Устройство для непрерывного контроля амплитудно-частотных характеристик каналов связи Советский патент 1983 года по МПК H04B17/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться ; для контроля коэффициента усиления и амплитудно-частотной характеристики общего тракта каналов широкополосных систем радиосвязи.

Известно устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников, с одержаЕ1ее переключатели, генератсф, ключи, блок управления, блоки преобразования, делители частоты, формирователи импульсов, счетчики, дешифратсфы, генераторы опорной частоты, фильтр, блок автоматической регулировки уровня, детектс, компараторы сумматор, элемент совпадения, триггер, формирователь стробирующих импульсов , блоки памяти, преобразователи кода, делители напряжения и согласующий усилитель fl 3,

Однако указан ное устройса-во имеет низкую точность контроля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для непреривного контроля амплитудно-частотных характеристик каналов связи, содержащее генератор качакхцейся частоты, последовательно соединенные переменный аттенюатор и первый направленный ответвитель, выход которого через контролируемый канал соединен с входом второго направленного ответвителя, полосовой фильтр и индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом генератора качающейся частоты С2 3,

Однако известное устройство имеет длительное время контроля,

Цель изобретения - умвныиение времени контроля путем слежения за изменением частоты сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в у-стройство для непрерывного контроля амплитудно-частотшлх характеристик каналов связи, содержащее генератор качающейся частоты, последовательно соединенные переменный аттенюатор и первый направленный ответвитель, выход которого через контролируекый канал соединен с входом второго направленного ответвителя, полосовой фильтр и индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом генератора качаюогейся частоты, введены первый и второй разветвители, ключ, смеситель, коммутатор, первый и второй детекторы, пороговый блок и формирователь управлякжфсх импульсов, причем второй выход генератора ка,чакя4ейся частоты соединен с входом первого разветвителя, первый, второ и третий выходы которого соединены соответственно с первыми входами ключа, коммутатора и смесителя, вторйй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго

направленного Ьтветвителя через второй разветвитель и. с входом полосового фильтра, выход которого соеднен с входом первого детектора, выход которого через пороговый блок соединен с входом формирователя управляющих импульсов,выход которого соединен с вторыми входами ключа, выход которого подключен к входу переменного аттенюатора и коммутатора, третий вход и выход которог соединены соответственно с вторым шлхОдом второго разветвителя и вХодом второго детектора, выход которого соеди:нен с вторым входом индикатора,

На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, пояснягацие его работу ,

Устройство для непрерывного контроля амплитудно-частотных характеристик каналов связи содержит генератор 1 качакадейся частоты, первьвй разветвитель 2, ключ 3, переменный аттенюатор 4, первый направленный ответвитель 5, индикатор б, второй направленный ответвитель 7, второй разветвитель 8, смеситель 9, полосовой фильтр 10, первый детектор 11, пороговый блок 12, формирователь 13 управляющих импульсов, коммутатор 14, второй детектор 15, кроме того, показан контролируекый канал 16.

Устройство работает следующим образом,

Генератор 1 генерирует высокочастотный испытательный сигнал постоянной амплитуды с частотой, изменякядейся по линейному закону в рабочем диапазоне частот контролируемого канала 16 (фиг, 2af, причем f и fg - соответственно нижняя и верхняя частоты, в предела которых осуществляется контроль. Эти частоты обычно устанавливаются в соответствии с полосой рабочих частот контролируемого канала 16.

С соответствующего выхода генератора 1 испытательный свипирую щий сигнал поступает на первый разветвитель 2, с первого выхода которого часть мощности испытательного свипирующего сигнала подается на ключ 3, Если ключ 3 замкнут, то свипирующий сигнал поступает через переменный аттенюатор 4, с помоси ю которого щ: ойзводится установка требуемого уровня испытательного сигнала на входе контролируемого канала, на вход первого направленного ответвителя 5, Этот первый направленный ответвитель (НО) соединен выходом с контролируемым и обеспечивает подачу на его

вход испытательного сигнала совмест но с основными сигналами.

Затухание основных сигналов, несущих сообщения (телевизионного, телефонных, телеграфных, радиовещательных и т.п.), должно быть минимальным, чтобы не увеличивалось заметно отношение сигнал/шум, С это целью переходное ослабление первого направленного ответвителя 5 выбрано равным 30 дБ. Оно может быть и другим. Это определяется располагаемой мощностью генератора 1, но не должно быть менее 20 дБ. Частоты основных сигналов расположены в полосах каналов связи (фиг. 2 б). Частота испытательного сигнала (фиг.2о( периодически меняется по линейному закону от f до fg . При изменении частоты от ц . до f интервал времени tp - t-i испытательный сигнал прохеадит через контролируекый канал 16, Часть его мощности отйетвляется с помощью второго направленного отдетвителя 7, переходное ослабление которого также, выбрано таким, чтобы не вносилось заметного затухания в тракт основно го сигнала. Частотная характеристика переходного ослабления обоих направленных ответвителей в полосе частот ц - f должна быть равномерна для того, ЧТО&1 не вносилась погрешность при контроле,

С выхода второго направленного ответвителя испытательный сигнал поступает на второй разветвитель 8. Часть мощности испытательного сигнала с второго выхода разветвителя 8 поступает на второй вход смесителя 9, на первый вход которого поступает испытательный сигнал с первого разветвителя 2. Вследствие того, что на оба входа смесителя поступают сигналы равных частот, на его выходе имеется только составляющая нулевой частоты, которая не проходит через полосовой фильтр 10, Следовательно, нет сигналов и на выходе последовательно соединенных первого детектора 11, порогового блока 12 и формирователя 13 управляющих импульсов.На ключ 3 и коммутатор 14 управляющее напряжение не поступает. Ключ 3 при этом замкнут и через него проходит испытательный сигнал, а коммутатор 14 подключает первый выход второго разветвителя 8 к второму детектору 15, С выхода второго детектора 15 продетектированный сигна проходит на второй вход индикатора б, на первый вход которого поступает управляющий сигнал (фиг. 2а)с певого выхода генератора 1. Б результате на экране индикатора 6 прочерчивается кривая, абсолютный уровенькоторой в каждой характеризует коэффициент усиления контролируемого канала на соответствующей частоте в интервале - f , а относительные изменения - частотную характеристику контролируемого объ5 екта как при обычном панорамном измерении амплитудно-частотных характеристик (фиг. 2 г, отрезок времени

io - .

Б момент времени t., (фиг. 2«/,ког10 да частота испытательного сигнала достигает значения t (фиг. 2 в) на выходе смесителя 9 появляется сигнал -с частотой f:J - f , Этот сигнал является результатом преобразования

5 основного сигнала с частотой (фиг,2б/ при появлении на первом входе смесителя 9 испытательного сигнала с частотой f , Этот сигнал попадает в полосу пропускания полосового

Q фильтра 10, проходит через него и воздействует на первый детектор , на выходе которого выделяется,пос(тоянное напряжение, пропорциональное уровню основного сигнала. Б этом

случае,, если это напряжение превы|шаёт пороговый уровень,установленный в пороговом блоке 12 ,на его выходе появится короткий импульс. Передний фронт этого импульса запускает формирователь 13, на выходе котсрого

0 в момент времени i появляется импульс напряжения. Длительность этого импульса равна . временному интервалу i (фиг. 2 в},

Формирование заднего фронта им5 пульса происходит следующим образом.

Б момент времени t на первый вход смесителя 9 с первого разветвителя 2 приходит испытатель-.

0 ньй сигнал с частотой . . На выходе смесителя частота сигнала становится равной разности частот 2 - 2 tacTOTe fL (фиг. 25 уровень основного сигнала и соот5 ветственно сигналов на выходе смесителя 9, полосового фильтра 10 и первого детектора 11 уменьшается и становится ниже опорного уровня порогового блока, и в момент t

возникает второй короткий импульс,

передний фронт которого возвращает формирователь 13 в исходное состояние (фиг. 2 в. Полоса пропускания л полосового ультра 10 должна удовлетворять следующему

5 условию i

,2 (fj) -f,,

т.е. он должен быть узкополосным. При этом можно считать что защит0 ные промежутки между частотами испытательного и основного сигналов приближенно равны центральной частоте „ф полосового фильтра:

P-f у. f - f f 1 1 2 2

Центральная .частота ff, определяется требуемой шириной защитного промежутка, который рассчитывается исходя из наименьшего допустимого уровня помех при передаче информации по каналам связиi

,Под действием импульса напряжения , образуияцегося на выходе форкшрователя 13 (фиг, 2 в), происходит срабатывание ключа 3 и коммутатора 14, На время действия этого импульса (интервал времени 2 )ключ 3 размыкается и испытательный сигнал не проходит на переменный аттенюатор 4 и далее через первый направленной ответвитель 5 на вход контролируемого канала 16,

Одновременно коммутатор 14 отклчает от второго детектора 15 выход второго разветвиталя 8 и подклют чает к входу второго детектора 15 третий выход первого разветвителя Продетектированный испытательный сигнал воздействует на второй вход индикатора 6, В результате этого на экране индикатора б в интервале времени t - i, прочерчивается калибровочная линия, соответствующая уровню испытательного сигнала с чатотами f - 2 на выходе первог разветвителя 2 {фиг, 2г , отрезок времени tj).I Далее в интервалы времени 2) t(, -tn устройство работает так, как описано выше для интервала времени t - -t., , а в

интервалы t} - t4

tff - tf

и

как в интервале 1 - 2

Таким образом, за период пере стройки частоты генератора 1 (интервал io li) экране ин/шкатора прочерчивается частотная характеристика усиления контролируемого канала 16 на всех частотах кроме частот, через которие ведется передача сообщений. На этих частотах на экране прочерчивается калибровочнгю лииия, соответствующ уровню испытательного сигнала на выходе первого разветбителя 2 (фиг, 21).

Отсчет коэффициента усиления и неравномерности частотной характеристики может производиться по масштабной сетке или по аттенюатору индикатора. Наиболее точно эт можно сделать с помощью переменног аттенюатора 4, изменяя его ослабление до тех пор, пока значение в контролируемой точке не сравняется с калибровочной линией на экране индикатора 6. При этом

.,ig,

где К - коэффициент усиления

контролируемого канала 16, дБ,

с1з - ослабление ключа 3, дБ,0 ослабление переменного

аттенюатора 4, дБ;

С(- и С - переходные ослабленияПервого и второго направленных ответвителя, соот5 вётвтвенно, дБ,.

oLg - ослабление второго разветвителя 8, дБ;

oL,C,C HoCg- постоянны и известны, а

У У ,/ ,. ГЧШ . а ftiv rrf

отсчитывается по шкале переменного аттенюатора 4, Таким Образом, применение предлагаемого устройства для непрерывного контр зля амплитудно-частотных характеристик каналов связи су, ществённо сокращает время измерения коэффициента усиления в широком диапазоне частот, исключает дискретность контролируемых точек и обеспечивает непрерывный контроль частотной зависимости коэффициента

0 усиления,Так, например, для контроля коэффициента усиления общего тракта трехствольного приемного устройства системы спутниковой связи в десяти точках при использова5 НИИ предлагаемого устройства требуется 20-30 с, а при использовании прототипа такой контроль занимает десятки минут. При этом, во-первых, по десяти точкам практически невоз0 можно судить о ходе АЧХ, по крайней мере о ее относительно мелкой структуре; во-вторых, за время перестройки генерафора и полосового , фильтра АЧХ может измениться, Вi

с предлагаемом же устройстве каждый цикл контроля частотной характерис;Тики во всей рабочей полосе частот занимает не более 0,1 с (частота : управляювчего сигнала генератора 1 обычно выбирается в пределах 10 0 70 ruj.

Кроме того, предлагаемое устройство автоматически исключает возможность попадания испытательного 5 сигнала в работающий контролируе шй канал связи.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ СВЯЗИ, содержащее генератор качающейся частоты, последовательно соединенные переменный аттенюатор и первый направленный ответвитель, выход которого через контролируемый канал соединен с входом второго направленного ответвителя, полосовой фильтр и индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом генератора качающейся частоты, о тли чающееся тем, что, с целью уменьшения времени контроля путем слежения за изменением частотй сигнала, в него введены первый и второй разветвители, ключ, смеситель, коммутатор, первый и второй детекторы, пороговый блок и формирователь управляклцих импульсов, причем второй выход генератора качающейся частоты соединен с входом первого разветвителя, первый, второй и третий вькоды которого соединены соответственно спервыми входами ключа, коммутатора и смесителя , второйвходи выход которого соединены ;соответственно с выходом второго направленного ответвителя через второй разветвитель и с входом полосового фильтра, выход которого соединен с входом первого детектора, выход (Л которого через пороговый блок соединен с входом формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с вторыми входами ключа, выход которого подключен к входу переменного аттенюатора и коммутатора, третий вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом второго раэветвителя У1 и входом второго детектора, выход которого соединен с вторым входом :о ;индикатора. 00 00