Телеизмерительная система с управляющейОбРАТНОй СВязью Советский патент 1981 года по МПК G08C25/02 

(54) ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА С УПРАВЛЯЮЩЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Изобретение относится к информационноизмерительной технике и может применяться в телеметрии, телеуправлении и т. д. Известна радиотелеметрическая система, содержащая в каждом измерительном канале датчики, соединенные через согласующие устройства со входом первого коммутатора, первый вход которого соединен с выходом датчика калибровочных напряжений, а выход первого коммутатора через модулятор соединен с первым входом элемента ИЛИ, другой вход ее через кодер синхросигнала соединен с выходом хронизатора, два других выхода которого соединены с управляющими входами первого коммутатора и модулятора, выход элемента ИЛИ подключен ко входу передатчика, выход которого через канал связи связан ,со входом приемника, выход которого подключен ко входу второго коммутатора и входу устройства выделения и формирования синхросигнала, выход последнего соединен с управляющим входом второго коммутатора, выход которого через демодуляторы соединен с соответствующими входами регистрирующего устройства, управляющий ВХОД которого соединен с выходом блока меток времени 1. Наиболее близкой к предлагаемой является телеизмерительная система с управляющей обратной связью, содержащая последовательно соединенные источник сообщений, переключатель, кодирующий б.кж, прямой канал связи, блок решения и блок памяти, выход которого является выходом системы, датчик решающих сигналов, обратный канал связи, приемник реи1ающих сигналов, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, выход которого через накопитель соединен со вторым информационным входом переключателя 2. Недостаток данного устройства - уменьшение пропускной способности при возрастании уровня помех в канале связи. Это обусловлено тем, что в устройстве осуществляется последовательный поэлементный прием каждого символа из всей кодовой посылки слова с переспросом. Цель изобретения - увеличение пропускной способности системы каналов связи. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно coeдинeF иыe источник сообщения, переключатель, кодирующий блок, прямой канал связи, блок рещения и блок памяти, выход которого является выходом системы, датчик рещающих сигналов, обратный канал связи, приемник рещающих сигналов, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, выход которого через накопитель соединен со вторым информационным входом переключателя, введены элементы памяти, ключи, блоки сравнения, элемент ИЛИ, счетчики и блок управления, первый вход которого соединен со вторым выходом блока рещения, а первый выход - со вторым входом блока памяти и со входом датчика решающих сигналов, вторые выходы блока управления соединены с первыми входами счетчиков и с управляющими входами элементов памяти, информационные входы которых объединены и соединены с третьим выходом блока рещения .и с объединенными первыми входами блоков сравнения, выходы элементов памяти подключены ко вторым входам блоков сравнения и к первым входам ключей, вторые входы которых соединены с третьими выходами блока управления, выходы ключей объедиHeFibi и подключены к третьему входу блока памяти, выходы блоков сравнения подключены ко входу элемента ИЛИ и вторым входам соответствующих счетчиков, выход элемента ИЛИ подключен к третьим входам счетчиков и ко второму входу блока управления, выходы счетчиков подключены к третьему входу блока управления. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Телеизмерительная система содержит последовательно соединенные источник ) сообп1ения, переключатель 2, кодирующий блок 3, прямой канал 4 связи, блок 5 реще11ПЯ. выход которого соединен с объединенffi.iMH входами элементов памяти (ЗУ) 6 и П.ижи сравнения (СС) 7 вторые .входы коюрых обьединены, а их третьи входы подкмк че11(,1 к выходам соответствующих элеМ(чг1()в памяти 6 и ко входам ключей 8, дру1ие входы которых подключены к соотlUTcTByioHUiM выходам блока управления 9, другие )ды которого подключены к управляющим входам соответствующих элеменгов 6 памяти и счетчиков 10, другие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков 7 сравнения и ко входам элемента ИЛИ 11,- выход которого соединен с объединенными стробир-ующимн входами счетчиков 10 и со входом блока 9 управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 5 решения, а третьи входы блока 9 управления соединены с выходами соответствующих счетчиков 10. вы.ходы ключей 8 объединены и подключены ки входу блока 1-2 памяти, второй оторого подключен к третье.м,у выходу блока 5 решения, третий вход устройства 12 памяти подключен к третьему выходу блока 9 управления и входу датчика 13 рещающих сигналов, выход которого через последовательно соединенные обратный канал 14 связи и приемник 15 решающих сигналов подключен к управляющему входу переключателя 2, выход которого через накопитель 16 подключен к своему второму входу.; Источник информации представляет собой в аналоговом случае набор датчиков, преобразующих измеряемые параметры в нормированные электрические сигналы, в дискретном случае источник 1 может состоять из нескольких сигнализаторов и т. п. Переключатель 2, состоящий в случае аналогового источника 1 из ключей и распределителя импульсов, предназначен для поочередного подключения датчиков 1, с первого входа, или же выхода накопителя 16, со второго входа (в зависимости от управляющего сигнала на управляющем входе) ко входу кодирующего блока 3, в случае дискретного источника 1 переключатель 2 состоит из логических цепей и представляет собой логический коммутатор. Кодирующий блок 3 при аналоговом источнике 1 представляет собой аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и, при необходимости, устройство для помехозащищенного кодирования и преобразования кодов АЦП и служебной информации к виду, удобному для передачи; при дискретном источнике 1 первая функция АЦП не нужна. Прямой и обратный каналы связи состоят из передатчика, канала связи и приемника и предназначены для передачи информации на расстояние. Блок 5 решений предназначен для кодирования входной информации и формирования кода-отсчета на первом выходе и служебной информации на втором (импульсов синхронизации) и третьем (адрес датчика 1) выходах. Блок 5 решения выполнен на основе демодуляторов и формирователей сигналов, соответствующих логическим сигналам «О и «1. Элементы 6 памяти служат для хранения входной информации, причем запись осуществляется по логическому сигналу «1 на управляющем входе. Элементы 6 памяти строятся на основе цифровых регистров памяти. Блоки 7 сравнения, ключи и элемент ИЛИ 11 выполняют известные функции и строятся на основе типовых элементов. Блок управления 9 выполняет следующие функций: при поступлении сигнала «1 на вход блока с выхода элемента ИЛИ 11 блока 9 управления определяет, на каком из его входов, соединенных с выходами счетчиков 10, произошло изменение состояния, и формирует сигнал «1 в соответствии с этим номером на одном из выходов соединенных с управляющими входами элементов 6 памяти и счетчиков 10; при постуалении на вход сигнала «О определяет, на каком из его входов минимальный код и формирует сигнал «1 на соответствующем этому номеру одному из выходов; определяет отношение между числом повторов кодов посылки (число синхроимпульсов на втором входе блока управления 9 - выходе блока решений 5) и максимальным кодом на третьих входах , и в соответствии с этим соотношением формирует управляющие сигналы на соответствующем первом (управляюш,ие входы ключей 8) и на третьем (вход датчика 13 решающих сигналов и третий вход блока 12 памяти) выходах. Алгоритм анализа соотношения между величинами п и m,TiQ. з также выбор величин К - число блоков 6, 7, 8 и 10 - поясняются в дальнейшем. Блок 9 управления, может быть построен на основе типовых цифровых блоков: счетчика, схем выявления максимума и минимума и простейших логических схем. Счетчики 10 служат для подсчета единичных сигналов на входе. Сброс в исходное состояние (код числа 1) счетчика 10 происходит по управляющему сигналу «1 (на входе управления) при наличии стробирующего сигнала (сигнал «О) на другом входе (стробирующем входе). Блок 12 памяти представляет собой регистрирующее устройство, запись информации происходит при поступлении управляющего сигнала «1. Адрес датчика определяется по служебной информации от блока 5 решения. Датчик 13 решаюших сигналов согласует управляющий выход блока 9 управления со входом обратного канала 14 связи и строится на основе модулятора. Приемник 15 решающих сигналов декодирует поступившие на его вход сигналы и согласует эти сигналы со входом переключателя 2, т. е. приемник 15 решаюших сигналов может быть построен на основе демодулятора и формирователя. Накопитель 16 - оперативное запоминаюшее устройство. Телеизмерительная система в случае аналогового источника 1 работает следуюшим образом. Переключатель 2 подключает датчики 1 (поочередно) ко входу кодирующего блока 3, и код отсч.вта (а также служебная информация: синхроимпульсы, метки времени и т. п.) через прямой канал 4 связи передается на вход блока 5 решений, где происходит демодуляция входных сигналов и формирование кода отсчета импульсов синхро.низации и кода адреса. Код отсчета поступает на объединенные входы элементов 6 памяти и блоков 7 сравнения, где происходит сравнение поступившего Xj и хранящихся во всех ЗУ 6 X (,2,...,K) кодов отсчетов. Если разность Xj;-Xj. Д не превышает допустимой величины , то сработяет j-й блок 7 сравнения (формируется сигнал «1) и выходной код j-ro счетчика увеличится на единицу; кроме того, сигнал блока 7 сравнений через элемент ИЛИ 11 поступит на вход блока 9 управления, вследствие чего блок 9 -управления формирует сигнал «1 на соответствующем выходе, и данный код отсчета записывается в j-ый элемент 6 памяти. Если все Aj 2в,то не срабатывает ни блок 7 сравнения на входе блока 9 управления - сигнал «О, в результате выявляется -тый счетчик 10 с минимальным выходным кодом, и код очередного отсчета записывается в элемент 6 памяти с.номером ; кроме того, Е-тый счетчик 10 увеличивается в исходное состояние (код числа 1). Затем переключатель 2 подключает вход кодирующего блока 3 к выходу накопителя 16 (в принципе возможны и повторные опросы самого датчика 1), и по прямому каналу связи передаются повторные отсчеты сигнала данного датчика посылки (причем повторяемые коды могут различаться из-за шумов самого датчика). При этом счетчики 10 подсчитывают число совпавших (в смысле неравенства (1)) отсчетов, а блок 9 управления анализирует максимальное из этих чисел и общее число повторов и в определенный момент формирует сигнал «1 на соответствующем первом выходе, после чего открывается соответствующий ключ 8, и код отсчета, повторившийся заданное число раз хранится в соответствующем элементе 6 памяти), принимается за достоверный и через открытый ключ 8 поступает на вход блока 12 памяти, кроме того, на выходе блока 9 памяти формируется управляющий сигнал «1, по которому происходит запись в блок 12 памяти и передача сигнала «1, по обратному каналу связи 14, в результате чего переключатель 2 подключает свой вход к следующему датчику 1. В случае, дискретного источника 1 повторяющиеся комбинации на выходе кодирующего блока 3 совершенно одинаковы , так как они повторно выбираются из накопителя 16, а в блоке 7 сравнения уставка ZQ равна нулю, т. е. подсчитываются повторяющиеся кодовые комбинации. Выбор величин К. и уставки Zg при аналоговом источнике 1, а также алгорити п обусловлен ма анализа величин m априорными сведениями о реальном канале связи и об соотношении между величиной кванта в кодируюшем блоке 3 и диапазоном изменения флуктуационного шума датчика 1. Как показывает анализ, целесообразно применение соотношений /С6-, , 2 при 2.$п, 4, m д; 0,onj при , m ,7(. где щ- среднеквадратическое значение нормальной составляющей шума датчика, 1; Д-величина кванта в кодирующем блоке 3. Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется накопление принятых комбинаций и их последовательный анализ с целью выявления наиболее достоверной комбинации, что позволяет фильтровать шумы датчиков (как нормальные, так и аномальные типа промахов измерений), а также более эффективно чем в известном, использовать пропускную способность канала связи. Формула изобретения Телеизмерительная система с управляющей обратной связью, содержащая последовательно соединенные источник сообщений, переключатель, кодирующий блок, прямой канал связи, блок рещения и блок памяти, выход которого является выходом системы, датчик решающих сигналов, обратный канал связи, приемник решающих сигналов, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, выход которого через накопитель соединен со вторым информационным входом переключателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения пропускной способности каналов связи, в нее введены элементы памяти, ключи. блоки сравнения, элемент ИЛИ, счетчики и блок управления, первый вход которого соединен со вторым выходом блока решения, а первь1Й выход - со вторым входом блока памяти и со входом датчика решающих сигналов, вторые выходы блока управления соединены с первыми входами счетчиков и с управляющими входами элементов памяти, информационные входы которых объединены и соединены с третьим выходом блока рещения и с объединенными первыми вхо дами блоков сравнения, выходы элементов памяти подключены ко вторым входам блока сравнения и к первым входам ключей, вторые входы которых соединены с третьими выходами блока управления, выходы ключей объединены и подключены к третьему входу блока памяти, выходы блоков сравнения подключены ко входу элемента ИЛИ и вторым входам соответствующих счетчиков, выход элемента ИЛИ подключен к третьим входам счетчиков и ко второму входу блока управления, выходы счетчиков подключены к третьему входу блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Барсуков Ф. И., Русанов Ю. Б. Элементы и узлы РТС. М., «Энергия, 1973, с. 17. 2 Кловский Д. Д. Теория передачи сигналов. М., «Связь, 1973, с. 360-362 (прототип).