УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ШУМОВ В КАНАЛАХ СВЯЗИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ Советский патент 1967 года по МПК G01R23/16 H04J1/16 

РЬвестиы способы и устройства для измерения собственных шумов в каналах связи, обеспечивающие возможность проведения измерения в случае прекращения передачи полезной информации по проверяемому каналу, т. е. при выключении проверяемого канала из системы связи.

Предложенное устройство измерения основаио на принципе анализа амплитудного спектра сигнала с иснользованием двойной селекции для нреобразования сигнала как ло уровню, так и по длительности с жесткой функциональной связью между элементами селекции.

Основным элементом нредложенного устройства является блок функциональной памяти, который, согласно изобретению, соединен с выходом измеряемого канала через коммутатор, управляемый аналоговым преобразователем, и через схему сравнения. Один вход схемы сравнения подключен к опорному генератору, вырабатывающему имнульсы с длительностью, учитывающей статистику речевого сигнала, и другой - к аналоговому преобразователю, вход которого подсоединен к селектору уровня. Па выходе блока памяти включен интегратор среднего значения щума, соединенный через выходной коммутатор с индикатором, и временной сумматор, управляющий выходным коммутатором через схему

сравнения, второй вход которого подключен к генератору опорных импульсов.

Такое выполнение устройства позволяет измерять собственные щумы в каналах связи при передаче речевой информации без перерыва связи, т. е. производить измерение в канале связи с одновременной передачей по этому каналу полезной информации.

Уровень щума в точке приема является одной из важнейщих характеристик, определяющих качество радиорелейного или проводного канала связи. Допустимая величина щума для всей связи составляет около 2,5 мв при уровне полезного сигнала - 0,9 неп. Лищь ,в аварийных случаях уровень шума доходит до 7,3 мв, В этих,случаях связь может быть предоставлена только после соответствующего предупреждения.

Средний уровень речевого сигнала должен измеряться ирибором со временем интегрирования не менее 15 сек. При измерении щумов, проходящих через стандартный телефонный канал 300-3400 гц, время интегрирования также должно быть не менее 15 сек. Поэтому для измерения уровня шумов в канале либо отключают соответствующую линию, создавая перерыв связи, ли1бо коммутируют линии, производя измерения на резервных. Выделении пауз между словами и фразами, в пределах которых речевой сигнал отсутствует. Это позволяет производить измерение уровня шумов в канале без перерывов связи и без использования резервных и обратных линий связи. Средняя длительность гласных звуков составляет 0,12-0,21 сек, длительность глухих шипящих составляет около 0,14 сек, для глухих смычных - около 0,03 сек. Причем, для глухих смычных характерно наличие паузы предыхания, которая составляет около 0,015 сек. Экспериментально установлено, что средняя длительность слова составляет около 0,8 сек. Длительность пауз между словами в процессе телефонного разговора колеблется от 0,01 до 0,4 сек и в среднем равна 0,2 сек. Интервал между фразами лежит в пределах 0,4-4 сек и в среднем равен 1,5 сек. Паузы в речевом сигнале следуют нерегулярно, а длительности пауз Т, TZ, Т... отличаются друг от друга. Так как суммарный интервал измерения шумов должен быть не менее 15 сек, то при использовании естественных пауз речи для измерения шумов необходимо просуммировать значения напряжений шумов, получающихся в этих паузах, т. е. где f/ujj - значение шума в i-й паузе; Tj - длительность i-й паузы. Для некоторых звуков, например глухих смычных, характерна пауза предыхания, которая является объективной характеристикой звука. Поэтому ее исключение из речи видоизменяет звук. Таким образом, паузы, длительность которых менее 0,015 сек, не должны учитываться. Оценим в реальном масштабе .времени величину интервала, необходимого для производства измерения собственных шумов. Для определения указанного интервала необходимо просуммировать длительности сушествования сигнала и пауз таким образом, чтобы суммарный интервал последних (без учета промежутков с длительностью 0,015 сек) составлял 15 сек. Тогда Тг Т, + Т,,-(Т,,.Т,,:), (2) i где Гр - длительность интервала существования речевого сигнала; Tf - интервал текушего времени. Будем считать, чтО средняя длительность слова составляет 0,8 сек, длительность паузы между словами - 0,2 сек, среднее число слов в фразе равно 8 шт., а после фразы следует пауза длительностью 1,5 сек,. Тогда величину Тф V Тр, характеризующую длительность пауз во время произношения одной фразы, можно найти из следующего выражения Гф (/7-1)„,+Тф,(3) - среднее число слов в фразе; т ПС -средняя длительность паузы между словами; Тф -средняя длительность паузы между фразами. Подставляя в (3) принятые значения, получим, что Тф 3,2 сек. Если учесть статистику появления глухих смычных фонем, то можно полагать, что суммарный интервал отбрасываемых пауз при произношении одной фразы не превысит 10% от Тф Тогда суммарная длительность пауз будет равна Ф-2(Р.,ш)-3 сек. Для того, чтобы суммарное время измерения составляло 15 сек, необходимо затратить время, эквивалентное длительности трех фраз. Так как величина промежутка времени, отнесенного к одной фразе, в пределах которого существует сигнал, составляет Грф ЗЛАтр, где Тр -средняя длина слова, то ,4 сек. Поэтому суммарный интервал времени существования речевого сигнала 19,2 сек, а общий интервал времени измерения 7 19:2+15 34,2 сек. Отсюда следует, что в среднем для измерения уровня шумов в канале необходимо затрачивать около 30-40 сек, после чего можно производить измерения в других телефонных каналах. Па чертеже представлена блок-схема предложенного устройства. Речевой сигнал из канала связи У поступает на селектор уровня 2, обеспечивающий выделение моментов начала и конца каждой паузы, и коммутатор 3, который управляется импульсами аналогового преобразователя 4 и при наличии импульса передает входной сигнал в блок памяти 5. Униполярные импульсы с выхода селектора уровня 2 подаются на вход аналогового преобразователя 4 и опорного генератора 6, а с их выходов - на схему сравнения 7. Если длительность импульса с выхода аналогового преобразователя 4 меньше длительности импульсов опорного генератора 6, на выходе схемы сравнения 7 возникает импульс, управляющий элементом стирания в блоке памяти 5.

тор 10, выход которого подсоединен к схеме сравнения 11. На второй вход схемы сравие 1ия // подаются опорные импульсы от генератора 12. Когда длительность накопленных интервалов на сум: 1аторе 10 становится равной длительности импульса, установленной в опорпом генераторе 12, на выходе схемы сравнения // появляется сигнал, обеснечивающий прохождение через коммутатор 9 на индикатор 13 накопленного напряжения шумов.

Предмет изобретения

Устройство для измерения собственных шумов в каналах связи при передаче речевой информации, основанное на принципе анализа амплитудного спектра сигнала, содержаш,ее амплитудный и времениой селектор, коммутаторы, опорные генераторы, элементы сравнения, суммирования, интегрирования, преобразования и запоминания, отличающееся тем, что, с .целью проведения измерения одновременно с нередачей полезной ииформации (без перерыва связи), блок памяти соединен с выходом измеряемого канала через коммутатор, уиравляемый аиалоговым преобразователем, и через схему сравнения, один вход которой соединен с онорным генератором, вырабатывающим импульсы с длительностью, учитывающей

статистику речевого сигнала, а другой - с аналоговым иреобразователем, .вход которого подключен к селектору уровня, а на выходе блока памяти включен иитегра.тор среднего значения шума, который через выходной коммутатор соединен с индикатором, и временной сумматор, управляющий выходным коммутатором через схему сравнення, второй вход которого соединен с генератором опорных ИМПУЛЬСОВ.