Передающее устройство телеизмери-тельной системы

Соеэ Советскик Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 26.0279 (23) 2730107/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки Мо С 08 С 19/28 Государственный комитет СССР по деаам изобретений и открытий(71) Заявитель Ленинграцский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина)(54) ПЕРЕДА 0(ЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙСИСТЕМЫ дПТБ Устройство относится к телеизмерениям и может использоваться дляпередачи измерительной информациипо проводным линиям, волноводам,радиолиниям и т дИзвестно передающее устройствотелеизмерительной системы, содержащее последовательно соединенные ком.мутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и передающее устройство, а также адаптивные временныедискретизаторы (АВД) в каждом канале,входы которых соединены со входаМиустройства, а выходы - со входамиадаптивного коммутатора (АК), основные выходы которого соединены с соответствующими входами АВД и коммутатора, а дополнительный выход АКсоединен со вторым входом АЦП 11(.Недостатком устройства является 20низкая информативность при взаимнойкоррелированности составляющих ансамбля входных сигналов,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является передающее устройство телеизмерительнойсистемы, содержащие в каждом информационном канале последовательно сое.диненные датчики, аналоговые вычислители погрешности (АВП), элементы И 30 й измерительные ключи, выходы которых соединены с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами считывающего устройства, первый выход последнего соединен с выходом устройства, а второй выход соединен с первым входом других схем И по числу каналов, вторым входом АЦП и логическим входом ключа управления; кроме того, последовательно соединены генератор тактовых импульсов, ключ управления и распределитель, выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И, выход каждого элемента И соединен с первым входом соответствующих других элементов И, входами элементов ИЛИ и блока определения адреса, выходы которого соединены со вторыми входами считывающего устройства, а выход элемента ИЛИ соединен со вторым логическим входом ключа управления, выход каждого из других элементов И соединен с дополнительным входом соответствующего АВП (2.Недостатком данного устройства является получение малого сжатия по отсчетам и полосе частот для ансамбля входных сигналов с сильными статистическими связями между собой, что снижает информационную емкость устройства.Цель изобретения - повышение информационной емкости устройства путем увеличения коэффициента сжатия по отсчетам при представлении коррелированных между собой входных сиг.налов при отсутствии априорных дан ных о входных сигналах.Поставленная цель достигается тем, что в передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее генератор. тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом ключа управления,выход которого сое Динен со входом распределителя, элемент ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом ключа управления,аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами блока считывания, дешифратор адреса, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с выходом устройства, второй выход - с первым входом аналого-цифрового преобразователя, и в каждом информацион ном канале блок вычисления погрешности, выход которого соединен с первым входом первого элемента И,выход которого соединен с первым входом измерительного ключа и первым входом второго элемента И, выход входом блока вычисления погрешности, выходы измерительных ключей всехинформационных каналов объединеныи соединены со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, второйвыход блока считывания соединен совторыми входами вторых элементов Иинформационных каналов, выходы распределителя соединены со вторыми входами первых элементов И информационных каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами дешифратора адреса и элемента ИЛЦ, введены ортогональный преобразователь,вые детекторы, сумматор, делитель и в каждом информационном канале блок сравнения, входы ортогонального преобразователя соединены со входами устройства, а выходы - с соответствующими входами сумматора и первого пикового детектора, первыми входами блоков сравнения и вторыми входами блоков вычисления погрешности и измерительных ключей соответствующих информационных каналов, выход сумматора соединен через второй пиковый детектор с первым входом первого функционального преобразователя и первым вхоДом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого пикового детектора, выход делителя соединен со входом второго Аункциой нального преобразователя, выход которого соединен с объединенными вторыми входами блоков сравнения информационных каналов, выходы которыхсоединены с третьими входами первыхэлементов И, выход первого функционального преобразователя соединенс объединенными третьими входами блоков вычисления .погрешности информационных каналов.Благодаря этому в устройстве обеспечивается максимизация коэффициентасжатия по отсчетам при изменении статических свойств входных сигналов,припри этом поддерживается постоянныйуровень суммарной погрешности аппроксимации и порогового отбора, а урбвни порогового отбора и допустимой погрешности аппроксимации устанавливаются оптимальными.На чертеже представлена структур 20 ная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит ортогональныйпреобразователь 1, сумматор 2, первыйи второй, пиковые детекторы 3 и 4,делитель 5, первый и второй функциональные преобразователи 6 и 7, гене-.ратор 8 тактовых импульсов, дешифратор 9 адреса, распределитель 10,элемент ИЛИ 11, аналого-цифровой преобразователь 12, блок 13 считывания,ключ 14 управления, инФормационныеканалы 15, каждый из которых включает блок 16 вычисления погрешности,первый и второй элементы И 17 и 18, второго элемента И соединен с первым блок сравнения 19, измерительныйключ 20.Ортогональный преобразовательслужит для непрерывного во времевилинейного ортогонального преобразования (например Фурье, Уолша, Хаараи др.) входиого ансамбля сигналов40 х( ) с сильными статистическими связями между собой в набор более незави.симых между собой сигналов с,Ключи 20 предназначены для передачивходного сигнала. на выход без иска 45 жений при наличии на управляющем входе логической единицы. Блок 19 сравнения служит для сравнения между соФункциональные преобразователи, пико" бой напряжений на своих входах: если модуль напряжения на первом входе больше (меньше), чем модуль напряжения на .втором входе, то на выходе блока 19 формируется логическййнуль (рдиница). Блок 16 вычисления,погрешности служит для непрерывноговычисления погрешности аппроксимации входного процесса по определенному алгоритму и при превышении погрешностью 6 ц напряжения уставки 8 вырабатывает на своем выходе логическую единицу. При подаче на его пер 60 вый вход логической единицы на выходе блока 16 появляется .логическийнуль. Сумматор 2 служит для суммирования входных сигналов, Пиковыедетекторы 3 и 4 служат для формироЯ вания на выходе напряжения, соответствующего максимальному из входныхнапряжений, он может реализоваться,например на основе параллельной сборки диодов, подключенных к конденсатору. Делитель 5 необходим для выполнения арифметической операции де ления напряжений на втором входе.функциональные преобразователи би 7 служат для .формирования требуемой функциональной зависимости между входным и выходным сигналами и технически могут реализоваться на осно-ве операционного усилителя с нелиней ным элементом в цепи обратной связи.Вид функциональных зависимостей определяется необходимостью получения максимального коэффициента сжатия по отсчетам при изменении степени коррелированности между состав- ляющими входного ансамбля х(й) при требуемой (постоянной) величине при- З) веденной погрешности представления аНсамбля Х(й).Аналого-цифровой преобразователь 12 служит для преобразования входно- . го аналогового сигнала в параллельный цифровой код, преобразование начинается при подаче логического сигнала "1" на его второй вход. Блок 13 считывания служит для преобразова" ния кодов отсчета и адреса в форму,удобную для передачи по линии связи,а также для формирования на второмвыходе запускающего импульса после ЗО окончания передачи очередной кодовой комбинации. Ключ 14 управлени( пред. - назначен для передачи импульсов пос- ЗЗ ле появления логического сигнала "1" на своем первом входе управления и прекращения передачи при построе- . нии "1" на второй вход управления.Ключ 14 легко реализуется, например 40 на основе триггераи элемента И.Генератор 8 тактовых импульсов служит для генерирования последовательности прямоугольных импульсов. Распределитель 10 по мере поступления вход.ных импульсов формирует логический .сигнал "1" поочередно на каждом из своих выходов. Дешифратор 9 адреса служит для Формирования кода адреса, канала в соответствии с номером сра-,ботавшего блока 13, т.е. преобразует позиционный единичный код в двоичный.Предлагаемое устройство работает . следующим образомОртогональный преобразователь 1 (Уолша, Хаара, Карайена-Лоева-Пугачева и,цр.) непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля взаимно коррелированных, входных сигналов Х(с) 60 в ансамбль с(1) у Чх(С) частично или полностью декоррелированный в зависимости от матрицы преобразо" вания Ч. Далее ансамбль сигналов с(с) анализируется блоками,. кото- б 5 рые решают задачу адаптивной дискре"тизации раздельно в каждом информационном канале. Если в каком-либоканале погрешность аппроксимации достигает заданной Е, то на выходесоответствующего блока 16 появитсясигнал "1". В то же время импульсыот генератора 8 через открытый ключ,14 с помощью распределителя 10 поочередно поступают на вторые входы элементов И 17. Если на первом входекакого-либо элемента И 17 появитсясигнал "1" от блока 16, а на третийвход элемента И 17 придет "1" от бло.ка 19, то элемент И 17 выдает "1" насоответствующий измерительный ключ20, и соответствующий сигнал подключается к преобразователю 12. Приэтом через элемент ИЛИ 11 подаетсясигнал на второй вход ключа 14, запрещающий дальнейшее прохождениеимпульсов от генератора 8 до окончания преобразования и выдачи. кода вканал связи. Одновременно с элементаИ 17 поступают сигналы на дешифратор 9 адреса и на первый вход элемен-,та И 18. Далее код адреса канала икод отсчета поступают в блок 13 считывания, преобразующий и передающийих в канал связи. По окончании считывания блок 13 выдает импульсы насброс преобразователя 12 на разрешение дальнейшего прохождения импуль.сов от генератора 8 через ключ 14 ина второй вход элемента И 18, который производит сброс блока 16. Такимобразом в предлагаемом устройстведостигается максимально возможноесжатие по отсчетам как за счет ортогонального преобразования с оптимальной величиной порогового отбора (выход Функционального преобразователя7), так и за счет регулированияуровня допустимой погрешности аппроксимации (выход функционального преобразователя 6) для поддержания постоянной приведенной. суммарной погрешности. Выигрыш по отсчетам всравнении с известным может бытьй-кратным. При этом соответственновозрастает информационная емкостьустройства. формула изобретенияПередающее устройство телеизмерительной системы, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом ключа управления, выход которого соединен со входом распределителя, элемент ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом ключа управления, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами блока считывания, дешифратор адреса, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с вы796896 Заказ 9775/6900 Подписное ходом устройства, второй выход - спервым входом аналого-циФрового преобразователя, и в каждом информационном канале блок вычисления погрешности, выход которого соединен спервым входом первого элемента И,выход которого соединен с первымвходом измерительного ключа и первымвходом второго элемента И, выходвторого элемента И соединен с первымвходом блока вычисления погрешности, выходы измерительных ключейвсех информационных каналов объединены и соединены со вторым входоманалого-циФрового преобразователя,второй выход блока считывания соединен со вторыми входами вторых элементов И информационных каналов, выходыраспределителя соединены со вторымивходами первых элементов И информационных каналов, выходы которых соединены с соответствующими входамидешифратора адреса и элемента ИЛИ,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения информационнойемкости устройства путем увеличениякоэффициента сжатия, в устройствовведены ортогональный преобразователь, функциональные преобразователи, пиковые детекторы, сумматор, делитель и в каждом информационном канале блок сравнения, входы ортогонального преобразователя соединенысо входами устройства, а выходы -с соответствующими входами сумматора и первого пикового детектора,первыми входами блоков сравнения И вторыми входами блоков вычисления погрешности и измерительных ключей соот ветствующих информационных каналов,выход сумматора соединен через второй пиковый детектор с первым входомпервого функционального преобразователя и с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом первого пикового детектора, выход делителя соединен со входом второго функционального преобразователя, выход которого соединен с объединенными вторыми входами блоков срав нения информацнонных каналов, вы-,ходы которых соединены с третьимивходами первых элементов И, выходпервого Функционального преобразователя соединен с объединенными третьи ми входами блоков вычисления погрешности информационных каналов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе2 1, фремке А.В. Телеизмерения,М., "Высшая школа", 1975, с. 234,рис, 7-.12,2. О некоторых способах сжатияинформации в многоканальных телеизмерительных системах.-Сб. "ИзвестияЛЭТИ", вып. 93, с. 128-130 (прототип). лиал ЛПП "Патент",Ужгород, ул. Проектная, 4