Способ измерения джиттера и скачков фазы сигнала в канале связи Советский патент 1988 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для измерения фазы сигналов в каналах тональной частоты,

Цель изобретения - расширение диапазона и повьшение точности измерения.

На фиг, 1 представлены временные диаграммы измерения абсолютных и относительных.колебаний фазы, на фиг, 2 - принцип измерения размаха колебаний фазы по подъемам и спадам колебаний и скачков фазы в относительных системах отсчета; на фиг, 3 устройство, реализующее предложенный способ.

Устройство содержит на передаче генератор 1 эталонной частоты, сту- пенчатьй аттенюатор 2 и выходной усилитель 3, а на приеме - буферньй усилитель 4, генератор 5 квантующих импульсов, первьй полосовой фильтр 6 первьй формирователь 7 нуль-переходов, управляемый делитель 8, первый датчик 9 временньк интервалов, второй полосовой фильтр 10, второй формирователь 11 нуль-переходов, второй датчик 12 временных интервалов, микропроцессор (мл) 13, дисплей 14 и регистратор 15,

Способ осуществляют следующим образом

У принятого из канала тональной частоты гармонического испытательно- го сигнала с абсолютнь&ш колебаниями фазы (фиг. ta) для измерения колебаний и скачков фазы измеряют длительность мгновенных значений периода. По 1ШМ определяют среднее зна- че1ше периода, после чего мо-- мент перехода через нуль фазы приходящего сигнала принимают за начало относительной системы отсчета. Затем за определенный, наперед за- данный отрезок времени, зависящий от нижней границы диапазона измерения колебаггай фазы (например, 4 или 20 Гц), поочередно ведут измерения

на одном либо нескольких периодах

сигнала. Здесь находят относительные отклонения фазы (фиг, 16) путем сравнения.текущих и средних значений периодОБS суммируют следующие подряд отклонения одного знака, определяя тем самым подъемы и спады (фиг, 2) колебаний, и фиксируют перемены знака относительных отклоненргй фазы. Пропорционально числу полус енг

ю 5

0 5 0

5 0 з

0

ных сумм выбирают число одновременно анализируемых периодов сигнала, на которых производят сравнение с таким же числом периодов чреднего значения, и определяют вновь величины подъемов и спадов колебаний, фиксируя перемены знака относительных отклонений фазы Пoдъe Ь и спады колебаний, полученные суммированием отклонений фазы одного знака, позволяют определить размахи колебаний фазы от пика к пику, а их число (число перамен знака) - частоту колебаний. При этом наибольший размах определяется по максимальному подъему или спаду.

При измерении скачков фазы на каждом периоде сигнала производят сравнение его длительности со средним периодом. По началу скачка, о котором судят по приращению фазы на периоде, больщем определенной вели- чи1ш, выбирают новую систему отсчета, в которой производят его измерение .

I В новой системе отсчета для каяодо- го скачка фазы производят суммирование отклонений фазы каждого текуще го со всеми предьиущими отсчетамир сравнение отюломений фазы с заданными порогами;, определение скорости и длительности скачка,

Устройство работает следующим образом.

Измерительный сигнал от передатчика с противоположной стороны каналаJ сфоршфованный генератором 1 зталон- ной частоты и согласовакньй с входом канала с помощью ступенчатого aTTeHm атора 2 и выходного усилителя 3 поступает на буферный усилитель 4.

В процессе измерений колебаний фа зы сигнал -проходит полосовой фильтр 6 (с полосой ± 300 Гц), первый формирователь 7 куль-переходсВэ управля- емьй делитель 8, с вьпсода которого нуль-переходы сигнала в соответствии с выбранным коэффициентом деления поступают на вход Сброс счетччка постояякой части в первом датчике 9 временных интервалов,

Датчик 9 подсчитывает длительности интервалов мея;цу переходами через нуль в квантах генератора 5 кван- Tyioaptx импульсов. В процессе измере- farii скачков фазы измерительньй сигнал проходит второй полосовой фильтр to (300 - 400 Гц) J. второй формирователь 11 нуль-переходов, длительность интервалов между которыми измеряется вторым датчиком 12 временных цнтервалов.

Поочередно с обоих датчиков 9 и 12 информация считьшается в микропроцессор 13, где первоначально усредняется и измеряется средний период сигнала. Затем произвольньй нуль-переход-выбирается за начало системы отсчета фазы, в которой производится сравнение текущих отсчетов со средним периодом. За опреде- ленньй, наперед заданный интервал времени, определяют относительные отклонения фазы, суммируют отклонения одного знака и фиксируют число перемен знака отклонений. По числу сумм выбирают с помощью управляемого делителя 8 число одновременно анали зируемых периодов сигнала. Собственно определение размаха и частоты колебаний ведется на зтом числе периодов сигнала.

С датчика 9 временных интервалов на вход МП 13 поступает информация, пропорциональная длительности выбранного числа периодов, В МП 13 происходят их сравнение со средними пери- одами и суммирование отклонений одного знака - определение подъемов и спадов колебаний фазы„ По числу перемен знаков подсчитывается частота ко- лебаний фазы. Наибольший подъем или )спад принимается за размах колебаний фазы.

После определения среднего периода сигнала начинаются измерения скачков фазы. Информация о длитель ности одного периода поступает в МП 13 непрерьшно до момента фиксации очередного скачка фазы. В момент фиксации скачка фазы измерения блокируются на заданное время (125 мс), после чего измерения скачков фазы возобновляются.

На каждом периоде сигнала в МП 13 определяется отклонение фазы-и, если оно превышает наперед заданную величину, выбирается новая система отсчета для фиксации скачка фазы.

В.новой системе отсчета МП 13 производит суьмирование отклонений фазы и сравнение величины отклонения с заданными порогами.

До тех пор, пока отклонение фазы не превысило заданные пороги, определяется скорость скачка, как приращение фазы на каждом периоде. А после превышения любого из допустимых порогов начинается подсчет длительности скачка (в числе периодов измерительного сигнала), и, если эта длительность превышает заданную, МП 13 засчитывает очередной скачок фазы

Текущие результаты измерения колебаний и скачков фазы поочередно выводятся на дисплей 14, а по окончани сеанса измерения на регистратор 15.

МП 13 руководит работой управляемого делителя 8, датчиков 9 и 12 временных интервалов, дисплея 14 и регистратора 15, а также производит считьгоание, запись и обработку всей информации.

Формула изобретения

Способ измерения джиттера и скачков фазы сигнала в канале связи,включающий измерение среднего периода си гнала, выбор любого момента перехода через ноль фазы сигнала за начало относительной системы отсчета фазы, сравнение каждого следующего за этим моментом периода сигнала со средним периодом сигнала, суммирование полученной разности с разностью на пре- дьщущем периоде сигнала и определение относительного отклонения фазы, определение наибольшего колебания фазы, установление двух порогов допустимого скачка фазы, сравнение с ними величины фазы сигнала и определение скорости и длительности скачка фазы, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и повьш1ения точности измерения, средний период сигнала определяют для одного и для нескольких периодов сигнала, число которых определя- ется верхней границей диапазона измерения колебаний фазы сигнала, суммирование полученных разностей осуществляют для следующих подряд положительных отклонений и следующих подряд отрицательных отклонений на заданном интервале времени, определяемом нижней границей диапазона измерения колебаний фазы сигнала, а относительные отклонения фазы определяют в течении сеанса измерения на числе периодов сигнала, пропорциональном числу полученных сумм, и фиксируют перемены знака относительных отклонений фазы, причем наибольший размах

колебаний фазы определяют по величине наибольшего положительного или отрицательного отклонения фазы, частоту колебаний фазы определяют по

а определение скорости и длительности каждого скачка фазы осуществляют в относительной системе отсчета, за 5 начало которой принимают начало скач

Изобретение относится к электросвязи. Для расш-фения диапазона и повьшзения точности измерения средний период сигнала определяют для одного и для нескольких периодов СИГ нала число к-рых определяется верхней границей диапазона измерения колебаний фазы сигнала. Суммирование полученных разностей осуществляют для следующих подряд положит.отклонений и следующих подряд отриц. отклонений на заданном интервале времени, определяемом нижней границей диапазона измерения колебаний фазы сигнала. Относительные отклонения фазы определяют в течение сеанса измерения на числе периодов сигнала, пропорциональном числу полученных сумм. Фиксируют перемены знака отклонений. Наибольший размах колебаний фазы определяют по величине наиболь- щего положит, или отриц, отклонения. Частоту колебаний фазы определяют по числу перемен знака фазы сигнала. Определение скорости и длительности каждого скачка фазы осуществляют в относительной системе отсчета, за начало к-рой принимают начало скачка фазы. 3 ил. с (Л

Фиг. 2