Передающее устройство для адаптивной телеизмерительной системы

Передающее устройство для адаптивной телеизмерительной системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i ) 5653I3

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

> Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.76 (21) 2311859/24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 05.08.77 (51) М. Кл. б 08С 19/12

I0ñóäàðñò8åííûé комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.398(088.8) Ф еРтфр (72) Авторы изобретения

Е. М. Антонюк, Л. Г. Журавин, В, М. Иванов и E. И. Семенов (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (54) ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ

ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Устройство относится к телеизмерению и может использоваться для передачи сообщений по проводным линиям, волноводам и радиолиниям.

Известны многоканальные телеизмерительные системы с линейным уплотнением и разделением каналов, в которых в качестве ансамбля канальных сигналов используется система ортогональных функций. В настоящее время широкое применение имеют системы с временным, частотным разделением и разделением сигналов по форме. Последнее обладает рядом существенных преимуществ, по сравнению с временным и частотным разделением, главным из которых является более эффективное использование полосы частот и времени функционирования канала связи (1). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является передающее устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соеди нен со входом генератора функций Уолша, один выход которого подключен ко входу генератора синхроимпульсов, другие выходы соединены с первыми входами элементов перемножения соответствующего информационного канала, выход генератора синхроимпульса подключен к первым входам фильтров нижних частот информационных каналов, в каждом из которых выход датчика соединен со вторым входом фильтра нижних частот, выход которого подключен ко второму входу элемента перемножения, выходы элементов перемножения информационных каналов со5 единены со входами сумматора, выход которого подключен к первому входу модулятора, второй вход модулятора соединен с генератором несущей частоты, выход — с передатчиком (2).

10 Выходные напряжения датчиков проходят фильтры нижних частот, на выходах которых появляются ступенчатые напряжения, которые подаются на элементы перемножения, где они модулируют по амплитуде периодические не15 сущие генератора функций Уолша. Промодулированные несущие складываются в сумматоре. Выходное напряжение сумматора подается в канал связи. На приемной стороне этот сигнал умножается на те же несущие, которые

20 использовались в передатчике. Сигнал с выходов элементов перемножения пропускается через фильтры нижних частот, аналогичные фильтрам, используемым на передающей стороне. На выходе фильтров приемной стороны

25 получаем ступенчатое напряжение, аналогичное напряжениям на выходе фильтров передатчика. Фильтры нижних частот управляются генератором синхроимпульсов. Это известное устройство характеризуется неэффектив30 ным использованием линии связи, так как пе565313 редается избыточная информация из-за того, что не все уплотпяемые источники информации одновремечно активны. Для передачи изоыточной информации затрачивается мощность передатчика. 5

Целью изобретения является устранение избыточной информации при передаче сообщений и снижение излучаемой мощности, т. е. повышение эффективности. В описываемо,r устройстве это достигается тем, что в него вве- 10 дены блок модуля. фильтр нижних частот, в каждый информационный канал — адаптивный временной дискретизатор, триггеры и элементы И, выход датчика соединен с I10pвым входом адаптивного временного дискре- 15 тизатора, выход которого подключен к одному входу первого триггера, другой вход которого и один вход второго триггера соединены с выходом первого элемента И, выходы первого триггера подключены соответственно к пер- 20 вым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И соединен с другим входом второго триггера, выход которого подключен к третьему входу элемента перемножения, выход сумматора через последователь- 25 но соединенные блок модуля и фильтр нижних частот подключен ко вторым входам адаптивных временных дискретизаторов информационных каналов, вторые входы первого и второго элементов И которых соединены с вы- 30 ходом генератора синхроимпульса.

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит датчики 1, фильтры нижних частот 2, адаптивные временные дн- 35 скретизаторы 3, элементы перемножения 4, генератор 5 функций Уолша, генератор тактовых импульсов 6, генератор синхроимпульсов

7, элементы И 8 и 9, триггеры 10 и 11, сумматор 12, блок модуля 13, фильтр нижних час- 40 тот 14, модулятор 15, генератор несущей частоты 16 и передатчик 17.

Датчики 1 предназначены для преобразования параметров исследуемого объекта в унифицированный сигнал (например, напряжение 45 постоянного тока); фильтры 2 служат для преобразования сигнала в ступенчатую функцию с постоянной шириной ступени. Управление работой фильтра 2 производится через их дополнительные входы от генератора синхро- 50 импульса 7. В моменты прихода импульсов на эти входы происходит ооновление выходного сигнала фильтра 2. Лдаптивные временные дискретизаторы 3 предназначены для выработки импульсов в моменты, когда погреш- 55 ность аппроксимации выходного сигнала датчика 1 превышает заданную ед, уровень допустимой погрешности е задается напряжением на дополнительном выходе адаптивного временного дискретизатора 3. Элементы пере- 50 множения 4 служат для амплитудной модуляции периодических ортогональных функций выходными сигналами фильтров 2. Перемножение возможно лишь при наличии на третьем входе элемента перемножения 4 сигнала «1», 65 при наличии «0» выходное напряжение элемента перемножения равно нулю. Генератор

5 функций Уолша предназначен для генерирования периодических ортогональных функций (например, функций Уолша или ортогональных тригонометрических функций); на дополнительном выходе генератора 5 формируются импульсы в моменты начала очередного периода; генератор тактовых импульсов

6 служит для генерации тактовых импульсов, т. е. определяет быстродействие всей системы; генератор синхроимпульса 7 предназначен для получения синхроимпульсов, необходимых для функционирования элементов И 8 и 9 и фильтров 2; элементы И 8 и 9, триггеры 10 и 11 служат для управления работой элементов перемножения 4. Если к началу очередного такта триггер 11 оказывается в состоянии «1» (соответствующий адаптивный временной дискретизатор 3 сработал), то элемент И 8 оказывается подготовленным к тому, чтобы с приходом синхроимпульса от генератора 7 на его выходе появился сигнал «1», который перебросит триггер 11 в состояние «0», а триггер

10 — в состояние «1», при котором соответствующий элемент перемножения 4 функционирует в течение данного такта. В начале следующего такта триггер 10 остается в состоянии

«1» или перебрасывается в состояние «0» в зависимости от того, сработает или нет еще раз к этому моменту адаптивный временной дпскретизатор 3. Сумматор 12 складывает промодулированные ортогональные функции; блок модуля 13 прсвращаст выходной сигнал сумматора 12 в однополярный, а фильтр нижних частот 14 усредняет значения этого сигнала.

Модулятор 15 служит для модуляции более высокочастотного сигнала генератора 16 выходным сигналом сумматора 12. В качестве несущей частоты может быть использована еще одна ортогональная функция Уолша или синусоидальная. При последующем групповом уплотнении канала связи вид модуляции может быть любым (амплитудная, частотная и т. п.). Передатчик 17 необходим для окончательного формирования сигнала по мощности для его передачи в канал связи, например в радиоканал.

Фильтры нижних частот 2 преобразуют непрерывные сигналы датчиков 1 в кусочно-ступенчатые функции. Далее в элементах перемножения 4 происходит амплитудная модуляция ортогональных функций кусочно-ступенчатыми функциями при условии, что соответствующие адаптивные временные дискретизаторы 3 выдали импульсы, говорящие о превышении погрешностью аппроксимации заданного уровня в, Выходные сигналы сработавших элементов перемножения 4 на каждом такте суммируются с помощью сумматора 12. Чтобы суммарный сигнал не превышал максимально возможной величины, определяемой динамическим диапазоном системы, выходной сигнал сумматора 12 детектируется с помощью блока модуля 13, усредняется фильтром нижних

565313 частот 14 и управляет уровнем до устпмой погрешности е для всех адачтпв.IbIx временных дискретизаторов 3. В результате этого повышение уровня загрузки сумматора приводит к повышению уровня ед, а значит и к уменьшению числа срабатываемых адаптивных временных дискретизаторов 3, что влечет за собой уменьшение уровня загрузки сумматора 12.

Так как в устройстве передается только необходимая часть отсчетов, то загрузка динамического диапазона общих блоков системы существенно уменьшается. Так, например, если входные сигналы являются стационарными случайными процессами с нормальным распределением мгновенных значений, то, как известно, при адаптивной дискретизации этих сигналов коэффициент сжатия по отсчетам

К,,Б.=З, что вызывает в данной системе уменьшение загрузки динамического диапазона приблизительно в три раза. Для нестационарных процессов выигрыш может быть существенно большим. Выигрыш от сжатия может быть использован либо для увеличения амплитуд ортогональных функций, что повышает помехоустойчивость телепередачи, либо для увеличения числа датчиков при прежнем уровне точности системы.

Формула изобретения

Передающее устройство для адаптивной телеиз мерительной системы, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом генератора функций Уолша, один выход которого подключен ко входу генератора синхроимпульсов, другие выходы соединены с первыми входами элементов перемножения соответствующего информационного канала, выход генератора синхроимпульса подключен к первым входам фильтра нижних

Зо

6 частот информационных каналов, в каждом из которых выход датчика соединен со вторым входом фильтра нижних частот, выход которого подключен ко второму входу элемента перемножения, выходы элементов перемножения информационных каналов соединены со входами сумматора, выход которого подключен к первому входу модулятора, второй вход модулятора соединен с генератором несущей частоты, выход — с передатчиком, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности передающего устройства, в него введены блок модуля, фильтр нижних частот, в каждый информационный канал — адаптивный временной дискретизатор, триггеры и элементы И, выход датчика соединен с первым входом адаптивного временного дискретизатора, выход которого подключен к одному входу первого триггера, другой вход которого и один вход второго триггера соединены с выходом первого элемента И, выходы первого триггера подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И соединен с другим входом второго триггера, выход которого подключен к третьему входу элемента перемножения, выход сумматора через последовательно соединенные блок модуля и фильтр нижних частог подключен ко вторым входам адаптивных временных дискретизаторов информационных каналов, вторые входы первого и второго элементов И которых соединены с выходом генератора синхроимпульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Тепляков И. М. и др. Радиолинии космических систем передачи информации. М., Советское радио, 1975, с. 298 — 302.

2. Хармут Х. Ф. Передача информации ортогональными функциями. М., Связь, 1975, с. 95 — 98.

Составитель Н. Лысенко

Корректор А. Степанова

Техред 3. Тараненко

Редактор Л. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1652/18 Изд. № 588 Тираж 778 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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