Устройство для определения нелинейных искажений канала связи Советский патент 1984 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к технике связи и ралиоэещания и может быть яс польаовано при контроле каналов связи и радиовещания. Известно устройство для измерения нелинейных искажений объекта исСледо вания, содержащее генератор сигналов эталонной частоты, выделитель гармоник сигналов эталонной частоты, блок аналиэа нелинейных искажений. Нелийейн|ае искажения оценивают по гармоникем сигналов эталонной частоты, которые обнаружены на выходе объекта исследования 13. Однако это устройство не позволяе проводить измерения с помощью реальных вещ&тельных сигналов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является.уст ройство, содержащее анализатор опектра, генератор сигналов и регистратор искажений. Такое устройство используют для оценки нелинейных искажений реальных сигналов, передаваекых по каналу свя зи. С помощью полосового заграждгиоше го фильтра из спектра реального сигнала удаляются сигналы в определенной полосе частот. На приемном конце канала связи о нелинейности судят по гармоникам и координационным частотам обнаружены в той полосе частот, в которой с помощью заграждающего фильтра при передаче удален реальный сигнал канала связи 2. : Однако при использовании известного устройства информация, передаваемая в канал связи, искажается, поскольку определенная область частот информационного сигнала в канал не подается. Цель изобретения - исключение перер ывов связи при измерениях в рабочем канале связи. Поставленная цель достигается тем что в устройство для определения нелинейных искажений канала связи, содержоцее первый анализатор спектра генератор сигналов и регистратор искажений, введены интегратор опорного сигнала, первый триггер и гидта и последовательно соединенные синхронизатор, первый блок памяти, усилитель-ограничитель, детектор, второй триггер 1А«дта, первый элемент И, триггер, вторюй блок пг1мяти,второй усилитель-ограничитель, второй анализатор спектра, третий элемент И, интегратор, регулируемый усилитель, выход которого подключен к вто рому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому вхо ду регистратора искажений, второй вход которого соединен с выходом триггера а третий вход регистратора искажений соединен с управляющим Входом триггера, первым входом интегратора опорного сигнала, вторым входом интегратора и другим выходом синхронизатора, выход которого соеинен с входом второго блока памяти, выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И и вторым входом интегратора опорного сигнала, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, причемвыход первого усилителя-ограничителя через последовательно соединенные первый анализатор спектра и первый триггер Шмидта подключен к второму входу первого элемента И. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для определения нелинейных искажений канала связи, на фиг.2 - спектры сигналов, на фиг.З - напряжения на элементах устройства. Устройство содержит первый блок 1 памяти,усилитель-ограничитель 2, первый анализатор 3 спектра первый триггер 4 Amni3L, первый элемент И 5, детектор 6, второй триггер 7 1А1идта, триггер 8, регистратор. 9 искажений, второй блок 10 памяти, второй усилитель-ограничитель 11, второй ансшизатор 12 спектра, второй элемент И 13, интегратор 14, интегратор 15 опорного сигнала, регулируемый усилитель 16, третий элемент И 17, синхронизатор 18. Предлагаемое устройство позволяет измерять нелинейные искажения с помощью информационных сигналов, которые создаются звуками речи одного человека или одного музыкального инструмента, для передачи которых предназначен канал связи. При этом сигнал, подаваемый в канал связи, используют в качестве эталонного. Сравнивая эталонный сигнал и сигнал, прошедший по каналу связи, определяют величину нелинейных искажений в канале свЛзн. Спектр речи и колебаний многих музыкальных инструментов имеет резко выраженный линейчатый характер, т.е. основная часть энергии колебаний сосредоточена в узких полосах частот. Предлагаемое устройство автоматичесзки выделяет временные интервалы, в течение которых определенная область частот информационного сигнала или сильно подавлена, или вообще отсутствует .Нелинейные искажения при этом оцениваются по наличию продуктов нелинейных искажений в этой области частот на приемном конце канала связи. . Предлагаемое устройство работает следующим образом. В качестве блоков памяти могут использоваться магнитофоны. В этом случае в блоке 1 памяти (магнитофон) устанавливают ленту с записью эталонного сигнала, т.е. информацнонного

сигнала, записанного на передающей стороне канала связи. На магнитофоне 10 устанавливают ленту с записью тех же информационных сигналов на приемной стороне канала связи. С помощью синхронизатора 18 осуществляют сиихронное воспроизведение сигналов магнитофонами .

Регулировками выходных сигналов магнитофонов добиваются того, что на входы усилителей-ограничителей 2 и 11 поступают сигналы больше номинальных. В этом случае с выходов усилителей-ограничителей 2 и 11 на анализаторы 3 и 12 спектра поступают практически постоянные уровни сигналов, что обеспечивает возможность проведения измерений в каналах с переменным коэффициентом передачи. Уровни выходных сигналов усилителейограничителей 2 и 11 выбирают один аховыми .

На фиг.2а,б показаны.спектры эталонного сигнала Uj и сигнала на приемной стороне канала связи Ug,x , которые используются для оценки нелинейных искажений канала связи, U выходные номинальные сигналы усилителей-ограничителей. У эталонного сигнала (фиг.2а,б) в полосе 4f спектральные составляющие отсутствуют. В этой же полосе в спектре сигнала, прошедшего канал связи, есть частотные составляющие (гармоники, комбинационные частоты), обусловленные нелинейностью канала связи. Эти продукты нелинейных преобразований поступают на вход элемента И 13. Полоса фильтра анализатора 12 спектра выбирается уже, чем полоса фильтра анализатора 3 спектра с целью уменьшения влияния неилеальности частотных характеристик фильтров на результат измерений.

С выхода анализатора 3 спектра эталонный сигнал поступает на триггер 4, который подает разрешающий по тенцигш на первый элемент И 5 в. том случае, когда в полосе Afj анализатора 3 спектра сигналы или отсутствуют, или ниже определенного порогового уровня. Йороговый уровень выбирается, исходя из уровня шумов в канале связи и минимальной величины продуктов нелинейных искажений, которые необходимо оценивать с помощью предлагаемого устройства.

Кроме того, эталонный сигнал с выхода усилителя ограничителя 2 поступает на детектор б и второй триггер 7 , который подает разрешающий потенциал на первый элемент И 5 только в том случае, когда на выходе усилителя-ограничителя 2 выхо ные сигналы достигают номингшьной величины.

Разрешающий потенциал на выходе первого элемента И 5 появляется только в те интервалы времени, когда сигнал на выходе усилителя-ограничителя 2 достигает номинального уровня а в полосе фильтра анализатора 3 спектра сигнал отсутствует. Таким образом, введенные блоки (1-7) позволяют производить автоматический отбор временных интервалов пригодных для измерения величины нелинейных искажений.

Анализатор 12 спектра и элемент И 13 выделяют сигнал, пропорциональный продуктам нелинейных искажений, который поступает на интегратор 14, интегрирующий сигнал в течение времени Т (фиг. За,б) и, - напряжение на выходе элемента И 13, 1,- напряжение на выходе .интегратора 14.По истечении интервала времени т сигнал с выхода интегратора 14 по команде синхронизатора 18 поступает на вход регулируемого усилителя 16.

Чтобы сигнал на выходе усилителя 16 зависел только от величины продуктов нелинейных искажений и мало изменялся при изменении времени усреднения, разрешающий сигнал с первого элемента И 5, длительность которого равна длительности времени усреднения продуктов нелинейных, искажений, поступает на интегратор 15 опорного сигнала (фиг. Зв ) ,Uyj,- напряжение на выходе интегратора 15. Интегратор 15 линейно уменьшает коэффициент передачи регулируемого усилителя 16.

Таким образом, на выходе регулируемого усилителя 16 сигнал пропорционален величине продуктов нелинейности в полосе afj анализатора 12 спектра и не зависит от изменения продолжительности времени их усреднения.

С выхода регулируемого усилителя 16 сигнал через элемент И 17 поступает на регистратор 9 искажений,который регистрирует искажения при наличии сигнала на выходе триггера 8 с раздельным запуском. Триггер 8 запускается разрешающим потенциалом на выходе первого элемента И 5. После фиксации величины нелинейных искажений регистратором 9 импульсы, вырабатываете синхронизатором 18, обнуляют интегратор 14 и интегратор 15 и возвращают триггер 8 в исходное состояние.

В предлагаемом устройстве можно использовать анализаторы одновременного действия (параллельные анализаторы). В этом случае к каждому выходу анализатора 3 спектра подключается триггер 4 и элемент И 5, триггер 8, а к каждому выходу анализатора 12 спектра подключак тся элементы И 13, интеграторы 14, регулируемые усилители 16, элементы И 17.

if, Vyo

:«

/ f

fn

%

3

/

/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее первый анализатор спектра, генератор сигналов и регистратор искажений, отличающееся тем, что, с целью исключения перерывов связи при измерениях в рабочем канале связи, в него введены интегратор опорного сигнала, первый триггер Шмидта и последовательно соединенные синхронизатор, первый блок памяти, усилитель-ограничитель, детектор, второй триггер Шмидта, первый элемент И, триггер, второй блок памяти, второй усилитель-ограничитель, второй анализатор спектра, третий элемент И, интегратор, регулируег ый усилитель, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу регистратора искажений, второй вход которого соединен с выходом триггера, а третий вход регистратора искажений соединен с управляющим входом триггера, первым входом интегратора опорного сигнала, вторым входом интегратора и другим выходом синхронизатора, выход кото- рого соединен с входом вторюго блока памяти, выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элеi мента И и вторым входом интегратора опорного сигнала, выход которого под ключей к управляющему входу регулиру- емого усилителя, причем выход первого усилителя-ограничителя через последовательно соединенные первый | анализатор спектра и первый триггер с йКчидта подключен к второму входу первого элемента И. 00 4;: ф