Способ измерения характеристик и параметров канала связи Советский патент 1979 года по МПК H04B3/46 

уровень испытательного сигнала при первом изменении знака приращения отношения сигнал/шум квантования. При этом фиксяру рт значение остаточного затухания и уровень иснытательного сигнала, по которому вычисляют норог перг-грузки. Кроме того, измеряют уровень внятнр х переходных влияний, после чего продолжают снижать уровень испытательного сигнала и фиксируют экстремальные значения- отклоне))ия остаточного затухания от его значения, зафиксированного ири первом изменении знака нрираш,ения отноше11ия сигнал/шум квантования. Запоминают также каждый частный минимум отношения сигнал/шум квантования до получения его последующего значения, которое сравнивают с предыдущим, которое фикси-. руют, если оно меньше, чем последующее значение, и при уменьшении уровня испытательного сигнала до нуля изменяют уровень щумов незанятого канала.

Измерение отношения сигнал/шум квантования совменхают с измерением амплитудной характеристики, которая снимается как отклонение остаточного затухания в динамическом диапазоне от его значения при пороге перегрузки. Совмещение процессов измерений этих характеристик происходит благодаря тому, что измерение отношения сигнал/шум квантования сводится к измерению уровня щума квантования при поддержании постоянного уровня сигнала нлюс шум квантования на входе тракта измерения шума квантования. Процесс поддержания постоянным этого уровня по существу является процессом измерения амплитудной характеристики.

Измерение остаточного затухания и порога перегрузки также совмещают с измерением отношения сигнал/шум квантова1 ия. В процессе измерения отношения сигнал/шум квантования при уменьшении уровня испытательного сигнала от уровня, превышающего максимально возмол ;иый уровень порога перегрузки, достигается такой уровень испытательного сигнала аг.аи при котором его амплитуда равна максимальному уровню квантования.

Зная значение испытательного сигнала на входе канала aj, поступающего при первом изменении знака приращения отношения сигнал/шум квантования, легко определить уровень порога перегрузки а„,„. а. + Ajnax (дб), где АщАА, - максимальный шаг квантования. При cif,,, измеряют и остаточное затухание канала.

Внятные переходные влияния измеряют также при уровне испытательного сигнала a,.,a .после измерения порога перегрузки и остаточного затухания. Поэтому исключаются затраты времени на установку уровня испытательного сигнала специально для измерения внятных переходных влияний. Аналогично, при уменьн ении до нуля уровня испытательного сигнала при измерении отношения сигнал/шум квантования происходит переход к измерениям внятных пере одных влияний. В обоих этих случаях нетзатрат времени и на переходг1ые процессы в измерительном тракте, неизбежные при резком изменении уровня испытательного сигпала.

Бремя, затрачиваемое на непрерывное измерение отношения сигнал/шум квантования во всем динамическом диапазог1е при использовании синусоидального испытательного сигнала, меньше времени измерениянескольких точек характеристики при щу.моподобном испытательном сигнале.

Время, затрачиваемое на один шаг уравновешивания уровня мощности шумов квантования, равно нериоду псевдошумового нспытательного сигнала, т.е. равно- 300 мс, нри этом используется синхронизация с частотой испытательного сигнала. При использовании синусоидального сигнала частоты 400 Гц минимальное время одного шага уравHOBeujHBaHHH может быть равно 2,5 мс.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для реализации этого способа измерения.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального испытательного сигнала, который через.аналоговый ключ 2 подключается к сигнальному входу первого упра.вляемого масштабного преобразователя 3, выход которого соединяется со входом 4 измеряемого канала. Управляющие входы первого управляемого масштабного преобразователя 3 подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика 5, счетный вход которого соединен с выходом импульсного генератора 6 через схему 7 «И. Ко второму входу схемы 7 «И подключен выход 8 управляюшего уст)0йства 9. К.О второму входу аналогового клроча 2 подключен выход схемы 10 совпадения, входы которой, показанные одной линией, под(сиючены к соответствующим выходам счетчика 5. Выходы счетчнка 5 соединены также с цифровой индикацией 11, с одними входами схемы 12 «И и со схемой 13 совпадения, выход 14 которой и вторые входы 15 схемы 12 «И подключены к управляюгцему устройству 9. Выход измеряемого канала соединен со входом 16 второго управляемого масштабного преобразователя 17, управляющие входы которого подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика 18. Выход второго управляерлого масштабного преобразователя 17 соединен со входом третьего управляемого масштабного преобразователя 19, управляющие входы которого соединены с выходами соответствующих разрядов первого реверсивного счетчика 20. Выход третьего управляемого масштабного преобразователя 19 подклю.чен ко входам полосового фильтра 21, выделяющего шумы квантования, узкополосного фильтра 22, вы.аеляющего частоту испытательного сигнала, и псофометрического фильтра 23. Счетный вход первого реверсивного счетчика 20 соединен с выходом первого компаратора 24 через схему 25 «И. Выходы разрядов первого реверсивного счетчика 20 подключены ко входам цифровой индикации 26 к первым входам схемы 27 «И, вторые входы 28, 29, 30 которой подключены к выходу управляющего устройства 9, а выходы которой соединяются с цифропечатающим устройством (ЦПУ) 31. Выход полосового фильтра 21 подключается к последовательно соединенным аналоговому ключу 32, четвертому управляемому масштабному преобразователю 33, квадратору 34, детектору 35, фильтру 36 постоянной составляющей, выход которого соединен с первым сравнивающим входом второго компаратора 37. Управляюи1ие входы четвертого управляемого масштабного преобразователя 33 подключены к соответствующим выходам второго реверсивного счетчика 38. Выход узкополосного фильтра 22 соединен с последовательно соединенными вторым детектором 39, вторым фильтром 40 постоянной составляюн1.ей, выход которого подключен к первому сравнивающему входу первого компаратора 24. Второй сравнивающий вход первого компаратора 24 соединен с источником опорного напряжения УОЛ . Выход нсофометрического фильтра 23 через аналоговый ключ 4 соединен со входом четве)того управляемого масщтабного преобразонателя 33. Вторые входы 42, 43 аналоговых ключей 32 и 41 соединены с выходами управляющего устройства 9. Выходы 44 второго и первого компараторов 37 и 24 соединены со входами управляющего устройства 9. Выход 44 второго компаратора 37 соединен со счетным входом второго реверсивного счетчика 38, выходы которого подключены к цифровой индикации 45 и через схему 46 «И к цифропечатающему устройству 31. Кроме того, выходы второго реверсивного счетчика 38 подключены к одним сравнивающим входам схемы 47 срав 1ения и через схему 48 «И - ко входам запоминающего устройства 49, вьрюды которого соединены с другими сравнивающ.ими входами схемы 47 сравне 1ия и через схему 50 «И подключаются к ЦПУ 31. Вторые входы 51, 52, 53 схем 48, 50, 46 «И подключены к выходам управляющего устройства 9. Выход 54 схемы сравнения соединяется со входом унравляюн1.его устройства 9. На вход 56 схемы 55 «И, на входы 57 компараторов 24 и 37подано опорное напряжение Uon Устройство работает следующим .образом. Измерение комплекса характеристик и параметров канала связи начинается подачей на вход 4 измеряемого канала синусоидального испытате.:ьного сигнала от генератора 1, при этом управляющее устройство 9 открывает аналоговый ключ 2. Уровень .1а превышает максимальный ожидаемый порогперегрузки и определяется исходным максимальным состоянием счетчика 5. На счетный вход этого счетчика, работающего в режиме вычитания, поступают импульсы от импульсного генератора б через схему 7, открытую управляющим устройством 9. Число, записанное в счетчике 5, уменьшается, коэффициент передачи первого управляемого масщтабного преобразователя 3 уменьщается, уровень испытательного сигнала на входе 4 измеряемого канала также уменьшается. Одновременно импульсы от импульсного генератора 6 поступают через схему 7, открытую управляющим устройством 9, йа счетный вход счетчика 18, работающего в режиме сложения. Число в счетчике 18 увеличивается, коэффициент передачи второго управляемого масштабного преобразователя 17 повышается,компенсируя таки.м образом изменение сигнала на входе 4 канала. Вместе с тс.м, напряжение сигнала на выходе второго управляемого масштабного преобразователя 17 молсет по,здерживаться постоянным из-за нелинейной амплитудной характеристики испытуемого канала. Напряжение сигнала с выхода второго управляемого масштабного преобразователя 17 поступает на третий управляемый масштабный преобразователь 19, фильтруется узкополосным фильтром 22, детектируется вторым детектором 39 и через фильтр 40 поступает на первый вход первого компаратора 24. Первый Ko.NinapaTop 24 сравнивает это напряжение с опорным Lion и через схему 25, открытую упраг ляющим устройством 9, посылает на счетный вход первого реверсивного счетчика 20 импульсы. Число в первом реверсивном счетчике 20 изменяется, изменяется коэффициент передачи третьего управляемого масщтабного преобразователя 17 и таким образом поддерживается постоянным напряжение на входах полосового 21, узкополосного 22 и нсофометрического 23 фильтров. Первый и второй компараторы 24, 37 работают в импульсном режиме по тактам, задаваемым управляющим устройством 9. Число, записанное в первом реверсивном счетчихе 20, соответстгАет разности уровней в децибеллах па входах 4, 16 и выходе канала, т.е. соответствует остаточному затуханию. Полосовым фильтром 21 выделяются шумы квантования, они проходят чер.ез открытый аналоговый Ключ 32, четвертый управляемый масштабный преобразователь 33, квадратор 34, детектор 35, фильтр 36 и поступают на первый в.ход зторого компаратора 37, на второй вход 57 которого поступает опорное напряжение Uen Второй компаратор 37 посылает импульсы на счетный вход второго peBepcniitioro счетчика 38, который управляет коэффициентом передачи

че|пе1)тс)го упраьля1лиИо часлтаьнсго ni: :oOpjnuBaieJUi 33,

йсло,, загпсаноое во вгopo реверсивном счетч ;ке 38, соотвегсткует отногленню. скгиал/шум КБаитоваиия. llpii умеиь:це1 И : уровня испытательного сягнг.ча от знйК:и;1Н, i pet:ibiiuyioui,ei0 uopot 1;ерегру; ки, зн;ччеН е отношения снгнзлДиум кзаитовапия увеличивается до того момента, пока не будет дост)гнут порог лерегрузкря-з., (,,,,,..При дальнейшем сиижеини уровня нснытатель ого сигнала отношеипе сигнал/шум квятоъя ти начнет уменьшаться. При этом триггер ренерса, находящийся в управляющем устройстве Q. переключает второй ресерсинный ечетчнк 38 из cocTosiHHSi «с,. ожение в состояние «вь читание. Это изменение состояння триггера реверса и является сигналол о дости СС1и и: значения норога перегрузки а,,,.., .уменьшенного на максн и.альный Енаг кг актова;гия.

По онределенню, апгт mav, (до), где авх.тол- максимальный уровень синусоидального испытательного сигнала л входйх. 4,16 канала, амплитуда которого не lipeTepпевает искажения ограннченльч, /imax-:- максимальный ujar квантования. При достпж.енни а,дадд,управляющее устройство 9 запирает схе.му 7, останавливая нзмсне} 5 е уровня испытательного сигнала., открывает схему 12, ф;-5ксируя ssiaueHne а,,,...,.;, .на ЦПУ 3, затег.т открывает схему 27, к значенме остаточного затухання, соответстаую,щее уровню порога аг:.,„„, .перегрузки, также фнкснруется на ЦПУ 3i. Затем вход, третьего управ гяемого Maciirraoiioro преобразователя 19 подключается к носледуюнлему каналу, запнрается аналоговый 1слюч 32, аизлогов1зп1 ключ 41 г,ОДО- -зст оставатося в запертом состоя15ии. При зтом измеряете уровень внятных переход14ых влиянии, фиксируемый первым реверснвныгл счетчиколт 20 при номощи первого компаратора 24, который изменяет число в нервом реверсивном счетчнке 20 н коэффициент передачи третьего управляемого масигтабного преобразователя 19. При этом узкополосный г|) 22 выделяет частоту виятньх переходных вли«нпй.

Окончание измерения В ггных переходных влияний произойдет при 1зг,;епе}ги и результата сравнения первым кои аратором .24 При .это.м управляющее устройство 9 открывает схему 27 и фиксирует результат :измерепия на ЦПУ 31, после чего )еве)сивный счетчик 20 ус1а11авливается управляющим устройство.м 9 в нулевое ;-и;хо.диое состояние, а вход второго управляемого .масштабного преобразователя 17 опять подклн: чается к каналу, на вход 16 которого подается испытательный сигнал. О.дноврегленно запнрается схема 25 и отпирается cxei% ;) 55. Опять происходит уравновешивание с помощью первого компаратора 24, счетчика 18 и BTopoio унравляе.мого Macnn-adiioro нре5П;; :-и:ват{;лч 17. li счетчнке 18 устоиаал. 4HC,iO, coo :iici4M ВуКЛ1;.С:. иЫлОДИрЬП

y,soyii o при lioporoiiOM значенип испытательного сигнала на-входе 16 канала. Затем унраалл пцее устройсгао 9 открывает схемы 7,25 ii запирает схему 55, и уровii нсгытателыюгп сигнала ро.аолжа(;тсй. Огерывается апало1оиый ключ 32 и продолжается ( отногиения снгиал/шум

- кначтования.

Уровень сигпала на входе тракта измере1и;5 туыя клйитования поддерживается постоянным е помощью счетчика 18 я второго управляемого ыасглтабного преобразователя 17. коипенсирую1).(.нх изменение уровня

испытателыгогс сигнала, и с sieKOTOpoH заДржкон с помощгло первого реверсивного счетчика 20 и третьего управляемого масштабного преобразователя 19, компеисирую)дих измег{ения ко.эфф циента передачи ка пяла разных уровнях. Измерение отно оения С11Г 1ал/и1ум квантования происходит

iio гюкйзаии5 л второго реверс1 вного счетчика 38.

При переходе триггера реверса, управляющего режимо.м второго реверсивного счет5 чпка 38, из состояния «вычлта |че в состояние «сложе И е уг1равляющее устройство 9 схему 48, когорая по существу .дставляе( собой столько схем «И, сколько разрядов имеет второй реверсивпый счетчик 38, ;.i в запоыннаюи1ее устройство 49 паралле.льным кодом переносится число, занисанкое в это вре.мя во вгором реверсивном счетчике 38. При следуюп..е.м переходе триггера реверса нз состояния «вычита ие в cocTOHHiie «сложение схемой 47 происхо5 .днт сравнеггие числа, зпгпсанного в запоминйюп.ем устройстве 49., п числа, записанного во BTOpo.f.i .м счетч.чке 38. В случае, если первое число кеиыие второго, схема 47 вьгдает сигнал в управляющее устройство 9, которое отпирает 50, и число, соответстну;он ее мпн11мальиому значению О исипеипя сигнал/шум кваЛования, заrHicarHoe в з;1номи(ающеь устройстве 49, печатается ЦПУ 31. Выдается на ЦПУ 3i так(;е уровеи испытателыюго сигнала на

,, входе 16 канала, ;yni чего упра ляющее устройство 9 OTiTiipacT схему 12.

На участке характеристики оттгошения CMrfuWi/fijyM квантования, 1де каждый последуюитнн минимугн быть меньше яредыдуи1,его при yMenbiiieinui уровня нспыO татсльиого сипгала, значения измеряемой .«fipaKTejiHCTMKff фиксируются на опре.дЛ енных уроииях испытательного сигнала. Эти уровни задаются схемой 13. При совпадении ч.исла, залчсаиного в счетчип е 5, с чис: лом, за.л.ап.ч.ум схемоГ 13, на выходе послед не1гг о.чвляется сигнал, поступа1ош.ий на вход управляющего устройства 9, которое поочере.дно открывает схелпл 46 н 12, в результате чего фиксируются значения отношения сигналДиум кваптоваиия и соответствующие