Телеметрическое устройство

Союз Советскнк Соцналнстнческнк Реслублнк(51)М, Кл,Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(4) ткледичок МоойетВ 0 Изобретение относится к телеметрии и может бить использовано в информациоцных измерительных системахИзвестны телеметрические устройства с кодовым (адресным) разделением каналов, содержание последовательно соединенные блок памяти адресов, коммутатор, аналого-циФровой преобразователь и формирователь кадра, к другому входу которого через кодер синхросигналов подключен выход хронизатора, соединенного с тактовым входом блока памяти адресов 1.Недостатком известных телеметрических устройств( является отсутствие гибкости в распределении информативности устройства между телеметрическими датчиками, При этом под гибкостью распределения информативности понимается возможность назначения произвольных частот опроса датчиков в широком диапазоне частот. Это свойство необходимо как для оптимизации программы измерений на отдельном объекте контроля, так и для пе" ренастройки телеметрического устройства при использовании его на различных объектах. Отсутствие гибкости приводит к назначению избыточных час тот опроса, уменьшению общего количества обслуживаемых датчиков и вконечном итоге к ухудшению качествателеконтроля объекта.Известно телеметрическое устройство, содержацее синхронизатор (приемник команд), выходы которого подключены к входам блока управления опросом (декодер команд) и последовательно соединенные блок храненияпрограмм опроса (программный блок),блок сбора информации (коммутатор), запоминаюций блок, формирователь группового сигнала (блок управления) ипередатчик, к другим входам которых15 подключены выходы блока храненияпрограмм опроса,Данное устройство позволяет реализовать несколько программ опросаинформационных каналов (датчиков) 2.20 Однако устройство имеет значительные потери информативности радиолинии и запоминающих устройств за счетзатрат информативности на передачуадресов опрашиваемых информационных25 каналов (датчиков). В таких системахна передачу адресной информации затрачивается более 50 информативности систеьаю, что в конечном итоге ограничивает допустимое число программ, аЗО следовательно, и информационную гиб 858061вход которого соединен со вторым выходом синхронизатора, третий выход блока управления опросом соединен со нторым выходом синхронизатора, третий выход блока управления опросом соединен со вторым входом первого счетчика, первый выход которого соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые выходы через элемент Н - со вторым входом второго ключевого элемента, выходы второго счетчика и второго ключевого элемента, соединены со входом блока хранения программ опроса.Кроме того, формирователь группового сигнала содержит информационный регистр, управляющий регистр, переключатель блока оперативной па 50 кость. Кроме того, н устройстве практически невозможно реализовать три ступени коммутации для передачи информации высокоскоростных, среднескоростных и медленно меняющихся параметров. Ограниченное число градаций скорости опроса также ведет к5 неэффектинному использованию имеюцейся пропускной способности и, как следствие, к ухудшению качества телеконтроля объекта.Цель изобретения - повышение информативности (пропускной способности) устройства.Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее синхронизатор, первые выходы которого соедине ны со входами блока управления опросом, блок хранения программ опроса, выход которого соединен с первым входом блока сбора инфермации, первый выход которого соединен с первым 20 входом блока памяти, выход блока памяти соединен с первым информационным входом формирователя группового сигнала, первый выход которого соединен со входом передатчика, введены блок регистров адресов, триггер, счетчики, ключевые элементы и элемент И,первый выход блока управления опросомсоединен с первым входом блОка регистров адресов, второй вход которого соединен с одним из первых выходов синхронизатора, выход - со вторым входом блока сбора информации, второй выход блока сбора информации соединен со вторым информационным входом Формирователя группового сигна-З 5 ла,. третий выход - со вторым входомблока памяти и первым входом первогоключевого элемента, выход которого соединен с третьим информационным нходом формирователя группового сигнала, второй выход которого соединен с первым входом первого счетчика,второй выход блока управления опрб- сом соединен через триггер со вторымвходом первого ключа и непосредственно с третьим входом блока памяти иуправляющим входом Формирователягруппового сигнала, синхронизируюций мяти, блока считывания, триггерЫ иключевые элементы, выход информационного регистра соединен со входомпереключателя, выходы которого соединены со входами блокон оперативнойпамяти, первые ныхбды блоков оперативной памяти соединены со входамипервого триггера, вторые выходы - синформационными входами блока считывания, первый выход первого триггера, соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с, управЛяюцим входом блока считынания, второй выход первоготриггера соединен с первым нходомвторого ключевого элемента, вторыевходы первого и второго ключевых элементов соединены соответственно спервым и вторым выходами управляюцего регистра, третий выход которогосоединен непосредственно с первым ичерез второй триггер со нторымвходами третьего ключевого элементавыход которого соединен с управляющим входом информационного регистраинформационные входы формирователясоединены с информационными входамиинформационного регистра, управляющий вход - со входом управляющегорегистра, синхронизируюций вход - ссинхронизируюцим входом второго триггера, выход блока считывания и выход второго ключевого элемента соединены соответственно с первым ивторым выходами Формирователя. На фиг.1 представлена блок-схема телеметрического устройства; на Фиг.2 - то же, Формирователя группового сигнала; на фиг,За-структура адреса ячейки блока хранения программ опроса, на фиг.Зб - то же,телеметрического кадра в режиме непосредственной передачи (НП); на фиг.З- то же, в режиме НП-ВбСПР (воспроизведение); на Фиг,Зг - типовая последовательность кадров.Телеметрическое устройство содержит (Фиг.1) синхронизатор 1, блок 2 управления спросов, блок 3 регистров, адресов, первый счетчик 4, второй ключевой элемент 5, блок 6 хранения программ опроса, второй счетчик 7, элемеит И 8, блок 9 сбора инФормации, блок 10 памяти, Формирователь 11 группового сигнала, передатчик 12, триггер 13, первый ключевой элемент 14.Формирователь 11 группового сигнала содержит (Фиг.2) информационный регистр 15, переключатель 16, блоки 17 н 18 оперативной памяти, блок 19 считывания, первый триггер 20, первый и второй ключевые элементы 21 и 22, второй триггер 23, третий ключевой элемент 24, управляющий регистр 25.Устройство работает следующим образом.20 Всего возможны четыре типа кадра, отслова (КС) служебной части кадра, кото эти разряды имеют нулевое значение и не влияют на работу системы. Возможны два режима управления де" Сбор информации от высокоскоростных цифровых источников осуществляется путем подачи импульсных последовательностей от синхронизатора 1непосредственно или через блок 2 управления опросом на блок 3 регистровадресов, Адреса, записанные в этирегистры, постоянно поступают в блок9 сбора информации.Запись информации в блок 10 памяти осуществляется путем подачи информационных сигналов с выхода блока 9сбора информации и регулярной последовательности управляющих импульсов 44 пословной синхронизации с.соответствующего выхода блока 2 управления опросом. Для установления требуемойскорости записи в блОке 2 управленияопросов используются соответствую щие выходы синхронизатора. При этом считывании направляются в блок 9 сбоот числа измерительных каналов в кадНа вход синхронизатора 1 подаются импульсы кадровой и словной (цикловой) синхронизации. Синхронизатор 1, имеющий шестнадцать выходов, вырабатывает для каждого из выхсдов регулярную импульсную последовательность, поступающую на соответствующий вход блока 2 управления опросом, который формирует импульсные последовательности для опроса измерительных каналов и высокоформативных цифровых каналов, осуществляемого в блоке 9 сбора информацииСбор телеметрической информации от измерительных каналов осуществляется с использованием блока б хранения программы опроса выполненного в виде постоянного запоминающего уст. ройства (ПЗУ) и первого счетчика 4.Счетчик 4 имеет тринадцать разрядов(фиг.3 а), образующих полный адресячейки ПЗУ. Два старших разряда, являющихся номером программы опроса,могут обозначать номер ПЗУ, если использовать несколько ПЗУ - по одному на каждую программу опроса. Десятый и одиннадцатый разряды обозначают номер эоны ПЗУ и одновременнрномер типа телеметрического кадра. личающихся составом каналов. Разряды с десятого по тринадцатый используются при формировании командного торое управляет сменой программы выбора и адресации в приемной телеметрической станции. Разряды с первогопо девятый обозначают номер ячейкиПЗУ в пределах зоны. Управление двенадцатым и тринадцатым разрядамиосуществляется с помощью командныхсигналов. Если на объекте используется тол-ко одна программа опроса,сятым и одиннадцатым разрядами. Впервом из них эти два разряда явля-.ются старшими разрядами счетчика 4,при этом четыре эоны ПЗУ считываются поочередно по мере поступленияуправляющих импульсов, причем каждаяиз зон образует кадр. В каждой зонезаписаны адреса каналов, которые при ра информации через блок 3 регистров адресов.Для каждого отдельного телеметрируемого объекта размер зоны зависит ре, Так, если все выходы синхронизатора 1 подключены к измерительньбчканалам, то число их в кадре, а следовательно и размер зоны, равен 512.Отключение каждого выходного канала,синхронизатора 1 на передачу высокоформативных цифровых сигналов уменьшает размер зоны на 32 ячейки, таккак в кадре размещены 32 цикла оин- . хронизатора 1, Минимальная частота опроса канала равна 1/4 кадровой частоты, т.е. раЬна 25 Гц.Другим режимом управления десятым и одиннадцатым разрядами счетчика 4 является Формирование их по внешним командным сигналам, Фиксация одиннадцатогл разряда в определенном состоянии приводит к тому, что формируются только два типа кадра, но с удвоенной частотой повторения. Записью и удержанием в постоянном состоянии этих разрядов выбирается и постоянно формируется один из четырех возможных типов кадров. При этом частота повторения кадра увеличивается до 100 Гц. Для передачи медленно меняющихся параметров (ММП) предусмотрена вторая ступень коммутации. В ее формировании участвуют второй счетчик 7 и одна зона блока 6 хранения программ опроса (ПЗУ), в которой записаны адреса ММП. Для передачи этих параметров в одном из кадров программы опроса первой ступени отводится определенная позиция(например, первая позиция в первомкадре). На адрес ПЗУ, соответствующий этой позиции кадра, настраивается элемент И 8, который подключен кпоразрядным выходам первого счетчика 4. Импульс совпадения с выхода элемента И. 8 поступает на второй счет-чик 7, а содержимое этого счетчика(структура его разрядов такая же, каки у счетчика 4) вводится в ПЗУ вмес-то содержимого счетчика 4, При этом 35 выход счетчика 4 блокируется с помощью ключевого элемента 5, Физически ячейка ПЗУ с адресом счетчика 4, на который настраивается элемент И 8, отсутствует. Размер эоны 40 адресов каналов второй ступени можетбыть произвольным. Если размер зоныравен 512 .адресам, то минимальнаячастота опроса каналов во второй ступени коммутации равна 0,05 Гц, еслиразмер зоны 25 б адресов, то минималь-/ная частота равна 0,1 Гц.реализуется режим ЭАП (запись) и НП+ ЗАП (непосредственная передача + запись), при котором информация, записываемая в блок 10 памяти, одновременно передается в,канал связи. Для записи телеметрической информации, не вводимой в канал связи, используются временные позиции кадра, отводи. мые для передачи сигналов высокоскоростных циФровых каналов, При этом управляющие импульсы поступают одновременно на перный счетчик 4 и в блок 9 сбора информации (на высокоскоростной источник), но н ходные сигналы первой и второй ступени ком- мутации блока 9 подаются только на вход блока 10 памяти, доступ их в Формирователь Ф 1 группового сигналазакрывается, все четыре слова в кадреотведены для передачи телеметрической информации первой и второй ступени коммутации в режиме НП, а нечет- ;Яные - для передачи информации высокоскоростных датчиков.Необходимо также обеспечить дополнительно запись в блок 10 памяти потока телеизмерений интенсивностью256 кбит/с с датчиков, не включенных в состав кадра. Для реализации этого режима к элементу ИЛИ (не показан), формирующему управляющие импульсы для счетчика 4 в блоке 2 управления опросом, подключаются все 16 выходных каналов синхронизатора 1. Размерзон при этом равен 512 слов, причем нечетные адреса собирают информацию для режима НП, а четные - для записиКлючевой элемент 14 и триггер 13 не пропускают четные измерения на вход формирователя 11 группового сигнала, разделяя таким образом два одновременно собираемых потока информации. Дайный пример показывает, что суммарная информативность, телеметрического устройстна может быть доведена до 768 кбит/с.Режим НП образуется путем формирования группового сигнала, являющегося суммой телеизмерений первой и второй ступеней коммутации и инфор - мации высокоскоростных цифровых каналов. Информационная часть кадра при этом состоит из 512 слов по 10 разрядов каждое.Режим ВОСПР (воспроизведение) реализуется путем формирования сигнала иэ информации, воспроизводимой с блока 10 памяти. При этом режиме (фиг.2) информация поступает через регистр 15 и переключатель 16 в один из блоков 17 и 18 оперативной памяти. Импульсы словной частоты устанавливают триггер 23 в положение, при котором ключевой элемент 24 открыт, что означает возможность доступа к регистру 15, в котором записано очередное слово иэ блока 10 памяти, Импульсы считывания переносят это слово в один из блоков 17 и 18 301050ЬО оперативной памяти и с помощью триггера 23 закрывают ключевой элемент 24. Если к очередному моменту считы. вания новое слово в регистр 15 не введено, то ключевой элемент 24 закрывается и считывание не происходит.Блоки 17 и 18 олеративноЯ памяти заполняются поочередно. После заполнения одного иэ них триггер 20 устанавливается н положение, укаэынающее на готовность блока оперативной памяти к считыванию, при этом ключевой элемент 21 открыт, а ключевой эле. мент 22 закрыт, При открытом ключевом элементе 21 ведется считывание информации из блока оперативной памяти через блок 19 считывания. Частота считывания может быть равна 51200, 25600, 12800 слов/с, При этом кадр блока оперативной памяти может быть передан за 1,2 или 4 кадра пере дачи.При скорости воспроизведения 512000 бит/с кадр в режиме ВОСПР идентичен кадру НП, Для компенсации медленных изменениЯ скорости воспроиэнедения (детонации) реальная скорость воспроизведения делается несколько меньше скорости передачи инфор мации по радиолинии, В результате этого к моменту начала среднего очередного кадра блок оперативной памяти не готов к считыванию и ключевой элемент 21 закрыт, а ключевой элемент 22 открыт (управление ключами осуществляется управляющими регистром 25, и возможно только в промежутках между кадрами). При этом положении ключевых элементов 21 и 22 передается кадр НП, что отражается в командном слове (типовая последова тельность кадров имеет вид, представ ленный на фиг.3 г), Доля кадров зависит от соотношения скоростей передачи и воспроизведения.Таким образом, изобретение обеспечивает повышение информативности телеметрического устройства между датчиками за счет отсутствия в передаваемой информации адресов опрашива емых каналов и холостых слов, а также путем гибкого сочетания режимов непосредственной передачи и воспроизведения, наличие сменных програмф опроса и широких пределов изменения частоты опроса каналов и воспроизведения кадров, различающихся по составу каналон. формула иэобретенияТелеметрическое устройство, содержащее синхронизатор, выходы которого соединены со входами блока управления опросом, блок хранения программ опроса, выход которого соединен с первым нходом блока сбора информации, первый выход которого соединен с первым входом блока памяти, выход блока памяти соединен спервым информационным входом формирователя группового сигнала, первый выход которого соединен со входом передатчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааения информативности устройства, в него введены блок регистров адресов, триггер, счетчики, ключевые элемент и элемент И, первый выход блока управления опросом соединен с первым входом бло ка регистров адресов, второй вход- которого соединен с одним из выходов синхронизатора, выход - со вторым входом блока сбора информации, второй выход блока сбора информации соединен со вторым информационным входом формирователя группового сигнала, третий выход - со вторым входом бло" ка памяти и первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с третьим информационным входом формирователя групповогО сигнала, второй выход которого соединен с первым входом. первого счетчика, второй выход блока управления опросом соединен через триггер со вторым входом первого ключа и непосредственно с третьим входом блока памяти и управляющим входом формирователя группового сигнала, сннхрониэирующий вход кбторого соединен со вторым выходом синхронизатора, третий выход блока управления опросом соединен со вторым выходом синхГ эннзатора, тре" тий выход блока управления опросом соединен ео вторым входом первого счетчика, первый выход которого соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые выходы через элемент И - со вторым входом второго ключевого элемента, выходы второго счетчика и второго ключевого элемента соединены со входом блока хранения программ опроса.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь группового сигнала содержит информационный регистр, управляющийрегистр, переключатель блока оперативной памяти, блок считывания, триггеры и ключевые элементы, выходинформационного регистра соединен совходом переключателя, выходы которого соединены со входами блоков опера- тивной памяти, первые выходы блоковоперат явной памяти соединены со входами первого триггера, вторые выхо 0 ды - с информационными входами блокасчитывания, первый выход первоготриггера соединен с первым входомпервого ключевого элемента, выходкоторого соединен с управляющим входом блока считывания, второй выход15 первого триггера соединен с первымвходом второго ключевого элемента,вторые входы первого и второго ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым выходамищ управляющего регистра, третий выход которого соединен непосредственно с первым и через второй триггерсо вторым входами третьего ключевогоэлемента, выход которого соединен суправляющим входом информационногорегистра, информационные входы формирователя соединены с информационными входами информационного регистра, управляющий вход - со входомуправляющего регистра, синхронизирующий вход - с синхронизирующим входом второго триггера, выход блокасчитывания и выход второго ключевогоэлемента соединены соответственнос первым н вторым выходами формироЗЗ вателя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Барсуков Ф,И. и Русанов Ю.Б,Элементы и устройства радиотелемет 40 рических систем. М., ффЭнергчяф,1973, с.25.2. Справочник по телеметрии. Подред. Грюнберга,Э.Л. М., Машиностро.ение, 1971, с. 541 (прототип).858061 фиг.У Ремимнп слр СвересюЙсюр, 8 О 6 ею/снпСеересеэФеслр И М дфщ/с ееслр пбеслр. нпь 5 еслр. ееслр,а в 7252/83 Тирам б 91ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская нао одписнСР ал ППП 1 Патент, г. Уагород, ул. Проектна Составитель Н.Боч ро аедактор А.Шишкина Техред А. Ач Корректор