Приемное устройство телеизмерительнойСиСТЕМы Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

(54) ПРИЕМНОЕ .УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к информационно измерительной технике и может быть применено в телеметрии, а также в системах связи и телеуправления. Известна телеизмерительная система, в которой на приемной стороне осуществляется нулевая экстраполяция на основе дискретных отсчетов телеметрируемых сигналов. Приемное устройство этой системы содержит в каждом канале последовательно соединенные цифровое запоминающее устройство (ЗУ) и цифроаналоговый преобразователь, информационные входы (ЗУ) соединены с выходом блока промежуточной памяти (БПП), а управляющие входы - с соответствующими выходами распределителя, соединенного своим входом с выходом блока синхронизации, вход блока промежуточной памяти соединен с выходом дещифратора, вход которого вместе со входом блока синхронизации подсоединен ко входу приемного устройства I. Недостатком данного устройства является его относительно низкая помехоустойчивость, так как для передачи информации используется код Хэминга, позволяющий обнаружить сбои одного или двух символов в коде отсчета, а сбои трех, четырех и т. д. символов не обнаруживаются. В другом известном устройстве телеизмерительной системы осуществляется обнаружение сбоев, то устройство наиболее близко по технической сущности к предлагаемому. Оно содержит блок промежуточной памяти (БПП), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), дешифратор адреса, запоминающее устройство (ЗУ), схемы И, ключи, индикатор, например, электроннолучевую трубку (ЭЛТ), блок вычитания, схему сравнения и фильтр нижних частот (ФНЧ) Вход БПП соединен со входом устройства, первый выход БПП - со входом управления яркостью ЭЛТ, второй - со входом первого ЦАП, а третий - со входами другого ЦАП и дещифратора адреса. Выходы последнего соединены со входами управления соответствующих ключей и первыми входами соответствующих схем И, выходы которых соединены со входами управления соответствующих 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 горизонтального отклонения ЭЛТ соединен с выходом второго ЦАП. Выход блока вычитания подсоединен к одному из входов схемы сравнения и ко входу ФНЧ, выход которого связан со вторым входом схемы сравнения, выход последней объединяет вторые входы схем И. Выходами устройства являются выходы ЗУ и экран ЭЛТ. В каждом канале устройства поступивший отсчет сравнивается с принятым ранее и принимается ( или не принимается), если отличается от него на величину, которая меньше (больше) вырабатываемой установки 2.

Недостатком этого устройства является его относительно малая точность из-за отсутствия статической обработки для борьбы с помехой.

Цель изобретения - повышение его точности.

Поставленная цель достигается тем, что в приемное устройство телеизмерительной системы, содержащее блок промежуточной памяти, первый вход которого подключен к информационному входу устройства, второй вход - к синхронизируюшему входу устройства, информационные выходы блока промежуточной памяти соединены с соответствующими информационными входами ключей первой группы, выходы ключей объединены и соединены с первым входом блока вычитания и первым информационным выходом устройства, управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами первого дешифратора, входы которого объединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом индикатора, введены вторая группа ключей, второй дешифратор, счетчик импульсов,блок сравнения кодов, генератор тактовых импульсов и функциональный преобразователь, выход числа отсчетов блока промежуточной памяти соединен с первым входом блока сравнения кодов, выход которого соединен со вторым входом индикатора, первый вход управления устройства соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход которого объединен с третьим входом блока промежуточной памяти и подключен ко второму входу управления устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом счетчика импульсов, вторые и третьи входы которого соединены соответственно с третьими и четвертыми входами управления устройства, первые выходы счетчика импульсов соединекы с соответствующими объединенными вторыми входами блока сравнения кодов и входами первого дешифратора, вто,зые выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими объединенными третьими входами блока сравнения и входами второго де

шифратора, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключей второй группы, информационные входы которых соеди нены с соответствующими информационными выходами блока промежуточной памяти, выходы ключей второй группы объединены и соединены со вторым информационным выходом устройства и вторым входом блока вычитания, выход которого через функциональный преобразователь соединен с третьим входом индикатора.

Благодаря этому в предлагаемом уст. ройстве осуществляется статическая обработка при многократных измерениях телеметрируемого параметра, причем вырабатываемая оценка близка к оптимальной по максимуму апостериорной вероятности.

На чертеже приведена структурная блоксхема предлагаемого устройства.

Приемное устройство телеизмерительной

р системы содержит блок 1 промежуточной памяти (БПП), ключи 2 первой группы ключей, ключи 3 второй группы ключей, блок 4 вычитания, счетчик 5 импульсов, дешифрары б и 7, блок 8 сравнения кодов, индикатор 9, например электроннолучевую трубку (ЭЛТ), функциональный преобразователь 10, цифроаналоговый преобразователь 11 (ЦАП), генератор 12 тактовых импульсов (на чертеже даны также информационный 13 и синхронизирующий 14 входы, информационные выходы 15 и 16 устройства, входы 17, 18, 19 и 20 управления устройства) .

Блок промежуточной памяти (БПП) на N отсчетов служит для запоминания и подключения к соответствующему выходу отсчетов какого-либо телеметрируемого параметра, на второй вход БПП 1 поступает синхроимпульс с каждым новым отсчетом, число которых (п) подсчитывается и хранится в БПП 1. Кроме информационных выходов, в БПП 1 имеется выход числа отсчетов (п), хранящихся в данный момент времени; при поступлении логического сигнала «1 на второй вход генератора 12 («Пуск) код числа (п) устанавливается равным единице. БПП 1 может быть выj полнен на основе запоминающих элементов в интегральном исполнении(аналоговых или цифровых и простейших логических). Счетчик 5 емкостью N состояний служит для подсчета числа импульсов на входе и имеет первые (для г младших разрядов) и вторые (для г старших разрядов) выходы (для двоичного счетчика г log2, 1). Счетчик 5 имеет управляющие входы 19,и 20 для установки кодов на первых и вторых выходах. Счетчик 5 может быть выполнен на основе счетчиков в интегральном исполнении, выпускаемых промыщленностью. Блок 8 сравнения кодов служит для сравнения кодов на его входах и выдачи сигнала блокировки яркости ЭЛТ 9, если выполняются

следующие условия: , или Пг.п, или п пг - числа, соответствующие кодам на входах дешифраторов 7 и 6 старших и младщих разрядов соответственно. Блок 8 сравнения может быть выполнен на основе логических элементов.

Индикатор 9 служит для представления входной информации потребителю. Индикатор 9 может быть выполнен на основе различных устройств отображения информации, например на ЭЛТ, матричных электролюминисцентных или светодиодных индикаторах.

Функциональный преобразователь 10 реализует функцию у /2/ где Z - входной сигнал, или любую другую функцию с монотонным преобразованием, например ехр(-/Z/). Преобразователь 10 может быть выполнен на основе аналоговых или цифровых интегральных микросхем. Если индикатор 9 имеет конечное число состояний (светодиоды), то преобразователь 10 может состоять из набора компараторов. Остальные блоки устройства являются типовыми.

Приемное устройство телеизмерительной системы работает следующим образом.

На первый вход БПП 1 поступают отсчеты Х какого-либо телеметрируемого параметра, которые запоминаются в БПП I. При многократных измерениях параметра в случае нормальной работы всей телеизмерительной системы все запомненные отсчеты отличаются друг от друга на малую деличину, состоящую, например, из погрешности квантования и малых флуктационных помех при повторных измерениях параметра. Но в работе системы могут быть нарущения (сбои), например сбои из-за помех в канале связи. Сбитые отсчеты резко отличаются от действительного значения и друг от друга, поскольку они вызваны случайной импульсной помехой. Каждый отсчет, хранящийся в БПП 1, сравнивается методом перебора со всеми остальными отсчетами, благодаря тому, что управляющие входы ключей 2 первой группы срабатывают в N раз реже ключей 3 второй группы, так как они управляются дешифраторами 7 и б старших и младших разрядов счетчика 5 соответственно. Для принятия окончательного решения не обязательно использовать максимально возможное число N отсчетов, анализ ведется по мере поступления отсчетов Xi, но для того, чтобы не нарушать синхронной работы ключей 2 и 3, счетчика 5, дешифраторов 6 и 7, блок 8 сравнения отключает ЭЛТ 9, если п, п, или или п-( П2, т. е. потребителю представляются только результаты обработки реальных записанных п отсчетов в остальных (N-h) ячейках памяти ,БПП 1 может быть любая информация. На вход вертикального отклонения ЭЛТ 9 поступают из преобразователя 10 сигналы Yii /Xj.-Х;, i l,2,...n;

,2,....n, характеризующие степень отсчетов Xj друг к другу. Очевидно, что наименьшее расстояние (Xj.-Xv) будет у величин Xi, соответсвующих максимуму плотности вероятности величины , где X - истинная величина телеметрируемого параметра, - погрешность телеизмерений без статической обработки. На первый вход (вход горизонтального отклонения) ЭЛТ 9 поступает сигнал, соответствующий номеру отсчета ,2,...h, т. е. каждому отсчету на экране ЭЛТ 9 выделяется соответствующая вертикальная прямая. На каждой прямой высвечиваются точки, отклонения их от нулевого уровня соответствуют величинам YiV- Оператор, наблюдающий экран ЭЛТ Б, выделяет прямую, на которой точки сгруппированы и имеют самый высокий уровень (уровень превышает половину максимально допустимой погрешности устройства). После того, как оператор увидит такую картину, он подает сигнал «Останов, выясняет по экрану номер данной прямой, набирает этот номер на третьих входах счетчика 5, после чего срабатывает соответствующий ключ 2 первой группы, и данный отсчет поступает на первый информационный выход 15. Кроме того, в устройстве предусмотрен и второй информационный выход 16, на которой можно вывести отсчет, близкий по велич 1не к отсчету на первом выходе, его номер устанавливается на втором входе счетчика 5.. Затем эти отсчеты могут быть дополнительно обработаны, например, методом осреднения, с целью дополнительного уменьшения влияния малых флуктационных помех. Заметим, что при редких сбоях в системе для принятия решения достаточно чаще всего двух-трех отсчетов, поскольку все они близки друг к другу, если импульсная помеха отсутствует.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется приближенный анализ плотности распределения принятых отсчетов и решение принимается после того числа измерений, когда оператору становится ясно, какому из этих отсчетов соответствует максимум плотности вероятности. Для негауссовской помехи (в частности, сравнительно редкой, но большой по амплитуде импульсной помехи в измерительном первичном преобразователе или в линии связи) предлагаемое устройство позволяет практически полностью устранить влияние импульс1Гых помех, а также уменьшить в /Ет раз среднеквадратическое значение погрешности, обусловленной малой флуктуационной помехой с близким к нормальному законом распределения.

Формула изобретения

Приемное устройство телеизмерительной системы, содержащее блок промежуточной

памяти, первый вход которого подключен к информационному входу устройства, второй вход - к синхронизирующему входу устройства, информационные выходы блока промежуточной памяти соединены с- соответствующими информационными входами ключей первой группы, выходы ключей объединены и соединены с первым входом блока вычитания и первым информационным выходом устройства, управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами первого дещифратора, входы которого объединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом индикатора, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в него введены вторая группа ключей, второй дещифратор, счетчик импульсов, блок сравнения кодов, генератор тактовых импульсов и функциональный преобразователь, выход числа отсчетов блока промежуточной памяти соединен с первым входом блока сравнения кодов, выход которого соединен со вторым входом индикатора, первый вход управления устройства соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход которого объединен с третьим входом блока промежуточной памяти и подключен к второму входу управления устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом счетIW

чика импульсов, вторые и третьи входы которого соединены соответственно с третьими и четвертыми входами управления устройства, первые выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими объединеннь мй вторыми входами блока сравнения кодов и входами первого дещифратора, вторые выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими объединенными третьими входами блока сравнения и входами второго дещифратора, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключей второй группы, информационные входы которых соединены с соответствующими информационными выходами блока промежуточной памяти, выходы ключей второй группы объединены и соединены со вторым информационным выходом устройства и вторым входом блока вычитания, выход которого через функциональный преобразователь соединен с третьим входом индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 714457, кл. G 08 С 19/28, 1977 (прототип). Г5