SU858061A1 - Телеметрическое устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к телеметрии и может быть использовано в информациочных измерительных системах..

Известны телеметрические устройства с кодовым (адресным) разделением каналов, содержащие последовательно соединенные блок пам ти адресов, коммутатор , аналого-цифровоп преобразователь и формирователь кадра, к другому входу которого через кодер синхросигнс1лов подключен выход хронизатора , соединенного с тактовым входом блока пам ти адресов 1.

Недостатком известных телеметрических устройств(  вл етс  отсутствие гибкости в распределении информативности устройства между телеметрическими датчиками. При этом под гибкостью распределени  информативности понимаетс  возможность назначени  произвольных частот опроса датчиков в широком диапазоне частот. Это свойство необходимо как дл  оптимизации программы измерений на отдельном объекте контрол , так и дл  перенастройки телеметрического устройства при использовании его на различных объектах. Отсутствие гибкости приводит к назначению избыточных час тот опроса, уменьшению общего количества обслуживаемых датчиков и в конечном итоге к ухудшению качества телеконтрол  объекта.

Известно телеметрическое устройство , содержащее синхронизатор (приемник команд), выходы которого подключены к входам блока управлени  опросом (декодер команд) и последовательно соединенные блок хранени 

10 программ опроса (программный блок), блок сбора информации (коммутатор),запоминающий блок,формирователь группового сигнала (блок управлени ) и передатчик, к другим входам которых

15 подключены выходи блока хранени  программ опроса.

Данное устройство позвол ет реализовать несколько программ опроса информационных каналов (датчиков) 2.

20

Однако устройство имеет значительные потери информативности радиолинии и запоминающих устройств за счет затрат информативности на передачу адресов опрашиваемых информационных 25 кангипов (датчиков) . В таких системах на передачу адресной информации затрачиваетс  более 50% информативности сисТекы , что в конечном итоге ограничивает допустимое число программ, а 30 следовательно, и информационную гибкость . Кроме того, в устройстве практически невозможно реализовать три ступени коммутации дл  передачи информации высокоскоростных, среднескоростных и медленно менйющихс  параметров. Ограниченное число градаций скорости опроса также ведет к неэффективному использованию имеющейс  пропускной способности и, как следствие, к ухудшению качества телеконтрол  объекта. Цель изобретени  - повышение информативности (пропускной способности ) устройства. Дл  достижени  поставленной цели в устройство, содержащее син срониза тор, первые выходы которого соединены со входами Ьлока управлени  опросом , блок хранени  nporpeiMM опроса, выход которого соединен с первым вхо дом блока сбора информации, первый выход которого соединен с первым входом блока пам ти, выход блока па м ти соединен с первым информационным входом формировател  группового сигнала, первый выход которого соеди нен со входом передатчика, введены блок регистров адресов, триггер, сче чики, ключевые элементы и элемент И первый выход блока управлени  опросо соединен 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 формировател  группового сигм ла,. третий выход - со вторым входом блока пам ти и первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с третьим информационным входо формировател  группового сиг нала, второй выход которого соединен с первым входом первого счетчика второй выход блока управлени  опрсГсом соединен через триггер со BTOJMJM входсм первого ключа и непосредствен но с третьим входом блока пам ти и управл ющим входом формировател  группового сигнала, синхронизирукиаий вход которого соединен со вторым вы ходом синхронизатора, третий выход блока управлени  опросом соединен со вторым выходом синхронизатора, третий выход блока управлени  опросом соединен со вторым входом перво го счетчика, первый выход которого соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые выходы через элемент И - со входом второго ключевого элемента, выходы второго счетчика и второго ключевого элемента, соединены со входом блока хранени  программ опроса. Кроме того, формирователь группового сигнала содержит информационный регистр, управл ющий регистр, переключатель блока оперативной пам ти , блока считывани , триггеры и ключевые элементы, выход информационного регистра соединен со входом переключател , выходы которого соединены со входами блоков оперативной пам ти, первые выходы блоков оперативной пам ти соединены со входами первого триггера, вторые выходы - с информационными входами блока считывани , первый выход первого триггера , соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединение , управл ющимвходом блока считывани , второй выход первого триггера соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые входы Первого и второго ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым выходами управл ющего регистра, третий выход которого соединен непосредственно с первьлм и через второй триггер со вторым входами третьего ключевого элемента выход которого соединен с управл ющим входом информационного регистра информационные входы формировател  соединены с информационньлми входами информационного регистра, управл ющий вход - со входом управл ющего регистра, синхронизирующий вход - с синхронизирующим входом второго триггера , выход блока считывани  и выход второго ключевого элемента соединены соответственно с первым и BTOptD выходами формировател . На фиг.1 представлена блок-схема телеметрического устройства; на фиг.2 - то же, формировател  группового сигнала; на фиг. Зл-структура сшреса  чейки блока хранени  программ опроса; на фиг.Зб - то же,телеметрического кадра в режиме непосредственной Передачи (НП); на фиг. то же, в режиме НП-ВОСПР (воспроизведение); на фиг.Зг - типова  последовательность кадров. Телеметрическое устройство содержит (фиг. 1) синхронизатор 1, блок 2 управлени  сп хгсов, блок 3 регистров, адресов, первый счетчик 4, второй ключевой элемент 5, блОк 6 хранени  программ опроса, второй счетчик 7, элемент И 8, блок 9 сбора информации, блок 10 пам ти, 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 пам ти, блок 19 считывани , первып триггер 20, первый и йторой ключевые элементы 21 и 22, второй триггер 23, третий ключевой элемент 24, управл ющий регистр 25. Устройство работает следующим образом .

На вход синхронизатора 1 подаютс  импульсы кадровой и словной (цикловой ) синхронизации. Синхронизатор 1, имеющий шестнадцать выходов, вырабатывает дл  каждого из выходов регул рную импульсную последовательность , поступающую на соответствующий вход блока 2 управлени  опросом, который формирует импульсные последовательности дл  опроса измерительных каналов и высокоформативных цифровых каналов, осуществл емого в блоке 9 Сбора информации,.

Сбор телеметрической информации от измерительных каналов осуществл етс  с использованием блока 6 хранени  программы опроса/ выполненного в виде посто нного запоминающего устройства (ПЗУ) и первого счетчика 4, Счетчик 4 имеет тринадцать разр дов (фиг.За), образующих полный адрес  чейки ПЗУ. Два старших разр да,  вл ющихс  номером программы опроса, могут обозначать номер ПЗУ, если использовать несколько ПЗУ - по одному на каждую программу опроса. Дес тый и одиннадцатый разр ды обозначают номер зоны ПЗУ и одновременно номер типа телеметрического кадра. Всего возможны четыре типа кадра, отличающихс  составом каналов. Разр ды с дес того по тринадцатый используютс  при формировании командного слова (КС) служебной части кадра, которое управл ет сменой программы выбора и адресации в приемной телеметрической станции. Разр ды с первого по дев тый обозначают номер  чейки ПЗУ в пределах зоны. Управление двенадцатым и тринадцатым разр дами осуществл етс  с помощью командных сигналов. Если на объекте используетс  одна Программа опроса, то эти разр ды имеют нулевое значени и не вли ют на работу системы.

Возможны два режима управлени  дес тым и одиннадцатым разр дами. В первом из них эти два разр да  вл ютс  старшими разр дами счетчика 4, при этом четыре зоны ПЗУ считываютс  поочередно по мере поступлени  управл ющих импульсов, причем кажда  из зон образует кадр. В каждой зоне записаны адреса каналов, которые при считывании направл ютс  в блок 9 сбора информации через блок 3 регистров адресов.

Дл  каждого отдельного телеметрируемого объекта размер зоны зависит от числа измерительных каналов в кадре . Так, если все выходы синхронизатора 1 подключены к измерительнь& 1 каналам, 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  чейки, так как в кадре размещены 32 цикла о«нхронизатора 1, Минимальна  частота опроса канала равна 1/4 кадровой частоты , т.е. раина 25 Гц.

Другим режимом управлени  дес тым и одиннадцатым разр дами счетчика 4 Явл етс  формирование их по внешним командным сигналам. Фиксаци  одиннадцатог разр да в определенЕ ом состо нии приводит к тому, что формируютс  только два типа кадра, но с удвоенной частотой повторени .Записью и удер0 жанием в посто нном состо нии этих разр дов выбираетс  и посто нно формируетс  один из четырех возможных типов кадров. При этом частота повторени  кадра увеличиваетс  до 100 Гц.

5

Дп  передачи медленно мен гацихс  параметров (ММП) предусмотрена втора  ступень коммутации. В ее формировании Участвуют второй счетчик 7 и одна зона блока 6 хранени  программ опроса

0 ( ПЗУ) , в которой записаны адреса ММП. .1 Дл  передачи этих параметров в одном из кадров программы опроса первой ступени отводитс  определенна  позици  (например, перва  позици  в первом

5 кадре). На адрес ПЗУ, соответствующий этой позиции кадра, настраиваетс  элемент И 8, который подключен к поразр дным выходам первого счетчика 4 . Импульс совпадени  с выхода эле0 мента И. 8 поступает на второй счетчик 7, а содержимое этого счетчика (структура его разр дов така  же, как и у счетчика 4) вводитс  в ПЗУ вместо содержимого счетчика 4. При этом

5 выход счетчика 4 блокируетс  с помощью ключевого элемента 5. Физически  чейка ПЗУ с адресом счетчика 4, на который настраиваетс  элемент И 8, отсутствует. Размер зоны адресов каналов второй ступени может

0 быть произвольным. Если размер зоны равен 512 .адресам, то минимальна  частота опроса каналов во второй ступени коммутации равна 0,05 Гц, если размер зоны 256 адресов, то минималь-/

5 на  частота равна 0,1 Гц.

Сбор информации от высокоскоростных цифровых источников осуществл етс  путем подачи импульсных последовательностей от синхронизатора 1

0 непосредственно или через блок 2 управлени  опросом на блок 3 регистров ащзесов Адреса, записанные в эти ,регистрыj посто нно поступают в блок 9 сбора информации.

5

Запись информации в блок 10 пам ти осуществл етс  путем подачи информационных сигналов с выхода блока 9 сбора информации и регул рной последовательности управл ющих импульсов

0 пословной синхронизации с. соответствуквдего выхода блока 2 управлени  ойросом . Дл  установлени  требуемой скорости записи в блоке 2 управлени  опросов используютс  соответствующие выходы синхронизатора. При этом

5

реализуетс  режим ЗАП (запись) и HПЗАП (непосредственна  передача + запись ) , при котором информаци , записываема  в блок 10 пам ти, одновременно П редаетс  В1канал св зи. Дл  записи телеметрической информации, не вводимой в канал св зи, используютс  временные позиции кадра, отводимые дл  передачи сигналов высокоскоростных цифровых каналов. При этом управл ющие импульсы поступают одновременно на Первый счетчик 4 и в блок 9 сбора информации (на высокоскоростной источник) , но в-ходные сигналы первой и второй ступени коммутации блока 9 подаютс  только на вход блока 10 пам ти, доступ их в формирователь И1 группового сигнала закрываетс , все четыре слова в кадр отведены дл  передачи телеметрической информации первой и второй ступени коммутации в режиме НП, а нечетные - дл  передачи информации высокоскоростных датчиков.

Необходимо также обеспечить дополнительно запись в блок 10 пам ти потока телеизмерений интенсивностью 256 кбит/с с датчиков, не включенных в состав кадра. Дл  реализации этого режима к элементу ИЛИ (не показан), формирующему управл ющие импульсы дл  счетчика 4 в блоке 2 управлени  опросом, подключаютс  все 16 выходных каналов синхронизатора 1. Размер зон при этом равен 512 слов, причем нечетные адреса собирают информацию дл  режима НП, а четные - дл  записи Ключевой элемент 14 и триггер 13 не пропускают четные измерени  на вход формировател  11 группового сигнала, раздел   таким образом два одновременно собираемых потока информации. Дайный пример показывает, что суммарна  информативность, телеметрического устройства может быть доведена до 768 кбит/с.

Режим НП образуетс  путем формировани  группового сигнала,  вл ющегос  суммой телеизмерений первой и второй ступеней коммутации и информации высокоскоростных цифровых каналов. Информационна  часть кадра при этом состоит из 512 слов по 10 разр дов каждое.

Режим ВОСПР (воспроизведение) реализуетс  путем формировани  сигнала из информации, воспроизводимой с блока 10 пам ти. При этом режиме (фиг.1) информаци  поступает через регистр 15 и переключатель 16 в один из блоков 17 и 18 оперативной пам ти . 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 из блока 10 пам ти . Импульсы считывани  перенос т это слово в один из блоков 17 и 18

оперативной пам ти и с помощью триггера 23 закрывают ключевой элемент 24. Если к очередному моменту считывани  новое слово в регистр 15 не введено, то ключевой элемент 24 закрываетс  и считывание не происходит.

Блоки 17 и 18 оперативной пам ти заполн ютс  поочередно. После заполнени  одного из них триггер 20 устанавливаетс  в положение, указывающее на готовность блока оперативной пам ти к считыванию, при этом ключевой элемент 21 открыт, а ключевой элемент 22 закрыт. При открытом ключевом элементе 21 ведетс  считывание информации из блока оперативной пам ти через блок 19 считывани . Частота считывани  может быть равна 51200, 25600, 12800 слов/с. При этом кадр блока оперативной пам ти может быть передан за 1,2 или 4 кадра передачи .

При скорости воспроизведени  512000 бит/с кадр в режиме ВОСПР идентичен кадру НП. Дл  компенсации медленных изменений скорости воспроизведени  (детонации) реальна  скорость воспроизведени  делаетс  несколько меньше скорости передачи информации по радиолинии. В результате этого к моменту начала среднего очередного кадра блок оперативной пам ти не готов к считыванию и ключевой элемент 21 закрыт, а ключевоП элемент 22 открыт (управление ключами осуществл етс  управл ющими регистром 25, и возможно только в промежутках между кадрами). При этом положег ии ключевых элементов 21 и 22 передаетс  кадр НП, что отражаетс  в командном слове (типова  последовательность кадров имеет вид, представленный на фиг.Зг). Дол  кадров зависит от соотношени  скоростей передачи и воспро;1зведени .

Таким образом, изобретение обеспечивает повыиение информативности телеметрического устройства между датчиками за счет отсутстви  в передаваемой информации адресов опрашиваемых каналов и холостых слов, а также путем гибкого сочетани  режимов непосредственной передачи и воспроизведени , наличие сменных программ опроса и широких пределов изменени  частоты опроса каналов и воспроизведени  кадров, различающихс  по составу каналов.

Claims (2)

1. . Формула изобретени  Телеметрическое устройство, содержащее синхронизатор, выход1 1 которого соединены со входами блока управлени  опросом, блок хранени  программ опроса, выход которого соединен с первым входом блока сбора информации, первый выход которого соединен с первым входом блока пам ти , выход блока пам ти соединрн с первым информационным входом формировател  труппового сигнала, первый выход которого соединен со входом передатчика, отличающеес  тем, что, с целью повьаыени  информативности устройства, в него введены блок регистров адресов, триггер, счетчики, ключевые элемент и элемент И, первый выход блока управлени  опросом соединен с первь входом бло ка регистров адресов, второй вхрд которого соединен с одним из выходов синхронизатора, выход - со вторым входом блока сбора информации, второ выход блока сбора информации соединен со вторым информационным входом формировател  группового сигнала, третий выход - со вторым входом блока пам ти и первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с третьим информационным входом формировател  группового сиг нала, второй выход которого соединен с первым входом первого счетчик второй выход блока управлени  опросом соединен через триггер со вторы входом первого ключа и непосредстве но с третьим входом блока пам ти и управл ющим сходом формировател  группового сигнала, синхронизирующи вход которого соединен со вторым выходом синхронизатора, третий выхо блока управлени  опросом соединен с вторым выходом синхгэнизатора, третий выход блока управлени  опросом соединен со вторым входом первого счетчика, первый выход которого сое динен с первым входом второго ключе вого элемента, BToiMje выходы через элемент И - со вторым входом второг ключевого элемента, выходы второго счетчика и второго ключевого элемен та соединены со входом блока хранени  программ опроса. 2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что формирователь rfуппового сигнала содержит информационный регистр, управл юпшй регистр, переключатель блока оперативной пам ти; блок считывани , триггеры и ключевые элементы, выход информационного регистра соединен со входом переключател , выходы которого соединены со входами блоков оперативной пам ти, первые выходы блоков оперативной пам ти соединены со входами первого триггера, вторые выхоfH - с информационными входами блока считывани , первый выход первого триггера соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с управл ющим входом блока считывани , второй выход первого триггера соединен с первым входом второго ключевого элемента, вторые входы первогои второго ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым выходами управл ющего регистра, третий выход которого соединен непосредственно с первь 1 и через второй триггер со вторым входами третьего ключевого элемента, выход которого соединен с управл ющим входом информационного регистра, информационные входы формировател  соединены с информационными входами информационного реги.стра , управл ющий вход - со входом управл ющего регистра, синхронизирующий вход - с синхронизирующим входом второго триггера, выход блока считывани  и выход второго ключевого элемента соединены соответственно с первым и вторьм выходами формировател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Барсуков Ф.И. и Русанов Ю.Б. Элементы и устройства радиотелеметрических систет. М., Энерги , 1973, с.25.
2. 2. Справочник по телеметрии. Под ред. Грюнберга,Э.Л. М., Машиностроение , 1971, с. 541 (прототип).

   Ч 3

   фф У

   Фи1.2