Телеизмерительная система

 

ТЕЛЕ 13МЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая на передающей стороне блок ортогонального преобразования по Уолшу, входы которого являются входами системы, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, распредехштель импульсов, формирователь синхроимпульсов и сзгмматор, информационные входы которого соединены с выходами ключей, входы управления которых соединены с сортвётствуюпщми управляющими выходами распределителя импульсов, выход сумматора соединен . с каналом связи, на.приемной стороне - подключенные к каналу связи последовательно соединенные селектор синхроимпульсов, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов, выходы которого соединены с входами управления ключей, отличающаяся тем, что, с целью ее упрощения , на передающей стороне, системы выходы блока ортогонального преобразования по Уолшу соединены с информацнонньо и входами соответствующих ключей, на приемной стороне введены интеграторы, детекторы и сумматоры , первые входы которых объедине«ы и подключены к каналу связи, вьЬсо9 ды сумматоров соединены с информационными входами соответствукицих ключей , выходы ключей соединены с объединенными информационными входами интеграторов , входы управления которых подключены к вькрдам соответствующих детекторов, выходы интеграторов . ключены к объединенным входам детекто 09 ров и соответствующим вторым вход)ам О 00 сумматоров и являются соответствующими выходами телеизмерительной сисо стемы.

„„SU„„1130894 A

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECIlVEiËÈÍ

g g 6 08 С 19./28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3612956/24-24 (22) 30.06.83 (46) 23. 12.84. Вюл. ¹ 47 (72) Л.Г, Журавин, Е.И. Семенов и И.А. Черкасская (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621.398(088.8) (56) 1. Сафаров Р.Т. и др. Радиотелеметрия, 1973, ч. 1, с.. 190, рис. 6.12.

2. Авторское свидетельство СССР

¹- 845168, кл. G 08 С 19/28, 1979 (прототип). (54)(57) ТЕЛЕИЗИЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая на передающей стороне блок ортогонального преобразования по

Уолшу, входы которого являются входами системы, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, формирователь синхроимпульсов и сумматор, информационные входы которого соединены с выходами .ключей, входы управления которых соединены с соответствующими управляющими выходами распределителя импульсов, выход сумматора соединен с каналом связи, на.приемной стороне — подключенные к каналу связи последовательно соединенные селектор синхроимпульсов, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов, выходы которого соединены с входами управления ключей, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с .целью ее упрощения, на передающей стороне. системы выходы блока ортогонального преобразования по Уолшу соединены с информационными входами соответствующих ключей, на приемной стороне введены интеграторы, детекторы и сумматоры, первые входы которых объедине ны и подключены к каналу связи, выхо-.а ды сумматоров соединены с информационными входами соответствующих ключей, выходы ключей соединены с объе- С » диненными информационными входами ин" теграторов, входы управления которых подключены к выходам соответствующих детекторов, выходы интеграторов под . ключены к объединенным входам детекто ров и соответствующим вторым входам сумматоров и являются соответствую- 4 щими выходами телеизмерительной си - 00 стемы. CO

1130894

Изобретение относится к области телеизмерений и может использоваться для передачи аналоговых сообщений без задержки во времени по линиям связи, а также в телеуправлении. 5

Известны адаптивные многоканальные телеизмерительные системы., которые автоматически перераспрЕделяют пропускную способность канала связи между отдельными источниками с учетом текущих значений ширины полосы их спектра, например радиотелеметрическая система с адаптивной коммутацией каналов, содержащая последовательно, соединенные адаптивный коммутатор, анализатор погрешностей, блок выдачи измерений и кодирующее устройство„ причем первый дополнительный выход адаптивного коммутатора соединен с дополнительным входом кодирующего 20 устройства, а второй — с дополнительным входом адаптивного коммутатора, а входы последнего подключены к входам системы (1 $.

К недостаткам такой системы относятся необходимость передачи адресной информации, ограниченность быстродействия и сложность технической реализации.

Известны неадаптивные телеизмери" зО тельные системы с разделением каналов во времени при различных видах модуляции канальных сигналож (АИИ, ФИМ, КИМ и др.) .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является телеизмерительная система, содержащая на передающей стороне блок прямого ортогонального преобразования по

Уолшу последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, распре делитель импульсов, формирователь ,.синхроимпульсов и сумматор, и в каждом ин4юрмационном канале — последовательно соединенные блок памяти .и разности, сумматор и ключ, выходы блока прямого ортогонального преобразования по Уолшу соединены с информационными входами блоков памяти и разности и сумматоров информационных каналов, входы управления блоков памяти и разности и ключей информационных каналов соединены с соответству-, ккцнми управляющими выходами распределителя импульсов,,выходы ключей информационных кананов соединены с соответствующими информационными входами сумматора, выход которого подключен к каналу связи, на приемной стороне— подключенные к каналу связи последовательно соединенные селектор синхроимпульсов, генератор тактовых иммульсов и распределитель .импульсов, блок обратного ортогонального преобразования по Уолшу и в каждом информационном канале последовательно соединенные ключ и блок памяти, информационные входы управления ключей

1подключены к соответствующим управляющим выходам распределителя импуль-. сов, выходы блоков памяти информационных каналов соединены с соответствуюшими входами блока обратного ортогонального преобразования.по

Уолшу, выходы которого являются выходами телеизмерительной систем:I.

Благодаря этому в канале связи передаются отсчеты преобразованных по Уолшу сигналов, просуммированные с частью погрешности аппроксимации на момент взятия отсчета. На приемной стороне аппроксимированные с помощью нулевой экстраполяции сигналы вновь преобразуются в соответствии с матрицей Уолша, вследствие чего погрешность аппроксимации суммируется таким образом,, что наименьшая суммарная погрешность аппроксимации появляется в наиболее динамичных каналах $23.

Недостатком является сложность передающей подсистемы.

Цель изобретения - упрощение телеизмерительной системы.

Эта цель достигается тем, что в телеизмерительной системе, содержащей на передающей стороне блок ортогонального преобразования по Уолшу, входы которого являются входами системы, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, рас-. пределитель импульсов, формирователь синхроимпульсов и сумматор, информационные входы которого соединены с выходами ключей, входы управления которых соединены с соответствующими управляющими выходами распределителя импульсов, выход сумматора соединен с каналом связи, на приемной стороне— подключенные к каналу связи последовательно соединенные селектор синхроимпульсов, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов, выходы которого соединены с входами управления ключей, на передающей стороне выходы блока ортогонального пре3 130894 образования по Уолшу соединены с ин- л формационными входами соответствующих н ключей, на приемной стороне введены интеграторы, детекторы и сумматоры, сл первые входы которйх объединены и под.5 бь ключены к каналу связи, выходы сум- нь маторов соединены с информационными вх входами соответствующих ключей, вы- эл ходы ключей соединены с объединенными ма информационными входами интеграторов, 10 ве входы управления которых подключены к выходам соответствующих детекторов, ри выходы интеграторов подключены к т .объединенным входам детекторов и ет соответствующим вторым входам сумма- 15 зы торов и являются соответствующими выходами телеизиерительной .системы. по

Благодаря этому при нестационарном. ансамбле входных сигналов, когда лишь 0

20 незначительная часть сигналов изменяется, реализуется эффект повышенной частоты обращения в динамичные каналы, что уменьшает погрешность нулевой экстраполяции. 25

При этом на передающей стороне си стемы исключены блоки памяти и разности и сумматоры.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемой системы.

Телеизмерительная система содержит на передающей стороне блок 1 ортогонального преобразователя по

Уолшу, ключи 2, сумматор 3, генератор 4 тактовых импульсов, распределитель 5 импульсов, формирователь 6 синхроимпульсов, канал 7 связи, на приемной стороне - селектор 8 синхроимпульсов, сумматоры 9, ключи 10, интеграторы 11, детекторы 12 тактивности, генератор 13 тактовых импуль40 .сов, распределитель 14 импульсов.

Блок 1 служит для непрерывного во времени линейного ортогонального прс образования по Уолшу ансамбля независимых между собой входных непре45 рывных сигналов Х(4}в преобразованныйансамбль Q Я= Я Х { }, где МЧ вЂ” матл.ща Уолша М -го порядка. Блок 1 мо- 50 жет быть реализован, например, на основе N -входных сумматоров по числу каналов, коэффициент передачи по каждому входу сумматоров соответствует значению элемента матрицы Уолша 55 (+) 1, деленному на,Ж

Ключи 2 и 10 предназначены для пе-. редачи входного измерительного сигна4 а на выход без искажений при наличии а управляющем входе логической "1".

Сумматоры 3 и 9 предназначены для ожения входных сигналов и могут гть реализованы на основе операционпс усилителей. Веса дополнительных одов сумматоров 9 определяются ементами соответствующей строки трицы Уолша, деленными на Ю, а с основного входа равен — 1.

Генераторы 4 и 13 служат для генерования периодической последоваельности импульсов (генератор 13 имевход для подстройки частоты и фагенерируемых колебаний).

Распределители 5 и 14 импульсов мере поступления входных импульсов формируют сигнал логической "1" поочередно на каждом из своих выходов.

Формирователь 6 служит для формирования синхронизирующих импульсов, обеспечивающих синхронную работу передающей и приемной сторон системы: например, при амплитудном синхропризнаке на выходе ФСИ 6 появляется импульс, значительно превышающий информационные импульсы.

Селектор 8 служит для выделения синхроимпульсов из группового сиг-. нала: например, при амплитудном синхропризнаке ССИ 8 реализуется с помощью схемы сравнения.

Интеграторы 11 служат для интегрирования входного сигнала с постоянной интегрирования, олределяемой напряжением на дополнительном входе.

Чем больше управляющее напряжение, тем меньше постоянная интегрирования: „,„=- („, в;. а/о (я}

Интегратор 11 может быть реализован, например, на основе операционного усилителя с конденсатором в обратной связи и с входным управляемым сопротивлением (например, полевым транзистором). При нулевом входном сигнале 0 =0 интегратор 11 превращается в элемент памяти,его выходной сигнал служит оценкой телеметрируемого сигнала .

Детекторы 12 тактивности служат для определения степени динамичности телеизмерительных сигналов и могут быть реализованы, например, на основе пикового детектора с закрытым входом.

Предлагаемая система работает следующим образом.

1130894 л

Ж X(t ) -4. x(t } (г) 40 1(К1=tt à +. X(t j

Составитель Н. Бочарова

Техред Ж. Кастелевич Корректор М. Розман

Редактор А. Шишкина

Заказ 9614/37 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Блок 1 непрерывно во времени производит линейное ортогональное преобразование ансамбля независимых вход О Ф / ъ ных сигналов)({Цв ансамбльС(8=1/фчФ/Х(д, составляющие которого поочередно че- 5 рез ключи 2 подключаются на передачу через сумматор 3 в канал 7 связи.

Импульсы генератором 4 подаются и распределитель 5, на выходах которого по очереди появляются сигналы, которые управляют работой соответствующих ключей 2, подключающих выходы блока 1 к суммматору 3. На выхо" де сумматора 3 формируется последовательность амплитудно-модулированных измерительных импульсов всех каналов плюс синхроимпульс (выход бло-. ка 6), т.е. групповой АИМ-сигнал, оступающий в канал 7 связи.

На приемной стороне восстановленный АИМ-сигнал (последовательность выборок С (4 1,} ) поступает на инвертирующие входы сумматоров 9, а селектор 8 выделяет из группового сигнала синхропризнак для подстройки генера- 25 тора 13, управляющего через распределитель 14 клеммы 10. На каждом такте передачи на выходе всех сумматоров

9 появляется разность ЬО,=1(91% ; Х—

-C (4 J где 9/; — )-я строка матрицы М

Уолша. Лишь j -й ключ 10 открыт, поэтому на входы всех интеграторов 11 поступит напряжение U = Ж-3{-С-(1„I.

35 .После этого все .Й сигналов X на выходах интеграторов 11 будут изменяться до тех пор, пока не наступит равенство,U = 0 или

Так как ф )= Ф Х (t < j, что следует

1й

45 из алгоритма формирования отсчетов на передающей стороне системы; то из (1) следует

Целью работы данной телеизмеритель- . ной системы является достижение равенф стваХ(1„) =X(t„), что, естественно, в общем случае недостижимо, так как нельзя за один такт передать отсчеты по всем М каналам. Но если во вход" ном ансамбле динамичным является лишь один процесс X<(t) то на выходе соответствующего детектора 12 появится напряжение, значительно превышающее выходные напряжения остальных детекторов 12, вследствие чего условие (1) реализуется за счет измерения, в основном, выходного напряжения только-t-ro интегратора 11, так как его постоянная интегрирования будет наименьшей.

В результате получим где 9/ (— соответствующий элемент, 1

j-й строки матрицы.уолша.

Так как на передающей стороне отсчет С (4 > )сформирован тоже,уишь за счет (-го напряжений С.(1„)= Nf. X(t )

Г ! то в результате получим Х e«к) = Х e(t„S т.е. при каждом отсчете С (4 )погрешk ность нулевой экстраполяции в единственном динамичном канале обнуляется, что эквивалентно: Й вЂ .кратному уменьшению максимальной погрешности дискретизации.

При увеличении числа динамических . процессов во входном ансамбле эффективность, естественно, уменьшается, но это имеет место и в известной системе. В то же время в предлагаемой системе значительно упрощена передающая сторона, что имеет большую практическую ценность при реализации телеизмерений и телеуправления малых объектов, например спутников.