Устройство для измерения собственных шумов в каналах связи при передаче речевой информации

992 2 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваК,л, 21 ат, 71 Заявлено 01.Ч 111.1966 (Ло 1093968/26-9) с присоединением заявкиМПК Ст 01 гУДК 621.391.822.2:621.3,,082,7 (088.8) ПриоритетОпубликовано 13.Ч 11.1967, Бюллетень15Дата опубликования описания 8.1 Х.1967 Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров СССРЯ 1 Ю. Г. Ростовцев и А. Я. Маслов Ленинградская военная инженерная краснознаменная академия им. А. Ф. МожайскогоАвторыизобретенияЗаявитель п 1Био.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ШУМОВ В КАНАЛАХ СВЯЗИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИИзвестны способы и устройства для измерения собственных шумов в каналах связи, обеспечивающие возможность проведения измерения в случае прекращения передачи полезной информации по проверяемому каналу, т. е. при выключении проверяемого канала из системы связи,Прсдложенпое устройство измерения основа но на принципе анализа амплитудного спектра сигнала с использованием двойной селекции для преобразования сигнала как,по уровню, так и по длительности с жесткой функциональной связью между элементами селекции. Основным элементом предложенного устройства является блок функциональной памяти, который, согласно изобретению, соединен с выходом измеряемого канала через коммутатор, управляемый аналоговым преобразователем, и через схему сравнения, Один вход схемы сравнения подключен к опорному генератору, вырабатывающему импульсы с длительностью, учитывающей статистику речевого сигнала, и другой - к аналоговому преобразователю, вход которого подсоединен к селектору уровня. На выходе блока памяти включен интегратор среднего значения шума, соединенный через выходной коммутатор с индикатором, и временной сумматор, управляющий выходным коммутатором через схему сравнения, второй вход которого подключен кгенератору опорных импульсов,Такое выполнение устройства позволяет измерять собственные шумы в каналах связи припередаче речевой информации без перерывасвязи, т. е. производить измерение в каналесвязи с одновременной передачей по этому каналу полезной информации.Уровень шума в точке приема является од 10 ной из важнейших характеристик, определяющих качество радиорелейного или проводногоканала связи. Допустимая величина шума длявсей связи составляет около 2,5 мв при уровнеполезного сигнала - 0,9 неп. Лишь в аварий 15 ных случаях уровень шума доходит до 7,3 мв,В этих случаях связь может быть предоставлена только после соответствующего предупреждения.Средний уровень речевого сигнала должен20 измеряться прибором со временем интегрирования не менее 15 сек. При измерении шумов,проходящих через стандартный телефонныйканал 300 - 3400 гтрк, время интегрирования также должно быть не менее 15 сек. Поэтому для25 измерения уровня шумов в канале либо отключают соответствующую линию, создавая перерыв связи, либо коммутируют линии, производя измерения на резервных.Предложенное устройство измерения уров 30 ня шумов в телефонном канале основано надлительность 10 15 20 25 30 35 выделении пауз между словами и фразами, в пределах которых речевой сигнал отсутствует. Это позволяет производить измерение уровня шумов в канале без перерывов связи и без использования резервных и обратных линий связи.Средняя длительность гласных звуков составляет 0,12 - 0,21 сек, длительность глухих шипящих составляет около 0,14 сек, для глухих смычных - около 0,03 сек, Причем, для глухих смычных характерно наличие паузы предыхания, которая составляет около 0,015 сек.Экспериментально установлено, что средняя длительность слова составляет около 0,8 сек. Длительность пауз между словами в процессе телефонного разговора колеблется от 0,01 до 0,4 сек и в среднем равна 0,2 сек.Интервал между фразами лежит в пределах 0,4 - 4 сек и в среднем равен 1,5 сек.Паузы в речевом сигнале следуют нерегулярно, а длительности пауз Т 1, Тг Т, . отличаются друг от друга. Так как суммарный интервал измерения шумов должен быть не менее 15 сек, то при использовании естественных пауз речи для измерения шумов необходимо просуммировать значения напряжений шумов, получающихся в этих паузах, т, е, иЕ.Еш е О == (1)т,где Ош, - ,значение шума в 1-й паузе;Т,. - длительность 1-и паузы.Для некоторых звуков, например глухихсмычных, характерна пауза предыхация, которая является объективной характеристикойзвука. Поэтому ее исключение из речи видоизменяет звук, Таким образом, паузы, длительность которых менее 0,015 сек, не должны учитываться,Оценим в реальном масштабе времени величину интервала, необходимого для производства измерения собственных шумов.Для определения указанного интервала необходимо просуммировать длительности существования сигнала и пауз таким образом, чтобы суммарный интервал последних (без учетапромежутков с длительностью Т ( Т;==0,015 сек) составлял 15 сек. Тогдат,=ут,-т. - тт р 1Е=1 Е=1 Е=1где Тр - длительность интервала существования речевого сигнала;Т - интервал текущего времени,Будем считать, что средняя длительность слова составляет 0,8 сек, длительность паузы между словами - 0,2 сек, среднее число слов в фразе равно 8 шт., а после фразы следует пауза длительностью 1,5 сек, Тогда величину 40 45 50 55 60 65Tф -Тр, хар актеоизующуюЕ пауз во время произношения одной фразы, можно найти из следующего выраженияТф: (Ле 1) пс + ф (3) где Ле - среднее число слов в фразе;т , - средняя длительность паузы междусловами;т ф - средняя длительность паузы междуфразами.Подставляя в (3) принятые значения, получим, что Тф - 3,2 сек.Если учесть статистику появления глухих смычных фонем, то можно полагать, что суммарный интервал отбрасываемых пауз при произношении одной фразы не превысит 10 от ТфТогда суммарная длительность пауз будет равна ф -(Тре)Т.ц,1) =3 сек.Е=-1Для того, чтобы суммарное время измерения составляло 15 сек, необходимо затратить время, эквивалентное длительности трех фраз,Так как величина промежутка времени, отнесенного к одной фразе, в пределах которого существует сигнал, составляет= 3 Л где тр - средняя длина слова, то трф=б,4 сек,Поэтому суммарный интервал времени существования речевого сигнала 19,2 сек, а общий интервал времени измеренияТ,=19; 2+15=34,2 сек. Отсюда следует, что в среднем для измерения уровня шумов в канале необходимо затрачивать около 30 - 40 сек, после чего можно производить измерения в других телефонных каналах,На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства.Речевой сигнал из канала связи 1 поступает ца селектор уровня 2, обеспечивающий выделе. ение моментов начала и конца каждой паузы, и коммутатор 3, который управляется импульсами аналогового преобразователя 4 и при наличии импульса передает входной сигнал в блок памяти 5.Уциполярцые импульсы с и лола селектора уровня 2 подаются ца вход аналогового преобразователя 4 и опорного генератора б, а с их выходов - на схему сравнения 7. Если длительность импульса с выхода аналогового преобразователя 4 меньше длительности импульсов опорного генератора б, на выходе схемы сравнения 7 возникает импульс, управляющий элементом стирания в блоке памяти 5.С выхода блока памяти 5 информация поступает в интегратор 3, на выходе которого включен коммутатор е, и на временной сумма199212 Составитель В. МаксимовТекрсд Л. Вриккер Редактор И. Грузова Ксрректопьп А. А. Король н С. А. Башлыкова Заказ 284/6 Тираж 535 ПодписноеЦИИИПИ Комитета по делам изобретений н открьггий прн Совеге Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2 тор 10, выход которого подсоединен к схеме сравнения 11. На второй вход схемы сравнения 11 подаются опорные импульсы от генератора 12. 1 огда длительность накопленных интервалов на сумматоре 10:тановится равной длительности импульса, установленной в опорном генераторе 12, на выходе схемы сравнения 11 появляется сигнал, обеспечивающий прохождение через коммутатор 9 на индикатор 13 накопленного напряжения шумов,Предмет изобретенияУстройство для измерения собственных шумов в каналах связи при передаче речевой информации, основанное на принципе анализа амплитудного спектра сигнала, содержащее амплитудный и временной селектор, коммутаторы, опорные генераторы, элементы сравнения, суммирования, интегрирования, преобразогання и запоминания, отличаюшееся тем, что, с,целью проведения измерения одновременно с передачей полезной информации (без персрыва связи), блок памяти соединен с вы ходом измеряемого канала через коммутатор,управляемый аналоговым преооразователем, и через схему сравнения, один вход которой соединен с опорным генератором, вырабатываю;цим импульсы с длительностью, учитывающей 10 статистику речевого сигнала, а другой - с аналоговым преобразователем, вход которого подключен к селектору уровня, а на выходе блока памяти включен интегратор среднего значения шума, который через выходной ком мутатор соединен с индикатором, и временнойсумматор, управляющий выходным коммутатором через схему сравнения, второй вход которого соединен с генератором опорных импульсов.