Прилад для аналізу керуючих сигналів автоматичних телефонних станцій

1 Прилад для аналізу керуючих сигналів автоматичних телефонних станцій, що містить клавіатуру, аналого-цифровий перетворювач та блок індикації, який відрізняється тим, що в прилад введені блок цифрової фільтрації та аналізу, цифро-аналоговий перетворювач і блок інтерфейсу, причому вхід приладу підключено до входу аналого-цифрового перетворювача, вихід якого підключено до першого входу блока цифрової фільтрації та аналізу, підключеного другим входом до виходу клавіатури, а першим, другим і третім виходами - ВІДПОВІДНО до входів блока індикації, цифро-аналогового перетворювача і блока інтерфейсу, а виходи цифро-аналогового перетворювача і блока інтерфейсу підключені ВІДПОВІДНО до першого і другого виходів приладу 2 Прилад за п 1, який відрізняється тим, що блок цифрової фільтрації та аналізу містить пам'ять програм, генератор адрес, пам'ять даних, арифметично-логічний блок, множильно-накопичувальний блок, блок зсуву, таймер, шину даних, перший, другий та третій порти, причому перший вхід блока цифрової фільтрації та аналізу підключено до інформаційного входу пам'яті даних, вхід адреси якого підключено до виходу адреси генератора адрес, другий вхід блока цифрової фільтрації та аналізу підключено до інформаційного входу пам'яті програм, вихід якої підключено до керуючих входів генератора адрес, пам'яті даних, арифметично-логічного блока, множильнонакопичувального блока, блока зсуву, таймера, першого, другого та третього портів, виходи і входи генератора адрес, пам'яті даних, арифметичнологічного блока, множильно-накопичувального блока, блока зсуву, таймера і третього порту підключені ВІДПОВІДНО до входів і виходів шини даних, виходи якої також підключені до входів першого і другого портів, виходи яких підключені ВІДПОВІДНО до першого і другого виходів блока цифрової фільтрації та аналізу, третій вихід якого підключено до виходу третього порту, а керуючий вихід арифметично-логічного блока підключено до керуючого входу пам'яті програм Прилад належить до галузі телефонного зв'язку та вимірювальної техніки і може бути використаний для налагодження і контролю передавальних пристроїв апаратури визначення номера (АВН) в сигнально-викличних приладах автоматичних телефонних станцій (АТС) Відомий прилад призначений для налагодження і контролю передавальних пристроїв апаратури визначення номера автоматичних телефонних станцій шляхом приймання синусоїдальних сигналів з фіксованими частотами і їх комбінацією, а також індикації прийнятої інформації, який складається з послідовно включених блоку кодового приймача, блоку керування і блоку індикації, а також блоку живлення (див, наприклад, «Анали затор частотной информации (АЧИ), ТА2 770 003 ПС, Паспорт, Альбом 1, Министерство связи УССР Опытное предприятие, 1987», а також «Анализатор частотной информации (АЧИ), Приложение ТА2 770 003 ПС1, Паспорт, Альбом II (чертежи), Министерство связи УССР Опытное предприятие, 1987») Недоліком такого приладу є обмежений набір функцій вимірювання параметрів, так, він не може виміряти частотні сигнали запиту АВН (500 герц), має малий діапазон вимірювання вхідних сигналів, не може виміряти рівні частоти сигналів і часові параметри імпульсних (батарейних) сигналів АТС, а також не можна виміряти частотні характеристики сигналів генераторів АТС Зоя О 00 о 42084 Відомий також прилад для контролю дискретного каналу зв'язку, що містить на передачі генератор контрольно-випробувального сигналу, а на прийомі п елементів збігу, п ЛІЧИЛЬНИКІВ суміжних помилок, послідовно з'єднані блок виділення тактової частоти, блок управління і лічильник загального числа помилок і послідовно з'єднані блок формування еталонної імпульсної ПОСЛІДОВНОСТІ, формуватель сигналів помилки і блок затримки, кожний з п виходів якого через ВІДПОВІДНИЙ елемент збігу підключено до першого входу ВІДПОВІДНОГО лічильника суміжних помилок, другі входи яких з'єднані з другим виходом блоку управління, причому другий і третій виходи блоку виділення тактової частоти підключені ВІДПОВІДНО ДО першого входу блоку формування еталонної імпульсної ПОСЛІДОВНОСТІ і до другого входу формувателя сигналів помилки, вихід і третій вхід якого з'єднані ВІДПОВІДНО з другим входом лічильника загального числа помилок і з другим входом блоку формування еталонної імпульсної ПОСЛІДОВНОСТІ, з'єднаним з входом блоку виділення тактової частоти, причому, в цьому приладу, з метою скорочення часу контролю, містяться послідовно з'єднані блок обчислень і блок індикації, а блок затримки виконаний в вигляді n-розрядного регістру, при цьому вихід лічильника загального числа помилок і виходи ЛІЧИЛЬНИКІВ суміжних помилок підключені до ВІДПОВІДНИХ входів блоку обчислень, а вихід блоку управління підключено до входу синхронізації блоку затримки, кожний 1-й вихід якого підключено до (1+1)-х входів елементів збігу з 1-го по п-й, перші входи яких з'єднані з виходом формувателя сигналів помилки (див, наприклад, а с СРСР № 1709543, МКИ Н04В 3/46, пріоритет від 04 06 1990 року, автори - А П Давиденко, Л В Константинова, Ю Є Андреев, заявник - Харківський політехнічний інститут їм В І Леніна) Недоліком даного приладу є обмежений набір функцій вимірювання параметрів сигналів абонентської лінії, відсутність можливості міряти частоти сигналів і часові параметри імпульсних сигналів АТС Найбільш близьким до приладу, що пропонується, щодо технічної суті і функціонального призначення, є прилад - аналізатор керуючих сигналів автоматичних телефонних станцій, який містить багаточастотний приймач (БЧП), де частотні сигнали перетворюються в імпульси постійного струму, детектор, компаратори, блоки постійної та оперативної пам'яті, аналого-цифровий перетворювач, клавіатуру, блок індикації та контролер, основою якого є однокристальна ЕОМ, причому перший вхід пристрою підключено до першого входу багато частот ного приймача, другий вхід пристрою підключено через перший компаратор до другого входу багаточастотного приймача, перший вихід якого через другий компаратор підключено до першого входу однокристальної ЕОМ, підключеної своїми виходами і другими входами через шину даних ВІДПОВІДНО до входів і виходів блоків постійної та оперативної пам'яті, аналого-цифрового перетворювача, клавіатури і блоку індикації (див наприклад, «Анализатор управляющих сигналов автоматических телефонных станций, АУС - 3 0, Паспорт ДНИМ 466519 003 ПС, Министерство связи Украины, Сертификат № 230 от 14 12 1995 Научно-производственная фирма «Интегдиф», 1997) Принцип роботи приладу полягає в перетворенні частотних посилок коду "2 з 6", які визначають набрану цифру, і сигналу частот 500 і 2600 Герц в імпульси постійного струму, сканування прийнятої інформації з інтервалом 1, 5 або 10 мс і запис результатів сканування в блок оперативної пам'яті, вимірювання рівня частотних сигналів і запис результату вимірювання в пам'ять приладу Записана в пам'ять інформація виводиться на дванадцятирозрядний семисегментний індикатор Імпульси постійного струму з виходів БЧП, а також компараторів надходять на входи однокристальної ЕОМ Частотні сигнали випрямляються детектором, подаються на вхід аналого-цифрового перетворювача (АЦП), де аналоговий сигнал перетворюється в цифровий код і подається на вхід однокристальної ЕОМ Програма управління однокристальної ЕОМ знаходиться в блоці постійної пам'яті Прийнята і оброблена в однокристальній ЕОМ інформація записується в блок оперативної пам'яті і після цього виводиться на блок індикації Недоліком даного приладу є те, що в ньому вимірювання рівня частотних сигналів проводиться тільки з такою точністю, щоб визначити, чи знаходяться частотні сигнали в заданому діапазонів, і немає можливості розділити комплексні двохчастотні сигнали на сигнали окремих частот та визначити цифрові значення амплггуди, частоти та тривалість часу посилок цих сигналів, що треба проводити з високою точністю і в реальному масштабі часу для підстроювання, налагодження і контролю передаючих пристроїв апаратури визначення номера і сигнально-викличних приладів автоматичних телефонних станцій В основу винаходу покладено технічне завдання, яке полягає в тому, щоб за рахунок введення нових блоків і зв'язків МІЖ НИМИ створити технічні засоби для вимірювання параметрів керуючих сигналів автоматичних телефонних станцій, щоб визначити цифрові значення амплітуди, частоти та тривалість часу частотних посилок цих сигналів, та проводити це з високою точністю і в реальному масштабі часу для використання при підстроюванні, налагодженні і контролі передаючих пристроїв апаратури визначення номера і сигнально-викличних приладів автоматичних телефонних станцій Для вирішення поставленої задачі вимірювання з високою точністю і в реальному масштабі часу параметрів керуючих сигналів автоматичних телефонних станцій, цифрових значень амплггуди, частоти та тривалості часу посилок цих сигналів, в прилад, що містить клавіатуру, аналого-цифровий перетворювач та блок індикації, додатково введені блок цифрової фільтрації та аналізу, цифроаналоговий перетворювач і блок інтерфейсу, причому вхід приладу підключено до входу аналого-цифрового перетворювача, вихід якого підключено до першого входу блоку цифрової фільтрації та аналізу, підключеного другим входом до виходу клавіатури, а першим, другим і третім виходами ВІДПОВІДНО до входів блоку індикації, цифроаналогового перетворювача і блоку інтерфейсу, а виходи цифроаналогового перетворювача і блоку інтерфейсу підключені ВІДПОВІДНО до першого і другого виходів приладу Крім того, блок цифрової 42084 фільтрації та аналізу містить в своєму складі пам'ять програм, генератор адресів, пам'ять даних, арифметично-логічний блок, множувально-накопичувальний блок, блок зсуву, таймер, шина даних, перший, другий та третій порти, причому перший вхід блоку цифрової фільтрації та аналізу підключено до інформаційного входу пам'яті даних, вхід адресу якого підключено до виходу адресу генератора адресу, другий вхід блоку цифрової фільтрації та аналізу підключено до інформаційного входу пам'яті програм, вихід якої підключено до керуючих входів генератора адресів, пам'яті даних, арифметично-логічного блоку, множувальнонакопичувального блоку, блоку зсуву, таймера, першого, другого та третього портів, виходи і входи генератора адресів, пам'яті даних, арифметично-логічного блоку, множувально-накопичувального блоку, блоку зсуву, таймера і третього порту підключені ВІДПОВІДНО до входів і виходів шини даних, виходи якої також підключені до входів першого і другого портів, виходи яких підключені ВІДПОВІДНО до першого і другого виходів блоку цифрової фільтрації та аналізу, третій вихід якого підключено до виходу третього порту, а керуючий вихід арифметично-логічного блоку підключено до керуючого входу пам'яті програм На фіг 1 представлена структурна схема приладу, що пропонується Прилад містить в своєму складі клавіатуру 1, аналого цифровий перетворювач 2, блок цифрової фільтрації та аналізу 3, блок індикації 4, цифроаналоговий перетворювач 5 і блок інтерфейсу 6, вхід приладу 7, перший 8 і другий 9 виходи приладу Вхід приладу 7 підключено до входу аналого-цифрового перетворювача 2, вихід якого підключено до першого входу блоку цифрової фільтрації та аналізу 3, підключеного другим входом до виходу клавіатури 1, а першим, другим і третім виходами - ВІДПОВІДНО до входів блоку індикації 4, цифроаналогового перетворювача 5 і блоку інтерфейсу 6, а виходи цифроаналогового перетворювача 5 і блоку інтерфейсу 6 підключені ВІДПОВІДНО до першого 8 і другого 9 виходів приладу Структурна схема блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 представлена на фіг 2 Блок цифрової фільтрації та аналізу 3 містить в своєму складі пам'ять програм 10, генератор адрес 11, пам'ять даних 12, арифметично-логічний блок 13, множильно-накопичувальний блок 14, блок зсуву 15, таймер 16, шина даних 17, перший 18, другий 19 та третій 20 порти Перший 21 вхід блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 підключено до інформаційного входу пам'яті даних 12, вхід адресу якого підключено до виходу адресу генератора адресу 11, другий вхід блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 підключено до інформаційного входу пам'яті програм 10, вихід якої підключено до керуючих входів генератора адресів 11, пам'яті даних 12, арифметично-логічного блоку 13, множувально-накопичувального блоку 14, блоку зсуву 15, таймера 16, першого 18, другого 19 та третього 20 портів, виходи і входи генератора адресів 11, пам'яті даних 12, арифметично-логічного блоку 13, множильно-накопичувального блоку 14, блоку зсуву 15, таймера 16 і третього порту 20 підключені ВІДПОВІДНО до входів і виходів шини да них 17, виходи якої також підключені до входів першого 18 і другого 19 портів, виходи яких підключені ВІДПОВІДНО до першого 23 і другого 24 виходів блоку цифрової фільтрації та аналізу 3, третій вихід 25 якого підключено до виходу третього порту 20, а керуючий вихід арифметично-логічного блоку 12 підключено до керуючого входу пам'яті програм 10 Прилад працює таким чином Прилад може підключатися своїм входом 7 до тракту передачі (прийому) багаточастотної сигналізації чи до абонентської лінії АТС, першим виходом 8 - до абонентської лінії АТС, а другим виходом 9 може підключатися до персональної ЕОМ Прилад забезпечує виконання таких операцій вимірювання цифровими методами рівня (амплітуди), частоти і тривалості кожної частоти, яка входить до складу кодової комбінації, вимірювання тривалості інтервалів між кодовими комбінаціями, а також дешифрування кодових комбінацій з відображенням інформації на індикаторі, запам'ятовуванням в пам'яті приладу і можливістю передачі інформації для и подальшої обробки до персональної ЕОМ Прилад забезпечує виконання необхідних вимірів з високою точністю і в реальному масштабі часу, параметрів керуючих сигналів автоматичних телефонних станцій, одержування цифрових значень амплггуди, частоти та тривалості часу посилок цих сигналів, завдяки використанню алгоритмів цифрової фільтрації високого порядку та реалізацією цих алгоритмів з допомогою швидкодіючих обчислювальних блоків, які входять до блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 і працюють в режимі паралельної, конвеєрної обробки інформації При підключенні приладу паралельно тракту передачі (прийому) багаточастотної сигналізації АТС, він забезпечує виконання таких функцій - вимір рівня, частоти і тривалості сигналів кожної частоти що складають кодові комбінації, - вимір тривалості інтервалів між кодовими комбінаціями, - дешифрацію частотних комбінацій При підключенні приладу до абонентської лінії АТС, він забезпечує виконання двох режимів визначення номерів і категорії викликаючих абонентів (по вибору користувача) а) після прийому двох посилок індукторного виклику, видавання частотного сигналу запиту в бік АТС, прийом інформації АВН, запис прийнятого номера в пам'ять номерів, готовність до наступного виклику, б) після прийому другої посилки виклику і підняття слухалки телефонного апарату видавання частотного сигналу запиту, прийом інформації АОН, запис прийнятого номера в пам'ять номерів і готовність до наступного виклику Прилад також забезпечує формування і передачу імпульсів набору номера декадного коду в абонентську ЛІНІЮ АТС, прийом зумерних сигналів АТС, підключення до проводу «є» («d») АТС і виконання наступних операцій - вимір рівня, частоти і тривалості сигналів кожної частоти комбінацій АОН, - дешифрацію і відображення інформації АОН 42084 Прилад може забезпечувати підключення до замовленої з'єднувальної лінії АТС і виконання наступних функцій - вимір рівня, частоти і тривалості частотного сигналу запиту і сигналів кожної частоти інформаційного пакету АОН, - дешифрацію і відображення прийнятої інформації АОН, частоти і тривалості сигналів сигналізації Прилад має можливість підключення - до каналів, по яким передаються сигнали одночастотної сигналізації частотою 2600 Гц і вимір рівня, частоти і тривалості сигналів сигналізації, - до абонентської лінії АТС і робити вимір напруги, частоти і тривалості зумерних і індукторних сигналів, а також інтервалів між ними Прилад забезпечує також вимір - постійної напруги станційних і сигнальновикличних генераторів АТС, - частоти і вихідної напруги станційних і сигнально-викличних генераторів АТС, - рівня частотних сигналів, - тривалості одиночних імпульсів, що видаються приладами АТС, - тривалості двох подій, а також інтервалів між початком і закінченням подій, - індикацію тимчасового інтервалу місцеположення інформації відносно початку прийому інформації, - індикацію сигналів з записом чи без запису інформації в пам'ять, - генерацію сигналу звукової частоти Прилад має стандартний інтерфейс для передачі в ПЕОМ масиву даних про зміряні параметри Режими роботи приладу по виконанню необхідних вимірів вибираються за допомогою клавіатури 1, а ВІДПОВІДНІ для цих режимів програми обробки інформації знаходяться в пам'яті програм 10 блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 Команди відповідної програми обробки інформації дешифруються в пам'яті програм 10 блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 і у вигляді керуючих сигналів подаються на керуючі входи генератора адресів 11, пам'яті даних 12, арифметично-логічного блоку 13, множильно-накопичувального блоку 14, блоку зсуву 15, таймеру 16, першого 18, другого 19 та третього 20 портів блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 Майже всі ці блоки чи більшість з них, залежно від вибраної програми, працюють в режимі паралельної, конвеєрної обробки інформації, щоб забезпечити виконання за короткий відрізок часу оператору обчислення суми парних добутків багатої КІЛЬКОСТІ СПІВМНОЖНИКІВ, ДО ЯКОГО ЗВОДЯТЬСЯ алгоритми цифрової фільтрації високого порядку Розглянемо роботу цих блоків на прикладі, коли вхід 7 приладу підключено паралельно тракту передачі (прийому) багаточастотної сигналізації АТС Аналого-цифровий перетворювач 2 перетворює аналогові сигнали в цифрові коди х(і), які надходять на перший вхід 21 блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 і далі до інформаційного входу пам'яті даних 12, де ці цифрові коди сигналів запам'ятовуються Під керуванням сигналів пам'яті програм 10 генератор адресу 11 формує адреса для пам'яті даних 12, з якої зчитуються цифрові коди сигналів х(і) і ВІДПОВІДНІ коефіцієнти К(і) фільтру (які були записані в пам'яті даних 12 заздалегідь) і подаються через шину даних 17 на арифметично-логічний блок 13, множил ьно-накопичувальний блок 14 і блок зсуву 15 Завдяки паралельної і конвеєрної роботи цих блоків оперативно виконується обчислення алгоритму цифрової фільтрації, який зводиться до операцій суми парних додатків Z(I+1)=Z(I)+K(I)*X(I+1), для яких, в свою чергу, треба виконувати арифметичні, ЛОГІЧНІ, множувальні операції, додатки до попередньої суми, тобто накопичувальні та операції зсуву на задане число розрядів Після обчислення цифрового фільтру для шести частот при обробці частотних посилок коду "2 з 6", які визначають набрану цифру, за допомогою цих же блоків та таймеру 16 виконується обчислення періоду синусоїдального сигналу, для чого виконується знаходження максимального та мінімального значень амплггуди сигналу, для яких таймер 16 видає ВІДПОВІДНІ значення часу, різниця між ними визначає період синусоїдального сигналу, а обернене число і є його частота Використовуючі цифрові коди аналогових сигналів, які надходять в пам'ять даних 12 з аналогоцифрового перетворювача 2, після їх цифрової фільтрації, крім їх амплггуди і частоти, обчислюється також тривалість частотних посилок сигналів і тривалість часу між цими посилками Ці параметри обчислюються для сигналів окремої частоти чи для двохчастотних сигналів і використовуються для настройки параметрів пристроїв АТС Для двохчастотних сигналів визначається відповідна закодована цифра (вибирається з таблиці відповідностей, яка записана в пам'яті даних 12, наприклад для частот 700, 900 герц - цифра 1, для частот 700, 1100 герц - цифра 2 і т д) і в цілому номер набраного телефону Інформація для ВІДПОВІДНИХ режимів і вимірів відображається на індикаторі 4 і через блок інтерфейсу 6 видається до персональної ЕОМ Прилад генерує необхідні сигнали і видає їх на вихід 8 через цифроаналоговий перетворювач 5, причому цифрові значення цих сигналів обчислюються по ВІДПОВІДНИМ формулам чи вибираються з пам'яті даних 12 опорні значення для чверті періоду синусоїди і проводиться інтерполяція між ними Маючи набір різних ШВИДКОДІЮЧІХ блоків в блоці цифрової фільтрації та аналізу 3, а також широкий набір програм в пам'яті програм 10, дільник напруги в аналого-цифровому перетворювачі 2, прилад дозволяє виконувати широкий діапазон вимірів, зазначених вище, для різних сигналів АТС в різних режимах і з високою точністю, завдяки використанню алгоритмів цифрової фільтрації високого порядку (наприклад, порядок фільтру може бути рівним 40 чи 60) Блок цифрової фільтрації та аналізу 3 є основним обчислювальним вузлом, працює на високій швидкості, яка є достатньою для реалізації алгоритмів вимірів і для настройки з високою точністю приладів АТС і дозволяє на стандартній швидкості проводити обмін з персональною ЕОМ по стандартному послідовному каналу RS 232 блоку інтерфейсу 6 В якості блоку цифрової фільтрації та аналізу 3 може бути використаний 42084 процесор цифрової обробки сигналів ADSP-2181 фірми Analog Devices, продуктивності якого достатньо не тільки для обробки частотних посилок коду "2 з 6", які визначають набрану цифру і використовуються в апаратурі АВН, а і для обробки частотних посилок коду "2 з 8", які визначають набрану цифру і використовуються в апаратурі тональних АТС Таким чином, за рахунок введення нових блоків і зв'язків МІЖ НИМИ створено прилад для ви мірювання широкого діапазону параметрів та комплексного іспиту і настройки апаратури АТС з високими метрологічними показниками та широкими функціональними можливостями, застосування додаткових блоків і зв'язків в приладі дозволяє збільшити число параметрів, що вимірюються, збільшити точність параметрів, що вимірюються, скоротити час вимірювання, працювати в ручному та автоматичному режимах, зберігати результати вимірювання 1 2 ' 6 5 8 9 ФІГ. 1 22 >л 10 1 13 12 35 14 17 і !9 К -*-*-| 20 L і 18 23 Фіг. 2 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3