Устройство для измерения уровня помех в канале связи Советский патент 1992 года по МПК H04B3/46 

1720 27

фаг 1

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано при измерении параметров звеньев, трактов, каналов связи и радиовещания.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых уровней помех и повышение точности измерений.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,

Устройство для измерения уровня помех в канале связи содержит на передающей стороне испытуемого канала 1 связи блок 2 задержки, сумматор 3, линейный детектор 4, триггер 5 Шмитта, ключ 6 и генератор 7 пилот-сигнала, а на приемной стороне - узкополосчый фильтр 8, линейный детектор 9, первый и второй триггеры 10, 11 Шмитта, элемент И 12, первый ключ 13, заграждающий фильтр 14, квадратичный детектор 15, интегратор 16 помех, усилитель 17, синхронизатор 18, опорный интегратор 19, блок 20 извлечения квадратного корня, второй и третий ключи 21, 22, регистратор 23 помех, триггер 24, четвертый ключ 25, генератор 26, третий триггер 27 Шмитта и блок 28 сигнализации,

Устройство работает следующим образом. .

Информационный сигнал со входа устройства попадает на вход сумматора 3 и на вход блока 2 задержки. Выход сумматора 3 соединен со входом канала 1 связи. Сигнал 8 блока 2 задерживается на величину, соответствующую групповому времени распространения сигнала по каналу 1 связи. Следовательно, информационные сигнала на выходе канала 31 связи и на выходе блока 2 задержки появляются в одни и те же моменты времени.

Сигнал с выхода блока 2 задержки поступает на вход линейного детектора 4, которыйвыделяетогибающиеинформационных сигналов. Эти огибающие попадают на вход триггера 5 Шмитта. При отсутствии информационного сигнала о с инвертирующего выхода триггера 5 Шмитта на вход ключа 6 поступает разрешающий потенциал. Ко второму входу ключа 6 подключен генератор 7 пилот-сигнала, и сигнал генератора 7 при отсутствии информационного сигнала поступает на вход канала 1 связи через сумматор 3, в котором складываются информационные сигналы и пилот- сигнал.

На приемной стороне канала 1 связи сигналы генератора 7 выделяются с помощью узкополосного фильтра 8 и подаются на линейный детектор 9. который

выделяет огибающую сигналов генератора 7 на выходе канала 1 связи. С выхода линейного детектора 9 сигнал поступает на вход первого триггера 10 Шмитта и одновременно на вход второго триггера 11 Шмитта. Порог срабатывания первого триггера 10 Шмитта выбран меньшим минимального уровня информационного сигнала, а порог срабатывания второго триггера 11 Шмитта

0 установлен равным минимальному допустимому уровню информационных сигналов. Неинвертирующий выход первого триггера .10 Шмитта и инвертирующий выход второго триггера 11 Шмитта соединены со входами

5 элемента И 12.

При поступлении с выхода линейного детектора 9 огибающей информационного сигнала срабатывают первый и второй триггеры 10, 11 Шмитта. При этом на вход эле0 мента И 12 с неинвертирующего выхода первого триггера 10 Шмитта поступает сигнал логический 1, а с инвертирующего выхода второго триггера 11 Шмитта с - сигнал логического 0.

5 При этом на выходе элемента И 12 образуется сигнал логического 0, который поступает на управляющий вход первого ключа 13 и держит его в закрытом состоянии, В это время при наличии информаци0 онного сигнала исследуемого канала 1 связи этот сигнал через закрытый первый ключ 13 не подключен к заграждающему фильтру 14 и измерение помех в это время не производится,

5 При возникновении паузы, т.е. при отсутствии информационного сигнала, с инвертирующего выхода триггера 5 Шмитта на вход ключа 6 поступает разрешающий потенциал. Ко второму входу ключа 6 подклю0 чен генератор 7, сигнал которого при наличии а пауз в информационном сигнале поступает на вход канала 1 связи через сумматор 3, выделяется узкополосным фильтром 8, детектируется линейным детектором

5 9 и запускает первый триггеп 10 Шмитта, что приводит к появлению на его неинвертирующем выходе сигнала логической единицы, который поступает на вход элемента И 12. На втором входе элемента И 12 действу0 ет сигнал логической единицы, поступающей с инвертирующего выхода второго триггера 11 Шмитта.

Таким образом, при наличии пауз в информационном сигнале на входы элемента

5 И 12 поступают два сигнала логической единицы, первый ключ 13 открывается и напряжение помех, существующих во время паузы в информационном сигнале (фиг. 26), поступает через заграждающий фильтр 14 на вход квадратичного детектора 15.

Заграждающий фильтр 14 препятствует прохождению пилот сигнала. Вырезаемая этим фильтром узкая полоса помех не вносит существенной погрешности в результаты измерений помех и может быть учтена, в случае необходимости, путем внесения постоянной малой поправки в результаты измерений.

С выхода квадратичного детектора 15 сигнал поступает на интегратор 16 помех. Напряжение на выходе квадратичного детектора 15 пропорционально квадрату вход- ного напряжения. Необходимость применения квадратичного детектора связана с тем, что в дальнейшем требуется интегрировать помехи по мощности. Это позволит определить среднюю мощность помех за выбранный интервал времени.

Синхронизатор 18 вырабатывает импульсы (фиг. 2а), которые следуют через интервалы времени Т, в течение которых производят усреднение мощности помех. В качестве синхронизатора можно выбрать мультивибратор.

На фиг. 26 видно, что в интервале времени Т1 на выходе первого ключа 13 помехи были дважды, в интервале времени ТЗ - один раз. В интервале времени Т2 пауз информационных сигналов не было и напряжение, помехи в этом интервале времени к выходу первого ключа 13 не поступило.

Считывание и сброс информации интегратора 16 помех производят в момент прихода переднего фронта импульса синхронизатора 18. Начало времени интегрирования соответствует приходу заднего фронта импульса синхронизатора 18.

С выхода интегратора 16 (фиг. 2в) сигнал поступает на вход усилителя 17 с регулированием усиления. Чтобы сигнал на выходе усилителя 17 зависел только от величины помех в канале связи и мало изменялся от изменения длительности сигналов на выходе первого ключа 13, ко второму входу усилителя 17 поступает напряжение от опорного интегратора 19.

Выходное напряжение опорного интегратора 19 (фиг. 2г) линейно уменьшает коэффициент передачи усилителя 17 (фиг. 2д) по мере увеличения длительности сигналов на выходе первого ключа 13. Схемы интеграторов 16, 19 должны быть идентичны.

Поскольку на вход опорного интегратора 19 от элемента И 12 при наличии пауз поступает напряжение постоянной величины, то на выходе усилителя 17 получают сигнал, величина которого пропорциональна мощности помех в канале связи, и величина этого сигнала не зависит от изменения длительности пауз в канале связи.

К выходу усилителя 17 подключен блок 20 извлечения квадратного корня, сигнал на выходе которого численно равен среднеквадратичному значению напряжения помех канала 1 связи.

С блока 20 извлечения квадратного корня сигнал через второй и третий ключи 21, 22 поступает На регистратор 23 помех.

Когда в интервале усреднения Т не было

0 пауз, то ко входу второго ключа 21 не поступит разрешающий потенциал от триггера 24 и сигналы помех на выходе второго ключа 21 будут отсутствовать.

Триггер 24 устанавдивается в исходное

5 состояние ж задним фронтом импульса синхронизатора 18. При поступлении сигнала от элемента И 12 на вход триггера 24 ко входу второго ключа 21 подается разрешающий потенциал (фиг. 2е), а на выход второ0 го электронного ключа 21 поступит сигнал помехи канала 3 связи.

Если в интервале усреднения от элемента И 12 не поступит сигнал на вход триггера 24, то с инвертирующего выхода триггера 24

5 поступит разрешающий потенциал на четвертый электронный ключ 25. На второй вход четвертого ключа 25 поступает сигнал от генератора 26, который через четвертый и третий ключи 25, 22 поступит на регистра0 тор 23 помех. Наличие сигнала генератора 26 на входе регистратора 23 свидетельствует том, что измерение помех в интервале времени Т не производилось.

разрешающий потенциал на третий

5 ключ 22 подается в момент прихода переднего фронта импульса от синхронизатора 18, и на вход регистратора 23 поступает напряжение с третьего ключа 22 (фиг. 2ж), которое соответствует величине средне0 квадратического значения напряжения помех в канале связи или свидетельствует о том, что измерение помех в данном интервале времени не производится. По приходу переднего фронта импульса синхронизато5 ра 18 фиксируется величина помех регистратором 23, обнуляются интеграторы 16, 19, а триггер 24 возвращается в исходное состояние. При необходимости импульсы синхронизатора 18 можно использовать для

0 обнуления регистратора 23 или для протягивания его ленты.

С помощью предлагаемого изобретения можно непрерывно контролировать величину помех в процессе работы всего

5 канала связи. Так, например, можно непрерывно контролировать величину помех в трактах радиодомов, в передатчиках, системах озвучения и звукоусиления, профессиональных магнитофонах и во всех других случаях.

При организации непрерывного контроля величины помех целесообразно к выходу усилителя 17 или к блоку 20 извлечения квадратного корня подключить третий триггер Шмитта 27, включающий сигнализацию в тех случаях, когда величина помех превысит заданный порог. В данном устройстве третий триггер Шмитта 27 подключен к выходу блока 20 извлечения квадратного корня. При превышении допустимой величины помехи в канале 1 связи сигнал с третьего триггера 27 Шмитта поступает на блок 28 сигнализации, который включает сигнализацию о том, что помехи р превышают норму и, при возможности, переключает рабочий канал связи на резервный.

Ебли при какой-то технической реализации устройства необходимо контролировать величину помех не очень протяженного канала связи (тракт радиодома, мощный передатчик, система озвучения и звукоусиления), то сигнал с инвертирующего выхода триггера 5 Шмитта можно непосредственно подключать к первому ключу 13, опорному интегратору 19 и триггеру 24. Техническая реализация устройства при этом существенно упрощается.

Когда возникает необходимость измерения и контроля псофометрического шума канала связи, то между первым электронным ключом 13 и квадратичным детектором 15 подключают псофометрический фильтр.

Формула изобретения

Устройство для измерения уровня помех в канале связи, содержащее на передающей стороне сумматор, выход которого подключен к входу канала связи, и генератор пилот-сигнала, а на приемной стороне - блок сигнализации, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона

измеряемых уровней помех и поришгиц/ точности измерений, введены на прредтю щей стороне последовательно соединенные блок задержки, линейный , триггер

Шмитта и ключ, второй вх , и выход кошро го соединены соответственно с выходом re нератора пилот-сигнала и с первым плодом сумматора, второй вход которого соединен с входом блока задержки, являющийся иходом устройства для измерения уровня помех в канале связи, а на приемной стороне - опорный интегратор, первый триггер Шмитта, последовательно соединенные узкополосный фильтр, линейный детектор, второй триггер Шмитта, элемент И. первый ключ, заграждающий фильто, квадратичный детектор, интегратор помех, усилитель, блок извлечения квадратного корня и третий триггер Шмитта, последовательно

соединенные синхронизатор, триггер, второй ключ, третий ключ и регистратор помех и последовательно соединенные генератор и четвертый ключ, причем вход узкополосного фильтра соединен с выходом канала

связи и с вторым входом первого ключа, выход линейного детектора через первый триггер Шмитта подключен к второму выходу элемента И, выход которого подключен к первому входу опорного интегратора и к

входу установки триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу четвертого ключа; выход которого подключен к первому входу третьего ключа, второй вход которого соединен с управляющими входами регистратора помех, опорного интегратора и интегратора помех и с выходом синхронизатора, вход и выход третьего триггера Шмитта соединены соответственно с вторым входом второго ключа и с входом блока сигнализации, а выход опорного интегратора подключен к второму входу усилителя.

$ О

Фиг 2

Использование: электросвязь. Сущность изобретения: 1 канал (1) связи, 1 блок