Устройство для контроля качества цифрового сигнала

(1% (И) 04 1, 11/ОО // Н 041/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ческий -Бруе-: СР85.,(54) УСТРОЙ ЦИФРОВОГО СИ (57) Изобрет связи, Цель точности ко зоны неопре сти порога Устр-во сод говых блока ТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВ ение относится к электроиэобретения - повышение троля путем учета влияния еленности и нестабильноторого порогового блока, ржит усилитель, два поросумматор по модулю два 1 я содержит блок 1 Я ыми приборами,аналогового преблок 15 цифроанания, магистральнтерфейса, двуБлок 1 О со13 управления первый блок 1 образования, логового прео ный расширите ряжен цифро цифр торой разов ь 16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(7 1) Ленинградский электротехнинститут связи им.проф.М.А.Бонвича(56) Авторское свидетельство С9 1332548, кл. Н 04 1. 11/00, 1 Изобретение относится к электросвязи, может быть использовано дляконтроля амплитуды, действующегозначения шумов и оценки вероятностиошибок цифрового сигнала в трактецифрового регенератора и являетсяусовершенствованием изобретения поавт, св. 9 1332548,Цель изобретения - повышение точности контроля путем учета влияниязоны неопределенности и нестабильности порога второго порогового блока,На чертеже представлена структурная электрическая схема устройствадля контроля качества цифрового сигнала. 2П-триггер, элемент И, счетчик импуль= сов, выделитель тактовой частоты, блок сопряжения, вычислительный блок, блок индикации, Для достижения цели выход у-ля подключен к первому входу пороговых блоков через введенный элемент с коммутируемым коэффициентом передачи. Вероятность псевдоошибок на выходе сумматора стремится в процессе переходного процесса к постоянному уровню, что достигается автоматическим изменением указанного неоптимального порога в процесса работы устр-ва, По величине отношения сйгнал/шум путем обращения распределения смеси сигнала с шумом (например, нормального распределения) м.б. вычислена вероятность ошибок при передаче информационных сигналов. Указанные результаты измерений отображаются на блоке индикации. 1 ил. Устройство содержит усилитель 1,элемент 2 с коммутируемым коэффици"ентом передачи, первый 3, второй 4пороговые блоки, сумматор 5 по модулю два, 0-триггер 6, элемент И 7,счетчик 8.импульсов, выделитель 9тактовой частоты, блок О сопряжениявычислительный блок 11, блок 12 индикации, 1506571направленньй канал 17 типа общаяшина.Блок 13 управления цифровыми приборами содержит блок 18 управленияи блок 19 задержки, выполненный ввиде КС-фильтра нижних частот, Вход20 блока 19 задержки подключен к пусковому выходу блока 18 управления,а выход 21 блока 19 задержки соединен с пусковым входом блока 18 управления.Первый блок 14 цифроаналоговогопреобразования содержит первый 22,второй 23 цифроаналоговые преобразователи, блок 24 коммутации и управления, фильтр 25 нижних частот, который содержит три резистора 26-28,конденсатор 29, причем первые полюсывсех трех резисторов и конденсатора 20соединены с выходом 30 фильтра, вторь 1 е полюсы резисторов 26 и 28 являются входами 31 и 32 фильтра, а вторыеполюсы резистора 27 и конденсатора29 соединены с общей клеммой 33. 25Второй блок 15 цифроаналоговогопреобразования содержит блок 34 управления, цифроаналоговый преобразователь 35, фильтр 36 нижних частот,выход 37 которого соединен с выходом 30второго блока 15 цифроаналоговогопреобразования, В качестве фильтра36 нижних частот используется КСфильтр нижних частот,Устройство работает следующим образом.Цифровой бинарный сигнал, несущийинформацию, поступает на вход усилителя 1 с коэффициентом усиления, управляемым напряжением, поступающим 40с выхода 37 фильтра 36 нижних частот,подключенного своим входом к выходуцифроаналогового преобразователя 35,На выходе усилителя 1 благодаря управляющему напряжению поддерживается45определенное значение амплитуды сигнала, необходимого для работы первого3 и второго 4 пороговых блоков, Навторой вход первого порогового блока3 поступает напряжение, соответствующее оптимальному значению порога,50обеспечивающему минимальную вероятность ошибки на выходе, На второйвход второго порогового блока 4 поступает напряжение порога с выхода 30фильтра 25 нижних частот первого блока14 цифроаналогового преобразования,Сигналы с выходов первого и второго.пороговых блоков поступают на входы сумматора 5 по модулю два, на выходе которого образуются импульсы псевдо- ошибок, возникающие в те моменты времени, когда напряжение на выходе усилителя с коммутируемым коэфФициентом усиления находится между оптимальным напряжением порога, поступающим на второй вход порогового блока 3, и неоптимальным напряжением порога, поступающим на второй вход второго порогового блока 4, Вероятность псевдо- ошибок на выходе сумматора 5 по модулю два стремится в процессе переходного процесса к постоянному уровню, что достигается автоматическим изменением укаэанного неоптимального порога в процессе работы устройстваСигнал с выхода усилителя 1 поступает также на выделитель 9 тактовой частоты, который выделяет иэ сигнала напряжение тактовой частоты, Р-триггер 6 привязывает импульсы псевдоошибок к фазе напряжения тактовой частоты, что обеспечивает выполнение фазовых соотношений при стробировании импульсов псевдоошибок напряжением тактовой частоты в элементе И 7, позволяя разделять пачки импульсов псевдоошибок на отдельные импульсы длительностью полпериода тактовой частоты, подсчитываемые в дальнейшем счетчиком 8 импульсов.В процессе первого цикла работына выходе 30 фильтра 25 нижних частот первого блока 14 цифроаналоговогопреобразования формируется пороговоенапряжение ЬП, , поступающее ыа вто(о)рой вход второго порогового блока 4.При этом частость импульсов псевдоошибок устанавливается в процессепереходного процесса на уровне рор, 1равном, например, 0,1,В процессе второго цикла работыустройства на выходе 30 фильтра 25формируется пороговое напряжениеЫЬ Ц , также поступающее на второйвход второго порогового блока 4, Приэтом частость импульсов псевдоошибокустанавливается в ходе переходногопроцесса на уровне рор Фр,НаприоОр Ор,мер, рможет быть равным 0,01,В процессе третьего цикла работыустройства на выходе 30 фильтра 25формируется пороговое напряжение6 Ц, также поступающее на вход второго порогового блока 4, При этомчастость импульсов псевдоошибок устанавливается в ходе переходного про"15065 песса на одном иэ уровней рилиорРоа коэффициент передачи элемента 2 предварительно устанавливаетсянеравным единице (К 1) при помощибинарного управляющего сигнала, пос 5тупающего из вычислительного блока11 на выход управления блока 10 сопряжения через магистральный расширитель 16, двунаправленный канал 17и блок 18 управления, а коэффициентусиления усилителя 1 сохраняется таким же, каким он был при первых двухциклах измерения,Вычислительный блок 11 на основании полученных значений Ь, Ь Б ,(а)ВДБ вычисляет неизвестные измеряемыевеличины - амплитуду сигнала ., действующее значение помех 6, неопределенность (нестабильность) пороговогоуровня второго порогового блока 4ДБ , а также отношение сигнал/помеха11 /(. Кроме того, по величине отношения сигнал/щум путем обращения распределения смеси сигнала с шумом(например, нормального распределения)может быть вычислена вероятность ошибок при передаче информационных сигналов. Указанные результаты измеренийотображаются на блоке 12 индикации,В дальнейшем по мере прогрева аппаратуры величина ДБ может стабилизироваться, Тогда для ускорения измерений можно будет периодически выпол- . нять первые два цикла измерений. Из меренные величины при этом связаны системой уравнений, в которой параметр ДБ известен на основании предыдущих измерений, состоящих иэ трех циклов, Вычислительный блок 11 на ос О Новании измеренных величин Ь Б(й Д 1) и ранее полученной величины ДЦ1вычисляет измеряемые величины - амплитуду сигнала Б , действующее значение шумов и помех (1, отношение сиг нал/помеха Б,/б и вероятность ошибок при передаче информационных сигналов,Если измеренное значение амплитуды сгнала 0 соответствующее регулиорующему напряжению Бдр , не находится в оптимальном диапазоне, необходимом для работы пороговых блоков 3 и 4, то вычислительный блок 11 производит вычисление регулирующего напряжения БАр, необходимого для обеспечения требуемого значения амплитуды сигнала Б на первых входах пороговых блоков 3 и 4, Это вычисление про 71 ьизводится на основании известной формы характеристики АРУ.Ко Р(1)р )где Ко - коэффициент усиления усилителя 1, а также известных текущей и требуемой амплитуд сигнала Б, н 1), путем решения уравнения" т1)гтрц рот )1 о Код напряжения 1)р иэ каналатввода-вывода вычислительного блока 11 поступает ереэ магистральный рас" ширитель 16, двунаправленный канал 17, блок 34 управления, цифроаналоговый преобразователь 35 и фильтр 36 нижних частот на выход 37 фильтра 36, являющийся аналоговьм выходом второго блока 15 цифроаналогового преобразо" вания, и далее на вход управления коэффициентом усиления усилителя 1.Рассматривается процесс формирования пороговых напряжений Д О Д о(с 1 ф 61 и Ь 0 в предлагаемом устройстве,Вычислительный блок 11 через магистральный расширитель 16, двунаправленный канал 17, общую шину Н блок 18 управления передает сигнал сброса счетчика 8, На первый и второй цифроаналоговые преобразователи 14 и 15 через магистральный расширитель 16, двунаправленный канал 17, блок 24 коммутации и управления поступает из вычислительного блока 11 первоначально код нулевого напряжения, приводящий к подаче на второй вход второго порогового блока 4 нулевого порогового напряжения. В регистре состояния блока 18 управления вычислительный блок 11 устанавливает раэрешающий потенциал, поступающий на выход разрешения счета блока 1 О сопряжения, Этот потенциал через элемент И 7 разрешает счетчику 8 подсчет импульсов псевдо- ошибок, Вычислительный блок 11 в течение ряда временных дискретов осуществляет ввод в оперативную память количества импульсов со счетчика 8, При этом одновременно производится в каждом временном дискрете вычитание. из содержимого счетчика 8 числа, соответствующего числч импульсов с опорной частостью Р ., х 1,2, которые могли бы появиться в течение временного дискрета и суммирование полученных разностей в оперативной памяти вычислительного блока 11, а также передача в первый блок 14 циф 1506571роаналогового преобразования полученной суммы. Код этой суммы поступает из вычислительного блока 11 через магистральный расширитель 16, двунаправленный канал 17, блок коммутации и управления на первый и второй цифроаналоговые преобразователи 22 и 23, Напряжения, полученные на выходах 31 и 32 цифроаналоговых преобразователей 1 22 и 23 суммируются с соответствующи-. ми весами в фильтре 25 нижних частот, где одновременно благодаря наличию конденсатора 29 производится сглаживание коммутационных помех цифроаналоговых преобразователей 22 и 23, Суммирование с весами напряжений от цифроаналоговых преобразователей 22 и 23.обеспечивает уменьшение дискретности напряжения на выходе 30 и, следовательно, увеличение точности измерений по сравнению со случаем использования одного цифроаналогового ф преобразователя, имеющего недостаточное число разрядов преобразуемого 25 кода (в данном примере осуществления это число разрядов равно 10). По мере увеличения количества временных дискретов напряжение ЬБ (или ЙБю) В 111а также ЬБ ) на восходе 30 стремится к установившемуся значению. Время переходного процесса при различных параметрах устройства может быть вычислено на основании его зависимостей от параметров устройства, Кроме того, может быть использован программный принцип установления момента завершения переходного процесса по уменьшению разности приращений напряжений ЬБ (или ЬБ , а также ЬБ ) до ми(а) е1 нимальной заданной величины, например, 10 части от достигнутого значения, Поэтому после установления напряжений Ь Б Ь Б , Ь Б, эквиваа 1 (влентные им двоичные коды могут быть запомнены и использованы для вычисления измеряемых параметров.Величины ЬБ 1, Ь, ЬБ определяются соответственно значениями опорных вероятностей РопРопао точность их:измерения - коэффициентами преобразования цифроаналоговых преобразователей 22 и 23 (фактически максимальным количеством импульсов псевдоошибок, накапливаемых в оперативной памяти устройства в течение цикла измерения),Ф о р м у лф а изобретенияУстройство для контроля качествацифрового сигнала по авт, св,У 1332548, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиконтроля путем учета влияния зоны неопределенности и нестабильности порога второго порогового блока, выходусилителя подключен к первым входампервого и второго пороговых блоковчерез введенный элемент с коммутируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления,1506571Составитель А.Сеселкин Редактор Г.Гербер Техред М,Ходанич Корректор М,Пожо Заказ 5448/56 Тирак 626 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101