Устройство для контроля каналов связи Советский патент 1984 года по МПК H04B3/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся для оценки качества каналов связи предназначенных для передачи как телефонной, так и дискретной информации. Известно устройство оперативного контроля каналов тональной частоты, состоящее из передающей части, содер жащей генераторы контрольных частот, выходы которых подключены параллельно к входу проверяемого канала, выход последнего - к входу приемной части, содержащей последовательно соединен;{ые входной блок, регулируемый усилитель, блок полосовых фильтров, блок компараторов и элемент иС Однако устройство имеет низкую точность контроля, так как в нем не учитывается универсальность стандартного канала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля каналов связи, содержащее передающей части задающий генератор, а в приемной части блок фазовых детекторов и последовательно соединенные усилительи блок выделения огибающей, причем первый вход блока фазовых детекторов соединен с выходом усилителя, вход которо го соединен с выходом канала связиС2 Однако известное устройство имеет низкую точность контроля, так как оно вьщает только обобщенный результат контроля, который не может являт.ься точным отображением состояния характеристик канала связи. Цель изобретения - повышение точности контроля. С этой целью в устройстве для контроля каналов связи, содержащем в передающей части задающий генератор, а в приемной части - блок фазовых детекторов и последовательно соединенные усилитель и блок вьщеления огибающей, причем первый вход блока фазовых детекторов соединен с выходом усилителя, вход которого соединен с выходом канала связи, в передеющей части введены последовательно соединенные делитель частоты, вхо которого соединен с выходом задающего генератора, формирователь тестсигнала и блок ключей, а также последовательно соединенные блок фильтров, вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты, и блок фазовращателей, первый и второй выхо ды которого подключены к второму и третьему входам блока Ключей, выход которого подключен к каналу связи, второй вход формирователя тест-сигнала является входом управляющих импульсов устройства для контроля каналов связи, а в приемной части введены последовательно соединенные блок тактовой .синхронизации и блок цикловой синхронизации, второй вход которого соединен с первым входом блока тактовой синхронизации и с выходом блока вьщеления огибающей, управляющий вход и второй выход блока такто- вой синхронизации соединены соответственно с третьим выходом делителя частоты и вторым входом блока фазовых детекторов, третий вход которого соединен с выходом блока фильтров, .причем соответствующие выходы блока цикловой синхронизации, блока фазовых детекторов и блока тактовой синхронизации являются первым, вторым, третьим и четвертым выходами устройства для контроля каналов связи. На фиг.I.представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 и 3 - эпюры напряжений, поясняющие его работу. Устройство для контроля каналов связи содержит в передающей части 1 делитель 2 частоты, формирователь 3 тест-сигнала, блок 4 ключей,, блок 5 фильтров, блок 6 фазовращателей, задающий генератор 7, а в приемной части 8 - блок 9 фазовых детекторов, блок 10 тактовой синхронизации, блок 1 цикловой синхронизации, усилитель 12, блок 13 вьщеления огибающей, причем передающая и приемная части соединены каналом 14 связи. Устройство работает следующим образом. Испытательными сигналами являет ся набор фазомодулированных последовательностей максимальной длины (ПМД), представляющих систему сложных сигналов, которые, проходя по каналу 4 связи, испытьгоают влияние последнего на степень затухания и групповое время передачи сигналов. В исходном состоянии формирователь 3 тест-сигнала в передающей части 1 обнулен, и испытательный сигнал э канал не поступает.-По ко-. манде oneiJaTopa задающий генератор 7 начинает вырабатывать последовательность прямоугольных импульсов, следующих с частотой f (фиг..2 а) , ко31

торая преобразуется делителем 2 частоты в три частотыf ji. fyn (фиг. 25-) . Блок 5 фильтров вьщеляет первую гармонику частоты (фиг .2в), поступающую в блок 6 фазовращателей, на выходе которого получаются два сигнала, имеющие частотуf,, и фазовый сдвиг относительно друг друга на 90(фиг. ). Первый импульс цифровой последовательности, следую|щей с частотой (фиГ.За), запускает формирователь 3 тест-сигнала, который вырабатывает ПМД (фиг.35),, поступающую на блок 4 ключей. В блоке 4 происходит модуляция сигналов 1ЩЦ По фазе синусоидальными.сигналами, поступающими с блока 6 фазовращателей. Таким образом, на выходе блока 4 ключей получается фазомодулированная НМД, у которой поочере ;н6 кодируются только единицы причем первая единица кодируетсй функцией видаи(, вторая - функцией вида U cos u/jjt, третья -UpSinWjjt и т.д. (фиг.З в).Такое кодирование позволяет получить точное измерение сдвига фаз в пределах О - С

С выхода блока 4 ключей сформированный тест-сигнал, имеющий заданный измерительный уровень и заданную измерительнзтю частоту кодирующего сигнала, поступает на вход канала 14 связи. Пройдя по прямому и обратному каналу 14, тест-сигнал поступает в приемную часть 8 на вход усилителя 12 с линейной характеристикой, который служит для установки оптимального уровня работы приемной части 8 устройства и для согласования выхода канала 14 связи. Далее сигнал (фиг.3п-,д) поступает на блок 13 вьзделения огибающей, который производит выделение огибающей фазомодулированного сигнала и восстановление его формы, что необходимо для нормальной работы блоков 10 и 11 цикловой и тактовой синхронизации. Восстановленная последовательность прямоугольных импульсов (фиг.3е,ж) поступает на блок I1 цикловой синхронизации и блок 10 тактобой синхронизации. Блок 11 цикловой синхронизации отслеживает начало и конец принятого тест-сигнала (фиг.Зз и обеспечивает вьщачу информации о прохождении сигнала, либо о поражении цикла передачи тест-сигнала. Информация с блока 11 цикловой синхронизации поступает на выход устройст

842

ва. Блок 10 тактовой синхронизации под действием частоты f pобеспечивает подстройку с заданной точностью границ посылок.переданного и принятого тест-сигнала (фиг.Зи).

При совпадении границ посылок на выходе блока 10 появляются импульсы, длительность которых пропорциональна сдвигу фаз прямого и обратного каналов связи, а также формируется сигнал управления блоком 9 фазовых детекторов, который дает разрешение на синхронное детектирование фазомодулированных сигналов, принятых с выхоC да канала 14 связи. В силу синхронного детектирования и ортогональности кодирующих функций на выходе блока 9 фазовых детекторов появляется сигнал (фиг.З к, л) , содержащий информацию об изменении характеристик

0 канала 14 связи. Следует отметить, ,что сигнал, снимаемый с выхода блока 9, позволяет определить сдвиг фаз в пределах О ), а сигналы,

г снимаемые с выхода блока 10 тактовой синхронизации, позволяют определить это сдвиг с точностью дo пер(йода. Информация об изменении характеристик поступает на выход устройства.

После окончания цикла ПМД, т.е. получения результатов измерения на первой измерительной частоте, оператор вьщает управляющий сигнал на делитель 2 частоты. Происходит уста5 новка второй контрольной частоты на выходе блока 5 фильтров, и измерение повторяется. Общее число циклов опре-деляется требуемой точностью контроля качества канала 14 связи, т.е.

0 выбранным количеством контрольных точек в частотных характеристиках -канала 14 сйязи.

Технико-экономическая эффектив5 ность предложенного устройства выяв.ляется на основе его сравнения с широко применяемой на вторичной сети ;ЕАСС аппаратурой типа АТМЕ. Общей функцией для аппаратуры АТМЕ и 0 предложенного устройства является измерение АЧХ на частотах:400 Гц, 800 Гц, 2800 Гц. Для аппаратуры АТМЕ суммарное время измерения на этих частотах составляет 2,4 с. 5 .

В предложенном устройстве применяется последовательность максимальной длины t,15. При соотношении частот (n/f 7- 10 получим, что время изме рения на частоте 400 Гц составит /..38 с. Соответственно для частот 800 Гц и 2800 Гц время измерения равно йоо ,19 с; 0,05 с, 2800 280 т.е. суммарное время измерения пред ложенным устройством составит t,r t 4t +t ()20МС Таким образом, получаем выигрыш во времени в четыре раза. Это позволяет проконтролировать четыре канала связи за то время, за которое аппаратура АТМЕ может ос}пцествить контроль лишь одного канала связи. При контроле канала связи предло женное устройство позволяет получит за один цикл контроля выборку значе ний случайной величины из п измере ний (з нашем случае . Среднее арифметическое данной выборки определяется выражением л Х( Х;/Г , 5 - значение измеряемой величины;г - число измерения. Оно представляет собой выборочное среднее из п измерений или оценку среднего значения, которое получилось при п , Тогда выборочную дисперсию одного цикла измерения мо но определить по формуле )(n)(x,-X(nf. При условии исключений систематических погрешностей предел Ял,, при равен истинному значению А1 меряемой величины Kim хи)Л . (з) Возможное отклонение между средним арифметическим значением цикле тлзмерений jij(l) и истинным значением ЧЗ) характеризуется среднеквадратической погрешностью результата из измерений , .(-Ч: Из сопоставления уравнений (2 ) и (.4 следует, что представление результата из серии п измерений в виде среднеарифметического значения Х(п|{1) позволяет уменьшить среднеквадратическую погрешность в УгГ раз, т.е. в ,65 раза. Приведенные математические, выкладки являются наглядным доказательством увеличения точности контроля в предложенном устройстве по сравнению с базовым устройством контроля каналов связи типа АТМЁ. Таким образом, выбор специальной структуры испытательных сигналов и введение новых блоков, позволяет существенно увеличить точность кбнтроля канала связи, а также сократить время контроля при полной его автоматизации.

V v

Ф1я.г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ, содержащее в передающей части задающий генератор, а в приемной части блок фазовых детекторов и последовательно соединенные усилитель и блок выделения огибающей, причем первый вход блока фазовых детекторов соединен с выходом усилителя, вход которого соединен с выходом канала связи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, в передающей части введены последовательно соединенные делитель частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, формирователь тестсигнала и блок ключей, а также последовательно соединенные блок фильтров, вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты, и блок фазовращателей, первый и второй выходы которого подключены к второму и третьему входам блока ключей, выход которого подключен к каналу связи, второй вхо формирователя тест-сигнала является входом управляющих импульсов устройства для контроля каналов связи, в приемной части введены последовательно соединенные блок тактовой синхронизации и блок цикловой синхронизации, второй вход которого соединен с первым входом блока тактовой сигнализации и с выходом блока вьщеления огибающей, управляющий вход и второй выход блока тактовой синхронизации соединены соответственно с третьим выходом делителя частоты и вторым входом блока фазовых детекторов, третий вход которого соединен с выходом блока фильтров, причем соответствующие выходы блока цикловой синхронизации, блока фазовых детекторов и блока тактовой синхронизации являются первым, вторым, третьим и- четвертым выхода- . ми устройства для контроля каналов связи.