Устройство для передачи информации с адаптивной дискретизацией

Союз СоветскнхСоцналнстнческнхРесвубннн ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/08 оедииеиием заявкииоритет судерстеенный комнтетавета Мнннстрое СССРоо делам нзобретеннйн открытей 5.783 вллетеиь19 ия описания 15. Ю,М 3 публикован) Автор изобре А, Скрипк Научив-нссле довательский институт автоматизированныхсистем планирования и управления в строительстве,Днел олет овский отдел итель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНфОРИАЦИИ С АДАПТИВНОЙ ПИСКРЕТИЗАЦИЕЙ чи и адап И нийИзобретение относится к системамнформации и может быть ислольз тивных телеметрических системах.эвестно устройство для передачи сообщес адаптивной дискретизацией, содержащее коммутатор, лреобраэователь аиалог-код, запоминающий блок контрольных величин, логический узел, схему формирования оценочных значений, выполненную на сумматоре, и схему выдачи сообщений 11.Однако иэ-за наличия в нем арифметичес. кого устройства и запоминающего блока контрольных величин большой емкости это устройство характеризуется сложной конструкцией, невысоким быстродействием и высокой стоимостью. Кроме того, такое решение приводит к повышению объема, веса и потребления энергии бортовых источников питания.Известны также устройства передачи телеметрической информации, в которых реализуется логический принцип анализа информа-. ции, позволяющий принимать решения о признании выборки существенной или избыточной по непосредственному контролю состояния определенных разрядов числа, соответствующего текущей выборке.Эти устройства солержат аналого-цифровой нреобразователь, управляемый коммутатор, буферный запоминающий блок, блок формирования управляющей команды, блок определння ириэнака уровня и ячейки памяти 21.Однако ввиду того, что это устройство не имеет элементов контроля и управления, необходимых для перекоммутации контролируемых разрядов программа измерений каждого параметра, определяемая контролируемыми разря- дами, не изменяется,Наиболее близким по технической суннгости к изобретению является устройство лля передачи информации с адаптивной лискретизаци. ей информации, содержащее коммутатор каналов, выход которого через преобразователь ана лог-код подключен к первым входам буферного регистра и управляемого коммутатора, первая и вторая группа выходов которого соеди-. нены соответственно с входами ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего пре. дела; выходы формирователя сигнала сброса и формирователя управляющей команды соеди. иены соответственно с вторым и третьим входами буферного регистра, выход регистра памяти подключен к первому входу формирователя управляющей команды 3).Это устройство имеет только лве нрогрзм. мы: выборки, нахоляшиеся в пределах между верхней и нижней заданными границами,45 50 55 60 признаются несущественными; выборки, выходящие за допущенные ограничителями пределы, Все признаются существенными.Целью изобретения является повышение точности и информативности устройства.Достигается это тем, что в устройство для передачи информации с адаптивной дискрети.заций введены формирователь программ измерения, блок определения признака уровня и блок управления частотой опроса, выходы которого подключены к входам коммутатора каналов, формирователя сигнала сброса к вторым входам управляемого коммутатора, к считывающим входам регистра памяти, к первым входам формирователя программ измерения, ,выходы ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя программ измерения, первая группа выходов которого подключена к третьим входам управляемого коммутатора, вторая группа выходов соединена с вторым входом формирователя управляющей команды, третья группа вы.ходов подключена к ыоду блока управления частотой опроса, третья группа выходов управляемого коммутатора через блок определения признака уровня подключена к соответствующим входам регистра памяти и формирователя управляющей команды, .Формирователь программ измерения содержит формирователь сигнала на изменение частоты опроса, блок аварийной программы и канальные формирователи программ, первые выходы которых подключены к входам формирователя сигнала на изменение частоты, вторые выходы соединены с входами блока аварийной программы, третьи выходы - с первой группой выходов формирователя программ измерения, выход блока аварийной программы подключен к второй группе выходов формирователя программ измерения, выход формирователя сигнала на изменение частоты опроса соединен с третьей группой выходов формирователя программ измерения, первые входы канальных формирователей программ соединены с первыми входами формирователя программ измерения, вторые и третьи входы канальных формирователей программ подключены соответственно к вторым и третьим входам формирователя программ измерения.Каждый канальный формирователь программ содержит элемент Запрет, регистры программы, блок управления программами и элемент Задержки, выход которого через элемент Запрет подключен к первОму входу первого регистра программы, вход элемента задержки, второй вход первого и первые входы второго и третьего регистров программы и блока управления программами подключены к первому входу канального .формирователя программ, второй и третий входы блока управления программами подключены соответственно к вторым н третьим входам канального формирователя программ, выход блока управления программами соединен с управляющим вхо. дом элемента Запрет, со вторыми входами второго и третьего регистров программы и с первымвыходом канального формирователя 5 10 15 20 25 30 М 40 программ, выходы регистров программы под ключены соответственно к третьему и второму выходам канального формирователя программ.Ограничитель верхнего предела содержит элементы ИЛИ и И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, входы первого элемента ИЛИ, второй, третий и четвертый входы элемента И подключены к соответствующим входам ограничителя верхнего предела, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом ограничителя верхнего предела.Это позволяет по результатам анализатекущего значения контролируемого процесса изменять номера контролируемых разрядов на входе блока определения признака уровня, т,е. изменять программу измерений с тем, чтобы существенными признавались наиболее важные и ценные для данного участка характеристики параметра выборки,На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - функциональные связи ограничителя верхнего предела; на фиг. 3 - схема, отражающая принцип смены программ измерения и отбраковки избыточных выборок; на фиг. 4 - схема, отражающая работу регистра памяти; на фиг. 5 - схема, отражающая работу блока управления частотой опроса.Предлагаемое устройство содержит коммутатор каналов 1, преобразователь аналог-код 2, буферный регистр 3, формирователь сигнала сброса 4, формирователь управляющей команды 5, управляемый коммутатор 6, блок 7 определения признака уровня, регистр памяти 8, ограничитель 9 верхнего, предела, ограничитель 10 нижнего предела, формирователь 11 программ измерения, канальные формирова-. тели программ 12, 13, блок 14 управления программами, элементы И 15, элемент задержки 1 б, элемент Запрет 17, регистры программы 18, - 18 д, блок 19 аварийной программы, формирователь 20 сигнала на изменение частоты опроса, блок 21 управления частотой оп. роса, выходы 22 - 31 блоков устройства, вентили 32 и ЗЗ, элементы ИЛИ 34 и элемент И 35, шины опроса 36 и 37.Для измерительного канала, соответствующего шине опроса Зб, верхнее ограничение равно 50%, т.е, весу девятого разряда в процентах, а для канала, соответствующего шине опроса 37, верхнее ограничение возросло до 90,б.%, т,е. оно равно и девятому (50%), и восьмому (25%) и седьмому (12,5%) и - или пятому (3,1%) или шестому (6,3%) разрядам: 50 + 25 -+ 125 + 31 = 90 б%. На схеме (см. фиг 3), отражающей принцип смены программ измерения и отбраковки избыточных выборок, показаны преобразователь аналог-код 2, управляемый коммутатор 6, элементы ИЛИ 38 - 41, вентили 42 - 45, блок 7 определения признака уровня, элементы ИЛИ 46 - 48, элемент И 49, регистр памяти 8, формирователь управляющей команды 5, элементы И 50, ИЛИ 1, элемент Запрет 52, эле6081 мент ИЛИ 53, формирователь программ измерений 11,Если сигнал с выхода формирователя 1поступает на вход элемента ИЛИ 53, то на его выходе формируется управляющая команда ивыборка признается существенной.При поступлении с выхода формирователя 11 сигнала на входы элементов ИЛИ 38 -40 открываются вентили 42 - 44 и соответствующие выходы преобразователя 2 подключаютсячерез элементы ИЛИ 46 - 48 к входам элемента И 49, Если сигнал с выхода формирователя 11 подается. на входы элементов ИЛИ 38,39 и 41, то открываются. вентили 42, 43 и 45,при этом к входам элемента И 49 подключаются соответствующие выходы преобразователя 2. 15Таким образом изменяется программа измерений, так как на выходе элемента И 49 появляется сигнал (признак уровня) символа 1(потенциал), если. иа все его входы поступаютсимволы 1. Если же хотя бы иа один извходов приходит символ О, то и на его выходе также будет символ О (отсутствие потенциала). Признак уровня в виде символа Оили 1 с выхода регистра 8 поступает на первые входы элементов И 50 и ИЛИ 51, а с выхода элемента 49 на другие их входы и навход регистра 8, где хранится до следующеготакта измерение данного параметра,Если на входы элементов И 50 и ИЛИ 51поступают одинаковые символы О н 0 или1 и 1, то на выходе элемента Запрет 52сигнала не будет, а значит не будет и управ- юляющей команды на выходе элемента ИЛИ 53,т.е. такая выборка признается несущественнойи в канал связи не передается, Если на входыэлементов И 50 и ИЛИ 54 подаются разныесимволы О и 1, то сигнал с выхода элемента Запрет 52 поступает иа вход элемента ИЛИ 53, на выходе которого формируетсяуправляющая команда, т.е. такая выборка признается существенной.Регистр памяти 8, в состав которого входятвентили 54, 55, элементы памяти 56 и 57 и . 4 вэлемент ИЛИ 58, работает следующим образом.Сигнал с выхода блока 21 (см, фиг, 4) счи.тывает признак уровня из элемента памяти,например, 56 и открывает вентиль 54, черезкоторый в этот элемент записывается признакуровня О илн 1, после окончания анализатекущей выборки, Этот признак хранится вячейке памяти 56 до очередного такта измерения этого параметра.Работу блока 21 управления частотой опросапоясняет схема, показанная на фиг. 5, и содержащая ячейки формирования шин опроса 59, рабочий вентиль 60, триггер 61, транзитный вентиль 62, вентиль управления 63, элемент задержки 64, формирователь программизмерения 11, шину тактовых сигналов 65, ши- ыну опроса 66, 67, шину тактовых сигналов 68.Тактовый сигнал по шине 65 подается навину опроса, например, 66 и на вход первогоэлемента задержки 64, где задерживается навремя измерения данного параметра. При этомон поступает на вход триггера 61, которыйбО 87бзакрывает вентиль 60 и открывает вентиль 62, а также сигнал в шине 66 открывает вентиль 63 на время измерения параметра. Если с выхола блока 11 сигнал не поступает иа.другой входвентиля 63, то тактовый сигнал в шине 68 проходит данную ячейку 59 транзитом через вен тиль 62 на вход следующей ячейки 59. Если на выходе формирователя 11 формируется сигнал, то он через вентиль 63 подается на второй вход триггера 61, который при этом закрывает вентиль 62 и открывает вентиль 60, Поэтому такой сигнал в шине 68, поступающий на входы вентилей 60 и 62, проходит иа выход вентиля 60. При этом .он поступает в шину опроса и иа вход элемента задержки 64, где задерживается иа время измерения параметра, и с его выхода на вход следующей ячейки 59.В этом случае в шину опроса 66 подаются сигналы и из шины 65, и из шины 68; таким образом, частота опроса параметра, соответствующего шине опроса 66, увеличивается.Устройство работает следующим образом, Допустим, что опросный сигналпоступает в шину опроса 22 на выход блока 21 (см, фиг. 1). Этот сигнал подается на вход коммутатора 1, который к входу преобразователя 2 подключает соответствующий измерительный канал (параметр), через формирователь он подается на вход сброса регистра 3 и обнуляет его, проходит на считывающий вход регистра 8, при этом на один вход формирователя 5 поступает признак уровня данного параметра, полученный в предшествующем такте измерения его, а также на входы коммутатора 6, который подключает к входам ограничителей 9 и 10 соответствующие выходы преобразователя 2, определяющие верхние и нижние граничные условия (прелелы) для изменения программы измерения данного параметра. Кроме того, сигнал с выхода 22 блока 21 подается в канальный форми. рователь программ 12, при этом он поступает в блок 14 на входы элементов И 5, через элемент задержки 1 б на вход элемента За. прет 7, на входы регистров 18 и считывает признак программы, определяющей с какими интервалами по уровню сигнала следуют су. щественные выборки на данном участке харак. теристики параметра. Это достигается тем, что к входам блока 7 подключаются опрелеленные выходы преобразователя 2 управляемым комму. татором 6 (см, фиг. 3).Число с выхода преобразователя 2 занисы. вается в регистр 3 и подается на вхол комму. татора 6, при этом символы тех разрядов чис. ла (см. фиг. 3), выходы которых подключены к входам блока 7 и ограничителей 9 и О, по. ступают на соответствующие входы.Блок 7 определяет признак уровня выборки и он с его выхода в виде символа О илипоступает на вход регистра 8 в соответствую. щий элемент памяти 57 (см. фиг. 4), гле хра. ннтся до следующего такта измерения данно. го параметра, а также на второй вход форми. рователя 5 (см. фиг. 3, элементы 5052), который анализирует признаки, поступившие иа его входы с выходов регистра 8 н блока 7, и принимает решение: достигла выборка нюЖм608187 5 10 15 20 25 ЗО димой величины для признания ее существен. иой или нет. Если выборка признается существенной, то иа выходе формирователя 15 формируется управляющая команда, которая подается на вход регистра 3 и переписывает число в канал связи для регистрации и анализа. Если выборка признается избыточной, то управляющая команда не формируется и число остается в регистре 3 до поступления на его вход сброса сигнала с выхода формирователя 4,Ограничители 9 и 10 также по состоянию соответствующих разрядов определяют, на каком из участков характеристики параметра находится текущее значение выборки, с целью формирования необходимых сигналов для изменения программы измерения,Предположим, что число превысило верхний предел, тогда на выходе ограничителя 9 формируется сигналпосту=ающий на входы элементов И 15 блоков 14. Прн этом на выхо. де 24 элемента И 15 формирователя 12 появляется сигнал, который подается на вход одного из регистров 18, где запоминается до следующего такта измерения данного параметра. Кроме того, сигнал с выхода 24 через формирователь 20 подается на вход блока 21, кото, рый изменяет частоту опроса этого параметра (см, фнг. 5), а также этот сигнал поступает иа вход запрета элемента 17, запрещая прохождение сигнала с выхода элемента задержки 6 на вход первого регистра 18,. Поэтому очередной опросный сигнал с выхода 22 блока 21 считывает из регистра 18 сигнал, который с выхода. 27 этого регистра поступает иа вход коммутатора 6, осуществляющего соответствующую перекоммутацию выходов преобразователя 2 на входах блока 7 (см. фиг. 3)Допустим, что число, соответствующее текущей выборке, меньше верхнего предела, но больше нижнего, тогда иа выходах ограничителей 9 и 10 сигналов не будет, не будет нх и на выхоДах 24, 25 элементов И 15, а значит и на входах блоков 20 и 21 и на входе элемента 17. Поэтому сигнал с выхода элемента задержки 16 через элемент Запрет 17 поступает на вход первого регистра 18,.В этом случае контролируемый параметр опрашивается с частотой иной, чем в первом примере, а очередной опросный сигнал на выходе 22 блока 21 считает признак программы из первого регистра 18 который с выхода 26 поступает на другой вход коммутатора 6 и производит соответствующую перекоммутацию выходов преобразователя 2 на входах блока .Существенные выборки следуют с отличным от первого примера интервалом квантования, т.е.реализуется другая программа измерений, соответствующая данному участку характеристики параметра,Предположим, что число меньше нижнегопредела, тогда на выходе ограничителя 10 формируется сигнал, который поступает на входы элементов И 5. При этом в формирователе 2 иа выходе 25 элемента И 15 появляется сигнал.Этот сигнал через формирователь 20 подается иа вход блока 21, требуя изменения частоты опроса. Кроме того, этот сигнал поступает на 8вход третьего регистра 8, а также иа входэлемента Запрет 17, запрещая подачу снгна.ла с выхода элемента задержки 16 на вход первого регистра 18.В этом случае, при формировании очередного опросного сигнала на выходе 22 блока 21, признак программы измерения с выхода 28 регистра 18 з подается в блок 19 аварийной программы, При этом на его выходе формируется задержанный на время анализа выборки сигнал, поступающий на третий вход формирователя 5, который формирует управляющую команду для признания любой текущей выборки существенной. И так продолжается до тех пор, пока на выходе ограничителя 10 формируются сигналы, т.е, пока контролируемый параметр находится на участке ниже нижнего предела,Таким образом, для данного параметра обеспечивается трн различные программы измерений, в которых существенными выборки признаются через различные интервалы по уровню сигнала, соответствующие заданным участкам характеристики контролируемого процесса.Допустим другой вариант - опросный сигнал сформирован на выходе 23 блока 21. Он поступает в коммутатор 1, который к преобразователю 2 подключает другой измерительный канал, через формирователь 4 сбрасывает регистр 3, подается в коммутатор 6, который к входам ограничителей 9 и 1 О подключает какие-то иные выходы преобразователя 2 (см. фнг, 2); считывает из другого элемента памяти 56 .(см. фиг, 4) регистра 8 признак уровня, поступающий в формирователь 5, а также поступает в канальный формирователь 13, который аналогичен формирователю 12. Однако выходы 30 н 31 третьего и второго регистров 1818, соединены с блоком 19, что обеспечивает признание существенными всех выборок, выведших за пределы ограничения, а выход 29 первого регистра 18, не подключен ни к блоку 9, ни к коммутатору 6, Это позволяет все выборки, находящиеся в заданных пределах, признавать избыточными, так как в этом случае к входам блока 7 не подключается нн один из выходов преобразователя 2.Поэтому на выходе блока 7 все время формируется символ О, а значит и на входы формирователя 5 поступают одинаковые символы 0 н 0, что является достаточным условием для признания текущих выборок избыточными. Таким образом, предложенное устройствопозволяет в пределах области изменения контролируемого процесса иметь несколько участков с различными программами измерений на каждом из иих. Изменение программы сопровождается изменением частоты опроса данного 55 параметра, с целью получения необходимой детализации сообщений по каждому участку. При этом, решения иа изменение программы измерений принимаются по результатам анализа текущих значений выборок, что обеспечивает получение наиболее ценной и важной для ана лиза информации.формула изобретения 1. Устройство для передачи информации с адаптивной дискретизацией, содержащее коммутатор каналов, выход которого через преобразователь аналог-код подключен к первым входам буферйого регистра и управляемого коммутатора, первая и вторая группа выходов которого соединены соответственно с входами ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела, выходы формирователя сигнала сброса и формирователя управляющей команды соединены соответственно с вторым и третьим входами буферного регистра, выход регистра памяти подключен к первому входу формирователя управляющей команды, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и информативности устройства, в него введены формирователь программ измерения, блок определения признака уровня и блок управления частотой опроса, выходы которого подключены ко входам коммутатора каналов, формирователя сигнала сброса ковторым вхо. дам управляемого коммутатора, к считываю- щим входам регистра памяти, к первым входам формирователя программ измерения, выходы ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя программ измерения, первая группа выходов которого подключена к третьим входам управляемого коммутатора, вторая группа выходов соединена со вторым входом формирователя управляющей команды, третья группа выходов подключена к входу блока управления частотой опроса, третья группа выходов управляемого коммутатора через блок определения при.- знака уровня подключена к соответствующим. входам регистра памяти и формирователя управляющей команды,2, Устройство по п, 1, отличающееся тем, что формирователь программ измерения содержит формирователь сигнала на изменение частоты опроса, блок аварийной программы н канальные формирователи программ, первые выходы которых подключены к входам формирователя сигнала на изменение частоты опроса, вторые выходы соединены с входами блока аварийной программы, третьи выходы - с первой группой выходов формирователя программ измерения, выход блока аварийной программы подключен к второй группе выходов формирователя программ измерения, ццходформирователя сигнала на изменение частогыопроса соединен с третьей группой ныходовформирователя программ измерения, первыевходы канальных формирователей программсоединены с первыми входами формирователяпрограмм измерения, вторые и третьи входыканальных формирователеи программ подклю.чены соответственно к вторым и третьим вхо.дам формирователя программ измерения,1 о 3. Устройство по п п. 1 и 2, отличающеесятем, что каждый канальный форм и ровател ьпрограмм содержит элемент запрет, регистрыпрограммы, блок управления программами нэлемент задержки, выход которого через элемент запрет подключен к первому входу перво.го регистра программы, вход элемента задержки, второй вход первого и первые входы второ.го и третьего регистров программы н блокауправления программами подключены к первому входу канального формирователя программ,второй и третий входы блока управления программами подключены соответственно к вторыми третьим входам канального формирователяпрограмм, выход блока управления программами соединен с управляющим входом элементазапрет, с вторыми входами второго и третьегоЗ регистров программы и с первым выходом ка.нального формирователя программ, выходы регистров программы подключены соответственнок третьему и второму выходам канального формирователяя программ.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что ограничитель верхнего предела содержитэлементы ИЛИ и И, выход первого элементаИЛИ подключен к первому входу элемента И,выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, вхо 35 ды первого элемента ИЛИ, второй, третий ичетвертый входы элемента И подключены к соответствующим входам ограничителя верхнего предела, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом ограничителя верхнего предела,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:60818 4 Ьк 4 ИПИ Г ета Совет ий и отаугнская жгород. у 133 илиалСоставитель Н. Лехред О. Луговаякраж 763 сударственного комипо делам изобрете5, Москва, Ж.35,ППП Патент, г. У сенко Корректор Н. Тупиц Подписное а Министров С(.СРкрытийнаб д 4/5л. 13 роектная, 4