на основе логического элемента 12, цифроаналогового преобразователя 13 и дешифратора адреса 14. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Блок 1 ортогонального преобразования Уолша непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля входных сигналов х11) в .ансамбль ( t.). Преобразователи непрерывно вычисляют погрешность аппроксимации сигнала c(t) во всех каналах на интервале дискретизации. Коммутатор 3 выявляет канал с максимальной погрешностью аппроксимации и подключает соответствующий вход блока 1 ко входу АЦП 4. Код адреса и код отсчета Cj(t,j)- данного канала передаются по каналу б связи на приемную сторону телеизмерительной системы. После декодирования в блоке 7 отсчет поступает в соответствующий аппроксиматор блока 8, на выходе которого образуется модель сигнала по данному каналу c(t). В блоке 9 происходит обратное ортогональное преобразование , в результате на выходе блока 9 образуется модель ансамбля входных сигналов х (t) . Для коррекции сбоев в канале б связи принятые на приемной стороне сигналы передаются по каналу 10 на передающую сторону через обратный канал 10 связи в блок 11 декодирования. На вход блока 11 поступает последовательный код адреса и отсчета (заметим, что если в качестве канала 10 обратной связи используется радиоканал, то на входе блока 11 необходим демодулятор) , который в логическом элементе 12 преобразуется в параллельные коды адреса и отсчета, которые запоминаются на один такт дискретизации и вводятся соответственно на второй и первый выходы элемента 12 (логический элемент 12 состоит из распределителя импульсов и триггеров памяти). Код отсчета с первого выхода элемента 12 поступает в ЦАП 13, где преобразуется в аналоговую величину, а параллельный код со второго выхода элемента 12 поступает на вход дешифратора адреса 14, где преобразуется в позиционный код, т.е. логический сигнал 1 на соответствующем выходе блока 14. После декодирования в блоке 11 сигналы записываются в соответствующий преобразователь 2, т.е. в качестве начальных условий используются значения с,- (t ), переданные по обратному каналу 10. Если при передаче данной кодовой посылки в канале б связи не произошло сбоя:, то C.(:.j)C(i.j)-« . Если же произошел сбой, то (t.,-)j«-. отличается от текущего значения (О и на выходе данного преобразователя 2 установится большое выходное напряжение, На следующем такте адаптивной в:оммутации коммутатор 3 выбирает именно этот канал, т.е. происходит повторная передача сообщения по данному каналу. Таким образом, ошибка от сбоя исправляется через время, равно такту передачи сообщений TQ, а в известном устройстве - только через время, равное интервалу адаптивной Дискретизации Тд. Если учесть, что IB среднем Т NT, то выигрыш от Сбоев в предлагаемом устройстве будет. N-кратным. Для того,, чтобы умень шить величину погрешности от сбоя на интервале TO в предлагаемом устройстве по каналу б связи передаютс не сами телеметрируемые сигналы (t), а формируемых из них с помощью блока 1 сигналы Cf(t). Из принятых си налов (t), часть которых может содержать сбои, в блоке 9 формируются модели телеметрируемых сигналов - . - WC(t) , 1ГТ при этом уменьшаются максимальные погрешности от сбоев в 1 раз, Таким образом, в предлагаемом устрой стае одиночные сбои уменьшаются по амплитуде в YN раз и по длительности действия в N раз. Последнее позволяет значительно эффективнее фильтро вать сбои, если допустима задержка в выдаче информации, так как уменьшение длительности погрешности от сбоев расширяет их частотный спектр Формула изобретения Телеизмерительная система, содер щая на передающей стороне блок пря го ортогонального преобразования Уолша, адаптивный коммутатор, первы выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с первым входом блока считывания, выход аналогоцифрового преобразователя соединен со вторым входом блока считывания, подключенного к прямому каналу связи, на приемной стороне - подключенный к прямому каналу связи блок промежуточной памяти, первые выходы которого соединены со входами блока аппроксиматоров, и блок обратного ортогонального преобразования Уолша, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы, в нее введены обратный канал связи и на передающей стороне преобразователи погрешности аппроксимации и блок декодирования, первый и вторые выходы которого соединены соответственно с объединенными первыми входами и вторыг и входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, третьи входы которых объединены с соответствующими первыми входами адаптивного коммутатора и подключены к соответствующим выходам блока прямого ортогонального преобразования Уожиа, выходы преобразователей погрешности соединены с соответствующими вторыми входами адаптивного коммутатора, третий вход которого объединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и подключен ко второму выходу блока считывания, на приемной стороне выходы блока аппроксиматоров соединены со входами блока обратного ортогонального преобразования Уолша, второй выход блока промежуточной памяти через обратный канал связи соединен со входом блока декодирования передающей стороны. Источники информации ,принятые во внимание при экспертизе 1.Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. М., Св-язь, 1973, с. 356360. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2720399/18--24 , кл. G 08 С 19/00, G 08 С 15/00, 1979,