Приемное устройство телеизмерительной системы

.числа сбоеканале. 4 ть АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМНТ СССР 4616387/24-24 07.12.88 23,11.90. Бюл. МПермский политехническ т4 .Л.Кон, Н.Н.Матушкин, ткин и А.А.Южаков ,621:398(088.8) вторское свидетельств 2 751, 18.08.87.РИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕ Н Й СИСТЕМЫзобретение относится к о ой информации и может 1608727 А 1 применено в системах связи, телемет -рии и др, Цель - повышение функциональной надежности и упрощение устройства, Устройство телеизмерительной системы содержит блок промежуточной памяти 1, блок 2 анализа. отсчета,дешифратор 3 адреса, измерительныеканалы 4 и 4, блок 5 коммутации иблок 6 запуска. Принцип работы устройства основан на формировании разрешенных уровней квантования с учетомпредшествующего принятого уровня и л данном измерительном 1 табл.Изобретение относится к информационно-измерительной технике и можетбыть применено в системах связи, телеметрии и др. 5Целью изобретения является повышение функциональной надежности и упрощение устройства.На фиг,1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - структурная схема измерительного канала;на фиг.3 - структурная схема переключающего блока; на фиг.4 - структурная схема блока управления.Устройство содержит блок 1 промежу 15точной памяти, блок 2 анализа отсчета, дешифратор 3 адреса, измерительные каналы 4- 4, переключающий блок5 коммутации и блок 6 запуска.Блок 1 промежуточной памяти предназначен для формирования кода адреса и кода отсчета.Дешифратор 3 формирует сигнал логической "1" на одном из своих выходовв соответствии с входным кодом. 25Блок 6 запуска предназначен дляпроведения схемы в исходное состояние при включении питания,Измерительный канал 4 (фиг,2) содержит элемент НЕ 7, первый 8 и. второй 309 элементы И, группу элементов И10-10, триггер 11, счетчик 12 игруппу 13-13,1 П-триггеров.Блок 5 содержит мультиплексор 14,первую и вторую группы мультиплексоров 15 и 16, элемент 17 задержки,первую и вторую группы элементов 18 ии 19 задержки,Триггер 11 предназначен для анализа того поступил ли в данный измерительный канал с начала работыустройства хотя бы один отсчет илинет, По сигналу от блока 6 триггер 11устанавливается в "0", когда в измерительный канал поступает первый отсчет, то триггер сбрасывается вц 1 цСчетчик 12 предназначен для суммирования (вычитания) импульсов, по,ступивших на первый (второй) управляю щий вход, т,е, для формирования числасбоев.Группа 13-13 и триггеров предназначена для хранения в двоичном безизбыточном коде кода отсчета измеря емого параметра,т.е. группа триггеров играет роль регистра.Блок 2 (фиг,4) предназначен дляанализа принятого отсчета, т,е. для рптеяия вопроса о том, верныйли принятый отсчет или нет. Блок 2 содержит сумматор 20, дешифратор 21, вычитатель 22, элемент 23 сравненияи элемент И 24,Сумматор 20 предназначен дляувеличения кода, содержащегося в счетчике 12 выбранного измерительногоканала, на единицу, т.е.20 = 12 + где 1 20 - код на выходе сумматора 20, 11121 - код на выходе счетчика 12,"1" - код единицы.Дешифратор 2 предназначен дляпреобразования кода отсчета, поступающего с второй группы выходов блока1, в двоичный безызбыточнмй код.Для кодирования отсчетов в устройстве используется код, учитывающийкорреляцию соседних отсчетов.Вычитатель 22 реализует следующуюфункцию.:122 1 = 1211 - 131,где ) 22- код на выходе вычитателя 22;121 - код на выходе дешифратора 21;113 - код на выходах триггеровгруппы 13,Элемент 23 сравнения предназначендля сравнения кодов, поступающих ссумматора 20 и вычитателя 22.Если 1 22.20, то 23="1", если.. 122 с (20, то 23="0", где 23 - сигнална выходе элемента 23,Устройство работает следующимобразом.При первоначальном включении устройства триггеры 11, триггеры группы13, счетчик 12 всех измерительных каналов 4, а также блок 1 устанавливаются в произвольное состояние. Послеэтого с блока 6 приходит импульс, обнуляющий триггеры 13,1-13 , счетчики12 всех измерительных кайалов и блок1, а также устанавливает в состояниелогического "0" триггеры 11 всех измерительных каналов 4,Входная информация, состоящаяиз двух частей на каждом такте (кодаадреса и кода отсчета), поступает вблок 1 и разделяется в нем на первуюи вторую группы выходов. Код отсчетас второй группы выходов блока 1 поступает на входы блока 2 (на входы дешифратора 21). Код адреса, поступающий на первую группу выходов блока 1,управляет состоянием дешифратора 3,который выбирает один из измеритель 1 о 08727ных кго качика выходйоговую 1плекс первтов з ки по дам с читан И 24 бор и что с ратор и пер 10 (фиг, Сигна дах эного к том блока тригг тельн Поногопоявлчисла нале, де вь щий м уровн торог и ном ряемопает читат дешиф рядно менто 1" соб обнаружения ошибок базируа проверке того, попадает илиинятый отсчет в зону допустисчетов, т,е. выполняется проусловия Спетсянет пмых оверка(д+1)д+ (д+1) (1) 50 номер уровня квантования предыдущего отсчета (код этого уровня квантования записан в группе триггеров 13 -13., число сбоев в данном измерительном канале (код этого числа хранится в счетчике 12); где 1 налов 4, Выбор измерительноала 4 означает, что выходы счет, выходы триггеров 13,-13 и . триггера 11 этого измерительанала соответственно через пер 5 и вторую 16 группы мультиров, мультиплексор 14, через18 и вторую 19 группы элемендержки, через элемент 17 задержО ключаются соответственно к вхоматора 20, входам блока 22 вьгя и к второму входу элемента лока 2 фиг.4). Кроме того, вы - мерительного канала означает, соответствующего выхода дешиф на входы элементов И 8 и 9 ые входы всех элементов И 10- бранного измерительного канала ) поступает логическая Ю логической 1" на первых вхоементов И группы 161-1 Оп выбранзмерительного канала приводит кчто выходы дешифратора 21 2 подключаются к 0-входам 25 ров 13-1 Зп выбранного измериго канала.окончании выбора измерительанала на выходе сумматора 20 ется двоичный безызбыточный код 30 сбоев в данном измерительном каувеличенный на единицу, на выхоитателя 22 - код, соответствую- дулю разности между номером квантования отсчета,. код кохранится в триггерах 13-13 ром уровня квантования провео отсчета, код которого посту- выхода дешифратора 21 на выль 22, Кроме того, код с выхода 4 О атора 21 поступает на поразобъединенные вторые входы элеИ 10,-10 я1 - номер уровня квантования проверяемого отсчета,Как видно, ширина зоны допустимыхотсчетов определяется числом сбоевв данном измерительном канале, ,слисбоев не было (Д=О), то в качесгверазрешенных отсчетов используютсяотсчеты с номерами (1-1), , (3+1).Если был один сбой (Д=1), то отсчеты(3-2)(5-1 .1 (3+1), (д+2) и т,д,Если отсчет попадаетв зону допустимых отсчетов (усл;вие (1) выполняется), то код отсчета записывается втриггерах 13-131 при этом содержимое счетчика 12 уменьшается на(т,е, уменьшается ширина зоны допустимых отсчетов); Если отсчет не попадает в зону допустимых отсчетов (условие (1) не выполняется), то отсчетсчитается неверным, при этом .содержимое счетчиков 12 всех измерительныхканалов 4 1-4 к увеличивается на единицу, так как сбей мог произойти вадресной части сообщения,Если в выбранный измерительныйканал поступает первый отсчет (т,е,до этого отсчета ни одного отсчетав выбранный измерительный канал непоступало), то он считается верньми его код записывается в триггерахВ дальнейшем удобны три случая:первый - в выбранный измерительныйканал поступает первый отсчет (т.е,до этого отсчета ни одного отсчетадля данного измерительного каналане поступало); второй - принятыйкод отсчета соответствует разрешенномууровню квантования (передача без искажений); третий - .принятый код отсчета не соответствует разрешенномууровню квантования ( передача с искажениями),В первом случае триггер 11 выбранного измерительного канала в состоянии логического 110", поэтому на втором входе; а значит, и на выходе элемента И 24 сигнал логического "0".Это означает, что сигнал логического"0" с выхода элемента И 24 непосредственно попадает на суммирующие входысчетчиков 12 и входы элементов НЕ 7всех измерительных каналов, Нри этомна первых входах элементов И 8 и 9будет сигнал логической "1", Однакосигнал логической "1" будетна выходеэлемента И 8 только выбранного измерительного канала. После прихода синх;1608727 Номеруровняквантования Кодированиекодом учитывающим корреляцию соседних отсчетов Кодированиедвоичным.безызбыточным кодом 00 2011 3 . 110 4 001 5 111 6 010 7 101 8 000 000 00 010 011 100 10 110 111 роимпульса на выходе элемента И 9 выбранного измеритЕльного канала появляется сигнал логической 11 по которому информация с выходов дешифра 5тора 21 через группу элементов ИООп запишется в Р-триггеры 13113 выбранного измерительного канала,Кроме того, по сигналу с выхода элемента И 9 триггер 11 установится в со-;0стояние логической "1", Синхроимпульс попадает и на синхровходы счетчиков 12 всех измерительных каналов4-4. На вычитающем входе счетчика12 сигнал "1", поэтому из этого счетчика производится попытка вычесть единицу, но так как этот счетчик обнулен,то его состояние не изменится, Навходах, счетчиков 12 остальных измерительных каналов сигналы логическихнулей, поэтому содержимое этих счетчиков не изменяется.За время действия синхроимпульсаинформация на входах блока 2 не изменяется. Это обеспечивается тем, что 25время задержки элемента 17 и элементов задержки групп 18 и 19 выбирается больше длительности синхроимпульа.Пусть принятый код отсчета соот1 етствует разрешенному уровню кванования (второй случай) . В этом слуае число соответствующее коду навыходе вычитателя 22 меньше числа,соответствующего коду на выходе сумматора 20. Следовательно, на выходеэлемента сравнения, а значит, и напервом входе (соответственно и навыходе элемента И 24) будет сигналлогического "0",40В дальнейшем работа аналогична первому случаю, за исключением того.что триггер 1.1 уже установлен в "1"(повторнаяустановка не изменит егосостояния), и если счетчик 12 выб-45раиного измерительного канала небыл обнулен, то его содержимое послевоздействия синхроимпульса уменьшитсяна единицу.Рассмотрим третий случай. Если,принятый код отсчета не соответствуетразрешенному уровню квантования, то кодкод на выходе вычитателя 22 больше кодкода на выходе сумматора 20, при этомна ыхд элемента 23 сравнения сигнал логической 111/Таким образом, на обоих входахэлемента И 24 сигнал логической "1",так как триггер 12 выбранного измери- о 8тельного канала в состоянии логической "1", значит на суммирующем входе счетчика 12 и входе элемента НЕ у всех измерительных каналов 4-4 к сигнал логической "1"; Это означает, что на выходе элемента НЕ 7 сигнал логического ."0", поэтому на выходах элементов И 8 и 9 обязательно будет сигнал логического "0", По приходу синх" роимпульса состояние счетчика 12 каждого измерительного канала увеличится на единицу. Это необходимо, так как сбой мог произойти и в адресной части сообщения, Информация с выходов дешифратора 21 в группу триггеров 13-Зп не запишется, так как на их синхровходы не поступит синхроимпульс (на первом входе элемента И 9 логический "0"),П р и м е р, Пусть используютсявосемь уровней квантования, которыекодируются в коде, учитывающем корре-ляцию соседних отсчетов (см. таблицу).Ф и устройство содержит два измерительных канала: первый 10, второй 01(К=2),Тогда при передаче в линии связисначала передается номер канала 1 азатем - код уровней квантования .в,коде, учитывающем корреляцию соседних отсчетов, например 010 10, шестойуровень квантования, первый измерительный канал).Пусть в группе триггеров 13,-13 эпервого измерительного канала записан двоичный безызбыточный код 001(т.е, второй уровень квантования),триггер 11 первого измерительного канала в .состоянии "1", триггер 116087 ого измерительного канала в сонии О (не приходило еще ни од отсчета), счетчики 12 обоих изтельных каналов обнулены (т,е,5ев еще не было),ассмОтрим случай, когда впервыеодит отсчет во второй измериный канал,вто сто ног мер сбо при тел пис ква ход рая тов 1 Оя пос ме мер тип етс вто эле ля) мер пле под сум вхо пер чер 19 3, пос 35 код щег 100 быт как000на22,втоР-в выч ным 000 код бол мен 0 код бол (на вет ва все 1 О усть из канала связи в блок 1 завается )00 01 (первый уровень тования,.второй канал). На выдешифратора 3 возбуждается втошина. При этом на входы элемен- И 8 и 9 и входы элементов И 10- второго измерительного канала 4 упает сигнал логической 1. Кроого, выход триггера 11 второго изтельного канала 4 через муль ексор 14 и элемент 17 подключак входу элемента И 24 (т,е, на ом входе, а значит, и на выходе ента И 24 сигнал логического нувыходы счетчика 12 второго из тельного канала 4 через мультисоры 15 и элементы 18 задержки лючаются к первой группе входов атора 20 (т.е, на первой группе ов сумматора 20 код нуля), на ЗО ую группу входов вычитателя 22 з мультиплексоры 16 и элементы адержки с выходов триггеров 13- второго измерительного канала 4 у упает код 000,а вход дешифратора 21 поступает отсчета в виде кода, учитываю- корреляцию соседних отсчетов он преобразуется в двоичный безызчный код 000 (т,е, код нуля, так 40 первый уровень квантования). Код с выхода дешифратора 21 поступает торую грууппу входов вычитателя а также через элементы И 101-10 ого измерительного канала 4 на 45 оды триггеров 13-13. На выходе тателя 22 в соответствии с входусловиями будет код нуля (т,е, .на выходе сумматора 20 будет единицы 001, Так как код единицы 50 ше кода нуля, то на выходе элеа 23 будет уровень логического Даже если бы оказалось, что на выходе. вычитателя 22 был бы ше кода на выходе сумматора 20 ример, первым пришел бы код, сооттвующий третьему уровню квантоя), .то на выходе элемента И 24авно был бы уровень О", так как 271 Она втором его входе сигнал О, который поступает на суммирующий входсчетчика 12 и вход элемента НЕ 7.обоих измерительных каналов. Отсюда, напервых входах элементов И 8 и 9 обоих измерительных каналов сигнал1,На выходе элемента И 8 канала 4 (и нана вычитающем входе счетчика 12, и наЯ-входе триггера 11) будет сигнал "1,После прихода синхроимпульса он непосредственно поступает на синхровходысчетчиков 12, а через элемент И 9 на синхровходы триггеров 131-13 исинхровход триггера 11 только канала4, При этом содержимое счетчика 2канала 4 пытается уменьшиться (таккак он был обнулен, то его содержимое не изменится), триггер 1 канала4 - установится в единицу, в триггеры 13-13 з канала 4 заносится код000.Рассмотрим случай правильной передачи информации, Пусть из канала связи в блок 1 зписывается код 110 10(третий уровень квантования, первый изизмерительный канал). Далее все происходит аналогично первому случаю. Отделение состоит в том, что выбираетсяпервый измерительный канал, на второй вход элемента И 24 поступает сигнал 1", на первую группу входов вычитателя 22 поступает код 001, на вторую группу входов - код 010 (он получается после преобразования в дешифраторе 21 из кода 110), на выход вычитателя 22 - код 001, на выход элемента 23 в . О, По синхроимпульсупроизводится запись кода 010 в триггеры 13-13 канала 41, делается попытка уменьшить содержимое счетчика 12 на единицу, но так как он обнулен, то его содержимое не изменяет-ся,Рассмотрим следующий случай при,передаче сообщения произошла ошибка. Пусть на следующем такте в блоке 1 записано 101 10 (седьмой уровень квантования, первый канал). На выходе сумматора 20 будет код единицы на первой группе входов вычитателя 22 - код 010, на второй группе входов - код 110, на выходе вычитателя 22 - код четверки (100=110-010). В этом случае на выходе элемента 23 1", следовательно, на выходе элемента И 24 сигнал 1", При этом на суммирующем входе счетчика 12 и входеэлемента НЕ 7 обоих измерительных каналов сигнал "1"; на первых входахэлементов И 8 и 9 измерительного канлла - сигнал логического "О". По при 5ходу синхроимпульса. состояние обоихсчетчиков увеличится на единицу,но информация в триггерах 13-13 неизменится, так как синхроимпульс не.пройден на синхровходы триггеров через 10элемент И 9,Таким образом, в устройстве обработка и хранение информации ведетсяне в единичном позиционном коде, ав двоичном безызбыточном что позволяет использовать устройство с меньшей разрядностью, кроме того, в устройстве не используется постоянныйзапоминающий блок большой емкости,что приводит к уменьшению затрат на 20изготовление и эксплуа.тацию устройства и к повышению надежности функционирования устройства.Формула изобретенияПриемное устройство телеизмерительной системы, содержащее блок промежуточной памяти, выходы первой группы которого соединены с соответствую шими входами дешифратора адреса, информационный вход блока промежуточной памяти является входом устройства, измерительные каналы, каждый из которых выполнен на счетчике, группе триггеров, первом и втором элемен- тах И и группе элементов И, блок запуска, выход которого подключен к установочному входу блока промежуточной памяти, и в каждом измеритель ном канале - к установочным входам счетчика и триггеров группы, блок коммутации, выполненный на группах мультиплексоров и элементов задержки, выходы счетчика и триггеров груп пы каждого измерительного канала подключены к одноименным информационным входам мультиплексоров соответственно первой и второй групп блока коммутации, выходы триггеров груп пы всех измерительных каналов явля-ются выходами устройства, объединенные первый вход первого элемента И и синхронизирующий вход счетчика всех измерительных каналов являются синх ронизирующим входом устройства, выход второго элемента И каждого измеритель 1 ого канала соединен с вычитавщим входом счетчика, выход первого элемента И подключен к синкронизирующим входам триггеров группы, выходы элементов И группы подключены кинформационным входам одноименныхтриггеров групп, выходы мультиплексоров второй группы блока коммутациисоединены с входами одноименных элементов задержки второй группы, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надеж.ности и упрощения устройства, в неговведены блок анализа отсчета, выполненный на сумматоре, элементе сравнения, вычитателе, дешифраторе, элементе И, в каждом измерительном каналеэлемент НЕ и триггер, в блоке коммутации - мультиплексор и элемент задержки, выходы сумматора и вычитателяблока анализа отсчета соединены соответственно с одноименными входами соответственно первой и второй группэлемента сравнения, выход которогоподключен к первому входу элемента И,выходы дешифратора соединены с одноименными входами первой группы вычитателя и первыми входами соответствующих элементов И группы каждого измерительного канала, выходы дешифратора адреса соединены с вторым входом первого элемента И, первый входом второго элемента И и вторыми вхо- .дами элементов И группы в каждомизмерительном канале и соответствую-,щим управляющим входом мультиплексоров первой и второй групп блока .коммутации, выход элемента И блокаанализа отсчета подключен к суммирующему входу счетчика и через элемент НЕ к второму входу второго элемента И и третьему входу первогоэлемента И в каждом измерительном .канале, выход второго элемента И в каждом измерительном канале соединен свходом триггера, выход которого подключен к соответствующему информационному Входу мультиплексора блокакоммутации, выход которого через элемент задержки соединен с вторым входом элемента И блока анализа отсчета,выходы мультиплексоров первой группы блока коммутации подключены к входам соответствующих элементов задержки первой группы, выходы которых соединены с соответствующими входамигруппы сумматора блока анализа отсчета, входы второй группы вычитателяподключены к выходам соответствующихэлементов задержки второй группы13 1 б 08727 14блок коммутации, выходы второй груп- чены к входам дешифратора блока пы блока промежуточной памяти подклю- анализа отсчета. 5,г.г Составитель 3 Техред Л.Олий ек одписное ГКНТ СССР зобретениям и открытиям пр Раушская наб., д. 4/5 оиводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 3621 Тираж 44 Государственного комитета п113035, Москва, Жф с 4 ЮЮ4 д, И амутдинова Корректор М.Шароши