Szoftverrádió (SDR) nemlineáris paramétereinek mérése
A vevő tulajdonságait nagyban meghatározza, hogy a vett sávon kívüli erős jelek zavarják-e a vételt. Az erős zavaró jelek általában az ún. fantomjelek. A fantom olyan jel, amely nem létezik a levegőben, de megjelenik a vevőben. Ennek egyik oka a vevő nemlinearitása.
Egy másik cikkem (Software Radio) egy vevőt ír le közvetlen frekvenciaátalakítással, digitális jelfeldolgozással és demodulációval - az ún szoftverrádió (CP). Érdekes egy ilyen rádió nemlineáris paramétereinek mérése.
Általában a vevők linearitását úgy mérik, hogy két erős jelet (kétszínű teszt) alkalmaznak a bemenetre, és megmérik az F1 típusú fantomjelek szintjét.+ - F2 (másodrendű) és 2F1 + -F2 (harmadik rend). A módszer standard, és az irodalomban sokszor leírták. Alapvető követelmény, hogy egyszerre két minőségi (nagyon tiszta spektrumú) jelgenerátort használjunk.
A CP-vevő linearitását azonban csak egyetlen jelforrással és sokkal primitívebb eszközökkel lehet mérni.
Monoton mérés
Egyetlen jel, amelynek frekvenciája valahol a CP sávszélességében van, a CP bemenetre kerül. A jelnek nagyon tiszta spektrummal kell rendelkeznie, és nagyon alacsony a 2. és 3. harmonikus szintje. Legyen a CP heterodin gyakorisága f, és a bemeneti jelen - F . A típusú frekvenciájú fantomjelek keresésre kerülnek 2 (F- f) és 3. (F-f) mert csak ők esnek a vételi spektrumba. A szoftver vevő spektrális elemzést végez, és ezek a jelek megfigyelhetők. Az átalakított jel F-f frekvenciával a hasznos jel. A második 2 termékei (F- f) és harmadik 3 (F-f) sorrendben jelennek meg harmonikus az átalakított jelhez, és a nemlinearitás objektív mércéje lesz.
Mérési séma
A mérési beállítás diagramja az 1. ábrán látható. A generátort az alábbiakban ismertetjük. Termisztoros milliwattmérővel (432 teljesítménymérő Hewlett-Packard) mértük a kimeneti szintjét. Ugyanazon vállalat 8494B (0-11 dB) és 8496B (0-110 dB) csillapítói sorosan vannak csatlakoztatva, amelyekkel a CP bemenetének szintjét szabályozzák. A mérés csak 14 MHz-en történt. A vevő és a generátor bemenete között egy aluláteresztő szűrő van csatlakoztatva, amely 17MHz-es cutoff frekvenciával rendelkezik, ami jelentősen csökkenti a generátor harmonikus szintjét. A szűrő után egy rögzített 3–10 dB-es csillapító csatlakozik. Ez biztosítja a kulcskeverő kissé egyenletes impedanciáját még a szűrő sávszélességén kívül is. A vevő kimenete a számítógép hangkártyájára kerül.
A mérést csak a kártya egy csatornáján szabad elvégezni. Nem szabad jelet adni a másik csatornának, mert ez zavarná a pontos mérést. Jó kihasználni a fel nem használt csatornát. A legtöbb hangkártya két csatornája közötti hallgatási szint olyan, hogy a mérés megbízhatatlanná válna. Spektrumelemzőként a SpectraLab szakmai programot használtam (http://www.soundtechnology.com) .
Lásd még: http://www.pmgrp.com/prod01.htm, ahol a demo szoftver letölthető. A Winrad http://www.weaksignals.com/ szintén használható. A spektrumelemzőt csak 1 csatornás mérési módba kell kapcsolni, nem pedig l/Q módban. 50 ohmos jellegzetes impedanciákat alkalmaznak mindenhol.
.
Mérési sorrend
1. Egyetlen abszolút mérést végeznek a generátor kimeneti szintjének meghatározására (dBm-ben).
2. A generátor jelét az 1. ábra szerint táplálják a vevőbe. Az átalakított jel, valamint a harmonikusként megjelenő nemlineáris termékek megfigyelhetők a spektrumelemzőn. A csillapítók addig módosítják a bemenet amplitúdóját és jelét, amíg a hangkártya vagy az erősítő nem kezd korlátozni. Ezt a pillanatot egyértelműen kifejezi az összes kombinált termék amplitúdójának hirtelen növekedése. A szint csökken, amíg a korlátozás megszűnik, majd megmérik a fő átalakított jel (első harmonikus) és a nemlineáris szorzat 2. és 3. harmonikus szintjét dB s-ban. Figyelembe vesszük a bemeneti jel abszolút szintjét is a vevőnél bemenet dBm helyzetben. A munkát a lehető legnagyobb bemeneti szint közelében kell elvégezni a nemlineáris termékek jelentős szintjének elérése érdekében.
3. További mérést hajtunk végre annak igazolására, hogy a két harmonikus mért szintjei valóban a vevő nemlinearitásának eredményei, és nem a mérőgenerátor harmonikusainak meghallgatásai. A bemeneti jelszint 3-kal csökken dB. A második harmonikus szintjét 6-kal kell csökkenteni dB és a harmadiké - 9-gyel dB. Ez azt mutatná, hogy ezek valóban nem lineáris termékek. A 2. rendű nemlinearitások függése a másodiktól, a harmadik fokú harmadik foktól függ a bemenő jel amplitúdójától. Ha a bemeneti és kimeneti jel változása azonos sorrendben van, akkor nyilvánvalóan magas szintű hallás harmonikusról a mérőgenerátorra, és a mérés nem megbízható.
4. A kvantitatív értékeléshez kiszámítják az ún. interpolált kereszteződési pontok:
Bor a bemenő jel mért szintje dBm-ben; V1f , V2f és V3f a spektrum analizátorból származó jel első, második és harmadik harmonikusának mért relatív amplitúdói. A következő képletek használhatók az egyhangú mérés összehasonlítására a szokásos kétszínű méréssel: