Устройство для передачи телеметрической информации

Устройство для передачи телеметрической информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее хронизатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход - с входом генератора, третий выход - с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход - с первым входом коммутатора , вторые, входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого-цифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжатия информации и первыми входамисумматоров , вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с. соответствующими первыми входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами кодера,вторые входы кодера подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации , выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьпления помехоустойчивости передаваемой информации, в устройство введен дешифратор, входы и выходы которого подключены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжатия информации , вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каждьм блок сжатия информации содержит элемент сравнения, элементы И и триггер , выход первого элемента И.соединен с входом триггера, выход которого соединен с первьм входом элемента сравнения, первый вход первого элемента И, второй вход элемента сравнения и первый вход втоО ) С рого элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжатия информации, вькод второго элемента И соединен с вто . рым входом первого элемента И и является первым выходом блока сжатия информации, выход элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и является вторым выходом блока сжатия информации. 3.Устройство поп. 1, отличающееся тем, что кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель , выход первого сумматора сое-, динен с первым входом первого вычитателя , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитателя и первым входом усилителя, второй вход усилителя подключен к выходу второго сумматора , -первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитателя и яцляются первыми входами кодера, вторые

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А зав G08С1928

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHO@IY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3527980/18-24 (22) 03 ° 01.83 (46) 15.07.84. Бюл. к 26 (72) Л.А.Гавриков и А.Г.Фтемов (53) 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 302738, кл. 08 С 19/28, 1969

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 690523, кл. 5 08 С 15/00, ч 08 С 19/28, 1977 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее хронизатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход — c входом генератора, третий выход — с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход — с первым входом коммутатора, вторые, входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого-.цифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжатия информации и первыми входами. сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с соответствующими первыми входами блока ключей, выходы icoторого соединены с соответствующими первыми входами кодера, вторые входы кодера подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости передаваемой информации, в устройство введен дешифратор, входы и выходы которого подключены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжатия информации, вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок сжатия информации содержит элемент сравнения, элементы И и триггер, выход первого элемента И соединен с входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, первый вход первого элемента И, второй вход эле- I* мента сравнения и первый вход второго элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжатия информации, выход второго элемента И соединен с вто- Я, рым входом первого элемента И и является первым выходом блока сжатия информации, выход элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и является вторым выходом блока сжатия информации.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора сое-. динен с первым входом первого вычита теля, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом ф второго вычитателя и первым входом усилителя, второй вход усилителя подключен к выходу второго сумматора,-первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входамн второго вычитателя и являются первыми входами кодера, вторые

1103275

30,входы второго вычитателя объединены соответственно с входами второго сум матора и являются вторыми входами кодера, выход усилителя является выходом кодера.

4. Устрдйство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дешифратор содержит сумматоры н пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в радиотелеметрических системах с разделением ка налов по форме сигнала. 5

Известно устройство, содержащее хронизатор, блок сокращения избыточности, блок формирования кодовой группы, блок кодирования адреса, блок формирования кода, блок коди- 10 рования интервалов времени, блок формирования кодового сигнала. В этом устройстве отсчеты, снимаемые с датчиков, сравниваются с хранящи- мися в памяти предыдущими существен- 15 ными отсчетами этих же датчиков и, если разность между ними больше определенной величины, называемой апертурой, то отсчет считается существенным и передается в линии передачи 20 а также записывается в.память вместо предыцущего, в противном случае отсчет считается избыточным и не рчитывается (1) .

Недостаток этого устройства за- . ключается в том, что существенные отсчеты в силу заиоженного принципа работы временного разделения каналов следуют неравномерно, а устройство требует наличия буферного запоминающего блока для выравнивания частоты следования отсчетов. Кроме того, существенным отсчетам необходимо присваивать адрес в виде дополнительных разрядов кода и код временной привязки. Это вноситцополнительную избыточность из-за нали. чия служебной информации. При передаче существенных отсчетов в цифровой форме передаются все разряды кодово40 входом каждого предыдущего сумматора и с входом соответствующего порогового элемента, вход последнего порогового элемента подключен к первому входу последнего сулачатора, вторые входы сумматоров,и первый вход последнего сумматора являются соответственно входами дешифратора, выходы пороговых элементов являются выходами дешифратора. го слова, в то время как меняют свои значения только. некоторые. из них, поэтому остается избыточность в самих информационных словах. На избыточные символы в передаваемых сообщениях тратится часть энергии, которая могла бы быть использована для передачи не избыточных символов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для передачи телеметрической информации, содержащее хронизатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход — с входом генератора, третий выход — с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход— с первым входом коммутатора, вторые входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналогоцифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжатия информации и первыми. входами сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам-генератора, выходы сумматоров соединены с соответствующими первыми входами блокаключей, вторые входы которого подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации, выходы которого соединены с соответст-. вующими первыми. входами кодера, вторые входы кодера подключены к вторым выходам соответствующих блоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства (2) .

1103275

Цель изобретения — повьппение помехоустойчивости передаваемой информации.

Указанная цель достигается тем, что устройство для передачи телеметрической информации, содержащее хро-, низатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с: первым, входом элемента ИЛИ, второй выход — с входом генератора, третий выход - с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход — с первым входом коммутатора, .вторые входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого-цифровой преобразователь с вторыми входами сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с соответствующими первьпчи входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами кодера, вторые входы кодера подключены к первым входам соответствующих блоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, введен дешифратор, входы и выходы которого подключены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжатия информации, вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации, 30

40

50

Недостатком такого устройства является то, что передача данных осуществляется без учета отношения сигнал — шум в канале передачи. Однако из-за случайного характера измеря- 5 емого процесса могут возникать моменты, когда одновременно передается число поднесущих. Поскольку энергия суммарного группового сигнала является ограниченной, это приводит к тому, что на каждую передаваемую поднесущую приходится относительно малая доля энергии передатчика. В результате возрастает ошибка приема двоичного символа и увеличивается погрешность восстановления отсчета на приемной стороне. При малой энергии поднесущих наибольшую погрешность при восстановлении отсчета вносят шумы канала передачи. 20

Каждый блок сжатия информации содержит элемент сравнения, элементы И и триггер, выход первого эле-мента И соединен с входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, первый вход первого элемента И, второй вход элемента сравнения и первый вход второго элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжатия информации, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и является первым выходом блока сжатия информации, выход элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и является вторым выходом блока сжатия информации.

Кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора соединен с первым входом первого вычитателя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитателя и первым входом усилителя, второй вход усилителя подключен к выходу второго сумматора, первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитателя и являются первыми входами кодера, вторые входы второго вычитателя объединены соответственно с входами второго сумматора и являются вторыми входами кодера, выход усилителя является выходом кодера.

Дешифратор содержит сумматоры и пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым входом каждого предыдущего сумматора и с входом соответствующего порогового элемента, вход последнего порогового элемента подключен к первому входу последнего сумматора, вторые входы сумматоров и первый вход последнего сумматора являются соответственно входами дешифратора, выходы пороговых элементов являются выходами дешифратора.

На чертеже представлена структурная схема устройства для передачи телеметрической информации.

Устроиство содержит хронизатор 1, коммутатор 2, генератор 3, формирователь 4 импульса, блоки 5 сжатия информации, аналого-цифровой преобразователь 6, дешифратор 7, сумматоры

8, блок 9 ключей, кодер 10 и элемент ИЛИ 11.

1103275

f б

Дешифратор 7 содержит сумматоры

12 и пороговые блоки 13.

Блоки 5 сжатия информации содержит элемент 14 сравнения, элементы

И 15 и 16 и триггер 17. 5

Кодер 10 содержит сумматор 18, вычитатели 19 и 20, регулируемый усилитель 21 и сумматор 22.!

О сжатия.

Все остальные разряды считаются йзбыточными, в память не записываются и в канал не передаются. Значения разрядов вьдаются на сумматоры 8 где они модулируют кодовые слова, периодически поступающие с генерато-"

Устройство работает следующим образом.

Хронизатор 1 выдает синхросигналы на коммутатор 2, генератор 3, формирователь 4 импульса и блоки 5 сжатия информации. Аналоговые сигналы опрашиваются коммутатором 2 одновременно во всех каналах с периодом, равным периоду дискретизации, и преобразуются в аналого-цифровом преобразователе 6 в параллельный 20 двоичный код, который хранится на выходе аналого-цифрового преобразователя 6 до следующего момента опроса.

В блоке 5 сжатия отсчеты поразрядно сравниваются с запомненными предыдущими существенными отсчетами этих каналов.

При несовпадении каких-либо разрядов цифрового кода существенных отсчетов служебные сигналы с управляющих выходов блоков 5 сжатия, соответствующих этим разрядам, подаются на дешифратор 7. В дешифраторе

7 определяется общее число поступивших служебных сигналов и сравнивается с порогом. Порог соответству35 ет наибольшему числу одновременно передаваемых кодовых слов в системе и выбирается, исходя из условий обеспечения минимума ошибки восстанов40 ления измеряемого параметра на приемной стороне.

В дешифраторе 7 определяется общее число и номера младших разрядов, запрещенных для передачи, и подаются

45 управляющие сигналы на блоки 5 сжатия. При выявлении несовпадающих разрядов в блоках 5 сжатия и разрешающем управляющем сигнале с дешифратора 7 эти разряды считаются существенными и подлежат передаче, а

50 их значения запоминаются в блоках 5 ра 3. С управляющих выходов блоков 5 сжатия, в которых выявлены существенные разряды, подаются управляющие сигналы, которые в блоке 9 ключей открывают ключи, соответствующие су" щественным разрядам, и пропускают на информационные входы кодера 10 промодулированные кодовые слова или ,закрывают ключи, соответствующие избыточным разрядам, в этом случае на выходы этих ключей вьдаются "nyctl тые слова, состоящие из одних нулей. Одновременно управляющие сигналы с первых управляющих выходов блоков 5 сжатия подаются на управляющие входы кодера 10, причем на эти входы вьдается столько нулей, сколько пустых слов поступило на его информационные входы. В кодере

10 формируется групповой сигнал. В частности, групповой сигнал может быть сформирован следующим образом.

Посимвольно анализируются значения всех кодовых слов и сравнивается количество единиц и количество нулей, при этом не учитываются нули пустых слов. Если число единиц больгае числа, нулей,то на выходе кодера 10 вьдается символ "единица", в противном случае — символ "нуль". В случае равенства количества нулевых и единичных символов принимается решение о вьдаче нуля или единицы по правилу, применяемому в прототипе. В элементе ИЛИ 11 к сформированному кадру добавляется импульс синхронизации, получаемый с формирователя 4.

Пример. Аналоговый сигнал опрашивается коммутатором 2, на вход аналого-цифрового преобразователя 6 подается отсчет, амплитуда которого равна параметру в момент опроса. В аналого-цифровом преобразователе 6 аналоговый отсчет преобразуется в цифровой и запоминается на время интервала опроса.

Предположим, что значения младших разрядов с первого по третий измеренного отсчета не совпадают со значения одноименных разрядов предьдущего отсчета, а значения четвертых старших разрядов совпадают. В блоках 5 — 5 сжатия производится сравнение значений одноименных разрядов измеренного и предшествующего отсчетов. На управляющем выходе четвертого блока 54 сжатия устанав

1 103275 первого разряда измеряемого отсчета не совпадает со значением первого разряда предыдущего отсчета, однако на управляющий вход блока 5 сжатия с дешифратора 7 подается запрещающий нулевой потенциал, поэтому этот разряд считается избыточным, а на управляющем выходе блока 51 сжатия устанавливается запрещающий нулевой потенциал. Значение первого разряда в память блока 51 сжатия не записывается. Нулевые потенциалы с блоков 51 и 54 закрывают ключи в блоке

9 ключей для первого и четвертого кодовых слов.

В сумматорах 8 осуществляется мо;дуляция кодовых слов,при этом для

50

55 ливается нулевой потенциал, так как старшие разряды неизмеренного и предьдущего отсчетов совпадают, а на управляющих выходах остальных блоков 5< — 5> сжатия устанавливается единичный потенциал, поскольку значения одноименных младших разрядов не совпадают ° В дешифраторе 7 определяется общее число несовпадающих разрядов, например 3, и сравнивается !О с пороговым, например 2. Поскольку

3-2=1, должен быть отброшен один младший.несовпадающий разряд, поэтому на первом выходе дешифратора 7 устанавливается запрещающий нулевой 15 потенциал, а на остальных выходах,— разрешающие единичные потенциалы, которые подаются на блоки 5 — 5А сжатия.

Таким образом, на управляющем входе четвертого блока 54 сжатия имеется разрешающий положительный потенциал, однако значение этого разряда измеряемого отсчета совпадает с его значением для предьдущего отсчета, поэтому этот разряд считается избыточным, а с управляющего выхода четвертого блока 54 сжатия вьдается нулевой потенциал. Значе30 ния второго и третьего разрядов измеряемого отсчета не совпадают со значениями этих разрядов в предьдущем отсчете, а на управляющие входы блоков 5 и 5 сжатия с дешифратора

7 подается разрешающий положительный 35 потенциал, поэтому на управляющих выходах блоков 5 и 53 сжатия устанавливаются разрешающие положительные потенциалы, а разряды считаются существенными и записываются 40 в память этих блоков сжатия. Значение данного примера кодовые слова, соответствующие второму и третьему разрядам, оказываются инвертированными. Блок 9 ключей пропускает только те кодовые слова, которые соответствуют существенным второму и третьему разрядам и выдают "пустые" кодовые слова для избыточных первого и четвертого разрядов. Кодер

10 формирует групповой сигнал.

Блок 5 сжатия для каждого разряда работает следующим образом.

Значение разряда поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 и сравнивается в элементе

14 сравнения со значением разряда предыдущего отсчета, хранящимся в триггере 17. Если эти значения совпадают, то разряд считается избыточным и элемент 14 сравнений,не срабатывает, а триггер 17 остается в исходном состоянии. Если эти значения не совпадают, то на выходе элемента 14 сравнения устанавливается единичный потенциал, который подается на вход элемента И 15 и на управляющий выход блока 5 сжатия.

Если анализируемый разряд является избыточным, то на вход элемента И 15 с дешифратора 7-поступает нулевой потенциал и схема не срабатывает.

Если анализируемый разряд является существенным, то на вход элемента

И 15 поступает единичный потенциал и на его выходе устанавливается единичный потенциал, который подается на управляющий выход блока 5 сжатия, а также открывает элемент

И 16. В конце периода опроса перед следующим измерением очередного отсчета с хронизатора 1 через открытый элемент И 16 и проходит синхроимпульс, который перекидывает триггер 17. Таким образом, в триггер 17 записывается новое значение существенного разряда, которое в следующем цикле сравнивается со значением этого разряда следующего отсчета.

Дешифратор 7 работает следующим образом.

Каждый сумматор 12 вычисляет число входов с положительными потенциалами для всех разрядов, начиная от старшего. Чем меньше номер сумматора 12, тем больше число в нем .записано. Так, для рассматриваемого примера в сумматоре 12 будет записано число 1, в сумматоре 12 †чис 3. Эти значе1103275

I0 ния в пороговых элементах 13 сравниваются с порогом N = 2 и при превышении этого порога пороговые элементы 13 выдают запрещающие нулевые потенциалы. На первом выходе дешифратора 7 устанавливается запрещающий нулевой потенциал, а на остальных выходах — разрешающий положительный потенциал.

Кодер 10 работает следующим образом.

На входы сумматоров 18 и вычитателя 20 одновременно поступают все, кодовые слова. Вычитатель 20 определяет количество нулевых символов неизбыточных слов. В вычитателе 19 определяется амплитуда группового сигнала как разность между числом единиц и числом нулей.

В регулируемом усилителе 21 груп повой сигнал усиливается с целью наиболее полного использования динамического диапазона по амплитуде.

Коэффициент усиления рпределяется сумматором 22, выходное напряжение которого зависит от того, на сколь1Î ко входов подан положительный потенциал, т.е. от числа передаваемых кодовых слов, Предлагаемое устройство позволяет снизить среднеквадратическую погреш15 ность при восстановлении сигналов в зависимости от значности кодовых слов, используемых при представлении измерительных отсчетов.

1103275

Заказ 5033/39 Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Никуленков

Редактор Л. Алексеенко Техред А.Ач Корректор Л.Пилипенко