专利名称：监测脉码调制编码器的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于数字时分多路通讯技术领域，适用于脉码调制(PCM)通讯设备中对PCM编码器的监测，特别适用于对新一代的单路PCM编码器和话路滤波器组合单片进行在机监测。
脉码调制技术是目前应用广泛的数字通讯编码方式之一。PCM通讯终端的发送通道将模拟输入信号经放大器、话路滤波器、采样-保持电路、量化和编码器(A/D)变换成数字信号传送给对端;其接收通道将接收到的对端来的数字信号经解码器(D/A)、话路滤波器和放大器重新变换成模拟信号。上述过程中编码器和解码器简称编码器，它是PCM通讯设备中的关键部件，所以对其进行在机监测是保证通讯质量的重要措施之一。西门子公司专利号为AU-B-12507/83公开了一种“监测PCM编码/解码器的方法和装置(METHODANDAPPARATUSFORMONITORINGAPCMCODING/DECODINGDEVICE)。”该装置由码发生器1、比较器2、码接收器3、控制器4和采样-保持电路5组成，如附图1所示。其监测方法是码发生器1产生的测试数字码DT插入接收通道总码流D11中预先规定的用于传输非用户信息的时隙，此测试数字码DT经解码器6变换成相应的模拟测试信号AT，AT信号经采样-保持电路5采样并保持，形成与测试数字码DT相应的直流电平AT′，该直流电平AT′经编码器7采样编码，输出相应的回收数字码DT′，由码接收器3接收后送入比较器2。测试数字码DT和回收数字码DT′在比较器2中进行比较，若二者相等，则说明被测编码器7、解码器6工作正常。上述过程是在控制器4的控制下进行的。这种监测方法的特点是利用解码器输出后经采样-保持电路恢复的直流电平AT′直接送入编码器编码，来判断被测环路上的编码/解码器工作是否正常。但是这种监测方法不能对新一代的单路PCM编码器和话路滤波器组合单片进行监测，原因是1.这种组合单片中发端除编码器外还包括了话路滤波器、放大器，收端除解码器外还包括了话路滤波器、放大器，因此不能形成类似前述的监测方法所必须的能通过直流信号的检测环路;2.这种组合单片不能在传输用户信息过程中进行检测。
本发明的目的是提出一种新的监测方案，解决各路PCM编码器和话路滤波器组合单片的在机监测问题。
本发明的技术要点是采用与测试数字码组对应的交流信号通过PCM编码器、话路滤波器、放大器构成的被测环路，分析对交流信号重量化得到的回收数字码组，来判断被测环路工作是否正常。
其方法是采用对应于某一交流周期信号的测试数字码组，经被测解码器(D/A)变换成交流信号，通过被测收端话路滤波器、放大器，经切换开关到被测发端放大器、话路滤波器，并由被测编码器重新量化编码，变成回收数字码组。当被测环路具有确定的增益时，根据测试数字码组对应模拟信号的周期、幅度、相位，确定回收数字码组对应模拟信号应有的周期、幅度和相位，以得出回收数字码组中各采样点的上、下限值。如果实际回收数字码组中各采样值均在前述上、下限值范围内，则认为该路编码器工作正常。
其装置由码发生器8、码接收器9、控制器10和切换开关11组成，如附图2所示。控制器10连接码发生器8和码接收器9的并行接口，并控制切换开关11;码发生器8的出端与解码器12的输入端相接，切换开关11接在收端放大器14后发端放大器17前使解码器12变换的模拟信号通过话路滤波器13、放大器14后再送入发送端的放大器17、话路滤波器16、编码器15，编码器15的输出端与码接收器9的输入端相连。
下面结合附图2对本发明进行详细描述，以便进一步阐明发明。
一.采用的测试数字码组应具有以下特点测试数字码组对应于某一模拟交流周期信号的一个或多个周期，这一模拟交流周期信号的各次谐波分量均应能通过收、发通道的话路滤波器，幅度不应超出编码器、解码器的最大量化电平范围;而且在一个周期内仅有两个过零点，以便根据国际电报电话咨询委员会(CCITT)G.712建议的PCM编码律(第一位为符号位)来确定回收数字码组对应的模拟信号正半周的第一个采样点，从而计算出初相位。由于回收数字码组对应模拟信号的周期与测试数字码组对应模拟信号的周期相等，幅度可根据被测环路增益得出，初相位可以求出，回收数字码组对应的模拟信号可以唯一地确定下来，从而计算出各采样点应有的幅度值。将它们与回收数字码组中各实际采样值依次比较，可判断被测环路工作是否正常。
二.控制器10可读入用户话路“空闲/工作”电平H。检测之前，由控制器10选择空闲话路做为待测话路，对于正在工作的话路，记下其路号并自动等待其空闲后给出“空闲”电平，当控制器10读入“空闲”电平后控制器10应完成1.发出使能信号E控制切换开关11从通话位置X切换到环路位置L，形成被测环路;2.控制码发生器8将预先确定了的测试数字码组插入接收码流D21中与待测话路对应的时隙，经解码器12变换成模拟信号，该模拟信号通过收端话路滤波器13、放大器14后经切换开关11送入发端的放大器17、话路滤波器16，由编码器15变换成数字码，并由码接收器9从发码流D22中待测话路对应的时隙中分离出来，成为回收数字码组。控制器10根据回收数字码组从负到正的第一个采样值，计算(或查表)确定出回收数字码组对应模拟信号应有的初相位，从而进一步计算(或查表)确定其它各采样点应有的幅值，并与回收数字码组中各实际采样值进行比较，如果两者相符，则认为被测环路工作正常，并输出监测结果R。
本发明的优点是1.实现了对单路PCM编码器和话路滤波器组合单片的在机监测，即利用用户传输信息的时隙进行检测，而不影响用户通讯;2.用交流信号作为监测信号，不仅能将编解码器、话路滤波器、放大器共同监测，使监测全面地反映通讯设备的工作情况，而且可采用灵活多样的交流信号形式来检测环路的交流特性，例如采用多种频率成分的复合信号检测话路滤波器性能，以监测话路的频率特性。3.能适应于收、发定时系统同步或准同步的状态，即收、发定时的标称值相同，但允许有±50ppm以内的偏差。
实施例以本发明对单路PCM编码器和话路滤波器组合单片Intel2914进行监测为例。
测试数字码组为对500Hz、-6dBmO的正弦信号的采样值，采样频率为8KHz，共有16个采样点，采样点起始位置为O0，各采样点取值构成测试数字码表;被测环路增益为3dB，因此回收数字码组对应的模拟信号幅度应为-3dBmO，周期为500Hz;初相位则由初相位表查到，该表事先按反正弦函数设计好，由于正半周的第一个采样点落在(0～2π/16)区间内，再将此区间等分为5等份，对应于5种初相位取值区间，计算出π/40、2π/40、3π/40、4π/40和5π/40 5点的幅值，构成初相位表，由回收数字码组中，数值从负到正的第1个采样点值，在初相位表上就能查出初相位;回收数字码组其余各点(第2至16点)的上、下限值，可根据初相位查取值上、下限表查到，取值上、下限表根据上述5种初相位区间事先设计好，即将上述各区间端点分别加上2π/16·n(n＝1，2，……，15)计算出的幅值再根据上、下限分别加上±256个最小量化电平值作为允许的误差范围，构成取值上、下限表。测试数字码组表、初相位表和取值上、下限表均存在控制器(8位单片机内存)中。
其装置如附图3所示，控制器为一个通用8位单片机18，码发生器由一个通用8位并入串出移位寄存器19和一个二选一开关20构成，码接收器由一个通用8位串入并出的移位寄存器21构成，切换开关22则是利用被测Intel2914中的开关。8位单片机18读入话路“空闲”电平H后，1.发出检测切换使能信号E控制Intel2914中的切换开关22从通话位置X到环路位置L，形成被测环路，同时切换二选一开关20，以便允许测试数字码组进入被测Intel2914;2.8位单片机18不断检测两个移位寄存器19、21的状态，当8位并入串出移位寄存器19发出8位“移空”指示时，向该寄存器写入测试数字码;当8位串入并出移位寄存器21发出8位“移满”指示时，从该寄存器读出回收数字码，依次存入8位单片机18内存。两个移位寄存器19、21分别利用通讯终端机内的路定时和时钟作为移位使能信号和移位脉冲，即8位并入串出移位寄存器19采用收路定时TSr和收时钟CKr工作;8位串入并出移位寄存器21采用发路定时TSx和发时钟CKx工作;3.8位单片机18控制发送10个周期的测试数字码组，并将码接收器21接收到的最后16个采样点(一个周期的采样点)作为回收数字码组。4.从上述回收数字码组中找出从负到正的第一个采样点，用其数值查初相位表确定出初辔唬俑莩跸辔徊槿≈瞪稀⑾孪薇恚贸龈骰厥帐致胗τ械娜≈瞪稀⑾孪蓿直鹩胧导驶厥帐致氡冉希缛坎裳憔谇笆錾稀⑾孪薹段冢蛉衔徊饣仿饭ぷ髡＃⑹涑黾觳饨峁鸕。
下面根据附图4说明各点时序收时钟CKr、发时钟CKx均为2.048MHz方波，可以是同步或是准同步的;收路定时TSr、发路定时TSx由通讯终端同步定时系统给出，对应于被测话路的时隙，为8位码宽的低电平;收码流D31即为来自对端的数据，发码流D32即为发向对端的数据;检测切换使能信号E在检测开始时给出高电平，检测完毕后恢复为低电平。
附图1为西门子专利监测装置框图。
1-码发生器2-比较器3-码接收器4-控制器5-采样-保持电路6-解码器7-编码器A11-各路模拟输出
A12-各路模拟D11-收码流D12-发码流DT-测试数字码DT′-回收数字码AT-解码器输出的模拟形式的测试信号AT′-采样-保持电路输出的直流电平实线框为监测装置，虚线框为被测编/解码器。
附图2为本发明监测装置原理框图。
8-码发生器9-码接收器10-控制器11-切换开关12-解码器13-话路滤波器14-放大器15-编码器16-话路滤波器17-放大器A21-去用户的模拟话音输出A22-用户模拟话音输入D21-收码流D22-发码流E-使能信号H-“空闲/工作”电平输入R-监测结果L-环路位置
X-通话实线框为监测装置，虚线框内为被测环路。
附图3为本发明实施例框图。
18-8位单片机19-8位并入串出移位寄存器20-二选一开关21-8位串入并出移位寄存器22-模拟切换开关23-解码器24-话路滤波器25-放大器26-放大器27-话路滤波器28-编码器A31-去用户的模拟话音输出A32-用户模拟话音输入CKr-收时钟CKx-发时钟D31-收码流D32-发码流E-使能信号H-“空闲/工作”电平输入R-监测结果TSr-收路定时TSx-发路定时L-环路位置X-通话位置实线框为监测装置，虚线框为被测Intel2914单片和PCM通讯终端中的电路。
附图4为本发明实施例时序图。
CKr-收时钟TSr-收路定时D31-收码流CKx-发时钟TSx-发路定时D32-发码流E-使能信号。
权利要求
1.一种在机监测脉码调制编码器的方法，其特征在于采用与测试数字码组对应的交流信号通过PCM编码器、话路滤波器、放大器构成的被测环路，分析对该交流信号重新量化编码得到的回收数字码组来判断被测环路工作是否正常。
2.按权利要求1所说的在机监测脉码调制编码器的方法，其特征在于所说的测试码组对应于交流信号的一个或多个周期，经被测解码器(D/A)变换成交流信号，通过被测收端话路滤波器、放大器，经切换开关，进入发端放大器、话路滤波器，并由被测编码器重新量化编码，成为回收数字码组，当被测环路具有确定增益时，根据测试数字码组对应模拟信号的周期、幅度、相位，确定回收数字码组对应模拟信号应有的周期，幅度和相位，以得出回收数字码组各采样点的上、下限值，如果实际回收数字码组各采样点的上、下限值均在前述上、下限范围内，则认为该路编码器工作正常。
3.按权利要求1和2所说的在机监测脉码调制编码器的方法，其特征在于所说的交流信号的各次谐波分量应能通过收、发通道的话路滤波器，幅度值不应超出编码器、解码器的最大量化电平范围，且在一个周期内只有二个过零点。
4.按权利要求1和2所说的在机监测脉码调制编码器的方法，其特征在于所说的回收数字码组对应模拟信号的初相位可由回收数字码组正半周第一个采样点的幅值查初相位表得到，回收数字码组其余各采样点幅值的上、下限可根据初相位查取值上、下限表得到。
5.按权利要求1和2中所述的在机监测脉码调制编码器的方法，其特征在于监测过程利用用户通讯的间隙进行，不会影响用户的通讯，在检测之前由控制器根据“空闲/工作”电平选择空闲话路作为待测话路，对于正在工作的话路，记下其路号并自动等待其空闲后给出“空闲”电平。
6.一种在机监测脉码调制编码器的装置，由码发生器、码接收器、控制器组成，其特征在于控制器接一切换开关，此开关接在被测收端放大器之后，发端放大器之前，使测试数字码组经被测解码器变换成的模拟信号通过话路滤波器、放大器后返回被测发端放大器、话路滤波器和编码器构成的被测环路。
全文摘要
监测脉码调制编码器的方法及装置属于数字时分多路通讯技术领域，适用于脉码调制(PCM)通讯设备中对PCM编码器的监测，特别适用于对新一代的单路PCM编码器和话路滤波器组合单片进行在机监测。本发明的特点是用交流信号作监测信号，能全面监测编码器、话路滤波器、放大器的交流特性，并能适用于收发定时系统同步、准同步的工作状态下的监测。附图如下。
文档编号H04B17/00GK1034836SQ8810035
公开日1989年8月16日 申请日期1988年2月7日 优先权日1988年2月7日
发明者伍牧, 钱亚生 申请人:清华大学