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





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-сигналаИзмерение затухания уровня эхо-сигнала
относительно уровня передаваемого сигнала производится в диапазоне от 10 до
60 дБНелинейные искаженияпроизводятся измерения коэффициентов 2й и 3й гармоник
для гармонического испытательного сигнала с частотой 1020 Гц и коэффициентов
продуктов нелинейных искажений 2го и 3го порядков для четырехчастотного испытательного
O.42сигналаОтносительная амплитудно-частотная характеристика затуханияИзмерение
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 прохожденияизмерение 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 сигналаизмерение
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.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 измерительноанализирующий
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 МСЭТ 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 - МЧСгенератор - 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 амплитудночастотной
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 2го и 3го 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 эхосигнала.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 памятиВ 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 командПроцессоры 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 модулиструктурная схема процессора
семейства ADSP-2100Как 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 портыПроцессор 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.ТаймерРегистр 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.