Передающее многоканальное телеметрическое устройство Советский патент 1982 года по МПК G08C19/28 

(ЗО ПЕРЕДАЮЩЕЕ МНОГОКАНАЛЬНОЕ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в радио телеметрических системах со сжатием данных. Известны передающие телеметрические устройства, содержащие синхрониз тор , блок сокращения избыточности, блок формирования кодовой группы, блок кодирования адреса, блок формир вания кода, блок кодирования интерва лов времени, блок формирования кодового сигнала 1 , Устройства обладают ограниченной помехоустойчивостью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является передающее многоканальное телеметрическое устройство, содержащее синхро низатор, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к синхронизирующим входам генератора кодовых слов, блокор сжатия, коммутатора и через (ормироаатель синхроимпульсов .к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройГства, входы коммутатора соединены с входами устройства, выходы коммутатора через аналого-цифровой преобразователь подключены к информационным входам блоков сжатия, информационные выходы которых подключены к первым входам соответствущих сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены с выходами генератора кодовых слов, выходы сумматоров по модулю два подключены к ииОормационным входам блока кодирования, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ. Особенностью таких устройств является свойство компенсировать ошибки накопления при последующем правильном ппиеме символов искаженных разрядов { Л J. Однако при передаче сигналов разряды меняются случайным образом с разной частотой, поэтому соответствующие им посылки передаются тоже с разной частотой, одни чаще, другие реже. Если реже передаются посылки, соответствующие старшим разрядам, то ошибки становятся значительными за счет ошиб s ки аппроксимации на последующем интервале времени до момента компенсации ошибки, т.е. до момента правильного приема искаженных при предыдущей передаче разрядов.lO

Так как измеряемые телеметрические параметры меняются во времени случайным образом, то и число неизбыточных разрядов от одной посылки к другой меняются случайным образом. Таким об-15 разом, могут возникать такие моменты когда число передаваемых разрядов IB передаваемой посылке по крайней мере равно такому, при котором энергия канальных поднесущих такова, что вероятность ошибочного приема много меньие допустимой. Следовательно, име ется возможность передавать в таких посылках дополнительные неизбыточные разряды, не ухудшая общих свойств сис темы. Это уменьшает ошибку аппроксимации при восстановлении параметра на приемной стороне. Целью изобретения является уменьшение погрешности восстановления те-. леметрических сигналов приемной стороне. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее синхронизатор, первый, второй, третий и чет вертый выходы которого подключены соответственно к синхронизирующим входам генератора кодовых слов, блоков сжатия, коммутатора и через формирователь синхроимпульсов к первому вход элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройства, входы коммутато ра соединены с входами устройства, выходы коммутатора через аналогоцифровой преобразователь подключены к информационным входам блоков сжатия информационные выходы которых подключенЬ к первым входам соответствующих сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены с выходами генератора кодовых слов, выходы сумматоров по модулю два под(спючены к информационным входам блока ключевых элементов, выходы которого подключенык информационным входам блока кодирования, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, введены управляемый распределитель импульсов, блок

элементов И, блок элементов ИЛИ и компенслтор, выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам блока ключевых элементов и блока кодирования, первые входы блока элементов ИЛИ и входы компаратора соединены с управляющими выходами блоков сжатия, вторые входы блока элементов ИЛИ подключены к выходам блока элементов И, первые входы которого и первый вход управляемого распределителя импульсов соединены с выходом компаратора, вто рые входы блока элементов И подключены к соответствующим выходам управляемого распределителя, импульсов, второи вход которого соединен с пятым выходом синхронизатора. Блок кодирования содержит сумматоры, вычитающие элементы и усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с выходом блока, информационные входы блока соединены с входами первого су/иматора и с информационными входами первого вычитающего элемента, выходы которых соединены с входами второго вычитающего элемента, управляющие входы блоКЗ соединены с вторыми входами первого вычитающего элемента и с входами второго сумматора, выход которого и выход второго вычитающего элемента подключены к входам усилителя с переменным коэффициентом усиления. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока кодирования. Устройство содержит синхронизатор 1, генератор 2 кодовых слон, блоки 3. 3 , коммутатор (, формирователь 5 синхроимпульсов, элемент ИЛИ 6, управляемый распределитель 7 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 8, сумматоры по два, блок 10 ключевых элементов,, блок 11 кодирования, блок 12 элементов ИЛИ, компаратор 13, блок I элементов И. В блок 11 кодирования входят сумматоры 15 и 1б, вычитающие элементы 17 и 18, усилитель 19 с переменным коэффициентом усиления. Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 1 выдает синхроси - налы на генератор 2 кодовых слов. блоки 3 сжатия, коммутатор , формирователь 5 синхроимпульсов, управляемый распределитель 7 импульсов. Лналоговый сигнал опрашивается коммутатором 3 одновременно со всех каналов с периодом, равным периоду дискретизации и преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 8 в параллельный двоичный код, который хранится на выходе аналого-цифрового преобразователя 8 до следующего момента опр са длтчикоо. В блоках сжатия 3. -Зи о счеты поразрядно сравниваются с запомненными предыдущими существенными отсчетами этих каналов. При несовпадении каких-либо разрядов цифрового кода существенных отсчетов значения этих разрядов выдаются на сумматоры 9 по модулю два, где они модулируют кодовые слова, синхронно поступающие с генератора 2 кодовых слов. С управляющих выходов блоков сжатия в этом случае подаются управляющие сигналы через блок 12 эле ментов ИЛИ на блок 10 ключевых элементов и-блок 11 кодирования. В блоке 10 открываются ключевые элементы-, соответствующие неизбыточным разрядам, и пропускают на информационные входы блока 11 кодирования промодулированные кодовые слова или закрывают ключевые элементы, соответствующие из быточным разрядам. В этом случае на выходы этих элементов выдаются пустые слова, состоящие из одних нулей В блоке 11 кодирования посимвольно анализируются значения всех кодовых слов, сравнивается количество нулей и единиц, при этом не учитывается количество нулей, получаемых за счет пустых кодовых слов. Число пустых кодовых слов определяется сигналами на управляющих входах блока кодирования, причем на эти входы выдается столько нулей, сколько пустых слов поступает на информационные входы. Ес ли число единиц на информационных входах больше, чем число нулей без учета пустых слов, то на выходы бло ка 11 выдается символ единицы, в противном случае - символ нуля. В случае равенства количества нулевых и единичных символов они считаются избыточными и не передаются. В элементе ИЛИ 6 к сформированному кадру добавля ется импульс синхронизации, получаемы с формирователя 5. Если число передаваемых кодовых слов К, соответствующих неизбыточным разрядам оказывается меньше какого-ли бо заранее выработанного фиксированного числа К , которое определяется из условия, что при К к вероятность ошибки приема двоичных символов значительно меньше допустимой для канала передачи, то система имеет запас по помехоустойчивости и его можно использовать для уменьшения ошибки восстановления сигнала, В этом случае компаратор выдает на управляемый распределитель 7 импульсов и на вторые входы элементов И положительный потенциал и открывает их. Импульсом с синхронизатора 1 переключается распределитель 7 импульсов, который снимает положительный потенциал с одним входов и подает на другие в зависимости от выбранного режима работы и через открытые элементы И 1 и элементы ИЛИ 12 подается на соответствующие входы блока 10 ключевых элементов и блока 11 кодирования. Таким образом, разрешается передача дополнительного (избыточного) кодового слова. С кандым следующим циклом передачи передаваемые дополнительные избыточные) кодовые слова чередуются. Очередность передачи кодовых слов определяется ренимом работы управляемого распределителя импульсов. Если К / К , то компаратор 13 выдает с выхода нулевой потенциал, который закрывает блок 1f элементов И и управляемый распределитель 7 импульсов. Таким образом, дополнительные , кодовые слова не передаются. Блок11 кодирования формирует двоичный сигнал на выходе устройства. На фиг. 2 представлена структурная схема блока кодирования, формирующего многоуровневый групповой сигнал, представляющий сумму ортогональных поднесущих С например, Уолша). Кроме того, чтобы наиболее полно использовать динамический диапазон группового сигнала по амплитуде, его выходной сигнал усиливается с переменным коэффициентом усиления, определяемым числом поднесущих, передаваемых в групповом сигнале. Это повышает помехоустойчивость передаваемых сообщений по сравнению с устройством, в котором не производится такого усиления. Блок кодирования работает следующим образом. На входы сумматора 15 и вычитающего элемента 17 одновременно поступают все кодовые слова. Вычитающий элемент 17 определяет количество нулевых сигналов символов неизбыточных 79 слов (k-n), где k - число неизбыточных слов, и - число единиц на первом входе вычитаю1чего элемента 17. После этого в вычитающем элементе 18 определяется амплитуда группового сигнал как разность между числом единиц и числом нулей Л (к-и)3-аГ2и - k.J В усилителе 19 rpynnonovi сигнал усиливается Л - 1Л( с целью наиболее полного использования динамического диапазона по амплитуде. Коэффициент усиления определяется сумматором 1 выходное напряжение которого зависит от того, на сколько его входов подан поло хительный потенциал, т.е. от чис ла передаваемых кодовых слов. Предлагаемое устройство позволяет снизить среднеквадратическую погрешность при восстановлении сигналов. Количественно выигрыш зависит от выбранного режима работы. Так, если считать, что вероятность ошибки восстановления переданного дополнительного ( избыточного) кодового слова много меньше, чем для неизбыточного кодового слова, и частоты передачи дополнительного и неизбыточного кодового слова, соответствующие одному и тому же разряду, равны, то среднеквадратическая погрешность восстановления для предлагаемого устройства в 1,5 раза меньше, чем среднеквадратическая погрешность для известного yctpoйcтвa и еще уменьшается с увеличением частоты следования дополнитель ных кодовых слов. Формула изобретения 1. Передающее многоканальное телеметрическое устройство, содержащее синхронизатор, первый, второй, тре тий и четвертый выходы которого подключены соответственно к синхронизирущим входам генератора кодовых слов блоков сжатия, коммутатора и :через формирователь синхроимпульсов к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройства, входм коммутатора соединены с входами устройства, выходы коммутатора через аналого-циЛровой преобразователь подключены к информационным входам блоков сжатия, информационные выходы которых подключены к первым входам соот i ветствущих сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены с выходами генератора кодовых слов, выходы сумм аторов по модулю два подключены к информационным входам блока ключевых элементов, выходы которого подключены к информационным входам блока кодирования, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности восстановления телеметрических сигналов, в устройство введены управляемый распределитель импульсов, блок элементов И, блок элементов ИЛИ и компаратор, выходы блока элементов ИЛИ подключены к управляющим входам блока ключевых элементов и блока кодирования, первые входы блока элементов ИЛИ и входы компаратора соединены с управляющими выходами, блоков сжатия, вторые входы блока элементов ИЛИ подключены к выходам блока элементов И, первые входы которого и первый вход управляемого распределителя импульсов соединены с выходом компаратора, вторые входы блока элементов И подключены к соответствующим выходам управля- емого распределителя импульсов, второй вход которого соединен с пятым выходом синхронизатора. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок кодирования содержит сумматоры, вычитающие элементы и усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с выходом блока, информационные входы блока соединены с входами первого сумматора и с информационными входами первого вычитающего элемента, выходы которых соединены с входами второго вычитающего элемента, управляющие входы блока соединены с вторыми входами первого вычитающего элемента и с входами второго сумматора, выход которого и выход второго вычитающего элемента подключены к входам усилителя с переменным коэф({)ициентом усиления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР fP 302038, кл. G 08 С 19/28, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 690523, . R 08 С 19/28, 1977 (прототип).

О

E

w

(О

:/я

а

4«

/

-)

-

fS

18

17 O--о

f9

фиг. 2