SU813801A2

SU813801A2 - Device for measuring frequency characteristics of communication channels

Info

Publication number: SU813801A2
Application number: SU792746546A
Authority: SU
Inventors: Ирина Соломоновна Брайнина; Иван Иванович Корнилов; Владимир Васильевич Крухмалев; Ананий Петрович Фролов
Original assignee: Куйбышевский Электротехническийинститут Связи
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1981-03-15

Description

Изобретение относитс к технике многоканальной св зи и может использоватьс при измерени х каналов тоНсшьной частоты, а также при использовании параметров четырехполюсников . По основному авт. св. 545084 известно устройство дл измерени частотных характеристик каналов св зи , содержащее на передамдей стороне генератор, выход которого через . регул тор уровн соединен со входом измерител уровн и со входом пр мого канала св зи, и второй измеритель уровн , подключенный к выходу обратного канала св зи, а на приемной стороне - коммутатор и пороговый эле мент, объединенные входы которых сое динены с выходом пр мого канала св зи , причем выход порогового элемента соединен со вторым входом коммутатора , выход которого соединен с входом обратного канала св зи 1. Однако такое устройство имеет ннз кую точность и длительное врем измерений . Цель изобретени - повышение точности при одновременном сокращении времени измерений. дл достижени этой цели в известное устройство, содержащее на передающей стороне генератор,выход которого через регул тор уровн соединен со входом измерител уровн и со входом пр мого канала св зи, и второй измеритель уррвн , подключенный к выходу обратного канала св зи, а на приемной стороне - коммутато| и пороговый элемент,объединенные входы которых соединены с выходом пр мого канала св зи, причем выход порогового элемента соединен со вторым входом коммутатора, выхсщ которого соединен со входом обратного канала св зи , введены пр мой и обратный ианалы передачи данных, блок запоминани и вывода результатов измерений, последовательно соединенные удлинитель , дополнительный пороговый элемент и первый блок управлени , а также второй блок управлени , при зтом на передаквдей стороне первый и второй входы удлинител соединены, соответственно , с выходом обратного канала св зи и с первым выходом первого блока управлени ; второй и третий выходы которого соединены, соответственно , со входом генератора и со входом пр мого канала передачиThe invention relates to a technique of multi-channel communication and can be used in measurements of channels of current frequency, as well as using the parameters of four-port networks. According to the main author. St. 5,45084, a device is known for measuring the frequency characteristics of communication channels, which contains a generator on the transmission side, the output of which is via. the level controller is connected to the input of the level meter and to the input of the forward link channel, and a second level meter connected to the output of the reverse link channel, and on the receiving side the switch and the threshold element, the combined inputs of which are connected to the direct output communication channel, and the output of the threshold element is connected to the second input of the switch, the output of which is connected to the input of the reverse communication channel 1. However, such a device has a low accuracy and a long measurement time. The purpose of the invention is to improve accuracy while reducing the measurement time. To achieve this goal, in a known device, which contains on the transmitting side a generator, the output of which is connected via a level regulator to the input of a level meter and to the input of a direct communication channel, and a second meter, connected to the output of a reverse communication channel, side - switch | and a threshold element, the combined inputs of which are connected to the output of the forward link, and the output of the threshold element is connected to the second input of the switch, the output of which is connected to the input of the reverse communication channel, the forward and reverse data transmission channels measurements, serially connected extension, additional threshold element and the first control unit, as well as the second control unit, while on the front side, the first and second extender inputs are connected, respectively venno with reverse channel output connection and a first output of the first control unit; the second and third outputs of which are connected, respectively, with the input of the generator and with the input of the direct transmission channel

данных, выход обратного канала передачи данных соединен с дополнительным входом регул тора уровн , дополнительные выходы которого и дополнительные выходы удлинител соединены с соответствующими входами блока запоминани и вывода результатов измерений , а на приемной стороне выход порогового элемента соединен со вторым входом коммутатора через второй блок управлени , второй вход и второй выход KOtoporo соединены, соответственно , с выходом пр мого и входом обратного каналов передачи данных .data, the output of the reverse data transmission channel is connected to an additional input of the level controller, whose additional outputs and additional extender outputs are connected to the corresponding inputs of the storage and output unit of measurement results, and on the receiving side the output of the threshold element is connected to the second input of the switch via the second control unit, the second input and the second output KOtoporo are connected, respectively, to the direct output and the reverse data input channel input.

На чертеже представлена структурна электрическа схема предложенного устройства.The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed device.

Устройство дл измерени частотных характеристик.каналов св зи содержит на передающей стороне 1 регул тор 2 уровн , генератор 3, удлинитель 4, дополнительный пороговый элемент 5, первый блок 6 управлени и блок 7 запоминани и вывода результатов измерений, на приемной стороне 8 - пороговый элемент 9,второй блок 10 управлени и коммутатор. 11, причем передающа и приемна стороны соединены пр мым каналом 12 св зи, обратным каналом 13.св зи, пр мым и обратным каналами 14, 15 передачи данных соответственно,кроме того, на передакждей стороне наход тс два измерител 16, 17 уровн .A device for measuring the frequency characteristics of the communication channels contains on the transmitting side 1 a level controller 2, a generator 3, an extension 4, an additional threshold element 5, a first control unit 6 and a unit 7 for storing and outputting measurement results; on the receiving side 8 is a threshold element 9, the second control unit 10 and the switch. 11, wherein the transmitting and receiving sides are connected by the forward link 12, the reverse link 13c, the forward and reverse data links 14, 15, respectively, in addition, there are two level meters 16, 17 on the transmit side.

Устройство работает следукадим образом .The device works in the following way.

На передающей стороне 1 генератор 3 вырабатывает в течение заданного времени сигнал одной из тональных частот номинального стабильного уровн . Перестройка генератора осуществл етс автоматически с помощью первого блока 6 управлени , врем измерени остаточного затухани пр мого и обратного канала на одной частоте составл ет 0,5 с..С выхода генератора 3 измерительный сигнал поступает на вход регул тора 2 уровн , состо щего из п каскадно соединенных удлинителей . Затухание aj. i-ro удлинител св зано с затуханием а первого удлинител следующим соотношением:On the transmitting side 1, the generator 3 generates a signal of one of the tone frequencies of the nominal stable level for a specified time. The generator is tuned automatically using the first control unit 6, the measurement time of the residual attenuation of the forward and reverse channels at a single frequency is 0.5 s. From the output of the generator 3, the measurement signal is fed to the input of level 2 regulator consisting of cascade-connected extension cords. Attenuation aj. The i-ro extension is related to attenuation of the first extension by the following relationship:

а. but.

21При этом максимальное затухание регул тора 2 уровн при введенных п удлинител х составл ет а ), минимальное - при всех выведенных п удлинител х равно. О- Ввод или вывод автоматически в разных сочетани х каскадно соединенные удлинители в составе регул тора 2 уровн , можно дискретно управл ть его затуханием.21 At the same time, the maximum attenuation of the level 2 regulator with introduced n extensions is a), the minimum - with all derived n extenders equal. O- Input or output automatically in different combinations of cascade-connected extenders in the composition of the level 2 regulator, you can discretely control its attenuation.

Измерени начинаютс с автоматичекого введени первого удлинител затуханием а , при выведенных остальных (п-1) удлинител х. Измерительный сигнал с выхода пр мого канала L св зи поступает на приемной стороне В на вход порогового элемента 9, представл ющего собой триггер Шмитта со стабилизированным пороговым уровнем . Если уровень измерительного сигнала оказалс выше порога, на выходе второго блока 10 управлени спуст некоторое врем анализа по вл етс Measurements begin with the automatic insertion of the first extension cord by damping a, with the rest of the (p-1) extension bars removed. The measurement signal from the output of the forward link channel L is supplied at the receiving side B to the input of the threshold element 9, which is a Schmitt trigger with a stabilized threshold level. If the level of the measuring signal is higher than the threshold, after the output of the second control unit 10, after a certain analysis time appears

сигнал логической единицы, в противном случае - логического нул . Эта дискретна информаци по обратному каналу 15 передачи данных передаетс с приемной стороны 8 на передающую 5 сторону 1, поступает на управл ющий вход регул тора 2 уровн и используетс дл коммутации удлинителей в его составе.a signal of a logical unit; otherwise, a logical zero. This discrete information on the reverse data transmission channel 15 is transmitted from the receiving side 8 to the transmitting 5 side 1, is fed to the control input of the level controller 2 and is used for switching extenders in its composition.

Так, при поступлении сигнала логической единицы включаетс очередной удлинитель затуханием причем предыдущий удлинитель также остаетс включенным, а остальные (п-2) удлинители выключены, суммарное затуханиеThus, when a signal of a logical unit is received, the next extension is switched on, with the previous extension remaining on, and the remaining (p-2) extension cuts off, the total attenuation

5 регул тора 2 уровн составл ет а а + а. При поступлении же сигнала логического нул очередной удлинитель затуханием а также включаетс , но предьщущий удлинитель выклюQ чаетс , результирующее затухание регул тора 2 уровн составл ет теперь а а. Затем процесс измерени на данной частоте повтор етс . После второй пробы принимаетс решение о5 of the level 2 controller is a a + a. When the signal of the logical zero arrives, the next extension is also damped and also turns on, but the previous extension turns off, the resultant damping of the level 2 regulator is now a a. Then the measurement process at this frequency is repeated. After the second sample, a decision is made about

том, оставить включенным либо выклвдчить удлинитель затуханием а, после третьей пробы - а и т.д., вплоть до п-ой пробы, после которой принимаетс решение об п-ом удлинителе с минимальным затуханием, равным шагу volume, leave the extension cord on or off with attenuation a, after the third test, a and so on, up to the nth sample, after which the decision on the nth extension is made with a minimum attenuation equal to the step

0 квантовани л. Таким образом, путем п проб (или взвешивани ) автоматически уточн етс одно из 2 дискретных состо ний регул тора 2 уровн , соответствующее остаточному затуханию пр мого канала 12 св зи на данной измерительной частоте сигнала. Указанное число проб вл етс минимальным , которому соответствует 2 дискретных состо ний регул тора 20 quantization l. Thus, by p sampling (or weighing), one of 2 discrete states of level 2 regulator is automatically specified, corresponding to the residual attenuation of the forward link channel 12 at a given measurement signal frequency. The indicated number of probes is the minimum, which corresponds to 2 discrete states of controller 2

0 уровн . Это позвол ет либо сократить врем измерений, либо при заданном времени увеличить число п npod и тем самым повысить точность измерений .0 level This makes it possible either to shorten the measurement time or, for a given time, to increase the number npod and thereby increase the measurement accuracy.

Коммутаци удлинителей осуществл етс автоматически с помощью пол .ризованных герконовых реле, в результате чего состо ние регул тора 2 уровн оказыва @тс записанным в виде п-эначной двоичной кодовой комбина0 цйи, каждый символ которой зафиксирован на контактах соответствующего пол ризованного реле. Эта комбинаци состо ний реле подаетс в блок 7,где преобразуетс в комбинацию логйчес5 ких нулей и единиц в п чеек буферной пам ти, соответствующих измерению остаточного затухани пр мого канала 12 св зи на данной частоте.The extension cords are automatically switched by means of polarized reed relays, as a result of which the state of level 2 regulator turns out to be written in the form of an n-valued binary code combination, each character of which is fixed on the contacts of the corresponding polarized relay. This combination of relay states is fed to block 7, where it is converted into a combination of logical zeroes and ones in the buffer memory cell slots corresponding to the measurement of the residual attenuation of the forward link channel 12 at a given frequency.

После завершени п проб и уточнени затухани регул тора 2 уровн ,измерительный сигнал на выходе порогового элемента 9 достигает порогового уровн с погрешностью f- jl При этом от второго блока 10 управлени поступает сигнал на управл ющий вход коммутатора 11, который создает шлейф, подключа вьгход пр мого канала 12 св зи через удлинитель в составе коммутатора на вход обратного канала 13 св зи.After completing the p samples and refining the attenuation of the level 2 regulator, the measurement signal at the output of the threshold element 9 reaches the threshold level with an error of f- jl. From the second control unit 10, a signal is sent to the control input of the switch 11, which creates a loop connecting my communication channel 12 through an extension cable as part of the switch to the input of the reverse communication channel 13.

Номинальный уровень измерительного сигнала данной частоты с погрешностью S оказываетс поданным на вход обратного канала 13 св зи . С его выхода сигнал поступает на вход удлинител 4, выполненного полностью аналогично регул тору 2 уровн . С выхода удлинител 4 измерительный сигнал подаетс на дополнительный пороговый элемент 5, подобный пороговому элементу 9.The nominal level of the measuring signal of a given frequency with an error S is applied to the input of the reverse link 13. From its output, the signal is fed to the input of the extension 4, which is made completely similar to the controller of level 2. From the output of the extension 4, the measurement signal is applied to an additional threshold element 5, similar to the threshold element 9.

С выхода дополнительного порогового элемента 5 сигнал поступает на первый блок 6 управлени , подобный второму блоку 10 управлени . В зависимости от того, превышен или не превышен сигналом уровень порога дополнительного порогового элемента 5, на выходе первого блока б управлени вырабатываетс сигнал логической единицы или нул , который поступает на управл ющий вход удлинител 4 и используетс дл коммутации удлинителей в его составе поочередно, начина с первого и конча п-ым. После завершени п проб состо ние удлинител 4 оказываетс зафиксированным в виде п-эначной двоичной кодовой комбинации состо ний пол ризованных реле, св занных с ним. Эта комбинаци подаетс в блок 7, где преобразуетс в комбинацию логических единиц и нулей и запоминаетс в п чейках буферной пам ти, соответствующий измерению остаточного затухани обратного канала 13 св зи на данной частоте .From the output of the additional threshold element 5, the signal goes to the first control unit 6, similar to the second control unit 10. Depending on whether the threshold level of the additional threshold element 5 is exceeded or not exceeded, at the output of the first control block b a signal of a logical unit or zero is produced, which is fed to the control input of the extension 4 and is used to switch the extenders in its composition alternately, starting with first and ending nth. Upon completion of the p samples, the state of the extender 4 is fixed as a n-valued binary code combination of the polarized relay states associated with it. This combination is fed to block 7, where it is converted into a combination of logical ones and zeros and stored in the memory buffer cells corresponding to the measurement of the residual attenuation of the reverse link 13 at a given frequency.

На этом измерени на данной частоте заканчиваютс , от первого блока б управлени поступает управл ющий сигнал на вход генератора 3, к6торь1й начинает вырабатывать измерительный сигнал другой частоты, высокостабильный по уровню. При этом все удлинители в составе регул тора 2 уровн и удлинител 4 устанавливаютс в исходное положение, которому соответствует включенный в каждом из них первый удл.инитель с затуханием а и выключенные остальные (п-1) удлинители ..At this measurement at this frequency ends, the control signal from the first control block comes to the input of generator 3, and the third begins to produce a measuring signal of a different frequency, highly stable in level. In this case, all extenders in the composition of the level 2 controller and the extender 4 are set to their original position, which corresponds to the first extension cable included in each of them with attenuation a and the remaining (n-1) extension cords off.

По мере заполнени буферной пам ти в блоке 7 осуществл етс по згщанной программе вывод информации изAs the buffer memory is filled in block 7, the program is outputting information from

блока 7 и ввод ее в ЭВМ. При обработке в ЭВМ информации об остаточном затухании по отдельности пр могоblock 7 and enter it into the computer. When processing in the computer information on the residual attenuation separately direct

12и обратного 13 каналов св зи на каждой из и,змерительных частот производитс почленное вычитание из данной п-значной двоичной кодовой комбинации эталонной п-значной двоичной кодовой комбинации, соответствующей номинсшьному рстаточному затуханию канала. В результате в ЭВМ оказываетс записанной информаци об отклонении затухани (остаточного ) от номинала с учетом знака на каждой иЗ измерительных частот с погрешностью, не превышающей величины S ± дл пр мого канала 12 св зи и f ±л дл обратного канала12 and the inverse 13 channels of communication at each of the measurement frequencies are per termly subtracted from the given n-digit binary code combination of the reference n-digit binary code combination, corresponding to the nominal loss of the channel. As a result, the computer contains recorded information on the attenuation (residual) deviation from the nominal, taking into account the sign of each measuring frequency with an error not exceeding S ± for the forward link 12 and f ± l for the reverse channel

13св зи. Удвоение погрешности измерений в обратном кангше по сравнению с пр мым объ сн етс конечной точностью в установке затухани регул тора 2 уровн , ограниченной половиной величины затухани д последнего п-го удлинител . .13c zi The doubling of the measurement error in the reverse kangsch compared to the direct one is explained by the finite accuracy in the attenuation setting of the level 2 controller limited by half of the attenuation value of the last nth extension. .

Скорость автоматического измерени частотных характеристик каналов св зи зависит от допустимой погрешности д и длины измер емого кангша св зи. С уменьшением д и увеличением длины канала эта скорость падает.Это вызвано как увеличением числа удлинителей п, так и увеличением времени на прин тие решени о включении или выключении каждого из п удлинителей в регул торе 2 уровн из-за задержки на распространении сигналов. Дл каналов тональной частоты прот женностью до 2500 км при Д 0,2 дБ врем измерений в обоих направлени х на одной частоте не превышает 0,5 с.The speed of automatic measurement of the frequency characteristics of the communication channels depends on the permissible error g and the length of the measured communication link. With decreasing q and increasing channel length, this speed drops. This is caused by both an increase in the number of extension cords n and an increase in the time taken to decide whether to turn on or off each of the n extension cords in level 2 controller due to a delay in signal propagation. For tonal frequency channels of up to 2500 km at D 0.2 dB, the measurement time in both directions at one frequency does not exceed 0.5 s.

Таким образом преимущество предложенного устройства заключаетс в том, что оно позвол ет полностью автоматизировать процесс и повысить тючность измерений амплитудно-частотных характеристик каналов св зи.Ускорение процесса измерений позвол ет сократить врем , на которое дорогосто щий кангш междугородней св зи изымаетс из эксплуатации, чем достигаетс значительный экономический эффект.Thus, the advantage of the proposed device is that it allows you to fully automate the process and increase the toutness of measurements of the amplitude-frequency characteristics of communication channels. Acceleration of the measurement process allows you to reduce the time by which the expensive long-distance call is removed from service significant economic effect.

Claims

Invention Formula

A device for measuring the frequency characteristics of communication channels by aut. St. 545084, characterized in that, in order to increase accuracy while reducing the measurement time, the forward and reverse data transmission channels, the memory unit and the output of measurement results are entered in series with an extension, an additional threshold element and the first unit

control, as well as the second control unit, while on the transmitting side, the first and second extender inputs are connected, respectively, to the output of the reverse communication channel and to the first output of the first control unit, the second and third outputs of which are connected to the generator, respectively. and with the input of the forward channel of transmission of data, the output of the reverse data transmission is connected to the additional input of the level controller, the additional outputs of which and the additional outputs of the extender

connected to the corresponding inputs of the memory and output of measurement results, and on the receiving side, the outputs of the threshold element are connected to the second input of the switch through the second control unit, the second input and the second output of which are connected, respectively, to the output of the direct and

input reverse data channels.

Information sources,

accepted for examination by experts 1. USSR author's certificate

545084, cl. H 04 B 3/46, 1974.