ИМПУЛЬСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕГРАЛЬНЫХ 7ПТНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ КАНАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК H04L1/00 H04B3/46 

Изобретение относится к области измерений и может €ыть использовано дл-я автоматической интегральной оценки линейных искажений каналов любого назначения.

Известные измерения линейных искажений основаны на передаче по каналу различных импульсных испытательных сигналов эталонной формы (идеального скачка, косинусквадратичных и прямоугольных импульсов различной длительности, сигналов, подобных д-ельта-функции, и др.) и оценке встретившихся искажений по величине появившихся выбросов. Измеряют выбросы по трафаретам, специальным для каждого испытательного сигнала. При этом мерой искажений является относительная величина наибольшего по трафарету выброса.

Однако известные измерения обладают существенными недостатками:

мера искажений получается всегда занил енн.ой и только случайно фактической, так как не зависит от наличия и величины всех искажений, кроме оиределяемых наибольшим выбросом;

одно и то же искажение становится разной величины в зависимости от того, какой испытательный сигнал с трафаретом был применен для измерений, т. .е. измерения обладают множественностью результатов, несмотря на взвешивание выбросов, осуществляемое с помощью трафаретов специально для каждого сигнала;

чувствительность к высокочастотным искажениям зависит от применяемого испытательного сигнала (от относительного спада его составляющих на высоких частотах);

они не позволяют измерять единой мерой линейные искажения не только электрических цепей, но и искажения преобразователей сообщения в сигнал (например, в телевидении, включая оптико-электрические преобразователи) ;

они не дают единой количественной интегральной меры линейных искажений канала,

так как не позволяют по выбросам любой формы и амплитуды или даже одинаковой амплитуды, появившимся на испытательных сигналах после передачи, измерять фактические искажения канала одним числом, всегда

пропорциональным вызываемым пскажениям передаваемой информации;

импульсные измерения нельзя количественно сравнивать с частотными, хотя оба измерения одинаково полно описывают канал.

Цель изобретения - с помощью любого импульсного испытательного спгнала, спектр которого перекрывает всю номинальную полосу пропускания измеряемого канала связи, автоматически получить количественную интег3статистически пропорциональную разрушающему воздействию искажеиий в даииой области времен на передаваемый вид информации, Достигается это тем, что измерения канала5 выполняют типовым импульсным испытательным сигналом, который после передачи по капалу ограничива от до поминальной граничной частоты канала и преобразуют по спектру соответствующими фильтрами в импульснуюЮ реакцию, после чего в пределах измеряемой области времен относительно максимума полученной реакции с шагом, равным полунерноду этой частоты, измеряют относительные абсолютные значения уклонений, которые соответ-15 ственно времени смещения суммируют с весом каждого, обратпо пропорциональным относительиым уровням эхо, вызывающим при таком -же времени смещения статистически равные искажения передаваемой информации, и в20 условных единицах эффективного значения суммарного сигнала получают интегральную ве. линейны;. :(зс1 ажений. Йа чертеже дана блок-схема измерителя. Дл5 измерений на выход канала последова-25 тельно включены адаптивный формирователь импульсиой реакции, стабилизатор уровпя ее максимума и коммутатор-дискретизатор, все выводы сигиалов-отсчетов которого соответственно времени смещения отсчетов через свои30 аттенюаторы соединены с сумматором, а его выход -с измерителем эффективного значения сигнала - иидикатором величины нзмеряемых искажений. Измеритель работает следующим образом.35 Испытательные сигналы с выхода нзмеряемого канала попадают на адаптивный формирователь / импульсной реакции, выполненный в виде набора фильтров 2 и 3 с последовательной выборкой переключателем 4 и коэф-40 фициентом передачи каждого, обратно пропор. циональным спектральной плотности одного из тиновых импульсных испытательных снгналов и равиым нулю выше номинальной гра:ничной частоты канала Qrp. Если нередается45 типовой сигнал, сиектр которого перекрывает иолосу пропускания канала, а в формирователе включен фнльтр, соответствующий указанным образом спектральной плотности этого сигнала, то иа выходе формирователя исход-50 ный неравномерный спектр сигнала преобразуется в равномерный до номинальной граничной частоты и выше равный нулю. В результате такой фильтрации отклик канала на тииовой испытательный сигнал преобразуется в55 импульсную реакцию канала с этой иоминальной граничной частотой или, что то же самое, в отклик канала на сигнал, подобный фупкции sinQrp /Qrp. Таким образом, иутем подбора фильтров вместо множества отличающих-60 ся по виду результатов одних и тех же измерений по разным исиытательным сигналам получается единый результат - имнульсная реакция канала,, но которой производится дальнейщая оценка искажений.65 4 Последующей автоматической регулировкой усиления в стабилизаторе 5 уровня по максимуму импульсной реакции формируется реакция с принятым в измерителе единичным уровнем максимума. Она поступает на дискретизатор 6, выполненный в виде шагового коммутатора. Коммутатор работает с такой скоростью, что через интервалы времени, равные длительности полупериода номинальной граничпой частоты измеряемого канала, каждое следуюн ;ее мгновенное значение импульсной реакции попадает на свой вывод коммутатора, Соответствующей синхронизацией одно из этих значений располагается точно в максимуме импульсной реакции. Так как измерения ведутся в ограничеиной фильтрами полосе пропускания, нолученные дискретные значения полностью описывают импульсную реакцию канала, а время смещения и уровень -каждого из них относительно ее максимума независимо один от другого определяют время смещения и относительные уровни ряда эхо, дискретных во времени с тем же щагом. По вызываемым линейным искажениям они тождественны отдельным эхо, имеющимся в канале в действительности с любым времеием смещения. Если искажения в каиале отсутствуют на всех выводах коммутатора, кроме совпадающего с максимумом импульсной реакции, получаемые дискретные значения равны нулю, так как имнульсная реакция такого канала идеальна и подобна функции ,.pt/Qrpt, нули которой равномерно расноложены относительно максимума с интервалом, равиым полупериоду номинальной граничной частоты канала и, еледовательно, времени переключения коммутатора. При этом иротяжеиность участка кмпульсной реакции, на котором коммутатором формируются дискретные значения, определяет область времен, охватываемую измерениями, а положение вывода максимума .импульсной реакции - деление области на опережающую и отстающую. Все выходы коммутатора-дискретизатора, кроме выхода, на котором сигнал соответствует максимуму имнульсной реакции, соедииены со своими весовыми аттенюаторами 7. Затухание каждого из аттенюаторов соответственно времени смещения сигнала мгновенного значения, передаваемого по нему с коммутатора, обратно пропорционально относительным уровням эхо, вызывающим нри таком времени смещения каждого эха статистически равные искажения иередаваемого вида информации. Эту зависимость, характеризующую статистическую защищенность сигналов иередаваемого вида информации от времени смещения эхо-искажений, находят с помощью переменного эхо-корректора, передавая по нему сигналы требуемого вида информации и моделируя им необходимые одииочные эхоискажения. Вначале вводят любое-одиночное эхо данного относительиого уровня и вызыва-емые им искан ения принимают за эталон. 3;атем вместо него по одному вводят эхо, смещенные на другое время и при достижении искажений, равных эталонному, фиксируют уровень каждого. В результате ряда повторных нснытаний при передаче данного вида ннформацнн, смене содержания информации, смене ее получателей и усреднения уровней эхо с равным временем смещения иолучают функцию статистической защищенности сигналов данного вида информации от времени смещения эхо-искажений и на ее основе обратно нронорциональные затухания аттенюаторов для измерений относительно этого вида информации. Благодаря таким затуханиям иосле аттенюаторов уровни всех мгновенных значений импульсной реакции одинаково пропорциональны разрушениям этой информации, вызываемым соответствующими им эхо независимо от фактического положения в измеряемой области времен, а эффективное значение суммы этих значений, полученное после сумматора 8 на индикаторе 9 эффективного значения в условных единицах, является интегральной мерой линейных искажений.

Сигнал для работы стабилизатора уровня но максимуму импульсной реакции берется с вывода дискретизатора, соответствующего этому максимуму. Запуск дискретизатора производится сигналом с выхода стабилизатора при задержке дискретизации на время опережающей части измеряемой области времен. То, что испытательный сигнал на дискретизатор и зануск его подается носле фильтра, соответствующего этому сигналу, и стабилизатора, гарантирует сохранность пололсения мгновенных значений при смене испытательных сигиалов.

Предлагаемый измеритель обеспечивает оценку линейных искажений, пропорциональную нарущению формы передаваемых сигналов в смысле абсолютной погрещности, статистически взвещенной с учетом свойств получателя передаваемой информации. При оценке искал :ений для другого вида информации соответственно меняются затухания аттенюаторов. При необходимости такой оценки среднеквадратичной иогрещности сигиалов иосле дискретизатора измеряются относительные квадраты мгновенных значений импульсной реакции, также смещенных относительно ее максимума с щагом, равным иолупериоду номинальной граничной частоты, которые затем суммируются с весом каждого, обратно нропорцнональным квадрату относительных уровней эхо, вызывающих нри таком же смещении статистически равные искажения передаваемого вида информации. Тогда мощность суммарного сигнала в условных единицах будет интегральной мерой линейных искажений. Для получения интегральной оценки линейных искажений в любой другой нолосе частот соответствующие мгновенные значения напряжения импульсной реакции должны быть заменены на мгновенные значения ее огибающей.

Устройство обеспечивает автоматические измерения произвольных линейных искажений и нозволяет:

различные искажения формы отличных ио виду исиытательных сигналов оцепить одной количествениой интегральной мерой линейных искал еннй - числом, пропорциональным разрушению передаваемой информации, вызываемой измеряемым каналом;

оценивать линейные искажения каналов пропорционально нарущению формы нередаваемых сигналов в смысле абсолютной иогрещпости, статистически взвещенной с учетом свойств нолучателя передаваемой информацни;

оценивать результаты импульсных измерений линейных нскажений той же количественной мерой, что и частотные, благодаря чему возможно их количественное сравнение;

получить количественную интегральную меру сколь угодно больщнх линий нскаженнй;

иовысить точность (чувствительность) импульсных измерений в области малых времен, так как введенная адаптивная фильтрация увеличивает энергию испытательных сигналов в этой области и тем самым увеличивает величину измеряемых отклонений;

получить импульсиую реакцию каналов с помощью различных иснытательных сигналов, своим спектром перекрывающих контролируемую полосу пропускання.

Таким образом, описанное устройство заменяет осциллограф и человека цри нем, субъективно оценивающего наблюдаемые искажения по форме испытательного снгнала.

Предмет изобретения

Импульсный нзмеритель интегральных линейных искажений каналов, содержащий датчик типовых импульсных нспытательных сигналов на входе канала, отличающийся тем, что, с целью автоматической интеграции оценК1 лииейных искалсений но разным испытательным сигналам пропорционально разрущенпям передаваемой информации, на входе канала носледовательно включены адаптпвный формирователь нмпульсной реакции, выполненный в виде набора фильтров с последовательной выборкой и коэффициентом передачи калчдого обратно пропорциональным спектральной плотпостп одного из этих сигналов и выще номинальной граннчной частоты канала равным нулю, стабилизатор уровня по максимуму импульсной реакции и щаговый коммутатор ее отсчетов относительно максимума через интервалы длнтельпостью полупериода номинальной граничной частоты, а выходы коммутатора через свои зесовые аттенюаторы соедннены -с сумматоролг, на выходе которого включен измеритель эффективного значения сигнала - ннднкатор величины линейных искал ений.

L.