Телеизмерительная система

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 031794 4 С 08 С 9/ ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБ фр. г.г 9 ЬСТ АВТОРСКОМ канал - элемент И, выходы аналогоо цифрового преобразователя соединень через кодер с вторыми входами перектовых ыход генера датчика, импульсо Рунина ода вторымиобразова соединенфрового ора кана аналого- и коммут ды котор в, вторые выхо и с первыми вх соедин их инотодами элементов И соответствуюформационных каналов, выходырых соединены через элемент Ис третьим входом передатчика,дом информационном канале выханализатора активности сигнал ССС1980ССР1979 в каж ое входом элемент динен с вторымна приемной с осста- кодер ведень игнало о новитель полусумм кодов, к формацио вый вход аналоговых элемент сравнения т й ин ммута ный к а игге ал пер- выхосоединен котор нта И вых первь ходы дом элеме ника и вт ния и син равл ые етственно с первыми .и вторыми вхами элементов И информационныханалов, выходы которых соединеныпервыми входами восстановителя аналоговых сигналов, пер которого являются выхода вторые выходы приемника с первыми входами первог ра и первого и второго и ров, выходы первого и вт сумматоров соединены соо с первыми и вторыми вход та сравнения кодов, перв выходы которого соединен входами соответственно и мутатора и триггеров инф ые выходыми системы,единен о к а лусумм рого и етственно ами элем ый и второы с вторыми ого ком мацион(71) Ленинградский ордена Лэлектротехнический институтим. В.И.Ульянова (Ленина)(56) Ав:орское свидетельствВ 732965, кл. С 08 С 19/28,Авторское свидетельствоФ 669376, кл. С 08 С 19/28,(54)(57) ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА,содержащая на передающей сторонекоммутатор каналов, первый выходкоторого соединен с первым входоманалого-цифрового преобразователя,генератор тактовых импульсов, выходкоторого соединен с первым входомпередатчика, и в каждом информационном канале - соединенные последовательно датчик и анализатор активности сигнала, выходы датчиков информационных каналов соединены с соответствующими первыми входами коммутатора каналов, выход передатчикаподключен к линии связи, на приемнойстороне - приемник, первый вход которого соединен с выходом линии свя"зи, блок управления и синхронизации,первые выходы которого соединеныс вторыми входами приемника, и в каждом информационном канале - элемент И, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы, в нее на передающей стороне введены кодер, элемент ИЛИ и в каждый информационный хронизации соединены соот1179411 каналов, выходы которых соединеныс соответствующими первыми входамикоммутатора, вторые выходы блокауправления и синхронизации соединены с соотв".тствующими вторыми входами второго коммутагора, выход которого соединен с третьим входом первого коммутатора, выходы первогокоммутатора соединены с соответствукщими вторыми входами восстановителяаналоговых сигналов, вторые выходы Изобретение относится к информационно-измерительной технике и можетприменяться в телеметрии, а такжев телеуправлении и дальней связи.Целью изобретения является повьнпе 5цце помехоустойчивости.На фиг, 1 представлена структурная схс.а предлагаемой телеизмерительной системы; на фиг. 2 и 3 - тоже, приемника и многоканального восстановителя аналоговых сигналов,Телеизмерительная система содержит на передающей тороне генератор 1 тактовых импу ьсов, коммутатор 2 каналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, кодер 4, передатчик 5 и элемент ИЛИ 6 и в каждомиз И информационных каналов датчик 7,анализатор 8 активности сигналови элемент И 9, а также линию 10 связи.На приемной стороне телеизмерительная система содержит приемник 11,первый коммутатор 12, многоканальныйвосстановитель 13 аналоговых сигналов, второй коммутатор 14, кодер 15, первый полусумматор 16,второй полусумматор 17, элемент 18сравнения кодов, блок 19 управленияи синхронизации и в каждом из И ин- ЗОформационных каналов элемент И 20и триггер 21. Коммутатор 2 предназначен для поочередного подключения входных сигналов от датчиков 7 к выходу, Кроме 35 того, на вторые выходы коммутатора 2 выводятся импульсы управления выходы имеющегося в коммутаторе 2 распределителя импульсов, Коммутакоторого соединены с входами кодера,первые выходы кодера соединены с вторыми входами первого полусумматораи с четвертыми входами первого коммутатора, вторые выходы кодера соединены с вторыми входами второгополусумматора и с пятыми входами первого коммутатора , вход блокауправления и синхронизации соединен с выходом линии свя -зи. тор 2 состоит из аналоговых ключейс объединенными выходами и распределителя импульсов с тактовым входом и выходами, подключенными к управляющим входам ключей и вторым выходам коммутатора.АЦП 3 преобразует по мере поступления тактовых импульсов генератора 1 входной аналоговый сигнал в двоичный безызбыточный и-разрядный код.Кодер 4 предназначен для перекодирования входного двоичного безызбыточного и-разрядного кода в специальный двоичцый код, обладающий следующими свойствами: кодовое расстояние между 1-й и (1+2)-й кодовыми комбинациями равно (п) . Указанный код строится следующимобразом. Сначала в и-разрядном кодеГрея при четном п инвертируетсякаждая вторая комбинация, при нечетном п - комбинации, соответствующиенечетным десятичным числам в первойИ половине диапазона 1= 0 - (2 -1),и кобминации, соответствующие четнымдесятичным числам во второй половиИ.1 ине диапазона =2 - (2 -1)1, илинаоборот. Это дает код с кодовымрасстоянием с 1=пдля соседних кодовых комбинаций, Затем представляютсякомбинации: весь массив разбиваетсяч пополам и каждая (2 +.)-я комбинация ставится между 1-й и (+1)-й(1=1,22 - 1),Пример требуемого кода для п=4:1) 0000 9) 01102) 1100 10) 10103) 11 10 11) 10001179411 5 1 О 15 20 4) 0010 12) 01005) 0011 13) 01016) 1111 14) 10017) 1101 15) 10118) 0001 1 6) 0111Кодер 4 реализуется в виде большой интегральной схемы памяти, 2 , ячеек которой заполняются при изготовлении схемы или программно,Передатчик 5 при единичном управляющем сигнале на третьем входе формирует выходной сигнал, непосредственно поступающий в линию 10 связи и несущий двоичную информациюс помощью любого вида модуляции с активным нулем (ЧМ, ФМ, ВИМ, ШИМ и др.).. Анализаторы 8 активности сигналов представляют собой адаптивные временные дискретизаторы и служат для непрерывного вычисления погрешности дискретизации входного сигнала при адаптивной нулевой экспраполяцис и формирования логического сигнала"1" на выходе при достижении погрешностью заранее установленной апертурыу, равной ширине кванта АЦП 3,Приемник 11 осуществляет выдачукодовой комбинации на вторые выходы и сигнала логической единицы на первый выход в случае передачи сообщения. Приемник 11 (Фиг. 2) содержит детектор 22 передачи сообщений, элемент И 23, демодулятор 24 и преобразователь 25 последовательного кода в параллельный. Блоки 22 и 23 синхронизируются импульсами с часЬтотой передачи кодовых комбинаций, а блоки 24 с 25 - с частотой двоичных символов.Первый коммутатор 12 предназначен для подключения на выходы сигналов с одной иэ трех групп входов 1,4 и 5 в соответствии с двумя управляющими сигналами на втором Х и третьем Х входах. Выходной сигнал коммутатора определяется выражением.ю + фрР Х Х 3+Х Х Хз+Х Х Хч - Фгде Х 1, Х и Х - информационные сигналы соответственно на первых, четвертых и пятых вхо" дах.Восстановитель 13 предназначен .для формирования аналоговых сигналов на первых выходах в соответствии с нулевой экстраполяцией отсчетов,фпринимаемых в виде кодовых комбинаций с вторых входов (от коммутатора 12) в тот или иной канал в зависимости от наличия логического сигнала "1" на одном из первых входов (от элементов И 20), и для формирования на вторых выходах (к кодеру 15) кода предыдущего отсчета соответствующего канала, Восстановитель 13 содержит декодер 26 (для перехода от используемого кода к обычному двоичному коду), регистры 27 памяти и цифроаналоговые преобразователи 28 по числу информационных каналов, а также логический коммутатор 29.Второй коммутатор 14 предназначен для подачи на свой выход того логического сигнала со своих первых входов (от триггера 21), который соответствует тому иэ вторых входов 1(от блока 19), на котором имеется логическая единица.Кодер 15 аналогичен кодеру 4,отличие состоит в том, что в соот ветствии с входным двоичным кодомчислана двух группах выходов кодера 15 формируются коды, соответствующие числам (ь) и (д+1). Ко"дер 15 выполнен в виде двух блоков ЗО типа кодера 4.Полусумматоры 16 и 17 выполняютпоразрядное суммирование по модулю два кодов на первых и вторых входах и выдают результат на выходыв виде единичного кода. Таким образом определяется кодовое расстояниемежду входными кодовыми комбинациями, т.е. число несовпадающих разрядов.40 Элемент 18 сравнения кодов осуществляет сравнение числа единиц напервых и вторых входах, причем еслиединиц меньше на первых входах,то на первый выход, выдается сигнал 45 "1", в противном случае - сигнал "0".На второй выход выдается сигнал "1",если минимальное число единиц в двухгруппах входов элемента 18 превышает величину 1 СгС(п/2 -1), Величи 5 О на г определяется допустимой вероятностью увеличения погрешностииз-за сбоев до 4.Блок 19 управления и синхронизации (БУС) предназначен для выдачи 55 синхроимпульсов, символов и отсчетов,на первых выходах (к приемнику 11),а также для поочередной выдачи импульсов отсчетов на свои вторые выхо 11 гог 11ы, 3 т р ц ч е м;3 т и ип 1 у 1 ь( ы си н х 1) О цг 3 и - вдеть Гоотв(зтс.тВУОТЦцм ОбРдзм ( тсзк - т 1 ыми цмггулвсдмц передд 0:7 и подсцсте)711, Бцок 19 реализуется нд основе Дгяг 3.3(ГТОРД СЦГНД:1, (ТПЕКГОГУ.ТЯтРЯ), Сццхроптзируемого гецердторд и расгтг)слепите:тя импулт сов.етс тедгсгс ргтелхуцс 51 сиГ темя 1)сгс 07 д е т слегтуюгццге обрд з Ом.,Лндлизяторь 8 -Яг дктивцостц сиг - Цс)ЛОВ (с 1 ДДПТИВНЬЕ ВРЕМЕННЫЕ ДТГГЕсРЕТЦ 3(РЬТ) 113) РД С ЛЯ 10 Т Р К сдхсТОМ К са НсТТЕгог рентс)ств цулегой экстрдгто)яциксигнала От датчика 7 и (1 ориТруот( нь(11, 3 к 1 ;г г д 1 . НодГд;3 гяюе и : ( Ой Ц(Р(1 Г)Д 1,)3 3 1 Ц":0 1)МЙЦгс 1 П Ю С 131:Г,Т 3 с С)тцв:ОМ С;Ту Д( МО.НО(Г 1 11 1(Зр(;с(Т 113 К) 13;гцццО 1 О ( ся 31Н( ц 3 СГЧс 0" Г 3, 1(С К 1 Т 11 Ку Т с с, 1Р Д 1 3 .Я Т) (Ц ( . М3 .; О ;г( ;с", 3 Т 111 ; 3 .гб ; - 5 сг:ТОТггчсскцй г.: Нд.гт "О",Ц.с:С;3:" ГК;, ДЦ(115;В 11 1,11,;ГЮг(с)дссгЛ1 рс",СИР;ггхг С.:(;усгЦс.(:;Г" с г О ,) Т С.с Тг3, :;1 31.3 се Р Ц Т С 51 1,; М Т11,КГГ. ОТГ 111 я; 51;Т;. В(сИ Ц(ОГс 1 Т;)., 7 Т;тГД 0 Г 1( Я О;1 Ц ,р;с г г;)гст 1;е)113 Тцнсс - 2 Сс(т 1(т(тт-. Вук)т к(;,чс);,ысз к(бцц;гци 11, 1.1111 дющгее - гзя В (и 1 ) 1)сдзр 1 ах с ЭО ц(,1,)узусаС 51 Н Г;ОЦСТной Ггеггс 1 Г 7(.ТсС Г 151 сОР рс 1(тИе сбоев, рте.1:11 к1 у Гццхро - НТЗТ")ус 1111 бтс)1(окг(суг(с " 3;ттте11 тгсМ г" ИГЕТД 1 .1 З ц 3 11;1 Е 1111 "ГТ Гт,Г 9111, Г Л 31 Н ДсдГ Ц ( ГсЕ 7 с Ц( Т С. Р ДТ О 11,1С Р Е Гсд Т - чцк .:(с. Излучд: энергии, ТГ прцсмсИк 1Выдаст сигндц О 1(с;1(7 ргзом выхо;с, следс ватеи,цо, О будет цд вь хо;дх Всех элемс цт(;13 И 2 От - 2 От и ЦКДКОГО 1( 3 МЕЦГ И СО ГЯНИ)1;Т( С. - СтяцОВц ГЕНЯ 13 и трЕрс В 21 ГС ;роц:зойдет. Есзгтг:)гГр 35 1 ередд г икянд данном тдктсу излуттяласьуто цд перзом выходе приемника 11 появитс 1 сцгцяч логической "1", Это11 117вызовст пояц:гение 1 ца соответстВующем Гзтором Входе управления восС 7 дцотзггте)157 13 и нд синхровходе сооттзстстгзующсзго 1 - триггера 21 (выборз:(одд восстдцовцтеля 13 и сицхровхоО дд Р-триггера 21 осуществляетсяГ плмоквю блока 19 управления и синхроциддцгтгт 11 дземецтов И 20), 11 а выходе кдждого г-тртеггерд 21;тмеетсясгггцдггу здцисаццый в него при цредыдуцсм ггрце"ее Отсчета в соответсзтвуюцвй кдцд.т. Оцгцял с тзыхода соответст:уюцсго трцгт Грд 21 поступает(бгДго;дря Втгрму коммутатору 14)цд третий Вход первого коммутато 20 рс:. 12, ЕГлц это логическая 11111, тоТгс здзисимо от с стоя тия других вхо -дс)В коммутдт(рд 12 к его Выходуу;ут пскгиоче н,г его первые входы,т,с. код с )яхола цриемцика 11 без25 кррскции цО 1 е ( гд вход восстано -31 т51 13, будст;гскодирован и заП:ГДЦ З СОт 3(ТСТЗУ 01 ЦИЙ Ксгцсяп, ВОСс г(ТН 71)голу 13 выдает на вход коде;,д 1) кд чц(.лд, имеющегося в рас 30 (:мд григсекО."г цзмс)рцтелвном каналег,к( прельдупе о Отсчета), а цацс р 31 х ц Тторых выхс)лдх коцера 115135(5310 тс К 5 о 31 е комбинации, со -(г Тс.) (:тзу 0 цгс цос:едцему отсчету,у. Нпеццому и увеличенному ца вели 1 с; (. С. Г.РОТВГТСТСТЕ.ННО,:;Т.гту;Тдтры ) и 11 вычисляютВос р;гсстяцие этих комбинацийгЩ1;ДОО Г КМбЦНДПИЦ Ца ВЫХоДС Прим цКс(1 и (1(", ягруют соответсту:(цс рогу. ь гд 7 ы в единичном кодеГ)1 и:( Вьх;тдх. Элемент 18 сравне;и:я к;(В Осуос ствляет сравнение31: ВелитИц и в 1 дает коммутатору 12тдкой с 11 цд: ( О илц 1 ), прик:;ром цд Вьгход коммутатора 12 проХс 117 Тд Ид К; дОВЫХ КОМбИНацнй КОдсрд 1, которая блцке к комбица(гт)1 (грц 3 ят(,3 и 3 3 иции 1 О сВязи9цо ко;Оному рдссгоянию, т.е, отлиЧД(.ГСЯ ОТ ЦЕ( В МСЦЬЩЕМ ЧИСЛЕ РДЗрядов .,ыбрд ц Дя комбццдция посту 3 дпт:д;3 Х(;( В ТСС тацОВИтЕЛя 13, дЕкодцруст я 1 здгцсьцздется в соот 5.1ВГТ С Т 3 УУКЦ 111 Ц 3 (СР 11 ТЕ 139 ЦЫЙ КДНаЛ,1 ги этом, ссИц одно из двух Кодовых1 11(:(51 ЦТ ГЦ МС 3 Т Р ВЕ 1 ИГИЕЫ Г ТО9цд Ором НТх(,1 с.гегецт 18 появит:ся сигнал "О", который по заднему Фронту синхроимпульса запишется в соответствующий Э-триггер 21, при следующем опросе данного измерительного канала опять произойдет выбор комбинации по минимуму кодового расстояния, Если оба кодовых расстояния превышают величину г, то в соответствующий Р-триггер 21 запишется "1", и при следующем опросе данного измерительного канала .коррекции не произойдет - запишется комбинация непосредственно с выхода приемника 11,Рассмотрим возможные случаи кор,рекции сбоев кодовых посылок в каком- либо измерительном канале. После принятия любой х-й кодовой комбинации следующей может прийти либо (х+1)-я, либо (-1)-я, кодовое расстояние между которыми Ып. Обозначим эти комбинации соответственно С и Е, они и появляются на выходах блока 15. Если в принятой из линии 10 связи кодовой комбинации имеются сбои не более, чем в Е=п/2-1 разрядах, то в результате коррекции по минимуму кодового расстояния будет сделан правильный выбор междукомбинациями С и Ь,Если в 1-й посыпке сбито больше,чем 1 с, символов, а в (1+1)-й нетсбоев, выбор между С и Е будет сделан неправильно, но (1+2)-я посылкабудет принята без коррекции, (так10 как кодовые расстояния превышаливеличину Е), и если в ней нет сбоев,то правильный прием будет восстановлен (случай 2),Если же имеют место две или более15 последовательные комбинации со сбоями (случай 3), то правильный приембудет восстановлен, как толькопридут две последовательные комбинации без сбоев.20Таким образом, предлагаемаятелеизмерительная система позволяеткорректировать сбои и обеспечиваетвысокую помехоустойчивость, при 25 этом код остается безызбыточным,т,е. не происходит расширения необходимой полосы частот линии связиили увеличения расхода энергии.