Телеизмерительная система

Телеизмерительная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Со иалистическик

Республик

ОПЯСЛНЯЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 25. 06. 79(2М) 2785493/18-24 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Опубликовано 300 81 Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 300581 (Я)М. К .з

G 08 С 19/00

G 08 С 15/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б 21. 398 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина злектротех фческийинститут им. B.И.Ульянова !Ленина). (71) Заявитель (54) ТЕЛЕИЗМЕРИТГЛЬНАЯ СИСТЕМА

paro e H co вторым входом временного накопителя и подключен к выт ходу блоков приема прямого канала.

Передаваемая по каналу прямой связи кодовая комбинация (или один символ кодовой комбинации) в то же время запоминается на передающей стороне во временном накопителе. Принятая кодовая комбинация сначала записывается во временном накопителе приемного устройства и одновременно по обратному каналу передается снова на передающий конец, где сравнивается с переданной, зафиксированной в накопителе. Если сравнение на передающей стороне показывает, что искажений не было,то передается следующая кодовая комбинация, в противном же случае передается специальный сигнал стирания. Если сигнал стирания не поступил на приемное устройство, то кодовая комбинация, хранящаяся в накопителе, декодируется, а вместо нее запоминается следующая в противном случае содержимое приемного накопителя стирается без декодирования, а принятый сигнал стирания передается по обратному каналу на передающий конец, откуда после его поступления на приемный конец направУстройство относится к информационно-измерительной технике и может применяться в телеметрии, телеуправлении и т.д.

Существуют телеизмерительные системы, в которых для повьнаения помехоустойчивости используется линия обратного канала.

Известна телеизмерительная система содержащая последовательно соединенные источник сообщения, переключающее устройство, кодирующее устройство, линию прямого канала, блоки приема, блоки передачи, линию обрат- 15 ного канала, другие блоки приема, схему сравнения, выход кОторой .соединен со входом источника сообщения и вторым входом переключающего устройства, третий вход которого подключен 20 ко второму входу схемы сравнения и выходу временного накопителя, вход последнего подключен к выходу кодирующего устройства, вход которого,в свою очередь, соединен с выходом датчика сигнала стирания, временной накопитель, вЫход которого соединен со входом получателя сообщения, а первый вход соединен с выходом анализатора сигнала стирания, вход кото- З0

Л.Г.Журавин, В.N.Èâàíîâ, М.А.Мариненко и(Е.И.Семейов--.--.

) 834735 ляется повторно вся передаваемая кодовая посылка (1J.

Недостатком такого устройства является наличие задержек во времени, даже при "чистом" канале задержка равна такту передачи, а при каждом сбое в прямом или обратном канале она увеличивается еще на два такта, поскольку необходимо передавать сиг.налы стирания и повторения. При высоких уровнях шумов в канале связи в многоканальных телеизмерительных системах это приводит к значительному росту очередей или даже к срыву передачи.

Известны также телеиэмерительные системы реального времени. 5

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является телеизмерительная система, содержащая на передающей стороне датчики, подключенные ко входам блока прямого 2О ортогонального преобразования Уолша выходы которого соединены со входамй коммутатора, первый выход коммутатора через аналого-цифровой преобразователь, а второй непосредственно 25 соединен со входами блока считывания, выход которого через передатчик свя- зан с каналом связи. На приемной стороне система содержит подключенный к каналу связи блок промежуточной памяти, выходы которого соединены соответственно со входами цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и дешкфратором адреса, выходы ЦАП к дешифратора адреса через информационные каналы подключень1 ко входам блока обратного ортогонального преобразования Уолша и блока вычитания, выход которого непосредственно и через фильтр нижних частот соединен со входами блока сравнения, подключенного 40 к информационным каналам (2).

Недостаток такого устройства заключается в низкой помехоустойчивости, так как при восстановлении используются сбитые отсчеты,,4

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости телеиэмерительной системы.

Указанная цель достигается тем, что в телеизмерительную систему, содержащую на передающей стороне блок прямого ортогонального преобразования

Уолша, адаптивный коммутатор, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход — с первым входом блока считывания, выход аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом блока считывания, подключенного к прямому каналу связи, на приемной стороне — подключен- ф() ный к прямому каналу связи блок промежуточной памяти, первые выходы которого соединены со входами блока аппроксиматоров, и блок обратного ортогонального преобразования Уолша, введены обратный канал связи к на передающей стороне преобразователи погрешности аппроксимации и блок декодирования, первый и вторые выходы которого соединены соответственно с объединенными первыми и вторыми входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, третьи входы которых объединены с сооТ ветствующимк первыми входами адаптивного коммутатора и подключены к соответствующим выходам блока прямого ортогонального преобразования Уолша выходы преобразователей погрешности связаны с соответствующими вторыми входами адаптивного коммутатора, третий вход которого объединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и подключен ко второму выходу блока считывания, на приемной стороне выходы блока аппроксиматоров соединены со входами блока обратного ортогонального преобразования уолша, второй выход блока промежуточной памяти через обратный канал связи соединен со входом блока декодирования передающей стороны.

В предлагаемой системе по прямому и обратному каналу связи передаются не сами телеметрируемые сигналы х,t), а преобразованные сигналы 2= †" ах, где И вЂ” матрица Уолша.

В преобразователи погрешности аппроксимации (ППА) записываются значения сигнала c (с.;) в момент взятия отсчета, принятые на приемной стороне к переданные по обратному каналу связи. Таким образом, при сбоях кодовых посылок в каком-либо канале осуществляются дополнительные посылки информации по данному каналу, которые значительно уменьшают длительность существования ложной информации. Благодаря ортогональному преобразованию по Уолшу уменьшаются и амплитуды сбоев в Я раэ, где й-число каналов.

На фкг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг. 2 — выполнение блока декодирования. Телеизмерительная система содержит блок 1 прямого ортогонального преобразования

Уолша, преобразователи 2 погрешности аппроксимации (ППА), адаптивный коммутатор 3, аналого-цкфровой преобразователь 4, блок 5 считывания, прямой канал б связи, блок 7 промежуточной памяти, блок 8 аппроксиматоров, блок 9 обратного ортогонального преобразования Уолша, обратный канал

10 связи, блок 11 декодирования, который выполнен (фиг.2) на логическом элементе 12, цифроаналоговом преобразователе 13 (ЦАП) и дешифраторе 14 адреса.

Блоки 1 и 9 ортогонального преобразования служат для непрерывного во времени линейного ортогонального преобразования с матрицей Уолша W

834 /35 входных ансамблей сигналов Я (t ) и с (tQ в ансамбли 2(k)= фК(Ц и X (Й: — (Ц, где N- число каналов в

1 с@теме. Блоки 1 и 9 могут быть реализованы, например, на основе Nвходных сумматоров, число которых

5 равно числу каналов, а вес каждого входа соответствует элементу матрицы

W. При реализации преобразования

Уолша веса всех входов отличаются только знаками, так как элементы матрицы уолша принимают значения 1, Преобразователи 2 погрешности аппроксимации (ППА) предназначены для вычисления погрешности аппроксимации сигнала на интервале дискретизации и могут быть построены, напри- 15 мер на основе экстраполяторов нулевого или первого порядка. Запись начальных условий в ППА 2 осуществляется с первого входа при наличии сигнала "1" на втором (управляющем1 20 входе.

Коммутатор 3 в результате анализа своих входных напряжений выявляет канал с максимальной погрешностью аппроксимации в данный момент и под- д5 ключает соответствующий выход блока

1 ко входу АЦП 4, а на другом выходе коммутатора 3 формируется код адреса данного канала. Коммутатор 3 может быть реализован на основе двух аналоговых коммутаторов и амплитудного дискриминатора.

Блок 5 считывания предназначен для преобразования параллельного кода в последовательный, а также для формирования тактовых импульсов вывода данных в канал б связи и периодического запуска коммутатора 3 и АЦП 4.

Прямой канал б связи и обратный канал 10 связи предназначены для пе- 40 редачи информации на расстояние и могут быть, например,. телефонным канало;..

Блок 7 промежуточной памяти предназначен для приема сигналов 45 из канала связи б, для передачи этих сигналов на вход канала 10, для декодирования принятых сигналов и формирования на своих выходах кода адреса и напряжения или кода отсче- ц та. Блок 7 может быть построен на основе логического устройства и цифроаналогового преобразователя.

Блок 8 аппроксиматоров предназначен для восстановлеция аналоговых сигналов по их дискретам и может быть построен на основе экстраполя" торов с аналоговой или цифроаналоговой памятью в один иэ которых в соответствии с принятым кодом поступает отсчет. 60

BJIoK 11 декодирования предназначен для формирования на первом выходе напряжения, соответствующего отсчету, принятому на приемной стороне блоком 7, и логического сигнала "1" на одном из вторых выходов в соответствии с кодом адреса, принятым блоком 7. Реализация блока 11 возможна на основе логического элемента 12, цифроаналогового преобразователя 13 и дешифратора адреса 14.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Блок 1 ортогонального преобразования Уолша непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля входных сигналов x(t) в ансамбль 8(t,). Преобразователи непрерывно вычисляют погрешность аппроксимации сигнала с() во всех каналах на интервале дискретизации.

Коммутатор 3 выявляет канал с максимальной погрешностью аппроксимации и подключает соответствующий вход блока 1 ко входу АЦП 4. Код адреса и код отсчета с;() данного канала передаются по каналу б связи на приемную сторону телеизмерительной системы. После декодирования в блоке 7 отсчет поступает в соответствующий аппроксиматор блока 8, на выходе которого образуется модель сигнала по данному каналу с;().

В блоке 9 происходит обратное ортогональное преобразование, в результате на выходе блока 9 образуется модель ансамбля входных сигналов

x+(t). Для коррекции сбоев в канале б связи принятые на приемной стороне сигналы передаются по каналу 10 на передающую сторону через обратный канал 10 связи в блок 11 декодирования.

На вход блока 11 поступает последовательный код адреса и отсчета (заметим, что если в качестве канала 10 обратной связи используется радиоканал, то на входе блока 1" необходим демодулятор), который в логическом элементе 12 преобразуется в параллельные коды адреса и отсчета, которые запоминаются на один такт дискретизации и вводятся соответственно на второй и первый выходы элемента 12 (логический элемент 12 состоит из распределителя импульсов и триггеров памяти) . Код отсчета с первого выхода элемента 12 поступает в ЦАП 13, где преобразуется в аналоговую величину, а параллельный код со второго выхода элемента 12 поступает на вход дешифратора адреса 14, где преобразуется в позиционный код, т.е. логический сигнал "1" на соответствующем выходе блока 14.

После декодирования в блоке 11 сигналы записываются в соответствующий преобразователь 2, т.е. в качестве начальных условий используются значения c>(tz) переданные по обратному каналу 10. Если при

834735 передаче данной кодовой посылки в канале 6 связи не произошло сбоя, то

C,,()=г.„(g>)+», Если же проиэоШел сбой, то с„. (t; ) :отличается от текущего значения с„. (t) и на выходе данного преобразователя 2 установится большое выходное напряжение.

На следующем такте адаптивной коммутации коммутатор 3 выбирает именно этот канал, т.е. происходит повторная передача сообщения по данному каналу. Таким образом, ошибка от сбоя исправляется через время, равное такту передачи сообщений То, а в

Известном устройстве — только через время, равное интервалу адаптивной дискретизации TA Если учесть, что 15

la среднем 7> = NTo, то выигрыш от сбоев в предлагаемом устройстве будет.й-кратным. Для того,, чтобы уменьШить величину погрешности от сбоя на интервале То в предлагаемом уст- Щ ройстве по каналу 6 связи передаются не сами телеметрируемые сигналы к j

-% I +

)((Ц = — — ec(+)

-) н

При этом уменьшаются максимальные погрешности от сбоев в )Я раз.

Таким образом, в предлагаемом устрой- стве одиночные сбои уменьшаются по амплитуде в Л раз и по длительности действия в и раз. Последнее позволяет значительно эффективнее фильтровать сбои, если допустима задержка в выдаче информации, так как уменьшение длительности погрешности от сбоев расширяет их частотный спектр.

4Î

Формула изобретения

Телеиэмерительная система, содержащая на передающей стороне блок прямо-. 5 го ортогонального преобразования

Уолша, адаптивный коммутатор, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя„ второй выход — с первым входом блока считывания, выход аналогоцифрового преобразователя соединен "o вторым входом блока считывания, подключенного к прямому каналу связи, на приемной стороне — подключенный к прямому каналу связи блок промежуточной памяти, первые выходы ко.горого соединены со входами блока аппроксиматоров, и блок обратного ортогонального преобразования Уолша, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы, в нее введены обратный канал связи и на передающей стороне преобразователи погрешности аппроксимации и блок декодирования, первый и вторые выходы которого соединены соответственно с объединенными первыми входами и вторыми входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, третьи входы которых объединены с соответствующими первыми входами адаптивного коммутатора и подключены к соответ"твующим выходам блока прямого ортогонального преобразования Уолша, выходы преобразователей погрешности соединены с соответствующими вторыми входами адаптивного коммутатора, третий вход которого объединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и подключен ко второму выходу блока считывания, на приемной стороне выходы блока аппроксиматоров соединены со входами блока обратного ортогонального преобразования Уолша, второй выход блока промежуточной памяти через обратный канал связи соединен со входом блока декодирования передающей стороны.

Источники информации„. принятые во внимание — pè экспертизе

1. Кловский Д,Д. Теория передачи сигналов. М,, Связь", 1973, с. 356 360.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2720399/18-?4, 0 08 С 19/00, G 08 С 15!00, 1979, 834735

Составитель.Н.Бочарова

Редактор Н.Беэродная Техред 7,Савка . Корректор С.Шекмар

Закаэ 4105/77 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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