Устройство для передачи телеметрической информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИК зс 50 6 08 С 19 28 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ НОЛЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВ,8)е свидетельство СССР08 С 19/28, 1969свидетельство СССР08 С 15/00,77 (прототип). ьим входам блоков сжатия информа ии, вторые входы блока ключей по лючены к первым выходам соответствующих блоков сжатия и2. Устройство по п. 1 ч а ю щ е ес я тем, чт блок сжатия информации с мент сравнения, элементы гер, выход первого элеме единен с входом триггера торого соединен с первым элемента сравнения, перв вого элемента И, второй мента сравнения и первый рого элемента И являются нформаци о т л но каждыи одержит эле- И и тригнта И.совыход ковходом й вход первход элевход вто- соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжатия информации, выход второго элемента И соединен с вто, рым входом первого элемента И и является первым выходом блока сжатия информации, выход элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и является вторым выходом блока сжатия информации.3. Устройство поп. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора сое-. динен с первым входом первого вычита теля , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитателя и первым входом усилителя, второй вход усилителя подключен к выходу второго сумматора, первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитателя и являются первыми входами кодера, вторые ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее хронизатор, первый выход которогосоединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход - е входом генератора,третий выход - с первыми входамиблоков сжатия информации, четвертыйвыход - с первым входом коммутатора, вторые, входы коммутатора являются входами устройства, выходыкоммутатора соединены соответственно через аналого-цифровой преобразователь с вторыми входами блоковсжатия информации и первыми входамисумматоров, вторые входы сумматоровподключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоровсоединены с соответствующими первыми входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующимипервыми входами кодера, вторые входы кодера подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения помехоустойчивости передаваемой информации, в введен дешифратор, входьторого подключены соотк вторым выходам и тре,входы второго вычитателя объединены соответственно с входами второго сум матора и являются вторыми входами кодера, выход усилителя является вы.ходом кодера,4, Устрдйство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что дешифратор содержит сумматоры н пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым Изобретение относится к информационно-измерительной технике и можетбыть использовано в радиотелеметрических системах с разделением ка налов по форме сигнала. 5Известно устройство, содержащеехронизатор, блок сокращения избыточности, блок формирования кодовойгруппы, блок кодирования адреса,блок Формирования кода, блок кодирования интервалов времени, блокформирования кодового сигнала. Вэтом устройстве отсчеты, снимаемыес датчиков, сравниваются с хранящи-мися в памяти предыдущими существен" 15ными отсчетами этих же датчиков и,если разность между ними больше определенной величины, называемой апертурой, то отсчет считается существенным и передается в линии передачи 20а также записывается в,память вместопредыцущего, в противном случаеотсчет считается избыточным и нерчитывается 1 .25Недостаток этого устройства за- .ключается в том, что существенныеотсчеты в силу заиоженного принципаработы временного разделения каналов следуют неравномерно, а устройство требует наличия буферного запоминающего блока для выравниваниячастоты следования отсчетов. Крометого, существенным отсчетам необходимо присваивать адрес в виде дополнительных разрядов кода и код35временной привязки. Это вносит цополнительную избыточность из-за наличия служебной информации. При передаче существенных отсчетов в цифровойформе передаются все разряды кодововходом каждого предыдущего сумматора и с входом соответствующего порогового элемента, вход последнегопорогового элемента подключен кпервому входу последнего суьачатора,вторые входы сумматоров,и первыйвход последнего сумматора являютсясоответственно входами дешифратора,выходы пороговых элементов являютсявыходами дешифратора. го слова, в то время как меняютсвои значения только. некоторые. изних, поэтому остается избыточностьв самих информационных словах. Наизбыточные символы в передаваемыхсообщениях тратится часть энергии,которая могла бы быть использованадля передачи не избыточных символов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для передачи телеметрической информации, содержащее хронизатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход - с входом генератора, третий выход - с первыми входами блоков сжатия информации, четвертый выход - с первым входом коммутатора, вторые входы коммутатора являются входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого. цифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжатия информации и первыми. входами сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с соответствующими первыми входами блока.ключей, вторые входы которого подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации, выходы которого соединены с соответствующими первыми, входами кодера, вторые входы кодера подключены к вторым выходам соответствующих блоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства 2 .Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости передаваемой информации,25 Указанная цель достигается тем,что устройство для передачи телеметрической информации, содержащее хро-,низатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с:первым входом элемента ИЛИ, второйвыход - с входом генератора, третийвыход - с первыми входами блоковсжатия информации, четвертый выход - с первым входом коммутатора,вторые входы коммутатора являютсявходами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно черезаналого-цифровой преобразователь свторыми входами сумматоров, вторыевходы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с соответствующими первыми входами блокаключей, выходы которого соединеныс соответствующими первыми входамикодера, вторые входы кодера подключены к первым входам соответствующихблоков сжатия информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого являетсявыходом устройства, введен дешифратор, входы и выходы которого подключены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжатияинформации, вторые входы блока ключей подключены к первым выходамсоответствующих блоков сжатия информации,30 35 40 45 50 55 Недостатком такого устройства является то, что передача данных осуществляется без учета отношения сигнал - шум в канале передачи, Однако из-за случайного характера измеря емого процесса могут возникать моменты, когда одновременно передается число поднесущих. Поскольку энергия суммарного группового сигнала является ограниченной, это приводит к тому, что на каждую передаваемую поднесущую приходится относительно малая доля энергии передатчика. В результате возрастает ошибка приема двоичного символа и увеличивается погрешностьвосстановления отсчета на приемной стороне. При малой энергии поднесущих наибольшую погрешность привосстановлении отсчета вносят шумы канала передачи. 20 Каждый блок сжатия информации содержит элемент сравнения, элементы И и триггер, выход первого элемента И соединен с входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, первый вход первого элемента И, второй вход элемента сравнения и первый вход второго элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжатия информации, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и является первым выходом блока сжатия информации, выход элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и является вторым выходом блока сжатия информации.Кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора соединен с первым входом первого вычитателя, второй вход и вы. ход которого соединены соответственно с выходом второго вычитателя и первым входом усилителя, второй вход усилителя подключен к выходу второго сумматора, первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитателя и являются первыми входами кодера, вторые входы второго вычитателя объединены соответственно с входами второго сумматора и являются вторыми входами кодера, выход усилителя является выходом кодера.Дешифратор содержит сумматоры и пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым входом каждого предыдущего сумматора и с входом соответствующего порогового элемента, вход последнего порогового элемента подключен к первому входу последнего сумматора, вторые входы сумматоров и первый вход последнего сумматора являются соответственно входами дешифратора, выходы пороговых элементов являются выходами дешифратора.На чертеже представлена структурная схема устройства для передачи телеметрической информации.Устройство содержит хронизатор 1, коммутатор 2, генератор 3, формирователь 4 импульса, блоки 5 сжатия информации, аналого-цифровой преобразователь 6, дешифратор 7, сумматоры 8, блок 9 ключей, кодер 10 и элемент ИЛИ 11.Дешифратор 7 содержит сумматоры 12 и пороговые блоки 13,Блоки 5 сжатия информации содержит элемент 14 сравнения, элементы И 15 и 16 и триггер 17.5Кодер 10 содержит сумматор 18, вычитатели 19 и 20, регулируемый усилитель 21 и сумматор 22. О сжатия.Все остальные разряды считаются йзбыточными, в память не записываются и в канал не дередаются. Значе 55 ния разрядов вьдаются на сумматоры 8 где они модулируют кодовые слова, периодически поступающие с генерато-" Устройство работает следующимобразом.Хронизатор 1 выдает синхросигналы на коммутатор 2, генератор 3, Формирователь 4 импульса и блоки 5 сжатия информации. Аналоговые сигналыопрашиваются коммутатором 2 одновременно во всех каналах с периодом, равным периоду дискретизации, и преобразуются в аналого-цифровом преобразователе 6 в параллельный двоичный код, который хранится на выходе аналого-цифрового преобразователя 6 до следующего момента опроса, В блоке 5 сжатия отсчеты поразрядно сравниваются с запомненными предыдущими существенными отсчетами этих каналов.При несовпадении каких-либо разрядов цифрового кода существенных отсчетов служебные сигналы с управляющих выходов блоков 5 сжатия, соответствующих этим разрядам, подаются на дешифратор 7. В дешифраторе 7 определяется общее число поступивших служебных сигналов и сравнивается с порогом. Порог соответству 35 ет наибольшему числу одновременно передаваемых кодовых слов в системе и выбирается, исходя из условий обеспечения минимума ошибки восстанов 40 ления измеряемого параметра на приемной стороне.В дешифраторе 7 определяется общее число и номера младших разрядов, запрещенных для передачи, и подаются45 управляющие сигналы на блоки 5 сжатия. При выявлении несовпадающих разрядов в блоках 5 сжатия и разрешающем управляющем сигнале с дешифратора 7 эти разряды считаются существенными и подлежат передаче, а50 их значения запоминаются в блоках 5 ра 3. С управляющих выходов блоков 5 сжатия, в которых выявлены существенные разряды, подаются управляющие сигналы, которые в блоке 9 ключей открывают ключи, соответствующие су" щественным разрядам, и пропускают на информационные входы кодера 10 промодулированные кодовые слова или ,закрывают ключи, соответствующие избыточным разрядам, в этом случае на выходы этих ключей вьдаются "пус 1тые слова, состоящие из одних нулей. Одновременно управляющие сигналы с первых управляющих выходов блоков 5 сжатия подаются на управляющие входы кодера 10, причем на эти входы вьдается столько нулей, сколько пустых слов поступило на его информационные входы. В кодере 10 формируется групповой сигнал. В частности, групповой сигнал может быть сформирован следующим образом. Посимвольно анализируются значения всех кодовых слов и сравнивается количество единиц и количество нулей, при этом не учитываются нули пустых слов. Если число единиц больше числа. нулей,то на выходе кодера 10 вьдается символ "единица", в противном случае - символ "нуль". В случае равенства количества нулевых и единичных символов принимается решение о вьдаче нуля или единицы по правилу, применяемому в прототипе. В элементе ИЛИ 11 к сформированному кадру добавляется импульс синхронизации, получаемый с Формирователя 4. П р и м е р. Аналоговый сигнал опрашивается коммутатором 2, на вход аналого-цифрового преобразователя 6 подается отсчет, амплитуда которого равна параметру в момент опроса. В аналого-циФровом преобразователе 6 аналоговый отсчет преобразуется в цифровой и запоминается на время интервала опроса.Предположим, что значения младших разрядов с первого по третий измеренного отсчета не совпапают со значения одноименных разрядов предьдущего отсчета, а значения четвертых старших разрядов совпадают. В блоках 5- 5 сжатия производится сравнение значений одноименных разрядов измеренного и предшествующего отсчетов. На управляющем выходе четвертого блока 5 сжатия устанавпервого разряда измеряемого отсчета не совпадает со значением первого разряда предыдущего отсчета, однако на управляющий вход блока 51 сжатия с дешифратора 7 подается запрещающий нулевой потенциал, поэтому этот разряд считается избыточным, а на управляющем выходе блока 51 сжатия устанавливается запрещающий нулевой потенциал. Значение первого разряда в память блока 51 сжатия не записывается. Нулевые потенциалы с блоков 51 и 54 закрьвают ключи в блоке 9 ключей для первого и четвертого кодовых слов.В сумматорах 8 осуществляется мо;дуляция кодовых слов,при этом для 45 50 55 ливается нулевой потенциал, так как старшие разряды неизмеренного и предьдущего отсчетов совпадают, а на управляющих выходах остальных блоков 51 - 5 сжатия устанавливается 5 единичный потенциал, поскольку значения одноименных младших разрядов не совпадают. В дешифраторе 7 определяется общее число несовпадающих разрядов, например 3, и сравнивается О с пороговым, например 2. Поскольку 3-2=1, должен быть отброшен один младший,несовпадающий разряд, поэтому на первом выходе дешифратора 7 устанавливается запрещающий нулевой 15 потенциал, а на остальных выходах, - разрешающие единичные потенциалы, которые подаются на блоки 5 - 54 сжатия.20Таким образом, на управляющем входе четвертого блока 54 сжатия имеется разрешающий положительный потенциал, однако значение этого разряда измеряемого отсчета совпадает с его значением для предьдущего отсчета, поэтому этот разряд считается избыточным, а с управляющего выхода четвертого блока 54 сжатия вьдается нулевой потенциал. Значе 30 ния второго и третьего разрядов измеряемого отсчета не совпадают со значениями этих разрядов в предьдущем отсчете, а на управляющие входы блоков 52 и 5 сжатия с дешифратора 7 подается разрешающий положительный 35 потенциал, поэтому на управляющих выходах блоков 5и 53 сжатия устанавливаются разрешающие положительные потенциалы, а разряды считаются существенными и записываются 40 в память этих блоков сжатия. Значение данного примера кодовые слова, соответствующие второму и третьему разрядам, оказываются инвертированными, Блок 9 ключей пропускает только те кодовые слова, которыесоответствуют существенным второму и третьему разрядам и выдают "пустые" кодовые слова для избыточных первого и четвертого разрядов. Кодер 10 формирует групповой сигнал.Блок 5 сжатия для каждого разряда работает следующим образом.Значение разряда поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 и сравнивается в элементе 14 сравнения со значением разряда предыдущего отсчета, хранящимся в триггере 17. Если эти значения совпадают, то разряд считается избыточным и элемент 14 сравнения,не срабатывает, а триггер 17 остается в исходном состоянии, Если эти значения не совпадают, то на выходе элемента 14 сравнения устанавливается единичный потенциал, который подается на вход элемента И 15 и на управляющий выход блока 5 сжатия. Если анализируемый разряд является избыточным, то на вход элемента И 15 с дешифратора 7.поступает нулевой потенциал и схема не срабатывает. Если анализируемый разряд является существенным, то на вход элемента И 15 поступает единичный потенциал и на его выходе устанавливается единичный потенциал, который подается на управляющий выход блока 5 сжатия, а также открывает элемент И 16. В конце периода опроса перед следующим измерением очередного отсчета с хронизатора 1 через открытый элемент И 16 и проходит синхроимпульс, который перекидьвает триггер 17. Таким образом, в триггер 17 записывается новое значение существенного разряда, которое в следующем цикле сравнивается со значением этого разряда следующего отсчета.Дешифратор 7 работает следующимобразом,Каждый сумматор 12 вычисляет числовходов с положительными потенциаламидля всех разрядов, начиная от старшего. Чем меньше номер сумматора 12,тем больше число в нем записано. Так,для рассматриваемого примера в сумматоре 12 будет записано число 1,в сумматоре 12 в чис 3. Эти значе 1103275ния в пороговых элементах 13 сравниваются с порогом в = 2 и при превышении этого порога пороговые элементы 13 выдают запрещающие нулевыепотенциалы. На первом выходе дешифратора 7 устанавливается запрещающий нулевой потенциал, а на остальных выходах - разрешающий положительный потенциал. Кодер 10 работает следующим образом.На входы сумматоров 18 и вычитателя 20 одновременно поступают все, кодовые слова. Вычитатель 20 определяет количество нулевых символов неизбыточных слов. В вычитателе 19 определяется амплитуда группового сигнала как разность между числомединиц и числом нулей.В регулируемом усилителе 21 групповой сигнал усиливается с цельюнаиболее полного использования динамического диапазона по амплитуде,Коэффициент усиления рпределяетсясумматором 22, выходное напряжениекоторого зависит от того, на сколь ко входов подан положительный потенциал, т,е, от числа передаваемыхкодовых слов.Предлагаемое устройство позволяетснизить среднеквадратическую погреш ность при восстановлении сигналовв зависимости от значности кодовыхслов, используемых при представлении измерительных отсчетов.1103275 Составитель М, Никуленкктор Л. Алексеенко Техред А,Ач Корректор Л.Пилипен Заказ 5033 одписное ВНИ ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Государстелам изобМосква,аж 569нного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д