GB 11299.3-1989 卫星通信地球站无线电设备测量方法 第一部分 分系统和分系统组合通用的测量 第三节 中频范围内的测量.pdf

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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 第一部分分系统和分系统组合通用的测量 第三节中频范围内的测量 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 第一部分分系统和分系统组合通用的测量 第三节中频范围内的测量 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 本标准等同采用国际电工委员会标准 卫星通信地球站无线电设备测量方法第 一部分分系统和分系统组合通用的测量第三节中频范围内的测量 主题内容与适用范围 本标准规定了中频范围内回波损耗 输入输出电平等八项电气特性的测量方法 本标

2、准给出的测量方法适用于频分复用 频分多址 调频系统 其他多址技术和其他调制方 式的系统的测量方法正在考虑中 定义 对本标准来说 中频频带是指频率调制器输出或频率解调器输入的已调信号所占用的频率范围 注 中频频带的标 称 中 心 频率通 常 为 也可以 采用其他的频率 回波损耗 阻抗 回波损耗和 反射 系 数 之 间 的 关 系 在卫星通信地球站中 关心 的是回波损耗的测量 而不 是 阻抗 或 反射 系 数 的测量 阻抗 相 对于其标 称值 的回波损耗 由下 式给出 或 由下 式给出 式中 阻抗 相 对于 的电 压反射 系 数 即 注 通 常 中频内部 连接点 的标 称阻抗 是 纯阻 不 平 衡

3、 测量方法 测量回波损耗 可以 用 逐点 测量法或用 扫 频法 无 论那种 方法 只要能保证 所 要求 的 精度 典型值 为都可使 用 下面以扫 频法为 例加以 说 明 在 这个例子 中 需要下 列设备 参见图 扫 频 发生 器 含 频标信号 发生 器 测量电 桥 由变 频器 带 有 分 度衰减 器的 选 频 放大 器和 振幅检 波器组 成 的 接收机 作基 准电平的 直流 电 源 示 波器 电 子开关 扫 频法用来测量线性无 源端口 的回波损耗 例如 测量 网络 输入 端 的回波损耗 这种 方法 也可 用于 测量线性 有源装置 的回波损耗 例如 测量 装置 输出 端 源阻抗 的回波损耗 但

4、在测量 时 电 路上应没有 信号 存 在 因而被 测 装置可看成 是一 个 线性的无 源网络 测量 期 间 所 使 用的电 缆 衰减 器 转 接 器等的回波损耗 以 及 测量设备的输入和输出 端 的回波损耗 也可使 用同 样 的方法 进行 检 查 测量设备的一 般 考虑 见图 扫 频 发生 器 扫 频 发生 器 由 一 个扫 描 振 荡 器 一 个 主 振 荡 器和一 个 它激 振 荡 器等组 成 主 振 荡 器在中频 上扫 描 它激 振 荡 器的频率为中频 加上选 频 放大 器的工 作 频率 扫 描 的 重 复频率 可以 在 范围内 选 择 接收机 部分的通频带 即选 频 放大 器 振幅检

5、波器和 示 波器的通频带 约 为 这个扫 描重 复频率的 倍 扫 描 振 荡 器的信号波 形最好 是三 角 波或正 弦 波 测量电 桥 在规定的信号电平范围内 电 桥 输出 端 的电 压 必须与 被 测 端 的 反射 系 数 的 大 小 成 正 比 图 所 示 的 电 桥网络 就 是 这 样 的 实 例 具 有 标 称值 例如 的标准 阻抗 可以接 在电 桥 的内部 也可以 外 接 可使 用 隔离 变压 器来 使 测量设备或 被 测设备 接 地 或 使 两者 都接 地 也可以使 用电气性 能 等 效 于电 桥 电 路而不需要 单独 加 隔离 变压 器的 混 合电 路 选 频 放大 器 由 于

6、反射 功 率 常常 与 测量频率的 谐 波 功 率 处 在同一 数 量 级 上 测量频率的 谐 波 可能 影响 测量的 精 度 因 此推荐 使 用 选 频 放大 器 接收机 的 灵敏 度 接收机能 够 检 测 到 的 最小 电平 至少 应 当比 电 桥 处 于 条条件 下 所 期望 的 最小 电平 低 测量 程序 测量 程序包括 三 个 步骤 校 准 检 查 测量电 桥 的平 衡 和测量 校 准 调 整主 振 荡 器的输出电平 使 在电 桥上阻抗 两 端 得到 所 要求 的电 压 注 意 应 避免 被 测设备 过 载 电 桥 的测 试臂 置 于 开路 或 短 路 状态 调节 选 频 放大 器输

7、入 端 的 衰减 器 使振幅检 波器输出 端上 得到 适 当 的 直流 电平 然后 如图 所 示 利 用 示 波器 前 面 的电 子开关 将 上 述 直流 电平 与 基 准 直流 电平 相 比较 当 示 波器 上 的 两条 波 迹重 合 时 则 这 两 个直 波电平 相 等 记录此 时衰减 器 上 的 读 数 注 为了 校 准 可 用标准 失配终 端 即 用一 个 回波损耗已 知 的 阻抗 例如 来 代 替 开路 或 短 路 检 查 测量电 桥 的平 衡 将 一 个 标准的 阻抗 接 到 电 桥 的测量 端 以 代 替未 知 阻抗 调 整 分 度衰减 器 直 至 示 波器 屏幕 上 的波 迹

8、接 近 重 合 以检 查 电 桥 平 衡 只有 当 接收机有 足 够 高 的 灵敏 度时 方 能使 得 波 迹 精 确 地 重 合 记 下 波 迹重 合 时 或 者 接收机 灵敏 度 达 到 极限 值时衰减 器的 读 数 该 读 数 确 定了规定 精度 范围内 可 能 测量 到 的回波损耗 最 大值 比 上 述 数值 小 的回波损耗 能以 的测量 精度 测量出来 例 如 当 衰减 器的 读 数 为 时 可以 测量出 以 内的回波损耗 值 测量 精度 在 以 内 回波损耗的测量 将 未 知 阻抗 接 到 电 桥上 调节 衰减 器 在频标指 示 所规定的频 段 内 使 测量波 迹与 基 准波 迹

9、在 示 波器 屏幕 上 重 合 衰减 器的 读 数 与 条 所 获 得读 数 的 差 值 就 是 阻抗 的回波损耗 注 如 果 校 准 时 用了已 知 回波损耗的标准 失配终 端 则 被 测 阻抗 的回波损耗 值 为已 知 回波损耗 与 上 述 衰减 器 两 读 数值 之 差 的和 有源装置 输出 端 回波损耗的测量 上 述 测量方法通 常也 用于测量 被 测 装置 输出 端 的回波损耗 更 适 宜 的方法 正在考虑中 结果表 示 法 测量 结果优先 采用 有 垂 直 刻 度 标 志 的 示 波器 显 示 曲 线或 照片 来 表 示 如图 所 示 或 上 下 倒 转 也可 在 示 波器 上 显

10、 示参 考线 在 任何情况 下 除 了测量 曲 线 电 桥 平 衡 校 准 曲 线 也应 该表 示 出来 当 测量 结果 不 用 图 形 表 示时 应 按 下例 表 示 在 范围内 回波损耗 优 于 电 桥 平 衡 优 于 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 回波损耗 极限 值 频带范围 输入和输出电平 定 义 和一 般 考虑 输入电 压 是 从 一 个 输出 阻抗 为标 称值 的信号 发生 器 传送 到 一 个 标 称值 的电 阻 性 负 载 上 的 方 均根 值 电 压 而 输入电平是在 该负 载 上 的电平 相应 地 输出电 压

11、是 终 端 负 载 两 端 之 间 的电 压 方 均根 值 而 输出电平是 该负 载 的电平 注 当 被 测设备的输入 阻抗 或输出 阻抗不 是 纯阻抗 性 阻抗 时 则 测 得 的 实 际电 压 或电平 与 可能 获取 的 最 大值 略 有 差异 测量方法 首先 把 一 个 信号 发生 器 与 一 个 假负 载 相连接 他 们 的 阻抗 均 与 被 测系统标 称阻抗相 等 然后将 加 到 假负 载 上 的电 压 调 到 规定 值 即加 到 被 测系统的规定电 压 再 将 信号 发生 器 连接 到 被 测系统的输入 端 同 时 在 被 测系统 终 端接上 标 称阻抗 负 载 测量出 该 被 测

12、系统的输出电平 用一 个 经 正 弦 输入信号 校 准的电平 表 测量 被 测系统的输入电平和输出电平 测量 应 在中频标 称 中 心 频率 上 进行 测量 仪 器的输入 阻抗 必须与 被 测电 路 的标 称阻抗相 同 例如 输入 阻抗 的回波损耗 可以 用 上 述 条 的方法来 检 查 如 果 要求 准 确 度 为 则 测量 仪 器的回波损耗 应 优 于 为了 避免 不需要 的信号 例如 谐 波 引 入的 误差 建议 接上 一 个 已 知 插 入损耗的 低 通 滤 波器或带通 滤 波器 或 者 使 用 选 频电 压 表 或 选 频电平 表 进行 测量 另 一 种 方法 也可以 用 功 率 计

13、 如 热 功 率 计 此 时 即使 较低 的回波损耗 如 也可 得到与 使 用电 压 表 相 同的 精度 如 精度应 当 扣除 所用电 缆 的 插 入损耗 典型值 为 结果表 示 法 对正 弦 输入信号 输入和输出电平 可以 用 伏 特 方 均根 值 或用 毫瓦 来 表 示 也可以 用电 压 功 率 相 对于他 们 的 基 准 值 的分 贝 值 来 表 示 通 常都 是 取 功 率 作 为 基 准 值 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 试 信号电平 测 试 信号频率 标 称阻抗值 振幅 频率特性 定 义 和一 般 考虑 振幅 频率

14、特性 表 示 输入电平为 常数 以 频率为 自 变 量 时 输出电平 与 基 准电平的 差 值 以 分 贝表 示 的 曲 线 注 基 准电平通 常 为中频标 称 频率 时 的输出电平 线性设备 上 的测量 不 同于在 含有 非 线性 装置 的设备 上 的测量 例如 当 设备 含有 限 幅 器或 具 有 自动 增益控 制 的 放大 器 时 它 们 前 几 级 的 振幅 频率特性 就 会出 现 压 缩 若 设备内 含有选 频 网络 不可能 区 分出线性和 非 线性部分 对 这种 情况 更完善 的测量技术正在考 虑中 测量方法 可 用 逐点 测量法或 扫 频法 两 种 方法 进行 测量 图 为 扫

15、频法测量设备 配 置 的 示例 测量设备的一 般 考虑 使 用 扫 频法 时 扫 频 发生 器的 重 复频率 扫 描 信号的波 形 检 波器和 示 波器的通带 都 必须 符 合 条 的 要求 必须 保证 测量 结果 不 受 测 试 信号 谐 波的 影响 开 始 测量 被 测设备 以 前 应 先 将 信号 发生 器的输出 端接 到 检 波器输入 端 以 确 定测量设备的 固 有 误 差 这 些 测量设备 包括 电 缆 衰减 器和其他 辅助 装置 测量 程序 用 条 中的方法或 按照 上 述 原理 保 持 输入电平 不变 确 定设备通带内 不 同频率 上 的输出电 平 在设备规定的正 常 输入电平

16、范围内 可 用 几 个不 同的输入电平 重 复 进行 测量 该 项测量 也可 扩展 到 通频带 两 侧 的频率 上 进行 在 此 情况 下 测量频率 处 的电平 将 明 显 衰减 因 此必须 使 用 选 频电 压 表 或 选 频电平 表 以 避免 测量频率的 谐 波所 引起 的 误差 注 限 幅 器和带 有 自动增益控 制 放大 器的测量 需要 采 取 特 殊 的 措施 适 当 的测量方法正在考虑中 结果表 示 法 振幅 频率特性 测量 结果优先 采用 图 所 示 的 示 波器 显 示 曲 线或 照片表 示 必须 标 度 显 示 器的 水 平和 垂 直 刻 度 当 测量 结果 不 用 图 形

17、表 示时 应 按 下例 表 示 基 准频率为 频率范围 从 时 振幅 频率特性的 不 均 匀 性在 内 也 就 是说 图 中 纵坐 标 上 曲 线的 最 大值 和 纵坐 标 值 的 差 值不 超 过 而 纵 坐 标 值 与 纵坐 标 上 曲 线的 最小 值 的 差 不 超 过 波 动 分量当 测量出的特性 存 在 明 显 波 动 分量 时 可 用 峰 峰 值 以 分 贝表 示 并且 应 该 说 明那 些 波 动 的频率 幂 级 数 分量 如 果 要求 幂 级 数 分量 则 可 根 据 载 频 附 近 特性 曲 线的 幂 级 数 近 似 获 得 各 种 分量所 得到 的 值 最好 用系 数 表

18、示 例如 等 或 者 用 扫 描 通带内 总 变 化 表 示 例如 在规定的通带 如 内 线性分量 二 次 分量 三 次 分量 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 振幅变 化 的 允许 范围 频率范围 基 准频率 静态自动增益控制 特性 定 义 放大 器的 静 态 自动增益控 制特性 由作 为输入电平 函 数 的输出电平 曲 线 表 示 输入信号频率为标 称 中频 输入 输出电平的 单 位 均 为 相 对于 的分 贝 值 测量方法 按 条 的方法 用 相 对于 的分 贝 数 刻 度 的信号 发生 器和 选 频电平 表 在 不 同输入电平

19、 下 进 行 测量 参见图 如 果 需要 还 可 在设备中频通带内的其他频率 上 再 进行 测量 结果表 示 法 测量 结果优先 采用 图 所 示 的 曲 线 表 示 当 测量 结果 不 用 曲 线 表 示时 应 按 下例 表 示 输入电平在标 称值 的 范围内 变 化 时 其输出电平 与 相 对 应 的标 称 输入电平的输出 电平之 间 的 相 对 变 化 不 超 过 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 标 称 输入电平 输入电平的范围 输出电平 变 化 的 允许 极限 动态自动增益控制 特性 测量方法正在考虑中 群时延 频率特性 定

20、 义 和一 般 考虑 对于线性 网络 传 递函 数可 写 成 式中 线性 网络 的 振幅 频率特性 线性 网络 的 相 位 频率特性 如 果 输出信号 滞 后 于输入信号 则 认 为是正的 网络 的 群 时 延 定 义 为 对于 的一 阶导 数 即单 位 为 秒 通 常 是测量 群 时 延 变 化 群 时 延 变 化 是 上 述 群 时 延 和 基 准频率 上 群 时 延 之 差 在线性设备 上 进行 测量 显 然 不 同于在 含有 非 线性 装置 的设备 上 测量 当 设备 含有 呈 现 调 幅 调 相 转 换 效 应 的 限 幅 器 时 将 引起 间接 的 失 真 例如 在 限 幅 器 以

21、 前 的 振幅 频率特性的 变 化 将 导致群 时 延 明 显 的 变 化 在 某 些情况 下 选 频 网络 是设备 整 体 的一部分 因 此 不可能 区 分出线性和 非 线性部分 对于 这种 情 况 更完善 的测量技术正在考虑中 测量方法 测量方法 有 两 种 即逐点 测量法和 扫 频法 图 为 后 一 种 方法测量设备 配 置 的 示例 测量设备的一 般 考虑 应 提供 以下 条件 适 当 选 择 调制指 数 和调制频率 以保证相应 的频 谱 占 据 一 个 适 当 的带 宽 在 这个 带 宽 之内 被 测 网络 的 振幅 频率特性和 群 时 延 特性 接 近 直 线 由 调制器 产 生

22、的 寄 生 调 幅 相 对于调 幅 调 相 转 换 效 应 和 被 测系统的 传 输 容 量来说 应 该 是 可以 忽 略 的 解调器对 寄 生 调 幅应 该 是 不 灵敏 的 因 此 频率 跟踪 型 解调器 较 适合 此 项 要求 鉴 相 器 应 对 与 扫 描 频率同 步 的调 幅不 灵敏 也不需要基 准 相 位 输入信号 图 所 示 的调制器和解调器 要 高 质 量 特 别 是 应 该 具 有 恒 定 群 时 延 特性 当 上 述条件 满 足 时 鉴 相 器的输出电 压 图 与 被 测 网络 群 时 延 有以下关 系 式中 常数 表 示 鉴 相 器 斜 率 注 图 中 同一 个 鉴 相

23、器 除 了 可以 测量 群 时 延 变 化 外 还 可 测量 相 位 差 如使 用 的测 试 频率 鉴 相 器对于 相 位 差 的输出电 压 将与 群 时 延 变 化 量的输出电 压相 同 对于 满 足 上 述条件 项的其他测 试 频率 也 是 可以 采用的 但 是为了 避免过 大 噪声 的 影响 不能 采用 很 低 的频率 例如 在 大 容 量系统中 如 路 或 更 大 容 量 群 时 延 特性 可能 受非 线性 网络 如 行 波 管 放大 器 限 幅 器 变 频器 等调 幅 调 相 转 换 的 显 著 影响 因 此 在 这种 情况 下 与 被 测设备 限 幅 器 相 邻 的电 路 不 包括

24、 限 幅 器 的特性 应由 测量 确 定 测量 程序 图 所 示 的 优 选 测量方法中 频率为 的 扫 描 信号和频率为 的 基 带测 试 信号 加 到 高 质 量的调制器的 基 带输入 端 在 该 调制器 里 扫 描 信号 以 高 调制指 数 基 带测 试 信号 以 低 调制指 数 进行 频 率调制 产 生 频率调制的中频信号 将 这个 已调制的中频信号 送 到 被 测 网络 由 恢 复 基 带测 试 信号 的 高 质 量解调器 进行 解调 由 于 该 中频信号是在 整 个 中频带 宽 范围内 扫 描 的 所 以 解调的 基 带测 试 信号 就 有幅度 和 相 位 变 化 鉴 相 器的 输

25、出信号 与 中频 群 时 延 是 成 正 比 的 经 过 测量 就 可 确 定 群 时 延 中频特性的波 动 分量和 或 幂 级级 分量 注 非 线性 网络 群 时 延 变 化 的测量方法正在考虑中 结果表 示 法 群 时 延 频率特性 群 时 延 频率特性 最好 用 以 频率为 横坐 标的 示 波器 显 示 的 图 形 来 表 示 如图 所 示 当 测量 结果 不 用 图 形 表 示时 应 按 下例 表 示 在 的频带中 总 的 群 时 延 变 化 为 测 试 振 荡 器的调制频率 和 相应 的调制指 数也应 当 给出 波 动 分量从 测量 得 的特性 曲 线中 可 识别 出波 动 分量 时

26、 其 幅度 峰 峰 值 应以 纳秒 为 单 位 表 示 并且 应 当 指 出 那 些 波 动 的频率 幂 级 数 分量 如 果 有 限 项 级 数 一 般 为三项 能相 当 精 确 地 表 示 载 频 附 近 群 时 延 频率特性的 话 那 末幂 级 数 的 展 开 项 可以 用来 表 示 得 出的特性 曲 线 级 数 的一 次 项 通 常称 为 线性 分量 二次 项 称 为 抛物 线 分量 从 得 出的特性 曲 线 可以 计 算 这 些 项的系 数 通 常以 等来 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 测 试 信号频率 中频频带

27、 群 时 延 变 化 的 允许 范围 微分增益和微分相位特性 一 般 考虑 在 小 容 量 例如不大 于 路 的卫星通信地球站中 测量 被 测设备的中频 振幅 频率特性 见 第 条 和 群 时 延 频率特性 见 第 条 就 足 以 评价 该 设备的 基 带 失 真 象 调 幅 调 相 转 换 这种 的 非 线性 失 真 和其他的线性 失 真 一 般 可以 忽 略 然 而 在 容 量 比较 大 的系统中 这 些 失 真 将 不可 忽 略 所 以 除 了测量 群 时 延 频率特性 外 还 需要 测量 微 分 增益 和 微 分 相 位 注 当载 波 间 隔与 传 输 基 带所 需要 的 宽 度相 比

28、较小 时 则低 于 上 述 容 量的系统 也 必须 测量 微 分 增益 和 微 分 相 位 由 微 分 增益 的 微 分 相 位 的测量 值 可以 计 算 出 被 测设备的 互 调 噪声 当 互 调 噪声 低 时 这 样 是 有 利 的 因 为 由 于测量的调制器 解调器的 噪声 比 被 测设备的 噪声 高 时 白噪声 测量是 没有 意 义 的 微 分 增益 和 微 分 相 位 在本系列标准第一部分第 四 节 基 带测量 中已给出了定 义 这个基 本定 义 涉 及 高 频 小 幅度 测 试 信号 与低 频 大幅度扫 描 信号同 时 传 输通 过 被 测设备的 基 带部 分 使 用测量调制器和测

29、量解调器 可 扩 大 到 中频部分 见 本系列标准第 二 部分第 七 节 频率调制器 和 第八节 频率解调器 测量调制器和测量解调器对于 实 际的测量来说 可以 认 为是 理 想 的 就 是说其 微 分 增益 和 微 分 相 位 失 真 比 被 测设备的 要 小得 多 它 们均 包 含 在 商品化 的 线 路 分 析 仪 一 类 的 仪表 中 微 分 增益 和 微 分 相 位 与 被 测设备 参数 及 测 试 频率的 关 系 为了 更 好 地 评价 被 测设备 各 种参数 及 其 随 频率的 变 化 对测量 结果 的 影响 有 必 要 了解 微 分 增益 和 微 分 相 位 表达 式 与 设备

30、 参数 如 振幅 频率特性 曲 线 群 时 延 频率特性 曲 线和调 幅 调 相 转 换 系 数 之 间 的 关 系 如 果 被 测设备 包括 一 个 传 递函 数 与 频率 有关 的线性 网络 和 后 面含有 调 幅 调 相 转 换 的 非 线性 网络 有关 的 关 系式在 附 录 中给出 根 据 这 些 关 系式 就 能 够 对 微 分 增益 和 微 分 相 位 的测量 结果 和频率的 选 择 作 出正 确 的 结 论 这 些结 论可以 归纳 如下 微 分 增益 和 微 分 相 位 特性 曲 线的 含 义 显 示 平 直振幅 频率特性的 实 际 网络 其 微 分 相 位 的测量 只 揭 示

31、 线性 网络 的 群 时 延 特性 而 微 分 增 益 特性的测量 只 评 定 非 线性 网络 的调 幅 调 相 转 换 和 它前 面 的线性 网络 的 群 时 延斜 率特性的 综 合 影响 从 附 录 的 公 式中 可以看 出 微 分 相 位 表 示 式中的第 二 项和 微 分 增益 表 示 式中第一项 他 们 含有振幅 频率特性 曲 线的 导 数 在平 直 特性 曲 线的 情况 下可以 忽 略 不 计 采用说 明 第 条 第 条 和 附 录 参 考 件 为 中 办 中 办测 试 频率的 选 择 微 分 增益 和 微 分 相 位 测量 使 用的 仪表 中 测 试 信号频率 可以 用 开关选

32、择 以 适 应不 同的 要求 从 附 录 的 公 式中 可以看 出 微 分 增益 的 大 小 正 比 于测量频率的平方 这 样就 要求相 对 高 的测 试 频率 一 般 在 的范围内 以 得到 足 够 的 灵敏 度 然 而 当 使 用 高 的测 试 频率 时 要 考虑其平 均 影响 微 分 相 位 的 大 小 正 比 于测 试 频率 因 此 可以使 用 相 对 低 的测 试 频率 一 般 为 就 有 足 够 的 灵敏 度 这 些 较低 的测 试 频率 可使 显 示 的 清晰 度 更高 由 于 这 些 考虑 微 分 增益 微 分 相 位 测量的 结果 总 是 与 使 用的测 试 频率一 起表 示

33、 的 测 试 设备的标 度 从 附 录 可以看 出 和 项 与 测 试 频率 无 关 对于 没有 调 幅 调 相 转 换 的线性 网络 这 些 量 纲 就 是 以 纳秒 平方为 单 位 的 曲 率和 以 纳秒 为 单 位 的 群 时 延 某 些情况 下 微 分 增益 和 微 分 相 位 的测量设备 也能 用 这 些 单 位 来标 度 即 标 度 采用在测 试 频率 变 化 的同 时 改 变 增益 的方法 这 样 对于一 个 已给定的 被 测设备 只要 测 试 频率 低到 足 以 避免 边 带 间 的平 均 影响 所 显 示 的 响 应也 将与 测 试 频率无 关 当 使 用 很 低 的测 试

34、频率 最 高 约 为 时 用 纳秒 来标 度 是线 路 分 析 仪 很 通用的一 个 办 法 标 度不 受 测 试 频率的 影响 然 而 当 使 用 高 于 大 约 的测 试 频率 时 通 常要 用 度 或 弧 度 为 单 位 的 微 分 相 位 标 度 务 必 注 意 无 论 哪 一 种 标 度 测量的 参数都 是 微 分 相 位 见图 对于 由 线性 网络 和 非 线性 网络 串联 的 网络 上 述 数值 取 决 于线性 网络 和 非 线性 网络 两 部分的 影响 测量方法 测量中频 微 分 增益 和 微 分 相 位 的 简 化 设备 配 置如图 所 示 扫 描 信号和测 试 信号对测量调

35、制器 进行 频率调制 被 测设备 由 测量调制器 激 励 被 测设备的输出信 号 由 测量解调器解调 测 试 信号分量通 过 调 谐到 测 试 信号频率 上 的带通 滤 波器分 离 出来 仅仅 与 被 测设备 失 真 有关 的输出测 试 信号的 幅度 和 相 位 调制 分 别 由 包 络检 波器和 鉴 相 器 检 出 送 到 阴 极 射 线 管 的 垂 直 偏 转 板 显 示 微 分 增益 和 微 分 相 位 水 平 偏 转 是 由被 解调的 扫 描 信号 产 生 扫 描 信 号 由 测量解调器 馈 送 给 低 通 滤 波器 后得到 注 通 常称 为 线 路 分 析 仪 的 商品化 测量 仪

36、器 提供 如图 虚 线 框 里 面 所 示 的设备 这 样 的测量 仪 器通 常 包括 标 度 垂 直 和 水 平 显 示 轴 的 附 加 设备 图 中 没有 表 示 开关 位 置 位 于测量 微 分 相 位 时 图 就 基 本 上 与 第 章 测量 群 时 延 的设备 配 置相 同 然 而 在第 章 给出的 设备 配 置 中 水 平 偏 转 直接由 信号 发生 器的 扫 描 信号 驱 动 线 路 分 析 仪 并 不使 用 这种 方法 因 为测量 仪 器 的 发 送 部分 与 接收 部分分 别 放 在 两 个 站 上时 便 不能 进行 这 样 的测量 结果表 示 法 微 分 增益 和 微 分

37、相 位 的测量 值 最好 用 阴 极 射 线 管 显 示 的 照片 或 两 轴 适 当 刻 度 的 记录 仪 的 记 录 曲 线来 表 示 如 果 可能 应 该 用同一 张 照片表 示 两 种 特性 另 外 特性 极限 值 的 差 值 和其 相应 的 扫 描 范围一 并 说 明 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 试 信号频率 扫 描 宽 度 峰 峰 值 允许 的 微 分 增益 失 真 允许 的 微 分 相 位 失 真 用 度 表 示 或 群 时 延 失 真 中频载波频率 定 义对本标准来说 中频 载 波频率系指调制器无 任何 调制

38、 存 在 时 输出的中频频率 测量方法 图 是测量中频 载 波频率的通用设备 配 置图 在 有 杂散 信号 存 在 时 才 需要使 用 滤 波器 在 进行 测量之 前 被 测设备和测 试 设备 应有 充 分 预 热 时间 来 达 到 热 稳 定 并且 必须 关 掉 能 量 扩 散 装 置 然后 根 据 要求 的 精度 采用适 当 的 闸门 时间 的 计 数 式频率 计 读得 所测量的频率 值 用 图 所 示 的 打印 机可以 记录 频率 计 各次 计 数 的 读 数 在 实 际 应 用中 一 百 次 计 数 就 足 够 了 但 是 确 切 的 次 数 取 决 于是 否 有 噪声 被 调制在 载

39、 频信号 上 或 者 有 噪声 叠 加 在 载 频信号 上 通 常 根 据 几 个 以上 测量 间 隔 的一系列平 均 统 计 分 析 就 可以 得到重 复性的 结果 结果表 示 法 频率 计 的 读 数可以作 为 时间 的 函 数 人 工 记录 或 自动 记录 同 时 还 需注明 频率 计 的 计 数时间 和 参 考 时 钟 的 精度 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 载 波频率的标 称值 在规定 时间间 隔 内 允许 的频率 偏 差 图 测量回波损耗的设备 配 置 图 测量回波损耗的电 桥网络图示 波器 显 示 的回波损耗

40、图例 注 用于测量输出电 压 的 仪 器 其输入 阻抗应 为 通 常 为图 测量 振幅 频率特性的设备 配 置 图 示 波器 显 示 的 振幅 频率特性 图例 图 测量 静 态 自动增益控 制 特性的设备 配 置 图 静 态 自动增益控 制 特性 曲 线的 图例图 测量 群 时 延 的设备 配 置 图 示 波器 显 示 的 群 时 延 频率特性 图例 图 测量中频设备 微 分 增益 和 微 分 相 位 的 简 化 设备 配 置 图 测量中频 载 波频率的设备 配 置附录 第 条中的数学关系式 参 考 件 对于 级 联 的线性 网络 显 示振幅 和 群 时 延 变 化 和 非 线性 网络 显 示

41、 调 幅 调 相 转 换 微 分 增益 和 微 分 相 位 由下 式给出 式中 微 分 增益 微 分 相 位 为 偏 离 中 心 频率的 扫 描载 波频率 测 试 频率 线性 网络 的 曲 率特性 线性 网络 群 时 延 特性 线性 网络 群 时 延 特性的 斜 率 线性 网络幅度 特性的 斜 率 非 线性 网络 的调 幅 调 相 转 换 系 数 注 以上 公 式中 如 果 振幅 的 增 加 引起 输出信号 相 位滞 后 的 增 加 相 对于输入信号 而 言 为正 线性 网络 的 传 递函 数由下 式给出 式中 振幅 特性 相 位 特性 根 据 定 义 对于 足 够低 的测 试 频率 它 能

42、避免 测 试 信号 两 个 边 带 间 的平 均 效 应 以 及与 扫 描 的 载 波频率无 关 的调 幅 调 相 转 换 这 些 公 式是 有 效 的 可见 微 分 增益 和 微 分 相 位 被 表 示 为 两 上因子 和 乘积 第一 个因子 是测量设备的 参数 即 测 试 频率 每 二 个因子由被 测设备所 决 定 它 是 两 项之和 第一项 由 线性 网络 的频率 响 应 直接 的 响 应 产 生 第 二 项 由 线性 网络 的频率 响 应 和 非 线性 网络 的调 幅 调 相 转 换 间接 的 响 应 产 生 附加说明 本标准 由 南京 无线电 厂 负 责 起 草 采用说 明 标准 符 号为 本标准中采用 后者 在国内通用 国 外 其他标准中 亦 见 采用