Телеметрическое устройство

Телеметрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ Сви ЕТЕЛЬСТВУ («)858061 (61) Дополнительное к авт. саид-вч (22) Заявлено 141278 (2) ) 2855581/18-24 с присоединением заявки тто (23) Приоритет—

Опубликовано 2 30881 Бюллетень Н9 31

Дата опубликования описания 230881 (51)М. Кл э

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

G 08 С 19/28 (53) УДК 821. 398 (088. 8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (4) тклкмктРИЧКСКОК уСТРОАстро личества обслуживаемых датч иков и в конечном итоге к ухудшению качества телеконтроля объекта.

Известно телеметрическое устройство, содержацее синхронизатор (приемник команд), выходы которого подключены к входам блока управления опросом (декодер команд) и последовательно соединенные блок хранения программ опроса (программный блок), блок сбора информации (коммутатор),запоминающий блок, формирователь группового сигнала (блок управления) и передатчик, к другим входам которых

15 подключены выходы блока хранения программ опроса.

Данное устройство позволяет реализовать несколько программ опроса информационных каналов (датчиков) (2).

20 Однако устройство имеет значительные потери информативности радиолинии и запоминающих устройств за счет затрат информативности на передачу адресов опрашиваемых информационных каналов (датчиков). В таких системах на передачу адресной информации затрачивается более 50% информативности системы, что в конечном итоге ограничивает допустимое число программ, а

30 следовательно, и информационную гибИзобретение относится к телеметрии и может бить использовано в информацио«них измерительных системах..

Известны те»еметрические устройства с кодовым (адресным) разделением каналов, содержание последовательно соединенные блок памяти адресов, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и формирователь кадра, к другому входу которого через кодер синхросигналов подключен выход хронизатора, соединенного с тактовым входом блока памяти адресов (1).

Недостатком известных телеметрических устройств(является отсутствие rибкости в распределении информативности устройства между телеметрическими датчиками. При этом под гибкостью распределения информативности понимается возможность назначения произвольных частот опроса датчиков в широком диапазоне частот. Это свойство необходимо как для оптимизации программы измерений на отдельном объекте контроля, так и для перенастройки телеметрического устройства при использовании его на различных объектах. Отсутствие гибкости приводит к назначению избыточных час тот опроса, уменьшению обшего коА.В.Чуркин, В.В.Храмов, В.С.Степанов, В.В.Крылов, Ю.Г.Еремин, C.Ä.ÒoêàðåB, В.В.Куцев и А.И Сеселкин

858061 вход которого соединен со вторым выходом синхронизатора, третий выход блока управления опросом соединен со вторым выходом синхронизатора, третий выход блока управления опросом соединен со вторым входом первого счетчика, первый выход которого соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые выходы через элемент H — co вторым входом второго ключевого элемента, выходы второго счетчика и второго ключевого элемента, соединены со входом блока хранения программ опроса.

Кроме того, формирователь группового сигнала содержит информационный регистр, управляющий регистр, переключатель блока оперативной па50

$5 кость. Кроме того, в устройстве практически невозможно реализовать три ступени коммутации для передачи информации высокоскоростных, среднескоростных и медленно меняющихся параметров. Ограниченное число градаций скорости опроса также ведет к

5 неэффективному использованию имеющейся пропускной способности и, как следствие, к ухудшению качества телеконтроля объекта.

Цель изобретения - повышение информативности (пропускной способности) устройства.

Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее синхронизатор., первые выходы которого соедине- !5 ны со входами блока управления опросом, блок хранения программ опроса, выход которого соединен с первым входом блока сбора инфермации, первый выход которого соединен с первым 20 входом блока памяти, выход блока памяти соединен с первым информационным входом формирователя группового сигнала, первый выход которого соединен со входом передатчика, введены блок регистров адресов, триггер, счетчики, ключевые элементы и элемент И, первый выход блока управления опросом соединен с первым входом блока регистров адресов, второй вход которого соединен с одним из первых выходов синхронизатора, выход - со вторым входом блока сбора информации, второй выход блока сбора информации соединен со вторым информационным входом Формирователя группового сигна- ла,, третий выход — со вторым входом блока памяти и первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с третьим информационным входом формирователя группового сигнала, второй выход которого соединен с первым входом первого счетчика, второй выход блока управления опрбсом соединен через триггер со вторым входом первого ключа и непосредствен- 4

«о с третьим входом блока памяти и управляющим входом формирователя группового сигнала, синхронизирующий мяти, блока считывания, триггерЫ и ключевые элементы, выход информационного регистра соединен со входом переключателя, выходы которого соединены со входами блоков оперативной памяти, первые выхбды блоков оперативной памяти соединены со входами первого триггера, вторые выходы — с информационными входами блока считывания, первый выход первого триггера, соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с, управЛяющим входом блока считывания, второй выход первого триггера соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые входы первого и второго ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым выходами управляющего регистра, третий выход которого соединен непосредственно с первым и через второй триггер со вторым входами третьего ключевого элемента выход которого соединен с управляющим входом информационного регистра информационные входы формирователя соединены с информационными входами информационного регистра, управляющий вход - со входом управляющего регистра, синхронизирующий вход — с синхронизирующим входом второго триггера, выход блока считывания и выход второго ключевого элемента соединены соответственно с первым и вторым выходами Формирователя.

На Фиг.l представлена блок-схема телеметрического устройства; на фиг.2 - то же, формирователя группового сигнала; на фиг.За-структура .адреса ячейки блока хранения программ

ottpoca; на фиг.Зб — то же,телеметрического кадра в режиме непосредственной передачи (НП); на фиг.З(- то же, в режиме НП-BGCIIP (воспроизведение); на фиг.Зг - типовая последовательность кадров.

Телеметрическое устройство содержит (Фиг.l) синхронизатор 1, блок 2 управления спросов, блок 3 регистров, адресов, первый счетчик 4, второй ключевой элемент 5, блок 6 хранения программ опроса, второй счетчик 7, элемеит И 8, блок 9 сбора инФормации, блок 10 памяти, формирователь 11 группового сигнала, передатчик 12, триггер 13, первый ключевой элемент

14.

Формирователь 11 группового сигнала содержит (фиг.2) информационный регистр 15, переключатель 16, блоки

17 н 18 оперативной памяти, блок 19 считывания, первып триггер 20, первый и второй ключевые элементы 21 и

22, второй триггер 23, третий ключевой элемент 24, управляющий регистр 25.

Устройство работает следующим образом.

858061

15

Всего возможны четыре типа кадра, отслова (КС) служебной части кадра, кото эти разряды имеют нулевое значение и не влияют на работу системы.

Возможны два режима управления деСбор информации от высокоскоростных цифровых источников осуществляется путем подачи импульсных последовательностей от синхронизатора 1 непосредственно или через блок 2 управления опросом на блок 3 регистров адресов. Адреса, записанные в эти регистры, постоянно поступают в блок

9 сбора информации.

Запись информации в блок 10 памяти осуществляется путем подачи информационных сигналов с выхода блока 9 сбора информации и регулярной последовательности управляющих импульсов

Щ пословной синхронизации с.соответствующего выхода блока 2 управления опросом. Для установления требуемой скорости записи в блОке 2 управления опросов используются соответствую6S щие выходы синхронизатора. При этом считывании направляются в блок 9 сбоот числа измерительных каналов в кадНа вход синхронизатора 1 подаются импульсы кадровой и словной (цикловой) синхронизации. Синхронизатор

1, имеющий шестнадцать выходов, вырабатывает для каждого из выхсдов регулярную импульсную последовательность, поступающую на соответствующий вход блока 2 управления опросом, который формирует импульсные последовательности для опроса измерительных каналов и высокоформативных цифровых каналов, осуществляемого в блоке 9 сбора информации„

Сбор телеметрической информации от измерительных каналов осуществляется с использованием блока 6 хранения программы опроса, выполненного в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и первого счетчика 4.

Счетчик 4 имеет тринадцать разрядов (фиг.3а), образующих полный адрес ячейки ПЗУ. Два старших разряда, являющихся номером программы опроса, могут обозначать номер ПЗУ, если использовать несколько ПЗУ вЂ” по одному на каждую программу опроса. Десятый и одиннадцатый разряды обозначают номер эоны ПЗУ и одновременно номер типа телеметрического кадра. личающихся составом каналов. Разряды с десятого по тринадцатый используются при формировании командного торое управляет сменой программы выбора и адресации в приемной телеметрической станции. Разряды с первого по девятый обозначают номер ячейки

ПЗУ в пределах зоны. Управление двенадцатым и тринадцатым разрядами осуществляется с помощью командных сигналов. Если на объекте используется тол-ко одна программа опроса, сятым и одиннадцатым разрядами. В первом из них эти два разряда явля-. ются старшими разрядами счетчика 4, при этом четыре эоны ПЗУ считываются поочередно по мере поступления управляющих импульсов, причем каждая из зон образует кадр. В каждой зоне записаны адреса каналов, которые при ра информации через блок 3 регистров адресов.

Для каждого отдельного телеметриРуемого объекта размер зоны зависит ре. Так, если все выходы синхронизатора 1 подключены к измерительньйл каналам, то число их в кадре, а следовательно и размер зоны, равен 512.

Отключение каждого выходного канала» синхронизатора 1 на передачу высокоформативных цифровых сигналов уменьшает размер зоны на 32 ячейки, так как в кадре размещены 32 цикла оинхронизатора 1. Минимальная частота опроса канала равна 1/4 кадровой частоты, т.е. РаВна 25 Гц.

Другим режимом управления десятым и одиннадцатым разрядами счетчика 4 является формирование их по внешним командным сигналам. Фиксация одиннадцатогл разряда в определенном состоянии приводит к тому, что формируются только два типа кадра, но с удвоенной частотой повторения. Записью и удержанием в постоянном состоянии этих разрядов выбирается и постоянно формируется один из четырех возможных типов кадров. При этом частота повторения кадра увеличивается до 100 Гц.

Для пеРедачи медленно меняющихся параметров (ММП) предусмотрена вторая ступень коммутации. В ее формировании участвуют второй счетчик 7 и одна зона блока 6 хранения программ опроса (ПЗУ), в которой записаны адреса ММП.

Для передачи этих параметров в одном из кадров программы опроса первой ступени отводится определенная позиция (например, первая позиция в первом кадре). На адрес ПЗУ, соответствующий этой позиции кадра, настраивается элемент И 8, который подключен к поразрядным выходам первого счетчика 4. Импульс совпадения с выхода элемента И. 8 поступает на второй счет- чик 7, а содержимое этого счетчика (структура его разрядов такая же, как и у счетчика 4) вводится в ПЗУ вмес- то содержимого счетчика 4, При этом

35 выход счетчика 4 блокируется с по. мощью ключевого элемента 5, Физически ячейка ПЗУ с адресом счетчика 4, на который настраивается элемент И 8, отсутствует. Размер эоны

40 адресов каналов второй ступени может быть произвольным. Если размер зоны равен 512 .адресам, то минимальная частота опроса каналов во второй ступени коммутации равна 0,05 Гц, если размер зоны 256 адресов, то минималь-/ ная частота равна 0,1 Гц.

8Ь80ф1 реализуется режим ЭАП (запись) и НП+

ЗАП (непосредственная передача + запись), при котором информация, записываемая в блок 10 памяти, одновременно передается в,канал связи. Для записи телеметрической информации, не вводимой в канал связи, используются временные позиции кадра, отводимые для передачи сигналов высокоскоростных цифровых каналов. При этом управляющие импульсы поступают одновременно на перный счетчик 4 и в блок 9 сбора информации (на высокоскоростной источник), но н.ходные сигналы первой и второй ступени ком- мутации блока 9 подаются только на вход блока 10 памяти, доступ их в формирователь Л1 группового сигнала закрывается, все четыре слова в кадре отведены для передачи телеметрической информации первой и второй ступени коммутации в режиме НП, а нечет-,ф ные - для передачи информации высокоскоростных датчиков.

Необходимо также обеспечить дополнительно запись в блок 10 памяти потока телеизмерений интенсивностью

256 кбит/с с датчиков, не включенных в состав кадра. Для реализации этого режима к элементу ИЛИ (не показан), формирующему управляющие импульсы для счетчика 4 в блоке 2 управления опросом, подключаются все 16 выходных каналов синхронизатора 1. Размер зон при этом равен 512 слов, причем нечетные адреса собирают информацию для режима НП, а четные — для записи

Ключевой элемент 14 и триггер 13 не пропускают четные измерения на вход формирователя 11 группового сигнала, разделяя таким образом два одновремен. но собираемых потока информации. Дайный пример показывает, что суммарная информативность, телеметрического устройстна может быть доведена до 768 кбит/с.

Режим НП образуется путем формирования группового сигнала, являющегося суммой телеизмерений первой и второй ступеней коммутации и инфор— мации высокоскоростных цифровых каналов. Информационная часть кадра при этом состоит из 512 слов по 10 разрядов каждое.

Режим Б(3(ПР (воспроизведение) реализуется путем формирования сигнала иэ информации, воспроизводимой с блока 10 памяти. При этом режиме (фиг.2) информация поступает через регистр 15 и переключатель 16 в один из блоков 17 и 18 оперативной памяти. Импульсы словной частоты устанавливают триггер 23 в положение, при котором ключевой элемент 24 открыт, что означает возможность доступа к регистру 15, в котором записано очередное слово иэ блока 10 памяти. Импульсы считывания переносят это слово в один из блоков 17 и 18

ЬО оперативной памяти и с помощью триггера 23 закрывают ключевой элемент

24. Если к очередному моменту считывания новое слово в регистр 15 »е введено, то ключевой элемент 24 закрывается и считывание не происходит.

Блоки 17 и 18 олеративноЯ памяти заполняются поочередно. После заполнения одного иэ них триггер 20 устанавливается н положение, укаэынающее на готовность блока оперативной памяти к считыванию, при этом ключевой элемент 21 открыт, а ключевой элемент 22 закрыт. При открытом ключевом элементе 21 ведется считывание информации из блока оперативной памяти через блок 19 считывания. Частота считывания может быть равна

51200, 25600, 12800 слов/с. При этом кадр блока оперативной памяти может быть передан за 1,2 или 4 кадра пере дачи.

При скорости воспроизведения

512000 бит/c e » e BOCIIP v идентичен кадру НП. Для компенсации медленных изменениЯ скорости воспроиэнедения (детонации) реальная скорость воспроизведения делается несколько меньше скорости передачи инфор мации по радиоли»ии. В результате этого к моменту начала среднего очередного кадра блок оперативной памяти »е готов к считыванию и ключевой элемент 21 закрыт, а ключевой элемент 22 открыт (управление ключами осуществляется управляющими рег»ст— ром 25, и возможно только в промежутках между кадрами). При этом положении ключевых элементов 21 и 22 передается кадр НП, что отражается в командном слове (типовая последова тельность кадров имеет вид, представ ле»»ый на фиг.3г). Доля кадров зависит от соотношения скоростей передачи и воспрспэнеде»ия.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение информативности телеметрического устройства между датчиками за счет отсутствия в передаваемой информации адресов опрашива емых каналов и холостых слов, а также путем гибкого сочетания режимов непосредственной передачи и воспроизведения, наличие сменных програм.. опроса и широких пределов измене»ия частоты опроса каналов и воспроизведения кадров, различающихся по составу каналон.

Формула иэобретения

Телеметрическое устройство, содержащее синхронизатор, выходы которого соединены со входами блока управления опросом, блок хране»ия программ опроса, выход которого соединен с первым нходом блока сбора информации, первый выход которого соединен с первым входом блока памя— ти, выход блока памяти соединен с

8/8061

Фмг. первым информационным входом формирователя группового сигнала, первый выход которого соединен со входом передатчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения информативности устройства, в него введены блок регистров адресов, триггер, счетчики, ключевые элемент и элемент

И, первый выход блока управления опросом соединен с первым входом бло. ка регистров адресов, второй входкоторого соединен с одним из выходов синхронизатора, выход - со вторым входом блока сбора информации, второй выход блока сбора информации соединен со вторым информационным входом формирователя группового сигнала, третий выход - со вторым входом блока памяти и первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с третьим информационным входом формирователя группового сигнала, второй выход которого соединен с первым входом. первого счетчика, второй выход блока управления опросом соединен через триггер со вторым входом первого ключа и непосредственно с третьим входом блока памяти и управляющим входом формирователя группового сигнала, сннхрониэирующий вход кбторого соединен со вторым выходом синхронизатора, третий выход блока управления опросом соединен со вторым выходом синхг эннзатора, тре" тий выход блока управления опросом соединен со вторым входом первого счетчика, первый выход которого соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые выходы через элемент И вЂ” со вторым входом второго ключевого элемента, выходы второго счетчика и второго ключевого элемента соединены со- входом блока хранения программ опроса.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь группового сигнала содержит информационный регистр, управляющий регистр, переключатель блока оперативной памяти, блок считывания, триггеры и ключевые элементы, выход информационного регистра соединен со входом переключателя, выходы которого соединены со входами блоков опера тивной памяти, первые выходы блоков

Оператпвной памяти соединены со входами первого триггера, вторые выхо о ды - с информационными входами блока считывания, первый выход первого триггера соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с управляющим входом блока считывания, второй выход

15 первого триггера соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые входы первого и второго ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым выходами

2О управляющего регистра, третий выход которого соединен непосредственно с первым и через второй триггер со вторым входами третьего ключевого элемента, выход которого соединен с управляющим входом информационного регистра, информационные входы формирователя соединены с информационными входами информационного регистра, управляющий вход — со входом управляющего регистра, синхронизируЗО ющий вход — с синхронизирующим входом второго триггера, выход блока считывания и выход второго ключевого элемента соединены соответственно с первым н вторым выходами формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Барсуков Ф.И. и Русанов Ю.R.

Элементы и устройства радиотелеметЩ рических систем. М., Энергчя, 1973, с.25.

2. Справочник по телеметрии. Под ред. Грюнберга,Э.Л. М., Машиностроение, 1971, с. 541 (прототип).

858061

Фиг.1

Ремим нп

Востер корвсю б tucnp EH ® iawr/с нп

Сеероерщ

becnp. Я N 3 феда/ в нп + деспр.

НП 8ucnpf/pi decnp.

Нп Acnp. ни

Фив. 3

Заказ 7252/83 Тирам б91 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. укгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н.Бочарова

Редактор A Øèøêèíà Техред A. Ач Корректор С. Щомак