1、中华人民共和国国家标准卫星通信地球站无线电设备测量方法第二部分分系统测量第七节频率调制器第八节频率解调器发布 实施中华人民共和国电子工业部 发布中华人民共和国国家标准卫星通信地球站无线电设备测量方法第二部分分系统测量第七节频率调制器第八节频率解调器中华人民共和国电子工业部 批准 实施本标准为卫星通信地球站无线电设备测量方法 系列标准之一第七节频率调制器主题内容与适用范围本节规定了频率调制器电性能的测量方法 并尽可能地仅涉及基本的调制器的测量 而不包括由预加重网络和声音副载波信号导频信号及辅助信号的组合网络所组成的基带部分 第八节给出了频率解调器的测量方法 调制器 解调器组合的基带终端之间的测量
2、在本系列标准第三部分各节中叙述定义对本标准而言 频率调制器是指用模拟的方法将基带信号调制中频载波的分系统这种基带信号可以是频分多路复用电话信号或者是带有声音副载波的电视信号以及导频信号和辅助信号这些基带信号通常是模拟信号但也不排除数字信号 然而本节所述的测量方法仅用以评价当传输模拟信号时调制器的性能调制器分系统通常由以下三个主要部分组成基带部分基带到中频的部分调制器中频部分概述图 为典型的调制器分系统方框图 需要测量的特性可分为三大类非转移特性基带到中频的特性与测量解调器相连接时 某些基带到基带的传输特性第一类仅涉及在基带端口和在中频端口的测量包括中频输出端的频率和杂散谐波信号的测量这些测量在
3、本系列标准的其他章节中叙述第二类测量形成了本节的基本部分 这是由于被测部件的性质是从基带到中频的变换第三类测量是在一套完整的调制器 解调器装置上进行的 但应用测量解调器取代实际或系统的解调器因为在实际应用中一种设计或生产厂家的调制器可能与其他设计或生产厂家的解调器一起工作所以 知道调制器对性能总的容差所产生的影响是非常必要的 不希望调制器与解调器之间产生补偿效应每个与测量解调器连接的调制器都应满足规定的技术条件 这就要求测量解调器的特性要优于被测调制器特性中频输出特性回波损耗按本系列标准 中频范围内的测量的规定本项测量应在调制器没有信号输出的情况下进行 例如 可通过使调制器内的振荡器不工作来实
4、现这个要求电平按本系列标准 中频范围内的测量的规定载波频率按本系列标准 中频范围内的测量的规定中频杂散和或谐波信号测量方法用合适的频谱分析仪或选频电平表检查调制器的中频输出以证实任何的中频杂散和 或谐波信号的电平都在规定的范围内 应注意中频杂散和谐波信号的测量应在没有调制以及关掉能量扩散发生器的情况下进行结果表示法测量结果最好采用已校准的频谱分析仪显示的照片图表或 记录仪记录的曲线表示 或者把比较主要的杂散和或谐波信号相对于有用信号的电平用分贝表示要规定的细节当要求进行本项测量时 设备技术条件中应包括下列内容杂散信号相对于有用信号的最大允许电平用分贝表示谐波信号相对于有用信号的最大允许电平用分
5、贝表示要求测量的频率范围有用信号的电平基带输入阻抗和回波损耗按本系列标准 基带测量 的规定频偏灵敏度定义和一般考虑对于一个给定频率的正弦信号来说 调制器的频偏灵敏度 可用频偏 与基带输入电压 的比值表示和 都用峰值或者都用方均根值表示由于预加重网络的影响 调制器的频偏灵敏度通常是基带频率的函数 当有可能在预加重网络之后获得基带输入点 图 时 则测量的调制器频偏灵敏度与所采用的基带频率无关注 参考资料 和测量方法测量方法为贝塞尔零值 法 它是基于在正弦波调制的情况下在以下给出的调制指数 上载波谱线第一次消失式中 峰值频率调制频率在频谱分析仪上看到的这个零点 即中频载波第一次消失的点由于基带信号发
6、生器残留谐波失真的影响不可能是一个理想的零值 然而载波电平下降 或更多些就足够了因为有多个调制指数值可以获得载波零点 所以确定第一零点的最好方法是将调制电压平稳地从零开始增加 直到载波第一次消失测量步骤如下基带信号发生器调整到测量频偏灵敏度所要求的频率上将基带信号发生器的输出电压置于零然后平稳地增加电压直到中频载波在频谱分析仪上第一次消失测量出调制器基带输入端的方均根值电压然后按 式计算在调制频率 处的调制器频偏灵敏度注 因为 的调制指数对应的中频带宽随调制频率的增加而线性增加 所以 使用这种方法测量频偏灵敏度要限制调制频率 使已调信号的频谱不超过系统带宽 另外一种方法是采用一个已校准好的测量
7、解调器来测量频偏灵敏度结果表示法测量结果应按下例表示频偏灵敏度 或者 基带输入电平为 时 方均根频偏为要规定的细节当要求进行本项测量时设备技术条件中应包括下列内容测量方法 条或其注基带输入信号的频率中频输出信号的频偏要求的频偏灵敏度或在规定输入电平上的输出频偏基带连接点即在预加重网络的前或后 见图所采用的预加重特性 如果使用的话调制极性定义和一般考虑如果输入电压的正方向变化引起中频频率增高则频率调制器的极性为正在电视传输中调制极性是很重要的测量方法检查调制极性的一个简单方法是加一个非对称波形给被测调制器并将调制器输出的中频信号加给一个已知极性的测量解调器如果解调器输出信号极性与调制的输入信号极
8、性相同那么调制器的极性就与这个已知的解调极性相同另一方法是在基带输入端加上由行同步脉冲和一个正向峰值亮度信号所组成的信号 观察频谱分析仪所显示的调制器中频频谱 对于正的调制极性最高电平谱线的频率将高于频波频率微分增益非线性和微分相位 群时延定义和一般考虑激励被测调制器的基带信号是由幅度较小 频率较高幅度和相位保持不变的正弦信号测试信号叠加在频率较低幅度较大的信号扫描信号上组成的 在调制器中频输出端测试信号引起的频偏对应于一个正弦的频移 该频移的大小的相位取决于扫描信号电压的瞬时值被测调制器的微分增益 和微分相位 定义为该瞬时值的函数 由下式给出式中 输入扫描信号的瞬时值调制器微分增益是 的函数
9、测试信号产生的输出频偏的大小是 的函数扫描信号为零值时 测试信号产生的输出频偏的大小调制器微分相位是 的函数测试信号产生的输出频偏的相位 是 的函数扫描信号为零值时测试信号产生的输出频偏的相位对于一个无失真的理想调制器微分增益和微分相位都是零 而一个实际的调制器以上函数将会呈现变量 实际的调制器特性既可用这些函数本身表示也可用微分增益失真和微分相位失真表示 微分增益失真和微分相位失真定义为上述函数的两个极值之差通常分别用百分数和度表示失真百分数失真度测试信号频率的选择取决于要评价调制器的哪个部分 以及需要测哪些参数 即微分增益或非线性 微分相位或群时延 对于非线性和群时延的定义以及选择测试频率
10、的因素可按本系列标准的基带测量测量微分增益和非线性采用相同的方法但所用的测试频率不同 非线性是调制器的一个重要性能参数 因为它表示输出频率输入电压特性相对于理想线性响应的偏差 测量非线性所用的测试信号频率较低 其典型范围为测量方法调制器的微分增益非线性和微分相位群时延的测量需要一个测量解调器 这种解调器与被测调制器相比应具有小的微分增益非线性和微分相位群时延在这项测量中 测量解调器可由一个外差型的解调器组成 其外差振荡器由扫描信号控制它抑制了扫描信号引起的频偏因此实际上可消除解调器的失真图 给出了测量调制器的微分增益和微分相位的简化配置 图中所示包括测量解调器在内的完整的测量装置 就是商品化的
11、线路分析仪 无线电线路测试仪或系统分析仪对于调制器的测量 线路分析仪通常由以下两部分组成与被测设备的基带输入端相连接的发送部分 这部分由一个扫描信号源和一个测试源组成与被测设备中频输出端相连接的接收部分 这部分由测量解调器及其后面的带通滤波器包络检波器相位检波器以及水平和垂直轴已校准的示波器组成 其带通滤波器用于提取测试信号 检波器用以提供微分增益 非线性和微分相位群时延信号示波器的水平偏转由解调出的扫描信号产生该信号是从测量解调器馈送给低通滤波器后取出的注 当使用高测试频率时 中频被测范围将不近似于扫描宽度 而是近似于扫描宽度加上两倍的测试频率 现代线路分析仪提供了当改变测试频率时保持被测范
12、围不变的工作方式必须保证在调制器之前的基带放大器不要被大幅度的扫描信号过激励 为了满足这一要求 通常应限制所施加的扫描幅度 或者测量时将调制器的基带部分除外 这样就允许用一大幅度的扫描信号来测量整个调制器特性 当基带放大器的低端截止频率使得扫描信号不能传输时 也必须在测量时去掉调制器之前的基带部分结果表示法微分增益和微分相位的测量结果最好用两根轴都适当校准的示波器显示的函数照片图表或记录仪记录的曲线表示 可用同时显示出两个函数的单张照片图表或 记录仪记录的曲线来表示另外也可以文字说明微分增益失真非线性微分相位失真群时延和扫描范围要规定的细节当要求进行本项测量时设备技术条件中应包括下列内容中频扫
13、描范围 例如在上述范围内所允许的微分增益失真例如在上述范围内所允许的微分相位失真 例如采用的测试频率基带连接点即在基带放大器的前或后无用的幅度调制一般考虑频率调制器通常存在轻度的幅度调制这些幅度调制或是调制器本身引起的或者由于调制器后面中频电路的振幅频率特性引起的这种幅度调制是不希望有的因为后面的调幅调相转换或解调器对调幅的敏感性可能会引起附加的基带失真测量方法图 所示为测量这种无用的幅度调制的简化配置这与用来测量微分增益 微分相位的配置一样但在接收部分需要用一个中频包络检波器来代替测量解调器及其后面的电路被测调制器由扫描信号源 不用发送部分的测试信号 激励其中频输出电平由中频包络检波器检出检
14、波器的输出用于显示器的垂直偏转在规定频率范围内这个特性曲线的形状就是对幅度调制的量度 要选择工作条件下最高频偏所对应的扫描宽度来进行这项测量 商品化的线路分析仪的接收部分有一工作种类开关它允许按 条所详述的通过测量解调器进行微分增益或微分相位的测量 也允许通过中频包络检波器进行中频振幅频率特性的测量结果表示法频率调制器无用的幅度调制的测量结果最好用两根轴都适当校准的示波器显示的中频振幅 频率特性照片 图表或 记录仪记录的曲线表示 也可以用文字说明特性的极值之差和所用的扫描范围要规定的细节当要求进行本项测量时设备技术条件中应包括下列内容扫描宽度中频振幅频率特性的容限基带振幅频率特性定义调制器的基
15、带振幅频率特性是指基带输入信号幅度不变的条件下 中频频偏与基准频偏之比用分贝表示作为基带调制频率的函数的曲线 基准频偏是在规定的基带频率上的频偏一般考虑对调制器的基带振幅频率特性的测量需要一个测量解调器根据定义测量这一特性的测量解调器当其输入信号频偏恒定时应提供一额定的恒幅基带输出信号该信号是调制频率的函数 测量时应使用小幅度基带信号以避免较高调制频率时出现显著幅度的较高阶边带信号如果被测调制器不能与它的预加重网络分开则测量解调器就必须带有校准过的相应的预加重网络然而在某些情况下预加重网络可以与调制器分开 这样 就可以测量基本调制器的振幅频率特性了 在这种情况下应单独地测量预加重网络的基带振幅
16、 频率特性注 目前 不可能将被测量调制器 测量解调器对整个基带频率特性的贡献分开 这是由于测量解调器 被测调制器的贡献具有同样的数量级 因此 常用被测系统的调制器和解调器来进行此项测量 并仅仅对总特性加以规定测量方法本系列标准 中图 给出了测量配置 所提到的基带终端之间的 被测设备是由在中频上互相连接的测量解调器和被测调制器所组成的结果表示法当采用扫频法测量时应使用示波器显示的照片图表 记录仪记录的曲线表示 当测量结果不用图形表示时 应按下例表示调制器或背靠背连接的调制器和解调器 的基带振幅频率特性从 到 相对于处的值在 之间逐点测量时可以列表或按上例表示要规定的细节当要求进行本项测量时 设备
17、技术条件中应包括下列内容基带基准频率基带频率范围基带振幅频率特性的容限基准频率点的中频频偏预加重去加重特性当需要时频分多路复用电话的测量目前不可能将被测调制器对互调噪声的贡献单独测出 这是由于测量解调器也贡献相同数量级的噪声 因此通常要使用系统解调器按本系列标准第三部分第四节频分多路复用传输的测量 中给出的测量方法进行噪声测量 并仅仅规定整个调制器解调器的噪声值 对于与负载无关的调制器基本噪声的测量可在无调制的情况下与一个已知基本噪声特性的测量解调器连接在一起进行基带的测量见 的第 章电视测量目前不可能将被测调制器对波形失真的贡献单独测出 这是由于测量解调器也贡献相同数量级的失真 因此 通常要
18、使用系统解调器按本系统标准 电视传输的测量中给出的方法进行失真测量 并仅仅规定整个调制器解调器的失真值注 多数性和非线性波形失真不受基本的调制器 解调器本身的影响 而是受基带部分 包括带限滤波器 预加重和去加重网络等 的影响 如果能将这些部分分出 就可以直接在基带测量它们的性能在测量调制器的基本噪声时即未调制时 可将调制器与一个已知基本噪声性能的测量解调器连接进行基带的测量载波能量扩散分系统测量方法下列测量可在载波能量扩散分系统进行见参考资料将示波器接到能量扩散信号发生器的输出端见图 检查信号的波形幅度和同步 如需要的话对于电视传输而言要核实能量扩散信号是否与电视信号的场同步波形同步的为测量能
19、量扩散信号随时间的频率稳定度 应该使用与记录仪相连接的频率计为了测量能量扩散信号的幅度是否随基带负载而变化 应将带有基带低通滤波器 如 的测量解调器接在被测系统调制器的中频输出端 在基带输出端来测量能量扩散信号的幅度该幅度是基带输入信号电平的函数 基带输入信号对频分多路复用电话是白噪声测试信号见本节的第 章 对电视是电视测试信号见本节的第 章结果表示法测量结果应表示如下能量扩散信号波形的照片及其幅度的说明在所规定的时间内能量扩散信号发生器频率稳定度的记录能量扩散信号电平随基带负载的变化要规定的细节当要求进行本项测量 设备技术条件中应包括下列内容信号的幅度频率和容差所允许的随基带负载不同引起的电
20、平变化第八节频率解调器主题内容与适用范围本节给出了频率解调器电性能的测量方法 其中包括门限和载波噪声比的测量因为这些在卫星通信系统中都是基本的参数并尽可能地仅涉及基本的解调器的测量 而不包括由去加重网络和声音副载波信号导频信号及辅助信号的组合网络所组成的设备第七节给出了频率调制器的测量方法调制器解调器组合的基带终端之间的测量在本系列标准第三部分各节中叙述定义就本标准而言 频率解调器是指用模拟的方法对由基带信号调频的中频载波进行解调的分系统基带信号可以是频分多路复用电话或者是带有声音副载波信号的电视信号导频信号和辅助信号这种基带信号通常是模拟信号但也不排除数字信号 然而本节所述的测量方法仅用以评
21、价当传输模拟信号时解调器的性能解调器分系统通常由以下三个主要部分组成中频部分中频到基带的部分例如鉴频器基带部分概述图 为典型的卫星通信地球站解调器的方框图目前常用两种不同类型的解调器即普通解调器和门限扩展解调器需要测量的特性可分为三大类非转移特性中频到基带的特性与测量调制器相连接时 某些基带到基带的传输特性第一类测量适用于中频输入端的测量第 章和基带输出端的测量第 章第二类测量形成了本节的基本部分 这是由于被测部件的性质是从中频到基带的变换 为了评价中频输入电平的影响应在规定的中频输入电平的标称值最小值最大值上进行一些规定的测量注 幅度调制影响的测量不包括在本标准之中 因为假定输入电平完全在限
22、幅器的工作范围内 后面的调幅 调相转换可以忽略不计第三类测量是在一套完整的调制器 解调器装置上进行的 但应使用测量调制器取代实际或系统的调制器因为在实际应用中一种设计或生产厂家的解调器可能与其他设计或生产厂家的调制器一起工作所以 知道解调器对性能总的容差所产生的影响是非常必要的 不希望解调器和调制器之间产生补偿效应每个与测量调制器连接的解调器都应满足规定的技术条件 这就要求测量调制器的特性要优于被测解调器的特性中频输入回波损耗按本系列标准 中频范围内的测量也可能需要在中频谐波上测量基带输出阻抗和回波损耗按本系列标准 基带测量频偏灵敏度定义和一般考虑对于一个给定频率的正弦信号解调器的频偏灵敏度
23、可用基带输出电压 与频偏 的比值表示和 都用峰值或都用方均根值表示由于去加重网络的影响解调器的频偏灵敏度通常是基带频率的函数然而有些情况下可能在去加重网络之前获得基带输出点图 时则测得的解调器频偏灵敏度与所用的基带频率无关测量方法采用已准确知道频偏的测试信号有两个方法可以得到频偏灵敏度即下面讨论的贝塞尔零值法和双信号法在第一种方法中使用较低的调制频率例如小于 在精确的 调制指数上进行测量 而第二种方法要用较高的调制频率例如大于 在低调制指数 例如不超过 上进行测量 因此后一种方法特别适用于在导频和声音副载波频率上的测量贝塞尔零值法图 所示为一种适合于对解调器的频偏灵敏度进行测量和校准测量调制器
24、频偏的配置 测量方法为贝塞尔零值法测量调制器的频偏的校准是基于在正弦波调制情况下在下述调制指数时载波谱线第一次消失这一事实式中 峰值频偏调制频率在频谱分析仪上看到的这个零点 即中频载波第一次消失的点由于基带信号发生器残留谐波失真的影响不可能是一个理想的零值 然而载波电平下降 或更多些时就足够了因为有多个调制指数值可以获得载波零点 所以确定第一零点的最好方法是将调制电压平稳地从零开始增加 直到载波第一次消失测量步骤如下基带发生器调整到测量频偏灵敏度所要求的频率上将发生器的输出电压置于零然后平稳地增加电压直到中频载波在频谱分析仪上第一次消失测量出解调器基带输出的方均根值电压然后按式 计算在调制频率
25、 处的解调器频偏灵敏度注 因为 的调制指数对应的中频带宽随调制频率增加而线性增加 所以 使用这种方法测量频偏灵敏度要限制调制频率 使已调信号的频谱不超过系统带宽 另外一种方法是采用一个已校准的测量解调器来测量频偏灵敏度双信号法图 所示为一种适合用双信号法测量频偏灵敏度的配置 在低调制指数 不超过 和高调制频率在 之间情况下通常用这种方法来校准解调器频偏灵敏度 因此这种方法特别适用于在导频信号和声音副载波频率上进行测量用两个中频晶体振荡器来产生规定频率点上的准确频偏 这两个振荡器具有相等的输出电平 但频率不同 第一个振荡器工作在标称载波频率例如 上 第二个振荡器的工作频率与载波频率相差一个已知值
26、如图 所示 晶体振荡器 的输出信号按下述规定经过适当衰减后 与晶体振荡器 的信号相加然后调整衰减器 使复合信号的电平适合于被测解调器的输入电平 由于解调器的限幅作用实际上产生了纯角度调制信号 为了减小无用的幅度调制必须在被测解调器之前插入一个外部限幅器这个限幅器应具有低的调幅 调相传换 使测量误差减小到可接受的电平方均根值频偏由下式给出式中 衰减器 的电压衰减量从这个公式中可以计算出所要求的衰减量 例如在 为 时要产生 方均根值频偏则需要的衰减量就是 为该值对应为实际上 应采用足够高的调制频率 使 例如当用上述方法产生了已知的频偏解调器的频偏灵敏度就可用式 计算式中 解调器输出端频率 的方均根
27、值电压结果表示法测量结果应按下例表示频偏灵敏度 为 或者方均根频偏为 时基带输出电平为要规定的细节当要求进行本项测量时 设备技术条件不应包括下列内容测量方法 条或 条使用贝塞尔零值法时中频输入信号的调制频率 或者使用双信号法时两个输入载波频率之差中频输入信号的频偏所要求的频偏灵敏度或者在规定频偏时的输出电平基带连接点即在去加重网络的前或后 见图使用的去加重特性 如果使用的话中频输入电平 最大值标称值和最小值解调极性定义和一般考虑如果中频频率的增高引起输出电压的正方向变化 则频率解调器的解调极性为正 由本系列标准可见在电视传输中调制极性是很重要的测量方法检查解调极性的一个简单方法是加一个非对称波
28、形给已知调制极性的测量调制器并将这个中频信号加给被测解调器如果解调器输出信号的极性与调制器输入信号的极性相同则解调极性就与已知的调制极性相同另一个方法是用低频调制信号使中频载波产生大频偏 并将这个已调制的载波与一个已知频率的小幅度连续波的中频载波一起加到被测解调器的输入端在解调器的输出端可以在示波器上看到干扰载波和调制载波之间的拍频 如果将干扰载波的中频增高拍频点的电压也升高则解调极性为正测量配置和示波器的显示如图 所示微分增益非线性和微分相位群时延定义和一般考虑被测解调器由一个中频载波激励该中频载波由叠加在低频扫描信号上的正弦测试信号所调制该正弦测试信号所产生的频偏大小和相位是恒定的在解调器
29、基带输出端解调出的测试信号的幅度和相位取决于扫描载波频率的瞬时值被测解调器的微分增益 和微分相位 定义为该瞬时值的函数 由下式给出式中 输入载波频率的瞬时值解调器微分增益是 的函数输出测试信号幅度是 的函数频带中间载波频率点上的输出测试信号的幅度解调器微分相位是 的函数输出测试信号相位是 的函数在频带中间载波频率上的输出测试信号相位对于一个无失真的理想解调器微分增益和微分相位都是零 而一个实际的解调器以上函数将会呈现变量 实际解调器的特性既可用这些函数本身表示也可用微分增益失真和微分相位失真来表示微分增益失真和微分相位失真均被定义为上述函数的两个极值之差通常分别用百分数和度来表示失真百分数失真
30、度测试信号频率的选择取决于评价解调器的哪个部分 以及需要测哪些参数 即微分增益或非线性微分相位或群时延 本系列标准 基带测量 中给出了非线性和群时延的定义以及选择测试信号频率需考虑的因素测量微分增益和非线性采用相同的方法但所用的测试频率不同 非线性是解调器的一个重要性能参数 因为它表示输出电压 输入频率特性相对于理想线性响应的偏差 测量非线性所用的测试信号频率较低其典型范围为测量方法解调器的微分增益非线性和微分相位群时延的测量需要一个理想的调制器 根据定义一个理想的调制器当被测试和扫描的复合信号激励时由测试信号所产生的频偏大小和相位是恒定的并且与扫描载波频率瞬时值无关用这种方法测试时可由以下的
31、方法来构成一个近似理想的调制器用两个调制器工作在比中频高得多的频率上 并且两者之差为中频 一个调制器用扫描信号调频 另一个调制器用测试信号调频 具有恒定测试信号频偏大小和相位的扫描中频信号就是由这两个信号外差成中频信号的图 给出了解调器微分增益和微分相位的简化测量设备配置 上述理想调制器的配置表示在注明发送部分 的虚线内在注明接收部分 的虚线内测试信号分量由调谐到测试频率上的带通滤波器取出输出测试信号的幅度和相位调制由包络检波器和相位检波器检出于是就将微分增益和微分相位信号供给显示器的垂直轴 有些情况下在解调器的输出端配置一个低通滤波器就可分离出加给示波器的扫描电压 在另一些情况下这个电压是由
32、扫描信号发生器提供的测量中还需要一个合适的移相器注 通常称为 线路分析仪 的商品化测试设备具有图 虚线内的测试配置功能 虽然在图 中没有说明 但这种测试设备通常都有附加设备来校准显示器的垂直和水平轴当使用高测试频率时 测量的频率范围将不近似于扫描宽度 而大约是扫描宽度再加上两倍的测试信号频率必须保证解调器后面的基带放大器不要被幅度扫描信号过激励 为了满足这一要求 通常应限制所施加的扫描宽度 或者测量时将解调器的基带部分除外 这样就允许用足够的扫描宽度来测量整个解调器的特性 当基带放大器的低端截止频率使得扫描信号不能传输时 也必须在测量时去掉该放大器结果表示法微分增益和微分相位的测量结果最好用两
33、根轴都适当校准的示波器显示的函数照片来表示 通常用一张照片同时表示出两个函数 另外也可以文字说明微分增益失真微分相位失真和扫描范围要规定的细节当要求进行本项测量时 设备技术条件中应包括下列内容中频扫描范围 例如在上述范围内所允许的微分增益失真例如在上述范围内所允许的微分相位失真 例如采用的测试频率基带连接点即在基带放大器的前或后中频输入电平 最大值标称值和最小值基带振幅频率特性定义解调器的基带振幅频率特性是指在中频输入频偏不变的条件下 基带输出电平与基准电平之比用分贝表示作为基带调制频率的函数的曲线 基准电平是在规定的基带频率上的输出电平一般考虑解调器的基带振幅频率特性的测量需要一个测量调制器
34、根据定义 测量这一特性的测量调制器当基带输入电平恒定时应提供具有标称频偏的中频输出信号 该信号是基带输入频率的函数测量应使用小频偏以避免在较高调制频率时出现显著幅度的较高阶边带信号如果被测解调器不能与它的去加重网络分开 则测量调制器就必须带有校准过的相应的预加重网络 然而在某些情况下去加重网络可以与解调器分开这样就可以测量基本的解调器的振幅频率特性解调器的基带振幅频率特性的测量最好在几个规定的中频输入电平上进行注 目前 不可能将被测解调器 测量调制器对整个基带频率特性的贡献分开 这是由于测量调制器 被测解调器的贡献具有同样的数量级 因此 常用被测系统的调制器和解调器来进行此项测量 并仅仅对总特
35、性加以规定测量方法本系列标准 基带测量 中图 给出了测量配置图中基带终端之间的 被测设备是由在中频上互相连接的测量调制器和被测解调器所组成的结果表示法当采用扫频法测量时 应使用示波器显示的照片或者用 记录仪记录的曲线来表示 当测量结果不用图形表示时应按下例表示调制器或背靠背连接的调制器和解调器 的基带振幅频率特性从 到 相对于处的值在 之间逐点测量时可以列表按上例表示要规定的细节当要求进行本项测量时 设备技术条件中应包括下列内容基带基准频率基带频率范围基带振幅频率特性的容限基准频率上的中频频偏预加重去加重特性当需要时中频输入电平 最大值标称值和最小值频分多路复用电话的测量目前不可能将被测解调器
36、对互调噪声的贡献单独测出 这是由于测量调制器也贡献相同数量级的噪声 因此通常使用系统调制器来进行该项测量并仅仅规定整个调制器 解调器的噪声值 除了本系列标准第三部分第四节 频分多路复用传输的测量中所规定的细节外 还要对中频输入电平范围加以规定在测量解调器的基本噪声 即无噪声负载时 可以采用噪声极低的连续波发生器如晶体振荡器或者频率合成器来代替未加载的系统调制器电视测量目前不可能将被测解调器对波形失真的贡献单独测出 这是由于测量调制器也贡献相同数量级的失真 因此 通常要使用系统调制器按本系列标准 电视传输的测量中给出的方法进行失真测量 并仅仅规定整个调制器解调器的失真值注 多数性和非线性波形失真
37、不受基本的调制器 解调器本身的影响 而是受基带部分 包括带限滤波器 预加重和去加重网络等 的影响 如果能将这些部分分出 就可以直接在基带测量它们的性能除了 中规定的测量外还要规定中频输入电平的范围对于 的所述的解调器基本噪声的测量 可用噪声极低的连续波发生器如晶体振荡器或者频率合成器来代替未加载的系统调制器门限特性一般考虑对于给定的电话信道容量该项测量可以求出对应于解调器输入端的载波 噪声密度比 的输出信噪比 由于这项测量测出了系统的门限特性所以对于使用了门限扩展解调器的系统这项测量特别有必要测量话路的门限是指输出信噪比 从特性的直线段的外延线开始向下偏移一个规定的量例如 时所对应的载噪比 见
38、图调制信号的特性决定了门限特性不同 因此应该说门限与曲线有关 曲线上各点通常总是在相同条件下测得的 可以在白噪声调制或正弦信号调制的情况下测量门限 对于电话最好采用由白噪声来模拟频分多路复用电话信号的方法进行门限的测量测量方法当用白噪声信号模拟频分多路复用电话信号来调制载波时用图 所示的测量配置可测得规定话路的 与 的函数关系曲线 把由白噪声调制的中频载波与中频噪声发生器产生的中频噪声相加 就得到了测试信号 测量前应该核实以下项目未调制的调制器的中频频率为规定的值例如被测解调器置于所规定的电话信道容量上带通滤波器的带宽与被测设备的信道容量相一致这个滤波器可以是测试设备或系统的一部分利用适当的带
39、限滤波器 白噪声发生器置于相同的信道容量上见本系列标准确定了调制器的灵敏度后白噪声发生器的输出电平置于可给出与规定的信道容量相一致的方均根值频偏的电平然后测量按下面的步骤进行将电阻性相加器输入端的中频噪声发生器断开用具有标称电阻 的标准负载代替调节已调制的中频载波电平用功率计测量 使中频带通滤波器的输出为一已知电平然后将已调制的中频载波从电阻性相加器上断开 换接上具有相同阻抗 的标准负载将中频噪声发生器重新接到电阻性相加器上最后调节可变衰减器直到用功率计测得的噪声电平等于在上述步骤 项中测得的电平这时载波功率与噪声功率是相等的即式中 和 分别表示在带通滤波器输出端的已调制中频载波功率和中频噪声
40、功率解调器输入端的载波与噪声密度比 可按下式计算式中 带通滤波器的等效噪声带宽为了改变 必须改变用以控制中频噪声功率电平的已校衰减器的衰减量 对于 的每一个值都可在解调器输出端于所选择的基带频率上用本系列标准 中给出的噪声功率比 法测出信噪比未调制时在规定的话路上 与 函数关系的测量话路上信号与基本噪声之比的测量按前面条款所述的方法进行 只是信噪比 的测量要在未调制的情况下进行用正弦信号调制载波时 与 函数关系的测量除了基带噪声发生器要用正弦信号发生器代替之外其测量配置与图 所示相同 要调整正弦波发生器信号的频率和电平来产生的希望的频率偏移 必须确保使之不对应于一个电话的测量话路门限附近信号电
41、平跌落的测量在门限附近当传送到解调器的中频噪声包络的瞬时值超过有用中频信号的幅度时 解调器输出的信号就要受到抑制用 条中所述的基带信号将一选频电平表接在解调器的输出端 并使用窄带 例如来测量正弦调制信号的电平就可以检查这一效应描出的曲线代表了有噪声或无噪声调制时正弦输出信号的电平对 的依赖关系 这些曲线将显示出在正弦调制信号频率上从门限开始的接收功率的递减核实在下述条件时输出信噪比的变化不大于一个小的量值例如 是重要的中频输入电平的规定变化量例如输入中心频率的规定变化量例如结果表示法测量结果应用输出信噪比随 变化的曲线来表示如图 的例子对应于不同的话路中心频率可画出几条曲线另外测量结果也可以用
42、输出信噪比值 变化的曲线来表示 是被测解调器输入端的等效噪声温度它与 的关系如下式中 玻耳兹曼常数相对于 带宽的噪声功率密度如果需要的话门限附近信号电平随 的跌落特性可与对应于正弦信号调制时的门限特性曲线一并给出要规定的细节当要求进行本项测量时 设备技术条件中应包括下列内容电话信道容量中频电平的范围输入中心频率的范围载波与噪声密度比的范围相应的输出信噪比在正弦调制的情况下门限附近的适合于特殊被测系统测量信号幅度变化或 变化的任何其他参数电话信道中门限附近脉冲噪声的测量一般考虑通常在解调器的输出端进行脉冲噪声的测量用最接近基带下限的话路这里三角分布的随机噪声最低能更容易地检测出门限附近的脉冲噪声
43、测量方法图 所示为一适用的测量配置在开始测量之前应核实未调制的调制器的频率为规定值例如被测解调器置于规定的电话信道容量利用适当的带限滤波器 白噪声发生器置于相同的信道容量上确定了调制器的灵敏度 见本系列标准 第 章 后白噪声发生器的输出电平置于可给出与规定的信道容量相一致的总的方均根值频偏的位置上然后必须校准脉冲计数设备以确保仅仅经过所选择的带宽 而且峰值电平高于所选门限的脉冲被计数 校准步骤如下低频正弦波信号发生器与中频调制器的输入端相接将信号频率调到使脉冲计数的通带中心频率上例如 推荐的最低测量话路的中心频率见本系列标准调节信号的电平以得到所规定的对应于来自解调器测试信号的方均根值频偏改变
44、脉冲计数的输入电平使计数刚好停止这就是计数门限 如果必要的话 可在计数器之前插入一个门限检测器注 计数器的灵敏度应适合于解调器相应的输出信号然后用具有带阻滤波器的白噪声信号发生器来代替正弦信号发生器 该带阻滤波器的中点为脉冲计数带宽的中点例如 然后将脉冲计数器的输入衰减减小例如 来验证计数已停止这时再把输入衰减恢复到原来的值这样脉冲计数设备就校好了 然后按下列程序测量将中频噪声发生器从电阻性相加器输入端断开用具有标称阻抗 的标准负载代替调节已调制的中频载波电平用功率计测量 使电阻性相加器的输出端得到一已知电平将已调制的中频载波从电阻性相加器上断开并用一个具有相同阻抗 的标准负载代替将中频噪声发
45、生器重新接到电阻性相加器上最后调节可变衰减器直到用功率计测得的电阻性相加器输出端的噪声电平等于在上述步骤项中测量的电平注 该项测量可在不同的 值上重复进行这样就计下了给定周期内的脉冲数 要验证它们的数目应低于规定的范围结果表示法测量结果应该用所记录的超过计数门限电平的脉冲数来表示 这些脉冲是在规定的 值周期和给定的一种或几种带宽情况下测得的要规定的细节当要求进行本项测量时 设备技术条件中应包括下列内容测量的频率及带宽取样周期计数门限电平调制信号测量时 值参考资料图 典型的卫星通信地球站频率调制器分系统配置开关 开关 导频输入 例如 电话基带输入 自动平均电平调节器电话预加重 基带放大器 能量扩散信号发生器 视频输入 同步信号分离器 能量扩散信号发生器 行预加重 行预加重 视频放大器中频调制器 中频限幅器 中频放大器图 测量调制器的微分增益微分相位和中频振幅频率特性的简化配置图 典型的卫星通信地球站频率解调器分系统配置图 用贝塞尔零值法测量解调器频偏灵敏度的配置图 用双信号法测量解调器频偏灵敏度的配置图 测量解调极性的配置图 测量解调器微分增益和微分相位的简化配置图 测量输出信噪比随输入载噪比变化的配置图 高 低端话路 随 变化的例子图 测量脉冲噪声配置附加说明本标准由南京无线电厂负责起草
