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移动通信调频无线电话发射机测量方法 |
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[ 通信界 / 中国电力通信网 / www.cntxj.net / 2006/10/2 9:41:26 ] |
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本标准参照采用国际标准IEC 489-2和IEC 489-2A《移动业务无线设备的测量方法 第二部分:A3E或F3E发射的发射机》(1978年版和1981年增订版)。
术语和测量条件
1 主题内容与适用范围
本标准规定了发射机性能的定义、测量条件和测量方法。 本标准适用于工作频率为25~1000MHz传输单路话音和其他类型信号,其音频带宽一般不超过10KHz的移动通信调频无线电话发射机。
术语
2.1 输入模拟网络
一种改变音频发生器输出特性的加权网络(见图1),以便模拟被测设备实际所需幅频特性的输入信号。
2.2 额定射频输出功率
当发射机在规定工作条件下其输出端连接规定负载时应得到的功率。
在双边带幅度调制情况下,规定调制深度为: (Vmax-Vmin) 调制深度= ×100%……………………………………(1) (Vmax+Vmin) 式中:Vmax――已调载波峰点处的峰-峰电压; Vmin――已调载波谷点处的峰-峰电压。
2.4 最大允许频差
对某一特定种类的业务,必须按照一致的协定所限制的峰值频偏的数值.
3 标准试验条件
3.1 工作条件
3.1.1 基本设备
被测的基本设备应按产品标准规定的工作方式进行安装和必要的调整。除特殊情况外,一般不应打开机壳进行测试,若需以另外一些工作方式工作时,设备应按照相应的说明进行安装和调整,对于每一种工作方式都应进行一系列完整的测量。
3.1.2辅助设备
被测设备所用的辅助设备在测试中应正常工作。
3.1.3特殊功能装置
除非另有说明,当设备配置有特殊功能装置的情况下,例如连续单音编码静噪、选呼和接收机消脉冲噪声等装置,则这些装置应停止工作,否则应随测量结果,记录这一事实。
3.2 基本电源的标准条件
产品标准应按照3.2.1到3.2.3条来规定标准试验电压。除非另有说明,试验电压是指设备在工作时的电源输入连接处的电压。
试验电压应借助于0.5级的电压表进行测量。除了测定便携设备中的电池使用寿命外的所有测量,都应在标准试验电压下进行,该试验电压不应超过偏离规定值的±2%。
注:如果设备通常接有不可拆的电源线或电缆,则电源线或电缆的输入连接器可以认为是设备的电源输入连接器,因此可在该连接器上测试其试验电压,必要时应说明所用电源线或电缆的截面。
3.2.1由蓄电池浮充供电的设备的直流试验电压
该类设备工作时,蓄电池通常被正常充电,按产品标准的标准直流试验电压应优先采用表1的标准试验电压乘以所用电池的节数。如果产品标准未作规定,那么表1所列的标准试验电压乘以所用电池节数被认为是该类设备的标准试验电压。
表1 每节电池的电压
蓄电池类型 |
标称电压 |
标准试验电压 |
工作电压 |
最大 |
最小 |
铅蓄电池
镍-镉非密封蓄电池
镍-镉密封蓄电池 |
2.0
1.2
1.2 |
2.30
1.40
1.25 |
2.8
1.6
1.5 |
1.8
1.1
1.1 | 注:①水银电池的特性待定; ②为了对设备进行测试,表中列出了最大和最小工作电压; ③用于航空器的蓄电池,可以与表1所列的特性有区别。
在某些设备规范中,主要指从直流电源中取得较大电流的情况,试验电压可根据电流来规定。例如,准备连接到标称电压为6V或12V的铅蓄电池的设备,不同工作电流的标准试验电压如表2所示。
表2
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工作电流,A |
试验电压,V |
工作电流,A |
试验电压,V |
<10
10~22
22~36
36~54
54~70
>70 |
6.9
6.8
6.7
6.6
6.5
6.4 |
<6
6~16
16~36
36~50
>50 |
13.8
13.6
13.4
13.2
13.0 | 3.2.2以原电池、干电池或工作时不充电的蓄电池供电的设备的标准直流试验电压
对于由自备原电池、干电池或设备工作时通常不充电的自备蓄电池供电的设备,产品标准规定的标准试验电压,不应超过该电池组在规定的间断工作条件下,其工作时间至少为有效电池寿命的10%时负载上测得的电压。
如果对标准试验电压未作规定,则在工作时间等于有效电池寿命的10%时,负载上测得的电压被认为是标准试验电压。
3.2.3使用其它电源的标准交流试验电压和频率
标准交流试验电压应等于产品标准规定的标称电压。
标准试验频率应等于制造厂规定的标称频率。
在测量中,试验电压和频率和偏差均不应超过标称值的±2%。
3.3 标准大气条件
3.3.1标准大气试验条件
当测量结构与温度和气压无关,或者其依赖规律是已知的,可以将测量结果通过计算修正到按3.3.2条所述的基准条件下的数值时,则测量可在下述范围内的任一温度、湿度和气压实际存在的组合条件下进行:
温度:+15~+35℃ 相对湿度;45%~75% 气压:86~106Kpa
在进行的一系列测量中,温度和相对湿度应大体稳定。
注:对于不能在正常的试验大气条件进行测量的地方,实际情况对测量结果的影响应附加在试验报告中。
如果所测量的参数取决于温度、湿度和气压,且它们之间的依赖规律不知道,可按3.3.3条进行。
3.3.2标准大气基准条件
如果所测量的参数取决于温度和(或)气压,且它们之间的依赖规律是已知的,则这些参数可在
3.3.1条给定的条件下测量,如有必要,所测得的数值可通过计算修正到下述基准条件下的数值:
温度:+20℃ 气压:101.3Kpa
注:没有给出相对湿度的要求,因为一般不可能通过计算加以修正。
3.3.3标准大气仲裁条件
如果所测量的参数取决于温度、湿度和气压,且它们之间的依赖规律不知道,经制造厂和用户双方同意,可在表3中选择其中一组(最好选择a组)条件下进行测量。
表3
组 别 |
温度,℃ |
相对湿度,% |
气压,Kpa |
a |
+20±1 |
63~67 |
86~106 |
b |
+23±1 |
48~52 |
86~106 |
c |
+25±1 |
48~52 |
86~106 |
d |
+27±1 |
63~67 |
86~106 | 试验报告中应给出测量时的温度、相对湿度和气压的实际值。
3.4 标准日工作循环条件
根据下述条件,确定设备为连续工作或间断工作。
3.4.1基地设备或载体设备的连续工作
在产品标准规定的额定负载条件下,发射机以额定射频输出功率和接收机以额定音频输出功率工作24h。
3.4.2载体设备的间断工作
在产品标准规定的额定负载工作下,在8h内,发射机以额定射频输出功率发射1min,接收机以额定音频输出功率接收4min,循环96次,随后发射机以额定射频输出功率发射5min,接收机以额定音频输出功率接收15min,循环3次。因此标准日工作循环实行每日工作9h,随后休息15h。
注:对于特殊用途,如果要求不同的间断工作循环,程序应在有关方面的协议中加以规定。
3.4.3便携和袖珍设备的间断工作
该标准日工作循环实行每日工作8h,随后休息16h。
a.电源输入功率小于或等于60W,兼有发射和接收的设备,其工作循环应为:在8h内,在额定音频输出功率下,接收6s,在额定射频输出功率下发射6s,随后守候48s,循环480次。
b.电源输入功率小于1.0W,兼有发射和接收的设备,其工作循环应为:8h内,在额定音频输出功率下接收3s,在额定射频输出功率下发射3s,随后守候54s,循环480次。
c.仅有发射(或接收)功能的设备,其工作循环应为:8h内,在额定输出功率下发射(或接收)6s,随后守候54s,循环480次。
4、补充试验条件
4.1 发射机的输入信号配置、调制限制和预加重
4.1.1输入信号源
输入信号源应由一个或多个连接至发射机输入端的音频信号发生器组成,如图1所示。
图1 输入信号测量配置
G1、G2-音频信号发生器;C-汇合网络(根据需要);M-阻抗匹配网络(根据需要);S-模拟网络(根据需要);T-被测发射机
注:模拟网络定义见2.1条,汇合网络和阻抗匹配网络的例子见附录A(补充件)。
4.1.2输入信号电压
音频输入信号电压是指图1所示的1和2两端的电压值,该输入信号电压应以其中包含的各个信号的电压值来表示。
4.1.3标准试验调制
标准试验调制是指由1000Hz正弦输入信号在一定电平下产生的频偏等于最大允许频偏的60%的调制。正弦输入信号的谐波失真应小于1%。
4.1.4标准输入信号电压
标准输入信号电压是指产生标准试验调制所需的输入信号电压。
4.1.5调制限制
除非另有规定,如果有调制限制器则应调至正常工作。
4.1.6预加重
除非另有规定,如果发射机中包含有预加重网络,则该网络应正常工作。
4.2 配有连接天线端口的发射机的输出信号测量配置
4.2.1试验负载
试验负载是一种非辐射性负载。它具有发射机制造厂规定的标称阻抗和功率,测试发射机时用以代替天线及其相连的馈线。
4.2.2测量设备的连接
测量设备的连接应保证测量设备和任何耦合装置对发射的负载不产生坏的影响。
4.3 配有整装天线的发射机的输出信号测量配置
试验负载应是制造厂提供的天线。
对于绝对测量,应使用配有测量仪器的辐射试验场地(见附录B(补充件)或附录C(补充件))。 对于相对测量,应使用在整个测量频率范围内具有稳定特性的一种辐射耦合装置,例如已校准的环形天线,该辐射耦合装置可放置在发射机附近或其他规定的位置。在这种情况下应把该耦合装置的输出端当作发射机输出端来处理(如图2所示)。因此,除非另有说明,其具体测量方法可参照配有连接天线端口的发射机的测量方法。
图2 配有整装天线发射机相对测量的输出信号配置
1-被测发射机;2-辐射耦合装置,例如已校准的环形天线;3-法拉第罩(根据需要)
4.4 音频频带的限制
由于某种特性,如剩余调制和音频失真的测量与试验设备的音频带宽有关。因此只有当解调信号的音频频带限制在规定的范围内时,才能获得重现的结果。 这种限制可以通过在音频测量装置之前的滤波器来完成。该滤波器可以装入测试设备内部。当测量剩余调制时,仅须规定滤波器的低通部分。具体规定见附录A。
5 测量设备的要求
测量设备应能重复给出高于测量要求的精度。此外,必须保证测量设备的性能以及各种设备的配置不致于影响测量结果。
测量设备的推荐特性见附录A。
第二篇 测量方法
6 频率误差
6.1 定义
未调制载波频率与指配频率之差。频率误差用10-6或Hz为单位来表示。对这一测量来说,指配频率是标称频率中的任何一个。
6.2 测量方法
通过测量未调制载波频率来确定频率误差。
载波频率可以用适当的测量装置进行测量,这种测量装置的精度至少比设备规范所规定的频率差高十倍。如果需要,可对发射机配备工作的每个信道重复测量。
7 输出载波功率
本章适用于配有连接天线端口的发射机。
7.1定义
在未加调制情况下,一个射频周期内发射机加给传输线的平均功率。
注:在本标准中,传输线可以用试验负载来代替。
7.2 测量方法
在未加调制时测量输出功率。凡测量精度优于±10%的任何简便方法均可使用。
如果需要,可对发射机配备工作的每个信道重复测量。
8 平均辐射载波功率
本测量通常只在配有整装天线的发射机上进行。
8.1 定义
在水平面上每隔45°角度所测得的八个方向的辐射载波功率的平均值。
8.2 测量
a.根据附录B或者附录C的要求,选择合适的试验场地,并按照附录B的图B1或附录C的图C2所示连接设备。
b.根据发射机的频率调节测量天线的长度(如果其长度可调整的话)。
c.对于垂直极化的情况,将测量天线定位在规定的高度范围内。
注:对于垂直极化的天线和频率低于100MHz时,用这种方法测出的功率的精度较差。
d.开启发射机(不加调制)。
e.将选频测量仪(例如频谱分析仪)调谐至发射机工作的频率。
f.转动设备,使选频测量仪的指示电平最大。
g.调整测量天线高度,使选频测量仪的指示电平最大,记录此指示值L1和衰减器的衰减值A1。 h.将设备顺时针转动45°,记录此时选频测量仪的指示值L1。
i.重复步骤h,直到八个方位角的数据都测出为止。
j.按照附录B或附录C的说明,用辅助天线和射频信号发生器代替被测设备。调节射频信号发生器的频率等于发射机的工作频率,调节测量天线高茺,使选频测量仪的指示电平最大。 k.调节射频信号发生器的输出电平和衰减器的衰减,以得到步骤g中记录电平值。记录衰减器的衰减值A2及射频信号发生器的输出功率电平P0。
8.3 结果表示
考虑衰减器的衰减量的变化,辅助天线的增益以及信号发生器与辅助天线之间电缆的损耗,计算出被测发射机的最大辐射率Pmax(单位:dBm)为:
Pmax=Po-Le+Go-ΔA………………………………………………(2)
式中:Po――8.2条步骤k中记录的射频信号发生器的输出电平,dBm; Le――射频信号发生器与辅助天线之间的馈线损耗,dB; Go――辅助天线增益,dB; ΔA――8.2条步骤k与g中记录的衰减器的衰减值之差 ΔA=A2-A1,dB。
其它七个方向的辐射功率P1(单位:dBm)为: P1=PmaxΔL……………………………………………………………(3)
式中:ΔL――步骤g与h或I中记录的选频测量仪指示值(单位:dBm或dBμV)之差,即 ΔL=L1-Li dB
平均辐射载波功率是用上述方法计算的八个功率的平均值。
9 杂散射频分量
9.1 定义
除了载波及其发射带宽附近处的调制分量外,在离散频率上或在窄频带内有一显著分量的信号。这些杂散射频分量包括谐波和非谐波分量以及寄生分量。
9.2 在天线端口的测量方法
本测量适用于配有连接天线端口的发射机。
a.按图3所示连接设备。
图3 杂菜射频分量测量配置
1-被测发射机;2-射频信号发生器;3-电源线、控制线或音频线端口;4-线路稳定网络;5-试验负载;6-耦合装置(可与试验负载合并);7-隔离衰减器(可与试验负载合并);8-带阻滤波器(根据需要);9-隔离衰减器(根据需要);10-选频测量仪(频谱仪或选频电压表等)
注:对于所测试的杂散分量的相应频率,这种试验装置在(Q1)点的驻波比不应超过1.4。
b.发射机在第7条所测量的载波功率下工作,调节衰减器(7),使得输入信号电平在选频测量仪的线性范围内,将选频测量仪(10)之频率调节到发射机载波频率,记录选频测量仪指示电平读数。
c.将选频测量仪频率调至第一窄带杂散分量,记下其频率和电平指示读数。
d.在规定的频率范围内对每个分散窄带分量重复测量。
e.计算每个被测的杂散射频分量相对于载波电平的比值,用分贝表示。
如果需要知道这些杂散分量的每一绝对电平,则按如下步骤校准每一指示读数。
f.在Q1点用辅助发生器(2)代替发射机,并调节其频率,使之依次工作在每一个杂散分量的中心频率上。
根据需要,对于每个频率,调节辅助发生器的输出以得到步骤C和D所记录的相同指示读数或某一适当的比值。记录这个比值,发生器的输出电压以及测量装置的输入阻抗。
g.从步骤f记录的数值中计算出杂散射频分量的功率。
9.3 频率低于30MHz时在音频线、控制线或电源线端口的测量方法
a.按图3所示连接设备,选频测量仪接到线路稳定网络的射频输出端(A)。 注:适用于输电线路阻抗稳定网络的实例在附录D(参考件)中给出,适用于音频线路和电池供电设备的网络实例待定。
b.发射机在第7章测量的载波功率电平下工作。调节选频测量仪至每一被测杂散射频分量的中心频率,记录每个被测分量的频率和电压以及选频测量仪的输入阻抗。
c.步骤b记录的杂散射频分量用伏表示,并说明所用的试验网络。
应记录按第7章测得的载波功率电平。
9.4 配有整装天线的发射机的测量方法
注:本测量需要第8章所确定的平均辐射载波功率值,此值必须在下面步骤a所选择的相同试验场地进行测量。
a.根据附录B或者附C的要求,选择合适的试验场地。 b.按附录B的图B1或附录C的图C2所示连接设备。当测量方法的个别步骤要求升高和降低天线以找到最大指示时,应注意到所选择的试验场地说明中天线的高度范围。
c.开启被测设备(不加调制)。
d.用选频测量仪(如频谱分析仪)来辨别各有效的频谱分量的频率,如有必要,可将选频测量仪与被测设备紧耦合。
e.将测量天线长度调整(若可调)至与有效频谱分量频率相一致。
f.将选频测量仪调谐到有效频谱分量。
g.将测量天线定位于垂直极化位置。
h.旋转被测设备,使选频测量仪获得最大电平读数。
i.在试验场地说明有要求时,升降测量天线使选频测量仪获得最大电平读数。
j.重复步骤h和I直至读数不再增加为止,记下相应的最大电平和频谱分量之频率。
k.将测量天线定位水平极化位置,重复步骤h、I和j。
对所有的有效频谱分量重复步骤e至k,直至所有的有效频谱分量之电平均被测量为止。 L用辅助天线和射频信号发生器代替被测设备。
m.选择步骤j所测量的其中一个有效频谱分量,并调节射频发生器的频率至这一有效频谱分量之频率。
n.调整辅助天线长度(若可调)使之与有效频谱分量之频率相一致。
o.调整测量天线长度(若可调)使之与有效频谱分量这频率相一致。
p.调节选频测量仪至有效分量之频率。
q.将辅助天线和测量天线定位于垂直极化位置。
r.调节射频信号发生器的输出电平,使选频测量仪获得某一电平指示。
s.升高和降低测量天一,使选频测量仪指示最大。
t.重调射频信号发生器输出电平,使选频测量仪得到步骤j所记录的相同电平值。记录射频信号发生器的输出电平及其频率。
u.在辅助天线和测量天线水平极化情况下,重复步骤r至t。
v.对步骤j所测量的其余有效频谱分量,重复步骤m至u。
w.步骤t所记录的值并考虑辅助天线的增益以及射频信号发生器和辅助天线之间的电缆损耗,来计算加到辅助天线上的有效功率。 如此测量的功率就是被测发射机的杂散射频分量。这种杂散射频分量用绝对功率表示或者用杂散射频分量功率与平均辐射功率(如第8章所测量的)之比,用分贝表示。
10 杂散噪声
落在接收机带宽内的发射机杂散噪声可能降低接收机的性能,可测量以下两种参量之一供评定这种发射机噪声。
a.避免接收机性能降低超过规定值所需的衰减量。
b.功率谱密度(较普遍使用)。
注:这种测量方法不适用于脉冲噪声。
10.1定义
在发射机输出端出现的或通过天线辐射的噪声分量的连续谱。
10.2配有连接天线端口的发射机的测量方法
10.2.1使用测试接收机的测量方法
a.按图4所示连接设备。
b.发射机不工作,由信号发生器(7)加一个具有标准试验调制的信号到汇合网络(6)的入口(b)。 c.调节标准测试接收机(8)和信号发生器(7),使其工作在偏离发射工作频率Δf(例如40KHz)的频率上。
d.调节信号电平,使其值比接收机(8)的参考灵敏度高3dB。
图4 发射机输出端口杂散噪声测量配置(用测试接收机方法)
1-被测发射机;2-失真系数仪;3-试验负载;4-耦合器/衰减器装置;5-白噪声发生器(根据需要);6-匹配汇合网络;7-射频信号发生器;8-标准测试接收机;9-带阻滤波器(根据需要)。
注:本测量配置应能测量比发射机噪声电平低10dB的噪声。
e.发射机在第7章所测量的载波功率下工作。
f.记录测试接收机的参考灵敏度值。
g.应在高于和低于发射机载波频率的其它Δf值上重复测量。
为了得到g所涉及的每个Δf值的发射机噪声功率谱密度,按如下步骤继续进行。
h.发射机不工作,将Q1点改为接噪声发生器(5),同时按上面步骤b至d调节射频信号发生器(7)然后从噪声发生器(5)加一个噪声频谱至某一电平,使接收机输出端的信噪比减少到12dB(SINAD),记录噪声发生器输出端的功率谱密度值p,单位用dBkT表示。在接收机调谐频率上,发射机噪声的功率谱密度N等于p值加上按步骤e所记录的衰减器(4)的衰减值。
注:符号“kT”在一些技术文件中有时表示为“kTb”,这里“b”等于1Hz带宽。
应在高于或低于发射机载波频率的其它Δf值上重复测量。
10.2.2使用频谱仪的测量方法
a.按图5所示连接设备,频谱仪的分辩率滤波器带宽选择尽可能小的值,耦合衰减器(2)调节到适合于频谱仪输入特性的位置。
b.发射机在第7章测量的载波功率下工作。调节频谱仪,使其总扫描宽度内的中心频率与发射机载波频率相一致。调节耦合衰减器(2)和频谱仪的灵敏度,使显示的载波电平值在频谱仪的线性范围内,并记录其电平值Pc(dBm)。
c.调节频谱仪,以显示偏离载波频率Δf处的噪声电平,并记录PN(dBm)。
d.发射机不工作,将Q1点改为接射频信号发生器(6),依次调节信号发生器(6)的频率等于发射机载波频率和偏离载波频率Δf的频率,在信号发生器(6)的输出电平相同情况下,用频谱仪测得其相应的电平为P1(dBm)和P2(dBm)。
注:P2与P1之差即为滤波器(4)在载波频率和偏离载波Δf频率的衰减之差,该值应大于频谱仪本身所能测得的发射机噪声最低极限值(例如-117dBc/Hz)与所需测量的发射机噪声(例如-150dBc/Hz)之差值(例如33dB)。
e. 计算出发射机噪声的功率谱密度N(单位:dBc/Hz)为:
N=PN-(Pc+(P2-P1))-10lgB……………………………………(4)
式中;PN、PC、P1、P2――分别为步骤b、c和d中记录的电平值,dBm;
B――频谱仪的分辩率滤波器带宽,Hz。
图5 杂散噪声测量配置(用频谱仪方法)
1-被测发射机;2-耦合器/衰减器装置;3-试验负载;4-带阻滤波器(根据需要);5-频谱仪;6-射频信号发生器
10.3.2结果表示
a.发射机输出端和接收机输入端间所需的路径衰减。
作图表示,线性纵坐标表示10.2.1的步骤e和g所记录的总衰减值,对数横坐标表示Δf值。记录测试接收机的参考灵敏度值和(或)噪声系数。
注:受影响的接收机可能与使用的测试接收机具有不同的特性,在解释结果时要考虑这一点。 b.发射机噪声的功率谱密度
作图表示,线性纵坐标表示10.2.1的步骤h或者10.2.2的步骤e所计算的功率密度N,对数横坐标表示Δf值。
10.3配有整装天线发射机的测量方法
10.3.1使用测试接收机的测量方法
a.按图6所示连接设备。
b.将辐射耦合装置放置在发射机附近或任何其它规定位置。
c.使发射机在第8章所测量的辐射载波功率下工作,并用标准试验调制进行调制。
d.调节接收机(8)以接收发射机载波信号,并将射频信号发生器(7)的输出减到最小。
e.调节衰减器(4)使在接收机输出端的信噪比为12dB(SINAD),记下衰减器(4)的衰减值。
f.发射机不工作,调节射频信号发生器的频率至测试接收机的频率,同时调节信号电平使在接收机输出端的信噪比为12dB(SINAD)。测量并记录或汇合网络(6)的(b)点的功率,验证从(a)到(c)点的耦合损耗与从(b)到(c)点的耦合损耗是相同的。
g.计算从发射机到(a)点的耦合损耗,这一损耗是发射机辐射功率与步骤f中在(b)点所测量的功率之比,用分贝表示。
h.计算耦合装置(3)的耦合损耗,这个损耗值是步骤g所计算的值减去步骤e所记录的衰减器(4)的衰减。
i.调节标准测试接收机(8)和射频信号发生器(7),使之工作在偏离发射机工作频率Δf(例如40KHz)的频率上。
j.调节输入信号至大于参考灵敏度3dB的电平。
k.发射机不加调制且工作在第8章所测量的辐射功率电平下,调节衰减器(4),使接收机输出端的信噪比减少到12dB(SINAD)。记录衰减器(4)的衰减值和匹配或汇合网络(6)中(a)与(c)两点间的衰减值。
l.记录测试接收机的参考灵敏度值。
m.应在高于和低于发射机载波的其它Δf值上重复测量。
图6 辐射杂散噪声的测量配置(用测试接收机方法)
1-被测发射机;2-音频发生器;3-耦合装置,例如已校准的环形天线;4-衰减器;5-白噪声发生器(根据需要);6-匹配或汇合网络;7-射频信号发生器;8-标准测试接收机;9-失真系数仪
注:本测量配置应能测量比发射机噪声电平低10dB的噪声。
为了得到步骤m所涉及的每个Δf值的发射机噪声功率谱密度,按如下步骤继续进行:
n.使发射机不工作,将Q1点改为接噪声发生器(5),同时按上面步骤I和j调节射频信号发生器(7)。然后,从噪声发生器(5)加一个噪声频谱至某一电平,使接收机输出端的信噪比减少到12dB(SINAD)。记录噪声发生器输出端的功率谱密度p,以bBkT为单位表示。
在接收机调谐频率上,发射机噪声的功率谱N密度等于p值加上步骤k衰减器(4)的衰减值,再加上步骤h所记录的耦合损耗。
10.3.2使用频谱仪的测量方法
a.按图7所示连接设备。环形天线置发射机附近,或其它规定的位置,发射机在第8章测量的平均辐射功率下工作。
b.其余步骤按10.2.2条的相同方法,测量发射机噪声功率密度谱N(dBc/Hz)。
图7 发射机辐射杂散噪声测量配置(用频谱仪方法)
1-被测发射机;2-衰减器;3-环形天线;4-带阻滤波器;5-频谱仪;6-射频信号发生器
10.3.3结果表示
a.发射机输出端和接收机输入端之间所需的路径衰减
作图表示,线性纵坐标表示10.3.1条步骤h的耦合损耗和步骤k所记录的衰减值相加后的值,对数横坐标表示Δf值。 记录测试接收机的参考灵敏值和(或)噪声系数。
注:受影响的接收机可能与所使用的测试接收机具有不同的特性,在解释结果时要考虑这一点。 b.发射机噪声的功率谱密度
作图表示,线性纵坐标表示10.3.1的步骤n或10.3.2的步骤b所计算的功率谱密度值N,对数横坐标表示Δf值。
11 邻道功率
11.1 定义
在按信道划分的系统中工作的发射机,在规定的调制条件下总输出功率中落在任何一个相邻信道的规定带宽内的那一部分功率。
11.2 使用功率测试接收机的测量方法
11.2.1测量步骤
a.按图8所示连接设备。
b.发射机在第7章或第8章测量的载波功率下工作。
c.置中频衰减器(4C)于某一高的衰减值,如70dB,然后调节耦合/衰减器(3),使得功率测试接收要的输入信号电平在其线性范围内。
图8 发射机的邻道功率测量配置(用功率测试接怍机方法)
1-被测发射机;2-音频信号发生器;3-耦合器/衰减器装置(可合并到试验负载中);4-功率测试接收机;其中,4A:混频器和本机振荡器;4B:信道带通滤波器;4C:中频衰减器(0~80dB);4D:有效值表(置中频放大器之后);5-试验负载
d.调节本机振荡器(4A)的频率,使得有效值表(4D)获得最大读数,记录这一读数和中频衰减器的衰减,用分贝表示。
e.增加本机振荡器(4A)的频率,直至有效值表的指示减少6dB,记下这个本振频率。
f.将本机振荡器频率增加△f(信道间隔与二分之一规定带宽之差)。
通常使用的信道间隔和规定带宽及其相应的频率增量△f值,见表4。
表4
信道间隔 |
规定带宽 |
频率增量△f |
25 |
16 |
17 |
12.5 |
8.5 |
8.25 |
g.用1250±2Hz的信号调制发射机,调制信号电平比产生60%最大允许频偏的电平大10c对于没有调制限制的发射机,应在制造厂规定的输入信号电平下进行测量。
h.调节中频衰减器(4C),使有效值电压表的指示与步骤C中所记录的大致相同为止。记录有效电压表的读数和中频衰减器的衰减,用分贝表示。
i.用减少本机振荡器(4A)频率的方法,重复步骤d至h,以测量另一邻道功率。
a.邻道功率比ACPR是11.2.1条步骤d与h所记录的中频衰减器的衰减值这差,再加上步骤d与h所记录的有效值电压表读数之差。
b.邻道功率Padj(单位:W)为:
Padj=Pc×10-ACPR/10…………………………(5)
式中:Pc――按第7章或第8章所测量的载波功率,W;
ACPR――步骤a计算的邻道功率比值,dB。 11.3 使用频谱仪的测量方法
11.3.1 测量步骤
a.按图9所示连接设备,调节频谱仪分辩率滤波器带宽尽可能小的值,但不小于(规定带宽/400),不大于(规定带宽/40),并记录其分辨率滤波器带宽R的数值;调节总扫描宽度尽可能小的值,但不用于规定带宽,并记录其总扫描宽度B的数值,调节其扫描时间大于3B/R2;调节耦合衰减器
(3)以适合于频谱分析仪的输入特性。
b.发射机不加调制,在第7章或第8章测量的载波功率下工作。
c.调节频谱仪,使其总扫描宽度的中心频率与发射机载波频率相一致,调节耦合衰减器(3)和频谱仪的灵敏度,使显示的载波电平为满刻度,记录该电平值P’c(dBm)。
对于使用连续单音控制静噪方式(CTCSS)的设备,如果测量时单音不能去掉,则频谱仪分辩率滤波器的带宽就调节到等于或略大于: 2(f+△f)
式中:f--单音的频率; △f――单音调制的频偏。
将频谱仪显示的最高频谱电平记为载波电平P’c(dBm)。然后将频谱仪的分辨率滤波器带宽调回到步骤a中的数值。
d.发射用1250±2Hz信号进行调制,该信号电平比产生60%最大允许频偏的电平值大10dB。对于没有调制限制的发射机,应在制造厂规定的输入信号电平下进行测量。 e.调节频谱仪使其总扫描宽度内的中心频率与上邻道的中心频率相一致。
f.在规定的带宽Bo内,确定邻道功率的频谱分量最大值是否满足至少比噪声电平大:
10lg(Bo/R)+3dB
若满足,则记录规定带宽内的频谱分量A1、A2……An,并用dBm表示,计算出:
Pa=10lgΣ10 ……………………………………………………………(6)
若不满足上述条件则应用11.2的方法进行测量。
g.重复步骤e至f,测量下邻道功率分量。
图9 发射机的邻道功率测量配置(用频谱仪方法)
1-被测发射机;2-音频信号发生器;3-耦合器/衰减器(可合并到试验负载中);4-频谱仪;5-试验负载
11.3.2结果表示
a.计算并记录邻道功率比ACPR(单位:dB)为: ACPR=P’c-Pa…………………(7)
式中:P’c――11.3.1条中步骤c记录的载波电平,dBm; Pa――1.3.1条中步骤f或g计算出的值,dBm。
b.计算邻道功率Padj(单位:W); Padj=P’c×10-ACFR/10…………(8) 式中:P’c――按第7章或第8章测量的载波功率,W; ACPR――步骤a记录的邻道功率比值,dB。
12 输入功率与总效率
12.1输入功率
12.1.1定义
在规定的工作和调制条件下,供给发射机的功率,其中包括正常工作所需辅助设备吸收的功率。
12.1.2测量方法
应在发射机不加调制下进行测量。
12.2总效率
12.2.1定义
发射机载波功率与输入功率之比,通常用百分比表示。
13 发射机之间的互调
13.1 定义
来自另外发射机的无用信号,入射到被干扰发射机输出端的干扰功率的规定值与三阶互调产物功率之比,用分贝表示。
注:这个比有时叫做“发射机互调变换损耗”。
13.2 测量方法
a.按图10所示连接设备。
注:测量配置中各部分的阻抗(被测发射机的输出阻抗可除外)应与测量配置传输线的特性阻抗相同。
入射和反射功率的测量要用定向耦合器,确保试验负载和测量配置之间不存在明显失配。 b.发射机不加调制并在额定射频输出功率下工作,开关(4)置A位置,调节选频测量仪(3),使在发射机工作频率下其指示最大,记录此时的载波电平。
c.调节射频信号发生器(9)的频率,使之高于发射机工作频率100KHz(或其他规定的频率)。
d.开关(4)转到B位置。调节选频测量仪,使在射频信号发生器(9)频率下其读数最大。然后调节射频信号发生器输出电平,使选频测量仪的指示值经步骤b所记录的电平值低30dB。 注;由于结果不受试验信号电平的明显影响,所以测量可在其他的电平下进行。例如比步骤b的记录值低10~40dB(根据实际需要)。准确的电平应在试验报告中加以说明。
e.开关(4)转到A位置,发射机工作于额定功率,调节选频测量仪,使在三阶互调产物频率(低于发射机工作频率100KHz)处的读数最大。
f.调节传输线延伸器(5),使互调产物的电平最大。
g.重复步骤d,并记录选频测量仪测得的来自信号发生器的信号电平。
h.重复步骤e,并记录互调产物电平。
i.开关(4)转到B位置并记录选频测量仪的读数,该电平应比步骤h所测量的值至少低10dB,否则就表示除被测发射机外还存在其它互调源,例如射频信号发生器(9)或环行器(7)。这种现象应该消除,然后再重复步骤h。
j.对于配有整装天线的发射机,则应按10.3.1的步骤(a)至(h),测量并记录射频耦合装置的耦合损耗Ac(dB)。
图10 发射机之间互调的测量配置
1-被测发射机(注1);2-两个校准的定向耦合器(注2);3-选频测量仪(注3);4-开关;5-传输线延伸器(见注4);6-衰减器(根据需要);7-环行器;8-试验负载;9-射频信号发生器;10-法拉第罩(根据需要);11-衰减器(根据需要)。
注:①对于配有整装天线的发射机,可使用图2的输出信号配置。
②MdB是耦合损耗,一般为20dB;NdB是方向性,一般为40dB。开关接A位置时,表示从发射机到试验负载的定向耦合,接B时则反之。
可以使用一个双向耦合器代替两个定向耦合器,另外也可以用一个能旋转的单向耦合器以测量任一方向的功率,因此不需要用开关(4)。
③选频测量仪(3)可以是频谱仪或选频电压表,要求具有足够高的选择性,以便在测量互调产物时不受载波电平的影响。
④传输线延伸器可用来调节传输线的长度,以获得最大的互调失真。
13.3结果表示
a.13.2条的步骤g所记录的无用信号电平与步骤h所记录的互调产物电平之比就是发射机之间的互调,用分贝表示。
b.对于配有整装天线发射机的相对测量则应将步骤a得到的互调值(dB)减去13.2条的步骤j中记录的耦合损耗的两倍(2Ac(dB))后才是发射机之间的互调(dB)。
14 调制特性
14.1 定义
发射机输出信号的频偏跟调制频率的函数关系。
14.2 测量方法
a.按图11所示连接设备。
b.调节音频信号发生器(2)的频率至1000Hz,并根据频偏仪的指示来调节发生器的输出电平以得到频偏为最大允许频偏的30%,并记录发生器的输出电平Uo。
c.保持步骤b所确定的频偏不变,在所规定的频率范围内改变频率,并记录各个频率(如300、500、1000、2000、3000Hz)下的发生器输出电平Ufo。
图11 调制特性测量配置
1-被测发射机;2-音频信号发生器;3-耦合器/衰减器;4-试验负载;5、频偏仪;6-去加重网络和频带限制滤波器;7-失真系数仪;8-阻抗匹配网络(根据需要);9-音频电压表
14.3结果表示
可用以下两种方法表示。
a.作图表示,对数横坐标表示音频频率,线性纵坐标表示按以下计算方式得到的频偏值△f。
△f=△f。×Uo/ Uf ……………………………………(9)
式中:Uo――步骤b中记录的为1000Hz的调制信号电平值;
Uf――步骤C中记录的其它调制频率下的电平值;
△fo――最大允许频偏值的30%。
b.作图表示,对数横坐标表示音频频率,线性纵坐标表示按以下计算方法得到的加重特性与规定加重特性的偏差△Nt(单位:dB):
△Nf= …………………………………………………………(10)
式中:Nt――规定的加重特性值,如按6dB/oct的加重特性时,Nt之值如表5所示。
表5 调制频率Hz 300 500 1000 2000 3000 规定加重特性Nt,dB -10.4 -6.0 0 +6.0 +9.5
15 高调制频率时的发射频偏
15.1 定义
当调制频率高于发射机规定的音频带宽上限频率时,发射机输出频偏的下降特性。
15.2 测量方法
a.按图11所示连接设备,但此时频偏仪的低频输出端须接上音频选频电压表。
b.发射机加标准试验调制,记下此时音频信号发生器(2)的输出电平,及音频选频电压表测得的频率为1KHz的输出电平值Uo。
c.保持步骤b的音频信号发生器(2)的输出电平,其频率分别调节到规定的高调制频率(如5、10、20KHz),记下选频电平表测得的相应频率的输出电平值Ut。
15.3 结果表示
高调制频率时的发射频偏△f为
△f= …………………………………………………(11)
式中;Uo――步骤b记录的电平值; Uf――步骤c记录的电平值; △fo――最大允许频偏的60%。
16 调制灵敏度
16.1 定义
发射机的标准输入信号电压,用mV或dBm为单位表示。
注:标准输入信号电压的定义见4.1.4条。
16.2 测量方法
a.按图11所示连接设备。
b.调节音频信号发生器(2)以产生标准试验调制,记录音频电压表(9)所指示的电压值,即为调制灵敏度。
17 音频失真
17.1 定义
除去其基波分量的失真正弦信号的均方根值与全信号均方根值之比,用百分数表示,这个失真的正弦信号包括谐波分量,电源纹波和非谐波分量。
17.2 测量方法
a.按图11所示连接设备。
b.调节音频信号发生器(2)以产生标准试验调制。
c.用失真系数仪(7)测量其总失真系数,该失真系数仪要放在有适当去加重特性的网络和附录A所说明的频带限制滤波器之后。
如果需要,可用其它调制频率,并用相同的或其它的调制电平,重复进行测量。 18 相对音频互调产物电平
18.1 定义
在两个规定音频信号加到输入端时,由于发射机的非线性而在线性解调输出信号中出现无用的非谐波分量的电平,与有用的较低频率输出信号的电平之比,用分贝表示。
18.2 测量方法
a.按图12所示连接设备。
b.在音频发生器(2)无输出情况下,调节音频发生器(1)的输出,使在调制频率f1为1000Hz时产生频偏为最大允许频偏的30%,记录发生器(1)的输出电平。 c.发生器(1)输出减至零,并调节音频发生器(2)的输出,使在调制频率f2为1600Hz时产生频偏为最大允许频偏的30%。
d.恢复发生器(1)的输出至步骤b的记录值。
e.用选频电压表在频偏仪(7)的输出端测量各个无用互调产物的电平以及1000Hz有用量的电平。 f.校准测量结果,以补偿频偏仪的幅频响应。
g.计算并记录步骤f所校准的各个互调产物电平与1000Hz分量电平之比,用分贝表示。
图12 相对音频互调产物电平的测量配置
1-音频发生器1;2-音频发生器2;3-被测发射机;4-音频汇合单元;5-试验负载;6-耦合器/衰减器;7-频偏仪;8-音频选频电压表;9-音频电压表
注:①音频带宽应按照附录A加以限制。
②本测量方法对其它调制频率和其它频偏同样有效。
③为了确定两音频信号源不会由于去耦不充分而产生对测量精度有不良影响的互调产物,建议进行下列测试,改变图12的配置,将音频选频电压表(8)接到汇合单元(4)的输出端,测量相对互调产物电平。这些互调产物电平应明显地小于被测发射机所规定的相对音频互调电平(例如规定发射机的音频互调电平-40 dB ,则该互调电平应为-50dB)。
④由频偏仪(7)引入的互调产物相对电平应明显地小于被测发射机所规定的相对电平。
18.3 结果表示
列表表示18.2条步骤g所记录的比值,表中要给出这些比值所对应的频率。
注:在解释测量结果时,应考虑测量配置的传输系统特性,例如任何预加重和去加重特性。
19 调制限制
19.1 定义
发射机音频电路防止调制超过最大允许偏移的能力。
19.2 测量方法
a.按图11所示连接设备。
b.调节音频信号发生器(2)以产生标准试验调制。
c.将输入音频信号电平增加一个规定的量(如10dB)。
d.记录稳定状态时的频偏。
e.输入保持步骤c所确定的值不变,在规定的频率范围内改变音频频率,记录每一频率下的稳态频偏。
19.3 结果表示
如图表示,纵性纵坐标表示频偏值,对数横坐标表示调制频率。
20 由哼声和噪声引起的剩余调制
20.1 剩余调频
20.1.1定义
没有任何外部调制信号的情况下由于哼声和噪声引起的发射机输出端信号的调频,它通常用没有和有外部调制时频偏仪的输出电压之比,用分贝表示。
20.1.2测量方法
a.按图11所示连接设备,配置图中的(7)换为真有效值电压表(交流耦合)。
b.发射机加标准试验调制,记录此时有效值电压表(7)指示的电平Uc。
c.发射机不加调制,记录有效值电压表(7)所指示的剩余噪声和哼声电平U。
注:若连接发射机的传声器可断开时,其输入端应接入等效于传声器阻抗的某一电阻,测量应排除外界干扰(电和声的干扰)对测量结果的影响。
20.1.3结果表示
根据以下公式,计算发射机的剩余调频N(单位:dB):
N=20lg …………………………………………………………(12)
式中:Uc―――20.1.2条步骤b记录的电平值; U――20.1.2条步骤c记录的电平值。
20.2 剩余调幅
20.2.1定义
没有任何外部调制信号的情况下由哼声和噪声引起的发射机输出信号的调幅,它可用没有外部调制时测得的调制深度(百分比或dB)来表示。
20.2.2测量方法
a.按图11所示连接设备,图中的(5)换为调制深度测量仪。
b.发射机不加调制,记录测得的调制深度。
注;若连接发射机的传声器可断开时,其输入端应接入等效于传声器阻抗的某一电阻,测量时应排除外界干扰(电和声的干扰)对测量结果的影响。
21 发射机启动时间
21.1 定义
发射机从守候向发射状态转变的时刻,直至未调制载波功率达到比稳态值低比3dB的时刻,所经过的时间。
21.2 测量方法
a.将一个具有已校准水平扫描的示波器与试验负载并联,以显示发射机输出信号的包络。
b.同时开启发射机和触发示波器水平扫描,发射机的开启可以通过话音控制装置进行。
c.发射机启动时间是从发射机开启的时刻直至示波器所显示的包络达到其稳态值的70.7%为止所经过的时间。 |
作者:中国电力通信网 合作媒体:中国电力通信网 编辑:顾北 |
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