Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи

 

Полезная модель относится к технике связи и может использоваться при измерениях каналов тональной частоты. Технический результат - повышение точности измерения частотных характеристик прямого канала связи за счет обеспечения устойчивости к флуктуирующим мультипликативным помехам при передаче измерительной информации по обратному каналу.

Этот результат достигается тем, что в предложенное устройство, содержащее генератор 1, прямой канал 2, обратный канал 6 и измеритель уровня 12, введены дополнительно выпрямитель 3, усилитель 4, дополнительный генератор 5, два полосовых фильтра 7 и 8, два амплитудных детектора 9 и 10 и делитель напряжений 11. Выходной сигнал прямого канала после выпрямления подается в качестве напряжения смещения на управляющий вход усилителя, работающего в нелинейном режиме с углом отсечки выходного тока, образованного синусоидальным сигналом, подаваемым на информационный вход усилителя, выходом подключенного к входу обратного канала. На выходе обратного канала по отношению амплитуд двух первых гармоник, не зависящего от флуктуирующего коэффициента передачи обратного канала, определяется угол отсечки выходного тока усилителя, а, следовательно, и уровень сигнала на выходе прямого канала, 3 ил.

Полезная модель относится к технике связи и может использоваться при измерениях каналов тональной частоты.

Известно устройство для измерения частотных характеристик каналов связи, которое содержит на входе прямого канала измеритель уровня, последовательно соединенные генератор и регулятор уровня, а на выходе обратного канала - измеритель уровня (см. авторское свидетельство СССР 362499, кл. H04B 3/04, 1971 г.).

Недостатком известного устройства является сложность измерительных и коммутирующих устройств, а также недостаточная точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели является устройство для осуществления способа измерения частотных характеристик каналов связи, которое содержит на входе прямого канала измеритель уровня, последовательно соединенные генератор и регулятор уровня, на выходе прямого канала - пороговый элемент и коммутатор, а на выходе обратного канала - измеритель уровня (см. авторское свидетельство СССР 545084, кл. H04B 3/46, 3/10, опубл. 30.01.1977 г. в бюл. 4).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения частотных характеристик прямого канала связи вследствие недостоверности результатов измерения, получаемых на выходе обратного канала в условиях флуктуирующих мультипликативных помех.

Технический результат - повышение точности измерения частотных характеристик прямого канала связи за счет обеспечения устойчивости к флуктуирующим мультипликативным помехам при передаче измерительной информации по обратному каналу.

Этот результат достигается тем, что в предложенное устройство введены дополнительно: на выходе прямого канала - выпрямитель, усилитель и дополнительный генератор; на выходе обратного канала - два полосовых фильтра, два амплитудных детектора и делитель напряжений, подключенный к измерителю уровня.

Предлагается устройство для измерения частотных характеристик каналов связи, содержащее последовательно соединенные генератор и прямой канал, обратный канал и измеритель уровня, при этом согласно полезной модели дополнительно введены выпрямитель, вход которого подключен к выходу прямого канала, усилитель, управляющий вход которого подключен к выходу выпрямителя, дополнительный генератор, выход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого подключен к входу обратного канала, два полосовых фильтра, входы которых подключены к выходу обратного канала, два амплитудных детектора, входы которых подключены к выходам соответствующих полосовых фильтров, делитель напряжений, два входа которого подключены к выходам соответствующих амплитудных детекторов, а выход делителя напряжений подключен к входу измерителя уровня.

Выходной сигнал прямого канала после выпрямления подается в качестве напряжения смещения на управляющий вход усилителя, работающего в нелинейном режиме с углом отсечки выходного тока, образованного синусоидальным сигналом, подаваемым на информационный вход усилителя, выходом подключенного к входу обратного канала. На выходе обратного канала по отношению амплитуд двух первых гармоник, не зависящего от флуктуирующего коэффициента передачи обратного канала, определяется угол отсечки выходного тока усилителя, а, следовательно, и уровень сигнала на выходе прямого канала.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения частотных характеристик каналов связи. На фиг.2 представлена вольт-амперная характеристика i(U), эпюры входных напряжений и косинусоидальных импульсов выходного тока усилителя, работающего в нелинейном режиме с отсечкой тока. На фиг.3 представлены графики зависимостей коэффициентов Берга k от значения угла отсечки .

Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи содержит генератор 1, прямой канал 2, выпрямитель 3, усилитель 4, дополнительный генератор 5, обратный канал 6, два полосовых фильтра 7 и 8, два амплитудных детектора 9 и 10, делитель 11 напряжений и измеритель 12 уровня.

Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи работает следующим образом.

Генератор 1 формирует испытательный сигнал на заданных частотах, который подается на вход прямого канала 2 связи. С выхода прямого канала 2 сигнал, уровень которого определяется амплитудно-частотной характеристикой данного канала, подается на выпрямитель 3.

Выходное напряжения выпрямителя 3, подаваемое на управляющий вход усилителя 4 в качестве напряжения смещения U0, управляет положением рабочей точки на вольт-амперной характеристике данного усилителя, работающего в режиме отсечки выходного тока (фиг.2). На сигнальный вход усилителя 4 с выхода дополнительного генератора 5 поступает гармонический сигнал u(t)=Umcos(t), где Um - амплитуда, - частота сигнала. На выходе усилителя 4 нелинейно искаженный сигнал имеет вид косинусоидальных импульсов тока с углом отсечки , определяемым из выражения [1]:

где Eзап - напряжение запирания нелинейного элемента усилителя 4. Угол осечки представляет собой половину той части периода, в течении которой через нелинейный элемент усилителя 4 протекает ток. В спектральном отношении сигнал в виде периодической последовательности косинусоидальных импульсов содержит сумму гармонических составляющих вида

где I0 - постоянная составляющая сигнала; Imk - амплитуда k-й гармоники.

Выходной сигнал усилителя 4 вида (2) подается в обратный канал 6 с коэффициентом передачи µ, статистические изменения которого, в общем случае, обусловлены наличием флуктуирующих мультипликативных помех.

К выходу обратного канала 6 подключены два полосовых фильтра 7 и 8, настроенные на частоты соответственно первой и второй 2 гармоник сигнала. Выделенные фильтрами 7 и 8 гармонические составляющие поступают на входы соответствующих амплитудных детекторов 9 и 10, с выходов которых измеренные значения амплитуд соответственно первой µ·Im1 и второй µ·I m2 гармоник (с учетом флуктуирующих значений µ=µ(t) коэффициента передачи в обратном канале 6, являющегося мультипликативной помехой) подаются на соответствующие входы делителя 11 напряжений.

С выхода делителя 11 напряжений результат деления амплитуд гармоник

без коэффициента передачи µ, сокращенного в процессе деления, поступает на измеритель 12 уровня. Таким образом, отношение амплитуд гармоник Im1/Im2 является функцией только угла отсечки выходного тока усилителя 4 вида [1]

Но так как угол отсечки в соответствии с выражением (1) при постоянных напряжении Езап запирания нелинейного элемента усилителя 4 и амплитуде Um определяется только значением напряжения смещения U0, то показания измерителя 12 будут соответствовать уровню напряжения на выходе выпрямителя 3, а следовательно отражать уровень выходного сигнала прямого канала 2 связи на исследуемой частоте.

Особенностью измерителя 12 уровня является только шкала, проградуированная в значениях U0=E-U mcos, где угол отсечки определяется по результатам измерения отношения гармоник (4). При этом целесообразно выбирать такой режим усилителя 4, чтобы угол отсечки изменялся в пределах 60°0120°, так как только в этом случае присутствует однозначная зависимость отношения Im1/Im2 от . Данное замечание следует из графика зависимостей коэффициентов Берга k=Imk/Iмакс от угла отсечки , представленного на фиг.3 [1]. Здесь Iмакс - амплитуда косинусоидальных импульсов в соответствии с фиг.2.

Таким образом, на выходе обратного канала 6 присутствует достоверная информация об уровнях сигнала на выходе прямого канала 2, определяемых его частотной характеристикой, независимо от характера мультипликативных помех в обратном канале 6, что, в конечно итоге, повышает точность измерения частотных характеристик прямого канала связи.

Источник информации

1. Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей. - М.: Радио и связь, 1982. - 280 с.

Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи, содержащее последовательно соединенные генератор и прямой канал, обратный канал и измеритель уровня, отличающееся тем, что введены выпрямитель, вход которого подключен к выходу прямого канала, усилитель, работающий в режиме отсечки выходного тока, управляющий вход которого подключен к выходу выпрямителя, дополнительный генератор, выход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого подключен к входу обратного канала, два полосовых фильтра первой и второй гармоник соответственно, входы которых подключены к выходу обратного канала, два амплитудных детектора, входы которых подключены к выходам соответствующих полосовых фильтров, делитель напряжений, два входа которого подключены к выходам соответствующих амплитудных детекторов, а выход делителя напряжений подключен к входу измерителя уровня.



 

Наверх