Описание структурной схемы устройства

Цифровые и кодоимпульсные системы ТИ отличает дискретная структура сигнала у, подаваемого в линию или в канал связи, не подчиняющаяся линейной зависимости от измеряемой величины А.

Сигнал у, отображающий значение измеряемой величины А, в цифровых системах ТИ представляет собой кодовую комбинацию одного из используемых кодов.

Для преобразования измеряемой величины в код непрерывная функция времени А(t), а точнее Х(t), подвергается дискретизации по времени и по уровню. Каждому дискретному уровню Х присваивается свой порядковый номер, который представляется в том или ином коде. Через равные промежутки времени текущее значение параметра Х отожествляется с ближайшим уровнем квантования Х, кодируется и передаётся в приёмник. В приёмнике производится дешифрация принятого кода, т.е. определение посланного номера уровня, по которому в выходном приборе воспроизводится в той или иной форме телеизмеряемая величина.

На рис.2.1 приведена структурная схема многоканальной цифровой системы ТИ, поясняющая принцип построения подобных систем.

Эти схемы описываются в два этапа:

1. описание всех элементов и их входные и выходные величины;

2. описание их взаимодействия в динамике.

Рассмотрим сначала принцип работы устройства КП (рис.2.1).

Рис.2.1. Структурная схема устройства контролируемого пункта цифровой системы

телеизмерения

Структурная схема устройства контролируемого пункта цифровой системы телеизмерения (рис. 2.1) содержит следующие элементы:

ГТИ – генератор тактовых импульсов, вырабатывает импульсы для работы.

К_э – коммутатор элементов кода. На входе тактовые импульсы, выходной сигнал – сигнал логической единицы, последовательно появляющийся на выходах от 1 до к+1.

И₁, И₂, И_к, И_в –схемы 2И – выходной сигнал равен логической единице при наличии логических единиц одновременно на двух входах.

RG – регистр памяти (параллельный регистр) – служит для хранения кодовой комбинации, поступающей на вход с АЦП.

АЦП –аналоговый цифровой преобразователь, преобразует входную аналоговую величину в цифровой код.

Кл₁ – Кл_n – аналоговые ключи, имеют один выход и два входа. Первый вход управляющий, который разрешает подключение к выходу информационного сигнала, подаваемого на второй аналоговый вход.

D₁ – D_n – аналоговые датчики телеизмерения величины.

К_к – коммутатор каналов, тоже что и К_э с учётом замены величины К на N.

УПД – устройство повышения достоверности – кодер помехозащищённого кода. На входе двоичный код в последовательной форме, а на выходе код, способный обнаруживать или исправлять ошибки (помехозащищённый код) в последовательной форме.

ФСС – формирователь синхронизирующего сигнала. По входному сигналу вырабатывается синхронизирующий сигнал, отличающийся от информационного сигнала с выхода УПД, одним из трёх признаков:

1) полярностью;

2) длительностью;

3) числом единиц.

Рассмотрим работу схемы в динамике. Пусть исходным состоянием будет: К_э находится в положении (к+1), К_кнаходится в положении 1.

В этом состоянии коммутатор каналов имеет логическую единицу на выходе позиции “1”. Она открывает его, и сигнал с выхода датчика первого подключен к входу АЦП, который преобразует его в цифровой код и этот код записывается и хранится в регистре. С приходом следующего тактового импульса К, переходит с позиции “к+1” в позицию “1”. Поэтому на вход И₁ поступает логическая единица и открывает схему И₁, следовательно, содержимое ячейки 1 регистра через схему И₁, УПД, И_в поступают в линию связи.

На втором такте аналогично в линию связи поступает символ из ячейки 2 регистра. По истечении “к” тактов завершается посылка в линию связи информационной “к” разрядной кодовой комбинации. На “к+1” такте из УПД в линию связи сдвигается контрольный разряд помехозащищенного кода. Одновременно коммутатор каналов переходит на позицию 2, в которой через ключ 2 на вход АЦП поступает сигнал с датчика 2. Далее для второго канала все процессы повторяются аналогично первому. Таким образом, в линию связи последовательно передаётся информация по всем N каналам. В позиции N+1 коммутатора каналов на вход ФСС поступает логическая единица, которая включает в работу формирователь синхросигнала. Синхронизирующий сигнал через схему И_в поступает в линию связи. Вместо схемы И_в можно применить схему “ИЛИ”.