接收机动态范围分析及测试方法
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光接收机的动态范围及眼图观测一、实验目的1.了解光收端机动态范围的指标要求。
2.掌握光收端机眼图的观测方法。
二、实验内容1.了解光收端机眼图的观测方法。
2.用示波器观察眼图。
三、实验仪器1.光纤通信实验系统1台。
2.示波器1台。
3.万用表1部。
4.光纤跳线1根。
四、实验原理(一) 动态范围在实际的光纤通信线路中,光接收机的输入光信号功率是固定不变的,当系统的中继距离较短时,光接收机的输入光功率就会增加。
一个新建的线路,由于新器件和系统设计时考虑的富余度也会使光接收机的输入光功率增加。
为了保证系统的正常工作,对输入信号光功率的增加必须限制在一定的范围内,因为信号功率增加到某一数值时将对接收机性能产生不良影响。
在模拟通信系统中,输入信号过大将使放大器超载,输出信号失真,降低信噪比。
在数字通信系统中,当输入信号功率增加到某一数值时,将使系统出现误码。
应该指出,在数字通信系统中,放大器输出信号的失真在测试时应与模拟系统区别开来。
为了保证数字通信系统的误码特性,光接收机的输入光信号只能在某一定范围内变化,光接收机这种能适应输入信号在一定范围内变化的能力称为光接收机的动态范围,它可以表示为:max min10lg ()P D dB P (式 18-1) 式中,Pmax 是光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率;Pmin 是光接收机的灵敏度,即最小可接收光功率。
一般来说,要求光接收机的动态范围大一点较好,但如果要求过大则会给设备的生产带来一些困难。
如何才能保证光接收机的动态范围呢?从光接收机内部来说,就是通过它的自动增益控制(AGC )来实现的。
光接收机的AGC 与电接收机的AGC 有相同之处,也有不同之处。
相同之处都是要控制放大器的放大倍数。
不同之处是在APD 光接收机中,还可以通过对APD 倍增因子的控制来扩大接收机的动态范围。
(二) 眼图原理眼图方法虽然简单,却是评估数字传输系统数据处理能力的一种极为有效的测量方法。
新型天气雷达接收机动态范围测试集成分析摘要:传统的天气雷达在检测以及测试范围存在一定的限制,为了有效的解决这一问题,本文通过新型天气雷达接收机动态范围测试集成进行了详细分析,提出了新型天气雷达接收机范围测试有集成测试系统的特点,以高质量、高标准、高精准的数据进行相应的处理,有效的提升接收机的测试范围。
关键词:天气雷达;接收机;范围测试1传统天气雷达接收机动态范围测试与不足传统雷达在接受动态信号时一般采用机外、机内信号源检测两种方法。
机外信号源在动态范围测试通常采用记录数据信号功率的形式,最终得到天气雷达接收机测试的最终范围,在外界的信号接受注入到检测机器的过程就是机外信号源测试。
机内信号是通过频率的方式进行天气雷达接收机动态范围测试的主要依据,频率是雷达信号源的主要依据,它通过雷达内部的衰减器数值的大小最终得到雷达接收机的数据信号,从而得到天气雷达接收机动态测试范围。
1.1机内信号源测试与不足传统天气雷达接收机在进行机内信号源测试的过程中,雷达接收机在工作中产生的信号就是在测试过程中的信号源,其中数控衰减器和单位十位开关经过雷达测试信号被收入到接受机,通过最终的范围测试检测得到最终的雷达信号功率,得到压缩点,最终得到天气雷达接受机的动态测试范围。
图1为传统天气雷达接收机机内信号源测试的流程:图1传统天气雷达接收机机内信号源测试流程传统天气雷达接收机机内信号源动态范围测试中,首先,过分依赖衰减器的性能,在最终范围测试得出的结果是具有不准确性的。
其次,雷达终端处理器经过信号产生的动态数据也受到一定的影响,造成结果的不确定性。
最后,在频率源生成阶段对信号的接受也会造成信号的上下浮动,最终影响测试的准确性。
1.2机外信号源测试与不足传统天气雷达接收机机外信号源动态范围测试中,由雷达接收机外部射频信号源作为信号流程的开端,经过信号源检测流程后,通过接收前端定向耦合器注入接收机。
在进行调整雷达接受机的功率,得出最终的功率数值,从而得到天气雷达接收机机外信号源动态测试范围。
光纤通信_实验3实验报告接收机灵敏度和动态范围测量实验课程名称:光纤通信实验名称:实验3 接收机灵敏度和动态范围测量实验姓名:班级:学号:实验时间:指导教师:得分:一、实验目的1、了解和掌握光收端机灵敏度的指标要求和测试方法。
2、掌握误码仪的使用方法。
二、实验器材主控&信号源模块25 号光收发模块23 号光功率计&误码仪模块三、实验原理光接收机的性能指标主要包括灵敏度和动态范围。
(1)灵敏度灵敏度是光端机的重要特性指标之一,它表示了光接收机接收微弱信号的能力,是系统设计的重要依据。
光接收机灵敏度的定义是:在给定误码率或信噪比条件下,光接收机所能接收的最小平均光功率。
在测灵敏度时应注意 3 点:1、在测量光接收机灵敏度时,首先要确定系统所要求的误码率指标。
对不同长度和不同应用的光纤数字通信系统,其误码率指标是不一样的。
例如,在短距离光纤数字通信系统中,要求误码率一般为,而在420km 数字段中,则要求每个中继器的误码率为。
对同一个光接收机来说,当要求的误码率指标不同时,其接收机的灵敏度也就不同。
要求误码率越小,则灵敏度就越低,即要求接收的光功率就越大。
因此,必须明确,对某一接收机来说,灵敏度不是一个固定不变的值,它与误码率的要求有关。
测量时,首先要确定系统设计要求的误码率,然后再测该误码率条件下的光接收机灵敏度的数值。
2、要注意光接收机灵敏度定义中的光功率是指最小平均光功率,而不是指任何一个在达到系统要求的误码率时所对应的光功率。
因此,要特别注意“最小”的概念。
所谓“最小”,就是指当接收的光功率只要小于此值,误码率立即增加而达不到要求。
应该指出,对某一接收机来说,光功率只要在它的动态范围内变化,都能保证系统要求的误码率。
但灵敏度只有一个,即接收机所能接收的最小光功率。
3、灵敏度指的是平均光功率,而不是光脉冲的峰值功率。
这样,光接收机的灵敏度就与传输信号的码型有关。
码型不同,占空比不同,平均光功率也不同,即灵敏度不同。
1测试目的1)检测卫星导航接收机的功能是否满足技术要求,功能测试主要包括:具备B3、Bl, L1 单频点定位功能;具备B1B3双频定位功能;具备B3L1兼容定位功能;可接收I7S等速度信息;具备定位、测速、原始电文及观测量等信息输出功能。
2)检测卫星导航接收机的性能指标是否满足技术要求,性能测试主要包括:动态性能、定位测速精度、捕获定位时间、捕获跟踪通道数、信号动态围、灵敏度、数据跟新率、供电电压、功耗等。
3)检测卫星导航接收机的接口是否满足技术要求,接口测试主要包括:射频接口、数据接口、与惯性导航系统(INS)接口、IPPS秒脉冲输出接口。
2测试要求测试要求主要包括:场地要求、环境要求、辅助测试设备要求。
a)场地要求:工作台干净、平整,具有良好的防静电功能,同时确保测试场地周边没有其他干扰信号。
测试分为室对卫星信号模拟源测试和室外对天(真实信号)测试两种测试方式。
b)环境要求:温度15°(2'35笙、相对湿度20%'80%.室照度>500cd/c m\c)设备要求:万用表、专用线缆、计算机串口工作正常、直流稳压电源、示波器、模拟源。
测试所用仪器、仪表、高频线缆等必须满足测试所需的电磁兼容性和测试精度要求,并在标定有效期使用。
所选用的通用测试仪器必须符合国家有关标准并经计量部门检定合格,测试设备必须经过严格标定。
3测试仪器及系统连接1)测试所需仪器、仪表等物品如下表所示:表3-1测试仪器物品清单表控制与评佔订算机卫星信号模拟源高动态卫星导测试仪器指令、响应•程控电源设备名称数董说明多頻点卫星信号模拟源1包括B3、Bl. L1頻点信号示波器1頻谱仪1直流稳压电源1监控记录计算机1数字万用表1秒表1电子称1卡尺12)系统连接测试项目分为两种连接方式:室对卫星信号模拟源测试和室外对天信号测试a)室对卫星信号模拟源测试连接图图3-1室对卫星信号模拟源测试连接图b)室外对天信号测试连接图ir 算机卫星信号接收天线高动态卫星导航接收机电源图3-2室外对天信号测试连接图4测试方法及判别依据4.1外观检验板卡:外表无划伤、裂纹、绝缘物破裂现象;标识:序列号、硬件版本号、PCB板号;标识应清晰、正确;射频针头:齐全,无变形;芯片管脚:用放大镜仔细看,无翘起,焊点光滑。
接收机动态范围分析及测试方法摘要:本文主要讨论的是超短波接收机大动态范围的概念和相关参数的测试方法。
Abstract:This article will discuss the concept of high-dynamic-range VHF/UHFreceiver and involved parameters testing methods.关键词:噪声系数(NF )、灵敏度(Sensitivity )、双音互调失真(Two-tone intermodulation distortion )、三阶截点(Third-order intercept point,)、无杂散动态范围(SFDR )、内部虚假响应(Internally generated spurious responses )VHF/UHF 接收机又称超短波接收机,工作频率覆盖30MHz-3GHz ,至少提供AM 、FM 、USB 、LSB 、CW 等解调方式,有的还提供数字化I/Q 输出和宽带中频输出。
广泛用于信号监测、侦听、测向,配合相关软件,能自动观测频率占用度等。
这种接收机一般采用超外差式结构,天线输入信号先通过前端预选器,滤除带外干扰后经过两次或三次变频,将输入信号变频至一个固定的中频信号(IF ),再由后端模拟解调或DSP 处理。
超短波接收机的动态范围是一个关键的指标,它涉及到接收机的好几个参数。
大动态范围接收机的概念,不仅意味着能够以低很低的失真,检测幅度相差达90或100dB 的信号的能力。
更重要的是,这个概念应明确包含对虚假信号的免疫能力,虚假信号通常是远离接收机调谐频率的大信号,相互之间因非线性作用而产生的。
本文的目的是让读者对通常为大动态性能而设计的典型频率合成式VHF/UHF 接收机的一些参数有一定认识。
要讨论的主题主要包括噪声系数,灵敏度,双音互调失真,三阶截点,无杂散动态范围和内部产生的虚假响应。
一、噪声系数-灵敏度噪声系数和灵敏度是两个通常和接收机检测小信号能力有关的参数,接收机的电路通常在输入信号上叠加上少量比热效应大的噪声,在检测VHF/UHF 频段的小信号时,电路噪声是通常的限制值。
动态范围测试方法
动态范围测试方法是为了衡量和评估设备(例如相机、音频设备等)或者文件(例如音频文件、图像文件等)能够捕捉或者重现的最大和最小音频或者图像强度的方法。
在音频测试中,动态范围是指声音信号中最强和最弱的部分之间的差异。
常见的动态范围测试方法包括:
1. 瞬时峰值测量:使用示波器或峰值表测量音频信号中的最高瞬时峰值。
这个方法只能提供一瞬间的峰值,不能反映整个音频的动态范围。
2. RMS测量:使用均方根测量方法测量音频信号中的平均功率值。
RMS值可以反映整个音频的动态范围,但不直观。
3. 傅立叶变换:使用傅立叶变换将音频信号从时域转换到频域,然后分析频谱图来测量音频信号的动态范围。
在图像测试中,动态范围是指图像亮度范围的宽度,即最亮和最暗像素之间的差异。
常见的动态范围测试方法包括:
1. 亮度测量:使用亮度计或光度计测量图像中最亮和最暗部分之间的差异。
这个方法只能提供单个点的亮度差异,不全面。
2. 直方图:使用直方图分析图像的像素密度分布,从而了解图像的动态范围。
3. HDR拍摄:通过多次曝光和合成来捕捉和处理高动态范围图像。
以上是常见的动态范围测试方法,根据不同的需求和设备,选用合适的测试方法来评估动态范围。
北斗接收机动态定位精度测试与分析摘要:北斗卫星导航系统属于无源定位系统,北斗接收机最为该系统的重要组成部分,主要负责对卫星信号的跟踪、观测量的提取和定位结算,其动态定位精度直接影响了接收的性能。
基于此,本论文对北斗接收机动态定位的精度测试方式进行了详细的研究和分析。
关键词:北斗接收机;动态定位;精度测试一、北斗卫星导航系统与北斗接收机1、北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统,简称北斗系统,是我国拥有自主知识产权的卫星导航系统。
北斗系统与美国的GPS、欧盟的Galileo系统基本相似,属于卫星无线电导航服务,可具有高精度、高可靠定位,以及导航和授时服务的功能,是国家经济发展、社会发展和国家安全建设中不可或缺的一项空间信息基础设施。
北斗系统在建设的过程中,选择了“先区域、后全球”的“三步走”战略。
第一步,在2000年,将北斗系统的实验系统初步建设成功;第二步,即在2012年,完成北斗系统对中国、以及中国周边地区的服务建设;第三部,即2020年全面建成北斗卫星导航系统。
截止到2012年12月28日,该系统已经开始向亚太区域提供服务。
北斗系统在定位精度上,无论是水平精度,还是高程精度,均已达到了10米,并且测速精度已经达到0.2米/秒,授时精度为单向50纳秒[1]。
目前,北斗卫星导航系统的服务性能已经基本与GPS保持相当的水平,完全可以独立提供导航、定位、授时等服务。
2、北斗接收机北斗卫星导航系统主要包括空间段、运行与控制段、用户段三部分组成。
该系统在具体运行的过程中,空间段的卫星负责向地面发射导航信号,地面监控部位接收到空间段发射的导航信号之后,并据此对卫星运行轨道进行确定,之后将卫星轨道信息注入卫星,卫生则在下行频点上对其运行的信息进行转播;最后用户设备通过对卫星信号的接受,获得相关的参数,并对用户与卫星之间的距离信息进行推算,进而将用户的空间位置信息进行精准确定。
北斗接收机正是位于该系统用户段上,主要由接收天线、射频前端、数字基带信号处理、导航解算四个部分构成。
导航卫星系统接收机性能测试与分析导航卫星系统是一种通过卫星信号进行定位和导航的技术,广泛应用于航空、航海、汽车、军事等领域。
接收机是该系统中的核心设备,其性能直接影响到导航定位的准确度和可靠性。
为了保证导航卫星系统的正常运行,需要对接收机的性能进行测试和分析。
性能测试是对接收机的各项性能指标进行量化评估的过程。
首先,需要测试接收机的灵敏度。
灵敏度是指接收机在接收卫星信号时的最低输入信号强度。
测试时可以通过改变信号强度来观察接收机的反应,记录下信号强度和接收机的输出结果,通过分析数据统计得到接收机的灵敏度指标。
其次,对接收机的选择性进行测试。
选择性是指接收机在接收多个卫星信号时能够正确区分和跟踪目标信号的能力。
测试时可以通过模拟多个卫星信号同时接收,观察接收机的输出结果是否正确,以及接收机对于干扰信号的抑制能力。
最后,对接收机的跟踪能力进行测试。
跟踪能力包括接收机对卫星信号的频率、相位和时间的跟踪精度和稳定性。
测试时可以通过改变卫星信号的频率、相位和时间来检查接收机的跟踪性能,并记录下接收机的跟踪误差指标。
在接收机性能测试的基础上,可以对测试数据进行分析和评估。
首先,需要对测试数据进行处理和统计。
可以使用统计学方法对接收机的性能指标进行估计,例如计算平均值、标准差和置信区间等。
其次,可以进行数据可视化分析。
通过绘制图表,例如灵敏度曲线、选择性曲线和跟踪误差曲线等,可以直观地展示接收机的性能表现和特点。
此外,还可以利用数据分析方法,例如回归分析和相关性分析,来研究接收机性能与其他因素的关系,例如输入信号强度、环境条件和接收机参数等。
最后,根据性能测试和分析的结果,可以对接收机进行性能评估和改进。
根据测试数据和分析结果,可以评估接收机在不同情况下的性能表现,确定其适用范围和局限性。
同时,可以根据分析结果来改进接收机的设计和参数设置,以提高其性能指标。
例如,可以通过优化算法和滤波器设计来提高接收机的灵敏度和选择性,通过改进时钟同步算法来提高跟踪精度和稳定性。
Manufacturers浅析如何正确理解和对比接收机的动态范围文I 德国纳尔达安全测试方案有限公司Holger Schwarz摘要:本文主要讨论并解释了接收机动态范围的概念、影响动态范圉的因素、调整相关参数对动态范圉的影响、 国际电信联盟(ITU )已发布的评估动态范围建议以及如何科学、正确地对比动态范围参数。
关键词:灵敏度截点无互调动态范围虚假信号二阶互调0前言随着社会的发展和技术的不断进步,电磁环境越来越复杂,无线电监测和管理工作难度加大。
这不仅对接收机 的灵敏度提出了要求,也对动态范围提出了更高的要求。
动态范围是衡量接收机性能的一个关键指标,涉及接 收机的多个参数。
大动态范围的接收机,不仅对虚假信号 (伪像)具有免疫能力(因接收大信号,导致接收机系统进入非线性状态,继而产生虚假响应),还能保持较高的 灵敏度用以发现弱信号。
虚假信号通常是远离接收机调谐图1在辐射水平较高的天线旁检测微弱未知信号频率的大信号,因信号之间的非线性作用而产生。
然而,不同厂商在给出接收机动态范围参数时基于不 同的条件,如低噪声或低失真模式,因此无法简单地按照 技术资料进行对比。
本文的目的是让读者对接收机动态范围有一定的认识,同时了解如何正确地对比不同接收机的 动态范围参数。
在城市环境查找信号干扰时(见图1),测试工程师 经常面临这样一个问题,即干扰信号比较弱,信号电平通 常低于测量仪器的本底噪声。
在这种情况下,测试工程师通常会选择更灵敏的参数设置来查看这些信号,如调整输 入衰减、分辨率带宽(RBW )和参考电平,或者打开前置放大器。
这时,仪器的本底噪声会降低,从而能够查看电平很弱的干扰信号。
但这样不可避免地会降低测量仪器对邻近大信号的免疫能力,还可能由于其他大信号的过调 制,产生诸如谐波、互调和干扰线之类的虚假信号。
1动态范围定义简而言之,接收机的动态范围是指可用的输入信号范围,它描述了在这些虚假信号出现之前,一个或多个信号 与测量仪器的本底噪声之间的电平差。
接收机动态范围分析及测试方法接收机的动态范围(Dynamic Range)是指一个接收机在接收到电磁波信号时,能够同时处理较小和较大信号的能力。
动态范围对于接收机的性能有着重要的影响,尤其是在面对弱信号和强信号同时存在的场景下。
因此,对接收机的动态范围进行分析和测试是非常必要的。
以下是接收机动态范围分析及测试方法的一些建议。
1.动态范围分析方法:a.测量方法:可以通过测量接收机在输入信号功率不同范围内的输出信号功率进行分析。
通过测量输出信号的最小值和最大值,即可得到接收机的动态范围。
b.线性度分析:可以通过测量接收机的线性度来分析其动态范围。
线性度测试可以通过向接收机输入一系列信号强度较小但逐渐增加的信号,观察接收机的输出是否与输入信号呈线性关系,从而得到线性度测试曲线。
根据线性度测试曲线的变化,可以估计接收机的动态范围。
2.动态范围测试方法:a.使用射频信号发生器:可以通过向接收机输入一系列由射频信号发生器产生的具有不同功率的信号进行测试。
从发生器输出的强信号开始,逐渐减小功率等级,直至输出的弱信号。
通过观察接收机对不同功率水平信号的反应,可以判断接收机的动态范围。
b.外部幅度控制器:使用一个外部的幅度控制器,可以调整输入信号的幅度,以模拟不同强度的信号输入。
通过观察接收机对不同幅度信号的处理能力,可以测试接收机的动态范围。
3.注意事项:a.测试环境:在进行动态范围测试时,需要保证测试环境的噪声水平低,以避免测试结果受到噪声的影响。
b.校准:在进行测试之前,需要对测试设备进行校准,以确保测试结果的准确性。
c.数据处理:在得到测试结果之后,需要进行数据处理和分析,以获得准确的动态范围值。
d.多种测试方法结合:为了得到更准确的测试结果,可以采用多种测试方法结合的方式进行测试,例如使用不同发生器和控制器进行测试。
总结起来,通过分析和测试接收机的动态范围,可以评估接收机的性能,从而为接收机的设计和优化提供指导。
导航接收机指标分析及测试导航接收机是导航系统中的重要组成部分,它可以接收来自卫星的导航信号,并通过信号处理和解算处理,计算出准确的位置、速度和时间信息。
导航接收机的性能指标对于导航系统的精度和性能至关重要,因此进行指标分析和测试是必不可少的。
首先,导航接收机的灵敏度是一个重要的指标。
灵敏度表示接收机能够接收到的最小有效信号功率。
导航卫星发射的信号非常微弱,所以接收机的灵敏度必须足够高,以便在低信噪比环境下可靠地接收到信号。
为了测试导航接收机的灵敏度,可以使用各种信号源模拟低信噪比环境,通过逐步降低信号功率,观察接收机的工作情况,找出其最低可接收信号功率。
其次,导航接收机的定位精度是另一个重要的指标。
定位精度表示接收机根据接收信号计算出的位置与真实位置之间的误差。
为了评估接收机的定位精度,可以使用精确的位置测量仪器作为参考,通过与接收机计算出的位置进行对比,计算出定位误差。
此外,还可以使用卫星导航系统的辅助信息进行定位校准,如地面测量点坐标、差分GPS技术等,提高定位精度。
第三,导航接收机的跟踪性能也是需要测试的指标之一、跟踪性能表示接收机在快速移动或者多路径干扰环境中跟踪导航信号的能力。
跟踪性能包括跟踪卫星数目、跟踪信噪比和跟踪灵敏度等方面。
为了评估导航接收机的跟踪性能,可以使用不同方向运动的模拟器来模拟快速移动的情况,利用不同强度的干扰信号来模拟多路径干扰的情况,观察接收机的跟踪情况。
最后,导航接收机的时钟精度也是一个需要测试的指标。
时钟精度表示接收机计算时间的准确性。
为了测试时钟精度,可以使用精确的时间信号源作为参考,通过与接收机计算的时间进行比较,评估时钟的准确性。
总结来说,导航接收机的性能指标包括灵敏度、定位精度、跟踪性能和时钟精度等。
测试这些指标可以通过模拟各种环境条件、使用精确的参考测量设备和信号源,来评估接收机的性能和指标是否达到要求。
只有通过全面的指标分析和测试,才能确保导航接收机的良好性能,提高导航系统的精度和可靠性。
接收机指标及其测试接收机指标及其测试3.1接收灵敏度(Rx Sensitivity)1、定义收信机灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。
接收机在各种不同输入信号环境下的工作性能是由比特误码率来表示的。
接收误码率是指基站发送给手机一定电平的数据信号,手机接收到这个数据信号后对它进行解调还原,然后再发送给基站,基站接收到解调后与原来的数据信号进行比较,两则之差即为误码,用百分比表示为误码率。
衡量接收机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误码比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。
当接收机中的误码检测功能指示一个帧中有错误时,该帧就被定义为删除。
帧删除率(FER)定义为被删除的帧数占接收帧总数之比。
对全速率话音信道来说,这通常是因为3比持的循环冗余校验(CRC)检验出错误或其它处理功能引起坏帧指示(BFI)产生的。
对信令信道,通常是由于法尔码(FIRE)或其它分组码检验出错误产生的。
对数据业务无帧删除率(FER)定义。
残余误比特率(RBER)定义为在那些没有被声明为被删除帧中的误比特率。
即在那些检测为“好”的帧中错误比特的数目与“好”帧中传输的总比特数之比。
误比特率(BER)定义为接收到的错误比特与所有发送的数据比特之比。
由于信道误码率的随机性,因此对收信机误码率的测量常采用统计测量法。
即时每—信道采取多次抽样测量,在—定的抽样测量数目下,每个测量得到的误码率在一定的测试误码限制范围内,则认为该信道的误码率达到规定的误码率要求。
因此,测量收信机灵敏度可通过在收信机输入灵敏度电平时测量收信机的误码率是否达到规定的要求方法来测试。
2、目的测量接收机的接收灵敏度是为了检验接收机射频电路,中频电路及解调、解码电路的性能。
提高接收灵敏度,也就是从本质上提高手机接收信号能力,从而提高手机通话质量,所以在各个公司,提高手机接收灵敏度都是重要任务之一。
3、测量(1)、仪器连接如图一,点测;图一(2)、测试原理在GSM系统中,话音是通过数字编码和纠错处理的,因此很难通过测量解调以后的话音信号来准确的评价接收机的性能,一般而言解调以后的数据是无法从手机外部进行测试的,因为它在芯片的内部,无法去检测,为使解调以后的比特可以被测试,GSM规范要求所有的手机都工作在回环模式中,GSM综合测试仪会在其下行的SACCH信道中发出相应的控制命令来指定手机进入回环模式。
接收机动态范围分析接收机动态范围(dynamic range)是指接收机在不同信号强度和干扰条件下能够正确接收和解码的信号的范围。
一个接收机的动态范围通常取决于以下几个因素:灵敏度、截获(capture)效应、频率选择性、IMD (互调失真)和信号到噪声比(SNR)。
首先,灵敏度是指在较低的信号强度下,接收机仍然能够接收和解码信号的能力。
接收机的灵敏度主要受到前置放大器和接收机的噪声系数的影响。
较低的噪声系数可以提高接收机的灵敏度,从而扩大其动态范围。
其次,截获效应是指在有两个或多个较强信号同时存在的情况下,接收机能够选择和解码正确的信号。
截获效应受到接收机的选择性和带宽的影响。
较好的选择性和合适的带宽可以降低多个信号之间的相互干扰,从而提高接收机的动态范围。
频率选择性是指接收机能够在特定频率范围内忽略掉其他频率信号的能力。
频率选择性主要由滤波器和调谐电路决定。
较好的频率选择性可以减少非目标信号的干扰,从而提高接收机的动态范围。
IMD是指在接收机中产生的互调失真。
当多个不同频率的信号同时存在于接收机的输入端时,它们会在非线性元件(如放大器)中相互干扰,产生互调失真。
互调失真会导致非目标信号的干扰,从而降低接收机的动态范围。
最后,信号到噪声比(SNR)是指目标信号和背景噪声之间的比值。
接收机可以通过信号处理和滤波来提高信号的质量和信噪比。
较高的信噪比可以提高接收机的灵敏度和动态范围。
总的来说,接收机的动态范围取决于其灵敏度、截获效应、频率选择性、IMD和信号到噪声比等因素。
通过合理设计和优化这些因素,可以扩大接收机的动态范围,提高其接收和解码信号的能力。
在实际应用中,理论分析、仿真和实测是评估和改进接收机动态范围的重要手段。
移动通信调频接收机测量方法
移动通信调频接收机的测量方法涉及到多个方面,包括测量接
收机的性能参数、频谱分析、误码率测试等。
下面我将从多个角度
来介绍这些测量方法。
首先,我们可以从性能参数测量方面来看。
对于移动通信调频
接收机,常见的性能参数包括灵敏度、选择性、动态范围、抗干扰
能力等。
测量灵敏度可以通过输入信号的最小可测功率来实现,通
常使用信号发生器产生标准的测试信号,然后逐渐减小信号强度直
至接收机无法正确解调信号为止。
选择性可以通过测量接收机在不
同频率下的响应来实现,可以使用频谱分析仪和信号发生器进行测量。
动态范围可以通过输入不同强度的信号来测量,观察接收机在
不同信号强度下的表现。
抗干扰能力可以通过引入干扰信号来测量,观察接收机在干扰信号存在时的表现。
其次,频谱分析是移动通信调频接收机测量的重要内容之一。
频谱分析可以通过频谱分析仪来实现,可以测量接收信号的频谱特性,包括频谱带宽、谐波、杂散等。
通过频谱分析可以了解接收信
号的频谱特性,从而评估接收机的性能。
此外,误码率测试也是移动通信调频接收机测量的重要内容之一。
误码率测试可以通过引入已知的误码信号,然后观察接收机的误码率来实现。
误码率测试可以评估接收机在不同信噪比下的性能表现,是衡量接收机性能的重要指标之一。
总的来说,移动通信调频接收机的测量方法涉及到多个方面,包括性能参数测量、频谱分析、误码率测试等。
通过全面的测量方法,可以全面评估接收机的性能表现,为移动通信系统的正常运行提供重要支持。
光接收机的指标——灵敏度和动态范围光接收机的灵敏度和光接收机的动态范围是光接收机的两个重要指标.1.光接收机灵敏度光接收机灵敏度这个指标,是描述接收机被调整到最佳状态时,在满足给定的误码率指标条件下,接收机接收微弱信号的能力.上述这种能力的描述,可以用以下三种物理量来体现.(1)最低接收平均光功率.(2)每个光脉冲中最低接收光子能量..(3)每个光脉冲中最低接收平均光子数.本书将采用工程常用的物理量:最低平均光功率.这就是说,光接收机的灵敏度,是在满足给定的误码率指标条件下,最低接收平均光功率Pmin.工程上光接收机灵敏度中的光功率常用相对值来描述,即用dBm来表示式中,Pmin——在满足给定的误码率指标条件下以瓦表示的最低接收光功率;——指lmW光功率.从物理概念上来看,上述这种灵敏度定义也是容易理解的:如果一部光接收机在满足给定的误码率指标下所要求的最低平均光功率低,说明这部接收机在微弱的输入光条件下就能正常工作,显然,这部接收机的性能是好的,是灵敏的.同样,从物理概念上也容易理解,限制接收机的灵敏度的主要因素是噪声,由于接收机存在噪声(这将在后面讨论),因而,为了保证正常接收,就需要有足够大的输入功率.2.接收机的动态范围光接收机的动态范围D,是在保证系统的误码率指标要求下,接收机的最低输入光功率(用dBm来描述)和最大允许输入光功率(用dBm来描述)之差(dB),即式中,就是上面所讲的接收机灵敏度.之所以要求光接收机有一个动态范围,是因为当环境温度变化时,光纤的损耗将产生变化;随着时间的增长,光源输出光功率亦将变化;也可能因一个按标准化设计的光接收机工作在不同的系统中'从而引起接收光功率不同,因此要求接收机有一个动态范围.低于这个动态范围的下限(即灵敏度),如前所述将产生过大的误码;高于这个动态范围的上限在判决时亦将造成过大的误码.显然,一台质量好的接收机应有较宽的动态范围.3.6.3 光接收机的噪声1.研究光接收机噪声的目的在一个完整的光纤通信系统中,光接收机是它的重要组成部分.可以想像,在满足误码率(或信噪比)指标要求下,如果需要输入接收机的光功率低,则表明这个光接收机的灵敏度高,性能好.那么为什么光接收机的输入功率不能无限制地降低呢?显然,是受到了系统中噪声的限制.为了研究光接收机的性能,就需研究光纤通信系统的噪声,首先是从接收机这端引入的噪声.2.光接收机噪声的主要来源(1)光电检测器引入的噪声光电检测器在工作时,一方面将接收到的光信息量转变为电的信息量;另一方面,在上述这种转变过程中,又将一系列与信息无关的随机变化的量带人信息量中,这种随机变化量主要有以下三种。
接收机动态范围分析及测试方法摘要:本文主要讨论的是超短波接收机大动态范围的概念和相关参数的测试方法。
Abstract:This article will discuss the concept of high-dynamic-range VHF/UHFreceiver and involved parameters testing methods.关键词:噪声系数(NF )、灵敏度(Sensitivity )、双音互调失真(Two-tone intermodulation distortion )、三阶截点(Third-order intercept point,)、无杂散动态范围(SFDR )、内部虚假响应(Internally generated spurious responses )VHF/UHF 接收机又称超短波接收机,工作频率覆盖30MHz-3GHz ,至少提供AM 、FM 、USB 、LSB 、CW 等解调方式,有的还提供数字化I/Q 输出和宽带中频输出。
广泛用于信号监测、侦听、测向,配合相关软件,能自动观测频率占用度等。
这种接收机一般采用超外差式结构,天线输入信号先通过前端预选器,滤除带外干扰后经过两次或三次变频,将输入信号变频至一个固定的中频信号(IF ),再由后端模拟解调或DSP 处理。
超短波接收机的动态范围是一个关键的指标,它涉及到接收机的好几个参数。
大动态范围接收机的概念,不仅意味着能够以低很低的失真,检测幅度相差达90或100dB 的信号的能力。
更重要的是,这个概念应明确包含对虚假信号的免疫能力,虚假信号通常是远离接收机调谐频率的大信号,相互之间因非线性作用而产生的。
本文的目的是让读者对通常为大动态性能而设计的典型频率合成式VHF/UHF 接收机的一些参数有一定认识。
要讨论的主题主要包括噪声系数,灵敏度,双音互调失真,三阶截点,无杂散动态范围和内部产生的虚假响应。
一、噪声系数-灵敏度噪声系数和灵敏度是两个通常和接收机检测小信号能力有关的参数,接收机的电路通常在输入信号上叠加上少量比热效应大的噪声,在检测VHF/UHF 频段的小信号时,电路噪声是通常的限制值。
接收机的噪声系数是一个非常基本的参数,也是衡量接收机电路所附加的噪声大小的量度。
公式1以术语信噪比的方式给出了电子设备噪声系数的定义: NF=⎥⎦⎤⎢⎣⎡No So Ni Si log 10 (1) 注:NF 是以dB 方式表示的噪声系数;Si 是设备输入端的信号功率;Ni 是设备输入端的噪声功率;So 是设备输出端信号功率;No 是设备输出端噪声功率。
另一方面,灵敏度不是一个基本量,它是用来衡量接收机对给定电平信号的检测能力的,并且依赖于几个因素,如所用的调制类型和调制度、采用的中频(IF)带宽和解调(Video)带宽、所要求的解调器输出信纳比,而不仅仅是噪声系数。
这些因素对接收机灵敏度的之间的关系可以用公式2来简单表示,尽管只是大概:S = -174dBm ±NF + 10logB + K sn + K m(2)注:S:灵敏度,dBm;-174dBm:是室温下,1Hz带宽的热噪声(KTB);NF:噪声系数,dB;B:中频带宽,Hz,(假设是视频或解调带宽的两倍)K sn:期望的解调信号信纳比,dB;K m 调制特性函数,dB。
上式表示灵敏度是随着噪声系数的减小和/或中频带宽的减小而改善的(变得更小)。
鉴于最常用的中频带宽范围在10kHz至5MHz以上,常用的VHF/UHF 接收机其噪声系数在6dB至12dB之间。
因此,典型接收机所选择的中频带宽比实际接收机的噪声系数更大的影响接收机灵敏度。
用公式2举例灵敏度的计算,假设让一具有10dB噪声系数的接收机,用10kHz中频带宽,解调一调制度为50%的调幅信号。
要求解调输出具有10dB的信纳比。
因此: NF = 10dB;10logB = 40dB (10kHz中频带宽);K sn = 10dB,所要求的N NS;K m = 6dB,50% 调幅。
将以上数据代入公式2:S = -174dBm + 10dB + 40dB + 10dB + 6dB= - 108dBm= 0.9μV二、互调失真-截点所有的接收机都采用具有固有非线性特性的RF-IF信号处理电路,随之而来的,影响VHF/UHF接收机性能的另一个重要参数是双音互调失真。
当两个足够大但是有害的信号被加入到接收机的天线输入端时,它们在RF段混合产生了被认为是互调产物的虚假信号。
如果这些产物中的一个频率靠近了接收机的工作频率时,它将被当作同一频率的输入信号而被RF-IF段和解调器处理。
这个问题如图1所示。
图1:接收机调谐到ft处时,由两个有害信号f1和f2产生的二阶和三阶双音互调产物。
二阶和三阶互调失真是所遭遇到的最主要的失真。
公式3和4给出了涉及这两种情况的频率关系:f 1±f2= ft(3)三阶互调失真2f1±f2= ft(4)三阶互调失真注:f1、f2:有害大信号的频率;ft:接收机调谐频率上的互调产物。
二阶双音互调失真是个普遍问题,特别是具有宽带射频前端的接收机,但是通过在第一变频级使用双平衡混频器再加上推挽放大器可以使其最小化。
同时,加上亚倍频带通滤波器(可调或固定)组成的射频预选器,二阶影响可以减小到可忽略的程度。
亚倍频预选滤波器用以衰减在接收机调谐频率上能产生二阶产物的位于由公式3决定的关键频段的大信号。
通过使用射频预选器对二阶影响的减小如图2示。
图2:采用亚倍频滤波器对二阶干扰的减小作用既然射频预选器只是部分的解决了互调失真的问题,更多的麻烦和困难是如何控制三阶双音互调失真。
这是由三阶双音干扰的独特性造成的。
两个同时落入预选器通带的有害大信号,将产生也有可能落入带内的三阶互调产物(2f1-f2)或(2f2-f1)中的一个或两个。
减小预选器带宽可以减小接收机易受这类干扰影响的频率范围。
不幸的是,考虑到尺寸、复杂性和插入损耗,用于全覆盖VHF/UHF 接收机的预选滤波器相对带宽的实际下限是20%。
因此,在信号密集环境中,经常有可能发生两个强信号同时落入预选器通带内,结果在接收机调谐频率上产生有害虚假响应。
如图3所示。
图3:由两个带内大信号引起的三阶互调干扰三阶互调失真不限于接收机的射频前端,以上对带内三阶干扰的描述也适用于中频级。
当输入强信号之间的频率间隔小于第一中频级带宽时,那么中频互调失真就很有可能发生。
因此,必须对整个接收机RF-IF链路进行适当的电路和系统设计来使问题最小化,而不仅仅是元器件的选择。
一般是通过给接收机输入两个等功率信号,然后测量在接收机调谐频率上的失真产物的等效输入电平来测试接收机互调指标。
以dB方式表示的输入测试信号的失真产物被称做互调率,过去通常用以衡量互调性能。
但是,在最近几年,截点的概念已经成为更通用的衡量互调失真指标的一种方法,其用于多种的电子设备,而不仅仅是无线电接收机。
这种截点的方式只产生一个以dBm为单位的数值,它与输入信号电平无关。
双音、三阶互调截点的概念可以通过图4来更容易的理解。
图中曲线显示了在一个略有非线性特性的系统中,典型的基波和系。
破折线表示输出功率随着两个输入信号功率变化的关系。
注意:对于足够小的信号电平(如低于压缩点),曲线是单位斜率线性变化的,即基本上是输入信号功率变化1dB1dB。
点线描绘了互调产物的输出随基波输入信号变化的关系。
输出功率—d B m的,只是斜率为3。
这个斜率表示输入信号电平每增加1dB,三阶产物的功率增加3dB。
假设把确定了截点,截点所处点的输入功率电平就是系统三阶双音互调的输入截点。
这个系统截点不能直接测量得,只能通过公式5计算得:IP=1/2(Rs)+Pin (5)图4:双音三阶互调失真输入输出功率关系这里: IP:三阶输入截点,dBm;Rs:三阶产物相对值,dB;Pin:测得三阶产物相对值时的输入功率电平,dBm。
上式中,相对压缩值项Rs是系统输出端测得的三阶互调产物低于基频的dB数,即图4中所示的两条曲线的垂直距离。
用于评估双音互调性能和确定Rs值方法的典型装置如图5所示。
关于截点,能够用于确定互调产物等效输入电平的另一个重要关系由公式5a给出。
(b)图5:(a) 双音互调失真测试装置。
(b) 用于计算截点的Rs测试值。
IM = 3(Pin)- 2(IP)(5a)这里: IM:三阶互调产物等效输入功率,dBm;IP:三阶输入截点,dBm。
接收机的三阶截点越高,就越不易受由带内大信号引起的虚假响应的影响。
不幸的是,高截点接收机的设计常常不能兼顾到同时带来的对低噪声系数的要求。
通常采取折中的办法以兼顾接收机的噪声系数和三阶截点。
作为一项主要的规则,为高截点指标而设计的接收机通常采用压缩点比截点高1dB的RF-IF放大器级和双平衡混频器。
这些功率放大器通常有更高的噪声系数,并且消耗比小信号放大器更多的电源功率。
高功率混频器较高的本振驱动电平,其结果带来了更高的本振辐射电平,以及更大的内部虚假响应,而不仅仅是电源功率的消耗。
因此,要求接收机具有特别高的截点,会产生出一系列的设计问题和设备非常昂贵的后果。
三、无杂散动态范围另一个经常用以衡量接收机性能的参数是无杂散动态范围。
这里用“无杂散动态范围”来表示整个动态范围的一部分,是指当两个等功率信号输入时,没有超过噪底3dB的虚假信号的范围。
接收机的动态范围是指可用的输入信号范围。
许多标准已经被用于定义这个可用范围的上限和下限。
一个经常用来确定动态范围下限的标准称为最小可检测信号,被定义为在一个给定的中频(IF)带宽内,大于等效噪声功率3dB的信号。
公式6表示最小可检测信号(MDS)与接收机噪声系数和IF带宽的关系:P= MDS = -171dBm + NF + 10logB (6)L:动态范围下限,dBm;这里: PLMDS:最小可检测信号,dBm;NF:噪声系数,dB;B: IF 带宽,Hz。
无杂散动态范围(SFDR)的上限典型规定为:产生等于最小可检测信号的三阶互调产物的两个等电平输入信号电平。
由公式5a,公式7给出了上述定义:MDS =3(Pu)- 2(IP)(7)这里: Pu:无杂散动态范围的上限,dBm;IP:接收机三阶截点,dBm。
功率上限值由公式8给出:Pu = 1/3(MDS + 2IP)= 1/3(-171dBm + NF + 10logB)+ 2/3(IP)(8)、Pu的表达式,无杂散动态范围可得到公式9:由上述对PLSFDR = Pu - P= 1/3(MDS + 2IP)- MDSL= 2/3(IP - MDS)= 2/3(IP–NF - 10logB + 171dBm)(9)这里: SFDR:无杂散动态范围,dBm。