Телеизмерительная система

ляется повторно вся передаваемаякодовая посылка 1.Недостатком такого устройстваявляется наличие задержек во времени,даже при "чистом" канале задержкаравна такту передачи, а при каждомсбое в прямом или обратном канале онаувеличивается еще на два такта,поскольку необходимо передавать сиг,налы стирания и повторения. При высоких уровнях шумов в канале связив многоканальных телеизмерительныхсистемах это приводит к значительному росту очередей или даже к срывупередачи.Известны также телеиэмерительныесистемы реального времени. 5Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой являетсятелеизмерительная система, содержащая на передающей стороне датчики,подключенные ко входам блока прямого 20ортогонального преобразования Уолшавыходы которого соединены со входамйкоммутатора, первый выход коммутатора через аналого-цифровой преобразователь, а второй непосредственно 25соединен со входами блока считывания,выход которого через передатчик свя-зан с каналом связи. На приемнойстороне система содержит подключенныйк каналу связи блок промежуточнойпамяти, выходы которого соединенысоответственно со входами цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и дешкфратором адреса, выходы ЦАП к дешифратора адреса через информационные каналы подключень 1 ко входам блока обратного ортогонального преобразования Уолша и блока вычитания, выход которого непосредственно и черезФильтр нижних частот соединен со входами блока сравнения, подключенного 40к информационным каналам 23.Недостаток такого устройства заключается в низкой помехоустойчивости,так как при восстановлении используются сбитые отсчеты, 4Цель изобретения - повышение помехоустойчивости телеиэмерительнойсистемы.Указанная цель достигается тем, чтов телеизмерительную систему, содержащую на передающей стороне блокпрямого ортогонального преобразованияУолша, адаптивный коммутатор, первыйвыход которого соединен с первымвходом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с первымвходом блока считывания, выход аналого-циФрового преобразователя соединен со вторым входом блока считывания,подключенного к прямому каналу связи, на приемной стороне - подключен- Яный к прямому каналу связи блок промежуточной памяти, первые выходыкоторого соединень 1 со входами блокааппроксиматоров, и блок обратногоортогонального преобразования Уолша,введены обратный канал связи к напередающей стороне преобразователипогрешности аппроксимации и блокдекодирования, первый и вторые выходыкоторого соединены соответственно собъединенными первыми и вторыми входами соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, третьивходы которых объединены с соответствующими первыми входами адаптивного коммутатора и подключены ксоответствующим выходам блока прямого ортогонального преобразования Уолшавыходы преобразователей погрешностисвязаны с соответствующими вторымивходами адаптивного коммутатора,третий вход которого объединен совторым входом аналого-цифровогопреобразователя и подключен ко второмувыходу блока считывания, на приемнойстороне выходы блока аппроксиматоров соединены со входами блока обратного ортогонального преобразованияуолша, второй выход блока промежуточной памяти через обратный каналсвязи соединен со входом блока декодирования передающей стороны,В предлагаемой системе по прямомуи обратному каналу связи передаютсяне сами телеметрируемые сигналы х,с),а преобразованные сигналы Г: 1 Ях,где И - матрица Уолша.В преобразователи погрешностиаппроксимации (ППА) записываются значения сигнала. с(.;) в момент взятия отсчета, принятые на приемнойстороне к переданные по обратномуканалу связи, Таким образом, присбоях кодовых посылок в каком-либоканале осуществляются дополнительныепосылки информации по данному каналу,которые значительно уменьшают длительность существования ложной информации. Благодаря ортогональному преобразованию по Уолшу уменьшаются иамплитуды сбоев вФ раэ, где й-число каналов.На фкг. 1 приведена структурнаясхема устройства, на фиг. 2 - выполнение блока декодирования. Телеизмерительная система содержит блок 1прямого ортогонального преобразованияУолша, преобразователи 2 погрешностиаппроксимации (ППА), адаптивный коммутатор 3, аналого-цкфровой преобразователь 4, блок 5 считывания, прямойканал б связи, блок 7 промежуточной памяти, блок 8 аппроксиматоров,блок 9 обратного ортогональногопреобразования Уолша, обратный канал10 связи, блок 11 декодирования,который выполнен (фиг.2) на логическом элементе 12, цифроаналоговомпреобразователе 13 (ЦАП) и дешифраторе 14 адреса.Блоки 1 и 9 ортогонального преобразования служат для непрерывногово времени линейного ортогональногопреобразования с матрицей Уолша Чвходных ансамблей сигналов 5,(с) ис (в ансамбли 8(Ц=у-фК(Ц и Х И):- (Ц, где й- число каналов в1системе, Блоки 1 и 9 могут быть реализованы, например, на основе йвходных сумматоров, число которых5равно числу каналов, а вес каждоговхода соответствует элементу матрицыЧ. При реализации преобразованияУолша веса всех входов отличаютсятолько знаками, так как элементыматрицы Уолша принимают значения 1,Преобразователи 2 погрешностиаппроксимации (ППА) предназначеныдля вычисления погрешности аппроксимации сигнала на интервале дискретизации и могут быть построены, например на основе экстраполяторов нулевого или первого порядка. Записьначальных условий в ППА 2 осуществляется с первого входа при наличиисигнала "1" на втором (управляющем ) 20входе.Коммутатор 3 в результате анализа своих входных напряжений выявляет канал с максимальной погрешностьюаппроксимации в данный момент и под- д 5ключает соответствующий выход блока1 ко входу АЦП 4, а на другом выходе коммутатора 3 формируется кодадреса данного канала. Коммутатор 3 может быть реализован на основе двух аналоговых коммутаторов и амплитудного дискриминатора.Блок 5 считывания предназначендля преобразования параллельного кода в последовательный, а также дляформирования тактовых импульсов вывода данных в канал б связи и периодического запуска коммутатора 3и АЦП 4,Прямой канал б связи и обратныйканал 10 связи предназначены для передачи информации на расстояние имогут быть, например, телефоннымканало,Блок 7 промежуточной памятипредназначен для приема сигналов 45из канала связи б, для передачиэтих сигналов на вход канала 10, длядекодирования принятых сигналов иформирования на своих выходах кодаадреса и напряжения или кода отсчета. Блок 7 может быть построен наоснове логического устройства ицифроаналогового преобразователя.Блок 8 аппроксиматоров предназначен для восстановлеция аналоговыхсигналов по их дискретам и можетбыть построен на основе экстраполя"торов с аналоговой или цифроаналоговой памятью в один иэ которых всоответствии с принятым кодом поступает отсчет. 60Блок 11 декодирования предназначен для формирования на первом выходе напряжения, соответствующегоотсчету, принятому на приемнойстороне блоком 7, и логического сигнала "1" на одном из вторых выходов в соответствии с кодом адреса, принятым блоком 7. Реализация блока 11 возможна на основе логического элемента 12, цифроаналогового преобразователя 13 и дешифратора адреса 14Предлагаемое устройство работает следующим образом.Блок 1 ортогонального преобразования Уолша непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля входных сигналов х 1(1) в ансамбль с."(й,). Преобразователи непрерывно вычисляют погрешность аппроксимации сигнала с(с) во всех каналах на интервале дискретизации.Коммутатор 3 выявляет канал с максимальной погрешностью аппроксимации и подключает соответствующий вход блока 1 ко входу АЦП 4. Код адреса и код отсчета с;( ) данного канала передаются по каналу б связи на приемную сторону телеизмерительной системы. После декодирования в блоке 7 отсчет поступает в соответствующий аппроксиматор блока 8, на выходе которого образуется модель сигнала по данному каналу с;(с). В блоке 9 происходит обратное ортогональное преобразование, в результате на выходе блока 9 образуется модель ансамбля входных сигналов х+. Для коррекции сбоев в канале б связи принятые на приемной стороне сигналы передаются по каналу 10 на передающую сторону через обратный канал 10 связи в блок 11 декодирования.На вход блока 11 поступает последовательный код адреса и отсчета (заметим, что если в качестве канала 10 обратной связи используется радиоканал, то на входе блока 1" необходим демодулятор), который в логическом элементе 12 преобразуется в параллельные коды адреса и отсчета, которые запоминаются на один такт дискретизации и вводятся соответственно на второй и первый выходы элемента 12 (логический элемент 12 состоит из распределителя импульсов и триггеров памяти) . Код отсчета с первого выхода элемента 12 поступает в ЦАП 13, где преобразуется в аналоговую величину, а параллельный код со второго выхода элемента 12 поступает на вход дешифратора адреса 14, где преобразуется в позиционный код, т.е. логический сигнал "1" на соответствующем выходе блока 14,После декодирования в блоке 11 сигналы записываются в соответствующий преобразователь 2, т.е. в качестве начальных условий используются значения с 1(с ), переданные по обратному каналу 10, Если припередаче данной кодовой посылки в канале б связи не произошло сбоя, то С;(+у)=С(+), Если же проиэоШел сбой, то с(с; ):отличается от текущего значения с И и на выходе данного преобразователя 2 установится большое выходное напряжение. На следующем такте адаптивной коммутации коммутатор 3 выбирает именно этот канал, т.е. происходит повторная передача сообщения по данному каналу. Таким образом, ошибка от сбоя исправляется через время, равное такту передачи сообщений То, а в Известном устройстве - только через время, равное интервалу адаптивной дискретизации Тл. Если учесть, что 15 )в среднем Т = йТО, то вьигрыш от сбоев в предлагаемом устройстве будет.й-кратным, Для того чтобы уменьШить величину погрешности от сбоя на интервале То в предлагаемом уст- Щ ройстве по каналу б связи передаются не сами телеметрируемые сигналы к с), а формируемых из них с помощью блока 1 сигналы с( ). Иэ принятых сигналов с , часть которых может содержать сбои, в блоке 9 формируются модели телеметрируемых сигналов% 1 -ф +Х(ц = -- Ес(ь)При этом уменьшаются максимальные погрешности от сбоев в )Я раз. Таким образом, в предлагаемом устрой- стве одиночные сбои уменьшаются по амплитуде в Я раз и по длительности действия в й раз. Последнее позволяет значительно эффективнее фильтровать сбои, если допустима задержка в выдаче информации, так как уменьшение длительности погрешности от сбоев расширяет их частотный спектр.40Формула изобретенияТелеиэмерительная система, содержащая на передающей стороне блок прямо-,5 го ортогонального преобразования Уолша, адаптивный коммутатор, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя второй выход - с первым входом блока считывания, выход аналогоцифрового преобразователя соединен совторым входом блока считывания, подключенного к прямому каналу связи,на приемной стороне - подключенныйк прямому каналу связи блок промежуточной памяти, первые выходы которогосоединены со входами блока аппроксиматоров, и блок обратного ортогонального преобразования Уолша, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения помехоустойчивостисистемы, в нее введены обратный каналсвязи и на передающей стороне преобразователи погрешности аппроксимации и блок декодирования, первый ивторые выходы которого соединенысоответственно с объединенными первыми входами и вторыми входами соот"ветствующих преобразователей погрешности аппроксимации, третьи входыкоторых объединены с соответствующимипервьщи входами адаптивного коммутатора и подключены к соответ"твующимвыходам блока прямого ортогональногопреобразования Уолша, выходы преобразователей погрешности соединены ссоответствующими вторыми входамиадаптивного коммутатора, третий входкоторого объединен со вторым входоманалого-цифрового преобразователя иподключен ко второму выходу блокасчитывания, на приемной стороне выходы блока аппроксиматоров соединенысо входами блока обратного ортогонального преобразования Уолша, второйвыход блока промежуточной памяти через обратный канал связи соединен совходом блока декодирования передающейстороны,Источники информации.принятые во внимание прн экспертизе1. Кловский Д,Д., Теория передачисигналов. М Связь", 1973, с. 35636 0,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2720399/18-24,кл. О 08 С 19/ОО, О О 8 С 15/ОО, 1979,834735Составитель,Н.Бочарова Редактор Н,Беэродная Техред А,Савка . Корректор С.Шекмар Закаэ 4105/77 Тираж б 91 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035 рМОсквауЖ 35 рРаушская наб уд 4/5Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4