RU4650U1

RU4650U1 - DEVICE FOR MEASURING SIGNALS FOR TELEVISION BROADCASTING

Info

Publication number: RU4650U1
Application number: RU95114870/20U
Authority: RU
Inventors: Л.С. Виленчик; М.А. Островский
Original assignee: Московское конструкторское бюро "Электрон"
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-07-16

Abstract

Устройство для измерения параметров сигналов телевизионного вещания, содержащее телевизионный и звуковой измерительные тракты с источником эталонных сигналов, комплексом оперативных запоминающих устройств, программируемым вычислительным устройством и устройством индикации, с раздельными по видео и звуку участками измерительных трактов, включающими в себя цепь предцифровой обработки сигналов и аналого-цифровой преобразователь с управляющим входом, причем соответствующий участок телевизионного измерительного тракта содержит видеокоммутатор, одни входы которого подключены к выходам источника эталонных сигналов, а другие - к измеряемым сигналам телевизионного вещания, а выход видеокоммутатора - к входу цепи предцифровой обработки сигналов, в каждом из раздельных участков измерительного тракта выход цепи предцифровой обработки сигналов подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что в качестве программируемого вычислительного устройства применена персональная вычислительная машина с двумя интерфейсами и четырьмя управляющими выходами, комплекс оперативных запоминающих устройств выполнен в виде двух двухпортовых оперативных запоминающих устройств, каждое из которых является последним звеном раздельного участка соответствующего тракта и выполнено с двумя интерфейсами, один из которых соединен с интерфейсом аналого-цифрового преобразователя, а другой - с первым интерфейсом персональной вычислительной машины, второй интерфейс которой соединен с интерфейсом устройства индикации, раздельный участок звукового измерительного тракта дополнен коммутатором звуковы�A device for measuring the parameters of television broadcasting signals, containing television and sound measuring paths with a source of reference signals, a complex of random access memory, a programmable computing device and an indication device, with sections of measuring paths separated by video and sound, including a chain of pre-digital signal processing and analog a digital converter with a control input, and the corresponding section of the television measuring path contains the form switch, some inputs of which are connected to the outputs of the source of reference signals, and others - to the measured signals of television broadcasting, and the output of the video switch - to the input of the digital signal processing circuit, in each of the separate sections of the measuring path the output of the digital signal processing circuit is connected to the analog-digital input a converter, characterized in that a personal computer with two interfaces and four control outputs is used as a programmable computing device The complex of random access memory devices is made in the form of two two-port random access memory devices, each of which is the last link in a separate section of the corresponding path and is made with two interfaces, one of which is connected to the interface of an analog-to-digital converter, and the other to the first interface of a personal computing machines, the second interface of which is connected to the display device interface, a separate section of the sound measuring path is supplemented by a sound switch

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯDEVICE FOR MEASURING SIGNALS FOR TELEVISION BROADCASTING

Заявляемое устройство относится к области контрольноизмерительной техники телевизионного и радиовещания и может быть использовано для измерения и контроля качественных показателей телевизионного тракта и канала передачи звука.The inventive device relates to the field of instrumentation television and radio broadcasting and can be used to measure and control the quality of the television path and the sound transmission channel.

Известно устройство для измерения параметров сигналов телевизионного вещания по авторскому свидетельству № 604188 на Автоматический измеритель качественных показателей телевизионного тракта 1. Это устройство содержит преобразователь параметров, видеокоммутатор, анализатор вида сигналов, блок управления, блок выбора режима, вычислительный блок, аналогоцифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь, стробоскопический модулятор. Это устройство 1 осуществляет коммутацию измеряемых сигналов, аналоговую обработку с опознаванием испытательного сигнала, стробоскопическую дисМПК5НО4№ 17/02A device is known for measuring the parameters of television broadcasting signals according to copyright certificate No. 604188 for an Automatic Quality Indicator for television path 1. This device contains a parameter converter, a video switch, a signal type analyzer, a control unit, a mode selection unit, a computing unit, an analog-to-digital converter, and a digital-to-analog converter converter, stroboscopic modulator. This device 1 performs switching of the measured signals, analog processing with recognition of the test signal, stroboscopic disMPK5NO4№ 17/02

кретизацию постоянного напряжения, вычислительные операции для измерения параметров и индикацию результатов измерения. Однако это устройство 1 не позволяет измерять параметры звуковых сигналов, не обеспечивает требуемую точность измерений параметров сигналов телевизионного вещания, а также не охватывает измерениями всего набора нормируемых параметров телевизионного тракта и не обеспечивает полноты и наглядности в индикации результатов измерений.DC voltage correction, computational operations for measuring parameters and indication of measurement results. However, this device 1 does not allow measuring the parameters of audio signals, does not provide the required accuracy of the measurements of the parameters of television broadcasting signals, and does not cover measurements of the entire set of normalized parameters of the television path and does not provide completeness and clarity in the indication of the measurement results.

Измерение параметров звуковых сигналов остается вне рамок функциональных возможностей устройства 1.The measurement of the parameters of audio signals remains outside the scope of the functionality of the device 1.

Низкая точность объясняется тем, что при стробоскопической дискретизации по времени и при использовании квантования по уровню неизбежно утрачивается часть относящейся к измеряемому сигналу информации, а также тем, что выбор количества усредняемых измерений не является достаточно обоснованным.The low accuracy is explained by the fact that when stroboscopic sampling by time and when using quantization by level, part of the information related to the measured signal is inevitably lost, as well as the fact that the choice of the number of averaged measurements is not sufficiently justified.

Полнота набора нормируемых параметров телевизионного канала не может быть обеспечена за отсутствием информации о форме измеряемого сигнала, а также за отсутствием измерения его спектральных характеристик.The completeness of the set of normalized parameters of the television channel cannot be ensured due to the lack of information about the shape of the measured signal, as well as the lack of measurement of its spectral characteristics.

Индикация результатов измерений не обладает полнотой и наглядностью, поскольку ограничивается цифровым отображением величины искажения параметров.The indication of the measurement results does not have completeness and clarity, since it is limited to digital display of the magnitude of the distortion of the parameters.

Известно также устройство для измерения параметров сигналов телевизионного вещания по советскому авторскому свидетельству Ж 1297260 на Устройство для измерения искажений телевизионного сигнала 2. Это устройство 2 содержит видеокоммутатор и коммутатор коррекции, синхронизатор, блок ввода команд управления, блок формирования цикла измерения, блок управлеThere is also known a device for measuring the parameters of television broadcasting signals according to the Soviet copyright certificate Ж 1297260 to A device for measuring distortion of a television signal 2. This device 2 contains a video switch and a correction switch, a synchronizer, a control command input unit, a measurement cycle generating unit, a control unit

ния коммутацией, блок аналоговой обработки, модулятор, блок сравнения, блок вычисления параметров, блок вычисления среднеквадратичного отклонения, блок вывода информации, блок запоминания результатов измерения и несколько блоков вспомогательных операций.switching, analog processing unit, modulator, comparison unit, parameter calculation unit, standard deviation calculation unit, information output unit, measurement result storage unit, and several auxiliary operations units.

Устройство 2 осуществляет коммутацию измерительных телевизионных сигналов, фиксацию постоянного уровня телевизионного сигнала, частотную фильтрацию телевизионных сигналов с формированием сигнала яркости, сигнала цветности, с выделением поднесущих, запоминание уровня телевизионного сигнала в виде фиксации мгновенных значений. Далее в ходе аналого-цифровых преобразований измеряемый сигнал претерпевает стробоскопическую дискретизацию по времени и квантование по уровню, промежуточное запоминание в виде выборки мгновенных амплитуд в характерных точках выбираемого участка сигнала, фиксируемой из кадра в кадр при включении в измерительный цикл множества кадров. Запомненные замеры и заданные алгоритмы служат исходным материалом для вычисления оценок значений контролируемого измерительного сигнала с использованием статистических методов. Необходимость включения в измерительный цикл множества однотипных замеров вызвана неизбежными погрешностями, обусловленными нелинейностью и нестабильностью процессов в канале аналоговой обработки,Device 2 carries out switching of measuring television signals, fixing a constant level of a television signal, frequency filtering television signals with the formation of a luminance signal, a color signal, with the selection of subcarriers, storing the level of the television signal in the form of fixing instantaneous values. Further, during the analog-to-digital transformations, the measured signal undergoes stroboscopic time sampling and quantization by level, intermediate storing in the form of a sample of instantaneous amplitudes at the characteristic points of the selected signal section, which is recorded from frame to frame when many frames are included in the measurement cycle. Memorized measurements and preset algorithms serve as source material for calculating estimates of the values of the controlled measuring signal using statistical methods. The need to include in the measuring cycle many of the same type of measurements is caused by inevitable errors due to the non-linearity and instability of processes in the analog processing channel,

При вычислении параметров реализуемый устройством 2 способ предусматривает оценку и индикацию достоверности результатов, а также коррекцию результатов измерений по характеристикам результатов аналоговой обработки и аналогоцифрового преобразования сигналов. Способ обладает вариабельностью как проводимых измерений, так и их цифровой индикации. Свойственные аналоговой обработке недостатки частично устраняются благодаря коррекции результатов измерений в указанных выше видах.When calculating the parameters implemented by the device 2, the method provides for the assessment and indication of the reliability of the results, as well as the correction of the measurement results according to the characteristics of the results of analog processing and analog-to-digital signal conversion. The method has the variability of both the measurements and their digital indication. The inherent disadvantages of analog processing are partially eliminated by correcting the measurement results in the above types.

В реализуемом устройством 2 способе использован адаптивный алгоритм измерений, а функции логического анализа, управления и вычисления реализованы электронновычислительным комплексом на базе применения микропроцессорного контроллера, управляемого постоянным запоминающим устройством с соответствующей программой.In the method implemented by the device 2, an adaptive measurement algorithm is used, and the functions of logical analysis, control and calculation are implemented by an electronic computing complex based on the use of a microprocessor controller controlled by a read-only memory with the corresponding program.

Тем не менее, реализуемый устройством 2 способ не позволяет полностью устранить все недостатки, принципиально присущие измерениям с аналоговой обработкой исследуемого сигнала: не обеспечивает требуемую точность измерений параметров сигналов телевизионного вещания, а также не охватывает измерениями всего набора нормируемых параметров телевизионного тракта и не обеспечивает полноты и наглядности в индикации результатов измерений. Измерение параметров звуковых сигналов остается вне рамок способа. Низкая точность объясняется тем, что при стробоскопической дискретизации по времени и при использовании квантования по уровню неизбежно утрачивается часть относящейся к измеряемому сигналу информации, а также тем, что выбор количества усредняемых измерений не является достаточно обоснованным, как и метод выделения участков дискретизации и квантования . В итоге реализуемый устройством 2 способ не обеспечивает требуемую точность измерений для всех условий функционирования телевизионных трактов, не обеспечивает измерения всего набора нормируемых параметров телевизионного тракта, а такжеNevertheless, the method implemented by device 2 does not completely eliminate all the disadvantages inherent in measurements with analog processing of the signal under study: it does not provide the required accuracy of measurements of the parameters of television broadcasting signals, nor does it cover measurements of the entire set of normalized parameters of the television path and does not provide completeness and visibility in the indication of measurement results. Measurement of sound parameters remains outside the scope of the method. The low accuracy is explained by the fact that when stroboscopic sampling by time and when quantizing by level are used, some of the information related to the measured signal is inevitably lost, as well as the fact that the choice of the number of averaged measurements is not sufficiently justified, as is the method for selecting the sampling and quantization sections. As a result, the method implemented by the device 2 does not provide the required measurement accuracy for all conditions of functioning of the television paths, does not provide measurements of the entire set of normalized parameters of the television path, and

полноты и наглядности в индикации результатов измерений. Стробоскопическая дискретизация по времени и многократность однотипных измерений не позволяет привязать получаемые результаты к реальному масштабу времени, по этим же причинам устройство 2 не обеспечивает необходимого практике быстродействия измерительного процесса. Устройство 2 не предусматривает осциллографического отображения аналоговой формы измеренного сигнала: число отсчетов мгновенных значений измеряемого сигнала в характерных точках и используемая для реализации способа вычислительная и информационно-индикационная база не позволяют восстановить аналоговую форму измеренного сигнала.completeness and clarity in the indication of measurement results. Stroboscopic time sampling and multiple measurements of the same type do not allow the results to be linked to a real time scale; for the same reasons, device 2 does not provide the necessary practice for the speed of the measurement process. Device 2 does not provide an oscillographic display of the analog form of the measured signal: the number of samples of instantaneous values of the measured signal at characteristic points and the computational and information-indication base used to implement the method do not allow to restore the analog form of the measured signal.

Наиболее близким к заявляемому является устройство измерения параметров сигналов телевизионного вещания по советскому авторскому свидетельству №1584126 на Анализатор параметров телевизионного передатчика 6.Closest to the claimed is a device for measuring the parameters of television broadcasting signals according to the Soviet copyright certificate No. 1584126 on the Parameter Analyzer for television transmitter 6.

Это устройство 6 содержит раздельные входы для сигналов звукового сопровождения, радиосигнала, ТВ-сигнала и эталонных сигналов. Источником эталонных сигналов является калибратор. Общими для звукового и телевизионного измерительных трактов являются источник эталонных сигналов (ИЭС), программируемое вычислительное устройство (ПВУ), устройство индикации, комплекс оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), представленный блоком оперативной памяти и локальными ОЗУ в блоке формирования данных и индикации и в преобразователе кода в информационно-индикационную модель на экране дисплея, блок управления, датчик допусков с ПЗУ, блок сравнения и формирователь временных интервалов. Блок управления получает управляющие сигналы с пульта управления и коммутатора импульсов син%This device 6 contains separate inputs for sound signals, radio signal, TV signal and reference signals. The source of the reference signals is the calibrator. Common to the sound and television measurement paths are a source of reference signals (IES), a programmable computing device (PVU), an indication device, a set of random access memory (RAM), represented by a random access memory unit and local RAM in the data generation and display unit and in the code converter to the information-display model on the display screen, the control unit, the tolerance sensor with ROM, the comparison unit and the shaper of time intervals. The control unit receives control signals from the control panel and pulse commutator syn%

хронизации, которые также являются общими для устройства в целом.timing, which are also common to the device as a whole.

В устройстве 6 различимы наряду с общими для звука и видео также и раздельные участки измерительных трактов. Каждый из этих участков имеет свой аналого-цифровой преобразователь (АЦП) со входами претерпевших аналоговую обработку измеряемых сигналов и с управляющими входами шины потока информации, идущей от блока управления. В измерительном тракте по видео различаем видеокоммутатор, включенные в параллель блоки обработки сигналов яркости и сигналов цветности с выходом обоих блоков на блок динамической памяти, выход которого включен на вход первого блока АЦП. В измерительном тракте по звуку различаем соответственно трем звуковым каналам: звуковое сопровождение, демодулированный звуковой сигнал из радиосигнала и эталонный сигнал с калибратора - три пиковых детектора, каждый из которых имеет выход на второй блок АЦП, управляемый также через шину потока информации от блока управления.In the device 6, along with common to sound and video, separate sections of the measuring paths are also distinguishable. Each of these sections has its own analog-to-digital converter (ADC) with inputs that underwent analog processing of the measured signals and with control inputs of the bus of the information flow coming from the control unit. In the measuring path, we distinguish the video switch in the video path, the blocks for processing luminance signals and color signals included in parallel with the output of both blocks to a dynamic memory block, the output of which is connected to the input of the first ADC block. In the measuring path, we distinguish three sound channels according to sound: sound accompaniment, demodulated sound signal from a radio signal, and a reference signal from a calibrator — three peak detectors, each of which has an output to the second ADC block, also controlled via an information flow bus from the control unit.

Таким образом, измеряемый сигнал видео или звука в каждом из раздельных участков тракта проходит через цепь предцифровой аналоговой обработки.Thus, the measured signal of video or sound in each of the separate sections of the path passes through a pre-digital analog processing circuit.

Реализуемый устройством 6 способ предусматривает измерение параметров как телевизионного сигнала, так и сигнала звукового сопровождения.Implemented by the device 6, the method provides for the measurement of the parameters of both the television signal and the sound signal.

Способ включает в себя коммутацию измерительных телевизионных и звуковых сигналов, фиксацию постоянного уровня телевизионного сигнала, частотную фильтрацию телевизионных сигналов с формированием сигнала яркости, сигнала цветности, с выделением цветовых поднесущих, запоминание уровня телевизионного сигнала в виде фиксации мгновенных значений, аналогоцифровое преобразование телевизионного и звукового сигналов с дискретизацией по времени и квантованием по уровню, промежуточное запоминание цифровых значений, вычисление параметров по выборке мгновенных значений, причем вычисление параметров звукового сигнала перемежают по времени с вычислением параметров телевизионного сигнала, промежуточное запоминание результатов измерений и их преобразование применительно к задаваемой информационно-индикационной модели для их отображения на табло дисплея. При этом как телевизионные, так и звуковые сигналы коммутируют по циклу, мгновенные значения измеряемого сигнала фиксируют лишь в характерной точке, эта фиксация имеет место до аналого-цифровой обработки. Зафиксированные в ходе промежуточного запоминания цифровые значения нескольких уровней сигнала, получаемые по ходу аналого-цифрового преобразования, и адаптивные алгоритмы, заложенные в постоянное запоминающее устройство, являются исходным материалом для вычисления значений параметров измеряемых сигналов и вслед за тем параметров телевизионного передатчика как по каналу изображения, так и по каналу звукового сопровождения. Эти данные подвергаются промежуточному запоминанию для индикации и формирования табличных данных, а затем подлежат преобразованию для формирования сигнала на дисплее. Равным образом на табло дисплея находят отображение полученные и запомненные результаты сравнения измеренных параметров с соответствующими допусками, заложенными в постоянное запоминающее устройство одного из звеньев измерительного канала. Эти результаты также подвергаются преобразованию для индикации и формированияThe method includes switching the measuring television and sound signals, fixing a constant level of the television signal, frequency filtering the television signals with the formation of a brightness signal, a color signal, with the allocation of color subcarriers, storing the level of the television signal in the form of fixing instantaneous values, analog-to-digital conversion of television and sound signals with time discretization and quantization by level, intermediate storing of digital values, calculation of parameters n about the sampling of instantaneous values, moreover, the calculation of the parameters of the audio signal is interleaved in time with the calculation of the parameters of the television signal, the intermediate storage of the measurement results and their conversion as applied to a given information-display model for displaying them on the display panel. At the same time, both television and sound signals commute in a cycle, the instantaneous values of the measured signal are recorded only at a characteristic point, this fixation takes place before analog-to-digital processing. The digital values of several signal levels, recorded during the analog-to-digital conversion, and adaptive algorithms embedded in read-only memory, recorded during intermediate storing, and adaptive algorithms embedded in a permanent storage device, are the source material for calculating the values of the parameters of the measured signals and, subsequently, the parameters of the television transmitter via the image channel, and on the sound channel. This data is subjected to intermediate storage for display and tabular data, and then must be converted to generate a signal on the display. Similarly, the obtained and stored results of comparing the measured parameters with the corresponding tolerances embedded in the permanent storage device of one of the links of the measuring channel are displayed on the display panel. These results are also being transformed for indication and formation.

табличных данных по выбранной оператором информационноиндикационной модели.tabular data for the operator selected information-display model.

Предшествующее аналого-цифровой обработке определение постоянного уровня телевизионного сигнала, использование низкочастотной фильтрации, выделение с помощью полосового фильтра цветовых поднесущих и их детектирование - эти и другие операции аналоговой обработки сигнала привносят в силу нелинейности и нестабильности процессов фильтрации и детектирования погрешности, для снижения которых в устройстве 6 предусмотрено вычисление оценок значений контролируемых параметров измеряемых сигналов с использованием статистических методов с применением многоразовых измерений. Это относится и к измерениям в звуковом измерительном канале, поскольку каждый из измеряемых звуковых сигналов подвергается пиковому детектированию до его оцифровки аналого-цифровым преобразованием.The previous analog-to-digital processing of determining a constant level of a television signal, using low-pass filtering, extracting color subcarriers using a band-pass filter and detecting them - these and other operations of analog signal processing introduce due to the nonlinearity and instability of the filtering and error detection processes, to reduce which in the device 6 provides for the calculation of estimates of the values of the controlled parameters of the measured signals using statistical methods with using reusable measurements. This also applies to measurements in the sound measuring channel, since each of the measured sound signals undergoes peak detection before being digitized by analog-to-digital conversion.

Многоразовость измерений параметров и временные характеристики звуковых сигналов приводят к заметному ограничению возможностей устройства 6 в части измерения в едином цикле и в едином измерительном канале параметров сигналов изображения и звука. Время измерения каждого параметра составляет порядка 0,5 - 2 с, так что суммарное время цикла измерения десяти параметров составляет около 10 с. По этой причине в цикл измерения параметров нельзя также включить измерения квазипикового размаха входных динамических сигналов звукового сопровождения и максимальной девиации средней частоты радиосигнала звукового сопровождения 6, столбец 10. Таким образом, в единый канал измерения параметров видео и звуковых сигналов от последнихThe reusability of parameter measurements and the temporal characteristics of sound signals lead to a noticeable limitation of the capabilities of the device 6 in terms of measurement in a single cycle and in a single measuring channel of the parameters of the image and sound signals. The measurement time of each parameter is about 0.5 - 2 s, so the total measurement cycle time of ten parameters is about 10 s. For this reason, it is also impossible to include measurements of the quasi-peak range of the input dynamic sound signals and the maximum deviation of the average frequency of the sound radio signal 6, column 10 in the parameter measurement cycle. Thus, in a single channel for measuring the parameters of video and audio signals from the latter

попадают лишь амплитуда радиосигнала звукового сопровождения 6, столбец 4 и его мощность 6,столбец 5. only the amplitude of the radio sound signal 6, column 4 and its power 6, column 5 fall.

Как и всякий другой способ измерения параметров сигналов телевизионного вещания, основанный на аналоговой обработке измеряемого сигнала, способ, реализуемый устройством 6, требует сравнительно емкой аппаратурной реализации, во-первых, для аналоговой обработки как таковой, и, во-вторых, для уменьшения влияния погрешностей по ходу аналоговой обработки.Like any other method of measuring the parameters of television broadcasting signals, based on the analog processing of the measured signal, the method implemented by the device 6 requires a relatively capacious hardware implementation, first, for analog processing as such, and, secondly, to reduce the influence of errors in the course of analog processing.

Выборка мгновенных значений амплитуд измеряемого сигнала лишь в так называемых характерных точках не позволяют исследовать форму и спектральные характеристики измеряемого сигнала, значительная часть информации об измеряемом сигнале остается, таким образом, без охвата измерительным процессом, что не дает возможности получить весь набор нормируемых параметров, а также требуемую точность измерений.The selection of instantaneous values of the amplitudes of the measured signal only at the so-called characteristic points does not allow us to study the shape and spectral characteristics of the measured signal, a significant part of the information about the measured signal remains, thus, without coverage by the measuring process, which makes it impossible to obtain the entire set of normalized parameters, as well as required measurement accuracy.

Реализация осуществляемого устройством 6 способа не предусматривает отображения на табло дисплея аналоговой формы измеряемого сигнала , поскольку не включает в себя ни цифроаналогового преобразования, ни соответствующих приемов для реставрации аналоговой формы сигнала между его измеренными значениями.The implementation of the method carried out by the device 6 does not provide for displaying on the display panel the analog form of the measured signal, since it does not include either digital-to-analog conversion or the corresponding techniques for restoring the analog waveform between its measured values.

Устройство 6 не охватывает измерительным процессом сигналов радиовещания.The device 6 does not cover the measurement process of the broadcast signals.

Для измерения параметров канала передачи звука в телевизионном тракте используется передаваемый эталонный звуковой сигнал в виде тона, а в радиовещательном канале сигналы меток точного времени (МТБ). Эти сигналы состоят из шести прямоугольных радиоимпульсов, заполненных гармоническим сигналомTo measure the parameters of a sound transmission channel in a television channel, a transmitted reference sound signal in the form of a tone is used, and in the broadcasting channel, timestamp (MTB) signals. These signals consist of six rectangular radio pulses filled with a harmonic signal

//V// V

частотой 1000 Гц. Длительность каждого радиоимпульса 100 мс при периоде повторения I с. Начало шестого сигнала в серии МТБ соответствует началу каждого часа московского времени 3. Известные методы контроля с использованием МТБ предполагают выделение тонального измерительного сигнала методами аналоговой обработки 3, 4, что требует сравнительно емкой аппаратуры и снижает точность самого измерения. Определение начала измерительного процесса в прототипе 6 основано на коммутации по циклу, что не согласуется ни с временным ожиданием измерительного сигнала МТБ, ни с использованием аналитических возможностей электронно-вычислительного блока. Дискретизация звукового сигнала осуществляется по времени с заранее установленной неизменяемой частотой.frequency of 1000 Hz. The duration of each radio pulse is 100 ms with a repetition period of I s. The beginning of the sixth signal in the MTB series corresponds to the beginning of every hour of Moscow time 3. Well-known control methods using MTB involve the allocation of a tonal measuring signal by analogue processing methods 3, 4, which requires relatively capacious equipment and reduces the accuracy of the measurement itself. The determination of the beginning of the measurement process in prototype 6 is based on cyclic switching, which is not consistent with the timeout of the MTB measurement signal, or using the analytical capabilities of the electronic computing unit. The audio signal is discretized in time with a predetermined fixed frequency.

Устройство 6 не содержит структурных предпосылок опреационного задела для наращивания набора измеряемых и контролируемых параметров.Device 6 does not contain the structural prerequisites of operational reserve for building up a set of measured and controlled parameters.

Целью предлагаемого технического решения являются повышение быстродействия и точности измерений, расширение номенклатуры измеряемых параметров и наглядность их отображения, расширение измерительных возможностей до измерения сигналов радиовещания.The purpose of the proposed technical solution is to increase the speed and accuracy of measurements, expanding the range of measured parameters and the visibility of their display, expanding the measuring capabilities to measure broadcast signals.

Наглядность отображения измеряемых параметров подразумевает расширение возможностей индикации на дисплее необходимых данных с задаваемой степенью детализации измерений.The visibility of the display of the measured parameters implies the expansion of the possibilities of displaying the necessary data on the display with a specified degree of detail of measurements.

Расширение измерительных возможностей заявляемого устройства заключается также в применимости любых измерительных сигналов, используемых в телевизионных и радиовещательных измерениях, с охватом набора нормируемых параметров при одно&#мThe expansion of the measuring capabilities of the claimed device also lies in the applicability of any measuring signals used in television and broadcasting measurements, with the coverage of a set of normalized parameters at one &# m

временном повышении достоверности и точности проводимых измерений. Номенклатура измеряемых и контролируемых параметров, как и вариабельность измерительных сигналов, может наращиваться путем расширения комплекса программ.temporary increase in the reliability and accuracy of measurements. The nomenclature of the measured and controlled parameters, as well as the variability of the measuring signals, can be expanded by expanding the range of programs.

Поставленная цель достигается применением заявляемого устройства, позволяющего осуществить на персональной ЭВМ (далее ПЭВМ) программную реализацию процессов управления, измерения и контроля, иными словами, отказаться от аналоговой обработки измеряемого сигнала, заменив ее цифровой обработкой с использованием всех преимуществ, предоставляемых цифровой вычислительной техникой.This goal is achieved by using the inventive device, which allows to implement on a personal computer (hereinafter referred to as a PC) software processes for control, measurement and control, in other words, to abandon the analog processing of the measured signal, replacing it with digital processing using all the advantages provided by digital computer technology.

Преобразование аналоговой формы измеряемого сигнала в цифровую без утраты всей полноты содержащейся в сигнале информации требует выполнения условия теоремы Котельникова, что позволяет получить полную информацию о сигнале на протяжении всей его длительности или на заранее задаваемом отрезке этой длительности.Converting the analog form of the measured signal to digital without losing the entirety of the information contained in the signal requires the fulfillment of the conditions of the Kotelnikov theorem, which allows you to obtain complete information about the signal throughout its duration or in a predetermined segment of this duration.

Коммутацию измеряемого звукового сигнала по циклу переключают на коммутацию по времени.Switching the measured audio signal in a cycle switch to switching in time.

Частоту дискретизации в канале измерений звукового сигнала подвергают переключению, поскольку для проведения измерений используют две различные частоты дискретизации: одна в режиме выявления начала измерительного сигнала и другая - в режиме оцифровки измеряемого сигнала и его промежуточного запоминания.The sampling frequency in the measurement channel of the audio signal is subjected to switching, since two different sampling frequencies are used for measurements: one in the detection mode of the beginning of the measuring signal and the other in the mode of digitization of the measured signal and its intermediate storage.

J#WS&J # WS &

tttt

там вычислительной обработки запоминаемой последовательности цифровых значений звукового сигнала.there is computational processing of a remembered sequence of digital values of the audio signal.

Управление коммутацией, фиксацию постоянного уровня телевизионного сигнала, запоминание и вычисление, преобразование результатов измерений осуществляют на ПЭВМ, измерение телевизионных и звуковых сигналов выполняют в одном измерительном цикле, промежуточное запоминание мгновенных значений производят исключительно в цифровом виде, причем запоминание всей последовательности цифровых значений телевизионного сигнала производят в один прием, а звукового сигнала - в несколько приемов с временными интервалами, используемыми для вычислений его параметров, частотную фильтрацию телевизионного сигнала полностью или частично осуществляют посредством вычислительной обработки запомненной последовательности его цифровых значений, осуществляют цифро-аналоговое преобразование результатов измерений с вычислением для аналоговой интерполяции промежуточных между измеренными мгновенных значений телевизионного или звукового сигнала и осциллографическим отображением его аналоговой формы в виде квазинепрерывного сигнала.Switching control, fixing a constant level of a television signal, storing and calculating, converting the measurement results is carried out on a PC, the measurement of television and sound signals is performed in one measurement cycle, the intermediate storage of instantaneous values is carried out exclusively in digital form, and the entire sequence of digital values of the television signal is stored in one step, and the sound signal in several steps with time intervals used to calculate of its parameters, the frequency filtering of the television signal is fully or partially carried out by computing the stored sequence of its digital values, digital-to-analog conversion of the measurement results is carried out with the calculation for analog interpolation of the intermediate between the measured instantaneous values of the television or sound signal and the oscillographic display of its analog form in the form quasicontinuous signal.

Управление процессом измерения сводится к управлению коммутацией, которую осуществляют путем ввода команд, определяющих программу измерений, которая, в свою очередь , определяется номером контролируемых каналов ТВ, звукового сопровождения и радиовещания, выбором режима измерений.The control of the measurement process is reduced to the management of switching, which is carried out by entering commands that define the measurement program, which, in turn, is determined by the number of monitored TV channels, sound and broadcasting, and the choice of measurement mode.

-оперативного (по сокращенному набору измерительных сигналов)-operative (for a reduced set of measuring signals)

-функционального (по полному набору измерительных сигналов, формируемому в пункте контроля)-functional (according to the full set of measuring signals generated at the control point)

Для каналов звукового вещания предусмотрены режимы контроля уровня сигнала, контроля параметров сигналов из серии сигналов МТБ, полного набора нормируемых параметров ( так называемого периодического контроля), а также выбор состава измерительных сигналов для режимов оперативного контроля и время измерения параметров сигналов из серии сигналов МТБ.For sound broadcasting channels, there are modes for monitoring the signal level, monitoring signal parameters from a series of MTB signals, a complete set of normalized parameters (the so-called periodic monitoring), as well as selecting the composition of measuring signals for operational monitoring modes and the time of measuring signal parameters from a series of MTB signals.

В предлагаемом устройстве коммутацию измеряемого сигнала в телевизионном тракте проводят в два приема: выделение заданной испытательной строки и обнаружение испытательных сигналов в этой строке. Номер испытательной строки определяется установленным режимом контроля канала. Указанный номер строки используют для ее коммутации путем селекции и отсчета синхроимпульсов строк ТВ-кадра. Обнаружение измерительных сигналов в этой строке осуществляют после выборки мгновенных значений (оцифровки) сигналов и их цифровой обработки.In the proposed device, the switching of the measured signal in the television path is carried out in two stages: the selection of a given test line and the detection of test signals in this line. The number of the test line is determined by the established channel control mode. The specified line number is used for its switching by selecting and counting the clock pulses of the lines of the TV frame. The detection of measuring signals in this line is carried out after sampling the instantaneous values (digitization) of the signals and their digital processing.

ТВ-измерительные сигналы, к примеру В2, В1, F и D1, передаваемые в соответствующей строке телевизионного кадра, при прохождении через ТВ-тракт претерпевают искажения. Именно эти сигналы являются предметом измерения и сопоставления с исходными измерительными сигналами, а оценка качества ТВ-тракта сводится к определению параметров измеряемых сигналов 51.TV measurement signals, for example B2, B1, F and D1, transmitted in the corresponding line of the television frame, undergo distortion when passing through the TV path. It is these signals that are the subject of measurement and comparison with the original measuring signals, and the TV channel quality assessment is reduced to determining the parameters of the measured signals 51.

Для измерения характеристик звуковых каналов в предлагаемом устройстве используют сигналы точного времени (МТБ) повышенной информативности.To measure the characteristics of sound channels in the proposed device using accurate time signals (MTB) of high information content.

Вычисление параметров измеряемого звукового сигнала производят во временных промежутках между вычислениями значений параметров измеряемого телевизионного сигнала. Оцифровка измеряемого сигнала и его промежуточное запоминание позволяют вслед за этим запоминанием проводить измерение параметров как телевизионного, так и звукового измеряемого сигнала в едином измерительном канале.The calculation of the parameters of the measured sound signal is produced in the time intervals between calculations of the values of the parameters of the measured television signal. Digitization of the measured signal and its intermediate storage allows following this memory to measure the parameters of both the television and sound measured signal in a single measuring channel.

Переход к измерению параметров сигналов путем проведения вычислительных операций осуществляют сразу же после промежуточного запоминания очередной выборки.The transition to measuring signal parameters by performing computational operations is carried out immediately after the intermediate storage of the next sample.

Коммутация звукового сигнала по циклу обеспечивает определение начального момента интервала задаваемой длительности промежуточного запоминания измеряемого сигнала.Switching the audio signal in a cycle determines the initial moment of the interval of the set duration of the intermediate storage of the measured signal.

Реализуемый устройством способ позволяет получить выигрыш по точности результатов измерений также и в тех случаях, когда объектом исследования является не специальный измерительный, а любой передаваемый сигнал как теле-, так и радиовещания.The method implemented by the device allows to obtain a gain in the accuracy of the measurement results also in those cases when the object of study is not a special measuring, but any transmitted signal of both television and radio broadcasting.

Для достижения указанных технических результатов заявляемое устройство выполнено с реализацией в нем следующих существенных признаков:To achieve these technical results, the claimed device is made with the implementation of the following essential features:

Как и прототип 6, заявляемое устройство содержит источник эталонных сигналов (ИЭС), комплекс оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), программируемое вычислительное устройство (ПВУ) и устройство индикации, раздельные по видео иLike prototype 6, the inventive device contains a source of reference signals (IES), a set of random access memory (RAM), a programmable computing device (PVU) and an indication device, separate for video and

flfl

звуку участки измерительных трактов, причем каждый участок содержит цепь предцифровой обработки сигналов и аналогоцифровой преобразователь (АЦП) с управляющим входом, соответствующий участок телевизионного измерительного тракта содержит видеокоммутатор (ВК), одни входы которого подключены к выходам ИЭС, а другие - к измеряемым ТВ-сигналам, а выход ВК - ко входу цепи предцифровой обработки сигналов, в каждом из раздельных участков измерительного тракта выход цепи предцифровой обработки сигналов подключен ко входу АЦП. В заявляемом устройстве в отличие от прототипа 6 в качестве ПВУ применена персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ) с двумя интерфейсами и четырьмя управляющими выходами, комплекс ОЗУ выполнен в виде двух двухпортовых оперативных запоминающих устройств (ДОЗУ), каждое из которых является последним звеном раздельного участка соответствующего тракта и выполнено с двумя интерфейсами, один из которых соединен с интерфейсом АЦП, а другой - с первым интерфейсом ПЭВМ, второй интерфейс ПЭВМ соединен с интерфейсом устройства индикации. Раздельный участок звукового измерительного тракта дополнен коммутатором звуковых сигналов (КЗС), управляющие входы ВК и КЗС подключены соответственно к первому и четвертому управляющим выходам ПЭВМ, цепь предцифровой обработки сигналов выполнена на обоих раздельных участках как усилитель, цепь управления аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в звуковом тракте выполнена как управляемый генератор, вход которого подключен к третьему управляющему выходу ПЭВМ, выход управляемого генератора - к управляющему входу АЦП, а в телевизионном тракте цепь управленияsections of the measuring paths to the sound, each section containing a pre-digital signal processing circuit and an analog-digital converter (ADC) with a control input, the corresponding section of the television measuring path contains a video switch (VK), some of whose inputs are connected to the outputs of the IES, and others to the measured TV signals and the VK output is to the input of the digital signal processing circuit, in each of the separate sections of the measuring path the output of the digital signal processing circuit is connected to the ADC input. In the claimed device, in contrast to the prototype 6, a personal electronic computer (PC) with two interfaces and four control outputs is used as a PVU, the RAM complex is made in the form of two two-port random access memory devices (DOS), each of which is the last link in a separate section the corresponding path and is made with two interfaces, one of which is connected to the ADC interface, and the other to the first PC interface, the second PC interface is connected to the display device interface . A separate section of the sound measuring path is supplemented by a switch for sound signals (GLC), the control inputs of the VC and GLC are connected to the first and fourth control outputs of the PC, the digital signal processing circuit is made on both separate sections as an amplifier, the control circuit of an analog-to-digital converter (ADC) in the sound path is made as a controlled generator, the input of which is connected to the third control output of the PC, the output of the controlled generator to the control input of the ADC, and in the television tract control circuit

аналого-цифровым преобразователем (АЦП) выполнена в виде последовательного включения селектора синхроимпульсов (ССИ) и блока выбора строки (ВВС), входы которых подключены к выходу ВК, причем два управляющих входа ВВС соединены с двумя выходами ССИ, а третий управляющий входБВС соединен со вторым управляющим выходом ПЭВМ, а выход ВВС - с управляющим входом АЦП.An analog-to-digital converter (ADC) is made in the form of a sequential inclusion of a clock selector (SSI) and a line selection unit (BBC), the inputs of which are connected to the VK output, with two BBC control inputs connected to two BSS outputs, and a third BVS control input connected to the second control output of the PC, and the output of the Air Force - with the control input of the ADC.

f Y/titf®f Y / titf®

fifi

It It

IflIfl

N7 Заявляемое устройство поясняется чертежом. Фиг. - блок-схема устройства для измерения параметров сигналов телевизионного вещания. В состав устройства входят персональная электронновычислительная машина (ПЭВМ) 1 и устройство индикации 2, интерфейсы которых соединены между собой шиной обмена потоками информации. Другой интерфейс ПЭВМ 1 соединен шиной потока информации с выходами раздельных по видео и звуку участков измерительных трактов. Общим для обоих трактов является источник эталонных сигналов (ИЭС) 3, одни выходы которого подключены ко входам видеокоммутатора (ВК) 4, а другие - ко входам коммутатора звуковых сигналов (КЗС) 5. Помимо этих входов ВК 4 и КЗС 5 снабжены входами для сигналов, поступающих на устройство по каналам телевидения и радиовещания. Управляющими входами коммутаторы 4 и 5 соединены соответственно с первым и четвертым управляющими выходами ПЭВМ 1. На фиг. различимы раздельные по видео и звуку участки измерительных трактов. Каждый из этих участков содержит аналогоцифровой преобразователь (АЦП), цепь предцифровой обработки сигналов, цепь управления аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и двухпортовое оперативное запоминающее устройство (ДОЗУ), являющееся последним звеном в каждом из раздельных участков измерительных трактов. Цепь предцифровой обработки сигналов на раздельном участке телевизионного измерительного тракта начинается с выхода ВК 4 и заканчивается усилителем 6, выход которого соединен со входом АЦП 7, интерфейс АЦП 7 соединен, в свою очередь, с интерфейсом ДОЗУ 8, а выходной интерфейс ДОЗУ 8 - с входным интерфейсом ПЭВМ 1.N7 The inventive device is illustrated in the drawing. FIG. - a block diagram of a device for measuring the parameters of television broadcasting signals. The device includes a personal electronic computer (PC) 1 and an indication device 2, whose interfaces are interconnected by a bus for the exchange of information flows. Another PC interface 1 is connected by an information flow bus to the outputs of the measuring paths separated by video and sound. Common to both paths is a source of reference signals (IES) 3, some of whose outputs are connected to the inputs of the video switch (VK) 4, and others to the inputs of the audio switch (KZS) 5. In addition to these inputs, VK 4 and KZS 5 are equipped with inputs for signals entering the device via television and radio channels. The control inputs of the switches 4 and 5 are connected respectively to the first and fourth control outputs of the PC 1. In FIG. distinct sections of the measuring paths that are separate in video and sound. Each of these sections contains an analog-to-digital converter (ADC), a pre-digital signal processing circuit, an analog-to-digital converter (ADC) control circuit, and a dual-port random access memory (DOS), which is the last link in each of the separate sections of the measuring paths. The chain of pre-digital signal processing on a separate section of the television measurement path begins with the VK 4 output and ends with an amplifier 6, the output of which is connected to the input of the ADC 7, the ADC 7 interface is connected, in turn, to the DOS 8 interface, and the output DOS 8 interface to the input PC interface 1.

Цепь управления аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 7 состоит из параллельного по отношению к выходу ВК 4 включения селектора синхроимпульсов (ССИ) 9 и блока выбора строки (ВВС) 10, входы которых подключены к выходу ВК 4, а два управляющих входа (первый и второй ) БВС 10 соединены с первым и вторым выходами ССИ 9, третий управляющий вход БВС 10 подключен ко второму управляющему выходу ПЭВМ 1. Выход БВС подключен к управляющему входу АЦП 7.The control circuit of an analog-to-digital converter (ADC) 7 consists of a clock synchronization selector (SSI) 9 and a line selection unit (BBC) 10 parallel to the VK 4 output, the inputs of which are connected to the VK 4 output, and two control inputs (the first and second) BVS 10 is connected to the first and second outputs of SSI 9, the third control input of BVS 10 is connected to the second control output of PC 1. The BVS output is connected to the control input of ADC 7.

Цепь предцифровой обработки на раздельном участке звукового измерительного тракта начинается с выхода КЗС 5 и состоит из усилителя 11, выход которого соединен со входом АЦП 12, интерфейс АЦП 12 соединен в свою очередь с интерфейсом ДОЗУ 13, а выходной интерфейс ДОЗУ 13 - с входным интерфейсом ПЭВМ 1.The chain of pre-digital processing on a separate section of the sound measuring path begins with the output of the SLC 5 and consists of an amplifier 11, the output of which is connected to the input of the ADC 12, the interface of the ADC 12 is connected in turn to the interface of the DOS 13, and the output interface of the DOS 13 to the input interface of the PC 1.

Цепь управления аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 12 состоит из управляемого генератора 14, вход которого подключен к третьему управляющему выходу ПЭВМ 1, а выход - к управляющему входу АЦП 12.The control circuit of the analog-to-digital Converter (ADC) 12 consists of a controlled generator 14, the input of which is connected to the third control output of the PC 1, and the output to the control input of the ADC 12.

От второго управляющего выхода ПЭВМ 1 на третий управляющий вход БВС 10 поступают сигналы задания номера строки и запуска.From the second control output of the PC 1 to the third control input of the BVS 10, signals are given for specifying the line number and start.

ССИ 9 выдает два сигнала: синхроимпульс строчный (СИС) и кадровый синхроимпульс (КСИ). СИС и КСИ поступают соответственно на второй и первый управляющие входы БВС 10.SSI 9 produces two signals: horizontal sync pulse (SIS) and frame sync pulse (CSI). SIS and CSI arrive respectively at the second and first control inputs of the BVS 10.

В тракте измерения параметров ТВ сигналов ПЭВМ 1 осуществляет управление видеокоммутатором ВК 4 и блоком выбора строки БВС 10. С видеокоммутатора ВК 4 через усилитель 6 видеосигнал поступает на вход АЦП 7. На управляющий вход АЦП 7 поступает сигнал с БВС 10, задающий начало оцифровки строки.In the path of measuring the parameters of the TV signals, the PC 1 controls the VK 4 video switch and the BVS line selection unit 10. From the VK 4 video switch through the amplifier 6, the video signal is input to the ADC 7. The signal from the BVS 10 is sent to the control input of the ADC 7, which sets the start of line digitization.

4&7/WS& l4 & 7 / WS & l

Оцифрованный сигнал поступает в ДОЗУ 8, откуда запомненная последовательность цифровых значений поступает на ПЭВМ 1.The digitized signal goes to DOSE 8, from where the stored sequence of digital values goes to PC 1.

Эта последовательность цифровых значений подвергается в ПЭВМ 1 вычислительной обработке и соответствующему преобразованию для отображения по заданной информационной модели на дисплее устройства 2 индикации.This sequence of digital values is subjected to computer processing 1 and the corresponding conversion for display on a given information model on the display of the display device 2.

В тракте измерения параметров звуковых сигналов ПЭВМ 1 осуществляет управление по циклу и по задаваемому времени коммутатором звуковых сигналов КЗС 5 и управляемым генератором 14. С усилителя 11 измеряемый звуковой сигнал поступает на вход АЦП 12, в котором шаг дискретизации задается ПЭВМ 1 через управляемый генератор 14. Оцифрованный сигнал поступает в ДОЗУ 13, откуда запомненная последовательность цифровых значений поступает на ПЭВМ 1. Эта последовательность цифровых значений подвергается в ПЭВМ 1 вычислительной обработке и соответствующему преобразованию как для отображения результатов измерения по заданной информационной модели на дисплее устройства 2 индикации, так и для формирования команд ПЭВМ 1 на переключение АЦП 12 на тот или иной шаг дискретизации.In the path of measuring the parameters of the audio signals, the PC 1 controls the cycle and the time set by the audio signal switch CLC 5 and the controlled generator 14. From the amplifier 11, the measured sound signal is fed to the input of the ADC 12, in which the sampling step is set by the PC 1 through the controlled generator 14. The digitized signal arrives at DOSE 13, from where the stored sequence of digital values is fed to PC 1. This sequence of digital values is subjected to computational processing in PC 1 and, accordingly, y transformation for displaying the measurement results on the predetermined information pattern in the display device 2 display, and for generating PC commands for switching the ADC 1 12 to one or another sampling step.

)L) L

h.h.

Claims

A device for measuring the parameters of television broadcasting signals, containing television and sound measuring paths with a source of reference signals, a complex of random access memory, a programmable computing device and an indication device, with sections of measuring paths separated by video and sound, including a chain of pre-digital signal processing and analog a digital converter with a control input, and the corresponding section of the television measuring path contains the form switch, some inputs of which are connected to the outputs of the source of reference signals, and others - to the measured signals of television broadcasting, and the output of the video switch - to the input of the digital signal processing circuit, in each of the separate sections of the measuring path the output of the digital signal processing circuit is connected to the analog-digital input a converter, characterized in that a personal computer with two interfaces and four control outputs is used as a programmable computing device The complex of random access memory devices is made in the form of two two-port random access memory devices, each of which is the last link in a separate section of the corresponding path and is made with two interfaces, one of which is connected to the interface of an analog-to-digital converter, and the other to the first interface of a personal computing machines, the second interface of which is connected to the display device interface, a separate section of the sound measuring path is supplemented by a sound switch signals, the control inputs of the video switch and the switch of sound signals are connected respectively to the first and fourth control outputs of a personal computer, the pre-digital signal processing circuit is made in both separate sections as an amplifier, the control circuit of the analog-to-digital converter in the sound path is made as a controlled generator, the input of which is connected to the third control output of a personal computer, the output of a controlled generator to the control input of analog-qi the front-panel converter, and in the television path the digital signal processing circuit is made in the form of a parallel to the output of the video switch switching on the clock selector and the line selection unit, the inputs of which are connected to the output of the video switch, the two control inputs of the line selection unit connected to the two control outputs of the clock selector, and the third control input of the row selection block is connected to the second control output of the personal computer, and the output of the row selection block is connected to control input of the analog-to-digital converter.