SU1172032A1 - Способ измерени амплитудно-частотной характеристики канала св зи - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА СВЯЗИ, основанный на разделении спектра входного и выходного сигналов на р д узких частотных полос и определении коэффициента передачи в каждой узкой частотной полосе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности путем учета нелинейных искажений, предварительно запоминают входные и выходные сигналы, синхронно воспроизвод т и выравнивают их по уровню, а после разделени  спектра выравненных входных и выходных сигналов на р д узких частотных полос выдел ют из них сигналы, превышающие заданный порог с последующим определением по ним коэффициента передачи в каждой узкой частотной полосе.

Description

vj to

о со to Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  при измерении амплитудно-частотных характеристик различных устройств и каналов св зи. Цель изобретени  - повышение точности путем учета нелинейных искажений. На фиг. 1 показана структурна  электрическа  схема устройства реализующего предложенный способ; на фиг. 2 - спектры входного и выходного сигналов и результирующа  амплитудно-частотна  характеристика; на фиг. 3 - эпюры напр жений, по сн ющие принцип действи  устройства. Устройство, реализующее предложенный способ, содержит (фиг. 2) первый 1 и второй 2 магнитофоны, синхронизатор 3, первый 4 и второй 5 усилители-ограничители , первый 6 и второй 7 анализаторы спектра , триггер 8 Шмидта, интегратор 9 опорного сигнала, первый 10 и второй 11 элементы совпадени , первый 12 и второй 13 интеграторы, первый 14 и второй 15 регулируемые усилители, триггер 16, компаратор 17, генератор 18, третий элемент 19 совпадени , элемент ИЛИ 20, четвертый элемент 21 совпадени , регистратор 22. В различных каналах св зи имеют место одновременно как частотные, так и нелинейные искажени . И нелинейные искажени  привод т к погрешности измерени  амплитудно-частотных характеристик (АЧХ). Рассмотрим это более подробно. Пусть напр жение сигнала определенной частоты на выходе при отсутствии нелинейных искажений должно быть равно ис...Если нелинейность канала св зи станет причиной по влени  на этой частоте напр жени  U., то суммарный сигнал на этой частоте будет/ , (1) Относительна  погрешность определени  сигнала и, соответственно, коэффициента передачи определ етс  как /г Vug ТШ Формула (2) позвол ет при известных нелинейных искажени х оценить погрешность определени  коэффициента передачи и, следовательно, АЧХ. Так, к примеру, если предположить, что нелинейные искажени  вызываютс  максимальным напр жением сигнала UJWKC и коэффициент гармоник равен 10%, то при определении коэффициентов передачи с помощью сигналов Uc 0,5 погрешность определени  АЧХ будет меньше 2,5%. Если же коэффициенты передачи определ ть с помощью сигналов Uc 0,1 UjiaKc., .то погрешность определени  АЧХ может превысить 40%. Поскольку измерение АЧХ при небольших величинах сигналов данной частоты ПРИВОДИТ к большим погрешност м, то необходимо исключить возможность измерений при малых сигналах. Это достигаетс  тем, что из информационных сигналов, поступающих на вход канала св зи, выдел ют только те, которые могут обеспечить заранее заданную погрешность измерени  АЧХ, обусловленную нелинейными искажени ми. В дальнейшем эти отобранные сигналы используют в качестве эталонных, а коэффициенты передачи в узких полосах частот определ ют как отношени  энергий эталонных сигналов на выходы и вход канала св зи. На фиг. 2 а показаны спектры входного 5иИ выходного 5ьых сигналов канала св зи в течении перехода усреднени  в полосе рабочих частот у   fg. Как видно, часть выходного сигнала, котора  ниже порога срабатывани  Ui,m., имеет большие нелинейные искажени , поэтому от них нужно избавитьс , точнее не учитывать при определеНИИ результирующей АЧХ (фиг. 26, У). Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом. На первом магнитофоне. 1 устанавливают ленту с записью информационных сигналов , записанных в начале канала св зи, а на втором магнитофоне 2 - с записью тех же информационных сигналов, но записанных в конце канала св зи. Использу  синхронизатор 3, осуществл ют синхронное воспроизведение сигналов первым 1 и вторым Z магнитофонами. Синхронную работу первого 1 и второго 2 магнитофонов можно обеспечить, если в качестве ведущего двигател , т.е. двигател , предназначенного дл  прот гивани  магнитной ленты, использовать синхронный двигатель (фиг. 3 а, б,в). Сигналы с выходов первого 1 и второго 2 магнитофонов поступают на входы первого 4 и .второго 5 усилителей-ограничителей . Дл  сигналов, лежащих ниже некоторой заданной величины , коэффициенты передачи первого 4 и второго 5 усилителей-ограничителей максимальны и они работают как обычные усилители . Если входные сигналы возрастают выше определенного номинального уровн , то коэффициенты передачи первого 4 и второго 5 усилителей-ограничителей уменьшаютс  таким образом, что выходные сигналы остаютс  практическими посто нными. Регулировками выходных сигналов первого 1 и второго 2 магнитофонов добиваютс  того, что на входы первого 4 и второго 5 усилителей-ограничителей поступают сигналы значительно большие, чем номинальные . В этом случае на их выходах будут практически посто нные уровни сигналов , что обеспечивает возможность измерени  АЧХ канала св зи с переменным коэффициентом передачи. С выходов первого 4 и второго 5 усилителей-ограничителей сигналы поступают на

первый 6 и второй 7 анализаторы спектра. С целью упрощени  объ снени  принципа работы на фиг. 2 показана структурна  схема, когда используютс  анализаторы спектра последовательного действи .

Полосовые фильтры первого 6 и второго

7анализаторов спектра настроены на одну и ту же полосу пропускани . С выхода первого анализатора 6 спектра сигнал поступает на триггер 8 Шмитта и первый элемент

10совпадени , а с выхода второго анализатора спектра 7 - только на второй элемент 11 совпадени .

Порог срабатывани  триггера Шмитта

8выбран достаточно высоким, чтобы выдавать разрешающие сигналы на первый 10 и второй 11 элементы совпадени  только тогда, когда сигнал, подаваемый на вход канала св зи в данной узкой полосе, превыщает заданную величину. Эта заданна  величина выбираетс , исход  из требуемой погрешности измерени  АЧХ, обусловленной нелинейными искажени ми. Чем выше порог срабатывани  триггера 8 Шмитта, тем меньше погрешность измерени  АЧХ.

На фиг. 3 г показано напр жение на выходе первого анализатора б спектра UACI, где УТШ - порог срабатывани  триггера 8 Шмитта.

Если в измер емой полосе на выходе первого анализатора 6 спектра сигнал в определенные промежутки времени будут превышать порог срабатывани  триггера 8 Шмитта, то будут поступать разрешающие потенциалы на схемы, первый 10 и второй

11элементы совпадени , информаци  с которых поступает на первый 12 и второй 13 интеграторы (фиг. 3 д).

Таким образом, с помощью триггера 8 Шмитта и первого 10 и второго 11 элементов совпадени  осуществл етс  автоматический отбор сигналов, удовлетвор ющих погрещности измерени  АЧХ. Сигналы, поступающие на первый 12 и второй 13 интеграторы , используютс  в качестве эталонных (фиг. 3 е).

Напр жение на выходах первого и второго интеграторов 12 и 13 пропорционально мощности фрагментов информационных сигналов в той части спектра, на которую настроены фильтры первого 6 и второго 7 анализаторов -спектра. С выходов первого

12и второго 13 интеграторов сигналы поступают через первый 14 и второй 15 регулируемые усилители на компаратор 17.

Синхронизатор 3 генерирует импульсы Uc (фиг. 3 а) тогда, когда функци  коррел ции достигает максимального значени , т.е. когда первый i и второй 2 магнитофоны синхронно воспроизвод т одни и те же сигналы , записанные на входе и выходе канала св зи.

Поскольку напр жени  на выходах первого 12 и второго 13 интеграторов завис т не только от длительностей периодов Tj, Tj и т.д. (фиг. 3 а, 3 з), но и от характера (величины и наклона) самих инфор мационных сигналов, то необходимо взвешивающее устройство, которое учитывало бы длительности импульсов на выходах первого 10 и второго 11 элементов совпадени . С этой целью сигналы с выхода триггера

0 8 Шмитта подают на интегратор 9 опорного сигнала, вырабатывающего в течение интервалов времени анализа напр жение, которое линейно уменьшает коэффициент передачи первого 14 и второго 15 регулируемых усилителей (фиг. Зж, и). Необ5 ходимо отметить, что коэффициенты передачи первого 14 и второго 15 регулируемых усилителей в каждый момент времени одинаковы , поскольку к ним поступает одно и то же запирающее напр жение от инте0 гратора 9 опорного сигнала.

С выходов первого 14 и второго 15 регулируемых усилителей сигналы поступают на компаратор 17, на выходе которого получаем напр жение, пропорциональное ко эффициенту передачи канала св зи в узкой полосе частот. И это напр жение мало зависит от числа и длительностей интервалов анализа и определ етс  только коэффициентом передачи. Сигналы с выхода компаQ ратора 17 через элемент ИЛИ 20 поступают на четвертый элемент 21 совпадени .

В конце периода усреднени  Т от синхронизатора 3 на четвертый элемент 21 совпадени  и регистратор 22 поступает разрешающий импульс Uc.n (фиг. 36), и информаци  о коэффициенте передачи регистрируетс  регистратором 22. Одновременно импульсы Ucn служат командами дл  сброса информации первым 12 и вторым 13 интеграторами и интегратором 9 опорного сигнала .

Могут быть случаи, когда в течении периода усреднени  не будет эталонных сигналов , т.е. сигналов, превышающих порог

срабатывани  триггера 8. Шмитта. Поэтому при таких ситуаци х на регистратор 22 должны поступать сигналы о том, что в данной узкой полосе в течение периода усреднени  не производилось определение коэффициента передачи. Дл  этой цели импульс отрицательной пол рности Ut(j синхронизатора 3 (фиг. 3 в) поступает на вход триггера 16, который подает разрешающий потенциал на третий элемент 19 совпадени . На второй его вход поступает напр жение от генератора 18, которое через третий элемент 19 совпадени  и элемент ИЛИ 20 поступает на регистратор 22 в в тех случа х, когда в течение периода усреднени  на выходе первого элемента 10 совпадени  не было эталонных сигналов.

Если же в течение периода усреднени  на выходе триггера 8 Шмитта по витс 

хот  бы один импульс, то триггер 16 пода ет запрещающий потенциал на третий элемент 19 совпадени , и «зачеркивающие сигналы от генератора 18 уже не будут подаватьс  на элемент ИЛИ 20 (фиг. Зг, з).

а

О

Af

f,

н

Фиг. 2

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИ-

   КИ КАНАЛА СВЯЗИ, основанный на разделении спектра входного и выходного сигналов на ряд узких частотных полос и определении коэффициента передачи в каждой узкой частотной полосе, отливающийся тем, что, с целью повышения точности путем учета нелинейных искажений, предварительно запоминают входные и выходные сигналы, синхронно воспроизводят и выравнивают их по уровню, а после разделения спектра выравненных входных и выходных сигналов на ряд узких частотных полос выделяют из них сигналы, превышающие заданный порог с последующим определением по ним коэффициента передачи в каждой узкой частотной полосе.

   Фиг. 1