SU1083216A1 - Адаптивный коммутатор телеизмерительной системы - Google Patents

Abstract

АДАПТИВНЫЙ KOM fyTATOP ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с. первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика, детектор максимального сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнени , выход которого соединен с первым входом первого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с первыми входами блока считывани , первый выход которого соединен с выходом адаптивного коммутатора,, и в каждом информационном канале - датчик, выход которого соединен с первыми входами первого ключа и преобразовател  погрешности аппроксимации, второй вход которого подключен к выходу элемента И, выход - к первому входу второго ключа и соответствующему входу детектора максимального сигнала, вьгходы первых и вторых ключей всех информационных каналов соединены соответственно с первым входом аналого-цифрового преобразовател  и вторым входом первого блока сравнени , выходы дешифратора соединены с первыми входами элементов И соответствующих информационных каналов, вторые входы которых объединены и подключены к второму выходу первого триггера, о тличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности, в него введены второй счетчик, переключатель , второй блок сравнени , задатчик времени, второй триггер, инвер (Л тор, второй и третий элементы И и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к второму выходу первого триггера, выход - к второму входу аналого-цифрового преобразовател , выходы первого счетчика соединены с первыми входами переключател ,выходы которого соединены е входами дешифратора, первыми входами второго блока сравнени  и вторыми входами блока считывани , второй выход которого соединен с объединенными первыми входами второго и третьего элементов И и вторым входом второго блока сравнени , выход которого соединен с первым входом задатчика времени и входом второго счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами переключател - и- третьими входами второго блока сравнени , выход задатчика времени через инвертор соединен с вторым входом второго элемента И и непосредственно с вторым

Description

входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входов второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ и третьему входу переключател , второй вход второго триггера

соединен с выходом второго элемента И и вторым входом первого триггера , второй вход задатчика времени подключен .к выходу генератора тактовых . импульсов .

Изобретение относитс  к телеизмерени м и может примен тьс  в телемеханике, дальней св йи, в системах автоматического контрол .

Известны адаптивные коммутаторы телеизмерительных систем (ТИС) с параллельным анализом активности каналов , содержащие адаптивные временные дискретизаторы, пам ти моментов по влени  требований, двте тор максимального сигнала, блок выбора канала, блок пам ти адресов, регистр пам ти, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и блок, считывани  jj J .

Недостатком данных адаптивных коммутаторов  вл етс  значительна  сложность р низка  надежность.

Известны также адаптивные коммутаторы ТИС и последовательным анали зом активности измерительных канало содержащие преобразователи погрешности аппроксимации, ключи, АЦП, блок считывани , анализатор погрешностей и генератор 2 .

Недостатком указанных адаптивных коммутаторов  вл ютс  ограниченные быстродействие и точность, обусловленные наличием аналоговой (емкост1ной ) пам ти в анализаторе погрешкостей .

г

. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  адаптивный коммутатор телеизмерительной системы, содержащий в каждом канале датчик, выход которого подключен к входам преобразовател  погрешности аппроксимации (ППА) и ключа, выход которого объединен с выходами ключей других каналов и со динен с входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП), выход ППА каждого канала соединен с соответствзпощим входом детектора максимального сигнала, выходы АЦП подключены к первым входам блока -считывани ,выход которого соединен с выходом адаптивного коммутатора, выходы счетчика подключены к вторым входам блока считьтани  и входам дешифратора , выходы которого соединены с первым входом элемента И и управл ющими входами ключей в каждом канале выходы вторых ключей объединены и подключены к первому входу блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом детектора максимального сигнала, выход блока сравнени  подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом блока считьшани ,первый выход триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с входом счетчика, второй выход триггера подключен к вторым входам первых элементов И и к управл ющему входу АЦП З.

Недостатком прототипа  вл етс  возможность по влени  недопустимых погрешностей аппроксимации и даже полного отсутстви  информации от отдельных малоактивных каналов в случае относительно высокой общей загрузки и низкого приоритета канала .

Цель изобретени  - повьш1ение точности адаптивного коммутатора за счет снижени  погрешности аппроксимации в малоактивных каналах путем принудительного опроса этих каналов через определенные промежутки времени.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в адаптивный коммутатор телеизмерительной системы, содержащий генератор тактовых импульсов, вькод которого соединен с первьм входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика, детектор максимального сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнени , выход которого соединен с первым входом. первого триггера, первый выход кото рого соединен с вторым входом перво го элемента И, аналого-цифровой пре образователь, выходы которого соеди нены с первыми входами блока считьш ни , первый выход которого соединен с выходом адаптивного коммутатора, и в каждом информационном каналедатчик , выход которого соединен с первыми входами первого ключа и пре образовател  погрешности аппроксима ции, второй вход которого подключен к выходу элемента И, выход - к перврму ВХОДУ второго ключа и соответствующему входу детектора максималь ного сигнала, выходы первых и вторых ключей всех информационных каналов соединены соответственно с первым входом аналого-цифрового пре образовател  и вторым входом первог блока сравнени , выходы дешифратора соединены с первыми входами элементов И соответствуюпщх информационных каналов, вторые входы которых объединены и подключены к второму выходу первого триггера, введены вт рой счетчик, переключатель, второй блок сравнени , задатчик времени, второй триггер, инвертор, второй и третий элементы И и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к второму выходу первого триггера, вы ход - к второму входу аналого-цифрового преобразовател , выходы первого счетчика соединены с первым входами переключател , выходы котор го соединены с входами дешифратора, первыми входами второго блока сравнени  и вторыми входами блока считы вани , второй выход которого соединен с объединенными первыми входами второго и третьего элементов И и вторьм входом второго блока сравнени , выход которого соединен с первым входом задатчика времени и входом второго счетчика, выходы которого соединены с вторыми входам переключател  и третьими входами второго блока сравнени , выход эадатчика времени через инвертор соединен с вторым входом второго элемента и и непосредственно с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ и к третьему входу переключател , второй вход второго триггера соединен с выходом второго элемента И и вторым входом первого триггера, второй вход зa Jaтчикa времени подключен к выходу генератора тактовых импульсов, На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого адаптивного коммутатора телеизмерительной системы . Адаптивный коммутатор телеизмерительной системы содержит в каждом информационном канале 1 преобразователи 2 погрешности аппроксимации (ППА), первый и второй ключи 3 и 4, элемент И 5 и датчики 6, а также детектор 7 максимального сигнала,первый блок 8 сравнени , дешифратор 9, первый счетчик 10, первый элемент И 11, генератор 12 тактовьк импульсов (ГТИ), нервьй триггер 13, блок 14 считывани , аналого-цифровой преобразователь 15 (АЦП),второй счетчик 16, переключатель 17 счетчиков, второй блок 18 сравнени  (адресов), задатчик 19 времени, инвертор 20, второй триггер 21, второй и третий элементы И 22 и 23, элемент ИЛИ 24,. Датчики 6 служат дл  преобразовани  параметров объекта в элек трический унифицированньй сигнал,, ППА 2 предназначены дл  выработки напр жени , пропорционального погрешности аппроксимации входного сигнала, ключи 3 служат дл  передачи входного сигнала от датчиков 6 к АЦП 15. Ключи 4 служат дл  подключени  напр жений с выходов ППА 2 на вход блока 8 сравнени  и к входам детектора 7 максимального сигнала, предназначенного дл  вьщелени  наибольшего сигнала от всех ППА 2. АЦП 15 служит дл  преобразовани  аналогового сигнала в код, блок 8 сравнени  служит дл  вьфаботки выходного сигнала (импульса) при равенстве напр жений на его входах. Элементы И 5 служат дл  выработки сигнала сброса ППА 2. Дешифратор 9 служит дл  преобразовани  двоичного кода адреса в единичный позиционный код, триггер 13 служит i дл  управлени  сбросом ППА 2 и, совместно с первым элементом И 11, работой счетчика 10, служащего,в свою очередь, дл  формировани  кода адреса выбранного канала 1. Счетчик 16 служит дл  формировани  кода адреса контролируемого канала. Переключатель 17 служит дл  подключени  к дешифратору 9 счетчика 10 (в случае исправной работы контролируемого канала), либо счетчика 16 (при достижении максимально возможного времени между отсчетами кон тролируемого канала). Блок 14 считы вани  служит дл  преобразовани  па- раллельного кода параметра и адреса в последовательный код и дл  переда чи его в канал св зи, а также дл  выработки сигнала окончани  передач Второй блок 18 сравнени  служит дл  вьфаботки сигнала (импульса) при равенстве кодов на его входах в момент окончани  считывани  информации блоком 14 считьтани . Задатчик 19 времени служит дл  выработки мак симально возможного интервала времени между отсчетами сигнала в одно канале. В качестве задатчика 19 может быть использован счетчик, запускающийс  (заполн емьй) генератором 12 тактовьос импульсов (ГТИ) и сбрасываемый импульсом от блока 18. Триггер 21 служит дл  выработки сиг нала управлени  переключателем 17. Элементы И 22 и 23 служат дл  выработки сигналов совпадени  и управлени  работой триггеров 13 и 21. Элемент ИЖ 24 служит дл  формировани  сигнала запуска АЦП 15. Переключатель 17 представл ет со бой набор элементов И с двум  входа ми каждьй, одного инвертора и элементов ИЛИ по числу разр дов кода адреса. Число элементов И равно удвоенному числу разр дов кода адреса, одна половина которых подключена к выходам счетчика 10, а друга  - к выходам счетчика 16. Вторые входы элементов И, подклю .ченных к счетчику 16, непосредствен но соединены с выходом триггера 21, вторые входы элементов И, подключенных к счетчику 10 соединены с выходом триггера 21 через инвертор. Первые входы элементов ИЛИ подключены к выходам элементов И, подключенных к счетчику 10, а вторые входы элементов ИЛИ соединены С вы16 ходами элементов И, подключенных к счетчику 16. Устройство работает следующим образом. Сигналы датчиков 6 непрерьшно анализируютс  ППА 2, koтopыe вырабатывают напр жени ,пропорциональные погрешности аппроксимации. При нормальной работе коммутатора, т.е. если все каналы опрашиваютс , на выходе задатчика 19 времени нулевой сигнал, и на первый вход элемента И 22 через инвертор 20 поступает единичный сигнал. Пс| окончании считывани  предьздущего отсчета блок 14 считьшани  через элемент И 22 и триггер 13 вьщает сигнал на элемент И 11, разрешающий прохождение импульсов с генератора 12 на счетчик 10. На управл ющий вход переключател  17 от триггера 21 поступает при этом нулевой сигнал, так что к дешифратору 9 подключен счетчик 10. С помощью дешифратора 9 поочередно открываютс  ключи 3 и 4, и на один из входов блока В сравнени  поочередно подключаютс  напр жени  с ППА 2. На второй вход блока 8 подключено наибольшее напр жение от всех ППА 2, вырабатываемое детектором 7 максимального сигнала. Детектор 7 может представл ть собой, например, диодную сборку, число диодов в которой равно числу каналов. При совпадении величин напр жений на входах блока 8, т.е. при нахождении канала 1 с наибольшей погрешностью аппроксимации, блок 8 через триггер 13 вьщает сигнал на элемент И 11, запрещаю1ций дальнейшее прохождение импульсов с генератора 12 на счетчик 10.Счетчик 10 и дешифратор 9 останавливаютс  на том канале 1, погрешность аппроксимации сигнала которого наибольша . Через элемент ИЛИ 24 запускаетс  АЦП 15, и аналоговьй сигнал от выбранного датчика 6 преобразуетс  в код. Прслр преобразовани  параллельного кода параметра (от АЦП 15) и адреса (от переключател  17) в последовательный , блок 14 считывани  передает информацию в линию св зи. Период следовани  управл ющих импульсов от блока 14 считывани  включает в себ  врем , необходимое дл  передачи последовательного кода, и врем  поиска канала.

При высокой активности входных сигналов может возникнуть ситуаци , когда какие-либо сигналы не будут передаватьс  из-за их низкого приоритета . Кроме того могут совсем не передаватьс  сигналы, которые не мен ютс , либо мен ютс  незначительно . Така  же ситуаци  может возникнуть также в каналах с неисправными ППА. Отсутствие информации от некоторых каналов может привести к недопустимой-погрешности аппрокси мации (до 100% при полном отсутствии отсчетов) и может быть неудобно дл  потребител .Дл  исключени  этого  влени  в адаптивный коммутатор введена схема контрол , состо ща  из счетчика 16, переключател  17, блока 18 сравнени  адресов, задатчика 19, инвертора 20, триггера 21, элементов И 22 и 23 и элемента ИЛИ 24.

Контроль осуществл етс  последовательно , начина  с любого канала 1, в зависимости от начального поло жени  счетчика 16. Код с выхода счетчика 16 сравниваетс  в блоке 18 сравнени  адресов с кодом на выходе переключател  17, т.е. счетчика 10. Если за максимально возможное врем  определ емое задатчиком 19 времени, на выходе переключател  17 в момент окончани  считьшани  по вл етс  код одинаковый с кодом на выходе счетчика 16, то на выходе блока 18 в этот же момент по витс  сигнал, переключающий счетчик 16 на следующий канал дл  контрол . Переключени счетчика 16 происходит одновременно с по влением сигнала от блока 14 считывани . Одновременно сбрасываетс  задатчик 19 в начальное состо ние . Если же врем , определ емое задатчиком 19, недостаточно дл  по влени  кода контролируемого канала на выходе счетчика 10, то задатчик 19 времени срабатывает, и на выходе элемента И 23 от задатчика 19 времени по вл етс  единичный сигнал,а на входе элемента И 22 от инвертора 20 - нулевой сигнал. Одновременн с по влением сигнала от блока 14 от элемента И 23 срабатывает триггер 2 ( на его выходе по вл етс  единичный сигнал), и происходит подключение счетчика 16 к дешифратору 9 вместо счетчика 10, и принудительно в линию , св зи передаетс  параметр и адрес контролируемого канала. После окончани  передачи контролируемого канала счетчик 16 переключаетс  в следующее положение сигналом от блока 18, задатчик 19 времени сбрасываетс  а от элемента И 22 поступает сигнал запуска на триггер 13 и сигнал сброса на триггер 21.При нулевом сигнале на выходе триггера 21 к дешифратору 9 подключаетс  снова счетчик 10. После этого цикл работы повтор етс .

Предлагаемьй адаптивный коммутатор позвол ет получить информацию от малоактивных каналов (даже от неисправных) через заданные промежутки времени, определ емые устройством использовани  информации. При этом погрешность аппроксимации, завис ща  от вида и степени аппроксимации может быть уменьшена, например, со 100 до 4,5% при дес ти принудительньк отсчетах на периоде контролируемого сигнала.

Claims (1)

1. АДАПТИВНЫЙ КОММУТАТОР ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с. первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика, детектор максимального сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с первыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с выходом адаптивного коммутатора, и в каждом информационном канале - датчик, выход которого соединен с первыми входами первого ключа и преобразователя погрешности аппроксимации, второй вход которого подключен к выходу элемента И, выход - к первому входу второго ключа и соответствующему входу детектора максимального сигнала, выходы первых и вторых ключей всех информационных каналов соединены соответственно с первым входом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом первого блока сравнения, выходы дешифратора соединены с первыми входами элементов И соответствующих информационных каналов, вторые входы которых объединены и подключены к второму выходу первого триггера, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй счетчик, переключатель, второй блок сравнения, задатчик времени, второй триггер, инвертор, второй и третий элементы И и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к второму выходу первого триггера, выход - к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выходы первого счетчика соединены с первыми входами переключателя,выходы которого соединены е входами дешифратора, первыми входами второго блока сравнения и вторыми входами блока считывания, второй выход которого соединен с объединенными первыми входами второго и третьего элементов И и вторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с первым входом задатчика времени и входом второго счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами переключателя и- третьими входами второго блока сравнения, выход задатчика времени через инвертор соединен с вторым входом второго элемента И и непосредственно с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входов второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ и третьему входу переключателя, второй вход второго триггера соединен с выходом второго элемента И и вторым входом первого триггера, второй вход задатчика времени подключен .к выходу генератора тактовых . импульсов .