CN102055551B

CN102055551B - 测试抗干扰能力指标的装置

Info

Publication number: CN102055551B
Application number: CN200910208718.9A
Authority: CN
Inventors: 李德辉; 陈飞
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: CN102055551A

Abstract

本发明公开了一种测试抗干扰能力指标的装置，该装置包括：线性相加网络和衰减网络，该线性相加网络包括：变压器，变压器的初级与干扰信号源相连，变压器的匝数的比值是根据干扰信号源的干扰信号通过线性相加网络之后需要衰减的衰减值确定的；电阻，串联在测试信号源和衰减网络之间，并与变压器的次级并联，电阻的阻值是根据接口设备的阻抗形式确定的。通过本发明减化了测试装置的实现模型，提高了测试装置的易用性。

Description

测试抗干扰能力指标的装置

技术领域

本发明涉及数字通信领域，具体而言，涉及一种测试抗干扰能力指标的装置。

背景技术

输入口抗干扰能力指标是数字通信网中2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口设备的一项重要指标。国际、国内通信行业标准、ITU-T标准等对输入口抗干扰能力都做了严格定义和说明。例如，图1是根据相关技术的GB/T 7611中规定的输入口抗干扰能力测试框图，如图1所示，在国家标准《GB/T 7611数字网系列比特率电接口特性》中要求的E1输入口抗干扰能力测试方法为“将测试信号和干扰信号通过线性相加网络线性合成(相加)，要求测试信号通过线性相加网络的衰减在终结标称电阻下应近似0dB(a-b)，而干扰信号通过线性相加网络的衰减为18dB(c-b)，即，b点的信号干扰比为18dB。当合成信号通过规定的传输线对(普通型0～6dB衰减，或增强型0～12dB衰减)传输到待测输入口，在各种传输线对衰减值下，输入口应能正确接收测试信号(无比特差错)”。

然而，在实际应用中，上述的线性相加网络并无成熟且广泛使用的产品，通常都是测试人员自行设计，例如，将测试信号和干扰信号直接使用三通连接器搭接在一起，而未考虑阻抗匹配，这样很容易导致图1中节点a、b、c中的其中之一的反射衰减超标。图2是根据相关技术的测试抗干扰能力指标的原理框图和装置(1506A混合网络)，如图2所示，使用三端口阻抗匹配网络、功分器结构实现阻抗匹配，在实现干扰信号的18dB衰减后，这个结构会导致合成信号已经存在一个6dB固定衰减，从而无法在0～6dB或0～12dB之间做各种衰减。

针对相关技术中线性相加网络未考虑阻抗匹配导致合成信号存在固定衰减进而无法测试被测信号的抗干扰能力指标的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中线性相加网络未考虑阻抗匹配导致合成信号存在固定衰减进而无法测试被测信号的抗干扰能力指标的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种测试抗干扰能力指标的方案，以解决上述问题。

为了实现上述目的，提供了一种测试抗干扰能力指标的装置。

根据本发明的测试抗干扰能力指标的装置，包括：线性相加网络和衰减网络，该线性相加网络包括：变压器，变压器的初级与干扰信号源相连，变压器的匝数的比值是根据干扰信号源的干扰信号通过线性相加网络之后需要衰减的衰减值确定的；电阻，串联在测试信号源和衰减网络之间，并与变压器的次级并联，电阻的阻值是根据接口设备的阻抗形式确定的。

优选地，变压器的匝数的比值根据以下公式确定：M＝20lg(2N₁/N₂)，其中，N₁/N₂表示变压器的初级匝数与变压器次级的匝数的比值，M表示干扰信号源的干扰信号通过线性相加网络之后，施加在负载端的衰减值。

优选地，电阻的阻值根据以下公式确定：R＝2Z/[2(N₁/N₂)²-1]，其中，Z表示与测试信号源对应的接口设备的阻抗，R表示电阻的阻值。

优选地，该装置还包括：跳线或按键，用于根据接口设备的阻抗形式改变电阻的阻值。

优选地，衰减网络为π型衰减网络。

优选地，π型衰减网络包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻。

优选地，π型衰减网络用于实现0～6dB或0～12dB的衰减量。

优选地，π型衰减网络实现的衰减量是以步进的形式增加或减少的。

通过本发明，采用的包括变压器和电阻的线性相加网络，解决了相关技术中线性相加网络未考虑阻抗匹配导致合成信号存在固定衰减进而无法测试被测信号的抗干扰能力指标的问题，减化了测试装置的实现模型，提高了测试装置的易用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的GB/T 7611中规定的输入口抗干扰能力测试框图；

图2是根据相关技术的测试抗干扰能力指标的原理框图和装置(1506A混合网络)；

图3是根据本发明实施例的测试抗干扰能力指标的装置；

图4是根据本发明实施例的测试抗干扰能力指标的装置的衰减网络的优选电路图。

具体实施方式

功能概述

考虑到相关技术中线性相加网络未考虑阻抗匹配导致合成信号存在固定衰减进而无法测试被测信号的抗干扰能力指标的问题，本发明实施例提供了一种测试抗干扰能力指标的装置，该装置包括：线性相加网络和衰减网络，其中，线性相加网络包括：变压器，变压器的初级与干扰信号源相连，变压器的匝数的比值是根据干扰信号源的干扰信号通过线性相加网络之后需要衰减的衰减值确定的；电阻，串联在测试信号源和衰减网络之间，并与变压器的次级并联，电阻的阻值是根据接口设备的阻抗形式确定的。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明的实施例，提供了一种测试抗干扰能力指标的装置，该装置包括：线性相加网络和衰减网络，其中，线性相加网络包括：变压器，变压器的初级与干扰信号源相连，变压器的匝数的比值是根据干扰信号源的干扰信号通过线性相加网络之后需要衰减的衰减值确定的；电阻，串联在测试信号源和衰减网络之间，并与变压器的次级并联，电阻的阻值是根据接口设备的阻抗形式确定的。

优选地，变压器的匝数的比值根据以下公式确定：M＝20lg(2N₁/N₂)，其中，N₁/N₂表示变压器的初级匝数与变压器次级的匝数的比值，M表示干扰信号源的干扰信号通过线性相加网络之后，施加在负载端的衰减值(即，干扰信号源的干扰信号通过线性相加网络之后需要衰减的衰减值)。具体地，由于V_初级/V_次级＝N₁/N₂，V_负 _载＝V_次级/2，则M＝20lg(V_初级/V_负载)＝20lg(2V_初级/V_次级)＝20lg(2N₁/N₂)。其中，V_初级表示变压器的初级电压，即，未经衰减的干扰信号；V_次 _级表示变压器的次级的电压，即，经过变压器衰减的干扰信号；V_负 _载表示通过线性相加网络后所连接的负载电压，即，经过变压器衰减的干扰信号V_次级在负载端的分压。

优选地，电阻的阻值根据以下公式确定：R＝2Z/[2(N₁/N₂)²-1]。具体地，由于Z_R＝R，Z_初级＝Z_信号源＝Z_负载＝Z，Z_次级＝Z_R//(Z_信号源+Z_负 _载)＝R//2Z，则Z_初级/Z_次级＝Z/(R//2Z)＝(N₁/N₂)²，R＝2Z/[2(N₁/N₂)²-1]。其中，Z表示与测试信号源对应的接口设备的阻抗，R表示电阻的阻值，Z_R表示电阻的阻抗，Z_初级表示变压器的初级阻抗，Z_次 _级表示变压器的次级的阻抗，Z_信号源表示测试信号源端的阻抗，Z_负载表示通过线性相加网络后所连接的负载的阻抗。通过跳线或按键根据接口设备的阻抗形式改变电阻的阻值。

优选地，衰减网络为π型衰减网络，包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻。

优选地，π型衰减网络用于实现0～6dB或0～12dB的衰减量，具体地，衰减量是以步进的形式增加或减少的。

下面结合附图对本发明实施例作进一步的详细描述。

本实施例的测试抗干扰能力指标的装置，可以用来测量数字通讯网中2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口设备输入口抗干扰能力指标，图3是根据本发明实施例的测试抗干扰能力指标的装置，如图3所示，其中，T1、T2、T3是指传输线(例如，同轴电缆等)，TX1、TX2、TX3是指变压器。本发明实施例的装置主要包括：线性相加网络、测试信号源电路、干扰信号源电路、传输线对模拟电路(即，衰减网络)。下面对该装置进行详细的说明。

线性相加网络，实现2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系多种阻抗形式(例如，75欧姆、120欧姆、100欧姆)接口的18dB干扰信号衰减及测试信号和干扰信号的线性相加功能。其中，干扰信号18dB的衰减是由变压器TX3实现的，变压器TX3的匝数比值为N₁∶N₂，变压器TX3的初级电压为V_初级，变压器TX3的次级电压为V_次级，通过线性相加网络后所连接的负载电压为V_负载，变压器TX3的电压变换遵循原则为V_初级∶V_次级＝N₁∶N₂。为了实现节点b干扰信号的衰减值为18dB，则由于V_初级/V_次级＝N₁/N₂，V_负载＝V_次级/2，则18dB＝20lg(V_初级/V_负载)＝20lg(2V_初级/V_次级)＝20lg(2N₁/N₂)，得出N₁∶N₂＝〔10^(18/20)/2〕∶1≈4∶1。如果要实现20dB或其他所需的衰减量，只需要对变压器TX3的匝数做相应的更改。如图3所示，V_be表示节点b与节点e两端电压，V_bd表示节点b与节点d两端电压，Z_ed表示节点e与节点d在测试信号源方向的阻抗(即，测试信号源端的阻抗)，Z_bd表示节点b与节点d在负载方向的阻抗(即，通过线性相加网络后所连接的负载的阻抗)，由于V_be＝V_次级，V_bd＝V_负载，又Z_ed等于Z_bd，且都与测试信号源对应的接口设备的阻抗相等，即，Z_bd＝Z_ed，所以，V_负载＝V_bd＝V_be/2＝V_次级/2。另外，具体适用于哪一种阻抗形式接口及阻抗匹配，由电阻R₃的阻值、测试信号源端阻抗、负载端阻抗决定。其中，电阻R₃串接在测试信号源和衰减网络之间，并与变压器TX3的次级并联。电阻R₃同时实现了线性相加网络的功能，其阻值可通过跳线或按键来选择。例如，对于75欧姆形式接口而言，变压器TX3的初级阻抗为Z_初级，变压器TX3的次级阻抗为Z_次级，与测试信号源对应的接口设备的阻抗为Z，即，Z＝75欧姆，变压器TX3的阻抗变换遵循原则为Z_初级∶Z_次级＝(N₁∶N₂)²，又电阻的阻抗等于电阻的阻值，即，Z_R3＝R₃，Z_初级＝Z，Z_次级＝Z_R3//(Z_bd+Z_ed)＝R₃//2Z，其中，Z_R3表示电阻R₃的阻抗，Z_初级表示变压器的初级阻抗，Z_次级表示变压器的次级的阻抗。则使用N₁∶N₂＝4∶1变压器时，由Z_初级/Z_次级＝Z/(R₃//2Z)＝(N₁/N₂)²，得出电阻，R₃＝2Z/[2(N₁/N₂)²-1]＝2×75/[2(4/1)²-1]＝4.8欧姆，其中，Z为接口阻抗75欧姆。需要说明的是，由于电阻R₃串接在测试源信号和负载回路之间，测试源信号和负载回路的阻抗相对于电阻R₃而言比较大，因此，具体分析电阻R₃的阻值时，可忽略由于测试源信号和负载回路的阻抗的误差而引起的电阻R₃的阻值的误差(GB/T 7611所允许的误差)，由此导致的电阻R₃的阻值的误差远远满足GB/T7611附录F的要求，又电阻R₃与变压器TX3的次级并联后的总阻抗很低，在测试信号源电路中，导致的阻抗不匹配问题非常轻微，可以满足GB/T 7611附录F的要求。

测试信号源电路，用于产生符合2048Kbit/s和1544Kbit/s系列体系多种阻抗形式接口的被测试的信号。

干扰信号源电路，用于产生符合2048Kbit/s和1544Kbit/s系列体系接口物理层标准的伪随机信号(例如，测试E1接口所需要的PRBS15)。目前成熟的2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口芯片均可实现伪随机信号的输出，图3中实现的阻抗匹配仅供参考，实际实现的阻抗匹配，根据接口芯片所推荐的电路实现即可。需要说明的是，测试信号源电路、干扰信号源电路的发送侧时钟应相互独立且不同步，速率容差在100ppm以内。

传输线对模拟电路，选用π型衰减电路，串接在线性相加网络和负载回路之间，用于实现普通型0～6dB衰减或增强型0～12dB衰减，衰减量为步进增加或减少。图4是根据本发明实施例的测试抗干扰能力指标的装置的衰减网络的优选电路图，如图4所示，Z_bd表示节点b与节点d在负载方向的阻抗，Z_fd表示节点f与节点d在测试信号源方向的阻抗，Z_待测表示待测输入口两端的阻抗，V_bd表示节点b和节点d之间的电压，V_待测表示待测输入口两端的电压，其中，Z_bd＝R₄//(R₅+R₆//Z_待测)，V_bd/V_待测＝(R₅+R₆//Z_待测)/(R₆//Z_待测)，因为，π型衰减电路只实现电压的衰减，而经过其前后的阻抗不会有变化，即，Z_bd＝Z_待测，且对于π型衰减电路，为了实现源信号方向和负载方向的阻抗都匹配，通常取R₄和R₆的阻值相等，即，R₄＝R₆。用Z_信号源表示测试信号源端的阻抗，Z_干扰源表示干扰信号源端的阻抗，Z_初级表示变压器TX3的初级阻抗，Z_次级表示变压器TX3的次级阻抗，Z表示与测试信号源对应的接口设备的阻抗，即，Z_信号源＝Z_干扰源＝Z_初 _级＝Z，则Z_fd＝R₆//[R₅+R₄//(Z_信号源+R₃//Z_次级)]，其中，Z_次级＝Z_初级/(N₁/N₂)²＝Z/(N₁/N₂)²，R₃＝2Z/[2(N₁/N₂)²-1]。显然，由于干扰信号源阻抗Z_干扰源及R₃的存在，Z_fd不等于Z_bd，但是，由于N₁/N₂足够大(例如，18dB衰减，对应的N₁∶N₂＝4∶1)，R₃与Z_次级并联后的总阻抗远小于测试源信号和负载回路的阻抗，因此，在具体分析测试源信号和负载回路的阻抗的误差时，Z_fd等式右边的“R₃//Z_次级”部分可忽略，即，Z_fd≈R₆//(R₅+R₄//Z_信号源)，由此导致的误差远远满足GB/T 7611附录F的要求。例如，对于75欧姆形式接口而言，即，Z_bd＝Z_待测＝75欧姆，实现6dB衰减时，有6dB＝20lg(V_bd/V_待测)，则可以得出R₄＝R₆＝225欧姆，R₅＝56欧姆；实现12dB衰减时，有12dB＝20lg(V_bd/V_待测)，则可以得出R₄＝R₆＝125欧姆，R₅＝140欧姆。以常见的75欧姆的E1同轴线为例，通常每100米大约3dB的衰减，为了实现0～12dB不同的衰减量，需要有相应长度的传输线，当实际电路可以提供时，传输线对模拟电路可以省略。

下面是根据本发明实施例的装置来测试抗干扰能力指标测试方法，该方法包括以下步骤：

第一步，测试信号源电路输出符合2048Kbit/s和1544Kbit/s系列体系多种阻抗形式接口的被测试的信号，干扰信号源电路输出符合系列体系接口物理层标准的伪随机信号，其中，干扰信号源和测试信号源速率容差应在100ppm之内，并且干扰信号源不能与测试信号源同步。

第二步，通过跳线或按键选择R₃的阻值，使其适用于当前所需的阻抗形式接口，例如，接口阻抗为75欧姆、120欧姆、100欧姆中的其中一种，从而实现阻抗匹配。

第三步，通过跳线或按键等方式选择π型衰减电路的电阻值，实现一种所需的衰减值，例如，普通型0～6dB衰减、增强型0～12dB衰减。

第四步，将合成并衰减后的信号接入待测输入口，待测设备内部环回，将待测输入口的输入的数据环回至输出口。

第五步，将待测设备输出口的信号接入接口误码分析仪，分析伪随机序列是否正确，即是否存在比特差错。

第六步，重复第三步～第五步，重新选择π型衰减电路，实现其他所需衰减量，继续测试，最终观察测试结果，不存在比特差错，则表示测试通过。

综上所述，通过本发明实施例，解决了相关技术中在测量数字通讯网中2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口设备输入口抗干扰能力指标时，未考虑阻抗匹配导致合成信号存在固定衰减进而无法测试被测信号的抗干扰能力指标的问题，减化了测试装置的实现模型、提高了的测试装置易用性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种测试抗干扰能力指标的装置，包括：线性相加网络和衰减网络，其特征在于，所述线性相加网络包括：

变压器，所述变压器的初级与干扰信号源相连，所述变压器的匝数的比值是根据所述干扰信号源的干扰信号通过所述线性相加网络之后需要衰减的衰减值确定的；

电阻，串联在测试信号源和所述衰减网络之间，并与所述变压器的次级并联，所述电阻的阻值是根据接口设备的阻抗形式确定的；

其中，所述变压器的匝数的比值根据以下公式确定：M＝20lg(2N₁/N₂)，其中，N₁/N₂表示所述变压器的初级匝数与所述变压器次级的匝数的比值，M表示所述干扰信号源的干扰信号通过所述线性相加网络之后，施加在负载端的所述衰减值；

其中，所述电阻的阻值根据以下公式确定：R＝2Z/[2(N₁/N₂)²－1]，其中，Z表示与所述测试信号源对应的接口设备的阻抗，R表示所述电阻的阻值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

跳线或按键，用于根据所述接口设备的阻抗形式改变所述电阻的阻值。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述衰减网络为π型衰减网络。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述π型衰减网络包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述π型衰减网络用于实现0～6dB或0～12dB的衰减量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述π型衰减网络实现的衰减量是以步进的形式增加或减少的。