数字遥测

科技工作者之家 2020-11-17

有的遥测系统,在时间域和频率域上,可以是连续系统也可以是离散系统,但是它们的一个共同点是,在信息的幅度域上,所有系统都是连续的。我们把这一类遥测系统称之为模拟遥测系统。现在将给出把信息振幅离散化的通信机。系统中的信息在时间域取离散值,并把幅度域离散值作数字代换,最后以脉冲编码的形式通过载波传送,这就是数字编码遥测系统,也就是数字遥测1。

简介数字遥测是被测信息信号经采样、量化和编码后传输的遥测系统。采样是使信息信号在时间上离散化。量化是使采样值在幅度上离散化。编码是将离散化的采样值用代码表示并将代码变换成便于传输的波形(即码型)。码型为遥测系统的基带信号1。

信号转换基带信号调制在载波上进行传输。接收端经解调器与译码器获得代码或还原成模拟信号,送至终端供记录、监视或其他应用。代码用来表示采样幅值,可用二进制或多进制,用编码调制方法构成遥测信号代码。编码调制有脉冲编码调制 (PCM)、增量调制(DM)与量化脉冲相位调制(QPPM)。脉冲编码调制是将被测信息信号进行采样,然后用最靠近实际采样值的离散电平代替实际采样值,即量化,再经编码器编成代表此值的二进制或多进制代码,它是用一组码代表一个采样值。

增量调制是用一位二进制码来构成 PCM所代表一个采样值的一组码,以简化编译码设备。其发送端的编码规则是:当采样值相对于前一采样值增大时就产生“1”码,否则产生“0”码。接收端译码规则是:每收到一个“1”码,译码器输出相对于前一时刻增加一个量化电平,每收到一个“0”就减小一个量化电平。量化脉冲相位调制与脉冲相位调制类似,但前者脉冲相位不是连续的,而是取离散值。为便于传输要将代码变为码型。码型要调制在载波上进行传输,对载波进行调制的基本方法有幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控 (PSK)与差分相移键控(DPSK),还可采用多重调制。数字式遥测系统,抗干扰性强,便于与计算机结合,因此在远距离、大容量遥测系统中都采用数字式遥测系统2。

数字式优点数字式遥测优点概括起来有:

(1)传送精度高

我们总是希望遥测系统能精确的传送被测信号,但在测量过程中引入外界干扰又是不可免的,问题是如何方便地从干扰信号中恢复出被测信号来。由于传送的仅是脉冲的存在或不存在两种电平,因而电路的幅度特性的非线性、零点漂移等等都不会影响传输精度。所以说,数字式遥测系统的精度是很高的。

(2)容最大

在模拟式传输系统中,频分制的路际干扰随着路数的增加而迅速增加。在时划分系统中,由于路数的增加必然使信道间隔减少,路际干扰增加,但在数字式遥测中,只要满足再生条件,则路际干扰不会产生有害的作用,所以可以安排较多的路数。

(3)便于数据处理

由于数字式遥测系统采用二进制编码,因此对于大量的数据可以直接和电子计算机接口,便于实时处理,同时也便于数码显示和记录。

(4)具有灵活性

PCM凋制系统的精度主要是由分层间隔的大小(层数的多少)来决定的,也就是说脉冲编码调制系统的精度主要是由代表信息的脉冲个数决定的。因此该系统容易提供不同精度系统2。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学

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