視頻帶寬,簡(jiǎn)單來(lái)講,反映了對(duì)于峰值功率包絡(luò)測(cè)量來(lái)說(shuō),追蹤信號(hào)變化是如何的快,并要考慮所有調(diào)制信號(hào)的占用頻率范圍。舉個(gè)例子,WCDMA信號(hào)由1950MHz的載波信號(hào)和3.84MHz的調(diào)制信號(hào)組成;經(jīng)過(guò)檢測(cè)器后,只保留了從0到3.84MHz的信號(hào)。對(duì)于可以正確處理那些信號(hào)的儀器而言,所有檢測(cè)器之后的電路必須擁有超過(guò)3.84MHz的帶寬(最好是5MHz)。一個(gè)窄帶儀器不能跟隨或捕捉3.84MHz的WCDMA信號(hào)包絡(luò)的峰值。視頻帶寬不同于儀器本身接受信號(hào)的頻率范圍;它只是功率計(jì)有效地捕捉調(diào)制波形峰值的指示器。
在所檢測(cè)到的信號(hào)中的時(shí)間變化,可來(lái)自幾個(gè)信號(hào)源。最明顯的來(lái)源是脈沖幅度調(diào)制。例如,如果輸入信號(hào)是脈沖調(diào)制為1 MHz,則之后的傳感器/檢測(cè)器的電路帶寬將是大于1 MHz的準(zhǔn)確測(cè)量的峰值的值,雖然平均值測(cè)量仍然是準(zhǔn)確,較小的視頻帶寬。
被檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間變化可以來(lái)自于幾個(gè)因素。顯著的因素是脈沖或幅度調(diào)制。舉個(gè)例子,如果輸入信號(hào)是1MHz的脈沖調(diào)制,傳感器/檢測(cè)器之后的電路帶寬則必須大于1MHz才能確保峰值測(cè)量的準(zhǔn)確性,既使帶有小視頻帶寬的平均值測(cè)量依然是準(zhǔn)確的。
視頻帶寬如何影響峰值功率測(cè)量和時(shí)間-選通平均功率measurementsa的,但不平均的功率在下面的示例中所示。兩個(gè)RF正弦波信號(hào)(在800 MHz范圍內(nèi)),其頻率1 MHz和不同的大小等于1表示在圖。2:
假設(shè)的阻抗是1功率計(jì)算方便,這兩個(gè)信號(hào)的功率與時(shí)間(實(shí)時(shí)功率)表示為式。1:
為了便于功率計(jì)算,假定阻抗為1,這兩個(gè)信號(hào)相對(duì)于時(shí)間的功率(實(shí)時(shí)功率)為公式1:
代以v1和v2由正弦波當(dāng)量,功率隨時(shí)間變化的,P(t)的,來(lái)自式中的。2,這表明,由兩個(gè)單獨(dú)的信號(hào)的功率P(t)的(V1,V2)和產(chǎn)品的兩個(gè)信號(hào)的振幅的兩倍:
用同等的正弦波替代v1和v2,相對(duì)于時(shí)間的功率P(t),則為公式2,它表明了P(t)包含了v1,v2兩個(gè)獨(dú)立信號(hào)和兩倍于兩個(gè)信號(hào)幅度。
式(3)通過(guò)施加三角identitiesb入式推斷。2。等價(jià)地,P(t)的由一個(gè)DC信號(hào)和4個(gè)頻率分量,這是2F1,的2f2,為f1 + f2的,和f1 - f2時(shí),分別為:
公式3是由三角運(yùn)算導(dǎo)入公式2得出,同理,P(t)包好了直流信號(hào)和4個(gè)頻率成分,分別是2f1,2f2,f1+f2,f1-f2。
的平均功率被定義,并計(jì)算從
平均功率可以由下式定義和計(jì)算得出
這是式的DC分量。3。
這是公式 的直流成分。
由方程。圖3和4中,峰值功率取決于所有組件上,而平均的功率取決于DC分量只。如果功率計(jì)和功率傳感器具有1-MHz視頻帶寬,它將作為一個(gè)典型的低通濾波器與一個(gè)3分貝滾降點(diǎn)在1 MHz。方面的功率包絡(luò),組件2F1的2f2,為f1 + f2,過(guò)濾,留下的DC偏移和| F1 - F2 | = 1 MHz的周期信號(hào),如式中看到。3。如果視頻帶寬大于1 MHz,峰值是2。然而,| F1 - F2 |術(shù)語(yǔ)是衰減在一半(3分貝)由于在1 MHz的3分貝滾降。這將導(dǎo)致一個(gè)峰 - 的平均ratio.c視頻帶寬影響的功率包絡(luò)的峰的測(cè)量的1.24-dB的誤差,但沒(méi)有影響的平均功率測(cè)量。
- F2 | = 1 MHz時(shí)的周期信號(hào),如公式3所示。如果視頻帶寬大于1MHz的,峰值則為2。然而| F1 -
更寬的視頻帶寬總是較窄的一個(gè)優(yōu)選的,但是這不是的情況下,這可能會(huì)導(dǎo)致的印象。原因之一是,儀器的更大的視頻帶寬,其動(dòng)態(tài)范圍,以及更大的線性變化越小。舉例來(lái)說(shuō),視頻帶寬為5MHz,將得到的動(dòng)態(tài)范圍為-32至+20 dBm,而300-kHz帶寬將得到的動(dòng)態(tài)范圍為-42至+20 dBm。
這將會(huì)導(dǎo)致寬的視頻帶寬總是比窄的要好的印象,但事實(shí)并非如此。首先,越大的視頻帶寬,動(dòng)態(tài)范圍就越小和線性誤差則越大。舉個(gè)例子,5MHz的視頻帶寬的動(dòng)態(tài)范圍是-32~20dBm,而300kHz帶寬給出的動(dòng)態(tài)范圍為-42~20dBm。
在一般情況下,儀器的視頻帶寬應(yīng)等于托德或大于輸入信號(hào)的調(diào)制帶寬,表1中列出了不同的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的建議的視頻帶寬。例如,一個(gè)cdmaOne的信號(hào)具有1.23 MHz的調(diào)制帶寬,和建議的視頻帶寬為1.5 MHz。對(duì)于多個(gè)信號(hào)類(lèi)型,它可能是要考慮多個(gè)傳感器。
通常,視頻帶寬應(yīng)該等于或大于輸入信號(hào)調(diào)制帶寬。表1列出了對(duì)于不同無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)推薦的視頻帶寬。舉個(gè)例子,CDMAone信號(hào)擁有1.23MHz的調(diào)制帶寬,推薦的視頻帶寬則為1.5MHz。對(duì)于多種信號(hào)類(lèi)型,應(yīng)考慮多種傳感器。
表1:視頻帶寬和無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)視頻帶寬 的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)
300 kHz的NADC,GSM,GPRS,EDGE
1.5兆赫的cdmaOne,CDMA2000 1X
5 MHz的WCDMA,CDMA2000 3X
RF功率計(jì)有一個(gè)主要的缺點(diǎn):它不能測(cè)量的頻率,所以它可能會(huì)給出一個(gè)“認(rèn)可”評(píng)級(jí)為有缺陷的的移動(dòng)電話,如在下面的兩個(gè)例子。
功率計(jì)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是:不能測(cè)量頻率,因此它會(huì)對(duì)一個(gè)有缺陷的手機(jī)給出“通過(guò)”,就像下面的兩個(gè)例子。
在第一個(gè)例子中,兩個(gè)手機(jī)發(fā)送相同的RF功率,與圖中所示的頻譜。3。好電話具有其內(nèi)的傳輸信道的功率,而缺陷電話機(jī)的輸出是在傳輸信道和半外側(cè),可能是因?yàn)橐粋€(gè)壞的調(diào)制器或功率放大器的一半。將得到同樣的功率計(jì)讀數(shù)為電話。
例1,2個(gè)手機(jī)發(fā)射相同的功率,頻譜如圖3所示。好手機(jī)的功率在發(fā)射通道內(nèi),而壞手機(jī)的發(fā)射功率一半在通道內(nèi)一半在通道外,可能是由于壞的調(diào)制器或功放引起。但功率計(jì)會(huì)給出相同的讀數(shù)。
在第二個(gè)例子(圖4),有缺陷的手機(jī)發(fā)送的信號(hào)與適當(dāng)?shù)墓β孰娖?,并與適當(dāng)?shù)念l譜,但在一個(gè)不正確的頻率,由于有缺陷的振蕩器電路。再次,RF功率計(jì)不能檢測(cè)到錯(cuò)誤。
例2(圖4),由于壞的振蕩器電路,壞手機(jī)在功率和頻譜正確而頻率錯(cuò)誤下發(fā)射一個(gè)信號(hào),。功率計(jì)再一次的沒(méi)檢測(cè)到錯(cuò)誤。
為中心的RF信號(hào)無(wú)論在哪里,功率計(jì)讀取相同的總平均功率值(表2)。的RF功率分析儀被編程為僅在應(yīng)該被發(fā)送的信道,其中所述移動(dòng)設(shè)備讀取電源。作為從原來(lái)的中心頻率偏移的信號(hào),RF功率分析儀讀取低功率電平,因?yàn)樵絹?lái)越多的信號(hào)移位預(yù)定的傳輸信道,滿分。
無(wú)論射頻信號(hào)的中心在哪里,功率計(jì)都會(huì)得到相同的平均功率讀數(shù)(表2)。功率分析儀可控制只讀取在信道內(nèi)的發(fā)射功率,假定該手機(jī)要發(fā)射信號(hào)。當(dāng)信號(hào)從原中心頻率偏移,信號(hào)越來(lái)越從設(shè)定的發(fā)射通道偏移,功率分析儀的功率電平會(huì)越來(lái)越低。
的RF功率分析儀和頻譜分析儀基本上專門(mén)的超外差接收機(jī)。他們有混頻器,本地振蕩器,中頻鏈。的本質(zhì)區(qū)別是,被設(shè)計(jì)用于實(shí)驗(yàn)室使用,頻譜分析儀,旨在涵蓋一個(gè)非常寬的頻率范圍內(nèi),可范圍廣泛地調(diào)整調(diào)諧范圍,帶寬等它使用一個(gè)或更籠統(tǒng)的本地振蕩器(圖5),而RF功率分析儀使用的一個(gè)或多個(gè)固定頻率的本地振蕩器(LO),一個(gè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)提取的主通道上的信息,相鄰信道的上部和下部,與上部和下部交替信道(圖6)。
功率分析儀和頻譜分析儀都本質(zhì)上都是超外差接收機(jī)。由混頻器,本振,中頻組成。區(qū)別在于頻譜分析儀被設(shè)計(jì)成是實(shí)驗(yàn)室使用,設(shè)計(jì)成是帶有很大可調(diào)范圍和帶寬等并覆蓋非常大頻率范圍的儀器。頻譜分析儀使用了1個(gè)或多個(gè)掃頻本振(圖5),而功率分析儀帶有1個(gè)或多個(gè)頻點(diǎn)的本振,一個(gè)ADC,和一個(gè)DSP去分析主信道,上下鄰近信道,上下交替信道的信息。
與頻譜分析儀,射頻功率分析儀進(jìn)行了優(yōu)化,大批量的生產(chǎn)測(cè)試,并具有很寬的動(dòng)態(tài)功率測(cè)量范圍。作為一個(gè)生產(chǎn)測(cè)試儀器,它的目的是在生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)作業(yè):移動(dòng)電話測(cè)試。
不同于頻譜分析儀,功率分析儀被優(yōu)化成適用于高產(chǎn)量測(cè)試和帶有非常大的動(dòng)態(tài)功率測(cè)量范圍。作為生產(chǎn)測(cè)試儀器,它適用于一種工作:手機(jī)的生產(chǎn)測(cè)試。
指定頻段內(nèi)的射頻功率分析儀來(lái)測(cè)量功率的能力,使其能夠發(fā)現(xiàn)缺陷,RF功率計(jì)不能。在圖 3,射頻功率分析儀偉大的RF功率計(jì)讀數(shù)的一半,因?yàn)樗鼤?huì)測(cè)量頻道內(nèi)的功率。另外,在圖 如圖4所示,RF功率分析儀將再次得到1的一半讀出的RF功率計(jì),因?yàn)閭魉偷膫魉凸β实亩种皇侵付ǖ念l帶外。此外,RF功率分析儀具有載波頻率的測(cè)量功能,并會(huì)立即檢測(cè)的關(guān)斷頻率的情況圖。4。功率分析儀可在指定頻段測(cè)量的能力使其能發(fā)現(xiàn)功率計(jì)發(fā)現(xiàn)不了的錯(cuò)誤。圖3中,功率分析儀給出了功率計(jì)一半大的讀數(shù),因?yàn)樗鼉H測(cè)試在指定信道的功率。圖4中,功率分析儀再次給出一半的讀數(shù),因?yàn)橐话氲陌l(fā)射功率已處于設(shè)計(jì)頻段之外。另外功率分析儀擁有載波頻率測(cè)量功能,它能立即檢測(cè)到頻率空閑的情況,如圖4。
一個(gè)高端頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)量的射頻功率分析儀,具有相似的準(zhǔn)確性。不幸的是,頻譜分析儀的成本超過(guò)RF功率分析儀(高達(dá)43,000元與16,000元的RF功率分析儀)。頻譜分析儀也更復(fù)雜的設(shè)置,是身體較大,需要更多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于開(kāi)發(fā)工作,頻譜分析儀是必不可少的。但對(duì)于生產(chǎn)測(cè)試,它提供了更多的比需要的測(cè)量能力(及費(fèi)用)。
高端的頻譜分析儀能以相似的精度代替功率分析儀。不過(guò),頻譜儀價(jià)格要比功率分析儀貴的多(大約是$43,000,而功率分析儀大約$16,000的)。頻譜儀在設(shè)置上也要復(fù)雜的多,體形很大,獲得測(cè)量結(jié)果要花很多時(shí)間。對(duì)于研發(fā)工作,頻譜儀是不可缺少的,但對(duì)于生產(chǎn)測(cè)試,其測(cè)量能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了需要,造價(jià)也更高。
當(dāng)總發(fā)送的RF功率是關(guān)鍵參數(shù)在一個(gè)雙向無(wú)線電系統(tǒng)或天線系統(tǒng),例如,-RF功率計(jì)是一個(gè)很好的解決方案。但是,當(dāng)信息的發(fā)送頻率,還需要在移動(dòng)電話生產(chǎn)測(cè)試,射頻功率分析儀是一個(gè)更好的選擇。
在雙路無(wú)線電系統(tǒng)或天線系統(tǒng)中,發(fā)射的總射頻功率是關(guān)鍵參數(shù),功率計(jì)就是一個(gè)非常好的解決方法。但當(dāng)需要知道發(fā)射頻率時(shí),比如在手機(jī)生產(chǎn)測(cè)試中,則功率分析儀是最佳選擇。
腳注雖然時(shí)間選通的平均功率是一個(gè)類(lèi)型的平均功率測(cè)量,它需要一個(gè)功率傳感器的快速響應(yīng)。如何快速響應(yīng)將功率傳感器的視頻帶寬是有限的。
雖然時(shí)閘平均功率是平均功率測(cè)量的一種類(lèi)型,但它需要功率傳感器的快速反應(yīng)。其反應(yīng)速度受限于功率傳感器的視頻帶寬。
bNote,新浪·SINB = 0.5 [COS(A - B) - COS(A + B)],,與cos2A = 1 - 2sin2A這意味著,sin2A =(1 - cos2A)/ 2。
cThere是在1 MHz的衰減,因?yàn)榉逯倒β? 10log(Ppeak / Paverage)的= 2/1 =3.0分貝。然而,在1 MHz,3 dB的衰減與峰值功率=日志(Ppeak / Paverage)的= 1.5 / 1 = 1.76 dB的。
由于峰值功率= 10log(P 峰 / P 平均)= 2/1 =3.0分貝,因此在1 MHz的時(shí)無(wú)衰減。然而,當(dāng)峰值功率=日志(P 峰 / P 平均)= 1.5 / 1 =1.76分貝在1MHz的時(shí)具有3分貝的下滑。
D出現(xiàn)一些功率傳感器的視頻帶寬是傳統(tǒng)的3 dB帶寬。
有些功率傳感器的視頻帶寬不是傳統(tǒng)的3分貝帶寬。
評(píng)論