Телеизмерительная система

А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11) За) 6 08 С 19/28 САНИЕ И У а,ю- еГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим. В.И.Ульянова (Ленина)(56) 1. Авторское свидетельство СУ 845168, кл. С 08 С 19/28, 1979(54)(57) ТЕЛЕИЭМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕпо авт. св. М 845168, о т л и чщ а я с я тем, что, с целью повышния точности измерений, в нее на)1 риемной стороне введены в каждый информационный канал перестраиваеиюй фильтр нижних частот, дисперсиометр и сумматор, выход которого подключен к первому входу перестраиваемогофильтра нижних частот, выход которого, соединен с соответствующим выходом систеьи и входом дисперсиометра, выход дисперсиометра каждого информационного канала подключен к соответствующему входу сумматоров всех информационных каналов, вторые входы перестраиваемых фильтров нижних частот всех информационных каналов подключены к соответствующему выходу ортогонального преобразователя Уолша.С ЩИзобретение относится к телеизмерениям и может использоваться дляпередачи сообщений по проводным линиям, нолнонодам, радиолиниям и т,п,По основному ант. сн, Р 845168известна телеиэмерительная система,содержащая на передающей стороне генератор тактовых импульсов, выходкоторого соединен с входом распределителя импульсов, первый выход которого соецинен через Формирователь Осийхроимпульсон с первым входом сумматора и н каждом информационнымканале - ключ, сумматор и блок памяти и разности, выход блока памятии разности соединен с первым входом 5сумматора, выход которого соединенс первым входом ключа, первый входблока памяти н разности к второйвход ключа соединены с соответствующим вторым выходом распределителя, 20импульсов, вторые входы блока памяти и разности и сумматора подключенык соответствующему выходу ортогонального преобразователя Уолша,ныход ключа каждого информационного канала соединен с соответствующим вторым входом сумматора, выходкоторого подключен к каналу связи,на приемной стороне содержащая селектор синхроимпульсов, выход которого через генератор тактовых импульсон соединен с входом распределителяимпульсов и н каждом информационномканале последовательно соединенныеключ и блок памяти, первые входыключей всех информационных каналови вход селектора синхроимпульсов подключены х каналу связи, вторые входыключей подключены к соответствующемувыходу распределителя импульсов, выход блока памяти каждого информацион ного канала подключен к соответствующему входу обратного ортогональногопреобразователя Уолша, выход которо; - .го соединен с выходом системы. В известной сыстеме в обратном ортогональном преобразователе Уолша ансамбль :" преобразуется в ансамбль 1" (ЦПЪинятый сигнал 1, Ф есть алгебраическая сумма переданного 1;ипогрешности Ео,аппроксимации-ь -Фпричем саВ) - Ж Еа,сЦ,где Га,с Ь) - вектор погрешностей аппроксимации сигналов С Й) 111 .недостатком системы - прототипа 55является присутствие компонентов ан.самбля текущей погрешности Га вовсех каналах, даже еслк сигнал в1-ом канале постоянен. Цель изобретения - повышение точности измерений.Указанная цель достигается тем, что н телеиэмерительную систему на приемной стороне введены в каждый информационный канал перестраиваемый фильтр нижних частот, дисперсиометр и сумматор, выход которого подключен к первому входу перестраиваемого Фильтра нижних частот, выходкоторого подключен к соотнетствующему выходу системы и входу диснерсиометра, выход дисперсиометра каждого.информационного канала подключен к соответствующему входусумматоров всех информационныхканалов, вторые входы перестраиваемых фильтров нижних частотвсех информационных каналов подключены к соответствующему выходу обратйого ортогонального преобразователяУолша,Б каждом канале осуществляетсяблизкая к оптимальной Фильтрацияполезного сигнала с помощью перестраиваемого фильтра нижних частот,полоса пропускания которого тем шире, чем больше дисперсия полезногосигнала, и тем уже, чем выше уровеньшума аппроксимации.На чертеже показана структурнаясхема системы.Телеизмерительная система содержит на передающей стороне н каждоминформационном канале 1 сумматор 2,блок 3 памяти и разности и ключ 4,сумматор 5, генератор Ь тактовыхимпульсов, распределитель 7 импульсов, формирователь 8 синхроимпульсон, ортогональный преобразователь9 Уолша, на приемной стороне н каждом информационном канале 10 ключ11, блок 12 памяти, сумматор 13,дисперсиометр 14 и перестраиваеьыйфильтр 15 нижних частот, селектор1 б синхроимпульсов, распределитель18 импульсов, обратный ортогональный преобразователь 19 Уолша и канал20 связи.Ортогональный преобразователь 9Уолша (ОПУ)служит для непрерывногово времени линейного ортогональногопреобразования по Уолшу ансамблянезависимых между собой входных непрерынных сигналов 7 М в преобразованный ансамбль С(1)= К ЧХЮ, гдеИ - матрица Уолша К-ого порядка.ОПУ 1 может быть реализован, например, на основе Ы-входовых сумматоровпо числу каналов, коэФфициент переда.чи по каждому входу сумматоров соответствует значению элемента матрицыУолша (+1), деленному на -Б.Сумматоры 2 и 5 предназначеныдля сложения входных сигналов и могут быть реализованы на основе операционных усиЛителей.Блок 3 памяти и разности (БПР)служит для запоминания сигнала Св точке отсчета и вычисления разности между запомненным значением сигнала и его текущим значением. Запоминание происходит по заднему фронтуимпульса логического сигнала 1на его управляющем входе.Ключи 4 и 11 предназначены для передачи входного измерительного сигнала на выходе без искажений при наличии на управляющем входе логическойединицы,Генераторы б и 17 служат для генерирования периодической последовательности импульсов. Генератор 17 имеетвход для подстройки частот и Фазыгенерируемых колебаний.Распределители 7 и 18 по мере поступления входных импульсов формируютлогический сигнал 1 ф поочереднона каждом из своих ныходон.15формирователь 8 служит для формирования синхронизирующих импульсов,обеспечивающих синхронную рабрту распределителей 7 и 18.Канал 20 связи служит для переда Очи входного сигнала на расстояниепо линии связи и может быть радиоканалом, телефонным каналом и т.п.Селектор 16 предназначен для выделения из группового АИМ-сигнала 25синхроимпульсов, отличающихся амплитудными, частотными или фазовымипризнаками,Блоки 12 памяти служат для восстановления непрерывного сигнала из 30дискрет (выборок) . При нулевой экстраполяции и интерполяции, например,блок 12 памяти может быть простоаналоговым запоминающим элементом(в частности, на основе конденсато-ра) .Обратный ортогональный преобразователь 19 Уолша предназначен для непрерывного ортогонального преобразования по Уолшу ансамбля сигналонСв ансамбль 7(Ц-и %7 С"С), Для 4 Оматриц Уолша транспортированная маттрица И полностью совпадает с матрицей И.Перестраиваемый фильтр 15 нижнихчастот служит для выделения принимаемого сигнала н полосе частот, определяемой сигналом на его управляющемвходе.Дисперсиометр 14 служит для формирования выходного сигнала, пропорционального дисперсии сигнала, поступающего на его вход, и может бытьпостроен, например, на основе последовательно соединенных квадратичногодетектора и фильтра нижних частот. 55Сумматор 13 предназначен для формирования выходного напряжения,пропорционального алгебраическойсумме напряжений, приложенных к еговходам, причем напряжение, поступающее с выхода дисперсиометра собственного канала, суммируется, а другихканалов - вычитается с определеннымвесом, Веса вычитаемых Напряженийзависят от номеров каналов и определяются вкладом погрешности аппрок- Ь 5 симации, содержащейся в процессе С) И), в шум аппроксимации сигнала Х (С)Предлагаемая система работает следующим образом,Ортогональный преобразователь 9 Уолша непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование .ансамбля зависимых сигналон Х Ь) н ансамбль С(Х=М МХ (1)В каждом канале 1 блок 3 памяти и разности непрерывно выдает сигнал погрешности аппроксимации на основе нулевой экстраполяции Е ф)С.Ф.,), где 1;- момент предыдущего отсчета, В момент очередного отсчета ; погрешность Е (1;) с весом 1/2 суммируется с величиной отсчета С И , в результате чего с выхода блока 3 поступает отсчетЦ =сИ,;+4 ЯсР,-с 1;,Я 1. Поэтому погрешность аппроксимации ыа приемной стороне станонитсязнакопеременной на интервале аппроксимации (как при нулевой интерполяции) . Импульсы генератора б подаются в распределитель 7, на выходахкоторого по очереди появляются сигналы, которые управляют работойблока 3 и замыкают соответствующийключ 4, подключающий выход сумматора 2 к соответствующему входу сумматора 5. На выходе сумматора 5 формируется последовательность амплитудно-модулированных измерительных импульсов всех каналов плюс синхроимпульс, т.е. групповой АИМ-сигнал,поступающий н канал 20 связи.На приемной стороне восстановленный АИМ-сигнал разделяется ключами11 на И канальных сигналов (дискретные последовательности), которые вблоках 12 памяти без задержки во нре.мени преобразуются в аналоговые сигФналы С (1) на основе нулевой экстраполяции с погрешностью аппроксимациина интервале, близкой по характеруизменения к погрешности при симметричной нулевой интерполяции,Далее в преобразователе 19 насамбль С(Ц преобразуется в ансамбль% /А), который отличается от ансамбля Х (1), присутствием текущей погрешности Сд (Ф) во всех каналах.%Каждая составляющая ансамбля Х" 1)проходит через свой фильтр 15 и поступает на выход. системы и на входсвоего дисперсиометра 14, выходноенапряжение которого пропорционально дисперсии составляющей Х". , иданной на его вход. Выходное напряжение дисперсиометра 14 через соответствующие сумматоры 13 стремитсярасширить полосу пропускания фильтра 15 своего канала и сузить полосу пропускания фильтра 16 всех остальных каналов.1072082 ВНИИПИ Заказ 131/43 Тираж 5 бд Подписное филиал ППП ФПатентф, г. УжгороФ; ул.Проектная, 4 В предлагаемой системе осуществляется близкая.к оптимальной фильтрация погрешности (шума) аппроксимации, так как учитывается свойство погрешности дискретизации при нулевой интерполяции и групповом преобразовании по Уопшу: наиболее динамичным телеметрическим сигналам соответствует наименьшая дисперсия шума аппроксимации.В частности, при единственном динамичном входном,сигнале погрешность аппроксимации в И раз шире по полосе частот, чем в системе с раздельным представлением, что значительно облегчает Фильтрацию ее в данном канале беэ искажения полезного сигнала, в то же время шум дискретизации, появляющийся в соседних каналах (практически в шести их Б), эФфективно подавляется за счет сужения полосы воспроиэведе ния соответствующих фильтров 15.