文档介绍：1
第一节       电磁干扰测量设备
一、测试接收机
测试接收机与用于一般系统中用的接收机有相当大的不同:
一般系统中用的接收机是用于再现(恢复)信号;
最关注的是:灵敏度、速度及与此相关的质量
测试接收机是用来定量测试干扰存在的量值;
最关注的是:干扰的能力(能量);
干扰的能力包括:幅度、频率、时间及带宽特性。
因此,测试接收机不但对准确度提出了很高的要求。而且对带宽特性、互调特性也有严格的要求。
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例如,幅度固定的脉冲型干扰按照脉冲的频率进行显示:
当降低脉冲的重复频率时,对干扰的烦扰变得愈来愈小,所显示的值也愈来愈小;
当提高频率时,情况则相反,显示值将增大。
在民用无线电干扰测量领域中,采用了加权干扰测量方法(对CISPR为准峰值加权),它在显示时考虑了收听者和收看者所感觉到的干扰。
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测量接收机组成框图
一般组成有八个部分:
(1) 输入衰减器
(2) 校准信号发生器
(3) 高频放大器
(4) 混频器
(5) 本地振荡器
(6) 中频放大器
(7) 检波器
(8) 输出指示
关键点:
测量接收机测量的是输出到其端口的信号电压;
为测场强或干扰电流需借助一个换能器,在其转换系数的帮助下,将测到的端口电压变换成场强(单位uV/m或dBuV/m)、电流(单位A,dBuA)或功率(单位W,dBm);
换能器依测量对象的不同可以是天线、电流探头、功率吸收钳或电源阻抗稳定网络等。
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(1)防止输入端过载
输入过载有两方面的含义:测量失真和烧毁。
输入到测量接收机端口的电压过大时,轻者引起系统线性的改变,使测量值失真,重者会损坏仪器,烧毁混频器或衰减器。因此测量前需小心判别所测信号的幅度大小,没有把握时,接上外衰减器,以保护接收机的输入端。另外,一般的测量接收机是不能测量直流电压的,使用时一定先确认有无直流电压存在,必要时串接隔直电容。
(2)选用合适的检波方式
依据不同的EMC测量标准,选择平均值、有效值、准峰值或峰值检波器对信号进行分析。实际干扰信号基本形式可分为三类:
连续波、脉冲波和随机噪声。
连续波干扰如载波、本振、电源谐波等,属于窄带干扰,在无调制的情况下,用峰值、有效值和平均值检波器均可检测出来,且测量的幅度相同。
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关键要点——检波方式
对于脉冲干扰信号,峰值检波可以很好地反映脉冲的最大值,但反映不出脉冲重复频率的变化。这时,采用准峰值检波器最为合适,其加权系数随脉冲信号重复频率的变化而改变,重复频率低的脉冲信号引起的干扰小,因而加权系数小,反之加权系数大,表示脉冲信号的重复频率高。而用平均值、有效值检波器测量脉冲信号,读数也与脉冲的重复频率有关。
随机干扰的来源有热噪声、雷达目标反射以及自然环境噪声等,这里主要分析平稳随机过程干扰信号的测量,通常采用有效值和平均值检波器测量。
利用不同检波器的特性,通过比较信号在不同检波器上的响应,就可以判别所测未知信号的类型,确定干扰信号的性质。
例如用峰值检波测量某一干扰信号,当换成平均值或有效值检波时幅度不变,则信号是窄带的;而幅度发生变化,则信号可能是宽带信号(即频谱超过接收机分辨带宽的信号,如脉冲信号)。
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(3)测试前的校准
所谓测试前的校准就是通过比对的方法确定被测信号强度。
测量接收机的校准信号是一种具有特殊形状的窄脉冲,以保证在接收机工作频段内有均匀的频谱密度。
测量接收机都带有校准信号发生器,测量中每读一个频谱的幅度之前,都必须先校准,否则测量值误差较大。
频谱分析仪的校准信号是正弦信号,其频谱常可见各次偕波,测量前校准一次即可,通常频谱分析仪启动自动校准时校准的内容比较多,如带宽、参考电平、衰减幅度、频率等,约需5-10min。做测量接收机用时,有些频谱分析仪也配有脉冲校准源。
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(4)测试信号的预选
在测试中,无论是高电平的窄带信号还是具有一定频谱强度的宽带信号,都可能导致测量接收机输入端第一混频器过载,产生错误的测量结果。
对于脉冲类的宽带信号,在混频器前进行滤波(也称为预选),可避免发生过载现象。不经预选时,宽带信号的所有频谱分量都同时出现在混频器上,若宽带信号的时域峰值幅度超过混频器的过载电平,便会发生过载情况。
由于进行了跟踪滤波,故输入信号频谱只有一部分进入预选器的通带内,到达混频器的输入端,输入信号的频谱强度不会因滤波而改变。这种靠滤波而不是靠衰减来实现的幅度减小,改变了宽带信号测量的动态范围,同时又能维持接收机测量低电平信号的能力。
若窄带信号(如连续波信号)处在预选滤波器的通带内,则预选的过程不会改变测量窄带信号的动态范围。
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