Автоматический контроль и диагностика в звуковом вещании

Возрастающая сложность систем передачи информации, постоянный рост числа и протяженности каналов ЗВ, территориальная разобщенность объектов измерения приводят к усложнению устройств контроля, необходимости введения специальных каналов для передачи данных о состоянии объектов. Без развитой системы автоматического контроля и измерений невозможно обеспечить высококачественную бесперебойную работу каналов ЗВ. Основу контроля должны составлять диагностика и прогнозирование неисправностей, где на первое место выступает предупреждение отказов.

Типичная структура системы технического контроля и диагностирования представлена на рис. 4.11.

Рис. 4.11 — Типичная структура системы технического контроля

и диагностирования

Датчики сигналов ДС из объекта технического диагностирования ОТД выводят сигналы, параметры которых характеризуют состояние диагностируемой системы. По каналам передачи КП эта информация транслируется к средствам измерений СИ, но так как обычно трудно одновременно измерять все параметры, то сигналы последовательно коммутируются коммутатором К. Результаты измерений или сравнения в блоке дискриминатора (устройстве сравнения) ДСК с полем допусков ПД индицируются индикатором Инд и документируются ДУ в виде решения о техническом состоянии. Устройство управления УУ реализует операцию управления состоянием самого ОТД или отдельными его составляющими. Испытательные сигналы подаются с помощью генераторов стимулирующих сигналов ГСС, а устройство прогнозирования УП позволяет определить состояние объекта в будущем посредством обработки информации о его текущем и прошлом состояниях.

В результате автоматического контроля и диагностирования выносится решение о техническом состоянии ОТД. Работоспособное состояние определяет возможность использования ОТД по своему прямому функциональному назначению.

Показанные на рис. 4.11 связи могут реализоваться в виде воздействий оператора (ручное или автоматизированное управление) либо с помощью интерфейса, под которым понимают систему сопряжения, включающую как аппаратные, так и программные средства. Отметим, что применение стандартного интерфейса позволяет реализовать блочно-модульный принцип построения объекта (ОТД) и эта система является частным случаем информационно-измерительной системы в современном понимании (т.е. управляется ЭВМ, агрегатируется и т.д.)

За каждой функциональной подсистемой стоит конкретная схемотехническая реализация. В качестве примера рассмотрим практическую реализацию устройства КПУ-2 (контрольное приемное устройство), которое может быть применено в составе блока СИ (см. рис. 4.11) для оценки параметров качества и диагностики систем трехпрограммного проводного вещания (ТПВ). Указанное устройство рекомендовано к применению ГОСТ 11515-91 «Каналы и тракты звукового вещания. Основные параметры качества. Методы измерений».

Контрольно-измерительное устройство КПУ-2 предназначено для проведения эксплуатационных измерений основных параметров качества трактов ТПВ с полосой передаваемых частот 50...10000 Гц и 100...6300 Гц, а также для проведения лабораторных и производственных измерений. Устройство КПУ-2 позволяет:

• избирательно измерять напряжения синусоидальных и AM измерительных сигналов в каналах сети ТПВ;

• измерять напряжение псофометрического шума, интегральной помехи и избирательно измерять напряжение внятной переходной помехи соответственно с защищенностью от этих помех до 70, 70 и 75 дБ в первом, во втором и третьем каналах соответственно сети ТПВ с учетом регулирования уровня несущей частоты;

• измерять коэффициент гармоник при частотах испытательного сигнала 1 и 4 кГц, а в комплекте с измерителем нелинейных искажений в диапазоне частот 0,05...10 кГц.

Измерение указанных параметров устройство обеспечивает в двух режимах работы: вольтметра и приемного устройства. Шкала измерителя проградуирована в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения. Структурная схема устройства КПУ-2 представлена на рис. 4.12.

Рис. 4.12 — Структурная схема устройства КПУ-2

При работе устройства в режиме вольтметра все переключающие контакты переключателя S2 должны находиться в положении 1–2. В этом случае сигнал с входа поступает на симметрирующее устройство СУ, затем на аттенюатор AT, где устанавливается необходимый предел измерения сигналов, и далее, в зависимости от выбранного с помощью переключателя S1 канала измерения, через ФВЧ или ФНЧ на усилитель вольтметра УВ и затем на показывающий прибор ПП₂. Кроме того, с выхода усилителя вольтметра через переключатель S3 и контрольный усилитель КУ измеряемое напряжение подается на громкоговоритель Гр, преобразующий электрический сигнал в акустический.

Иначе говоря, принцип действия КПУ-2 в режиме вольтметра основан на выделении соответствующими фильтрами составляющих входного напряжения, их взвешенном ослаблении с помощью аттенюатора, детектировании, усилении и измерении сигнала показывающим прибором, а также при необходимости на прослушивании измеряемого сигнала через громкоговоритель.

В режиме приемного устройства принцип действия КПУ-2 основан на выделении полосовыми фильтрами входного AM-сиг-нала второго или третьего каналов сети ТПВ, их взвешенном ослаблении аттенюатором, демодуляции и выделении в усилителе приемника огибающей AM-сигнала, измерении ПП параметров этой огибающей. Составляющие огибающей, определяющие ее параметры, выделяются ФНЧ. При необходимости прослушивания измеряемый сигнал может быть воспроизведен громкоговорителем.

При работе в режиме приемного устройства все переключающие контакты переключателя S2 должны находиться в положении 3–2. Сигнал AM с входа поступает на СУ, AT и далее через контакты переключателя S1, ФВЧ, усилитель приемника УП, ФНЧ, оконечный усилитель ОУ, усилитель вольтметра УВ на ПП₂, а также с выхода усилителя вольтметра УВ через контакты переключателя S3 на вход КУ и Гр.

Преобразование постоянного нестабилизированного напряжения 6 В в питающее стабилизированное напряжение 18 В осуществляется преобразователем напряжения ПН.

Показывающий прибор ПП₁ используется для контроля напряжения питания на входе ПН в режиме вольтметра. При работе в режиме приемного устройства этот прибор служит для контроля уровня огибающей AM-сигнала на выходе УП.

Блоки питания БП₁ и БП₂ предназначены для питания устройства от сети переменного тока или источника постоянного тока соответственно.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные параметры качества каналов и трактов звукового вещания, нормируемые ГОСТ 11515-91.

2. Какие виды технического контроля вы знаете? В каких случаях они применяются?

3. Какова методика измерения неравномерности АЧХ?

4. Почему неравномерность АЧХ рекомендуется измерять при подаче на вход испытуемого устройства гармонического измерительного сигнала на 21 дБ ниже номинального?

5. В каких случаях и почему длительность подачи испытательного сигнала номинального уровня не должна превышать 5 с?

6. Почему нелинейные искажения недостаточно измерять методом коэффициента гармоник?

7. Чем обусловлен вид АЧХ взвешивающих (псофометрических) фильтров?

8. Каковы особенности построения системы автоматического контроля и диагностики?

9. Каким образом и какие параметры контролируются с помощью устройства КПУ-2?