Передающее устройство телеизмерительной системы

АНИ ЕТЕНИ Сеез Советски Сецкапксткческреснубпик К ОРСКОМУ СИИДЕТЕЛЬСТ(61) Дополнительное к авт. свид-ву- (22) Заявлено 13.1277 (23) 2 55379418 исоединением заявкиосударственнын СССР по деяам нзобрн открытнком нте ннй убликовано 050479, Бюллетеньта опубликования описания 0(71) Змвитель ЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗИЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕ 1 Ь(54) ПЕРЕДА еьи сжатиязмерителььном масшорой заИзобретение относится к телеметрии и может найти применение в многоканальных системах со сжатием информации.Известны многоканальные системы со сжатием данных, содержащие в пер дающей части последовательно соединенные дискретизатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок ортогонального преобразования, устройство блокового квантования, блок апертурного сжатия, блок адресации, буферное запоминающее устройство, а также блок управления, подключенный выходами к соответствующим дополнительным входам всех перечисленных блоков 11 .Недостатком такой систе данных является передача и нэй информации в ненатурал табе времени, т.е. с некот держкой во времени.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является передающее устройство системы теле- измерений, содержащее преобразователи погрешности аппроксимации, информационные входы которых объединены соответственно с информационнымивходами первого коммутатора, выход которого через АЦП подключен к инФормационным входам блока считывания и усилитель-Формирователь 21, Первый выход блока управления соединен с. управляющими входами АЦП и первого коммутатора, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам преобразователей погрешности аппроксимации, Один выход блока считывания соединен с выходом устройства другой - со входом установки в нуль коммутаторов и амплитудного дискрими натора и входом блока управления, второй выход которого соединен сс счетными входами коммутаторов. Выход второго коммутатора подключен ко входу амплитудного дискриминатора.Недостатком таксго устройства является низкая информативнссть при взаимной коррелированности составляющих ансамбля вхсдны сигналсв.Целью изобретения является повышение информативности устройства за счет увеличения коэффициента сжатия и помехоустойчивости.Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройствовведены блок ортогонального преобразования, регистр памяти и блоксравнения, один иэ входов которого соединен с выходом первого коммутатора. ВтоРой вход блока сравнения подключен к шине постоянного напряжения, выход - ко входу управления второго коммутатора, дополнительные выходы которого соединены с входами регистра памяти, вход управления которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора. Выходы регистра памяти подключены к входам управления первого коммутатора и дополнительным входом блока счи. тывания. Входы устройства соединены с соответствующими входами блока ортогонального преобразования, соединенного выходами с информационными 15 входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации.При этом над декоррелированным непрерывным ансамблем сигналов Й=й Г производится процедура адап тивной коммутации с пороговым отбором мапоинформативных выборок, благодаря чему устраняются как избыточность внутри каждого сигнала, так и избыточность, заключенная между составляющими ансамбля иэ-за.их стати" стических связей,что приводит к дополнительному сжатию по отсчетам и полосе частот.На чертеже дана структурная, схема устройства.Оно содержит блок ортогональныхпреобразований 1, преобразователи погрешности аппроксимации 2 - 21коммутатор 3, йЦП 4, блок считывания 5, коммутатор 6, регистр памяти7, блок сравнения 8, амплитудный дискриминатор 9 и блок управления 10,Блок ортогональных преобразований1 служит для непрерывного во временилинейного ортогонального преобраэования с матрицей (например, матрицейФурье, Уолша, саара) исходного ансамбля сигналов Х ( 1 ) в набор болеенезависимых между собой в ансамблесигналов й) .45Преобразователи погрешности аппроксимации 2 - 2 предназначены для непрерывного вычисления погрешности аппроксимации входного процесса по определенному алгоритму. При 50 подаче на управляющий вход сигнала (логической единицы) выход соответствующего преобразователя погрешности аппроксимации обнуляется,Коммутатор 3 (измерительный) сос тоит из последовательно соединенных счетчика,дешифратора и ключей и служит для подключения без искажений сигналов со своих информационных входов на выход. Переключение внутри коммутатора 3 происходит по мере поступления импульсов с его входаПри подаче логической единицы на вход управления счетчик коммутатора устанавливается в состояние, определяемое кодовой комбинацией на входах управления. Выходы дешифратора в коммутаторе являются дополнительными выходами На одном из них при поступлении логической единицы на вход управления появляется логическая единица в соответствии .: состоянием счетчика. При подаче на вход установки в нуль" логической единицы коммутатор 3 устанавливается в начальное состояние.Коммутатор 6 (погрешностей) отличается от измерительного коммутатора3 тем, что его дешифратор имеетдополнительный вход управления, приподаче на который логического нулявсе выходы дешифратора также обнуляются, что приводит к раэмыканиювсех ключей. Дополнительными выхо-,дами коммутатора являются выходыего счетчика,ЛЦП служит для преобразованиявходного сигнала в параллельчыйкод (преобразование начинается приподаче сигнала на его дополнительныйвход).Блок сравнения 8 служит для сравнения между собой напряжений навходах. Если модуль напряжения напервом входе больше (меньше), чеммодуль напряжения на втором входето на выходе блока. сравнения 8 формируется логический нуль (единбща).Блок считывания 5 предназначендля передачи на первый выход кодовадреса и отсчета выбранного канала,а также для формирования на второмвыходе Импульсов в начале каждоготакта адаптивной коммутации.Блок управления 10 предназначендля выдачи на каждом такте адаптивной коммутации серии из М счетныхимпульсов со второго выхода и одногоимпульса после окончания этой сериива первом выходе,амплитудный дискриминатор 9 представляет собой схему сравнения с памятью и предназначен для Формирования логической единицы на выходе,если очередной входной импульс большепредыдущего, При поступлении на входустановки нуля логической единицынапряжение в памяти амплитудного дискриминатора 9 обнуляется.Регистрпамяти 7 служит для записи кода при поступлении сигнала логической единицы на его дополнительныйвход и хранения кода.Устройство работает следующим обраобразом.Блок ортогональных преобразований1 непрерывно во времени производитлинейное ортогональное преобразование ансамбля входных сигналов Г (1)в ансамбль 7 (1), в котором ослаблены или полностью устранены корреляционные связи между его составляющими,такт адаптивной коммутации начинаетсяс того,что из блока считывания 5 навходы установки в нуль, коммутатоФ",0 50 ров и блока 9 и на вход управления блока управления 10 поступает сигнал в коммутаторы 3 и 6. При этом коммутатор 3 поочередно подает на первый выход блока сравнения 8 выходные сигналы от блока 1, коммутатор б поочередно подсоединяет ко входу блока 9 напря жения от соответствующего блока 2( -2и которые пропорциональны погрешностям аппроксимации выходных сигналов блока 1. При этом подсоединение происходит при условии срабатывания блока 10 сравнения 8, для чего необходимо, чтобы текущее значение преобразованного сигнала превышало пороговое (4Ь ) . Следует отметить, что при этом. оба коммутатора работают со смещением на время срабатывания блока сравнения 8, так как коммутатор б должен быть отключен раньше, чем сработает блок 9. Для достижения этого достаточно запустить коммутатор 3 по переднему фронту, а коммутатор 6 по заднему фронту счетных импульсов. Если сигнал, пришедший на вход блока 9, больше предыдущих, он запоминается, а на выходе амплитудного дискриминатора появ ляется сигнал, который дает разрешение на запись адреса канала в регистр памяти 7 с дополнительных выходов коммутаторов, Это происходит до тех пор, пока не будут опрошены 30 все каналы общих коммутаторов, В результате в регистр памяти записывается код канала с максимальной погрешностью аппроксимации при условии, что сигнал д(1) ) ь . После этого блок управления 10 с первого .выхода выдает сигнал, по которому в коммутатор 3 записывается код канала с наибольшей погрешностью и начинается кодирование выбранного сигнала с помощью АЦП 4, Далее код информации из АЦП 4 и код адреса из регистра памяти 4 приходят в блок считывания 5 и затем на выход устройстав в канал связи.Таким образом, в предлагаемом45 устройстве передаются значения новых координат, сформированных из вхоцных сигналов блоком ортогонального преобразования и имеющих ослабленные взаимокорреляционные связи, а следовательно более существенное расхождение по дисперсиям сигналов. Благодаря этому при пороговом отборе, осуществляемом с помощью блока сравнения 8, отбрасываются те коор динаты, которые меньше определенного порога. Информация с них не передается даже в том случае, когда соответствующие преобразователи имеют высокий уРовень выходных сигналов (из-за входных помех, например или из-за собственного дрейфа). Дополнительное сжатие по отсчетам зависит от степени взаимокоррелированности входного ансамбля телеметрируемых сигналов и, как показывает анализ, может в пределе достигнутьвеличины М (где К число. каналовустройства).ПредлагаеМое устройство позволяет также существенно уменьшить влияние помех в канале связи на точность телепередачиТак как на приемной стороне восстановленные координаты подвергаются обратному ортогональному преобразованию, то индивидуальные для каждой д; координаты погрешности сбоев из-за помех в канале связи суммируются и образуют для каждого восстановленного теле- метрического сигнала суммарную погрешность с практически нормаль" ным законом распределения. При этом дисперсия погрешности та же, что и в известном устройстве, но, вероят-, ность появления больших погрешностей существенно ниже.Формула изобретенияПередающее устройство телеизмерительной системы, содержащее преобразователи погрешности аппроксимации, информационные входы которых объединены соответственно с информационными входами первого коммутатора, выход которого через аналого-цифро" вой преобразователь (АЦП) подключен к информационным входам блока считывания, первый выход блока управления соединен с управляющими входами АЦП и первого коммутатора, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам преобразователей погрешности аппроксимации, один выход блока считывания соединен с выходом устройства, другой выход блока считывания соединен с входами установки в нуль коммутаторов и амплитудного дискриминатора и входом блока управления, второй выхоц которого соединен со счзтными входами коммутаторов, выход второго коммутатора подключен к входу амплитудного дискриминатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены блок ортогонального преобразования, регистр памяти и блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом первого коммутатора; второй вход блока сравнения подключен к шине постоянного напряжения; выход блока сравнения соединен с управляющим входом второго коммутатора, дополнительные выходы которого соединены с входами регистра памяти, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора; выходы регистра памяти подключены к входам управления первого коммутатора и дополнительным входам блока считыб 56095 вания; входы устройства соединены с соответствующими входами блока ортогонального преобразования, соединенного выходами с информационными входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации,СосТехр в итель В.КузнецовН,Бабурка Корректор 709 Подписное арственного комитета изобретений и открыт 35 Раушская наб д Редактор Л.утехина Мельничен Заказ 1530 303 4,/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 Тираж ИИПИ Гасу пэ делам Москва ЖИсточники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1, Свириденко В.А, Анализ систем со сжатием данных. М ,1977,с.122-123,2, Фремке ь.В. Телеизмерения. М.,1975; с.233,