Система телеизмерений частоты вращения турбобура
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
тельностью;
числом единиц.
Элемент ИЛИ - служит для логического суммирования двух входных сигналов, выходной сигнал этого элемента поступает в линию связи.
Рассмотрим работу схемы в динамике. Пусть исходным будет состояние, когда коммутатор элементов кода Кэ находится в положении (к+1), а коммутатор каналов Кк находится в положении 1.
В этом состоянии коммутатор каналов Кк имеет логическую единицу на выходе позиции 1. Она открывает Кл1 и сигнал с выхода датчика первого подключен к входу АЦП, который преобразует его в цифровой код и этот код записывается и хранится в регистре RG. С приходом следующего тактового импульса Кэ переходит с позиции к+1 в позицию 1. Поэтому на управляющий вход И1 поступает логическая единица и открывает схему И1, следовательно, символ из ячейки 1 регистра RG через элементы И1, УПД, ИЛИ поступает в линию связи.
На втором такте аналогично в линию связи поступает символ из ячейки 2 регистра RG. 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, на 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 ИЛИ поступает в линию связи.
4. Информационный расчёт цифровой системы телеизмерения
Целью информационного расчёта является определение параметров функциональных блоков системы, обеспечивающих требования заданной точности телеизмерения. Состав функциональных блоков был определён при разработке структурной схемы.
Определим отдельные составляющие погрешности телеизмерения по заданной величине :
(4.1)
- инструментальная погрешность, которой обладает датчик телеизмеряемой величины;
- погрешность квантования по времени вместе с устройством восстановления непрерывных сообщений по дискретным отчетам;
- погрешность квантования по уровню;
- погрешность шумов в линии связи.
Рассчитаем коэффициент аппроксимации при параболической интерполяции:
(4.2)
Для оценки эффективности использования каналов связи вычисляется так называемый коэффициент избыточности отчетов:
(4.3)
Шаг дискретизации в соответствии с теоремой В.А. Котельникова определяется граничной частотой спектра сообщения
(4.4)
Шаг дискретизации по времени принято называть циклом опроса и обозначать . Для удобства дальнейших расчетов, примем это значение равное . Из полученных расчетов видно, что не превышает требуемое быстродействие системы, т.е.
Зададим коэффициент, учитывающий защитный интервал между каналами .
Рассчитаем время, которое отводится на опрос одного датчика при равномерной дискретизации:
(4.5)
Определим защитный интервал:
(4.6)
Рассчитаем частоту коммутации каналов (скорость выдачи кодовых слов):
(4.7)
Определим максимально возможный шаг квантования по уровню:
(4.8)
Рассчитаем требуемое минимальное число уровней квантования:
(4.9)
Тогда необходимая разрядность первичного - кода определится из соотношения:
(4.10)
Мощность первичного кода будет:
(4.11)
Уточним шаг квантования по уровню:
?х = (4.12)
Определим масштабные коэффициенты :
(4.13)
(4.14)
Рассчитаем значение измеряемой величины на последнем - ом уровне квантования и определим соответствующую этому значению кодовую комбинацию первичного - кода:
(4.15)
(4.16)
Убедимся в правильности расчета масштабного коэффициента:
(4.17)
(4.18)
где - шаг квантования по уровню измеряемой величины А.
(4.19)
Следовательно, расчёт масштабного коэффициента выполнен правильно.
По данной требуемой точности телеизмерения определим абсолютную погрешность :
(4.20)
Дисперсия этой погрешности:
(4.21)
Рассчитаем величину дисперсии ошибки от помех в канале связи . Зададимся и корректирующей способностью -кода и в соответствии с таблицей 1. Минимальное кодовое расстояние и корректирующая способность кода изменяются в соответствии с увеличением номера итерации по закону, иллюстрируемому табл. 1.
Номер итерации, в котором указаны число обнаруживаемых и исправляемых ошибок, используется для выбора типа корректирующего кода. Примем вначале , и , найдем величину дисперсии ошибки от помех в канале связи по формуле:
, (4.22)
где - вероятность искажения в канале связи одного двоичного символа;
- шаг квантования по уровню;
- разрядность первичного кода;
(4.23)
Полученные расчеты занесем в таблицу (таблица 3).
Таблица 3 - Величина дисперсии ошибки от помех
Итерации123dмин123t0012tи000Dш
Сравним полученное значение с :. Таким образом, безызбыточный код может быть использован, но для дальнейшего проектирования принимаем код, у которого , а значит код, к