发射机的指标测量

发射机的指标测量
一、参考资料
GB/T 12192—1990 移动通信调频无线电话发射机测量方法
GB/T 移动通信调频无线电话机通用技术条件
GB/T 15874—1995 集群移动通信系统设备通用规范
《通信技术标准汇编（移动通信卷）》
二、测量条件
1、国标要求的条件
国标对指标测量条件作了详细的规定，大致有以下方面。

被测设备安装完整性
基本电源的标准条件
标准大气条件
测量场所、被测设备和测量工具的电磁屏蔽条件
测量仪器的精度
辅助测量设备的工作状况
2、现有测量条件：
被测设备可能由于实时调试需要而未按规定安装完整，容易引入外界无线电干扰。

应用由市电供电的直流稳压电源，交流市电源未经滤波稳压等净化处理，可能引进各种频段的干扰。

由于缺乏电磁屏蔽室，整个测量过程只能暴露在存在各种电磁干扰的环境中进行，可能导致测量结果稍偏低于实际值。

测量仪器主要有综测8920A、频谱仪8560E和失真度测量仪，对某些指标只能作近似测量或者对比测量。

辅助测量设备主要是连接线、衰减器、耦合器，尽量其工作状态良好。

三、主要指标
1、射频输出阻抗
2、信道间隔
3、工作频段
4、频率误差
5、输出载波功率
6、输入功率与总效率
7、音频失真
8、频率稳定度
9、调制灵敏度
10、调制限制
11、调制特性（音频相应）
12、剩余调频
13、邻道功率（邻道发射）
14、杂散射频分量（杂波发射、杂散抑制）
15、剩余调幅
16、高调制频率时的发射频偏
17、杂散噪声
18、平均辐射载波功率
19、发射机之间的互调
20、共址多信道发射隔离
21、相对音频互调产物电平
22、发射机启动时间
23、平均无故障工作时间
四、部分主要指标的测量方法
根据以往的设备送检报告、南京厂验，针对性地对发射机（由发射模块和功放模块连接构成的大功率发射机）的主要指标中的射频输出阻抗、信道间隔、工作频段、频率误差、输出载波功率、输入功率与总效率、音频失真、频率稳定度、调制灵敏度、调制限制、调制特性、剩余调频、邻道功率、杂散射频分量这14个指标进行了详细测量，其余9个主要指标的测量将在日后陆续跟进。

以下是14个已测指标的具体测量方法，大部分用综测测量，测量时切记一个常识，就是往综测输入射频信号之前，先按综测的TX键，表示被测设备是发射机。

测量任何指标的设备连接方法，如无特别指明，均按照图（1）所示来连接。

图（1）设备连接一般方法
1、射频输出阻抗
发射机射频输出阻抗理论值是50欧姆，实际并未正规测量过，因为功放正常工作时候的输出功率远远大于网络分析仪所能承受的功率值，必须在网络分析仪加装特殊选件才能测量。

因此，只能用近似的方法粗略计算输出阻抗。

就功放而言，输出50W时，测量其检测到的反向功率和前向功率的电压值，两者相除得到反射系数T，再计算Z0*（（1+T）/（1-T））得出输出阻抗的大概值，Z0为射频特征阻抗50欧姆。

测量中，测得功放内的肖特基二极管输出反射波检波电压为，入射波电压为，则功放输出端口的反射系数为T==，电压驻波比为VSWR=（1+T）/（1-T）=。

则
射频输出端口阻抗为50*VSWR=欧姆。

可近似为50欧姆。

对于发射模块，其输出功率为12dBm，在网络分析仪所能承受的21dBm输入功率的范围内。

因此，可用用网络分析仪单独测试发射模块输出级放大电路的射频特性得到其输出阻抗值。

2、信道间隔
信道间隔理论值时25kHz。

发射机的工作频点每加减1时，其发射的实际频率的变化值就是信道间隔。

因为软件给发射模块送频合时已经严格按照频点数据来配置发射机内部的锁相环芯片，使其输出载波步进值为25kHz，所以只要发射机能正常工作，这个指标总是合格的。

3、工作频段
工作频段指发射机正常工作时输出的最低频率和最高频率。

启动发射机射频信号，通过改变频点是发射机输出的频率降低或者升高，直到失锁为止，记录最低值F1和最高值F2，则发射机的工作频段为F1～F2。

可以通过调节发射模块的调谐电压来改变工作频段，但不能改变带宽F2-F1，发射机带宽约为6M。

4、频率误差
频率误差值未调制载波频率与设置的理论频率之差，用Hz表示。

启动发射机射频信号，用综测或频率计直接测量载波频率F1，记录发射机实际设置的频率F0，则F1-F0 的绝对值就是频率误差。

测量过程中不送音频到发射机。

5、输出载波功率
输出载波功率指未加调制情况下，一个射频周期内发射机加给传输线的品均功率。

可用功率计或者综测进行测量，发射机射频输出口经传输线与功率计或者综测连接，启动发射机射频信号，直接在仪表或者屏幕上读出载波功率值，测量过程不送音频到发射机。

6、输入功率与总效率
输入功率指在规定的工作和调制条件下，供给发射机的功率。

总效率值在不加调制时，发射机载波功率与输入功率之比。

启动发射机射频信号，记录发射机的输入电压U和工作电流I，测得输出载波功率为P，则输入功率为U*I，总效率为P/（U*I）。

7、音频失真
音频失真指除去音频基波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，失真正弦信号包括谐波分量、电源文波和非谐波分量。

测量音频失真可用综测或者失真度测量仪直接读取，综测送标准试验音频（1kHz，0dBm）进发射机，启动发射机射频信号，把发射机输出已调制音频的射频信号输入综测，或者把综测后面板输出的解调后的音频信号送进失真度测量仪，从仪表上读取音频失真度的值。

8、频率稳定度363*10+6 *ppm=1Hz
频率稳定度指发射机输出载波频率在一段时间内的变化范围，用ppm表示。

在去调制时用频率计或者综测测量，启动发射机射频信号，选择合适的一段时间观察仪器显示频率的数值变化范围。

为节省时间，一般测量秒稳定度，在几秒钟或稍长时间内测量频率变化范围。

长期测量一般用年稳定度衡量。

9、调制灵敏度
调制灵敏度指发射机的标准输入信号电压，用mV或者dBm表示。

用综测直接测量，综测送1kHz的音频至发射机，其余可调整的参数保持为默认值。

启动发射机射频信号，调节该音频输出电平使得发射机产生标准试验调
制（即3kHz频偏），此时，综测输出的音频电平值即为调制灵敏度
10、调制限制
调制限制指发射机音频电路防止调制超过最大允许偏移的能力，用kHz表示。

测量步骤：
a)调节综测输出音频信号输出（1kHz，0dBm），其余可调整的参数保持为默认
值。

使发射机产生标准试验调制（3kHz频偏）。

b)把输入音频信号电平增加一个规定的量（如10dBm）。

c)启动发射机射频信号，记录音频信号电平增加后，发射机频偏达到稳定状态
时的频偏值。

d)音频输入电平保持c步骤所确定的值不变，在规定的频率范围内（如音频带
宽300Hz～3kHz）改变音频频率，记录每一频率下的稳定状态的频偏。

e)d步骤记录的值里的最大值即为该发射机的调制限制。

11、调制特性
调制特性也叫音频相应，指发射机输出信号的频偏跟调制频率的函数关系。

测量步骤：
a)启动发射机射频信号，把综测输出音频设置为标准试验音频（1kHz，0dBm），
其余可调整的参数保持为默认值。

调节发射机音频放大系数得到标准调制频偏3kHz。

记录此时综测的输出音频电平U0（U0 = 0dBm）
b)保持步骤吧所确定的频偏不变，在所规定的频率范围（音频带宽300Hz～
3kHz）内改变频率，并记录各个频率（如300Hz、500Hz、1kHz、2kHz、3kHz）下综测输出音频的电平Uf（dBm）。

c)各个频率点的调制特性由以下公式计算得到：
△Nf = U0-Uf-Nf
式中Nf按6dB/oct的预加重特性时在各个频率点的值如表（1）所示：
表（1）发射机预加重特性
12、剩余调频
剩余调频指在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，通常用没有外部调制和有外部调制时频偏仪的输出电压之比，用dB表示。

测量步骤：
a)综测所有可调整的参数保持为默认值，可以先复位综测，然后设置综测的输
出音频为（1kHz，0dBm），使发射机的调制。

b)设置综测自带的带通滤波器，在TX界面上Filter 1设置为“300Hz HPF”，默
认值是“50Hz HPF”；Filter 2设置为“3kHz LPF”，默认值是“15kHz LPF”。

c)设置去加重，在TX界面上De-Emphasis设置为“750 us”。

d)设置检波方式，在TX界面上Detector设置为有效值检波“RMS”。

e)启动发射机射频信号，记录此时综测后面板输出音频的有效值读数，记录为
U0。

f)去调制，把综测输出音频电平设置为0mV或者OFF，此时没有音频信号送进
发射机，发射机调制的信号只有噪声和哼声，记录此时综测后面板输出音频的有效值读数，记录为U1。

g)剩余调频有以下公式计算得到：
剩余调频= 20*lg（U1/U0）
13、邻道功率
邻道功率也叫邻道发射，指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。

测量步骤：
a)综测所有可调整的参数保持为默认值，可以先复位综测。

按TX键，选择屏
幕上的More选项，选择AD CH POR。

b)把AFGen1 Freq设置为“”，AFGen1 To设置为“Audio Out”和“10dBm”，
Ch Offset设置为“25kHz”，Channel BW设置为“16kHz”。

c)启动发射机射频信号，读取Upper ACP Ratio和Lower ACP Ratio的值，分别
是上邻道功率比值和下邻道功率比值（dB），此比值是相对于载波功率的。

如果ACP Meas设置为“Level”，则读取Upper ACP Level和Lower ACP Level，分别是上邻道功率值和下邻道功率实际值（dBm或者uW）。

14、杂散射频分量
杂散射频分量也叫杂波发射或者杂散抑制，指除了载波以及载波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显著分量的信号，包括谐波分量、非谐波分量以及寄生分量。

这项指标必须用频谱分析仪测量。

测量步骤：
a)先校准频谱仪。

打开频谱仪，待初始化完毕后，按MAK键，选择屏幕上的
MARKEPS OFF，用测试线把频谱仪前面板下方的CAL OUTPUT接口与INTPUT 接口连接，按CAL键，然后选择REF LCL ADJ选项启动校准，再选择STORE REF ADJ选项保存校准信息，校准完成。

b)按照图（2）或者图（3）所示连接设备，频谱仪的最大允许输入功率是30dBm
（1W），所以一定不能把功放输出的射频信号直接输入频谱仪。

c)设置频谱仪的中心频率FREQUENCY值为发射机的载波频率，设置频谱仪内
部衰减器AMPUITUDE值，使载波的基波频谱在屏幕上满幅显示，按照表设置扫描带宽SPAN值和分辨率带宽RBW值。

30MHz-1GHz100kHz
>1GHz1MHz
表（2）扫描带宽SPAN和分辨率带宽RBW的关系
d)调节频谱仪的中心频率以设置扫描带宽SPAN值和查看各种杂散发射，记录
二次谐波、三次谐波以及其他显著的非谐波和寄生分量等杂散分量，记录时，对非谐波和寄生分量只记录比限值低6dB之内或者高于限值的杂散发射），取其中的最大值作为杂散指标。

如（2）用频谱仪测量杂散射频分量
图（3）用频谱仪和综测综合测量发射机指标。