RU2107392C1 - Device which measures attenuation of echo signal in communication channel - Google Patents
Device which measures attenuation of echo signal in communication channel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2107392C1 RU2107392C1 RU96105608A RU96105608A RU2107392C1 RU 2107392 C1 RU2107392 C1 RU 2107392C1 RU 96105608 A RU96105608 A RU 96105608A RU 96105608 A RU96105608 A RU 96105608A RU 2107392 C1 RU2107392 C1 RU 2107392C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- output
- input
- channel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электросвязи и может применяться для проверки качества каналов связи тональной частоты, используемых для передачи сигналов дискретной информации. The invention relates to the field of telecommunications and can be used to verify the quality of communication channels of a tonal frequency used to transmit discrete information signals.
Известно устройство для измерения затухания эхо-сигнала в канале связи, которое содержит генератор тактовых импульсов, генератор сплошного спектра, двухлучевой электронный осциллограф, два реле и вольтметр [1]. A device for measuring the attenuation of an echo signal in a communication channel, which contains a clock pulse generator, a continuous spectrum generator, a two-beam electronic oscilloscope, two relays and a voltmeter [1].
Работа устройства основана на посылке в канал связи дозирующих импульсов и определении уровней зондирования импульсов и отраженных эхо-сигналов. При этом визуальное наблюдение на экране осциллографа используется для выбора параметров генератора тактовых импульсов, а реле - для разделения во времени зондирующих и отраженных сигналов. The operation of the device is based on sending metering pulses to the communication channel and determining the sensing levels of pulses and reflected echo signals. In this case, visual observation on the oscilloscope screen is used to select the parameters of the clock generator, and the relay is used to separate the probing and reflected signals in time.
Недостатком данного устройства является малая точность измерения затухания эхо-сигнала, что вызвано низкой точностью разделения зондирующих и отраженных сигналов с помощью реле, особенно при малом времени задержки эхо-сигнала, когда эти сигналы могут частично перекрываться по времени. Кроме того, передающая и приемная части данного устройства требуют непосредственной связи (помимо канала), что не позволяет пользоваться устройством в том случае, когда вход и выход канала связи пространственно разнесены на большое расстояние. The disadvantage of this device is the low accuracy of measuring the attenuation of the echo signal, which is caused by the low accuracy of separation of the probing and reflected signals using a relay, especially with a small delay time of the echo signal, when these signals can partially overlap in time. In addition, the transmitting and receiving parts of this device require direct communication (in addition to the channel), which does not allow the device to be used when the input and output of the communication channel are spatially spaced apart over a large distance.
Известно устройство для измерения затухания эхо-сигнала в канале связи, которое содержит генератор перестраиваемой частоты, детектор огибающей, блок измерения максимального значения огибающей, блок измерения минимального значения огибающей и блок пересчета экстремальных значений огибающей в величину затухания эхо-сигнала [2]. A device is known for measuring the attenuation of an echo signal in a communication channel, which contains a tunable frequency generator, an envelope detector, a unit for measuring the maximum value of the envelope, a unit for measuring the minimum value of the envelope, and a unit for converting extreme values of the envelope to the amount of attenuation of the echo signal [2].
Работа устройства основана на том, что присутствие эхо-сигнала в канале связи проявляется в волнообразном характере частотной характеристики затухания канала. Поэтому путем последовательной подачи на вход канала гармонических сигналов с разными частотами и измерения амплитуд сигналов на его выходе обеспечивается возможность пересчета неравномерности значений огибающей выходного сигнала в величину затухания эхо-сигнала (G) в соответствии с выражением
где
Amax и Amin - соответственно максимальное и минимальное значения огибающей выходного сигнала при перестройке его частоты.The operation of the device is based on the fact that the presence of an echo signal in the communication channel is manifested in the wave-like nature of the frequency response of the channel attenuation. Therefore, by sequentially supplying harmonic signals with different frequencies to the channel input and measuring the amplitudes of the signals at its output, it is possible to convert the unevenness of the values of the envelope of the output signal into the attenuation of the echo signal (G) in accordance with the expression
Where
A max and A min - respectively, the maximum and minimum values of the envelope of the output signal when tuning its frequency.
Недостатком этого устройства, выбранного в качестве прототипа, также является малая точность измерения затухания эхо-сигнала, поскольку на результатах измерения неравномерности частотной характеристики затухания непосредственно отражается собственная неравномерность частотной характеристики канала, которая имеет место даже при отсутствии эхо-сигнала. Целью изобретения является повышение точности измерения затухания эхо-сигнала. The disadvantage of this device, selected as a prototype, is also the low accuracy of measuring the attenuation of the echo signal, since the measurement of the unevenness of the frequency response of the attenuation directly reflects the non-uniformity of the frequency response of the channel, which occurs even in the absence of an echo. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the attenuation of the echo signal.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения затухания эхо-сигнала в канале связи, содержащее выходной блок согласования, подключенный выходом к входу канала, входной блок согласования, подключенный входом к выходу канала, детектор огибающей и последовательно соединенные блок измерения отношения напряжений, логарифмический функциональный преобразователь и индикатор, вводят генератор тактовых импульсов, генератор частотно-манипулированного сигнала, управляющий вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход подключен к входу выходного блока согласования, полосовой фильтр, включенный между выходом входного блока согласования и входом детектора огибающей, интегрирующее звено, включенное между выходом детектора огибающей и первым входом блока измерения отношения напряжений, а также последовательно соединенные фильтр высоких частот и дополнительный детектор, причем вход фильтра высоких частот подключен к выходу детектора огибающей, а выход дополнительного детектора соединен с вторым входом блока измерения отношения напряжений. This goal is achieved by the fact that in the device for measuring the attenuation of the echo signal in the communication channel, containing an output matching unit connected by the output to the channel input, an input matching unit connected by the input to the channel output, an envelope detector and a series-connected voltage ratio measurement unit, logarithmic a functional converter and an indicator, introduce a clock generator, a frequency-manipulated signal generator, the control input of which is connected to the output of the clock generator x pulses, and the output is connected to the input of the output matching unit, a bandpass filter included between the output of the input matching unit and the input of the envelope detector, an integrating link connected between the output of the envelope detector and the first input of the voltage ratio measuring unit, as well as a high-pass filter connected in series and an additional detector, and the input of the high-pass filter is connected to the output of the envelope detector, and the output of the additional detector is connected to the second input of the ratio measuring unit at yarnings.
Структурная электрическая схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1. Structural electrical diagram of the proposed device is presented in FIG. one.
Устройство для измерения затухания эхо-сигнала в канале связи содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 частотно-манипулированного сигнала, выходной блок 3 согласования, канал 4 связи, входной блок 5 согласования, полосовой фильтр 6, детектор 7 огибающей, фильтр 8 высоких частот, дополнительный детектор 9, интегрирующее звено 10, блок 11 измерения отношения напряжений, логарифмический функциональный преобразователь 12 и индикатор 13. A device for measuring the attenuation of an echo signal in a communication channel comprises a clock generator 1, a frequency-manipulated signal generator 2, an output matching unit 3, a communication channel 4, an input matching unit 5, a band-pass filter 6, an envelope detector 7, a high-pass filter 8, an additional detector 9, an integrating link 10, a voltage ratio measuring unit 11, a logarithmic functional converter 12, and an indicator 13.
Работа предлагаемого устройства основана на подаче в канал связи периодической последовательности посылок частотно-манипулированного сигнала с двумя чередующимися близкими частотами несущих. При наличии эхо-сигнала в канале связи каждый раз после смены частоты сигнала, посылаемого в канал, на его выходе будут возникать "биения" между прямым сигналом с новой частотой и задержанным по времени эхо-сигналом с прежней частотой. The operation of the proposed device is based on the supply to the communication channel of a periodic sequence of sendings of a frequency-manipulated signal with two alternating close carrier frequencies. If there is an echo signal in the communication channel, each time after changing the frequency of the signal sent to the channel, “beats” will appear at its output between the direct signal with a new frequency and the time-delayed echo signal with the same frequency.
Причем среднее значение огибающей выходного сигнала будет равно амплитуде прямого сигнала, а амплитуда колебаний огибающей выходного сигнала будет равна амплитуде эхо-сигнала. Данное свойство следует из того, что максимальное значение амплитуды суммарного сигнала равно сумме амплитуд прямого и эхо-сигнала на выходе канала:
Amax = A + a,
где
A и a - соответственно амплитуды прямого и эхо-сигнала, а минимальное значение амплитуды суммарного сигнала равно разности амплитуд прямого и эхо-сигнала на выходе канала:
Amin = A - a.Moreover, the average value of the envelope of the output signal will be equal to the amplitude of the direct signal, and the amplitude of the oscillations of the envelope of the output signal will be equal to the amplitude of the echo signal. This property follows from the fact that the maximum value of the amplitude of the total signal is equal to the sum of the amplitudes of the direct and echo signals at the channel output:
A max = A + a,
Where
A and a are the amplitudes of the direct and echo signals, respectively, and the minimum amplitude of the total signal is equal to the difference between the amplitudes of the direct and echo signals at the channel output:
A min = A - a.
Это дает возможность определить затухание эхо-сигнала, выраженное в децибелах, по формуле
где
dA - амплитуда колебаний огибающей выходного сигнала, а Amid - среднее значение огибающей выходного сигнала.This makes it possible to determine the attenuation of the echo signal, expressed in decibels, by the formula
Where
dA is the amplitude of the oscillations of the envelope of the output signal, and A mid is the average value of the envelope of the output signal.
Повышение точности измерений затухания эхо-сигнала достигается за счет того, что частоты несущих измерительного сигнала могут быть выбраны достаточно близкими между собой, что устраняет влияние собственной неравномерности частотной характеристики канала. При этом должно выполняться условие, чтобы период повторения тактовых импульсов T был существенно (в 10...100 раз) больше величины, обратной разности частот несущих dF:
T > 1/dF. (3)
Дополнительное повышение точности измерений обеспечивается за счет ограничения полосы частот принимаемого сигнала с помощью полосового фильтра 6, что приводит к увеличению отношения сигнал/шум на его выходе.Improving the accuracy of measurements of the attenuation of the echo signal is achieved due to the fact that the frequencies of the carriers of the measuring signal can be chosen close enough to each other, which eliminates the influence of the own non-uniformity of the frequency response of the channel. In this case, the condition must be satisfied so that the repetition period of the clock pulses T is significantly (10 ... 100 times) greater than the reciprocal of the frequency difference between the carriers dF:
T> 1 / dF. (3)
An additional increase in the accuracy of measurements is provided by limiting the frequency band of the received signal using a band-pass filter 6, which leads to an increase in the signal-to-noise ratio at its output.
Устройство для измерения затухания эхо-сигнала в канале связи работает следующим образом. A device for measuring the attenuation of an echo signal in a communication channel operates as follows.
Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает периодическую последовательность тактовых импульсов с периодом повторения T, который должен быть больше максимальной величины задержки эхо-сигнала в канале связи и удовлетворять приведенному выше условию (3). The clock generator 1 generates a periodic sequence of clock pulses with a repetition period T, which should be greater than the maximum delay value of the echo signal in the communication channel and satisfy the above condition (3).
Генератор 2 частотно-манипулированного сигнала управляется от генератора 1 тактовых импульсов и вырабатывает периодическую последовательность тональных посылок с двумя чередующимися близкими частотами несущих. Частоты несущих измерительного сигнала целесообразно выбрать в средней части диапазона частот канала связи (где обычно частотные искажения канала минимальны) так, чтобы при этом разность частот несущих была значительно (в 10...100 раз) меньше по сравнению с их средней частотой. Смена частот несущих должна производиться без разрыва фазы в моменты перехода сигнала через ноль. The frequency-manipulated signal generator 2 is controlled from the clock generator 1 and generates a periodic sequence of tonal bursts with two alternating close carrier frequencies. It is advisable to choose the carrier frequencies of the measuring signal in the middle part of the frequency range of the communication channel (where usually the channel distortion is minimal) so that the carrier frequency difference is significantly (10 ... 100 times) less than their average frequency. Carrier frequencies should be changed without phase disruption at the moments when the signal passes through zero.
На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы заявляемого устройства. На фиг. 2а изображен примерный вид сигнала на выходе генератора 1, а на фиг. 2б - вид измерительного сигнала на выходе генератора 2. In FIG. 2 shows timing diagrams explaining the principle of operation of the claimed device. In FIG. 2a shows an exemplary view of the signal at the output of generator 1, and FIG. 2b is a view of the measuring signal at the output of the generator 2.
Сигнал с выхода генератора 2 через выходной блок 3 согласования поступает в канал 4 связи. С выхода канала 4 связи измерительный сигнал поступает во входной блок 5 согласования и далее в полосовой фильтр 6, полоса пропускания которого должна быть несколько шире спектра испытательного сигнала. Как отмечалось выше, с помощью полосового фильтра 6 осуществляется ограничение полосы частот принимаемого сигнала, что приводит к увеличению отношения сигнал/шум на его выходе и, как следствие, к повышению точности измерений. The signal from the output of the generator 2 through the output block 3 matching goes to the communication channel 4. From the output of the communication channel 4, the measuring signal is fed to the input matching unit 5 and then to the bandpass filter 6, the passband of which should be somewhat wider than the spectrum of the test signal. As noted above, using the band-pass filter 6, the frequency band of the received signal is limited, which leads to an increase in the signal-to-noise ratio at its output and, as a result, to an increase in the measurement accuracy.
На фиг. 2в показан примерный вид сигнала на выходе полосового фильтра 6 с учетом биений прямого и эхо-сигнала в канале связи. In FIG. 2c shows an exemplary view of the signal at the output of the bandpass filter 6, taking into account the beats of the direct and echo signals in the communication channel.
Детектор 7 огибающей выделяет огибающую сигнала. Постоянная времени детектора 7 должна быть примерно равна периоду низшей частоты измерительного частотно-манипулированного сигнала. The envelope detector 7 extracts the envelope of the signal. The time constant of the detector 7 should be approximately equal to the period of the lowest frequency of the measuring frequency-manipulated signal.
С помощью фильтра 8 высоких частот и дополнительного детектора 9 определяется амплитуда колебаний огибающей сигнала. Частота среза фильтра 8 должна быть выбрана такой, чтобы он подавлял постоянную составляющую в огибающей сигнала и пропускал с единичным коэффициентом передачи частотные составляющие в огибающей сигнала с частотой "биений", т.е. с частотой разностности несущих частотно-манипулированного сигнала. Using the high-pass filter 8 and an additional detector 9, the amplitude of the oscillations of the envelope of the signal is determined. The cutoff frequency of the filter 8 should be chosen so that it suppresses the constant component in the envelope of the signal and passes with the unit transmission coefficient the frequency components in the envelope of the signal with a beat frequency, i.e. with the frequency of the difference of the carriers of the frequency-manipulated signal.
В интегрирующем звене 10 определяется среднее значение огибающей. Постоянные времени дополнительного детектора 9 и интегрирующего звена 10 должны быть существенно больше (не менее, чем в 10...100 раз) периода повторения тактовых импульсов. In the integrating link 10 is determined by the average value of the envelope. The time constants of the additional detector 9 and the integrating link 10 should be significantly longer (not less than 10 ... 100 times) of the repetition period of clock pulses.
На фиг. 2г показана огибающая сигнала на выходе детектора 7 и отмечены амплитуда ее колебаний и средне значение, которые определяются на выходах блоков 9 и 10. In FIG. 2d shows the envelope of the signal at the output of the detector 7 and the amplitude of its oscillations and the average value, which are determined at the outputs of blocks 9 and 10, are marked.
С помощью блока 11 измерения отношения напряжений и логарифмического функционального преобразователя 12 формируется величина затухания эхо-сигнала, выраженная в децибелах, в соответствии с формулой (2). На индикаторе 13 отображается полученный результат измерений. Using the voltage ratio measuring unit 11 and the logarithmic functional converter 12, an echo signal attenuation value, expressed in decibels, is generated in accordance with formula (2). The indicator 13 displays the obtained measurement result.
Достоинствами предлагаемого устройства (по сравнению с устройством-прототипом) являются высокая точность измерений, обусловленная его нечувствительностью к собственным частотным искажения канала связи, и малое время измерений, так как для работы устройства не требуется проведения последовательных измерений для большого числа частот измерительного сигнала. The advantages of the proposed device (in comparison with the prototype device) are the high measurement accuracy due to its insensitivity to the natural frequency distortion of the communication channel, and the short measurement time, since the device does not require consecutive measurements for a large number of frequencies of the measuring signal.
Данное устройство может быть легко реализовано на базе как аналоговой, так и цифровой техники. This device can be easily implemented on the basis of both analog and digital technology.
Источники информации. Sources of information.
1. Соловьев Н.Н. Измерительная техника в проводной связи. Ч. 4. Измерение параметров линий, каналов и трактов. М.: Связь, 1974, с. 257, 258. 1. Soloviev N.N. Measuring technique in wire communication. Part 4. Measurement of parameters of lines, channels and paths. M .: Communication, 1974, p. 257, 258.
2. Боккер П. Передача данных (Техника связи в системах телеобработки данных). Том 1. Основы: Пер. с нем./Под ред Д.Д. Кловского. М.: Связь, 1980, с. 88. 2. Bokker P. Data transmission (communication technology in teleprocessing systems). Volume 1. Basics: Per. with it./ Ed. D.D. Klovsky. M .: Communication, 1980, p. 88.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96105608A RU2107392C1 (en) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | Device which measures attenuation of echo signal in communication channel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96105608A RU2107392C1 (en) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | Device which measures attenuation of echo signal in communication channel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2107392C1 true RU2107392C1 (en) | 1998-03-20 |
| RU96105608A RU96105608A (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20178421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96105608A RU2107392C1 (en) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | Device which measures attenuation of echo signal in communication channel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2107392C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103487667A (en) * | 2013-09-11 | 2014-01-01 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | Narrow-pulse envelope parameter measuring system based on logarithmic detector |
| CN104101778A (en) * | 2014-07-18 | 2014-10-15 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 67GHz coaxial broadband peak power probe |
-
1996
- 1996-03-22 RU RU96105608A patent/RU2107392C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Боккер П. Передача данных (Техника связи в системах телеобработки данных). Том 1. Пер.с.немец.под редакцией Кловского Д.Д. - М.:, Связь, 1980, с. 88. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103487667A (en) * | 2013-09-11 | 2014-01-01 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | Narrow-pulse envelope parameter measuring system based on logarithmic detector |
| CN103487667B (en) * | 2013-09-11 | 2016-04-27 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | A kind of burst pulse envelope parameters measuring system based on logarithmic detector |
| CN104101778A (en) * | 2014-07-18 | 2014-10-15 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 67GHz coaxial broadband peak power probe |
| CN104101778B (en) * | 2014-07-18 | 2017-01-11 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 67GHz coaxial broadband peak power probe |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3991364A (en) | Autocorrelation method for detecting insulation defects in cable | |
| US6101218A (en) | Leakage power measurement apparatus and method | |
| RU2107392C1 (en) | Device which measures attenuation of echo signal in communication channel | |
| US5555507A (en) | Method for detecting non-linear behavior in a digital data transmission path to be examined | |
| CA2481655C (en) | Apparatus and method for measuring chromatic dispersion by variable wavelength | |
| RU2104498C1 (en) | Ultrasonic frequency-pulse method of measurement of flow rate and device for its implementation | |
| RU2020445C1 (en) | Device for measuring bandwidth of optical fiber cable | |
| SU813285A1 (en) | Device for measuring pulse signal fluctuation spectrum | |
| SU924877A1 (en) | Device for measuring phase distortions in communication channels | |
| SU1078642A1 (en) | Device for measuring frequency responses of four-terminal networks | |
| SU460492A1 (en) | The method of determining the dispersion characteristics of the environment | |
| SU879788A1 (en) | Device for measuring amplitude-frequency characteristics of four-terminal networks | |
| SU588640A1 (en) | Signal-to-noise ratio meter | |
| SU894605A1 (en) | Piezotransducer amplitude-frequency characteristic meter | |
| SU974291A1 (en) | Tracking generator for spectrum analysis | |
| SU1113737A1 (en) | Method of measuring parameters of electric acoustic converter | |
| SU946010A1 (en) | Device for measuring parameters of colour television channels | |
| SU1078380A1 (en) | Method of determination of electrodynamic geophone damping degree | |
| SU1073748A1 (en) | Device for measuring group lag time of communication line | |
| KR0175356B1 (en) | Apparatus for measuring transmission power level on telephone line | |
| SU902287A1 (en) | Device for measuring clock frequency of pseudorandom sequence | |
| SU1005289A1 (en) | Switchable meter of time delay | |
| SU786017A1 (en) | Device for simultaneous measuring of pulse noise and level pauses in communication channels | |
| SU712956A1 (en) | Method of measuring amplitude-frequency and phase frquency charachteristics of converter with pulse-frequency modulation | |
| SU1224645A1 (en) | Meter of optical cable transfer characteristic |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110323 |