Устройство для измерения средней мощности сигналов в каналах и трактах систем связи

Устройство для измерения средней мощности сигналов в каналах и трактах систем связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ И ТРАКТАХ СИСТЕМ СВЯЗИ, содержащее квадратичный детектор, вход которого соединен с выходом первого и второго аналоговых ключей, сигнальные входы которых соединены соответственно с выходом и входом усилителя, к входу которого подключен также вход порогового блока, a выход интегрирующего аналого-цифрового преобразователя является выходом устройства и элемент И, о т л и ч a ю е с я, .тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения, в него введены счетчик, триггер, одновибратор, элемент И, инвертор, генератор тактовых импульсов и управляемый аттенюатор , .причем выход генератора тактовых I импульсов подключен к счетному входу счетчика, вход сброса которого соединен с выходом порогового блока и установочным входом триггера,, подключенного входом к выходу старшего разряда счетчика, a выходом - к импульсному входу одновибратора и первому входу элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу одновибратора, a выход элемента И соединен непосредственно с управ (Л ляющим входом первого аналогового ключа и, через инвертор, с управляющими входами второго аналогового ключа и управляемого аттенюатора, сигнальный вход которого подключен к выходу квадратичного детектора, a выход - к входу интегрирующего аналого-цифрового преобразоватесо ел о ро ля. Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН

„G 01 R 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н k4TDPCNOMV СИРДЕТЕЛ СТВ\Г (21) 3562002/18-21 (22) 10.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) А.Д.Василенко, В.П.Кутасевич и Ю.В.Мусич (53) 621.317.38(088.8) (56) 1. Гордос Г. Некоторые аспекты и устройства для измерения случайных

11 сигналов. — Нахрихтентехник электроник", У 2, 1974, с. 54.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 524134, кл. G 01 R 21/00, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ

И ТРАКТАХ СИСТЕМ СВЯЗИ, содержащее квадратичный детектор, вход которого соединен с выходом первого и второго аналоговых ключей, сигнальные входы которых соединены соответствен» но с выходом и входом усилителя, к входу которого подключен также вход порогового блока, а выход интегрирующего аналого-цифрового преобразователя является выходом устройства и элемент И, о т л и ч а ю щ е е с я, .,Я0„„1095083 А

;тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения, в него введены счетчик, триггер, одновибратор, элемент И, инвертор, генератор тактовых импульсов и управляемый аттенюатор, .причем выход генератора тактовых, импульсов подключен к счетному входу счетчика, вход сброса которого соединен с вшходом порогового блока и установочным входом триггера,. подключенного входом к выходу старшего разряда счетчика, а выходом — к импульсному входу одновибратора и первому входу элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу одновибратора, а выход элемен- I та И соединен непосредственно с управ ляющнм входом первого аналогового ключа и, через инвертор, с управляющими входами второго аналогового ключа и управляемого аттенюатора, сигнальный вход которого подключен к выходу квадратичного детектора, а выход — к входу интегрирующего аналого-цифрового преобразователя.

1095083

Изобретение относится к измерительной технике электросвязи и может быть использовано при измерении средней мощности случайныХ или детерминированных сигналов, в частности для

S определения загрузки каналов и трактов высокочастотных систем связи.

Известно устройство для измерения средней мощности огибающей узкополосного процесса, содержащее квадратич- ц1 ный детектор, выход которого через преобразователь напряжения в частоту . и вентиль, к входу которого подключен временной селектор, соединен со счетчиком результата Г 13.

Недостатком этого устройства является низкий динамический диапазон анализируемых процессов, ограниченный воэможностями квадратичного детектора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения средней мощности огибающей узкополосного процесса, содержащее квадратичный детектор, выход которого через преобразователь напряжения в частоту и вентили, к вторым входам которых подключен выход временного селектора, соепинен с элементами ИЛИ, выходы которых подключены к разрядным входам счетчика результата, а управляющие входы вентилей и аналоговых ключей соединены с выходами элементов И, выходы которых соединены непосредственно и через инверторы с выходами пороговых схем, входы которых соединены с выхо35 дами последовательно соединенных усилителей, а выходы и вход первого усилителя соединены через аналоговые ключи со.входом квадратичного детек40 .тора. В известном устройстве для любого мгновенного значения в пределах динамического диапазона имеется некоторый усилитель, напряжение на выходе которого приводит к срабаф5 тыванию пороговой схемы, в то время как пороговая схема, подключенная к его выходу,, не срабатывает. При указанных условиях по командам пороговых схем, поступающих непосредственно и через инвертор на элемент И, последний срабатывает и выдает команду на аналоговый ключ и вентиль, при этом соединяется выход усилителя со входом квадратора, а вентиль открывается, обеспечивая прохождение частотно-модулированных импульсов сигналов на соответствующий разряд счетчика (23.

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость при измерении средней мощности сигналов с помехой, обусловленная тем, что прямой и обратный переход с диапазона на диапазон происходит при олних и тех же условиях, когда уровни сигналов на входах пороговых схем близки к их порогам срабатывания и наличие даже небольших помех в данном случае приводит к многократным прямым и обратным переключениям устройства, а частота переключений ограничена лишь быстродействием переключающих компонентов устройства. Это приводит: к резкому увеличению коммутационной погрешности. В случае же измере-ния случайных сигналов с большими дисперсиями, например, группового сигнала, высокочастотных систем уплотнения неустойчивость работы известного устройства увеличивается.

Вызвано это тем, что групповой сигнал имеет частые кратковременные изменения уровня (выбросы), приводящие к сбоям устройства, то есть к ошибочным переключениям нескольких усилителей, при этом дополнительно снижается точность.

Цель изобретения — повьппеиие помехоустойчивости измерения средней мощности сигналов в групповых трактах высокочастотных систем передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения средней мощности сигналов в каналах и трактах систем связи, содержащее квадратичный детектор, вход которого соединен с выходом первого и второго аналоговых ключей, сигнальные входы которых соединены соответственно с выходом и входом усилителя, к входу которого подключен также вход порогового блока, а выход интегрирующего аналого-цифрового преобразователя является выходом устройства и элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения, в него введены счетчик, триггер, одновибратор, элемент И, инвертор, генератор- тактовых импульсов и управляемый аттенюатор, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному .входу счетчика, вход сброса которого соединен с выходом порогдвого блока и установочным входом триггера, подключенного входом к выходу старшего разряда счетчика, а выходом — к

1095083

3 импульсному входу одновибратора и первому входу элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу одновибратора, а выход элемента И соединен непосредственно с управ-5 ляющим входом первого аналогового ключа, и через инвертор, с управляющими входами второго аналогового ключа и управляемого аттенюатора, сигнальный вход. которого подключен к выходу квадратичного детектора, а выход — к входу интегрирующего аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство содержит усилитель 1, первый 2 и второй 3 аналоговые ключи. квадратичный детектор 4, управляемый аттенюатор 5, интегрирующий аналогоцифровой преобразователь 6, пороговый 20 блок 7> генератор 8 тактовых импульсов, счетчик 9, триггер 10. одновибратор 11, элемент И 12 и инвертор 13.

Входом устройства является параллельное соединение входов чсилителя 25

1, второго аналогового ключа 3 и порогового блока 7. Выход усилителя подключен к сигнальному входу-первого аналогового ключа 2, а выходы пер-. вого 2 и второго 3 аналоговых ключей 3{) соединены со входом квадратичного детектора 4, выход которого, через управляемый аттенюатор 5, подключен к входу интегрирующего аналого-цифрового преобразователя 6. Счетный вход счетчика 9 соединен с выходом гене. ратора 8 тактовых импульсов, а вход сброса счетчика 9 — с выходом порогового блока 7 и установочным входом триггера 10, вход сброса которого соединен 40 с выходом старшего разряда счетчика 9. Прямой выход триггера 10 соединен с импульсным входом одновибратора

11 и первым входом элемента И 12,второй вход которого подключен к инверс-4 ному выходу одновибратора 11. Выход элемента И 12 соединен непосредственно с управляющим входом первого аналого вого ключа 2 и через инвертор 13 с управляющими входами аналогового ключа 3 и управляемого аттенюатора 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии сигнала на входе устройства у либо, если мгновенное значение сигнала не превышает порога срабатывания пороговой схемы, сигнал, 4 воздействующий на вход сброса.(Rвход) счетчика 9 и установочный вход (S-вход)триггера 10 на выходе порогового блока 7 отсутствует, при этом счетчик 9 производит непрерывный счет импульсов, поступающих от генератора 8. тактовых импульсов, и на выходе счетчика 9 появляются импульсы, устанавливающие и подтверждающие по

К-входу нулевое состояние триггера 10, которое устанавливает на выходе элемента И 12 единичное, а на выходе инвертора 13 — нулевое состояние, которые в свою очередь открывают аналоговый ключ 2 и закрывают аналоговый ключ 3, а также устанавливают в аттенюаторе 5 выбранный коэффициент деления. Сигнал, усиленный до уровня, соответствующего динамическому диапазону квадратичного детектора 4, поступает на его вход, а для,обеспечения правильности результата аттенюатора 5 обеспечивается компенсация коэффициента усиления усилителя 1. При этом коэффициент деления управляемого аттенюатора должен составлять n = k2 где k — коэффициент усиления усилителя. Например, при коэффициенте усиления к =3,16 коэффициент деления аттенюатора должен быть п = 10. !

Если на вход усилителя поступает случайный или детерминированный сигнал, превышающий порог срабатывания порогового блока 7, то, на время превышения мгновенными значениями порога срабатывания, на выходе порогового блока 7 существуют импульсы положительной полярности, устанавливающие счетчик 9 в нулевое, а триггер 10 в единичное состояния. Положительный перепад с выхода„ триггера

10 запускает одновибратор 11 и логическая единица появляется также на входе элемента И 12, на. другом входе которого в этот же момент возникает сигнал логического нуля на время длительности импульса одновибратора 11, который по-прежнему удерживает на выходе элемента И 12 сигнал логической единицы. Если за время импульса одновибратора 11, на входе устройства амплитуда сигнала уменьшилась и не превышает порога срабатывания порогового блока 7, то счетчик 9 успевает заполняться тактовыми импульсами и произвести сброс триггера 10 в нулевое сосТояние раньше, чем закончится импульс одновибратора

1095083

11, что по-прежнему обуславливает единичное состояние на выходе элемента И 12. Таким образом, устройс гво с точки зрения переключения усилителя 1 "не чувствует" кратковременных 5 превышений сигналом порога срабатывания порогового блока 7. При этом сигнал на вход квадратичного.детек-, тора 4 подается через открытый аналоговый ключ З,а управляемый аттенюатор

5 передает сигнал без деления на вход ин тегрирующего аналого-цифрового преобразователя 6.

Если же на входе, устройства действует сигнал, превышающий порог сраба- 15 тывания блока 7, .то импульсы с выхода порогового блока 7 устанавливают триггер 10 в состояние логической единицы, а счетчик 9 — в нулевое состояние и будут постоянно возвра- 20 щать его в это состояние, не позволяя счетчику 9 перевести старший разряд в единицу. При попадании сигнала на К-входе счетчика 9 и Б-входе триггера 10 на время более, чем

25 время запержки счетчиком 9 появления епиницы в его старшем раэряпе, опрепеляемой периопом тактовых импульсов и коэФФициентом пересчета счетчика 9> сигнал с выхопа счетчика сбрасывает 30 триггер 10, и этот сигнал через элемент И 12 и инвертор 13 возвращает состояние аналоговых ключей 2и 3 и управляемого аттенюатора 5 в исходное состояние (ключ 2 замкнут, ключ

3 разомкнут), при котором сигнал на вход квадратичного детектора 4 поступает с выхода усилителя 1 и, претерпевая деление аттенюатором 5, поступает на вход интегрирующего аналого- 40 цифрового преобразователя 6. Последний может быть выполнен с промежуточным преобразованием как в частоту, так и в интервал времени, в любом случае в счетчик аналого-цифрового преобразователя 6 записывается количество импульсов, пропорциональное среднему значению мощности сигнала на входе. за интервал усреднения. Значение средней можности за интервал усреднения интегрирующего аналого-цифрового преобразования в виде цифрового кода может поступать на регистрирующее устройство (не показано) гпе. при необхопимости. производится обработка результата измерения.

Ввепение задержки на прямое и обратное переключения на время, которое определяется параметрами измеряемого сигнала. выгодно отличает предлагаемое устройство от существующих,в том числе и от известного, позволяет функционально решить задачу однократного переключения через интервал задержки при изменении уровня сигнала и не производить переключения в случае кратковременных выбросов и перерывов сигнала. В результате обеспечивается устойчивая работа устройства н расширяется область его применения. в том числе и пля измерения средней мощности случайных сигналов с большими дисперсиями и подверженных импульсным помехам, например группового сигнала в трактах и каналах высокочастотных систем передачи.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений в отсутствии специфических требований к динамическому диапазону. Это дает возможность разбить динамический диапазон на диапазоны с перекрытием, и производить измерения только в верхней части каждого диапазона.

1095083

Составитель С. Кабиков

Редактор О. Черниченко ТехредЖ.Кастелевич Корректор Н Ядола

Заказ 3587/26 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Госвдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4