搜索
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