SU1084997A1 - Device for determining non-linear distortions in communication channel - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее первый анализатор спектра, генератор сигналов и регистратор искажений , отличающеес  тем, что, с целью исключени  перерывов св зи при измерени х в рабочем канале св зи, в него введены интегратор опорного сигнала, первый триггер Шмидта и последовательно соединенные синхронизатор, первый блок пам ти, усилитель-ограничитель, детектор , второй триггер Шмидта, первый элемент И, триггер, второй блок пам ти, второй усилитель-ограничитель , второй анализатор спектра, третий элемент И, интегратор, регулируег ый усилитель, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу регистратора искажений , второй вход которого соединен с выходом триггера, а третий вход регистратора искажений соединен с управл ющим входом триггера, первым входом интегратора опорного сигнала, вторым входом интегратора и другим выходом синхронизатора, выход кото- рого соединен с входом вторюго блока пам ти, выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элеi мента И и вторым входом интегратора опорного сигнала, выход которого под ключей к управл ющему входу регулиру- емого усилител , причем выход первого усилител -ограничител  через последовательно соединенные первый | анализатор спектра и первый триггер с йКчидта подключен к второму входу первого элемента И. 00 4;: фA DEVICE FOR DETERMINING NONLINEAR DISTRICTS OF A COMMUNICATION CHANNEL containing a first spectrum analyzer, a signal generator and a distortion recorder, characterized in that, in order to eliminate interruptions in measurements in the working communication channel, the integrator of the reference signal was entered into it, the first Schmidt trigger and serially connected synchronizer, first memory block, amplifier-limiter, detector, second Schmidt trigger, first And element, trigger, second memory block, second amplifier-limiter, second spectrum analyzer, the third And element, the integrator, the adjustable amplifier whose output is connected to the second input of the second And element, the output of which is connected to the first input of the distortion recorder, the second input of which is connected to the trigger output, and the third input of the distortion recorder is connected to the first the input of the integrator of the reference signal, the second input of the integrator and the other output of the synchronizer, the output of which is connected to the input of the second memory block, the output of the first element I is connected to the second input of the third ele And the second input of the integrator of the reference signal, the output of which is under the keys to the control input of the adjustable amplifier, the output of the first amplifier-limiter through the first connected | Spectrum analyzer and the first trigger from Cycidt is connected to the second input of the first element I. 00 4 ;: f

Description

Изобретение относитс  к технике св зи и ралиоэещани  и может быть  с польаовано при контроле каналов св зи и радиовещани . Известно устройство дл  измерени  нелинейных искажений объекта исСледо вани , содержащее генератор сигналов эталонной частоты, выделитель гармоник сигналов эталонной частоты, блок аналиэа нелинейных искажений. Нелийейн|ае искажени  оценивают по гармоникем сигналов эталонной частоты, которые обнаружены на выходе объекта исследовани  13. Однако это устройство не позвол е проводить измерени  с помощью реальных вещ&тельных сигналов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс .уст ройство, содержащее анализатор опектра , генератор сигналов и регистратор искажений. Такое устройство используют дл  оценки нелинейных искажений реальных сигналов, передаваекых по каналу св  зи. С помощью полосового заграждгиоше го фильтра из спектра реального сигнала удал ютс  сигналы в определенной полосе частот. На приемном конце канала св зи о нелинейности суд т по гармоникам и координационным частотам обнаружены в той полосе частот , в которой с помощью заграждающего фильтра при передаче удален реальный сигнал канала св зи 2. : Однако при использовании известного устройства информаци , передаваема  в канал св зи, искажаетс , поскольку определенна  область частот информационного сигнала в канал не подаетс . Цель изобретени  - исключение перер ывов св зи при измерени х в рабочем канале св зи. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  определени  нелинейных искажений канала св зи, содержоцее первый анализатор спектра генератор сигналов и регистратор искажений, введены интегратор опорного сигнала, первый триггер и гидта и последовательно соединенные синхронизатор , первый блок пам ти, усилитель-ограничитель , детектор, второй триггер 1А«дта, первый элемент И, триггер, вторюй блок пг1м ти,второй усилитель-ограничитель, второй анализатор спектра, третий элемент И, интегратор, регулируемый усилитель , выход которого подключен к вто рому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому вхо ду регистратора искажений, второй вход которого соединен с выходом триггера а третий вход регистратора искажений соединен с управл ющим Входом триггера, первым входом интегратора опорного сигнала, вторым входом интегратора и другим выходом синхронизатора, выход которого соеинен с входом второго блока пам ти, выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И и вторым входом интегратора опорного сигнала, выход которого подключен к управл ющему входу регулируемого усилител , причемвыход первого усилител -ограничител  через последовательно соединенные первый анализатор спектра и первый триггер Шмидта подключен к второму входу первого элемента И. На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема устройства дл  определени  нелинейных искажений канала св зи, на фиг.2 - спектры сигналов , на фиг.З - напр жени  на элементах устройства. Устройство содержит первый блок 1 пам ти,усилитель-ограничитель 2, первый анализатор 3 спектра первый триггер 4 Amni3L, первый элемент И 5, детектор 6, второй триггер 7 1А1идта, триггер 8, регистратор. 9 искажений, второй блок 10 пам ти, второй усилитель-ограничитель 11, второй ансшизатор 12 спектра, второй элемент И 13, интегратор 14, интегратор 15 опорного сигнала, регулируемый усилитель 16, третий элемент И 17, синхронизатор 18. Предлагаемое устройство позвол ет измер ть нелинейные искажени  с помощью информационных сигналов, которые создаютс  звуками речи одного человека или одного музыкального инструмента, дл  передачи которых предназначен канал св зи. При этом сигнал, подаваемый в канал св зи, используют в качестве эталонного. Сравнива  эталонный сигнал и сигнал, прошедший по каналу св зи, определ ют величину нелинейных искажений в канале свЛзн. Спектр речи и колебаний многих музыкальных инструментов имеет резко выраженный линейчатый характер, т.е. основна  часть энергии колебаний сосредоточена в узких полосах частот. Предлагаемое устройство автоматичесзки выдел ет временные интервалы, в течение которых определенна  область частот информационного сигнала или сильно подавлена, или вообще отсутствует .Нелинейные искажени  при этом оцениваютс  по наличию продуктов нелинейных искажений в этой области частот на приемном конце канала св зи . . Предлагаемое устройство работает следующим образом. В качестве блоков пам ти могут использоватьс  магнитофоны. В этом случае в блоке 1 пам ти (магнитофон) устанавливают ленту с записью эталонного сигнала, т.е. информацнонногоThe invention relates to communications and broadcasting and can be used to monitor communication channels and broadcasting. A device for measuring nonlinear distortions of an object of study is known, comprising a reference frequency signal generator, a harmonic extractor of reference frequency signals, a non-linear distortion analysis unit. The distortion is estimated by the harmonics of the signals of the reference frequency, which are detected at the output of the object of study 13. However, this device does not allow measurements using real signal signals. The closest to the proposed technical entity is a device containing an analyzer analyzer, a signal generator and a distortion recorder. Such a device is used to estimate the non-linear distortions of real signals transmitted over a communication channel. Using a band-pass barrier, the signals in a certain frequency band are removed from the spectrum of the real signal. At the receiving end of the communication channel, non-linearity is judged by harmonics and coordination frequencies found in the frequency band in which the real signal of communication channel 2 was removed by means of a band filter: However, when using a known device, information transmitted to the communication channel , is distorted because a certain frequency domain of the information signal is not fed into the channel. The purpose of the invention is the elimination of interruptions in communication when measuring in the working communication channel. The goal is achieved by the fact that the device for determining the nonlinear distortion of the communication channel, the first spectrum analyzer contains a signal generator and a distortion recorder, the integrator of the reference signal, the first trigger and hydta and the series-connected synchronizer, the first memory block, the limiting amplifier, the detector, the second trigger 1A "dta, the first element And, the trigger, the second block PGI mi, the second amplifier-limiter, the second spectrum analyzer, the third element And, the integrator, adjustable amplifier, the output of which It is connected to the second input of the second element I, the output of which is connected to the first input of the distortion recorder, the second input of which is connected to the trigger output and the third input of the distortion recorder is connected to the control input of the trigger, the first input of the integrator, the second signal and the other the output of the synchronizer, the output of which is connected to the input of the second memory block, the output of the first element And is connected to the second input of the third element And and the second input of the integrator of the reference signal, the output of which is connected to the control input of the adjustable amplifier, the output of the first amplifier limiting device being connected in series to the first spectrum analyzer and the first Schmidt trigger connected to the second input of the first element I. Figure 1 shows the electrical circuit diagram of the device for determining the nonlinear distortions of the communication channel; 2 shows the signal spectra; in FIG. 3, the voltage across the elements of the device. The device contains the first memory block 1, the limiting amplifier 2, the first analyzer 3 of the spectrum, the first trigger 4 Amni3L, the first element I 5, the detector 6, the second trigger 7 1A1idt, the trigger 8, the recorder. 9 distortions, second memory block 10, second amplifier-limiter 11, second spectrum analyzer 12, second And 13 element, integrator 14, reference signal integrator 15, adjustable amplifier 16, third And 17 element, synchronizer 18. The proposed device allows measuring non-linear distortions using information signals that are created by the sounds of the speech of a single person or a single musical instrument for which the communication channel is intended to be transmitted. In this case, the signal supplied to the communication channel is used as a reference signal. By comparing the reference signal and the signal passing through the communication channel, determine the magnitude of the nonlinear distortion in the communication channel. The spectrum of speech and vibrations of many musical instruments has a pronounced ruled character, i.e. the main part of the oscillation energy is concentrated in narrow frequency bands. The proposed device automatically allocates time intervals during which a certain frequency range of the information signal is either strongly suppressed or absent altogether. Nonlinear distortions are estimated by the presence of nonlinear distortion products in this frequency range at the receiving end of the communication channel. . The proposed device works as follows. Tape recorders can be used as memory blocks. In this case, in block 1 of memory (tape recorder), a tape with a record of the reference signal is installed, i.e. informational

сигнала, записанного на передающей стороне канала св зи. На магнитофоне 10 устанавливают ленту с записью тех же информационных сигналов на приемной стороне канала св зи. С помощью синхронизатора 18 осуществл ют сиихронное воспроизведение сигналов магнитофонами . signal recorded on the transmit side of the communication channel. On the tape recorder 10, a tape is installed with the recording of the same information signals on the receiving side of the communication channel. Using synchronizer 18, synchronous reproduction of the signals by tape recorders is carried out.

Регулировками выходных сигналов магнитофонов добиваютс  того, что на входы усилителей-ограничителей 2 и 11 поступают сигналы больше номинальных . В этом случае с выходов усилителей-ограничителей 2 и 11 на анализаторы 3 и 12 спектра поступают практически посто нные уровни сигналов , что обеспечивает возможность проведени  измерений в каналах с переменным коэффициентом передачи. Уровни выходных сигналов усилителейограничителей 2 и 11 выбирают один аховыми .By adjusting the output signals of the tape recorders, it is achieved that the signals to the inputs of the limit amplifiers 2 and 11 receive more than nominal signals. In this case, practically constant signal levels come from the outputs of limiting amplifiers 2 and 11 to the analyzers 3 and 12 of the spectrum, which makes it possible to carry out measurements in channels with a variable transmission coefficient. The output levels of the amplifiers of the limiters 2 and 11 choose one ache.

На фиг.2а,б показаны.спектры эталонного сигнала Uj и сигнала на приемной стороне канала св зи Ug,x , которые используютс  дл  оценки нелинейных искажений канала св зи, U выходные номинальные сигналы усилителей-ограничителей . У эталонного сигнала (фиг.2а,б) в полосе 4f спектральные составл ющие отсутствуют . В этой же полосе в спектре сигнала , прошедшего канал св зи, есть частотные составл ющие (гармоники, комбинационные частоты), обусловленные нелинейностью канала св зи. Эти продукты нелинейных преобразований поступают на вход элемента И 13. Полоса фильтра анализатора 12 спектра выбираетс  уже, чем полоса фильтра анализатора 3 спектра с целью уменьшени  вли ни  неилеальности частотных характеристик фильтров на результат измерений.Figures 2a, b are shown. The spectra of the reference signal Uj and the signal at the receiving side of the communication channel Ug, x, which are used to estimate the non-linear distortion of the communication channel, U are the output nominal signals of the limiting amplifiers. The reference signal (Fig. 2a, b) in the 4f band has no spectral components. In the same band in the spectrum of the signal that has passed the communication channel, there are frequency components (harmonics, combination frequencies), due to the nonlinearity of the communication channel. These products of nonlinear transformations arrive at the input of element 13. The filter band of the spectrum analyzer 12 is chosen narrower than the filter band of the spectrum analyzer 3 in order to reduce the influence of the non-linearity of the frequency characteristics of the filters on the measurement result.

С выхода анализатора 3 спектра эталонный сигнал поступает на триггер 4, который подает разрешающий по тенцигш на первый элемент И 5 в. том случае, когда в полосе Afj анализатора 3 спектра сигналы или отсутствуют , или ниже определенного порогового уровн . Йороговый уровень выбираетс , исход  из уровн  шумов в канале св зи и минимальной величины продуктов нелинейных искажений, которые необходимо оценивать с помощью предлагаемого устройства.From the output of the analyzer 3 of the spectrum, the reference signal is fed to the trigger 4, which delivers the resolving tensile force to the first And 5 V element. In the case when, in the band Afj of the analyzer 3, the signals are either absent or below a certain threshold level. The yorog level is chosen based on the noise level in the communication channel and the minimum magnitude of the nonlinear distortion products that need to be estimated using the proposed device.

Кроме того, эталонный сигнал с выхода усилител  ограничител  2 поступает на детектор б и второй триггер 7 , который подает разрешающий потенциал на первый элемент И 5 только в том случае, когда на выходе усилител -ограничител  2 выхо ные сигналы достигают номингшьной величины. In addition, the reference signal from the output of the amplifier limiter 2 enters the detector b and the second trigger 7, which supplies the resolving potential to the first element And 5 only when the output of the amplifier-limiter 2 output signals reach the nominal value.

Разрешающий потенциал на выходе первого элемента И 5 по вл етс  только в те интервалы времени, когда сигнал на выходе усилител -ограничител  2 достигает номинального уровн  а в полосе фильтра анализатора 3 спектра сигнал отсутствует. Таким образом , введенные блоки (1-7) позвол ют производить автоматический отбор временных интервалов пригодных дл  измерени  величины нелинейных искажений.The resolving potential at the output of the first element And 5 appears only at those intervals when the signal at the output of the amplifier limiter 2 reaches the nominal level and there is no signal in the filter band of the analyzer 3 spectrum. Thus, the introduced blocks (1-7) allow the automatic selection of time intervals suitable for measuring the magnitude of nonlinear distortion.

Анализатор 12 спектра и элемент И 13 выдел ют сигнал, пропорциональный продуктам нелинейных искажений, который поступает на интегратор 14, интегрирующий сигнал в течение времени Т (фиг. За,б) и, - напр жение на выходе элемента И 13, 1,- напр жение на выходе .интегратора 14.По истечении интервала времени т сигнал с выхода интегратора 14 по команде синхронизатора 18 поступает на вход регулируемого усилител  16.Spectrum analyzer 12 and element 13 isolate a signal proportional to the products of nonlinear distortion, which goes to integrator 14, integrating the signal during time T (Fig. Pros, b) and, - voltage at the output of element And 13, 1, - for example the output of the integrator 14. When the time interval t expires, the signal from the output of the integrator 14 at the command of the synchronizer 18 is fed to the input of the adjustable amplifier 16.

Чтобы сигнал на выходе усилител  16 зависел только от величины продуктов нелинейных искажений и мало измен лс  при изменении времени усреднени , разрешающий сигнал с первого элемента И 5, длительность которого равна длительности времени усреднени  продуктов нелинейных, искажений , поступает на интегратор 15 опорного сигнала (фиг. Зв ) ,Uyj,- напр жение на выходе интегратора 15. Интегратор 15 линейно уменьшает коэффициент передачи регулируемого усилител  16.So that the signal at the output of amplifier 16 depends only on the magnitude of nonlinear distortion products and changes little with averaging time, the resolving signal from the first element 5, the duration of which is equal to the duration of averaging nonlinear distortion products, goes to the integrator 15 of the reference signal (FIG. SW), Uyj, is the voltage at the output of the integrator 15. The integrator 15 linearly reduces the gain of the adjustable amplifier 16.

Таким образом, на выходе регулируемого усилител  16 сигнал пропорционален величине продуктов нелинейности в полосе afj анализатора 12 спектра и не зависит от изменени  продолжительности времени их усреднени .Thus, at the output of the adjustable amplifier 16, the signal is proportional to the magnitude of the nonlinearity products in the afj band of the spectrum analyzer 12 and does not depend on the change in the length of time of their averaging.

С выхода регулируемого усилител  16 сигнал через элемент И 17 поступает на регистратор 9 искажений,который регистрирует искажени  при наличии сигнала на выходе триггера 8 с раздельным запуском. Триггер 8 запускаетс  разрешающим потенциалом на выходе первого элемента И 5. После фиксации величины нелинейных искажений регистратором 9 импульсы, вырабатываете синхронизатором 18, обнул ют интегратор 14 и интегратор 15 и возвращают триггер 8 в исходное состо ние .From the output of the adjustable amplifier 16, the signal through the element And 17 enters the distortion recorder 9, which registers the distortion in the presence of a signal at the output of the trigger 8 with separate start. The trigger 8 is triggered by a resolution potential at the output of the first element And 5. After fixing the magnitude of the nonlinear distortions by the recorder 9, the pulses are generated by the synchronizer 18, the integrator 14 and the integrator 15 are folded in and the trigger 8 is returned to its initial state.

В предлагаемом устройстве можно использовать анализаторы одновременного действи  (параллельные анализаторы ). В этом случае к каждому выходу анализатора 3 спектра подключаетс  триггер 4 и элемент И 5, триггер 8, а к каждому выходу анализатора 12 спектра подключак тс  элементы И 13, интеграторы 14, регулируемые усилители 16, элементы И 17.In the proposed device, simultaneous analyzers (parallel analyzers) can be used. In this case, a trigger 4 and an element 5, a trigger 8 are connected to each output of the spectrum analyzer 3, and elements 13, integrators 14, adjustable amplifiers 16, and elements 17 are connected to each output of the spectrum analyzer 12.

if, Vyoif, vyo

:«: "

/ f/ f

fnfn

%%

33

/  /

//

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ КАНАЛА СВЯЗИ, содержащее первый анализатор спектра, генератор сигналов и регистратор искажений, отличающее тем, что, с целью исключения рывов связи при измерениях в канале связи, в него введены ратор опорного сигнала, первый триггер Шмидта и последовательно соединенные синхронизатор, первый блок памяти, усилитель-ограничитель тектор, второй вый элемент И, памяти, второй с я перерабочем интег, детриггер Шмидта, пертриггер, второй блок усилитель-ограничитель, второй анализатор спектра, третий элемент И, интегратор, регулируемый усилитель, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу регистратора искажений, второй вход которого соединен с выходом триггера, а третий вход регистратора искажений соединен с управляющим входом триггера, первым входом интегратора опорного сигнала, вторым входом интегратора и другим выходом синхронизатора, выход кото- рого соединен с входом второго блока памяти, выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И и вторым входом интегратора § опорного сигнала, выход которого подключей к управляющему входу регулиру-1/Λ емого усилителя, причем выход первого усилителя-ограничителя через последовательно соединенные первый | анализатор спектра и первый триггер S ПЬ^идта подключен к второму входу вого элемента И.A DEVICE FOR DETERMINING NON-LINEAR DISTORTIONS OF A COMMUNICATION CHANNEL, comprising a first spectrum analyzer, a signal generator and a distortion recorder, characterized in that, in order to eliminate communication jerks during measurements in the communication channel, a reference signal radiator, a first Schmidt trigger and a synchronizer connected in series are introduced into it, first memory block, limiter amplifier, tector, second memory element And, memory, second with processing integrat, Schmidt detrigger, pertrigger, second amplifier limiter block, second spectrum analyzer, third element And, integrator, adjustable amplifier, the output of which is connected to the second input of the second element And, the output of which is connected to the first input of the distortion recorder, the second input of which is connected to the output of the trigger, and the third input of the distortion recorder is connected to the control input of the trigger, the first input of the reference integrator signal, the second input of the integrator and another output of the synchronizer, the output of which is connected to the input of the second memory unit, the output of the first element And is connected to the second input of the third element And and the second input integrator ом reference signal, the output of which is connected to the control input of the adjustable-1 / Λ removable amplifier, the output of the first limiting amplifier through series-connected first | a spectrum analyzer and a first flip-flop S П ид id is connected to the second input of the second element I. пер-.per. входом интегратора и другим выходом синхронизатора, выход которого соединен с входом второго блока памяти, выход первого элемента И соединен с ¹ вторым входом третьего элемента И и вторым входом интегратора опорного сигнала, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, причем'выход первого усилителя-ограничителя через последовательно соединенные первый анализатор спектра и первый триггер Шмидта подключен к второму входу первого элемента. И.the input of the integrator and another output of the synchronizer, the output of which is connected to the input of the second memory block, the output of the first element And is connected to ¹ second input of the third element And and the second input of the integrator of the reference signal, the output of which is connected to the control input of the adjustable amplifier, the output of the first amplifier a limiter through series-connected the first spectrum analyzer and the first Schmidt trigger is connected to the second input of the first element. AND. На фиг.1 представлена структурнаяFigure 1 presents the structural