SU915257A1 - Способ измерения шумов в незанятом канале связи 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике ^измерений в устройствах связи и может использоваться при изменении взвешенных шумов (шумы незанятого канала, псофометримеские шумы) и невзвешенных шумов, в том числе и шумов, измеряемых в час наибольшей нагрузки в каналах, образованных системами передачи с импульсно-кодовой модуляцией, а также в составных каналах, образованных, как системами передачи только с импульсно-кодовой модуляцией, так и системами передачи, работающими совместно с аналоговыми системами передачи.

Известен способ измерения шумов ¹⁵ в незанятом канале связи, заключающийся в том, что к входу и выходу канала связи подключают номинальную нагрузку, на передаче формируют вело- _χ могательный импульсный сигнал с ниспадающей вершиной, а на приеме смесь вспомогательного сигнала и шума усиливают, в пределах ниспадающей верши2

ны стробируют, измеряют мгновенное значение амплитуды стробированного сигнала, формируют импульсный сигнал с измеренной амплитудой и длительностью, равной периоду повторения вспомогательного сигнала, подавляют постоянную составляющую в сформирован ном импульсном сигнале и измеряют уровень шума ГООднако известный способ измерения шумов имеет невысокую точность, обусловленную тем, что положение максимума мощности шумов на ниспадающей вершине определяется дискретно.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

. Поставленная цель достигается тем,,что согласно способу измерения 'шумов в незанятом канале связи, заключакхцемуся в том, что к входу й выходу канала связи подключают номинальную нагрузку, на передаче формируют вспомогательный импульсный сигнал с ниспадающей вершиной, а на при

3

915257

4

еме смесь вспомогательного сигнала и шума усиливают, в пределах ниспадающей вершины стробируют, измеряют мгновенное значение амплитуды стробированного сигнала, формируют импульсный сигнал с измеренной амплитудой и длительностью, равной периоду повторения вспомогательного сигнала, подавляют постоянную составляющую в сформированном импульсном сигнале и.измеряют уровень шума, на приеме усиленную смесь вспомогательного сигнала и шума дифференцируют, селектируют по амплитуде, формируют прямоугольные импульсы, и измеряют интервал между ними, по которому формируют фазу импульсов, стробирующих усиленную смесь вспомогательного сигнала и шума в пределах ниспадающей вершины.

На фиг. 1 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие последовательность операций предлагаемого способа измерения; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие нахождение края шага квантования; на фиг. 3 “ структурная электрическая схема устройства реализующего предлагаемый способ,’ на фиг. 4 - структурная электрическая схема блоков определения временного положения стробирующих импульсов.

ном сигнале (фиг. 1з) и измеряют уро вень шума.

Предлагаемый способ не требует разбиения ниспадающей вершины на подканалы. Такое разбиение в известном способе было необходимо для того, чтобы найти то место ниспадающей вершины, где наблюдается максимальное значение уровня шумов (участки, обведенные кружками на фиг. 16), и измерить уровень шумов в том подканале, где уровень шумов имеет максимальное значение. Введенные в предлэ гаемом способе операции дифференциро вания, селекции по амплитуде, формирования прямоугольных импульсов, измерения и запоминания временного интервала между полученными импульсами, по которому определяют фазу стробирующих импульсов, позволяют найти край шага квантования, т.е. то место на ниспадающей вершине, где наблюдается максимальное значение уровня шумов, и сформировать стробирующие

импульсы, фаза которых совпадает с положением края шага квантования на ниспадающей вершине вспомогательного сигнала. Рассмотрим подробнее процедуру отыскания того места на ниспадающей вершине, где наблюдается максимальный уровень шумов незанятого канала.

Способ измерения шумов в незанятом канале связи состоит в том, что к входу и выходу канала связи подключают номинальную нагрузку’, на передаче формируют вспомогательный сигнал, с ниспадающей вершиной (фиг. 1а), на приеме смесь вспомогательного сигнала с ниспадающей вершиной и шума усиливают (фиг. 16), усиленную смесь вспомогательного сигнала и шума дифференцируют (фиг. 1 в)селектируют по амплитуде (фиг. 1г), формируют прямоугольные импульсы (фиг,1д) и измеряют интервал между ними, по которому формируют фазу импульсов (фип.1е), стробирующих усиленную ?;месь вспомогательного сигнала и шума в пределах ниспадающей вершины, измеряют мгновенное значение амплитуды стробированного сигнала (фиг.1е), формируют импульсный сигнал с измеренной °амплитудой и длительностью в моменты времени, определяемые полученными стробирующими импульсами "(фиг. 1ж), подавляют постоянную составляющую в сформированном импульсНа фиг.2а показана идеализированная форма ниспадающей вершины вспомогательного сигнала. Этот сигнал подвергается квантованию, например, на квантователе, амплитудная характеристика которого изображена на фиг. 26.

40 и _ж о

На фиг. 2в показана ниспадающая вершина вспомогательного сигнала, преобразованная квантователем. Обычно на входе квантователя имеется постоянное смещение 1)_о, обусловлен⁴⁵ ное смещением нуля кодера либо "подставками, канальных ключей. Это постоянное смещение может изменяться из-за изменения температуры и других дестабилизирующих факторов. Поэтому ниспадающая вершина вспомогательного сигнала может пересечь край шага квантования (момент £2 ^на Ф^иг· 2а) в зависимости от. величины 1)₀ в любой части этой вершины, Дифференциро·

⁵⁵ вание сигнала на выходе квантователя дает три импульса (фиг. 2г). Первой (момент ц ) и третий (момент £3) импульсы соответствуют началу и кон5 915257 6

цу ниспадающей вершины, положение ложение и поэтому более томно измерит

этих импульсов практически сохраняется неизменным из-за высокой крутизны вспомогательного сигнала вблизи начала и конца ниспадающей вершины. 5 В то же время положение -импульса в момент зависит от величины постоянного смещения 1)₀ на выходе квантователя. Поэтому, если использовать в качестве временной базы импульс в 10

момент , полученный после дифферен- V. цирования и формирования, и измерить временной интервал между ним и импульсом в момент £^, ^то стробирующие импульсы, всегда отстоящие от момен- 15 та на длительность £^ = £^ " »

попадут в окрестность края шага квантования. Поэтому такое стробирование позволит измерить наибольший уровень шумов незанятого канала. Исполь"2о зовать в качестве стробирующих сами импульсы, полученные после дифференцирования в момент £₂, невозможно, так как при этом стробирующие импульсы, порожденные смесью шума и вспо- 25 могательного сигнала, будут коррелированы с шумами. В результате уровень сигнала, изображенного на фиг. 1з, будет меньше максимального значения шумов незанятого канала, т.е. в ре- зо зультат измерения будет внесена ошибка. Если же запомнить интервал £3 и использовать стробирующие импульсы, фаза которых, отстоит на £^ относительно импульсов начала ниспадающего участка, то погрешность измерения максимального уровня шумов не превысит величины порядка 0,5 дБ, что вполне приемлемо для таких измерений.

Таким образом, дифференцирование смеси вспомогательного сигнала и шума с последующими операциями селекции по амплитуде, формирования прямоугольных, импульсов, измерения и запоминания временного интервала между , полученными импульсами с последующим формированием стробирующих импульсов, а также последующим стробированием смеси вспомогательного сигнала, запоминанием мгновенного значения смеси на время, равное периоду повторения вспомогательного сигнала (фиг.Гж), подавлением постоянной составляющей (фиг. 1э) и измерением эффективного значения дают возможность измерить максимальное значение уровня шумов. ⁵⁵ Эта процедура поиска положения максимума уровня шумов на ниспадающей вершине позволяет точно найти это помаксимальный уровень шумов по уравнению с известным способом.

Устройство для измерения шумов ί в незанятом канале связи, реализующее предлагаемый способ, содержит (фиг.З) генератор 1 вспомогательного сигнала с ниспадающей вершиной, измеряемый канал 2, усилитель 3, аналоговый ключ 4, переходную КС-цепь 5, измеритель 6 эффективного значения, индикатор 7, дифференцирующую цепь 8, амплитудный селектор 9, формирователь 10 прямоугольных импульсов, блок 11 определения временного положения стробирующих импульсов и формирователь 12 стробирующих импульсов,

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает вспомогательный импульсный сигнал с ниспадающей вершиной, который подают на вход измеряемого канала 2. Выход этого канала подключают к входу усилителя 3. Усиленная смесь вспомогательно го сигнала и шумов поступает одновременно на входы аналогового ключа А и дифференцирующей цепи 8. Управляющий вход аналогового ключа 4 подключен к выходу формирователя 12 стробирующих импульсов. Стробированная смесь вспомогательного сигнала и шума поступает на вход переходной КС-цепи 5, которая подавляет постоянный) составляющую. Мощность полученного сигнала измеряют с помощью измерителя 6 эффективных значений, результат измерения отражает индикатор 7· Важным моментом является определение временного положения стробирующих импульсов.

Стробирующие импульсы получают следующим образом.

Дифференцированная смесь вспомогательного сигнала и шума поступает на вход амплитудного селектора 9 с уровнем селекции А«.(фиг. 1в). Полученным на выходе амплитудного селектора 9 импульсам придают прямоугольную форму при помощи формирователя 1(7 Таким образом, получают периодически повторяющиеся пары импульсов, .первый из которых соответствует началу ниспадающей вершины, а второй соответствует тому моменту, когда ниспадающая вершина шумами пересекает край шага квантования. Блок определения временного положения стробирующих импуль/ 9β

сов 11 осуществляет измерение и запоминение интервала между импульсами, полученными на выходе формирователя прямоугольных импульсов, после чего формирователь стробирующих импуль- « сов 12 вырабатывает стробирующий импуль.

Рассмотрим подробнее реализацию блока 11 определения временного положения стробирующих импульсов (фиг.4). Он. содержит первый триггер 13» первый двухвходовый логический элемент И 16, второй триггер 15, второй двухвходовый логический элемент И 16, реверсивный счетчик 17, регистр 18, 1?

устройство 19 управления и генератор 20 импульсов счета.

Блок определения временного положения стробирующих импульсов работает в двух циклах: цикле измерения и 2( цикле формирования.

Во время первого цикла осуществляется измерение и запоминание временного интервала между началом ниспадающей вершины и моментом пересече- 2ί ния этой вершиной края шага квантования, т.е. между моментами и ί 2 (фиг. 2г). Первый из прямоугольных импульсов (фиг. 1д) ( момент )всегда больше по длительности, чем вто- · 30 рой, поэтому после команды "Пуск" устройство 19 управления начинает работу именно с момента появления первого из двух прямоугольных импульсов.

После измерения и запоминания вре- 35 менного интервала ¢3 начинается цикл формирования. Во время этого^-цикла блок 11 определения временного положения стробирующих импульсов формирует периодическую последовательность 40 импульсов, временное положение которых в каждом периоде повторения отстает на время относительно начала ниспадающей вершины вспомогательного сигнала. ,5

После подачи команды "Пуск" устройство 19 управления обеспечивает начальную установку первого триггера 13, второго триггера 15 и реверсивного счетчика 17. Первый к*з двух прямоугольных импульсов приводит к появлению логической единицы на выходе первого триггера 13, второй импульс устанавлиейет на его выходе уровень логического нуля. После этого на установочный вход первого триггера 13 §,новь подается от устройства 19 управления сигнал установки, который

поддерживает на выходе первого триггера 13 уровень логического нуля в течение всего остального времени измерения максимального уровня шумов. Таким образом, первый триггер 13 формирует за все время измерения шумов всего один импульс, длительность которого равна временному интервалу - I =

= ϋ-д между двумя прямоугольными импульсами. Пока на выходе первого триггера 13 поддерживается уровень логической единицы, на выход первого двухвходового логического элемента И 14 проходят импульсы счета, поступающие с выхода генератора 20 импульсов счета. Эти импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 17· При появлении на выходе первого триггера 13 логического нуля на выходе первого двухвходового логического элемента И 14 исчезают импульсы счета, а в реверсивном счетчике 17, таким образом, оказывается записанным число импульсов, соответствующее временному интервалу между двумя прямоугольными импульсами. Появление логического нуля на'выходе первого триггера 13, соединенного с управляющим входом реверсивного счетчика 17, приводит к записи содержимого реверсивного счетчика 17 в регистр 18. Кроме ^того, второй импульс в цикле измерений с помощью устройства управления 19 снимает сигнал установки с установочного входа второго триггера 15. Третий прямоугольный импульс приводит к появлению логической единицы на первом входе второго двухвходового логического элемента И 16. При этом на его выходе появляются импульсы счета, поступающие на вычитающий вход реверсивного счетчика 17. Процесс вычитания идет до тех пор, пока число, записанное ранее в реверсивном счетчике 17, не станет равно нулю. При этом на выходе реверсивного счетчика 17 появляется импульс переноса, поступающий на вход формирователя стробирующих импульсов 12 (фиг. 3)и в уетройство 19 управле'ния. После поступления импульса переноса на вход устройства 19 управления оно вырабатывает сигнал записи, который подается на управляющий вход регистра 18. Этот сигнал записи обеспечивает перенос числа, записанного ранее в регистре 18, в реверсивный счетчик 17. Одновременно устройст9 915257

1 о

во 19 управления подает сигнал установки на установочный вход второго триггера 15, запрещая поступление импульсов счета на вычитающий вход реверсивного счетчика 17. 5

В дальнейшем процесс формирования импульсов переноса повторяется.

Таким образом, блок 11 определения временного положения стробирующих импульсов измеряет и запоминает вре- Ю менной интервал 1₃ между первыми двумя импульсами, а затем формирует импульсы переноса, отстоящие от начала ниспадающей вершины точно на измеренный временной интервал. ,5

Положительный эффект от использования предлагаемого способа состоит в повышении точности и упрощения процесса измерения шумов незанятого канала в системах передачи с импульс- 20 но-кодовой модуляцией (ИКМ).Использование предлагаемого способа позволит повысить точность и упростить процесс измерения шумов незанятых каналов, образованных как системами 25 передачи только с ИКМ, так и совместно цифровыми и аналоговыми системами передачи.

Claims (1)

1. Формула изобретения ₃₀

   Способ измерения шумов в незанятом канале связи, заключающийся в.

   том, что к входу и выходу канала свяЬи подключают номинальную нагрузку, на передаче формируют вспомогательный импульсный сигнал с ниспадающей вершиной, а на приеме смесь вспомогательного сигнала и шума усиливают, в пределах ниспадающей вершины стробируют, измеряют мгновенное значение амплитуды стробированного сигнала, формируют импульсный сигнал с измененной амплитудой и длительностью, ;равной периоду повторения вспомогательного сигнала, подавляют постоянную составляющую в сформированном. импульсном сигнале и измеряют уровень шума, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, на приеме усиленную смесь вспомогательного сигнала и шума дифференцируют, селектируют по амплитуде, формируют прямоугольные импульсы и измеряют интервал между ними, по которому формируют фазу импульсов, стробирующих усиленную смесь вспомогательного сигнала и шума в пределах ниспадающей вершины.