SU1103275A1 - Устройство дл передачи телеметрической информации - Google Patents

Abstract

1. 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 сжати  информации, четвертый выход - с первым входом коммутатора , вторые, входы коммутатора  вл ютс  входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого-цифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжати  информации и первыми входамисумматоров , вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с. соответствующими первыми входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами кодера,вторые входы кодера подключены к первым выходам соответствующих блоков сжати  информации , выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повьплени  помехоустойчивости передаваемой информации, в устройство введен дешифратор, входы и выходы которого подключены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжати  информации , вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжати  информации. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что каждьм блок сжати  информации содержит элемент сравнени , элементы И и триггер , выход первого элемента И.соединен с входом триггера, выход которого соединен с первьм входом элемента сравнени , первый вход первого элемента И, второй вход элемента сравнени  и первый вход втоО ) С рого элемента И  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжати  информации, вькод второго элемента И соединен с вто . рым входом первого элемента И и  вл етс  первым выходом блока сжати  информации, выход элемента сравнени  соединен с вторым входом второго элемента И и  вл етс  вторым выходом блока сжати  информации. 3.Устройство поп. 1, отличающеес  тем, что кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель , выход первого сумматора сое-, динен с первым входом первого вычитател  , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитател  и первым входом усилител , второй вход усилител  подключен к выходу второго сумматора , -первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитател  и  цл ютс  первыми входами кодера, вторые

Description

.входы второго вычитател  объединены соответственно с входами второго сум матора и  вл ютс  вторыми входами кодера, выход усилител   вл етс  выходом кодера.

4. Устрбйство по п. 1, отличающеес  тем, что дешифратор содержит сумматоры и пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым

03275

входом каждого предьщущего 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  вл ютс  соответственно входами дешифратора, выходы пороговьЕх элементов  вл ютс  выходами дешифратора.

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано в радиотелеметрических системах с разделением каналов по форме сигнала.

Известно устройство, содержащее хронизатор, блок сокращени  избыточности , блок формировани  кодовой группы, блок кодировани  адреса, блок формировани  кода, блок кодировани  интервалов времени, блок формировани  кодового сигнала. В этом устройстве отсчеты, снимаемые с датчиков, сравниваютс  с хран щимис  в пам ти предьщущими существенными обсчетами этих же датчиков и, если разность между ними больще определенной величины, назьшаемой апертурой , то отсчет считаетс  существенным и передаетс  в линии передачи а также записываетс  в. пам ть вместо предьщущего, в противном случае отсчет счита етс  избыточным и не учитываетс  ij .

Недостаток этого устройства за- . ключаетс  в том, что существенные отсчеты в силу заложенного принципа работы временного разделени  каналов следуют неравномерно, а устройство требует наличи  буферного запоминающего блока дл  выравнивани  частоты следовани  отсчетов. Кроме того, существенным отсчетам необходимо присваивать адрес в виде дополнительных разр дов кода и код временной прив зки. Это вносит дополнительную избыточность из-за наличи  служебной информации. При переда .че существенных отсчетов в цифровой форме передаютс  все разр ды кодового слова, в то врем  как мен ют свои -значени  только, некоторые, из них, поэтому остаетс  избыточность в самих информационных словах. На избыточные символы в передаваемых сообщени х тратитс  часть энергии, котора  могла бы быть использована дл  передачи не избыточных символов

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  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 сжати  информации, четвертый выход с первым входом коммутатора, вторые входы коммутатора  вл ютс  входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналогоцифровой преобразователь с вторыми входами блоков сжати  информации и первьми входами сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам-генератора, выходы сумматоров соединены с соответствующими первыми входами блокаключей , вторые входы которого подключены к первым выходам соответст .вующих блоков сжати  информации, выходы которого соединены с соответствующими первыми, входами кодера,вторы входы кодера подключены к вторым выходам соответствующих блоков сжати , информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом уст ройства 2j . Недостатком такого устройства  вл етс  то, что передача данных осу ществл етс  без учета отношени  сигнал - шум в канале передачи. Однако из-за случайного характера измер емого процесса могут возникать моменты , когда одновременно передаетс  число поднесущих. Поскольку энерги  суммарного группового сигнала  вл етс  ограниченной, это приводит к тому, что на каждую передаваемую под несущую приходитс  относительно мала дол  энергии передатчика. В результа те возрастает ошибка приема двоичног символа и увеличиваетс  погрешность восстановлени  отсчета на приемной стороне. При малой энергии поднесущи наибольшую погрешность при восстанов лении отсчета внос т шумы канала передачи . Цель изобретени  - повьш1ение помехоустойчивости-передаваемой информации . Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  передачи телеметрической информации, содержащее хронизатор , первый выход которого соед нен через формирователь импульса с ; первым входом элемента ИЛИ, второй выход - с входом генератора, третий выход - с первыми входами блоков сжати  информации, четвертый выход - с первым входом коммутатора, вторые входы коммутатора  вл ютс  входами устройства, выходы коммутатора соединены соответственно через аналого-цифровой преобразователь с вторыми входами сумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с соответ ствующими первыми входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами кодера, вторые входы кодера подклочены к первым входам соответствующи блоков сжати  информации, выход кодера соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом устройства, введен дешифратор , входы и выходы которого подклю чены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжати  информации, вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжати  информации . Каждый блок сжати  информации содержит элемент сравнени , элементы И и триггер, выход первого элемента И соединен с входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента сравнени , первый вход первого элемента И, второй вход элемента, сравнени  и первый вход второго элемента И  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим входами блоков сжати  информации, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и  вл етс  первым выходом блока сжати  информации , выход элемента сравнени  соединен с вторым входом второго элемента И и  вл етс  вторым выходом блока сжати  информации. Кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора соединен с первым входом первого вычитател , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго вычитател  и первым входом усилител , второй вход усилител  подключен к выходу второго сзтматора, первые входы первого сумматора объединены соответственно с первыми входами второго вычитател  и  вл ютс  первыми входами кодера, вторые входы второго вычитател  объединены соответственно с входами второго сумматора и  вл ютс  вторыми входами кодера, выход усилител   вл етс  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  вл ютс  соответственно входами дешифратора, выходы пороговых элементов  вл ютс  выходами дешифратора. На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  передачи телеметрической информации. Устройство содержит хронизатор 1, коммутатор 2, генератор 3, формирователь А импульса, блоки 5 сжати  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 сжати  информации содержит элемент 14 сравнени , элементы И 15 и 16 и триггер 17. Кодер 10 содержит сумматор 18, в читатели 19 и 20, регулируемый усилитель 21 и сумматор 22. Устройство работает следующим образом. Хронизатор 1 вьщает синхросигналы на коммутатор 2, генератор 3, фо мирователь 4 импульса и блоки 5 сжа ти  информации. Аналоговые сигналы опрашиваютс  коммутатором 2 одновре менно во всех каналах с периодом, равным периоду дискретизации, и преобразуютс  в аналого-цифровом преобразователе 6 в параллельный двоичный код, который хранитс  на выходе аналого-цифрового преобразов тел  6 до следующего момента опроса В блоке 5 сжати  отсчеты поразр дно сравниваютс  с запомненными предьщу щими существенными отсчетами этих к налов . При несовпадении каких-либо разр дов цифрового кода существенных отсчетов служебные сигналы с управл ющих выходов блоков 5 сжати , соответствующих этим разр дам, подают с  на дешифратор 7. В дешифраторе 7 определ етс  общее число поступив ших служебных сигналов и сравниваетс  с порогом. Порог соответствует наибольшему числу одновременно передаваемых кодовых слов в системе и выбираетс Jисход  из условий обеспечени  минимума ошибки восстановлени  измер емого параметра на приемной стороне. В дешифраторе 7 определ етс  общее число и номера младщих разр дов запрещенных дл  передачи, и подаютс управл ющие сигналы на блоки 5 сжати  . При вы влении несовпадающих разр дов в блоках 5 сжати  и разрешающем управл ющем сигнале с дешифратора 7 эти разр ды считаютс  существенными и подлежат передаче, а их значени  запоминаютс  в блоках 5 сжати . Все остальные разр ды считаютс  избыточными, в пам ть не записываютс  и в канал не передаютс . Значе ни  разр дов выдаютс  на сумматоры где они модулируют кодовые слова, периодически поступающие с генерато ра 3. С управл ющих выходов блоков 5 сжати , в которых вы влены существенные разр ды, подаютс  управл ющие сигналы, которые в блоке 9 ключей открьшают ключи, соответствующие существенным разр дам, и пропускают на информационные входы кодера 10 промодулированные кодовые слова или .закрывают ключи, соответствующие из .быточным разр дам, в этом случае на выходы этих ключей вьщаютс  пустые слова, состо щие из одних нулей . Одновременно управл ющие сигналы с перв.ых управл ющих выходов блоков 5 сжати  подаютс  на управл ющие входы кодера 10, причем на эти входы вьщаетс  столько нулей, сколько пустых слов поступило на его информационные входы. В кодере 10 формируетс  групповой сигнал. В частности, групповой сигнал может быть сформирован следующим образом. Посимвольно анализируютс  значени  всех кодовых слов и сравниваетс  количество единиц и количество нулей , при этом не учитываютс  нули пустых слов. Если число единиц больше числа.нулей,то на выходе кодера 10 выдаетс  символ единица, в противном случае - символ нуль В случае равенства количества нулевых и единичных символов принимаетс  решение о выдаче нул  или единицы по правилу, примен емому в прототипе . В элементе ИЛИ 11 к сформированному кадру добавл етс  импульс синхронизации, получаемый с формировател  4. Пример. Аналоговый сигнал опрашиваетс  коммутатором 2, на вход аналого-цифрового преобразовател  6 подаетс  отсчет, амплитуда которого равна параметру в момент опроса. В аналого-цифровом преобразователе 6 аналоговый отсчет преобразуетс  в цифровой и запоминаетс  на врем  интервала опроса. Предположим, что значени -младших разр дов с первого по третий измеренного отсчета не coBna;jaK)T со значени  одноименных разр дов предыдущего отсчета, а значени  четвертых старших разр дов совпадают. В блоках 5(- 5 сжати  производитс  сравнение значений одноименных разр дов измеренного и предшествующего отсчетов. На управл ющем выходе етвертого блока 5 сжати  устанав7 ливаетс  нулевой потенциал, так как старшие разр ды неизмеренного и предьщущего отсчетов совпадают, а на управл ющих выходах остальных бл 5 сжати  устанавливаетс  единичный потенциал, поскольку значени  одноименных младших разр дов не совпадают. В дешифраторе 7 определ етс  общее число несовпадающих разр дов, например 3, и сравниваетс с пороговым, например 2. Поскольку , должен быть отброшен один младший,несовпадающий разр д, поэто на первом выходе дешифратора 7 устанавливаетс  запрещающий нулевой потенциал, а на остальных выходах,разрешающие единичные потенциалы, которые подаютс  на блоки Sg - 5 сжати . Таким образом, на управл ющем входе четвертого блока 5 сжати  имеетс  разрешающий положительный потенциал, однако значение этого разр да измер емого отсчета совпада . ет с его значением дл  предьщущего отсчета, поэтому этот разр д считаетс  избыточным, а с управл ющего выхода четвертого блока 5 сжати  вьодаетс  нулевой потенциал. Значени  второго и третьего разр дов измер емого отсчета не совпадают со значени ми этих разр дов в предыдущем отсчете, а на управл ющие входы блоков Зл и 5л сжати  с дешифратора 7 подаетс  разрешающий положительны потенциал, поэтому на управл ющих выходах блоков 5 5 а сжати  устанавливаютс  разрешающие положительные потенциалы, а разр ды считаютс  существенными и записьгоаютс  в пам ть этих блоков сжати . Значен первого разр да измер емого отсчета не совпадает со значением первого разр да предьщущего отсчета, однако на управл ющий вход блока 5 сжати  с дешифратора 7 подаетс  запрещающий нулевой потенциал, поэтому этот разр д считаетс  избыточным, а на управл ющем выходе блока 5f сжати  устанавливаетс  запрещающий нулевой потенциал. Значение первого разр д в пам ть блока 5j сжати  не записываетс . Нулевые потенциалы с блоков 5i и 5 закрьгоают ключи в блок 9 ключей дл  первого и четвертого кодовых слов. В сумматорах 8 осуществл етс  м дул ци  кодовых слов,при этом дл  5 данного примера кодовые слова, соответствующие второму и третьему разр дам, оказьюаютс  инвертирован-, ными. Блок 9 ключей пропускает только те кодовые слова, которые соответствуют существенным второму и третьему разр дам и выдают пустые кодовые слова дл  избыточных первого и четвертого разр дов. Кодер 10 формирует групповой сигнал. Блок 5 сжати  дл  каждого разр да работает следующим образом. Значение разр да поступает с выхода аналого-цифрового преобразовател  6 и сравниваетс  в элементе 14 сравнени  со значением разр да предьщущего отсчета, хран щимс  в триггере 17. Если эти значени  совпадают , то разр д считаетс  избыточным и элемент 14 сравнений ,не срабатывает , а триггер 17 остаетс  в исходном состо нии. Если эти значени  не совпадают, то на выходе элемента 14 сравнени  устанавливаетс  еданичный потенциал, которьй подаетс  на вход элемента И 15 и на управл ющий выход блока 5 сжати . ЕСЛИ анализируемый разр д  вл етс  избыточным, то на вход элемента И 15 с дешифратора 7-поступает нулевой потенциал и схема не срабатывает. Если анализируемый разр д  вл етс  существенным, то на вход элемента И 15 поступает единичный потенциал и на его выходе устанавливаетс  единичньй потенциал, который пода;етс  на управл ющий выход блока 5 сжати , а также открывает элемент И 16. В конце периода опроса перед . следующим измерением очередного отсчета с хронизатора 1 через открытьш элемент И 16 и проходит синхроимпульс , который перекидьшает триггер 17. Таким образом, в триггер 17 записываетс  новое значение существенного разр да, которое в следующем цикле сравниваетс  со значением этого разр да следующего отсчета. Дешифратор 7 работает следующим образом. Каждый сумматор 12 вычисл ет число входов с положительными потенциалами дл  всех разр дов, начина  от старшего . Чем меньше номер сумматора 12, тем больше число в нем записано. Так, дл  рассматриваемого примера в сумматоре 12j будет записано число 1, в сумматоре 12) -число 3. Эти значе9

ни  в пороговых элементах 13 сравниваютс  с порогом m 2 и при превьшении этого порога пороговые элементы 13 выдают запрещающие нулевые потенциалы. На первом выходе дешифратора 7 устанавливаетс  запрещающий нулевой потенциал, а на остальных выходах - разрешающий положительный потенциал.

Кодер 10 работает следующим образом .

На входы сумматоров 18 и вычитател  20 одновременно поступают все, кодовые слова. Вычитатель 20 определ ет количество нулевых символов неизбыточных слов. В вычитателе 19 определ етс  амплитуда группового

03275 -10

сигнала как разность между числом единиц и числом нулей.

В регулируемом усилителе 21 групповой сигнал усиливаетс  с целью

5 наиболее полного использовани  динамического диапазона по амплитуде. Коэффициент усилени  определ етс  сумматором 22, выходное напр жение которого зависит от того, на сколь10 ко входов подан положительный потенциал , т.е. от числа передаваемых кодовых слов.

Предлагаемое устройство позвол ет снизить среднеквадратическую погреш15 ность при восстановлении сигналов в зависимости от значнос ти кодовых слов, используемых при представлении измерительных отсчетов.

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее хронизатор, первый выход которого соединен через формирователь импульса с первым входом элемента ИЛИ, второй выход - е 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 входамисумматоров, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам генератора, выходы сумматоров соединены с. соответствующими первыми входами блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими первыми 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, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости передаваемой информации, в устройство введен дешифратор, входы и выходы которого подключены соответственно к вторым выходам и третьим входам блоков сжатия информации, вторые входы блока ключей подключены к первым выходам соответствующих блоков сжатия информации.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что 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.

3. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что кодер содержит сумматоры, вычитатели и усилитель, выход первого сумматора сое-, динен с первым входом первого вычитателя , 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 >

входы второго вычитателя объединены соответственно с входами второго сум матора и являются вторыми входами кодера, выход усилителя является выходом кодера.

4. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что дешифратор содержит сумматоры и пороговые элементы, выход каждого последующего сумматора соединен с первым входом каждого предьщущего 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.