Адаптивное телеизмерительное устройство

Адаптивное телеизмерительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АДАПТИВНОЕ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО по авт. св. № 894775, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности устройстваj в него введены цифроанапоговый пре . обарзователь, счетчик, генератор, триггер,.элемент И и элемент ИЛИ, выход блока считывания подключен к первым входам триггера и счетчика, выходы счетчика подключены через цифроанапоговый преобразователь к третьим входам соответствующих адаптивно-временных дискретизаторов, выходы которых через элемент ИЛИ подключены квторому входу триггера, выход триггера подключен к второму входу счетчика , выход генератора.подключен к второму входу элемента И. (Л СО 10 Эд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Оа.И

PECflVSËÈН

O% m)в

4(д) С 08 С 19/28 м

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И afHPblT|O

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 894775 (21) 3655685/24-24 (22) 27.10.83 (46) 07.01.85. Бюл. У 1 (72) Е.M.Àíòîíþê, Д.Д.Недосекин и Е.А.Чернявский (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова(Ленина) (53) 621.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 894775, кл. 0 08 С 19/28, 28.04.80 (прототип) (54) (57) АДАПТИВНОЕ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕПЬ НОЕ УСТРОЙСТВО по авт. св. Р 894775, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности устройства в него введены цифроаналоговый преобарзователь, счетчик, генератор, триггер,,элемент И и элемент ИЛИ, выход блока считывания подключен к первым входам триггера и счетчика, выходы счетчика подключены через цифроаналоговый преобразователь к третьим входам соответствукщих адаптивно-временных дискретизаторов, выходы .которых через элемент ИЛИ подключены к.второму входу триггера, выход триггера подключен к второму входу счетчика, выход генератора. подключен к второму входу элемента И.. 1 11336

Изобретение относится к телепзмерениям и может найти применение в телемеханике, дальней связи, в сис-, темах автоматического контроля и т.п.

По основному авт. св. Ф 894775, известно адаптивное телеизмерительное устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выходы которого соединены с информационными входами блока считывания, управляющий вход которого соединен с управляющими входами АЦП и дешифратора адреса, блок памяти, выполненный на триггерах, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами дешифратора адреса и блока считывания, информационный выход которого соединен с выходом устройства, детектор максимального сигнала и в каждом информационном канале датчик, выход которого соединен с первыми входами адаптивного временного дискретизатора (АВД) и первого ключа, вторые входы которых объ- единены и подключены к соответствующему выходу дешифратора адреса, выход

АВД соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с соответствующим выходом делителя напряжения, выходы вторых ключей информационных каналов соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала, выходы которого соединены с прямым и инверсными входами триггеров блока памяти.

Кроме того, детектор максимального сигнала выполнен на диодах, объединенных в группы по числу информа— ционных каналов; количество диодов в каждой группе равно числу разрядов кода адреса, входы диодов каждой группы объединены и подключены к соответствующему выходу детектора максимального сигнала.

В этом устройстве осуществляется 45 параллельный анализ состояния измерительных каналов и для передачи в линию связи выбирается канал, погрешность аппроксимации сигнала которого достигла заданного значения, т.е. сработал АВД, и который имеет наибольший приоритет, т.е, наибольшее напряжение на соответствующем выходе делителя напряжения (1) .

Недостатком устройства является возможность появления больших погрешностей аппроксимации, значительно превышающих допустимые, из-за появления очереди из нескольких заявок при формированном значении уставки в АВД.

Пель изобретения повышение точности устройства за счет снижения максимально возможной погрешности аппроксимации путем первоочередного выбора канала .с наибольшей погрешростью.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены цифроаналоговый преобразователь, счетч:як, генератор, триггер, элемент И и элемент

ИЛИ, выход блока считывания подключен к первым входам триггера и счетчика, выходы счетчика подключены через цифроаналоговый преобразователь к третьим входам соответствующих адаптивно-временных дискретизаторов, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к второму входу триггера, выход триггера подключен к второму входу счетчика, выход генератора подключен к второму входу элемента И.

На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит в каждом информационном канале 1 адаптивный временной дискретизатор (АВД). 2, первый ключ 3, датчик 4 и второй ключ 5.

Кроме того, устройство содержит дешифратор 6 адреса, блок 7 считывания„

АЦП 8, блок 9 памяти, выполненный на, триггерах 10, делитель 11 напряжения, детектор 12 максимального сигнала, выполненный на диодах, объединенных в группы 13, цифроанало:. овый преобразователь 14, счетчик 15, триггер 16, генератор 17, элемент

И 18, и элемент ИЛИ 19.

Датчики 4 преобразуют телеметрируемые параметры в унифицированные сигналы, АВД 2 анализируют изменения этих сигналов и формируют на выходе сигнал "1", если погрешность аппроксимации сигнала превьш ает значение уставки. Ключи 3 вместе с дешифратором 6 служат для передачи сигнала датчиков к АЦП 8, предназначенному для преобразования аналоговых сигналов в код. Триггеры 10 блока

9 памяти служат для образования двоичного кода адреса канала, погрешность аппроксимации которого наибольшая . Блок 7 считывания служит для преобразования параллельного кода параметра и адреса в последовательный и передачи его в канал связи.

Ключи 5 служат для передачи запря

Э, 11336 жения с делителя 11 на входы групп

13 диодов детектора 12 максимального сигнала, предназначенного для выделения наибольшего напряжения при наличии сигналов на выМоде нескольких ключей 5. Делитель 11 напряжения с

5 заранее установленными значениями выходных напряжений служит для создания режима приоритетного обслуживания при одновременном срабатывании нескольких АВД 2. Число выходов делителя 11 равно числу каналов 1 устройства, а напряжения на выходах делителя должны отличаться на величину, не меньшую, чем порог срабатывания последовательного соединения диода в группе 13 и триггеров 10 (О. 1-0,3 В) .

Число диодных групп 13 равно числу каналов 1 устройства, а число диодов в группе — двоичному логарифму

20 от числа каналов, т.е. числу разрядов кода адреса. Цифроаналоговый преобразователь 14 с двоичным счетчиком 15 служат для создания падающего ступенчатого напряжения, т.е. напряжения, меняющегося ступеньками от максимального значения до нуля.

Число ступеней зависит от максимального значения напряжения в АВД, соответствовавшего наибольшей погрешности аппроксимации и от необходимой (или возможной) точности анализа, т.е. выбора канала с наибольшей погрешностью. В рассматриваемом случае возможная точность анализа определяется порогом срабатывания последовательного соединения диода в группе 13 и триггера 10, т.е.

О, 1-0,3 В. При максимальном значенйа напряжения в АВД, с которым будет сравниваться напряжение с преобразо- 4О вателя 14, в 3-5 В число ступеней будет от 10 до 50, т.е. число разрядов счетчика 15 составит 3-6.Триггер 16, генератор 17 и элемент И 18 служат для управления работой счет- 45 чика 15. Элемент ИЛИ 19 служит дпя выработки сигнала, запрещающего дальнейшее переключение счетчика 15, а следовательно, и уменьшение напряжения на выходе преобразователя 14 50 при появлении хотя бы на одном входе элемента ИЛИ 19 сигнала " 1" от АВД

2. Очевидно, что счетчик 15 должен быть вычитающим или на преобразователь 14 должны поступать сигналы от ин- 55 версных выходов триггеров счетчика l5, Устройство работает следующим об- . разом.

11 4

Унифипированные сигналы с датчиков 4 поступают на АВД 2, на выходе которого появляется сигнал "1", при достижении погрешности аппроксимации значения уставки.

Сигналы с выходов АВД 2 поступают на управляющие выходы ключей 5, а на входах соответствующих групп

13 диодов (входы диодов в группе объединены) детектора 12 максимального сигнала появляются налряжения от делителя 11. При одновременном срабатывании нескольких АВД 2 будет выбран канал I, у которого будет большее напряжение, поступившее с делителя 11. Например, если U > U )... >0;) ...>LIq, rpeo; — напряжение Hà i -м выходе делителя 11, а Й вЂ” число каналов устройства, то будет осуществлен приоритет по номеру канала: при нескольких одновременно сработавших

АВД 2 опрашиваться будет канал, имеющий меньший порядковый номер.

При построении схемы детектора максимального сигнала на диодных сборках возможно использование уравнений алгебры логики. Например, для восьмиканального варианта эти урав-. нения выглядят следующим образом

У, =Х, Х,Х

У =Х Х Х, У-ХХХ У-ХХХ

У5 =Х Х2Х 3 У7 Х1 Х2Х

У4 ХХХ У=ХХХ где Х и Х вЂ” входные (прямой и инверсный) сигналы триггеров

10;

У вЂ” исходные сигналы детектора 12.

На выходе потенциальных триггеров

10 блока 9 памяти непосредственно возникает двоичный код адреса выбранного канала, поступающий в блок 7 считывания. После преобразования па1 аллельного кода адреса в последов -1 тельный и выдачи его в линию связи блок 7 считывания вырабатывает управляющий сигнал, передним фронтом запускающий АЦП 8 и с помощью дешифратора 6 открывающий ключ 3 выбранного канала.

Длительность управляющего сигнала блока 7 должна быть не меньше времени преобразования АЦП 8. Задним фронтом управляющего сигнала блока 7 сбрасывается АВД 2 выбранного канала и счетчик 15 таким образом, 1»=) 4 и, симации. нои риксированнои устав

Величина максимально возможной пользуется уставка, мен погрешно"ò-;è аппроксимации может бьггь симума до нуля и следо

t У определена по формуле ностью используется лин

- г, Предложенное устройс лее широкие функциональ где Ец — значение уставки погрешности ти как по точности, таки аппроксимации, 45 диапазону входных сигнал

v,fF,J активности. По сравнени (Я <1- математическое ожидание и предложенное устройство среднеквадратическое откло- версально. Так, при рез нение дополнительной погреш- щихся частотных диапазо ности от многоканальности, 50 сигналов необходимо исп

Ко — коэффициент, зависящий от одно известное устройст абакана распределения погреш- два настроенных в соот ности аппроксимации и вероят - Различными частотными д ности появления максимальной "ходных сигналов. Таким погрешности (при p=0,9973 и номический эффект опред

55 нормальном законе распределе- мостью по крайней мере ния погрешности К,= 3). ного устройства

ВНИИПИ Заказ 9951/чi Тираж 6И Подписное филиал ППП "Батент г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 1133б что на выходе пифроаналогового преобразователя 14 появляется наибольшее напряжение (наибольшая уставка) .

Зто напряжение начинает уменьшаться ступеньками, так как одновременно 5 управляющий сигнал от блока 7 через триггер 1б разрешает прохожденче импульсов генератора 17 через элемент

И 18 на счетчик 15. Частота импульсов генератора 17 определяется быстродей- 10 ствием блока сравнения в АВД .и может быть достаточно высокой. Общее время изменения уставки на выходе преобразователя 1ч не должно превышать время преобразования парал- 15 лельного кода параметра от АЦП 8 в последовательный, з авис ящег о от полосы частот линии связи и числа разрядов кода.

Таким образом, на дополнительные входь! АВД 2 в данном случае подается переменная уставка, начиная с наибольшей. При этом срабатывают АВД тех каналов., погрешность аппроксимации сигналов которых наибольшая. Сигналы с выходов сработавших АВД поступают - .а племен", ы 14ЛИ 1 9 Вых од Кои сигнал которого в свою очередь через тр лагер 16 и элемент И 18 запрещает дальнейшее поступление импульсов с генератора 17. Далее работа устройстваа происходит так же, как в иэвест1 ном, Однако v. отличие от него в редлагаемом у тройстве оказывается меньшее число сработавших АВД 2, при35 чем выбранные каналы имеют действительно наибольшую погрешность аппрокЗначенияhh(E ),6(E j, а также выигрьпп по точности в предлагаемом устройстве можно оценить, используя теорию массового обслуживания, учитывая, чт о пар аме тр с ис темы массового обслуживания меняется при изменении уставки в соответствии с формулой где P, — значение параметра f) при первоначальном (заданном) зна чении уставки; значение параметра при новой уставке;

K — коэффициент изменения уставки; ,П вЂ” степень аппроксимации.

Так, при значении p1 = 0,9 (загрузка системы близка к предельной) переход только на удвоенное значение уставки уменьшает погрешность аппроксимации более чем в 2,5 раза при И =0 и более чем в 3 раза при и = 1 (расчет производился для N = 10) . Очевидна что при необходимости выигрьпп в точности может быть переведен в выигрыш по быстродействию или в выигрыш по числу каналов.

Кроме того, при малой активности входных сигналов в известном устройстве возможна ситуация, ког,ца информагдя в какие-то такты пере,цаваться вообще не будет, т.е. линия связи будет работать вхолостую. Это явление принципиально исключается в предлагаемом устройстве, так как вм:сто одки здесь исяюща яс я от мак" ва-.ельно, полня связи. тво имеет боные возможноспо частотному ов, по их ю с известным б олеe уни ко отличаю-нах входных ользовать не ва, а минимум ветствии с иапа,онами образом, экоеляетс.я стоиодного извест1