Цифровые и адресные мгновенно-суммирующие расходомеры топлива (стр. 2 из 3)
Глава 3. Устройство сжатия телеметрических данных
Устройство сжатия предназначено для использования на борту космического аппарата. Обслуживает 480 каналов и обеспечивает
при использовании алгоритма сжатия на основе предсказателя нулевого порядка. Устройство выполнено на интегральных микросхемах. Схема включения представлена на рисунке 6. 
Рисунок 6
Устройство сжатия приведенное на рисунке 7 содержит:
1. Справочное ЗУ – в нем хранится последний существенный отсчет для каждого информационного канала, пределы допуска (апертура) и знак приоритета. Когда на вход компаратора от АЦП поступает новая выборка данных, то из справочного ЗУ производится считывание последней переданной величины, пределов допуска и других сведений.
Рисунок 7
2. Компаратор – осуществляет операцию
и сравнивает d и 
(допуск апертуры). Если 
, то выборка вводится в справочное ЗУ, а также в буферное запоминающее устройство (БЗУ) и передается в РПУ.3. БЗУ – используется для временного запоминания существенных выборок, поступающих с непостоянной скоростью и преобразования их в поток данных с постоянной частотой следования.
4. Схемы хронирования и управления – вырабатывают сигналы, необходимые для управления устройства сжатия данных. Для хронирования используются тактовые импульсы (ТИ) системы и синхросигнал многоканального устройства (СИ). Упраляющая логика позволяет изменять пределы допуска (апертуру), принимать или отбрасывать существенные выборки в соответствии с сигналами от компаратора и схемы контроля степени заполнения БЗУ, а также по сигналам командной логики.
5. Счетчик адресов каналов – необходим для обращения к справочному ЗУ и для выдачи адреса при вводе данных в БЗУ.
6. Выходной регистр – преобразует данные из параллельной формы в последовательную. Скорость считывания задается тактовыми импульсами. Сигналы, передаваемые по линии связи содержат адресную информацию о принадлежности к определенному каналу, информацию о времени задержки, а также синхросигналы. Синхросигналы водятся в выходной регистр.
7. Система приоритета в Управляющей Логике включается при переполнении БЗУ. При этом в первую очередь ухудшается качество передачи данных с низшим приоритетом (увеличивают
). Если БЗУ очищается, то уменьшают в первую очередь наиболее важных каналов. Изменение характеристик устройства сжатия осуществляется как автоматически, так и по командам с земли.8. Командная логика управляет вводом для каждого канала начальных пределов допусков, знаков приоритета и распределением информации в справочном ЗУ по командам с земли и по программе.
Классификация БССО приведена на рисунке 8.
Рисунок 8
Узкоспециализированные БССО предназначены для выполнения небольшого числа функций:
1. Сбора и регистрации данных.
2. Подготовки данных для передачи по каналам связи.
3. Вывод на индикацию.
Специализированные БССО выполняют следующие функции:
1. Изменение программы сбора данных.
2. Анализ и отображение наиболее существенной части измерительной информации.
3. Определение состояния технических систем.
4. Сжатие и передача данных.
Универсальные БССО решают задачи обработки данных с одновременным управлением штатного оборудования ЛА. Строятся на базе мультипроцессорной техники.
В соответствии с возможностью адаптации к изменениям условий функционирования (характеристик потоков измерительной информации) БССО делят на два класса: неадаптивных и адаптивных.
Неадаптивные системы изменяют свои характеристики по сигналам с пункта управления.
Адаптивные - самостоятельно изменяют свои характеристики. Это необходимо, когда законы распределения потоков входной информации неизвестны.
расходомер топливо цифровой телеметрический
4.1 Узкоспециализированные БССО
Функции таких БССО несложны, поэтому можно обойтись без использования ЭВМ. Для таких систем характерен жесткий алгоритм функционирования этапов: 1-сбора, 2-регистрации, 3-подготовки для передачи, 4-индикации.
Первая система разработана французской фирмой SFIM в начале 50-х годов. В США в 1952г. принят закон о использовании таких систем (черных ящиков) на всех самолетах гражданской авиации. Обязательно регистрируются на магнитную ленту четыре параметра, характеризующих трассу полета: 1-скорость, 2-высота, 3-вертикальное ускорение, 4-курс.
В настоящее время число регистрируемых параметров ЛА более 20-30. в качестве регистраторов используются магнитофоны и ЭВМ.
Примером подобной системы есть БССО самолета (Дуглас) ДС-10, которая используется с 1970г (рисунок 9), где 1 – управление скоростью регистрации, 2 – метки времени, 3 – цифровые данные.
Все датчики разбиты на две группы высокого и низкого уровня. Подсистема нормировки состоит из двух блоков, каждый принимает 160 аналоговых сигналов.
Рисунок 9
Производится нормировка к уровню
5в. АЦП осуществляет опрос 320 нормированных каналов, а также 10 ЧМ сигналов о ВЧ вибрациях.Подсистема регистрации производит запись последовательным ИКМ кодом данных на магнитную ленту. Максимальная скорость регистрации 5000 бит/с при плотности записи на магнитный носитель 330 бит/мм.
Дистанционное управление используется для изменения режимов работы и скорости регистрации. Аналогичные системы использовались в американских спутниках в 1970 годах.
4.2 Специализированные БССО
В состав специализированных БССО вводится БЦВМ. Задачи БЦВМ :
1. Техническая диагностика неисправностей.
2. Адаптивный опрос и сжатие измеряемой информации.
3. Определение спектральных характеристик.
4. Определение статистических характеристик.
5. Рациональное кодирование.
6. Определение летно – технических характеристик.
Применяются с 1963г. вместе с возникновением ЭВМ третьего поколения (на интегральных схемах). Впервые специализированные БССО использовались в военной авиации для решения сложных баллистических задач, связанных с применением ракет.
Фирма IBM впервые установила специализированные БССО с параметрами 500 тыс. операций в секунду и объемом памяти 32000 26-ти разрядных слов на космическом аппарате. Mariner – 4.
Примером специализированных БССО является система, установленная на самолете С-5А. Эта система может работать на ракетах и КЛА (рисунок 10).
Рисунок 10
Данные от 20 блоков, включающие
1000 датчиков подаются на СУ. Сигналы нормируются по амплитуде и через коммутатор, а также АЦП проходят в БЭВМ, где кодируются, анализируются на наличие отказов и обрабатываются. Результаты анализа выводятся на дисплей и на панель управления и индикации. При нормальном полете используется одна частота опроса, при возникновении дефекта для детального анализа частота может регулироваться сигналом управления. Кроме того может регулироваться и порядок опроса (команда "адрес"). На экране дисплея можно вызвать сигналы любой подсистемы и сравнить с эталонами. Программа работа задана жестко и не обладает адаптивностью.4.3 Универсальные БССО
Появление универсальных БССО связано с тем, что:
1. Допустимое время для принятия решения уменьшается.
2. Стоимость расхода горючего увеличивается.
3. Любая ошибка дорого обходится.
Т.е. время на обработку и управление КЛА и ЛА резко сократилось. БЭВМ, установленные на универсальных БССО, решают задачи:
- диагностики;
- регистрации и обработки данных;
- управление режимом работы.
Для этой цели разработаны мультипроцессорные многофункциональные системы магистрального типа.
Во всех разработанных для КЛА универсальных БССО используется магистрально – модульный принцип построения (рисунок 11).
Рисунок 11
Терминал включает модем, логическое устройство, согласующее устройство. В модеме осуществляется модуляция и демодуляция сигналов. Логическое устройство производит предварительный анализ информации, а согласующее устройство – нормировку по амплитуде.
По сигналам программного устройства в соответствии со списком параметров производится обмен информацией между терминами и контроллером. Каждый терминал имеет свой адрес. Контроллер осуществляет обработку информации, поступившей от терминала, и задает порядок функционирования обслуживаемого оборудования. Формат данных, передаваемых между контроллером и терминалом изображен на рисунке 12.
От контроллера