Адаптивный коммутатор системы телеизмерения

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может приме-няться в телеметрии и других областях техники, где требуется устранение избыточности. Цель изобретения - повышение информативности коммутатора путем регулирования коэффициента сжатия информации. Адаптивный коммутатор системы телеизмерений содержит преобразователи погрешности аппроксимации, три ключа, аналого-цифровой преобразователь, блок считывания, блок сравнения, генератор импульсов, блок запуска, два счетчика, два дешифратора, регистр памяти, четыре элемента И, распределитель импульсов, два элемента ИЛИ, триггер, шифратор адреса, коммутатор, сумматор и пороговый блок. 2 ил.(ЛСИэобретение относится к информационно-измерительной технике и может применяться в телеметрии, а также других областях техники, где требуется устранение избыточности информации, и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. № 1145358.Наибол'ее близким к предлагаемому является аддптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий преобразова" тели погрешности аппроксимации, первые входы которых объединены с первыми входами первых ключей и являются входами устройства, вцходы первых ключей объединены и подключены к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к первым входам блока считывания, вторые входы которого соединены с выходами шифратора адреса, входы которого подключены к выходам коммутатора и к вторым входам первых и вт6-рых ключей и преобразователей погрешно- 'сти аппроксимации, выходы которых подключены к первым входам вторых и третьих ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, вторые входы третьих ключей соединены с первыми выходами первого дешифратора, входы которого подключены к выходам первого счетчика и первым входам регистра памяти, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, выходы регистра памяти соединены с входами второго дешифратора, выходы которого подключены к первым входам третьих элементов И и коммутатора, вторые входы которого соединены с выходами распределителя импульсов и вторыми входами третьих элементов И, третьи входы которых объединены и подключены к первому входу первого элемента И, к третьим входам преобразователей погрешности аппроксима-I>&hO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 08 С 19/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1145358 (21) 4807177/24 (22) 20.02.90 (46) 23.02.92. Бюл. М 7 (71) Ленинградский электротехнический институт им. А.И.Ульянова (Ленина) (72) Е.М.Антонюк, Е.С,Бахова и Е.А.Травникова (53) 621.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1145358, кл. G 08 С 19/28, 1985.

{54) АДАПТИВНЫЙ КОММУТАТОР СИСТЕМЫ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может примеИзобретение относится к информационно-измерительной технике и может применяться в телеметрии, а также других областях техники, где требуется устранение избыточности информации, и является усовершенствованием устройства по оснрвному авт.св. М 1145358.

Наиболее близким к предлагаемому является адаптивный коммутатор системы телеиэмерений. содержащий преобразователи погрешности аппроксимации,. первые входы которых. объединены с первыми входами первых ключей и являются входами устройства, выходы первых ключей объединены и подключены к первому входу вналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к первым входам блока считывания, вторые входы которого соединены с выходами шифратора адреса, входы которого подключены к выходам комм атора и к вторым входам первых и вто„„ Ц „„1714641 А2 няться в телеметрии и других областях техники, где требуется устранение избыточности. Цель изобретения — повышение информативности коммутатора путем регулирования коэффициента сжатия информации. Адаптивный коммутатор системы телеизмерений содержит преобразователи погрешности аппроксимации, три ключа, аналого-цифровой преобразователь, блок считывания, блок сравнения, генератор импульсов, блок запуска, два счетчика, два дешифратора, регистр памяти, четыре элемента И, распределитель импульсов, два элемента ИЛИ, триггер, шифратор адреса, коммутатор, сумматор и пороговый блок. 2 ил. рых ключей и преобразователей погрешно сти аппроксимации, выходи которых подключены к первым входам вторых и третьих ключей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, вторые входы третьих ключей соединены с первыми выходами первого дешифратора, входы которого подключены к выходам первого счетчика и первым входам регистра памяти, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, выходы регистра памяти соединены с входами второго дешифратора, выходы которого подключены к первым входам третьих элементов И и коммутатора, вторые входы которого соединены с выходами распреде- лителя импульсов и вторыми входами третьих элементов И, третьи входы которых объединены и подключены к первому входу первого элемента И, к третьим входам преобразователей погрешности аппроксима1714641 ции, к второму входу аналого-цифрового преобразователя, к первому входу блока запуска и к второму выходу первого дешифратора, второй вход блока запуска соединен с выходом генератора импульсов и с первым входом счечтика, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, выходы третьих элементов И подключены к входам первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу блока запуска и первому выходу блока считывания, второй выход которого является выходом устройства, выход второго элемента И соединен с вторым входом второго счетчика и выходом распределителя импульсов, выход блока запуска соединен с входом первого счетчика.

Недостатком известного устройства является низкая информативность (малое быстродействие и возможность превышения погрешности аппроксимации над заданной} при большой активности входных сигналов одновременно во многих каналах из-за необходимости передачи информации вместе с. адресами.

Цель изобретения — повышение информативности коммутатора путем регулирования коэффициента сжатия информации.

Поставленная цель достигается тем, что в известный адаптивный коммутатор системы телеизмерений введены сумматор, пороговый блок, триггер, второй элемент ИЛИ и четвертый элемент И, выходы преобразователей погрешности аппроксимации подключены к входам сумматора, выход которого через пороговый блок подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входу "Установка" триггера и к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход и выход последнего включены между выходом блока сравнения и вторым .входом регистоа памяти соответственно, выход первого дешифратора подключен к входу "Сброс" триггера, выход которого подключен к третьему входу блока считывания, выход генератора импульсов подключен к второму входу четвертого элемента И.

На фиг.1 представлена функциональная схема коммутатора; на фиг.2 — функциональная схема блока считывания, Адаптивный коммутатор телеизмерений содержит преобразователи 1 погрешности аппроксимации, первые ключи 2, вторые ключи 3, третьи ключи 4, аналогоцифровой преобразователь 5, блок 6 считывания, блок 7 сравнения, генератор 8

34, счетчик 35

30

При подключении к второму входу блока

40 7 сравнения напряжения, превышающего

55 импульсов, блок 9 запуска, первый счетчик10, первый дешифратор 11, регистр 12 памяти, второй дешифратор 13, второй счетчик

14, первый элемент И 15, распределитель 16 импульсов, первый элемент ИЛИ 17; второй элемент И 18, третий элемент И 19. коммутатор 20, шифратор 21 адреса, сумматор 22, пороговый блок 23, второй элемент ИЛИ 24, триггер 25, четвертый элемент И 26.

Блок 6 считывания (фиг.2) содержит дешифратор 27, элементы И 28, элемент ИЛИ

29, формирователь 30 импульсов, элемент И

31, инвертор 32, элементы И 33, генератор

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от выходного сигнала порогового элемента 23 возможны два режима работы.

В первом режиме íà выходе элемента

23 логический сигнал "0", В этом случае устройство работает в режиме адаптивной коммутации. По окончании передачи предыдущего отсчета блок 6 считывания выдает импульс на блок 9 запуска, состоящий из триггера и элемента И, после чего импульсы с генератора 8 начинают проходить на счетчик 10, который через дешифратор 11 переключает ключи 4. Ключи 4 подключают по очереди напряжения с выходов преобразователей 1 погрешности аппроксимации к второму входу блока 7 сравнения. К первому входу блока 7 в начале такта адаптивной коммутации подключен toT преобразователь 1 погрешности аппроксимации, который принадлежит каналу, опрошенному напредыдущем такте и в котором поэтому преобразователь 1 был обнулен. напряжение на первом входе, блок 7 сравнения формирует на своем выходе сигнал, что приводит к перезаписи в регистр 12 памяти кода счетчика 10, изменению состояния дешифратора 13 и подключению к первому входу блока 7 сравнения того же напряжения, что имеется на втором входе.

После этого блок 7 сравнения примет состояние с нулевым выходным сигналом, В процессе дальнейшей работы блок 7 сравнения будет срабатывать, когда вновь подключенного к его второму входу преобразоватмя 1 погрешности аппроксимации выходное на,пряжение больше, чем имеющиеся на первом входе.

После опроса всех преобразователей 1 погрешности аппроксимации будет выявлен преобразователь с наибольшим напряжением. адрес его содержится в регистре 12 памяти, а измеряемый сигнал этого канала

1714641

6 оказывается подключенным к входу аналого-цифрового преобразователя 5, так как дешифратор 13 через коммутатор 20 управляет одновременно ключами 2 и 3. На последнем шаге опроса преобразователей

1 погрешности аппроксимации дешифратор

11 своим последним выходным сигналом запрещает прохождение импульсов через блок 9, запускает аналого-цифровой преобразователь 5 и обнуляет преобразователь 1, в котором погрешность аппроксимации оказалась наибольшей. Код адреса с шифратора 21 и код отсчета выбранного канала с аналого-цифрового преобразователя 5 считываются блоком 6 считывания и передаются на выход устройства.

В блоке 6считывания предусматривается отключение разрядов адреса при nepexo lie в режим равномерной коммутации, который осуществляется следующим образом. По сигналу от триггера 25 счетчик 35 устанавливается в положение, соответствующее первому разряду кода параметра, в то время как при отсутствии этого сигнала счетчик 35 установлен в положение, соответствующее первому разряду кода адреса.

Таким образом, в адаптивном режиме ведется опрос элементов И 28 и 33, а в режиме равномерной коммутации юпрашиваются только элементы И 33, связанные с преобразователем 5, т,е. относящиеся к коду параметра, В режиме равномерной коммутации блок 6 считывания вырабатыва- ет перед началом опроса всех каналов общий маркерный импульс, создаваемый формирователем 30 импульсов (например. ждущий мультивибратор), причем во время передачи маркерного импульса преобразование кода параметра не производится, так как генератор 34 отключен от счетчика с помощью элемента И 31 и инвертора 32.

По окончании считывания выбранного канала начинается новый такт адаптивной коммутации. Одновременно с этим счетчик

14 заполняется импульсами генератора 8 импульсов.

При общей высокой активности входных сигналов в адаптивном коммутаторе может возникнуть ситуация, когда сигналы не будет передаваться из-за низкого приоритета соответствующих каналов.

Для устранения этого явления в устройство введена схема контроля. Контроль осуществляется последовательно, начиная с любого канала в зависимости от начального состояния распределителя 16, Единичный код с выхода распределителя 16 сравнивается элементами И 19 с единичным кодом на выходе дешифратора 13, Если за максимально возможное время, определяемое счетчиком 14, по окончании поиска активного канала на выходе дешифратора 13 появится код, одинаковый с кодом распределителя 16, то на выходе элемента.

ИЛИ 17 появится сигнал, переключающий через элемент И 18 распределитель 16 и сбрасывающий счетчик 14, Переключение распределителя 16 и счетчика 14 происходит одновременно с появлением сигнала

10 окончания считывания от блока 6 считывания, Если времени, определяемого счетчиком 14, недостаточно для появления кода на выходе дешифратора 13 такого же, что и на выходе распределителя 16, то устройство переходит в режим принудительной передачи сигнала контролируемого канала.

Счетчик 14 заполняется и выдает через элемент И 15 сигнал на подключение через

20 коммутатор 20 единичного кода от распределителя 16 вместо единичного кода с выхода дешифратора 13. К входам ключей 2 и 3 и входу сброса преобразователя 1 погрешности аппроксимации в этом случае подключается единичный код от распределителя 16, а на адресные входы -блока 6 считывания подается адрес принудительно выбранного канала.

После окончания передачи распределитель 16 переключается в следующее положение, счетчик.14 сбрасывается и к

30 коммутатору 20 вновь подключается дешифратор 13. устройство продолжает работу в режиме адаптивной коммутации.

Во втором режиме при повышенной ак- . тивности входных сигналов одновременно в нескольких каналах напряжение на выходе сумматора 22 достигает порога срабатывания блока 23 и триггер 25 переводится во второе состояние так, что на его выходе появляется сигнал "1". Этим сигналом отключаются разряды кода. адреса в блоке 6

40 считывания. Перед началом безадресной передачи блок считывания вырабатывает общий маркерный импульс, Блок 9 запуска разрешает прохождение импульсов на счетчик 10, который через дешифратор 11 пере45 менты И 26 и ИЛИ 24 происходит перезапись в регистр 12 памяти кода счетчика 10.

На последнем шаге опроса преобразователей 1 погрешности аппроксимации дешифратор 11 задним фронтом своего последнего выходного сигнала переводит

55 триггер 25 в первое состояние, и устройство может перейти на адресный режим либо продолжить передачу информации в безад50. ключает ключи 4..При появлении сигнала "1" на выходе порогового блока 23 через эле1714641 ресном режиме в зависимости от выходного сигнала порогового блока 23.

Граничное значение коэффициента сжатия, при котором следует переходить к безадресной передаче, можно найти на равенстве обьемов сигнала при адресной и безадресной передачах, а именно: (logzN + logzM)N/Кс - NlogzM, где N — число информационных каналов;

M — число уровней квантования;

Кс — коэффициент сжатия по отсчетам.

Из этого выражения граничное значение коэффициента сжатия ..r,p„. . = = .I + .

logz N

1002 M

При Кс > Кс,гр эффективна адресная передача, а при Kc < Kc.rp — безадресная передача.

Таким образом, переход на безадресный режим передачи при общей высокой активности входных сигналов повышает быстродействие и точность устройства, т.е. повышает его информативность. При этом выигрыш зависит от соотношения числа разрядов кодов адреса и параметра. При равенстве числа разрядов кодов адреса и параметра быстродействиеувеличивается в два раза, а погрешность аппроксимации

5 уменьшается в два раза.

Формула изобретения

Адаптивный коммутатор системы телеизмерений по авт,св. N. 1145358, о т л и ч а-. ю шийся тем, что, с целью повышения

10 информативности путем регулирования коэффициента сжатия информации, в него введены сумматор, пороговый блок, триггер, второй элемент ИЛИ и четвертый элемент И, выходы преобразователей по15 грешности аппроксимации подключены к входам сумматора, выход которого через пороговый блок подключен к первому входу четвертого элемента.И, выход которого подключен к входу "Установка".триггера и к

20 первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход и выход последнего включены между выходом блока сравнения и вторым входом регистра памяти соответственно, выход первого дешифратора подключен к

25 входу "Сброс" триггера, выход которого подключен к третьему входу блока считывания, выход генератора импульсов подключен к второму входу четвертого элемента И.

1714641

h од адреса

Кодаараие

Редактор Е.Папп

Заказ 696 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Улрайаощ

6Х У»

9ny8gecq u

Фиг.2

Составитель И.Кузнецов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О,Кравцова