скачать рефераты

скачать рефераты

 
 
скачать рефераты скачать рефераты

Меню

Реферат: Анализатор телефонных каналов скачать рефераты

Реферат: Анализатор телефонных каналов

Омский государственный университет путей сообщений

Реферат на тему

Анализатор телефонных каналов

Омск 2001г.

Назначение и основные параметры анализатора телефонных каналов.............. 3

Затухание эхо-сигнала..........................................................3

Нелинейные искажения...........................................................3

Относительная амплитудно-частотная характеристика затухания....................3

Относительная характеристика группового времени прохождения....................3

Затухание продуктов паразитной модуляции сигнала...............................3

Структурная схема анализатора..................................................4

Описание Процессора ADSP-21msp58...............................................6

Системный интерфейс и интерфейс памяти.........................................7

Система команд.................................................................7

Эффективность сигнального процессора...........................................7

Вычислительные модули..........................................................7

структурная схема процессора семейства ADSP-2100...............................7

Генераторы адресов данных и программа sequencer................................8

Шины...........................................................................9

Внутренние переферийные устройства.............................................9

Последовательные порты.........................................................9

Таймер........................................................................10

Главный интерфейсный порт (HIP)...............................................10

Аналоговый интерфейс..........................................................10

Литература....................................................................11

Назначение и основные параметры анализатора телефонных каналов.

Анализатор телефонных каналов предназначен для проведения измерений

параметров каналов тональной частоты (ТЧ) первичных сетей связи,

ведомственных телефонных сетей и коммутируемой телефонной сети общего

пользования (ТфОП). Анализатор должен обеспечиваеть создание нормированных

электрических испытательных сигналов для тестирования каналов связи, а также

позволяеть определить количественные показатели состояния связи для

тестируемых каналов в автоматическом и автоматизированном режимах.

Обработка, накопление, выдача и представление измерительной информации может

обеспечивается внешним универсальным управляющим компьютером и

специализированной управляющей компьютерной программой.

Каналы тональной частоты характеризуют следющие основные параметры

Затухание эхо-сигнала

Измерение затухания уровня эхо-сигнала относительно уровня передаваемого

сигнала производится в диапазоне от 10 до 60 дБ

Нелинейные искажения

производятся измерения коэффициентов 2‑й и 3‑й гармоник для

гармонического испытательного сигнала с частотой 1020 Гц и коэффициентов

продуктов нелинейных искажений 2‑го и 3‑го порядков для

четырехчастотного испытательного O.42‑сигнала

Относительная амплитудно-частотная характеристика затухания

Измерение относительной АЧХ производится в диапазоне от 100 до 3700 Гц при

неравномерности относительной АЧХ не более 35 дБ и номинальном уровне

мощности испытательного сигнала на входе анализатора -6 дБм.

Относительная характеристика группового времени прохождения

измерение относительной частотной характеристики группового времени

прохождения (ГВП) при номинальном уровне мощности испытательного сигнала на

входе измерителя ‑6 дБм в диапазонах:

по интервалу частот ГВП и опорной частоте - от 300 до 3400 Гц;

Затухание продуктов паразитной модуляции сигнала

измерение затухания продуктов паразитной модуляции испытательного сигнала с

частотой 1020 Гц токами питания частотой 50 Гц и гармониками относительно

уровня испытательного сигнала в линии связи.

Структурная схема анализатора.

Реферат: Анализатор телефонных каналов

Анализатор объединяет в себе измерительно-анализирующее устройство и

генератор нормированных электрических испытательных воздействий. По характеру

представления измерительной информации анализатор является регистрирующим

измерительным прибором и показывающим измерительным прибором с представлением

на экране компьютерного дисплея измерительной информации в цифровой и

аналоговой (графической) форме.

Основными составными частями анализатора являются генераторный и

измерительно‑анализирующий блоки.

Генераторный блок при анализе каналов связи задает волновую форму сигнала

программным путем и обеспечивает следующие режимы генерации:

· режим генерации постоянного по частоте гармонического сигнала с

постоянным или изменяющимся по линейному закону уровнем мощности - для

измерений амплитудных характеристик канала связи, затухания сигнала,

отношения уровней сигнала и шума (Сигнал/Шум), в том числе по Рекомендации

МСЭ‑Т О.132, коэффициентов нелинейных искажений, измерения частоты и

изменения частоты в канале связи, дрожания фазы, дрожания амплитуды,

затухания продуктов паразитной модуляции, подсчета числа перерывов связи,

подсчета числа импульсных помех, подсчета числа скачков фазы и подсчета числа

скачков амплитуды;

· режим генерации гармонического сигнала с изменяющейся по линейному

закону частотой - для почастотного измерения АЧХ;

· режим генерации многочастотного сигнала - МЧС‑генератор - для

измерений относительного группового времени прохождения (ГВП), относительной

амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и импеданса канала связи;

· режим генерации псевдослучайного сигнала для измерений соотношения

уровней Сигнал/Шум (шумы квантования)

· режим генерации четырехчастотного сигнала для измерений нелинейных

искажений

· режим генерации радиоимпульсов для измерения эхо-сигнала;

· режим генерации двухчастотного сигнала измерительной и эталонной

частот для определения амплитудно‑частотной характеристики и частотной

характеристики группового времени прохождения.

В каждом режиме генерации номинальные уровни мощности испытательных сигналов

и номинальные значения частот гармонических испытательных сигналов задаются

дискретно.

Измерительно-анализирующий блок обеспечивает мониторинг (измерение и

протоколирование) тестируемых каналов связи с использованием собственного или

внешнего генератора испытательных сигналов. При этом в зависимости от

автоматически определяемого вида входного сигнала анализатор автоматически

включает измерение тех параметров, для измерения которых и предназначен

соответствующий измерительный сигнал.

Измерительно-анализирующий блок как средство измерений с нормированными

метрологическими характеристиками проводит определение следующих параметров и

характеристик:

· уровня мощности сигнала;

· частоты гармонического сигнала;

· уровня не взвешенного шума;

· уровня псофометрического шума;

· отношения уровней мощности псевдослучайного сигнала и не взвешенного

шума;

· соотношения уровней гармонического сигнала и псофометрически

взвешенного шума, а также соотношения уровней гармонического сигнала и не

взвешенного шума;

· дрожания фазы гармонического сигнала;

· дрожания амплитуды гармонического сигнала;

· частотных характеристик ГВП и АЧХ;

· уровня селективных помех, в том числе псофометрических;

· продуктов нелинейных искажений 2‑го и 3‑го порядков для

четырехчастотного сигнала;

· коэффициентов гармоник для гармонического сигнала;

· затухания продуктов паразитной модуляции сигнала;

· затухания эхо-сигнала;

· модуля полного сопротивления линии связи (в диапазоне от 300 до 3400 Гц);

· электрической емкости линии связи;

· изменения частот 1020 Гц и 2000 Гц в канале связи путем измерения

отклонения частоты гармонического сигнала от значений 1020 и 2000 Гц.

Измерительно-анализирующий блок как средство определения количественных

показателей состояния связи обеспечивает подсчет на заданном интервале

времени фактов превышения устанавливаемых пороговых значений. Анализатор

осуществляет счет:

· импульсных помех,

· перерывов связи,

· скачков амплитуды и

· скачков фазы.

С ненормируемыми метрологическими характеристиками производится тестирование

каналов связи по параметрам, приведенным ниже:

· соотношение Сигнал/Шум по сигналу МЧС-генератора;

· соотношение Сигнал/Шум по сигналу О.42-генератора;

· уровень поступающего на вход многочастотного, псевдослучайного, или

четырехчастотного сигнала;

· индуктивность линии связи;

· среднеквадратическое отклонение уровня гармонического испытательного

сигнала в линии связи (СКО уровня) от среднего значения;

· максимальный из зафиксированных на интервале 1 с скачок фазы

гармонического сигнала;

· максимальный из зафиксированных на интервале 1 с скачок амплитуды

гармонического сигнала;

· максимальная на интервале 1 с мгновенная мощность измеряемого сигнала;

· минимальная на интервале 1 с мгновенная мощность гармонического сигнала;

· относительное время действия импульсных помех;

· процентная доля секундных интервалов с импульсными помехами на

измерительном интервале;

· процентная доля секундных интервалов с перерывами связи на

измерительном интервале;

· процентная доля секундных интервалов с импульсными помехами и

перерывами связи на временном измерительном интервале;

· относительное время действия перерывов связи;

· относительное время действия импульсных помех и перерывов связи;

· построение эхограммы - зависимости затухания от задержки

эхо‑сигнала.

Основную функциональную нагрузку в анализаторе выполняет Процессор ADSP-

21msp58. На этом процессоре реализуются функции 16 разрядного ЦАП-АЦП, блока

сигнальной обработки и последовательно интерфейса.

Описание Процессора ADSP-21msp58.

Процессор ADSP-21msp58 представляет собой совокупность программируемых

микропроцессоров с общей структурой, оптимизированную для обработки

аналогового сигнала в цифровой форме, а так же для других прикладных целей.

Кроме того, процессор включают аналоговый интерфейс для преобразования

сигнала звуковой частоты.

Архитектура семейства ADSP-2100 приспособлена к выполнению задач с помощью

цифрового сигнального процессора и построена таким образом, что устройства

за один такт могут выполнять следующие действия:

· генерировать следующий адрес программы;

· выбирать следующую команду;

· выполнять один или два шага программы;

· модифицировать один или два указателя адреса данных;

· выполнять вычисление.

В этом же такте процессоры, которые имеют релевантные модули могут:

· принимать и/или передавать данные через последовательный порт;

· принимать и/или передавать данные через главный порт интерфейса;

· принимать и/или передавать данные через DMA порты;

· принимать и/или передавать данные через аналоговый интерфейс.

Системный интерфейс и интерфейс памяти

В каждом процессоре семейства ADSP-2100 четыре внутренних шины соединяют

внутреннюю память с другими функциональными модулями:

- шина адреса;

- шина данных;

- шина памяти программ;

- шина памяти данных.

Внешние устройства могут получать контроль над шинами посредством сигналов

предоставления (BR,BG). Процессоры ADSP-2100 могут работать в то время когда

шины предоставлены другому устройству, пока не требуется операции с внешней

памятью.

Схема начальной загрузки дает возможность автоматической загрузки внутренней

памяти после того как ее содержимое было стерто. Это можно осуществлять с

помощью интерфейса памяти из EPROM, из главного компьютера, посредством

главного порта интерфейса. Программы могут загружаться без применения каких-

либо дополнительных аппаратных средств.

Система команд

Процессоры семейства ADSP-2100 используют единую систему команд для

совместимости с устройствами с более высокой интеграцией. Система команд

позволяет выполнять мультифункциональные команды за один такт процессора, с

другой стороны каждая команда может быть выполнена отдельно в своем такте.

Ассемблер имеет алгебраический синтаксис, для повышения удобочитаемости

легкости кодирования.

Эффективность сигнального процессора

Сигнальный процессор должен быть не только очень быстродействующим, но

удовлетворять некоторым требованиям в следующих областях:

· Быстрая и гибкая арифметика – архитектура процессоров ADSP позволяет

производить такие операции, как умножение, умножение с накоплением,

произвольное смещение, а так же ряд стандартных арифметических и логических

операций в одном цикле процессора.

· Расширенный динамический диапазон – 40-разрядный аккумулятор имеет

восемь резервных бит защиты от переполнения при последовательном

суммировании, которые гарантируют, что потери данных быть не может.

· Выборка двух операндов за один цикл – при расширенном суммировании

на каждом цикле процессора необходимо два операнда

· Аппаратные циклические буферы – большой класс алгоритмов обработки

цифро-аналоговых сигналов, включая цифровые фильтры требуют наличия

циклических буферов.

Переход по нулю – повторяющиеся алгоритмы наиболее логично выражать через

циклы. Программа Sequenser ADSP-2100 поддерживает работу с циклическим кодом

с нулем на верху, в объединении со структурой clearest это повышает

эффективность системы. Также нет препятствий для работы с условными

переходами.

Вычислительные модули

структурная схема процессора семейства ADSP-2100

Реферат: Анализатор телефонных каналов

Рис.2 Основная структурная схема процессора семейства ADSP-2100

Как уже говорилось выше каждый процессор содержит три независимых

вычислительных модуля:

- арифметико-логический (ALU);

- умножение с накоплением (MAC);

- расширитель (shiffter).

Эти устройства работают с 16-разрядными данными и обеспечивают аппаратную

поддержку мультиточности.

ALU выполняет ряд стандартных арифметических и логических команд в дополнение

к примитивам деления. MAC выполняет одно-цикловые операции умножения,

умножения/сложения, умножения/вычитания. Shiffter осуществляет логические и

арифметические сдвиги, нормализацию, де нормализацию и операцию получения

порядка, атак же управление форматом данных, разрешая работу с плавающей

точкой. Вычислительные модули размещаются последовательно друг за другом,

таким образом чтобы выход одного мог стать входом другого в следующем цикле.

Результаты работы модулей собираются на 16-разрядную R-шину.

Все три модуля содержат входные и выходные регистры, которые доступны через

16-разрядную DMD-шину. Команда, выполняемые в модулях, берут в качестве

операндов данные находящиеся в регистрах ввода и после выполнения записывают

результат в регистры вывода. Регистры являются как бы промежуточным

хранилищем между памятью и вычислительной схемой. R-шина позволяет результату

одного вычисления стать операндом к другой операции. Это позволяет сэкономить

время обходясь без лишних пересылок модуль-память.

Генераторы адресов данных и программа sequencer

Два специализированных генератора адресов данных (DAGs) и мощная программа

sequencer гарантируют эффективное использование вычислительных модулей. DAGs

обеспечивают адреса памяти, когда необходимо поместить данные из памяти в

регистры ввода вычислительных модулей, либо сохранить в результат из выхоных

регистров. Каждый DAG отвечает за четыре указателя адреса. Если указатель

используется для косвенной адресации то измениятся значение некоторого

регистра. С двумя генераторами процессор может выдавать два адреса

одновременно для выборки из памяти двух операндов.

Для автоматической адресации модуля круговых буферов значение длины операнда

может быть связано с каждым указателем. (Круговая буферная особенность также

используется последовательными портами для автоматической передачи данных).

DAG1 обеспечивает адреса только для данных, DAG2 – для данных и программ.

Когда в регистре состояния (MSTAT) установлен соответствующий бит режима,

адрес вывода DAG1 прежде чем попасть на шину адреса инвертируется. Эта

особенность облегчает работу в двоичной системе.

Программа Sequenсer обеспечивает последовательность команд и адресацию памяти

программы. Sequencer управляется регистром команд, который указывает на

команду, которая в данный момент выполняется. Выбранные команды записываются

в регистр команд за один такт процессора и выполняются в течении следующего.

Чтобы уменьшить количество циклов, sequencer поддерживает работу с условными

переходами.

Шины

Процессоры семейства имеют пять внутренних шин. Шины адреса программы (PMA) и

адреса данных (DMA) связаны с адресами памяти данных и программы. Шина данных

программы (PMD) и шина данных (DMD) используются для передачи информации

связанной с областями памяти. Шины мультиплексированы в одну внешнюю шину

адреса и одну внешнюю шину данных. R-шина предназначена для передачи

промежуточных результатов непосредственно между вычислительными модулями.

Адресная шина PMA шириной 14 бит обеспечивает достум к 16Кбайтам смешанной

системы команд и данных. 24-разрядная шина PMD предназначена для работы с

24-битными командами.

Адресная шина DMA шириной 14 бит, обеспечивает прямой доступ к 16Кбайтам

области данных. 16-разрядная шина DMD предназначена для внутренних пересылок

между любыми регистрами процессора и регистров с памятью в одиночном цикле.

Адрес памяти данных исходит из двух источников: абсолютное значение,

определенное в системе команд (прямая адресация) или вывод данных адресует

генератор (косвенная адресация). Воспользоваться данными из области команд

можно лишь с помощью косвенной адресации.

Шина данных памяти программы (PMD) предназначена для передачи данных в

вычислительные модули и считывания результата вычислений через PMD-DMD модуль

обмена. Этот модуль позволяет передавать данные от одной шины к другой. Он

имеет аппаратные средства для перехода от 8-разрядной шины к другой.

Внутренние переферийные устройства

Этот раздел описывает дополнительные функциональные модули, которые включены

в различные процессоры ADSP-2100 семейства.

Последовательные порты

Процессор имеет два последовательных двунаправленных порта. Порты –

синхронные и используют кадровые сигналы для контроля за приемом-передачей

данных. Каждый порт имеет внутренний генератор частоты, но в то же время

может использовать внешний генератор. Сигналы синхронизации могут

вырабатываться как самим портом, так и внешним устройством. Длина кадра

обмена может меняться от трех до шести бит. Последовательный порт SPRT0 имеет

многоканальные возможности и пзволяет обмен данными произвольной длины от 24

до 32 байт. Второй порт SPORT1 может быть сконфигурирован с помощью внешних

прерываний IRQ0 и IRQ1.

Таймер

Регистр счета (16-разрядов) определяет время генерации прерываний, прерывание

вырабатывается когда значение регистра равно нулю.

Главный интерфейсный порт (HIP)

Главный интерфейсный порт – параллельный порт ввода-вывода осуществляет

прямое соединение с процессором. Через него производится обмен между ADSP и

памятью главной ЭВМ. HIP состоит из регистров, через которые ADSP-2100 и

главный процессор обмениваются информацией о состоянии и данными. HIP может

быть сконфигурирован следующим образом:

- 8-разрядная или 16-разрядная шина;

- мультиплексная шина данных/шина адреса или отдельно шина

данных и шина адреса;

- чтение стробирующих сигналов READ/WRITE.

Аналоговый интерфейс

Входной аналоговый интерфейс состоит из входных усилителей и 16-разрядного

аналогоцифрового преобразователя (ADC). Аналогично на выходе находится

цифроаналоговый преобразователь и выходной дифференциальный усилитель.

Литература.