Способ измерения характеристики группового времени замедления и амплитудно-частотной характеристики канала связи Советский патент 1990 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для быстрого измерения частотных характеристик линейных, групповых.трактов и каналов тональной частоты.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг.1 приведены временные диаграммы отдельных операций предлагаемого способа; на фиг.2 - структурная злектриче- ская схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство для измерения характеристики группового времени замедления (ГВЗ) и амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) канала связи содержит блок 1 согласования, управляемый сдвиговый регистр 2, генератор 3 тактовых импульсов, генератор 4 многочастотного периодического сигнала, формирователь 5 нуль-переходов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, таймер 7, блок 8 приоритетного

прерывания, микропроцессорную систему (МПС) 9 и дисплей 10.

Сущность .способа заключается в том, что на вход канала связи подается периодический многочастотный измерительный сигнал (фиг.1 а) с кратными частотами (частоты кратны 100 Гц).

Период многочастотного сигнала на передаче постоянен и равен 0,01 с (что соответствует частоте 100 Гц), кратен всем измеряемым частотам в полосе канала связи.

При прохождении через канал связи меняются амплитуды и фазы гармонических составляющих, а также изменяется период сигнала (фиг. 16).

На приеме первоначально выделяют нуль-переходы многочастотного сигнала (фиг.1в). Измеряют длительность нескольких периодов, усредняют их и определяют среднюю длительность периода сигнала Т.

сл ю

00

СА)

Затем выбирают частоту дискретизации сигнала кратной средней длительности периода сигнала. При этом, если для обеспечения заданной точности необходимо на периоде сигнала иметь, например (фиг.1г). точек, то частота дискретизации сигнала

FQ

1

1

vT 27Т

При этом может оказаться, что полученная частота превышает, например (фиг.1д), в раз быстродействие вычислительных операций. Следовательно, 27 точек нельзя получить на одном периоде многочастотного сигнала.

Если частота дискретизации кратна периоду сигнала и квантование начинается в точке нуль-перехода, то требуемые 27 точек можно получить за три периода многочастотного сигнала. Поэтому на каждом из трех периодов частота дискретизации будет равна (фиг. 1д)

R

9-у7Кроме того, на каждом последующем периоде измеряемого сигнала производится сдвиг фазы частоты дискретизации на величину, равную отношению ее к числу квантуемых периодов многочастотного сигнала (фиг. 1е,ж).

Отсчеты уровней на первом периоде измеряемого сигнала, обозначенные 10, 11,

1218(фиг.1д), на втором-20, 21, 2228

(фиг.1е), на третьем - 30, 31, 3238

(фиг,1ж), полученные при каждом сдвиге, запоминают в ввде следующего столбца параметрической матрицы. Отсчеты уровня измеряемого сигнала (фиг.1з), на каждом периоде записанные в свой столбец, в каждой из своих строк, прочитанных слева на- право и сверху вниз, дают возможность восстановить по точкам -многочастотный сигнал (фиг.1и). В данном случае в восстановленной кривой присутствуют отсчеты всех трех периодов.

Таким образом, эффект сдвига частоты дискретизации fg эквивалентен квантованию измеряемого сигнала частотой Fg.

Дальнейшее определение характеристики ГВЗ и АЧХ канала связи (фиг.1к,л) производится с помощью преобразований Фурье над отсчетами уровня сигнала с учетом особенностей дискретизации предлагаемого способа.

Устройство для измерения характери- стики ГВЗ и АЧХ работает следующим образом.

Генератор 4 многочастотного сигнала, управляемый от микропроцессорной системы 9, передает в канал связи периодический

10

5

0

5 0

5 0

многочастотный измерительный сигнал с

кратными 100 Гц частотами (300, 400

3400 Гц) и известными амплитудами и фазовыми сдвигами гармонических составляющих.

На приеме из канала связи многочастотный сигнал, пройдя блок 1 согласования, поступает на формирователь 5 нуль-переходов и АЦП 6. Формирователь 5 формирует короткие импульсы при перемене полярности сигнала с-отрицательной на положительную, т.е. два раза на периоде сигнала в точках нуль-переходов. Стробы нуль-переходов поступают на блок 8 и на таймер 7. На другой вход таймера 7 поступают такты от генератора МПС 9. Таймер 7 производит измерение интервалов между двумя нуль-переходами (длительности периода многочастотного измерительного сигнала). Данные о длительности периода считываются в МПС 9, где усредняются. По средней ,цлительности периода и заданной точности (числу отсчетов на периоде при заданной точности отсчета) определяется в МПС 9 требуемая частота дискретизации для генератора 3 тактовых импульсов. Частотой генератора 3 тактовых импульсов управляет МПС 9, а его фаза синхронизуется импульсами нуль-переходов. В зависимости от быстродействия МПС 9 в ней вычисляется число периодов измерения уровней для параметрической матрицы.

На первом периоде измерения, начиная С нуль-перехода начала периода сигнала, АЦП 6 производит по импульсу дискретизации от управляемого сдвигового регистра 2 считывание уровней многочастотного сигнала, которые по запросу от блока 8 поступают в МПС 9. Здесь они запоминаются в виде очередного элемента столбца параметрической матрицы. На следующем нуль-переходе (через заданное число тактовых импульсов) происходит сдвиг частоты тактовых импульсов с помощью управляемого сдвигового регистра 2.

Затем аналогичным образом формируется второй и последующие столбцы параметрической матрицы. Когда будут записаны все столбцы матрицы, производятся расчеты характеристики ГВЗ и АЧХ в МПС 9. Результаты в виде графиков и таблиц выводятся для отображения на дисплей 10. Формула изобретения Способ из-мерения характеристики группового времени замедления и амплитудно-частотной характеристики канала связи, заключающийся в том, что на передаче формируют периодический многочастотный измерительный сигнал в полосе

канала связи с кратными частотами, известными амплитудами и фазовыми сдвигами составляющих, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, на приеме выделяют нуль-переходы многочастотного измерительного сигнала, измеряют его средний период, кратными которому выбирают частоту дискретизации и интервал измерения, число квантуемых периодов многочастотного измерительного сигнала в котором равно отношению числа подлежащих анализу значений многочастотного измерительного сигнала на его среднем периоде к максимально возможному числу значений, анализируемых на сред- нем периоде, совмещают моменты начала квантования каждого периода с соответствующими нуль-переходами многочастотного измерительного сигнала, частоту дискретизации уменьшают в число раз, рав- ное числу квантуемых средних периодов, причем на каждом последующем периоде многонастотного измерительного сигнала, сдвигают фазу частоты дискретизации на величину, равную отношению ее периода к числу квантуемых средних периодов многочастотного измерительного сигнала, отсчеты уровней при каждом сдвиге фазы запоминают в виде очередного столбца параметрической матрицы, по строкам кото- рой восстанавливают многочастотный

измерительный сигнал, а искомые параметры для каждой составляющей многочастотного измерительного сигнала определяют по формулам

Uk п yk ak + bk ; Tk (arctg ak/bk + А)/2 я,

где п - число анализируемых значений многочастотного измерительного сигнала на одном периоде;

)А. 1sin -

л2к2 п

ak

S Ay, + XM I 12

Ay,cosK L±2iM.

Tk - период k-й частотной составляющей многочастотного измерительного сигнала;

Afik - сдвиг фаз на передаче между k-й и средней частотами канала связи;

К - номер гармоники;

х|,у|,Ау|-координаты соответственно времени, амплитуды и ее приращения.

Изобретение относится к электросвязи и обеспечивает повышение точности измерения. На передаче формируется периодический многочастотный измерительный сигнал (ИС) с кратными частотами, известными амплитудами и фазовыми сдвигами составляющих. На приеме выделяют нуль-переходы ИС и измеряют его средний период, кратным которому выбирают частоту дискретизации и интервал измерений. На каждом периоде ИС сдвигают фазу частоты дискретизации, а отсчеты запоминают в виде очередного столбца параметрической матрицы, по строкам которой восстанавливают ИС и определяют амплитуду и временной сдвиг каждой частотной составляющей ИС, что позволяет определить х-ку группового времени замедления и амплитудно-частотную х-ку каналов связи. 2 ил.

Фие. 1

4l