Устройство для контроля защищенности от шумов квантования в канале связи с импульсно-кодовой модуляцией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,ч758542 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл з (22) Заявлено 31,0778 (21) 2654093/18-09 с присоединением заявки N9— (23) Приоритет—

Опубликовано 2 08.80. Бюллетень N9 31

Дата опубликования описания 230880

H 04 J 3/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317..61(088.8) (72) Авторы изобретения

A ° M ° Циклис и A. Р. Шпигель (71) Заявитель

Одесский отдел Центрального научно-исследовательского института связи (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАЩИЩЕННОСТИ

ОТ ШУМОВ КВАНТОВАНИЯ В КАНАЛЕ СВЯЗИ

С ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для контроля защищенности от шумов квантования в каналах тональной частоты, образованных импульсно-кодовой модуляцией.

Известно устройство для контроля защищенности от шумов квантования в канале связи с импульсно-кодовой модуляцией, содержащее в передающей части последовательно соединенные генератор измерительного сигнала и выходной блок согласования,,а в приемной части — блок регистрации 15 и последовательно соединенные вход- " ной блок согласования, полосовой фильтр, узкополосный заграждающий фильтр, усилитель, масштабный преобразователь, квадратор, детектор, 10 фильтр постоянной составляющей, компаратор, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, блок управления и реверсивный счетчик, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом масштабного преобразователя и первым входом блока управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно 30 к третьему входу компаратора и управляющему входу счетчика (1) .

Однако известное устройство не обеспечивает необходимой точности при сокращении времени контроля °

Цель изобретения — повышение точности при сокращении времени контроля.

Для этого в устройство для контроля защищенности от шумов квантования в кана„пе связи с импульсно-кодовой модуляцией, содержащее в передающей части последовательно соединенные генератор измерительного сигнала и выходной блок согласования„ а в приемной части — блок регистрации и последовательно соединенные входной блок согласования, полосовой фильтр, ускополосный эаграждающий фильтр, усилитель, масштабный преобразователь, квадратор, детектор, фильтр постоянной составляющей, компаратор, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, блок управления и реверсивный счетчик, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом масштабного преобразователя и первым входом блока управления, вто758542 рой и третий выходы которого подключены соответственно к третьему входу компаратора и управляющему входу счетчика, введены формирователь импульсов, три делителя частоты следования импульсов, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, четыре дещифратора, четыре триггера, блок сравнения, дополнительный счетчик и дополнительный блок регистрации, ври этом выход полосового фильтра через формирователь импульсов подключен к объединенным входам первого, второго и третьего делителей частоты следования импульсов, выход первого из которых через последовательно соединенные счетчик и первый элемент И, 15 второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, подключен ко входу блока регистрации, выходы второго и третьего делителей частоты следования импульсов сост- 2(} ветственно через второй и третий элементы И подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные дополнительный счетчик и блок сравнения подключен ко второму входу блока управления, четвертый выход которого через четвертый элемент И, второй вход кото.рого соединен со вторым входом блока сравнения и вторым выходом реверсив30 ного счетчика, подключен ко входу дополнительного блока регистрации, выход счетчика подключен к объединенным входам четырех дешифраторов, выход первого. из которых подключен З5 к первому входу первого триггера и ко второму входу четвертого триггера, выходы которых подключены соответственно к первому и второму управляющим входам дополнительного счетчи- 4р ка, выход второго дешифратора подключен ко второму входу первого триггера и к первому входу второго триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И,выход третьего дешифратора подключен ко второму входу второго триггера и к первому входу третьего триггера, выход которого подключен ко второму входу третьего элемента И,выход четвертого дешифратора подключей ко второму входу третьего триггера, к первому входу второго элемента ИЛИ и к третьему входу блока управления, пятый выход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого 55 подключен к первому входу четвертого триггера, выходной блок согласования выполнен в виде последовательно соединенных ключа, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управ- ®О ления дополнительного формирователя с импульсов, дополнительного делителя частоты следования импульсов, второго дополнительного счетчика, вход управления которого соединен с третьим выходом блока управления, и первого дополнительного масштабного преобразователя, сигнальный вход которого .соединен с выходом ключа, а входной блок согласования выполнен в виде последовательно соединенных дополнительного квадратора, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, дополнительного детектора, дополнительного фильтра постоянной составляющей, дополнительного компаратора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом источника опорного напряжения и с шестым выходом блока управления, и дополнительного реверсивного счетчика, первый и второй входы и выход которого соединены соответственно с четвертым входом и седьмым выходом блока управления и с управляющим входом второго дополнительного масштабного преобразователя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля защищенности от шумов квантования в канале связи с импульсно-кодовой модуляцией содержит генератор 1 измерительного сигнала, ключ 2, дополнительный формирователь 3 импульсов, дополнительный делитель 4 частоты следования импульсов первый дополнительный масштабный преобразователь 5, второй дополнительный счетчик 6, второй дополнительный. масштабный преобразователь

7, дополнительный реверсивный счетчик

8, полосовой фильтр 9, дополнительный компаратор 10, дополнительный фильтр

11 постоянной составляющей,дополнительный детектор 12, дополнительный квадратор 13, формирователь 14 импульсов, делитель 15 частоты следования импульсов, счетчик 16, дешифратор 17, блок 18 регистрации, узкополосный заграждающий фильтр 19, масштабный преобразователь 20, квалратор 21, детектор 22, фильтр 23 постоянной составляющей, компаратор 24, блок 25 управления, реверсивный счетчик 26, делители 27, 28 частоты следования импульсов, дешифраторы 29, 30, элемент 31 ИЛИ, дополнительный счетчик 32, блок 33 сравнения, элементы 34 — 37 И, элемент 38

ИЛИ, триггеры 39 — 42, дешифратор 43, дополнительный блок 44 регистрации и усилитель 45.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 измерительного сигнала выдает на выходе гармонический сигнал с постоянным уровнем, превышающим верхнюю границу динамического диапазона контролируемого канала. В момент включения сигнал с блока 25 управления отпирает ключ 2 и устанавливает максимальное число во втором дополнительном счетчике 6, оп758542 ределяющее максимальный коэффициент передачи первого дополнительного масштабного преобразователя 5.

Таким образом, в первый момент на вход контролируемого канала поступает гармонический сигнал с уровнем, превышающим верхнюю границу динамического диапазона контролируемого канала. Колебания гармонического сигнала преобразуются в импульсы дополнительным формирователем 3 импульсов. 10

Эти импульсы через дополнительный делитель 4 частоты следования импульсов поступают на счетный вход второго дополнительного счетчика 6, работающего в режиме вычитания. Число, записанное в нем, уменьшается, коэффициент

5 передачи первого дополнительного масштабного преобразователя 5 уменьшается, уровень сигнала на входе контролируемого канала также уменьшается.

На приемной стороне сигнал через 20 второй дополнительный масштабный преобразователь 7 поступает на полосовой фильтр 9, который ограничивает спектр сигнала полосой канала тональной частоты 300-3400 Гц. С выхода полосо- 25 вого фильтра 9 сигнал, пройдя дополнительный квадратор 13, дополнительный детектор 12, дополнительный фильтр

11 постоянной составляющей, поступает на дополнительный компаратор 10 в 3О вИде постоянного напряжения. Компараторы в предлагаемом устройстве работают в импульсном режиме по тактам, задаваемым блоком 25 управления.

Дополнительный компаратор 10 срав- 35 нивает поступающее на него постоянное напряжение с Е и посылает на счетный

on вход дополнительного реверсивного счетчика 8 импульсы, одновременно посылает на блок 25 управления сигнал, несущий информацию о том, должен ли дополнительный реверсивный счетчик 8 работать в режиме сложения или вычитания. Блок 25 управления посылает соответствующий сигнал на управляющий вход дополнительного реверсивного счет1 чика 8, число в нем изменяется, изменяя коэффициент передачи второго дополнительного масштабного преобразователя 7 и поддерживая, таким образом, постоянной мощность сигнала на выхо- 50 де полосового- фильтра 9. узкополосный заграждающий фильтр

;19 подавляет гармонический измерительный сигнал и пропускает на выход только шум. Этот шум, пройдя масштабный преобразователь 20, квадратор 21, детектор 22 и фильтр 23 постоянной составляющей, поступает в виде постоянного напряжения на компаратор 24, сравнивающий это напряжение с E „ и с поьО мощью реверсивного счетчика 26 и масштабного преобразователя 20 производит автоматическое уравновешиванию»

Так как мощность сигнала на входе узкополосного заграждающего фильтра 19 65 и усилителя 45 поддерживается постоянной, число, записанное в реверсивном счетчике 26 в результате уравновешивания, соответствует защищенности от шумов, квантования. 1.о мере измерения уровня сигнала на входе контролируемого канала изменяется и число в реверсивном счетчике

26, обеспечивая таким образом всю характеристику защищенности от шумов квантования в динамическом диапазоне.

К выходу полосового Фильтра.9 подключен формирователь 14 импульсов, который формирует импульсы из гармонических колебаний сигнала на выходе полосового фильтра 9. Эти импульсы через делитель 15 частоты следования импульсов, аналогичный дополнительному делителю 4 частоты следования импульсов, поступают на счетный вход счетчика 16,аналогичного второму дополнительному счетчику 6.Счетчик 16, так же как и второй дополнительный счетчик 6, в момент включения устройства сигналом с блока 25 управления устанавливается в максимальное состояние и затем работает в режиме вычитания.

Таким образом, число, записанное в счетчике 16, соответствует уровню гармонического измерительного сигнала на входе контролируемого канала.

Выходы разрядов счетчика 16 подключены ко входам многовходовых элементов 34, 35, 36 и 37 И. В момент включения, когда уровень сигнала на входе канала превышает верхнюю границу динамического диапазона, блок 25 управления через элемент 38 ИЛИ выдает сигнал на триггер 42, который срабатывает и устанавливает дополнительный счетчик 32 в нулевое состояние. Когда число, записанное в счетчике 16, достигает соответствующего уровня, элемент 34 И выдает сигнал,сбрасывающий триггер 42, и заставлякщий сработать триггер 39, который устанавливает дополнительный счетчик 32 E состояние, соответствующее значению защищенности от шумов квантования равному 33 дБ, Дополнительный счетчик 32 остается в этом состоянии до момента, когда уровень сигнала становится равным минус 30 дБмО. Когда число, записанное в счетчике 16, соответствует уровню сигнала минус 30 дБмО, элемент 35 И выдает сигнал, сбрасывающий триггер 39 и заставляющий сра-. батывать триггер 40, который отпирает дешифратор 29, позволяя импульсам с выхода делителя 28 частоты следования импульсов поступать через элемент 31 ИЛИ на счетный вход дополнительного счетчика 32»

Коэффициент деления делителя 28 частоты следования импульсов нахо758542. ится в таком соотношении с коэффициентом деления делителя 15 частоты следования импульсов, что в тот момент, когда уровень сигнала становится равен минус 40 дБмО, число, записанное н дополнительном счетчике 32, работающем в режиме вычитания, соответствует значению защищенности от шумов квантования, равному 27 дБ.

Когда число, записанное в счет" чике 16, соответствует уровню сигнала минус 40 дБмО, элемент 36 И выдает сигнал, сбрасынающий триггер 40 и заставляющий сработать триггер 41, который отпирает дешифратор 30, позволяя импульсам с выхода делителя

27 частоты следования импульсов поступать через элемент 31 ИЛИ на счетный вход дополнительного счетчика 32. Коэффициенты деления делителей

27 и 15 частоты следования импульсов находятся в таком соотношении, что в тот момент, когда уровень сигнала становится равен минус 45 дБмО, число, записанное в дополнительном счетчике 32, соответствует значению защищенности от шумов кван- 25 тования, равному 22 дБ.

Когда число, записанное в счетчике 16, соответствует уровню сигнала минус 45 дБмО, элемент 37 И выдает сигнал, сбрасывающий триггер 30

41 и поступающий через элемент 38

ИЛИ на триггер 42, заставляя его сработать и установить дополнительный счетчик 32 н нулевое состояние. . Кроме того, сигнал с выхода элемен- З5 та 37 И поступает на блок 25 управления, сигнализируя об окончании цикла контроля. Сигнал с блока 25 управления запирает ключ 2. После этого может начаться следующий цикл контроля.

Брок 33 сравнения сравнивает число, записанное в реверсивном счетчике 26 с числом, записанным в дополнительном счетчике 32, и если в ка- 45 кой-то момент времени первое из этих чисел окажется меньше второгоу это означает, что .значение защищенности от шумов квантования при данном уровне сигнала на входе канала находится ниже нормы.

В этом случае блок 33 сравнения выдает сигнал на блок 25 управления, сигнал с которого запирает ключ

2 и дополнительный компаратор 10 так, что изменение уровня сигнала 55 на входе канала и изменение состояния дополнительного реверсивного счетчика 8 прекращаются. Затем сигнал с блока 25 управления отпирает дешифраторы 17 и 43, разрешая тем самым 60 отображение чисел, записанных в счетчике 16 и реверсивном счетчике

26, т. е. значений уровня сигнала на входе канала и защищенности от

-шумов квантования, блоками 18 и 44 у5 регистрации. Сигнал с блока 5 управления отпирает ключ 2 и дополнительный компаратор 10 и прерванный цикл контроля продолжается.

Формула изобретения

Устройство для. контроля защищенности от шумов квантования в канале связи с импульсно-кодовой модуляцией, содержащее в передающей части последовательно соединенные генератор измерительного сигнала и выходной блок согласования, а в приемной части блок регистрации и последовательно соединенные входной блок согласования, полосоной фильтр, узкополосный заграждающий фильтр, усилитель, масштабный преобразователь, квадратор, детектор, фильтр постоянной составляющей, компаратор, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, блок управления и реверсивный счетчик, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом масштабного преобразователя и первым нходом блока управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к третьему входу компаратора и управляющему входу счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при сокращении времени. контроля, введены фор мирователь импульсов, три делителя частоты следования импульсон, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, четыре дешифратора, четыре триггера, блок сравнения, дополнительный счетчик и дополнительный блок регистрации, при этом выход полосоного фильтра через формирователь импульсов подключен к объединенным входам первого, второго и третьего делителей частоты следования импульсов, выход первого из которых через последовательно соединенные счетчик и первый элемент И, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, подключен ко входу блока регистрации, выходы второго и третьего делителей частоты следования импульсов соотнетственно через второй и третий элементы И подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого яерез последонательно соединенные дополнительный счетчик и блок сравнения подключен ко второму входу блока управления, четвертый выход которого через четвертый элемент

И, второй вход которого соединен со вторым входом блока сравнения и вторым выходом реверсивного счетчика подключен ко входу дополнительного блока регистрации, выход счетчика подключен к объединенным входам четы758542

10 рех дешифраторов, выход первого из которых подключен к первому входу первого триггера и ко второму входу четвертого триггера, выходы которых подключены соответственно к первому и второму управляющим входам допол- 5 нительного счетчика, выход второго дешифратора подключен ко второму входу первого триггера и к первому входу второго триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход третьего де10 шифратора подключен ко второму входу второго триггера и к первому входу третьего триггера, выход которого подключен ко второму входу третьего элемента И, выход четвертого дешифра- тора подключен ко второму входу третьего триггера, к первому входу второго элемента ИЛИ и к третьему входу блока управления, пятый выход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого .подключен к первому входу четвертого триггера, выходной блок согласования выполнен в виде последовательно соединенных ключа, второй вход которого соеди- 25 нен с пятым выходом блока управления дополнительного формирователя импульсов, дополнительного делителя частоты . следования импульсов, второго дополнительного счетчика, вход управления которого соединен с третьим выходом блока управления, и первого дополнительного масштабного преобразователя, сигнальный вход которого соединен с выходом ключа, а входной блок согласования выполнен в виде последовательно соединенных дополнительного квадратора, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, дополнительного детектора, дополнительного фильтра постоянной составляющей, дополнительного компаратора, вторсй и третий входы которого соединены соответственно с выходом источника опорного напряжения и с шестым выходом блока управления, и дополнительного реверсивного счетчика, первый и второй входы и выход которого соединены соответственно с четвертым входом и седьмым выходом блока управления и с управляющим входом второго дополнительного масштабного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 579697, кл. Н 04 J 3/14, 1975 (прототип).

ЦНИИПИ Эаказ 5768/20

Тираж 729 Подписное

Филиал ППП патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4