Адаптивный коммутатор телеизмерительной системы

СОВЕТСКИХЛИСТИЧЕСКИХБЛИК союз 91 СЮ 5 СПУ 1) С 08 С 19/28 ГОСУДАРСПО ИЗОБПРИ ГКН ТВЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕКИЯМ И ОЧМРЫТИЯМСОР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТ ОМУ СВИ АВТ чесЛенина) АТОР ТЕЛЕИЗМЕ елеиз- теле(21) 4478588/24-24(71) Ленинградский электротехкий институт им. В.И.Ульянова(54) АДАПТИВНЫЙ КОММУТРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ(57) Изобретение относится кмерениям и может применяться механике, дальней связи, системахавтоматического контроля, Цель вповьпдение информативности адаптивногокоммутатора за счет того, что приобщей высокой активности входных сиг"налов адаптивный коммутатор переходит на равномерную передачу без адресов. Адаптивный коммутатор содержит коммутатор 1, аналого-цифровойпреобразователь 2, вычитатель 3, цифроаналоговый преобразователь 4, генератор 6 импульсов, блок 7 запуска,блок 8 считывания, блок 9 уставои,интегратор 10, пороговый блок 11,элементы И 12, 17, триггер 13, блок14 сравнения, ключи 15, 16. 1 з.п. аф-лы, 2 ил,фИзобретение относится к телеизмерениям и может применяться в телемеханике дальней связи, системах авто" матического контроля,Целью изобретения чвляется повышение информативности адаптивного коммутатора за счет передачи данных без адресации каждого канала при об"- щей высокой активности входных сиг 10налов,На фиг,1 изображена структурнаясхема адаптивного коммутатора; наФиг.2 - структурная схема блока считывания.Лдаптивный коммутатор телеизмерительной системы (Фиг.1) содержиткоммутатор 1, аналого-цифровой пре "образоватепь 2, вычитатель 3, цифроаналсговый. поеобразователь 4, блок 520памяти, генератор 6 импульсов, блок7 запуска, блок 8 считывания, блок 9уставок, интегратор 1 О, пороговыйблок 11, первый элемент И 12, триггер 13, блок 14 сравнения, первый ив горой ключи 15 и 16, второй элементИ 17, задающий вход 18. Блок 9 уставок содержит цифроаналоговый преобразователь 19, счетчик 20, элементы И21 и 22, инвертор 23 и второй триггер 4,Блок считывания (Фиг 2) содержитгенератор 25 импульсов, счетчик 26,распределитель 27 (дешифратор), схему 28 запуска, состоящую из элемен-.та И 29 и триггера 30, элеыенты И3531 и 32, элемент ИП 11 33, Формирователь 34 маркернога импульса, инвертор 35 и элемент И 36,Адаптивный коммутатор работаетследующим образом,По окончании считывания предыдущего отсчета блок 8 считывания выдает сигнал на блок 7 запуска, разрешающий прохождение импульсов с генератора о ла коммутатор 1, К входупреобразователя 2 и вычитателя 3подключается очер дной входной сигнал, Одновременно с блока 5 извлекается предыдущее значение этого сигна 50ла (по адресу, снимаемому с адресныхшин коммутатора 1), преобразуемое ваналоговую величину преобразователем 4,Б зависимости от состояния триггера 13 адаптивный коммутатор работает55либо в режиме адаптивной коммутациис адресной передачей информации (врежиме прототипа), либо в режиме равномерной коммутации с передачей общего маркерного импульса. В адаптивномрежиме триггер 13 находится в состоянии, при котором единичный сигнал сего выхода открывает ключ 15, и разностный сигнал с вычитателя 3 поступает на один из входов блока 14 сравнения. На второй вход блока 14 подается сигнал с выхода блока 9 уставок,причем в блоке 9 вначале формируетсянаибольшая уставка. Если разностьтекущего значения входного сигналаи его предыдущего отсчета не превышает уровня уставки, то блок 14 сравнения не срабатывает и после приходаочередного импульса с генератора бкоммутатор подключает к вычитателю 3следующий канал. Если разность текущего значения входного сигнала и егопредыдущего отсчета превышает уровень уставки, то блок 14 срабатываети через блок 7 запуска прекращаетсяпоступление импульсов генератора бна коммутатор 1. Последний останавливается на выбранном канале, запускается аналого-цифровой преобразователь2, и после некоторой задержки новоезначение параметра записывается вблок 5 памятч (эта запись может производиться также по сигналу готовности преобразователя 2), Код параметравыбранного канала поступает в блок 8считывания, куда подается также кодадреса выбранного канала,Преобразование параллельного кодав последовательный в блоке 8 начинается по сигналу готовности от преобразователя 2, Этот сигнал через элемент И 36 поступает на триггер 30который срабатывая, открывает элементИ 29, и импульсы генератора 25 начинают поступать на счетчик 26, Последний управляет дешифратороы 27 так,что поочередно опргшиваются элементыИ 31 и 32, причем число элементовИ 31 равно числу разрядов кода адреса, а элементов И 32 - числу разрядовкода параметра. Импульсы кода информации поочередно поступают через элемент ИЛИ 33 на выход устройства, начиная сс старшего разряда кода адреса, По окончании преобразования параллельного кода в последовательныйсхема 28 запуска закрывается сигналом с дополнительного выхода дешифратора 27 (можно и задним Фронтомсигнала с предыдущего выхода), Этотже сигнал, являющийся сигналом окон15522 25 5чания преобразования, подается наблок 7 запуска (аналогичный схеме28), и импульсы генератора 6 опятьпоступают на коммутатор 1. Находит 5ся другой канал, в котором разностьтекущего значения входного сигналаи его предыдущего значения (погрешность аппроксимации) превышает значение уставки, и т.д. 10В случае, если при опросе всехканалов схема 14 сравнения не срабатывает, в блоке 9 уставок устанавливается новое, меньшее значение уставки. Происходит это следующим образом,В начале опроса (от первой шины дешифратора коммутатора 1) триггер 24устанавливается в единичное положение, которое сбрасывается в случае,если произошел выбор и соответствующее преобразование хотя бы одноговходного сигнала в цикле опроса посигналу от блока 8 считывания. Еслипо окончании цикла опроса триггер 24не сброшен, то черезэлемент И 21при появлении сигнала от дополнительной (11+ 1)-й шины дешифратора коммутатора 1 на выходах счетчика 20устанавливается новое значение кода,при котором на выходе цифроаналогового преобразователя 19 появляетсяменьшее значение напряжения, т.е.меньшее значение уставки, При сбросетриггера 24 сигналом окончания преобразования от блока 8 считывания счетчик 20 с помощью инвертора 23 и элемента И 22 сбрасывается в начальноеположение, при котором устанавливается наибольшая уставка, Число уровней уставки выбирается исходя из ап приорных сведений о динамических свойствах входных сигналов и обычно непревышает 3-4,При высокой активности входныхсигналов, т.е. когда за время цикла 45появляется много неизбыточных отсчетов, адресная передача оказываетсянеэффективной из-за необходимостипередачи вместе с кодом параметракода адреса. Для повышения эффективности адаптивного коммутатора в режиме высокой активности напряженияс выхода вычитателя 3 поступают наинтегратор 1 О, на выходе которогопоявляется напряжение, пропорциональное сумме импульсов напряжений,поступающих на его вход за времяцикла опроса входных сигналов. Интегратор 10 обнуляется задним фрон 17 6том сигнала с (11+1) -й шины дешифра-.тора коммутатора . Напряжение с вьхода интегратора поступает на порот о"вое устройство (например, триггерйчитта), которое формирует единичныйлогический сигнал при достижениинапряжением на выходе интегратора 10значения выбранного порога, Этот единичный сигнал через элемент И 12 попереднему фронт. сигнала с (И 1 1) -йшины дешифратора коммутатора 1 воздействует на триггер 13 так, что единичный сигнал появляется на выходетриггера, соединенном с входом элемента И 17, и на ключ 1 б поступаютимпульсы генератора 6, открывая его,При этом на блок 14 сравнения подается через ключ 16 напряжение (в виде импульсов) от входа 18 шины задания максимальной погрешности аппроксимации, превышающее наибольшую уставку. В этом случае, очевидно, блок14 сравнения срабатывает на каждомтакте и, следовательно, на каждомтакте открывается блок 7 запуска изаписывается новое значение сигналав блок 5, Сигнал от триггера 13,кроме того, воздействует на счетчик26 блока 8 считывания, устанавливаяего в положение, соответствующее первому разряду кода параметра, отключая таким образом разряды кода адреса, Одновременно сигнал от триггера13 поступает на формирователь 34маркерного импульса. Во время формирования маркерного импульса сигналготовности от аналого-цифрового преобразователя на схему 28 запуска неприходит, и поэтому преобразованияпараллельного кода в последовательный не происходит. Триггер 13 устанавливается в исходное состояние (когда открыт ключ 15) задним фронтом сигнала с И-го выхода.дешнфратора коммутатора 1, При этом, если за время цикла опроса напряжение на выходе интегратора 10 не достигло порогового значения, то устройство работает в адресном режиме передачи. Если напряжение на выхо де интегратора 10 достигло порогового значения, то передним фронтом сигнала с (Р) -го выхода дешифратора коммутатора 1 триггер. 13 опять устанавливается в положение, при котором ключ 15 закрыт, а открывается ключ 16, и устройство переходит на режимбезадресной передачи с общим маркер." ным импульсом.Граничное значение коэффициента сжатия, при котором следует переходить к безадресной передаче, можно5 найти из условия равенства объема сигналов при адресной и безадресной передачах а именно:Ы 1 О(1 ос И + 1 оя М)И 1 оц И,сгде И - число каналов;М - число уровней квантованиясигнала; 5К - коэффициент сжатия по отсчеСтам,Из этого выражения граничное значение коэффициента сжатияк= (1 о м(1 ок м +При Кс ) К эффективна адресная передача, а при КК- безадресная передача,25Формула изобретения 1, Адаптивный коммутатор телеизмерительной системы, содержащий коммутатор, первые входы которого являются информационными входами адаптивного коммутатора, первые выходы соединены с первыми входами блока считывания, первый выход которого является выходом адаптивного коммута" тора, генератор импульсов, выход ко" торого соединен с первым входом блока запуска, выход которсго соецинен с вторым входом коммутатора, второй и третий выходы коммутатора соединены соответственно с первым входом блока уставок и объединенными первыми входами вычитателя и аналого-цифрового преобразователя, первые выходы которого соединены с первыми входами блока памяти и вторыми входами блока считывания, второй выход кото-.рого соединен с вторым входом блока запуска, выход блока уставок соединен с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен с третьим входом блока запуска и вторым входом блока памяти, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения информативности адаптивного коммутатора, в него введены интегратор, пороговый блок, триггер, элементы Ии ключи, выход коммутатор соединенс вторым входом блока,уставок и первыми входами первого элемента И иинтегратора, второй вход которогопереключен к третьему выходу коммутатора, пятый выход которого соединен с первым входом триггера, первыйвыход триггера соединен с первымвходом первого ключа, второй выходс первым входом второго элемента Ии третьим входом блока считывания,выход интегратора через пороговыйблок соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом триггера, вторыевходы блока памяти подключены к соответствующим первым выходам коммутатора, выходы блока памяти соединеныс входами цифроаналогового преобразователя,выход которого соединен с вторым входом вычитателя, выход вычитателя соединен с вторым входом первогоключа, выход которого объединен свыходом второго ключа и подключен квторому входу блока сравнения, второйвход и выход второго элемента И соответственно подключены к выходу генератора импульсов и соединены с первым входом второго ключа, второйвход которого является задающим входом адаптивного коммутатора, второйвхоц и второй выход аналого-цифрово-,го преобразователя соединены соответственно с выходом блока сравнения итретьим входом блока считывания, третий вход блока уставок подключен квторому выходу блока считывания2, Коммутатор по и,1, о т и и -ч а ю щ и й с я тем, что блок уставок выполнен на цифроаналоговом преобразователе, счетчике инверторе,элементах И и триггере, выход которогосоединен непосредственно с первымвходом первого элемента И и черезинвертор с первым входом второго эле.мента И, выходы первого и второгоэлементов И соединены с одноименнымивходами счетчика, выходы которогосоединены с входом цифроаналоговогопреобразователя, выход которого является выходом блока уставок, первыйвход триггера, вторь.е входы первогои второго элементов И и второй входтриггера являются соответственно первым, вторым и третьим входами блокаустянок,1552217 едактор О.Юрковецк 442 Заказ 333 одписиое Гос и ГКНТ СССР водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель Н.БочароваТехред М,Ходанич Корректор Э.Лоича твенного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5