GB 4958.9-1988 地面无线电接力系统所用设备的测量方法 第二部分：分系统的测量 第九节 备用通道倒换设备.pdf

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1、中华人民共和国国家标准地面无线电接力系统所用设备的测量方法第二部分分系统的测量第九节备用通道倒换设备发布 实施中华人民共和国邮电部 发布中华人民共和国国家标准地面无线电接力系统所用设备的测量方法第二部分 分系统的测量第九节备用通道倒换设备中华人民共和国邮电部 批准 实施地面无线电接力系统所用设备的测量方法标准包括三部分 第一部分分系统和仿真系统通用的测量 第二部分分系统的测量 第三部分仿真系统的测量 每个部分中都包括若干个分标准 备用通道倒换设备 是第二部分的一个分标准备用通道倒换设备等同采用国际标准 地面无线电接力系统所用设备的测量方法第二部分 分系统的测量第二节备用通道倒换设备 现范围这一

2、节涉及的是备用通道倒换所用各分系统的性能测量 这一节给出了下列特性的测量方法 在传输通道基带或中频插入的倒换分系统的传输特性 导频和噪声检测器分系统及倒换开关的工作和转换时间引言受保护的工作通道数和备用通道数以 表示其中工作通道数通常为一个或多个备用通道数通常为一个或两个和 为 的情况下可以有多种备用方式第一种方式通信业务同时加到两个通道上 这样发射端不需要倒换 即双路工作第二种方式 通信业务只加到一个通道上第二个通道作为第一通道的备用若第一通道的运行令人满意时 第二通道也可用作其他用途 例如用于传输电视 这种方式在系统中每个终端站内都需配备倒换设备 而且采取工作通道的业务优先于备用通道的业务

3、注 另外一种情况 工作通道与备用通道使用相同的射频频率情况 每一部发射机和接收机都需要有倒换设备所有的备用方式 上面注 的方式除外 中 通道以不同的射频频率方式工作 备用倒换在基带或中频进行时备用通道可以采取各种各样的优先方式这些优先方式这里不考虑一般情况下倒换段之间需要双向通信方式 以保证正确的倒换操作顺序见参考文献但是在备用通道不作其他业务使用的双路倒换系统中 不需要传输返回的控制信号通道注 对于双路和热备用系统需按本系列标准第二部分第六节分集双路和热备用设备做一些附加的测量多路倒换系统包括判断和逻辑分系统用以确定是否需要倒换倒换段之间的双向通信系统倒换设备和辅助设备多路倒换设备特性的研究

4、还没有做到对各种不同倒换系统连接的标准化 见参考文件 由于各种备用倒换系统之间的差别很大要将每一种的测量方法都一一列出是不可能的 因此这一节中只给出一些典型设备所选用的方法需要做哪些试验应由供需双方商定为了测试备用倒换设备某些测量项目需用仿真无线电系统一个接力段所用的全部或部分设备在这种情况下仿真无线电系统应当精心调整保证设备的性能符合技术规范的要求传输特性由于倒换设备与无线电接力系统的各分系统相串联 因此需要测量倒换设备自身的传输特性 传输特性的测量方法在本系列标准第一部分和第三部分中给出倒换设备的传输特性可以分别在中频到中频或基带到基带进行测量 在仿真系统中接入和不接入倒换设备两种状态下测

5、量 以确定倒换设备对传输特性的影响 每个通路要分别测量注 每个倒换设备的损耗或增益都应计入开关各端口之间的隔离定义和一般考虑一个开关的任意两端口 其中只有一个端口是信号通路 之间的隔离是当所有端口都终接其标称阻抗时两端口电平之比 以分贝表示依次把每一端口与其他所有端口进行测量测量方法使用扫频法测量隔离 将扫频信号发生器信号加到中频或基带的一个端口然后依次将接收机连接到被测隔离的两个端口上 记录其最小电平差测量时 接收机与所连接的端口应正确匹配其他端口也应终接匹配负载并注意保证信号发生器的输出不使开关过荷此外也可使用逐点法注 对于这项试验 要求的精度不高 例如结果表示方法测量结果应按照下列方式给

6、出与 端口之间频率为 或 时端口之间的最小隔离为如果有要求的话 也可以包括隔离 频率特性曲线或相对应的示波器显示的照片要规定的细节在设备详细规范中按要求应包括下列项目被测的端口使用的输入电平被测的频率范围要求的隔离例如倒换的准则一般考虑通常使用两种倒换准则即规定的连续导频电平变化 见参考文献 和或噪声测量窄带中规定的噪声电平变化 见 条必须在下列条件下测量导频和噪声检测器以确定两检测器在规定的导频电平和规定的噪声信号电平点上启动和复原无基带信号有额定电平的基带信号有过负荷调制电平时的基带信号还需要检查噪声检测器在它达到接近工作或恢复噪声电平点时不产生颤动还应检查噪声检测器启动状态时对导频电平的

7、影响和导频检测器启动状态时对噪声功率的影响注 大多数情况 导频检测器在低于正常电平点的电平上启动 但是在某种情况下导频检测器是在低于和高于正常电平两种条件下都启动不应使用步进式衰减器去调节导频或噪声电平 因为这种衰减器变换档次时的瞬时中断可以引起检测器的误动作由于噪声的波动性和随机性 包括噪声源在内的所有测量项目都应该重复地做多次以便确定检测器的平均启动电平导频检测器的启动和复原电平定义导频检测器的启动电平是导频检测器启动并从 正常状态变到异常状态时导频输入端的信号电平复原电平是导频检测器指示从异常状态恢复到正常状态时导频输入端的信号电平注 启动电平在规定范围里通常是可调节的复原电平 根据不同

8、情况规定为高于或低于启动电平 有时 也可以调节测量方法测量导频检测器的启动和复原电平的方法有两种如果检测器是从额定的基带输出取样按照图表示的方法所有的测试均在基带进行如果检测器是借助一个解调器在中频监视其导频 则适合于使用图 所示的方法两种测量方法中导频信号都由外接信号发生器产生 信号发生器的输出电平从标称值开始 先向一个方向连续变化直到检测器动作 然后再向另一方向变化直到检测器复原如果导频检测器在高于或低于正常电平都要动作则两种情况都要测量它们的启动电平和复原电平 对于中频倒换见图 开始测量之前要将外接导频引起的频偏调到标称值结果表示方法测出的启动电平和复原电平应填入表格要规定的细节在设备详

9、细规范中 按要求应包括下列项目要求的启动电平范围例如相对于标称导频电平要求的复原电平范围例如 高于启动电平导频信号频率噪声检测器的启动和复原电平定义和一般考虑噪声检测器的启动电平是基带技术条件中要求检测器的指示从 正常 状态变到 异常状态时的噪声电平复原电平是同一基带技术条件中要求噪声检测器的指示从 异常状态恢复到正常状态时的噪声电平注 启动电平在规定的范围内一般是可调的复原电平为低于启动电平 有时 也可调节噪声检测器的带通滤波器通常与检测器组装成为一体 因此不能用滤波器后面的测试点 启动电平是用在规定基带部分测得的等效噪声功率表示 在规定频带上的噪声功率直接代表了发生倒换时的系统性能质量 这

10、种噪声功率与噪声检测器输入端的噪声功率之间一般有一个明确的关系电话系统中规定的频带一般是最高的那个测量信道见参考文献 在电视系统中是整个视频频带 见参考文献 但是电话系统的测量方法也适用于测量电视系统 因为发生倒换作用时 两种传输条件下与路径损耗有关的热噪声之间有固定的关系测量方法噪声检测器的启动电平和复原电平 最好采用 噪声接收机方法进行测量用这种方法噪声源为一个正常系统接收机可以改变它的输入信号大小 以使其噪声输出可变 测试设备的框图如图 或图连续地增加中频或射频衰减器根据调哪一个更方便而定的衰减 直到噪声检测器启动然后减小衰减直到检测器恢复原状态然而如果要测量的是一些相间型号的设备 则使

11、用图 或 根据不同测量而定所示的方法对于要进行的另外一些测量可以更加方便 这种方法中噪声源由白噪声发生器提供 逐渐增加白噪声发生器的输出电平直到噪声检测器启动然后降低白噪声发生器输出电平 直到检测器复原噪声源的带宽应包括导频检测器和噪声检测器的频率 但是应对其带宽加以限制 例如 测试 路系统可以使用 路的低通滤波器 不管使用哪一种方法 都应记录引起检测器状态变化时在白噪声接收机上测出的噪声电平使用图 或图 方法测出启动电平和复原电平 与使用图 或图 方法测出的启动电平和复原电平相比可能相差几个分贝 这是由于两种方法中检测器通带内的噪声功率与测量窄带内的噪声功率不相同的事实引起的 对于被测的特殊

12、型式的设备一旦这个电平差值确定以后 就可以采用图或图 的方法测量启动电平和复原电平比使用图 或 框图测量的准确程度高注 某些系统使用导频为中心的噪声窄带 并检测出导频周围的噪声带 对于这样的系统 无论何时在噪声检测器上进行任何测量都必须检查导频电平为标称值结果表示方法测出的启动电平和复原电平要填入表格要规定的细节在设备详细规范中 按要求应包括下列项目在基带内噪声测量信道的中心频率噪声测量信道内要求的启动电平 例如要求的复原电平 例如低于测出的启动电平使用的测量方法即白噪声法还是噪声接收机法基带过荷对导频检测器工作的影响一般考虑因为不希望倒换误动 所以一般要测试传输频带中加信号负荷对导频检测器启

13、动电平的影响 这种影响主要是由于基带信号失真在导频频率上产生的干扰 这项测量目的是确定 几种类型的基带信号在一定程度上高于标称电平时对导频检测器频带的启动和复原电平是否只引起小的干扰 例如测量方法基带负荷对导频检测器启动状态的影响 用图 或图 所示框图测量 正确地调整设备是非常重要的特别是调制器和解调器的灵敏度 图 中的总线性和群时延以及图 或图 的检测器的启动和复原电平重要的是图 的调制器不能将任何寄生成分引入到导频检测器频带内完成启动电平和复原电平测量之后 见 条 依次加入各种基带信号进行测量并记录各种基带信号中每种信号的电平 这个电平对启动电平和复原电平引起了小的变化例如注 通常使用一个

14、正确调节好的系统 只需要检查所用最大基带信号电平引起启动电平和复原电平的变化小于规定的最大变化可以使用下列几种基带信号频带和电平都合适的白噪声本系列标准第三部分第三节 黑白和彩色电视传输的测量的第 图所示的测试信号规定电平和频率的正弦信号 例如二分之一或三分之一导频频率的正弦信号注 采用的基带测试信号应对所用导频信号的电平无影响测试信号发生器输出端 可能需要一个带阻滤波器阻带为导频频率 以保证带外信号成分不串到测试系统里使用 项的基带测试信号时 测试信号发生器输出端上导频频率的谐波应低于需要输出电平 以上信号频率应置于使导频频率与谐波干扰频率产生一个低的差拍频率 信号频率应使相应的谐波频率落在

15、导频检测器的通频带之内结果表示方法应以说明方式表示测量的结果启动电平和复原电平变化例如 时每种基带信号的电平采用总噪声表示如下对于白噪声信号用对于电视信号用相对 峰 峰电平的分贝数对于正弦信号用电平和频率另外应该注明由所用最大基带信号电平引起的变化是否小于规定的最小变化例如要规定的细节在设备详细规范中 按要求应包括下列项目要求的导频检测器启动电平和复原电平使用的基带测试信号使用的加重特性 如有必要每种基带信号的最小电平和允许变化的启动及复原电平例如所加每种信号 例如大于标称值 的白噪声信号大于标称值 的电视测试信号 的最大基带电平导频信号频率基带过荷对噪声检测器启动状态的影响一般考虑基带过荷对

16、噪声检测器启动状态影响的测试与 条相似并且应注意中等过荷小于 时噪声检测器的启动电平的可能变化 小于设备详细规范中允许的变化值 例如测量方法基带过荷对噪声检测器启动状态的影响 根据倒换情况 采用图 或图 所示的框图测量启动电平变化时 测试信号发生器的输出电平要放得很低调节中频或射频可变衰减器直到测量窄带内的噪声电平比启动电平稍低一些例如 然后逐渐增加白噪声信号或视频测试信号或频率为二分之一或三分之一噪声检测器通带中心频率的正弦信号电平直到发生误动作或达到测试信号的最大规定启动电平测量复原电平变化时 测试信号发生器的输出电平需要从很低开始 然后增加电平直到最大规定电平要重复测量复原电平几次结果表

17、示方法结果应以叙述方式表示说明启动电平和复原电平变化 例如 时每种基带信号的电平用下列计算单位表示总噪声功率对白噪声信号用对视频测试信号用相对于 峰 峰值电平的分贝数对正弦波信号用电平和频率另外要说明使用的最大基带信号电平而引起的变化是否小于规定的最大变化 例如要规定的细节在设备详细规范中 按要求应包括下列项目噪声检测器的中心频率和通频带要求的噪声检测器启动电平和复原电平所用的各种基带测试信号所用的加重特性每种基带信号的最小电平和允许变化的启动及复原电平 例如所加每种信号 例如大于标称值 白噪声信号时大于标称值 电视测试信号时的最大基带电平噪声对导频检测器启动状态的影响一般考虑因为不希望有倒换

18、误动作所以测量导频检测器取决于噪声功率电平的启动范围是合理的测量方法测量框图如图 或图 所示并按照下面的方法做两次测量第一次导频信号发生器断开 从低值开始慢慢增加射频或中频衰减 直到导频检测器发生误启动或复原 在规定的通频带内测出该条件下的噪声功率电平第二次接上导频信号发生器电平置于标称值 从低值开始缓慢地增加射频或中频衰减 直到导频检测器发生误启动 这种条件下测出规定通频带 一般是最高那个测量信道 内噪声电平注 必须确保启动不是由于调频门限影响而引起导频变化 检查这种影响的方法是 将一高选择性的选频电平表与噪声接收机并联选频表调谐在导频频率上进行检查结果表示方法测试的结果以叙述方式表示说明通

19、频带内 发生误动时的各种噪声功率另外 可以叙述为到最大规定噪声电平时而不出现误动要规定的细节在设备详细规范中 按要求应包括下列项目要求的导频检测器启动电平和复原电平使用的加重特性噪声功率电平低于该电平 不允许误动作 例如电话通道导频信号的频率导频电平对噪声检测器启动状态的影响一般考虑在选择性衰落期间无线电接力系统接收端的导频电平可以变化几分贝 它取决于射频频带和导频的射频频率因此 需要表示出导频电平在规定范围内的变化是否引起噪声检测器启动电平和复原电平的任何骚动测量方法测量导频电平对噪声检测器工作状态的影响优先采用 条所述的噪声接收机法 测量启动电平和复原电平 应在加入下列几种导频信号电平条件

20、下进行标称电平允许噪声检测器启动电平和复原电平规定变化 例如 时的最大和最小电平设备详细规范中要求的其他各种电平由于噪声的波动性和随机性 需要重复进行几次测量 以便确定误动时的平均启动电平结果表示方法测量结果应以叙述的方式表示 要说明检测器的启动电平和复原电平在规定的小变化时 例如导频的电平值另外还可以叙述为在所应用的电平范围内 启动电平和复原电平的变化不超过规定值要规定的细节在设备详细规范中 按要求应包括下列项目要求的噪声检测器启动电平和复原电平使用的加重特性允许的启动电平和复原电平的小量变化 例如 时的最大和最小导频信号电平 例如 相对于标称电平而言是 相对于标称值在无导频时为导频信号频率

21、倒换设备的工作时间和转换时间定义和一般考虑转换时间是无线电接力系统输出端基带信号中断倒换开关工作时 期间的那段时间 由于发射端倒换时基带信号不中断 因此只需要在倒换段的接收端确定所需要的转换时间工作时间是从传输质量下降较大到开始倒换动作过程的那一瞬间起 至完成倒换过程 切换到备用波道上那一瞬间止 所花费的时间工作时间是引起几个分系统工作的一系列时间单元的总和 一般情况下 包括下列部分时间衰落或故障在接收端的识别时间控制信号发往发射端的建立时间控制信号到达发射端所用的传输时间在发射端的识别时间 必要时核对禁止指令发射端跨接或倒换时间控制信号到达接收端所用的传输时间接收控制信号核对时间判断是否应该

22、启动倒换所用的判决时间实际倒换操作时间转换时间注 标有星号 的时间单元 取决于发射与接收两端的距离 对于仿真无线电接力系统 这些因素可忽略 见参考文献导频故障倒换的工作时间与噪声增加而倒换的工作时间不同 第一种导频故障 条件下工作时间与中断时间几乎相等 第二种条件下 中断时间与转换时间相等 因此一般只需测量导频故障的工作时间任何一特定通道的工作时间还决定于下列因素倒换瞬间特殊电路结构和状态预定通道的优先次序可用一个还是两个保护通道工作时间的测量方法测量启动时间采用图 或图 所示的测量框图 工作通道中的附加开关由触发器驱动信号中断引起最初的倒换过程 在示波器上观察到的信号中断时间即为工作时间 对

23、于中频倒换 在中频上观察中断信号对于基带倒换 则采用正弦波信号例如 观察中断信号开关 可为机械开关 也可为电子开关 开关 通断一个周期的时间应比所测量的工作时间长些以便允许做一个周期的重复倒换操作过程 倒换操作过程重复频率大约为 较为合适因为主用信号路径上 和 点的电平和控制信号路径上 和 点的电平应有规定值 所以网络 和 都应该是可以调节的 这些网络包含有符合传输特性要求的衰减器或放大器转换时间的测量方法转换时间 对机械开关来说为毫秒量级 对电子开关来说 为微秒量级 测量框图如图 或图所示由于转换时间仅决定于开关本身 而与使它动作的信号无关所以用一个外接的触发信号控制开关是合适的 测试信号可

24、用 左右的正弦信号 的中断时间从示波器上观察中频倒换的情况为了获得真实的中断时间 最好在基带观察中断信号而不是在中频上观察 但是有些次要因素也会使结果模糊不清 例如中频倒换信号电平的瞬时变化 使用一台限幅性能良好的解调器和一台信号发生器可以进行这样的观察 信号发生器由正弦电压调频以产生合适的频偏例如测试音频偏结果表示方法测量结果应该使用示波器显示的照片表示 时间刻度可由校准频标划分或通过测量测试信号的周期数来划分通常这个信号不显示要规定的细节在设备详细规范中按要求应包括下列项目开关和导频接收器 中频或基频 的标称阻抗各点的标称电平 可以由网络 进行调整 图 和图开关 的倒换周期见图 和图基带倒

25、换见图 和图 正弦测试信号的电平和频率中频倒换在基带做转换时间测量 见图 测试信号的频率和该频率点的频偏倒换条件的模拟要求的转换时间和工作时间基带倒换设备输出的瞬时扰动一般考虑基带倒换设备输出端在倒换动作期间可能出现瞬时扰动 尖峰电压 这些电压尖峰可能损害传输质量 因此对幅度和持续时间需加以限制测量方法电压尖峰值的测量可用一台具有足够带宽的示波器接到倒换设备的一个输出端上然后进行一次倒换可以使用图 的框图 但要去掉信号发生器 所有端口都接好匹配负载使用特定倒换标准时例如 当工作通道和备用通道的噪声功率都大于噪声检测器启动电平时 基带输出的镇噪作用其电压尖峰在每一种倒换条件下都要测量结果表示方法

26、优先采用备有合适电压定标和时间定标的示波器波形照片表示测量结果 另外 测量结果也可按照下列方式给出每一输出端上的电压尖峰幅度 峰值每一输出端上的电压尖峰的持续时间在 峰值幅度要规定的细节在设备详细规范中按要求包括下列项目允许的电压尖峰的峰值幅度例如对于持续时间 峰值幅度为 对于持续时间 对于持续幅度为 脉冲宽度为 峰值点的宽度参考文献建议 卷 模拟无线电接力系统多线路倒换安排的优选特性建议 卷 电视和电话无线电接力系统的备用安排报告 卷 模拟无线电接力系统多线路倒换安排建议 卷 电视和电话调频无线电接力系统连续导频的频率和频偏建议 卷 频分复用电话无线电接力系统利用连续均匀频谱信号进行噪声测量

27、建议 卷 设计用于国际转接的电视电路的传输性能外接导频发生器 导频检测器测试信号发生器 导频告警可变衰减器 噪声检测器基带混合 噪声告警基带分支图 测量导频检测器功能的框图 基带倒换使用 和 条注 虚线连接的测试信号发生器 仅用于 条的测量外接导频发生器 中频解调器测试信号发生器 导频检测器可变衰减器 导频告警基带混合 噪声检测器中频调制器 噪声告警图 测量导频检测器功能的框图中频倒换使用 和 条注 如果在中频调制器的输入端 装有导频带阻滤波器则应将它短路如果内部导频发生器组装在中频调制器内应使其不工作虚线连接的测试信号发生器仅用于 条的测量外接导频发生器 射频接收机测试信号发生器 中频放大器

28、可变衰减器 中频解调器基带混合 基带分支中频调制器 导频检测器可变衰减器 导频告警中频放大器 噪声检测器射频发射机 噪声告警可变衰减器 白噪声接收机图 使用噪声接收机法测量噪声检测器和导频检波器的框图基带倒换使用和 条注 如果导频带阻滤波器安装在调制器输入端或系统解调器输出端 应将其短路如果内装导频发生器装在调制器内 应使其不工作虚线连接的测试信号发生器仅用于 条规定的那项测量外接导频发生器 中频放大器测试信号发生器 中频分支可变衰减器 中频解调器基带混合器 导频检测器中频调制器 导频告警可变衰减器 噪声检测器中频放大器 噪声告警射频发射机 中频解调器可变衰减器 白噪声接收机射频接收机图 使用

29、噪声接收机测量噪声检测器和导频检测器功能的测试框图适用于中频倒换和 条注 如果在调制器和输入端装有导频带阻滤波器则将其短路若内接导频发生器装在调制器内应使其不工作虚线连接的测试信号发生器仅用于 条的测量白噪声发生器 导频检测器外接导频发生器 导频告警可变衰减器 噪声检测器基带混合 噪声告警基带分支 白噪声接收机图 使用白噪声发生器测量噪声检测器功能的测试框图 基带倒换使用 和注 虚线连接的外接导频发生器仅用于 条的测量白噪声发生器 导频检测器外接导频发生器 导频告警可变衰减器 噪声检测器基带混合 噪声告警中频调制器 中频解调器中频分支 白噪声接收机中频解调器图 使用白噪声发生器测量噪声检测器功

30、能的测试方框图 中频倒换使用 和 条注 虚线连接的外接导频发生器仅用于 条的测量外接导频发生器 导频检测器测试信号发生器 基带分支基带混合 导频检测器逻辑电路 逻辑电路触发脉冲发生器 示波器基带分支图 测量倒换时间的测试方框图 基带倒换使用外接导频发生器 导频检测器中频调制器 中频分支逻辑电路 中频调制器触发脉冲发生器 导频检测器中频分支 逻辑电路中频解调器 示波器图 测量倒换时间的测试框图中频倒换使用测试信号发生器 触发脉冲发生器基带分支 触发延迟逻辑电路 示波器图 测量转换时间的框图 基带倒换使用注 测量电压尖峰也使用这一框图测试信号发生器 中频解调器调制器 触发脉冲发生器中频分支 触发延迟逻辑电路 示波器图 测量转换时间的框图 中频倒换使用附加说明本标准由邮电工业标准化研究所归口本标准起草单位由邮电部西安微波设备厂