Устройство для передачи радиотелеметрических сигналов

(56) Авторское свидетел ьствоМ 1250853, кл. 0 01 О 5/247,Авторское свидетельствоМ 1416867, кл. 6 01 О 5/247,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИГ(57) Изобретение относитсяной технике, в частности к рачески м устройствам, ииспользовано для непрерывбольшого числа различныхЦель изобретения - повыше ик, А.В,Клим ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР СССР 1985, СССР 1987.ЕДАЧИ РАДИНАЛОВ к измеритель- диотелеметриможет быть ного контроля,параметров. ние достоверности передаваемои информации от измерительных датчиков на основе введения трех независимых каналов кодирования и последующей мажоритарной обработки принятого сигнала на приемном конце. В состав устройства входят генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2, формирователь 3 импульсов питания, усилители 4 импульсов, коммутатор 5, измерительные мосты 6, элемент ИЛИ 7, одновибраторы 8 и 9, сумматоры 10 и 19, счетчик адреса 11, блок 12 памяти, радиоприемник 13, декодер 14 команд, цифроаналоговые,преобразователи 15 и 18, аналого-цифровые преобразователи 16.1 - 16.3, преобразователь кода 17, состоящий из ключей 17.1 - 17.3, фильтр 20 низких частот, модулятор 21, радиопередатчик 22. 1 ил.У)Изобретение относится к измеритель- ной технике, в частности к радиотелеметрическим устройствам, и может быть использовано для непрерывного и одновременного контроля большого числа различных параметров.Известно устройство, содержащее тактовый генератор, распределитель, формирователь импульсов питания, усилители импульсов, элемент ИЛИ, коммутатор, измерительные мосты, два одновибратора, цифроаналоговый преобразователь, счетчик адреса, блок памяти, радиоприемник, декодер команд, формирователь синхроимпульсов,Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость передачи радиотелеметрических сигналов, обусловленная использованием амплитудно-импульсной модуляции для передачи сигналов в радиоканал.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее тактовый генератор, распределитель, формирователь импульсов питания, усилители импульсов, измерительные мосты, элемент ИЛИ, два одновибратора, два сумматора, советчик адреса, блок памяти, радиоприемник, декодер команд, два цифроаналоговых преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь кода, состоящий из ключей, фильтр низких частот, модулятор, радиопередатчик, формирователь синхроимпульсов,Недостатком известного устройства является низкая достоверность при передаче информации от измерительных мостов, обусловленная возможными искажениями помехой сегментов передаваемого слова, Вследствие этого устройство имеет сравнительно узкую область применения,Цель изобретения - повышение достоверности передаваемой измерительной информации о параметрах путем введения двух дополнительных независимых каналов кодирования на основе р-кодов Фибонэччи, что позволит осуществить на приемном конце мажоритарную обработку сигналов без увеличения длительности канального интервала,Поставленная цель достигается введением в устройство двух аналого-цифровых преобразователей, осуществляющих кодирование с помощью избыточных р-кодов фибоначчи, причем в состав преобразователя входят три ключа, число входов и выходов которых и число входов второго цифроаналогового преобразователя равно числу выходов аналого-цифрового преобразователя, информационные и управляющие входы второго и третьего аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с информационным и управляющим 5 входами первого, выходы всех аналого-цифровых преобразователей подключены к входам соответствующих ключей преобразователя кода, одноименные выходы которых объединены в группы и подклю чены к соответствующим входам второгоцифроаналогового преобразователя, выходы первого аналого-цифрового преобразователя подключены дополнительно к информационному входу блока памяти, 15 Отличительные признаки придают устройству новое свойство, а именно троекратное повторение на интервале, Тк значения измеряемого параметра независимыми кодовыми комбинациями. Это позволит на 20 приемном конце, обрабатывая сигнал за период Тк, получить трижды значение передаваемого параметра. В том случае, когдадаже будет искажен один сегмент (этомуслучаю будет соответствовать одно ано мальное восстановленное значение за периодТк), принятие решения о истинном значении параметра выбирается по большинству,т.е. проводится мажоритарная обработка по принципу "два из трех", 30 На чертеже представлена структурнаясхема устройства для передачи радиотелеметрических сигналов.Устройство содержит тактовый генератор 1, распределитель 2, формирователь 3, 35 усилитель 4.1 - 4.К импульсов питания (почислу измеряемых параметров), комМутатор 5, измерительные мосты 6.1 - 6.К, элемент ИЛИ 7, первый и второй одновибраторы 8 и 9, первый сумматор 10, счетчик 11 адреса, 40 блок 12 памяти, радиоприемник 13, декодер14, цифроаналоговый преобразователь 15, три аналого-цифровых преобразователя 16,1-16,3, преобразователь 17 кода, состоящий из трех 17,1 - 17.3 ключей, второй циф роаналоговый преобразователь 18, второйсумматор 19, фильтр 20 низких частот, модулятор 21, радиопередатчик 22, формирователь 23 синхроимпульсов, причем выход тактового генератора соединен с первым 50 входом распределителя 2 и входом формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом распределителя 2, усилители импульсов питания (по числу параметров), входы которых объединены с од ноименными входами элемента ИЛИ 7,управляющими входами коммутатора 5 подключены к одноименным выходам распределителя 2, первый и второй выходы каждого усилителя импульсов питания 4,1 - 4.К соединены с первым и вторым входамиодноименного 6,1 - 6.К измерительного моста, первый выход каждого одноименного измерительного моста подключен к шине нулевого потенциала, второй выход соединен с одноименным сигнальным входом 5 коммутатора, выход элемента ИЛИ 7 подключен к входу счетчика 11 адреса и через последовательно соединенные первый 8 и второй 9 одновибраторы к стробирующему входу коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 10, .второй вход которого подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя 15, вход которого подключен к выходу блока 12 памяти, счетчик 11 адреса, выход которого соединен с адресным входом блока 12 памяти, радиоприемник 13, вход которого подключен к приемной антенне, выход соединен с входом декодера 14 команд, вы/ход которого подключен к информационному входу блока 12 памяти, вход формирователя 23 синхроимпульсов подключен к соответствующему выходу распределителя 2, выход радиопередатчика 22 соединен с передающей антенной, вход - с выходом:модулятора 21, вход которого соединен с выходом фильтра 20 низких частот, вход которого соединен с выходом второго сумматора 19, первый вход которого соединен с выходом формирователя 23 синхроимпульсов, второй вход второго сумматора 19 соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, выход первого сумматора соединен с информационными входами всех аналого-цифровых преобразователей 16.1 - 16.3, управляющие входы которых соединены со стробирующим входом коммутатора 5, информационные выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входам соответствующих ключей 17,1-17.3 преобразователя 17 кода, одноименные выходы ключей преобразователя объединены в группы и подключены к соответствующим входам второго цифроаналогового преобразователя 18, информационные входы второго аналого-цифрового преобразователя подключены к информационному входу блока 12 памяти.Введенные аналого-цифровые преобразователи 16.1 и 16,3, осуществляющие кодирование в р-кодах Фибоначчи, могут быть выполнены аналогично описанным. Устройство работает следующим образом,Импульсы с тактового генератора 1 поступают на запуск формирователя 3 импульсов питания и на распределитель 2, Сформированные импульсы с формирователя 3 через распределитель 2 поступают наэлемент ИЛИ 7 и усилители 4,1 - 4.К импульсов питания. С выходов усилителей 4,1 - .4.К импульсы питания поступают.на измерительные мосты 6,1-6.К, Сигналы разбаланса измерительных мостов в виде периодических последовательностей амплитудно-модулированных импульсов подаются на коммутатор 5 сигналов, который управляется импульсами с распределителя 2, Стробимпульсы поступают на коммутатор 5 с выхода одновибратора 9, запуск которого производится импульсами с выхода элемента ИЛИ 7 через первым одновибратор 8, Временное положение стробимпульсов в 5 10 середине импульсов разбаланса обеспечи 15 ваетстробирование(вырезку) средней частиимпульсов раэбаланса, свободной отвыбросов, вызванных паразитными емкостями измерительных цепей. 20 Простробированный сигнал поступает на первый вход сумматора 10. Блоки.16,1 -16.3 преобразуют сигналы измерительных мостов в параллельные п-разрядные коды, причем аналого-цифровой преобразователь 25 16,2 преобразует в обычный двоичный код, а блоки 16.1 и 16.3 в различные и-разрядные р-коды Фибоначчи с разными номерами р.Устройство для передачи радиотелеметрических.сигналов работает в двух режимах 30"Балансировка" и "Измерение", Установка режимов осуществляется оператором на приемном конце. Поступивший по радиолинии.на радиоприемник 13 код команды на заданный режим поступает, далее на деко 35 дер 14 команд. С последнего сигнал команды "Балансировка" переводит блок 12 памяти в режим записи, а сигнал команды "Измерение" - в режим считывания. В режиме "Балансировка" производится запись в разбалансе датчиков соответствующих каналов с выхода аналого-цифрового преобразователя 16.2.В режиме "Измерение" с блока 12 счи 45 тывается цифровая информация о начальном разбалансе и поступает в первый цифроаналоговый преобразователь 15, который формирует аналоговый сигнал компенсации начального разбаланса,50 поступающий на вход первого сумматора 10,В первом сумматоре 10 формируется сигнал, содержащий только измерительную информацию, который поступает одновре 55 менно на входы блоков 16.1 - 16.3. Блок 16.2 преобразует входной сигнал в обычный двоичный код, а блоки 16.1 и 16.3 - в различные двоичные р-коды Фибоначчи. С выходов блоков 16.1-16.3 параллельные и-разрядные двоичные коды поступаютна преобра 40 блок 12 цифровой информации о начальномзователь кода, который формирует из параллельных и-разрядных кодов трех блоков16,1-16,3 параллельно-последовательныйкод, Такое преобразование достигается спомощью ключей 17.1-17.3. С блока 16.1поступает код на входы ключа 17.1 и т.д,соответственно. Ключи 17,1-17,3 открываются последовательно со временем сигна-лами управления с распределителя 2, приэтом последовательно в течение Т формируются три цифровых сегмента, Преобразованный код поступает на второйцифроаналоговый преобразователь 18, который формирует из цифровых сегментованалоговые, амплитуда которых соответствует значению соответствующих кодов блоков 16.1 - 16,3. Такое. преобразованиепозволяет снизить частоту следования поступающего на модулятор 21 информационного сигнала по сравнению с вариантом,если бы на модулятор 21 с блоков 16.1 - 16.3поступал последовательный двоичный код,имеющий основание 2,Сигнал с выхода второго цифроаналого-.вого преобразователя 18 поступает на первый вход второго сумматора 19, на второйего вход поступает кодовая группа синхроимпульсов с формирователя 23 синхроимпульсов. С выхода второго сумматора 19синхрогруппа и сигнал КАИМ поступает нафильтр 20 низких частот, который пропускает только первую гармонику сигналов, темсамым дополнительно сужает полосу частотмодулирующего сигнала. С выхода фильтра20 сигнал поступает на модулятор 21, который формирует частотно-модулированныйсигнал КАИМ-ЧМ, обеспечивающий повышенную помехоустойчивость устройства.Сигнал КАИМ-ЧМ поступает на радиопередатчик 22,Преобразователь 17 кода в течение канального интервала Ттрижды формируетпараллельно-последовательный код, такимобразом канальный интервал делится натри сегмента, в каждом из которых находится параллельный код из соответствующегоблока 16.1 - 16,3. Второй цифроаналоговыйпреобразователь 18 формирует сигнал КАИМ с основанием кода 2.Данное техническое решение в передающем устройстве позволяет значительноповысить достоверность передаваемой телеметрической информации и позволит использовать его в местах с повышеннымирадиопомехами.Оценим положительный эффект при использовании предлагаемого изобретения.Предположим, что применение предлагаемого устройства, осуществляется в одинаковых условиях с вероятностью искажения сегмента Розг В известном устройстве используется ц = 3 ключа, как и в предлагаемом устройстве, Вероятностьюбезошибочного приема информации в тече 5 ние канального интервала для известногоустройства определится формулой:зРбез,ош,1 = (1 - Рсег)т,е, она равна вероятности неискажениявсех трех сегментов одновременно, Вероят 10 ность безошибочного приема информации втечение. Т для устройства, предлагаемогоизобретением, выражается формулойРбез.ош.г = (1 - Рсег) + ЗРсег (1 - Рсег),з гт.е, равна сумме вероятностей неискажения15 всех трех сегментов и неискажения любыхдвух.Обычно в радиотелеметрических системах Рсег = 10 - 10, примем Рсег = 10= 0,9994,Следовательно, достоверность передаваемой информации возрастает, Кроме то 25 го, применение в предлагаемом устройствер-кодов Фибоначчи позволит получить дополнительное повышение достоверности,Формула изобретенияУстройство для передачи радиотелемет 30 рических сигналов, содержащее тактовыйгенератор, выход которого соединен с первым входом распределителя непосредственно и через формирователь импульсовпитания - с вторым входом распределителя,35 усилители импульсов питания по числу измеряемых параметров, входы которых объединены с одноименными входами элементаИЛИ и коммутатора и подключены к одноименным выходам распределителя, первый40 и второй выходы каждого усилителя импульсов питания соединены с первым и вторымвходами одноименного измерительного моста, первый выход каждого однойменногоизмерительного моста подключен к шине45 нулевого потенциала, второй выход соединен с одноименным сигнальным входомкоммутатора, выход элемента ИЛИ подключен через последовательно соединенныепервый и второй одновибраторы к стробиру 50 ющему входу коммутатора, выход которогосоединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя, счетчик адреса, выход которого сое 55 динен с адресным входом блока памяти, радиоприемник, вход которого подключен к .приемной антенне, выход соединен с входом декодера команд, выход которого подключен к информационному входу блокапамяти, формирователь синхроимпульсов,10 1714368 9,25 30 35 50 Составитель В.ДорошенкоТехред М.Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор В,Бугренкова Заказ 682 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 вход которого подключен к соответствующему выходу распределителя, радиопередатчик, выход которого соединен с передающей антенной, а также второй цифроаналоговый преобразователь, аналогоцифровой преобразователь, второй сумматор, фильтр низких частот, модулятор, преобразователь кода, выполненный на ключах, при этом информационный вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом первого сумматора, управляющий вход подключен к выходу второго одновибратора, выходы аналого цифрового преобразователя объединены в группы и соединены с информационным входом блока памяти и входом второго ключа преобразователя кода, управляющиевходы ключей которого подключены к соответствующим выходам распределителя, одноименные выходы всех ключей преобразователя кода объединены и соединены с одноименными входами второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу второго сумМатора, второй вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, выход второго 5 сумматора через последовательно соединенные фильтр низких частот и модулятор подключен к входу радиопередатчика, выход блока памяти соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, 10 вход счетчика адреса подключен к выходуэлемента ЙЛИ, отл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышенйя достоверности передаваемой информации, в него введены второй и третий аналого-цифровые преоб разователи, информационные выходы кото, рых подключены соответственно кинформационным входам первого и третьего ключей преобразователя кода, информационные и управляющие входы которых 20 соединены соответственно с информационным и управляющим входами первого аналого-цифрового преобразователя.