Устройство для непрерывного контроля амплитудно-частотных характеристик каналов связи

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ СВЯЗИ, содержащее генератор качающейся частоты , последовательно соединенные переменный аттенюатор и первый направленный ответвитель, выход которого через контролируемый канал соединен с входом второго направленного ответвителя, полосовой фильтр и индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом генератора качающейся частоты, о тли чающееся тем, что, с целью уменьшения времени контроля путем слежения за изменением частотй сигнала, в него введены первый и второй разветвители, ключ, смеситель , коммутатор, первый и второй детекторы, пороговый блок и формирователь управляклцих импульсов, причем второй выход генератора качающейся частоты соединен с входом первого разветвителя, первый, второй и третий вькоды которого соединены соответственно спервыми входами ключа, коммутатора и смесителя , второйвходи выход которого соединены ;соответственно с выходом второго направленного ответвителя через второй разветвитель и с входом полосового фильтра, выход которого соединен с входом первого детектора, выход (Л которого через пороговый блок соединен с входом формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с вторыми входами ключа, выход которого подключен к входу переменного аттенюатора и коммутатора , третий вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом второго раэветвителя У1 и входом второго детектора, выход которого соединен с вторым входом :о ;индикатора. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

П9> (П) 3(Я) Н 04 В 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3382335/18-09 (22) 08,01 82 (46) 07,12,83. Бюл. Р 45 (72) А.И.Зудакин, К,Н,Мартышевский и В.П.Мушков (53) 621.396,664 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 946003, кл. Н 04 В 3/46, 1980.

2. Technical Data on alle-solidstate Microwave signal soveces and

Instrumentation CTY. Каталог фирмы

Communi са1 ion Techniques Ins .(СТУ США), 1975, М 3945-4/75 (про-, тотип ). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК KAHMIOB СВЯЗИ содержащее генератор качающейся частоты, последовательно соединенные переменный аттенюатор и первый направленный ответвитель, выход которого через контролируемлй канал соединен с входом второго направленного ответвителя, полосовой фильтр и индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом генератора качающейся частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени контроля путем слежения за изменением частотй сигнала, в него введены первый и второй разветвители, ключ, смеситель, коммутатор, первый и второй детекторы, пороговый блок и формирователь управляющих импульсов, причем второй выход генератора качающейся частоты соединен с входом первого разветвителя, первый, второй и третий выходы которого соеди нены соответственно с первыми входами ключа, коммутатора и смесителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго направленного ответвителя через второй разветвитель и с входом полосового, фильтра, выход которого соединен с входом первого детектора, выход которого через пороговый блок соединен с входом формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с вторыми входами клича, выход которого подключен к входу переменного аттенюатора и коммутатора, третий вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом второго разветвителя и входом второго детектора, выход которого соединен с вторым входом ,индикатора.

1 10

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться .для контроля коэффициента усиления и амплитудно-частотной характеристики общего тракта каналов широкополосных систем радиосвязи.

Известно устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников, содержащее переключатели,генератор, ключи, блок управления, блоки преобразования, делители частоты, формирователй импульсов, счетчики, дешифра" торы, генераторы опорной частоты,. фильтр, блок автоматической регулировки уровня, детектор, компараторы, сумчатор, элемент совпадения, триггер, формирователь стробирующих импульсов, блоки памяти, преобразователи кода, делители напряжения и согласующий усилитель f 1 ).

Однако указанное устройство имеет низкую точность контроля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для непрерывного контроля амплитудно-частотных характеристик каналов связи, содержащее генератор качакццейся частоты, последовательно соединенные переменный аттенюатор и первый направленный ответвитель, выход которого через контролируеьйй канал соединен с входом второго направленного от« ветвителя, полосовой фильтр и индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом генератора качакицейся частоты Г2 1.

Однако известное устройство имеет длительное время контроля.

Нель изобретения - уменьшение времени контроля путем слежения эа изменением частоты сигнала, Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для непрерывного контроля амплитудно-частотных характеристик каналов связи, содержащее генератор качающейся частоты, последовательно соединенные переменный аттенюатор и первый направленный ответвитель, выход которого через контролируемый канал соединен с входом второго направленного ответвителя, полосовой фильтр и индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом генератора качающейся частоты, введены первый и второй разветвители, ключ, смеситель, коммутатор, первый и второй детекторы, пороговый блок и формирователь управлякнцих импульсов, причем второй выход генератора качакщейся частоты соединен с входом первого разветвителя, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первыми входами ключа, коммутатора и смесителя, второй вход и выход которого соерщнены соответственно с выходом второго

59683 направленного ответвителя через второй разветвитель и. с входом поло. сового фильтра, выход которого соединен с входом первого детектора, выход которого через пороговый блок соединен с входом формирователя управляющих импульсов,выход которого соединен с вторыми входами ключа, выход которого подключен к входу переменного аттенюатора и комму10 татора, третий вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом второго разветвителя и входом второго детектора, выход которого соединен с вторым входом инди- 1

35 катора.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его ра20 ботуУстройство для непрерывного конт« роля амплитудно-частотных характеристик.каналов связи содержит гене" ратор 1 качающейся частоты, первью разветвитель 2, ключ 3, переменный аттенюатор 4, первый иаправ .ленный ответвитель 5, индикатор 6, второй направленный ответвитель 7, второй разветвитель 8, смеситель 9, полосовой фильтр 10, первый детектор 11, пороговый блок .12, формирователь 13 управляющих ймпульcos коммутатор 14, второй детектор 15, кроме того, показан контролируемый канал 16.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 генерирует высокочастотный испытательный сигнал постоянной амплитуды с частотой, из»

40 меняющейся по линейному закойу s рабочем диапазоне частот контролируемого канала 16 (фиг. 2a t, причем Ю н и Ха - соответственно нижняя и верхняя частоты, в пределах

45 которых осуществляется контроль.

Эти частоты обычно устанавливаются в соответствии с полосой рабочих частот контролируемого канала 16.

С соответствующего выхода гене" ратора 1 испытательный свипирующий сигнал поступает на первый разветвитель 2, с первого выхода которого часть мощности испытательного авипирующего сигнала подается на ключ 3. Если ключ 3 замкнут, то свипирующий сигнал поступает через переменный аттенюатор 4, с помощью которого производится установка требуемого уровня испытательного сигнала на входе контролируемого канала, на вход первого .направленного ответвителя 5. Этот первый направленный ответвитель (НО ) соединен выходом с контролируеьым каналом и обеспечивает подачу на его

1059683

40 вход испытательного сигнала совмест. но с "основными" сигналами.

Затухание "основных" сигналов, несущих сообщения (телевизионного, телефонных, телеграфных, радиовещательных и т.п,), должно быть минимальным, чтобы не увеличивалось заметно отношение сигнал/шум, С этой целью переходное ослабление первого направленного ответвителя 5 выбрано равным 30 дБ. Оно может быть и дру- 30 гим. Это определяется располагаемой мощностью генератора 1, но не должно быть менее 20 дБ. Частоты."основных" сигналов расположены в полосах каналов связи (фиг. 2 б). Часто- $5 та испытательного сигнала (фиг.2 a) периодически меняется по линейному закону от f до Еэ, При изменении частоты от fH . до f интер1 ваЛ времени т, — Ф1 испытательный сигнал проходйт через контролируемый канал 16. Часть его мокрости ответвляется с помощью второго направленного ответвителя 7, переходное ослабление которого также. выбрано таким, чтобы не вносилось заметного затухания в тракт основно-. го сигнала. Частотная характеристика переходного ослабления обоих направленных ответвителей в полосе частот „ -1з должна быть равномерна для того, чтобы не вносилась погрешность при контроле, С выхода второго направленного ответвителя испытательный сигнал поступает на второй разветвитель

8. Часть мощности испытательного сигнала с второго выхода разветвителя 8 поступает на второй вход смесителя 9, на первый вход которого поступает испытательный сигнал с первого разветвителя 2. Вследствие того, что на оба входа смесителя поступают сигналы равных частот, на его выходе имеется только составляющая нулевой частоты, котОРая 45 не проходит через полосовой фильтр

10. Следовательно, нет сигналов и на выходе последовательно.соединенных первого детектора 11, порогового блока 12 и формирователя 13 управляющих импульсов.На ключ 3 и коммутатор 14 управляющее напряжение не поступает, Ключ 3 при этом замкнут и через него проходит испытательный сигнал, а коммутатор 14 подключает первый выход второго разветвителя 8 к второму детектору 15. С выхода второго детектора 15 продетектированный сигнал проходит на второй вход индикатора

6, на первый вход которого поступа- 60 ет управляющий сигнал (фиг. 2a)c первого выхода генератора 1, В результате на экране индикатора 6 прочерчивается кривая,. абсолютный уровень. которой в каждой точке характеризует коэффициент усиления контролируемого канала на соответствующей частоте в интервале f н а относительные изменения — частотную характеристику контролируемого объекта как при обычном панорамном измерении амплитудно-частотных характеристик (фиг. 2 < отрезок времени о

В момент времени 1 (фиг. 2 or I,êoãда частота испытательйого сигнала достигает значения Ф1 (фиг. 2 6) на выходе смесителя 9 появляется сигнал с частотой f„" - f„, Этот сигнал является результатОм преобразования

:основного сигнала с частотойЕ (фиг.26$ при появлении на первом входе смесителя 9 испытательного сигнала с частотой j . Этот сигнал попадает в полосу пройускания полосового фильтра 10, проходит через него и воздействует на первый детектор 11, на выходе которого выделяется,пос(тоянное напряжение, пропорциональное уровню основного сигнала. В этом случае., если это напряжение превы-. шает пороговый уровень, установленный

: в пороговом блоке 12,на его выходе появится корОткий импульс. Передний фронт этого импульса запускает формирователь 13, на выходе котсрого в момент времени 4 появляется импульс напряжения. Длительность этого импульса равна, временному интервалу Ф1- 12 (фиг. 2 6).

Формирование заднего фронта импульса происходит следующим образом.

В момент времени Ф2 на первый вход смесителя 9 с первого разветвителя 2 приходит испытатель-. ный сигнал с частотой f . На выходе смесителя частота сигнала становится равной разности частот

f2 - f2 . При частоте f (фиг. 2 б) уровень основного сигнала и соответственно сигналов на.выходе смесителя 9, полосового фильтра 10 и первого детектора 11 уменьшается и становится ниже опорного уровня порогового блока, и в момент возникает второй короткий импульс

f передний фронт которого возвращает формирователь 13 в исходное состояние (фиг. 2 8). Полоса пропускания 4Е полосового фильтра 10 должна удовлетворять следующему условию; да< 0 i2 (2 ) т.е. он должен быть узкополосным, При этом можно считать что защитные промежутки между частотами испытательного и основного сигналов приближенно равны центральной частоте У„Ф полосового фильтра:

1 1 2 2 Ф

1059683

Центральная .частота Х„ опреде-", Ляется требуемой шириной защитного промежутка, который рассчитывается исходя иэ наименьшего допустимого уровня помех при передаче информации по каналам связи.

Под действием импульса напряжения, образующегося на выходе формирователя 13 (фиг, 2 е), происходит срабатывание ключа 3 и коммутатора 14. На время действия этого импульса (интервал времени

41- t ключ 3 разьнкается и испытательный сигнал не проходит на переменный аттенюатор 4 и далее через первый направленный ответвитель 5 на вход контролируемого канала 16.

Одновременно коммутатор 14 отключает от второго детектора 15 выход второго разветвителя 8 и подклю-. чает к входу второго детектора 15 третий выход первого разветвителя 2.

Продетектированный испытательный сигнал воздействует на второй вход индикатора 6. В результате этого на экране индикатора б в интервале времени - 1. прочерчивается калибровочная линия, соответствующая уровню испытательного -сигнала с часI тотами Е„ - f на выходе первого разветвителя 2 (фиг ° 2 i., отрезок времени tq- tz) далее в интервалы времени t - t3,: и tб Сg устройствО работает так, как опйсано выше для интервала времени в - 1, а в интеРвалы 1 - 14. и как в интеРвале - t - tZ

Таким образом, за период перестройки частоты генератора 1 (интервал 1р - „) на экране индикатора прочерчивается частотная характеристика усиления контролируемого канала 16 на всех частотах, кроме частот, через которые ведется передача сообщений. На этих частотах на экране прочерчивается калибровочная линия, соответствующая, уровню испытательного сигнала на выходе первого разветйителя 2 (фиг. 2 t.};

Отсчет коэффициента усиления и неравномерности частотной характеристики может производиться по масштабной сетке или по аттенюатору индикатора, Наиболее точно это можно сделать с помощью переменного аттенюатора 4, изменяя его ослабление до тех пор, пока значение в контролируемой точке не сравняется

I с калибровочной линией на экране .индикатора 6. При этом

+С ++

8 где K6 — коэффициент усиления контролируемого канала 16, дБ с(g — ослабление ключа 3, дБ;

10 at< - ослабление переменного аттенюатора 4, дБ

С и С вЂ” переходные ослабления перч вого и второго направленных ответвителя, соот15 :вйтвтвенно, дБ,.

d,8. - ослабление второгО развет:вителя 8, дБ; с(3 5 1 8

СЮ,С1И (8 постоянны и известны а а(отсчитывается по шкале

20 переменного аттенюатора 4.

Таким Образом, применение предлагаемого устройства для непрерывного контроля амплитудно-частотных характеристик каналов связи существенно сокращает время измерения коэффициента усиления в широком диапазоне частот, исключает дискретность контролируемых точек и обеспечивает непрерывный контроль частотной зависимости коэффициента усиления.ФТак, например, для контроля коэффициента усиления общего тракта трехствольного приемного устройства система спутниковой связи в десяти точках при использова35 нии предлагаемого устройства требуется 20-30 с, а при использовании прототипа такой контроль занимает десятки минут. При этом, во-первых по десяти точкам практически невоз40 можно судить о ходе АЧХ, по крайней мере о ее относительно мелкой структуре; во-вторых, эа время перестройки генератора и полосового, : фильтра АЧХ может измениться. В

45 предлагаемом же устРойстве каждый цикл контроля частотной характеристики so всей рабочей полосе частот занимает не более 0,1 с (частота управляющего сигнала генератора 1 обычно выбирается в пределах 1050 70 Гц), Кроме того, предлагаемое устройство автоматически исключает возможность попадания испытательного

55 сигнала в работающий контролируемый канал связи.

1059683

4Ъ»

4 4 - 4 4 4

/ а/AJ Щ т ду р Щ щ

Аа8

ВНИИПИ Заказ 9858/58 Тираж б77 Поднисное

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