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起伏概率散布(APD)丈量技能介绍

引言APD是AmplitudeProbabilityDistribution的缩写,即幅度概率分布。它是一个用来描述无线电骚扰统计特性的参量,定义为骚扰幅度超过…

导言

APD是AmplitudeProbabilityDistribution的缩写,即起伏概率散布。它是一个用来描绘无线电打扰核算特性的参量,界说为“打扰起伏超越某个规则电平的时刻概率的累积散布”。APD测验是现在最新的搅扰测验办法,与典型的丈量办法,如:准峰值检波等惯例研讨办法相比较,能更好地描绘搅扰自身的核算特性,突破了准峰值丈量的局限性;选用数理核算的办法研讨搅扰源的实质,为研讨剖析不同特性的打扰源对不同制式的通讯体系的影响拓荒了新的途径。

CISPR规则的各种打扰丈量限值都以峰值、准峰值、平均值或有用值来表明,其意图是为了维护播送、电视、通讯体系和其它电子设备的正常运转。准峰值反映了人的耳朵和眼睛对搅扰的片面感觉;通讯体系和电子设备依据信噪比来要求电磁环境,这儿的噪声常用有用值、平均值、峰值等表明。这些量值对点评模仿体系是有用的,可是很难与误码率树立联络。跟着社会的前进,数字体系已大大展开,而数字体系是用误码率来点评体系功用的,只要确认了搅扰的起伏核算特性才干确认数字通讯体系的误码率,而且找出误码率和体系输入信噪比的联系,因此与衡量数字通讯体系功用直接有关的是搅扰的起伏核算特性,而非传统的准峰值、平均值。APD测验便是用来丈量搅扰模型的核算特性的,是评价数字通讯体系功用的最优计划之一。

APD丈量办法[1]

APD丈量是针对频率点进行的。APD剖析仪连接在打扰丈量仪(测验接纳机或频谱仪)的中频包络检波输出端,对中频包络分层丈量,各层起伏对应于接纳机输入端的电平。APD剖析仪的结构有二种,一是用比较器+计数器,比较器数即分层数;二是运用A/D变换器+计数器+存储器,分层数即A/D变换器的分辩率,例如8位A/D变换器可有256层。

APD丈量成果如图1和图2所示,横轴是层电平,纵轴是起伏超越某层电平的概率。由曲线可知超越低电平层的概率大,超越高电平层的概率小。打扰增强,曲线向右移动。

图1 用APD作契合测验的办法之一

图2 用APD作契合性测验的办法二

其间APD界说的限值点有二个参数:电平限值Elimit和概率限值Plimit。用APD作契合性测验时有两种办法。

办法一(如图1所示):确认Plimit,丈量Plimit条件下的电平E。假如E

办法二(如图2所示):确认Elimit,丈量超越Elimit的概率P。假如P

APD限值的确认[1]

只要确认了APD和通讯接纳抗误码率BER之间的相关性,才可导出APD限值的确认办法。

首要测出通讯接纳机的误码率BER,测验办法见图3。丈量成果见图4,横轴为接纳到的有用信号电压U,纵轴是误码率。图4中最右边曲线为没有EUT搅扰时的误码率。接纳到的有用信号越大,误码率越小。右边4条曲线是EUT宣布不同强度搅扰时的误码率。搅扰越大,曲线越右移。由图4可知,在确认误码率为10-2条件下,有EUT搅扰时有必要添加有用信号强度U,在可接受的功用下降的极限情况下需添加U。

图3 通讯接纳机误码率BER的测验办法

图4 通讯接纳机误码率和接纳到的有用信号的测验成果

图5 用频谱仪和APD剖析丈量EUT搅扰的APD值

图6 EUT搅扰的APD值丈量成果

然后再用频谱仪和APD剖析仪丈量EUT搅扰的APD值,丈量办法见图5。丈量成果见图6,横轴为搅扰电压,纵轴是概率,最左面曲线是EUT不作业情况,右边4条曲线是EUT宣布不同强度搅扰时的APD。由图6可知当概率保证在10-2条件下,搅扰的层电压添加了V。

试验和仿真成果证明:当误码率和搅扰概率持平的情况下,测误码率时U的添加量U和测APD时搅扰V的添加量V有很明显的相关性。因此可以运用这种相关性来确认APD的限值点。一般要求通讯体系话音传输的BER为10-2,数据传输的BER为10-4。由此可规则APD的概率限值Plimit分别为10-2,10-4。再依据二者的相关性,由图6中的V,得出与Plimit10-2和10-4相应的两个电平限值Vlimit值。

APD丈量仪的规范[1]

3.1APD丈量仪的目标要求

以上剖析了CISPR关于APD丈量办法、APD限值的确认的展开,下面进一步介绍APD丈量仪的目标要求。

APD丈量功用可作为丈量设备的附加功用,附加到现有丈量仪器或运用一体化丈量仪器上。APD丈量功用可由两种办法完成:一种运用比较器和计数器,如图7所示,设备确认超出一组预设电平的概率,电平的数目等于比较器的数目;另一种运用A/D变换器、逻辑电路、存储器,如图8所示,该设备也可供给预设电平的APD图,电平的数目取决于A/D变换器的分辩率(如8bit变换器供给256级电平)。

图7 APD丈量电路(比较器、计数器)框图

图8 APD丈量电路(A/D变换器)框图

3.2APD丈量功用的规范

假如可以断定设备或设备系列或许形成对数字通讯体系的搅扰,APD丈量就可应用于这些产品。下面是应用于APD丈量功用的规范。

(1)起伏动态规模:大于60dB。

起伏的动态规模界说为取得APD的必要规模。动态规模的上限应大于要丈量的打扰的峰值电平,下限应低于产品委员会规则的打扰限值电平。依据CISPR11中,关于ISM设备,group2,ClassB,峰值限值规则为110dBμV/m,加权限值指定为60dBμV/m。因此提议动态规模大于60dB,并有10dB余量。

(2)起伏精度(包含阀值电平设置差错):优于±2.7dB。

(3)打扰最大丈量时刻:≥2min,丈量中止时刻小于总丈量时刻的1%。

CISPR11为1GHz以上的微波烹饪用具的峰值丈量制定的最大坚持时刻为2min一周期,因此APD的丈量时刻的最小值为2min。由于计数器或存储器的数量是有限的,关于长丈量周期,接连丈量或许有困难,因此,在丈量中止时刻小于总丈量时刻的1%的条件下,答应连续丈量。

(4)APD丈量功用可分配至少两级电平,可以一起丈量一切预设电平的概率,预设电平的分辩率优于:0.25dB。

(5)最小可测概率:10-7。

为取得有意义的丈量成果,丈量过程中呈现约100次取值是必要的。因此最小可测概率核算如下:

假定丈量时刻2min,采样率10M/s,概率确认为

100/(12010106)~10-7。

(6)采样率:≥10M/s(分辩带宽1MHz)。

抱负情况下,运用要维护的无线设备的等效带宽丈量打扰的APD。但是,关于1GHz以上的频率规模频谱剖析仪的分辩带宽指定为1MHz,因此选用率应大于10M/s。

(7)引荐规范:运用A/D变换器时,丈量成果显现的起伏分辩率优于:0.25dB。

APD成果显现的分辩率取决于动态规模和A/D变换器的分辩率。例如,运用8bitA/D变换器,动态规模60dB时,显现的分辩率小于0.25 dB(60 dB/256)。

总结

传统的丈量办法,如准峰值检波、有用值检波,是丈量搅扰对体系影响的终究成果,与搅扰的实质有关,还同体系的功用有关,这给无线搅扰的丈量带来了不确认要素。跟着无线技能的展开,搅扰的研讨是丈量职业面对的杰出问题——有必要寻觅新的丈量办法,对其进行评价,而APD丈量成果是搅扰自身的核算特性,与体系功用无关,所以更具有广泛性和适宜性,但APD技能现在仅仅探索阶段,规范化和产品化进程相对缓慢。

依据CISPR的展开可知,有关APD的内容有三部分:

(1)APD丈量仪的目标要求——CISPR/A分会已于2006.2.24悉数经过,不久就会写进第二版CISPR16-1-1中。

(2)APD丈量办法——已进入CDV阶段,行将授予投票,主张参加CISPR16-2-3中。

(3)APD限值的确认(APD与BER的联系)——CISPR/A分会已写出攻略,发给各产品委员会,等候他们提出主张。限值确认今后,将参加CISPR-16-3中。

国内的丈量界同仁们应活跃盯梢APD技能,制定相关测验规范,研发相关仪器仪表,展开相关的测验作业,更好地服务于搅扰的丈量和研讨,为无线电监测和设备检测供给更科学、更精确的丈量办法和手法。

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