Устройство для измерения фазового дрожания в регенераторах цифровых систем передачи Советский патент 1985 года по МПК H04B3/46 

Устройство относится к технике цифровой связи и может быть использовано для измерения фазового дро-жания (ф,д.) в регенераторах.

Целью изобретения является повышение точности измерения фазового дрожания.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения фазового дрожация в регенераторах цифровых систем передачи.

Устройство содержит генератор 1 такто1вой частоты, делитель 2 частоты, счетчик 3, преобразователь 4 кода, эквивалент линии 5, фазовый детектор 6, элемент 7 задержки, триггер 8, осциллограф 9, дополнительньш счетчик 10, цифроанаговый преобразователь 11, частотньй модулятор 12, блок 13 формирования сигналов весовых коэффшщентов, перемножитель 14 измеритель 15 эффективного значения напряжения, квадратор 16, переключатель 17, измеряемый регенаратор 18

Фазовое дрожание представляет собой отклонение от тактовых точек моментов появления импульсов на выходе регенератора. Положение этих импульсов определяется стробирующими (синхронизирующими) импульсами, формируемыми схемой вьщеления тактовой частоты (ВТЧ). Возрастание фазового дрожания ведет к увеличению вероятности ошибки. Поэтому величина ф.д. является одним из важных показателей, характеризующих качество работы регенератора цифрового сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовой частоты формирует опорную последовательность импульсов, которая поступает на делитель частоты 2 и с него на счетчик 3 . Последний под действием импульсов с делителя частоты 2 поочередно проходит все 2 возможных состояния. Преобразователь 4 кода преобразует символы кодовой комбинации, снимаемые со счетчика 3 в параллельном коде,и символы кодовых комбинаций последовательного кода, используемого в линии, при этом синхронизация преобразователя кода осуществляется от генератора 1 такТОБОЙ частоты. Таким образом, на выходе преобразователя 4 кода формируется цикл из всех возможных кодовых комбинаций, разрешенных в данном коде и следующих в строгой очередности. За начало цикла будем принимать комбинацию, соответствующую нулевому состоянию счетчика 3. Последовательность кодовых комбинаций, пройдя эквивалент линии 5, служащий для имитации затухания кабеля, поступает на вход измеряемого регенератора 18, ас его выхода на один из входов фазового детектора 6. Последний ос тцествляет сравнение фаз опорного сигнала с преобразователя кода 4 и сигнала с выхода измеряемого регенератора 18. Элемент задержки 7 необходим для компенсации задержки сигнала в измеряемом регенераторе 18. Таким образом, на выходе фазового детектора 6 формируется напряжение, пропорциональное фазовому дрожанию, вызываемому текущей кодовой комбинацией, которое поступает на информационньй вход осциллографа 9. Время развертки осциллографа 9 должно быть не менее длительности цикла из всех возможных комбинаций. Синхронизация осциллографа 9 осуществляется от старшего разряда счетчика 3 через триггер 8 так, чтобы начало хода луча совпадало с началом цикла. Триггер 8 необходим для того, чтобы синхронизирующее осциллограф 9Напряжение оставалось постоянным в течение всего цикла и измерялось при его н ачале. Таким образом, по мере прохождения через измеряемьш регенератор 18 кодовых комбинаций луч на экране осциллографа 9 фиксирует фазовое дрожение, вызываемое текущей комбинацией. Так как кодовые комбинации следуют одна за другой в строгой очередности, а начало развертки осциллографа 9 сикхронизировано началом цикла, то изображение устойчиво, I

Следует отметить, что устройство

пригодно для измерения фазового дрожания при любом коде, что обеспечивается соответствующим построением преобразователя кода 4 в код линии. Так, он может содержать преобразователь параллельного кода Б последовательньй, либо дополнительно линейньй кодер, например, преобразователь в квазитроичньй код с чередованием полярности импульсов, либо блочньй кодер, например, ДJтя кода тила пВ(п+1)В и др. Так как считывание со счетчика 3 происходит с тактовой частотой, то время, необходимое для считывания всех разрядов равно пТ, где Т - тактовый интервал. Поэтому счетчик 3 может перейти в следующее состояние не ранее, чем через п тактов и, сле довательно, коэффициент деления делителя 2 частоты должен быть не мене чем п. В зависимости от выбора коэффициента деления делителя 2 частоты и построения конкретной схемы преобразователя 4 кода возможен выбор различной структуры цикла испытательно- го сигнала, например каждая кодовая комбинация может повторяться несколь ко раз подряд или кодовые комбинации в цикле появляются один раз, но с ин тервалами между ними, и др. При выбо ре структуры испытательного сигнала необходимо у;читывать, что цепь вьщеления тактовой частоты (ВТЧ) регенератора является инерционным элемен том, переходные процессы в котором ..длятся я Q тактовых интервалов, где Q - добротность контура (ВТЧ), Таким образом, делитель 2 частоты имеет двойное значение. Число разрядов п счетчика 3 зависит от конкретной цифровой системы передачи и используемого в ней кода. Так как обычно в цифровых системах передачи отсчеты сигнала кодируются 8-символьными кодовыми комбинациями, то счетчик 3 имеет 8 разрядов. С целью упрощения устройства, в частности преобразователя кода 4 число разрядов счетчика 3 может быть уменьшено, Если в системе используется код 5В6В, в котором содержится 32 возможных комбинации, целесообразно число разрядов счетчика 3 выбрать равным 5. Оценка помехоустойчивости измеряемого регенератора 18 в устройстве осуществляется следующим образом. Дополнительный счетчик 10 под действием импульсов с выхоДа старше го разряда счетчика 3 проходит всевозможные состояния. Цифроаналоговый преобразователь 11 осуществляет преобразование напряжений с выходов дополнительного счетчика 10 в аналотовую величину, которая может принимать ряд дискретных значений U,. Час , тотный модулятор 12 под действием напряжения U производит расстройку генератора 1 тактовой частоты на величину 4 fk. Количество расстроек Л fk определяется числом состояний дополнительного счетчика 10. Так как до полните л т,рый счетчик 10 управляется импульсйми с выхода старшего разряда счетчика 3, то расстройка 4fk остается неизменной в течение цикла прохождения кодовых групп и сменяется на 4fk+1 при начале следующего цикла. При этом фазовое дрожание при расстройке Л f k отличается от фазового дрожания при расстройке 4fk+1 и поэтому на экране осциллографа 9 луч прочерчивает новую кривую. Таким образом на осциллографе 9 формируется семейство характеристик, число которых равно числу состояний дополнительного счетчика 19 и которые отражают зависимость фазового дрожания от номера кодовой комбинации при различных расстройках генератора тактовой частоты 1. Оценка математического ожидания и дисперсия фазового дрожания реального сигнала с учетом используемого кода осуществляется таким образом. При прохождении через исследуемьш регенератор определенной кодовой комбинации на выходе фазового детектора 6 ус-танавливается напряжение, пропорциональное величине фазового дрожания, вызьгоаемого данной комбинацией. Одновременно на выходе блока 13 формирования сигналов весовых коэффициентов формируется напряжение, пропорциональное априорной вероятности появления данной кодовой комбинации в реальном сигнале. Для получения оценки математического ожидания эти напряжения перемножаются в перемножителе 14, а затем усредняются и фиксируются измерителем 15 эффективного значения напряжения. Для получения оценки дисперсии напряжение с выхода фазового детектора 6 поступает на перемножитель 14 через квадратор 16. Выбор измеряемой величины (математического ожидания либо дисперсии) осуществляется переключателем 17.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО ДРОЖАНИЯ В РЕГЕНЕРАТОРАХ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ, содержащее измеряемый регенератор, осциллограф, последовательно соединенные генератор тактовой частоты и делитель частоты, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введены элемент задержки, триггер и блок формирования сигналов весовых коэффициентов, последовательно соединенные счетчик, преобразователь кода, эквивалент линии, а также последовательно соединенные фазовый детектор, квадратор, переключатель, перемножитель и измеритель эффективного значения напряжения, последовательно соединенные дополнительный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, частотный модулятор , выход которого подключен к управляющему входу генератора тактовой частоты, информационный ныход которого подключен к синхронизирующему входу преобразователя кода, информационные входы которого соединены с блоком формирования сигналов весовых коэффициентов, выход которого подключен к другому входу перемножителя, вход старшего разряда счетчика подключен к объединенным входам дополнительного счетчика и триггера, выход которого подключен С к синхронизирующему входу осциллографа, информационньй вход которого соединен с другим входом переключателя и с выходом фазового детектора, первый вход которого через измеряемый регенератор соединен с выходом оо ел эквивалента линии, вход которого через элемент задержки подключен к второму входу фазового детектора, 05 а выход делителя частоты подключен o к счетчику.