变频系统群时延测量技术分析

2012-08-15 14:55:40来源: 21ic

  引言

  群时延是描述传输系统相频特性的重要指标,其测量方法大致可分为矢网法和调制法两类。调制法又分为调幅(AM)和调频(FM)两种。在实际使用中,由于FM比AM具有更好的抗干扰特性,因此被广泛采用,本文也采用FM法。
 

  群时延基本概念

  群时延的提出是基于对传输系统相频特性的描述,是群信号通过线性或非线性网络后信号整体产生的时延,其数学表达式为

  上式中,j (w)为系统的相频特性,ω为载波信号角频率。

  在线性传输网络中,系统相频特性在整个频带内和频率成正比,在工作频带内群时延为一常数,这样的系统对信息能无失真传输,如图1所示。

线性网络相频曲线

图1 线性网络相频曲线

  但在实际应用中系统都不是理想系统,相频曲线上的不同位置具有不同的负斜率,如图2所示,

  

非线性网络相频曲线

图2 非线性网络相频曲线

  信号经过图2所示的系统后就会发生失真,这种系统通常被称之为非线性网络。

  矢网法理论依据

  矢网的测试方法基于群时延的定义,先测出传输系统的相频特性,然后再对相频曲线进行微分得出群时延。这种方法的测试精度由相位测量精度和“孔径”大小决定,相位测量精度越高,群时延测量精度也越高,同时孔径的选取也十分重要。所谓“孔径”实际上是群时延定义式中的分母部分。显而易见,在一定的相位测量精度下,选取较大“孔径”,能够有效改善群时延测量结果。但选取过大的“孔径”实际上又违背了群时延定义中的微分定义。本文根据安捷伦公司的资料提供,孔径最小值的取值方法为:测量的频率范围/(测量的频率点数-1),也即选取相频曲线相邻两点做差分;孔径最大不得超出测量频率范围的20%。同时应该注意,选取“孔径”时,测量的两个频点之间的相位差不应大于180度。

  调制法理论依据

  不同频率的正弦波通过传输系统后,相位会发生不同变化,那这种变化对传输信号及信号所承载的信息会带来什么影响呢?考虑输入信号为:

  其中,fc是载波中心频点,am(t)是低频调制信号,可以对载波进行调幅或调频。传输系统的幅频特性为:

  其中,G(f)为传输系统的幅频特性,Q(f)为传输系统的相频特性。

  经公式推导,合成信号的输出为:

  其中af为每个频点对应的幅度,τc为载波的相位时延,τg为相频曲线上对应每个频点处的负斜率,即每个频点处的群时延。

  对比(2)和(4)可以得出如下结论:已调制信号的群时延可以通过测试调制信号的时延得到。这一结论让我们可以用调制的方法测量传输系统的群时延。

  也可以从另一方面来理解。对于一个信号来讲,真正有用的部分是信号所承载的信息,而信息都包含在调制信号中。如果在工作频带内调制信号的群时延是一常数,那么信息经过传输系统后,只是产生一个延迟,信息没有产生失真。反之,在工作频带内,调制信号的时延随着频率的变化有波动,所承载的信息就会发生失真。

  应该指出的是,调制法在实际测量中是测调制信号经过传输网络前、后的时间差。这样一来,经过被测件后,解调出的低频信号质量就直接影响测量精度.

[1] [2] [3]

关键字:变频系统  群时延测量  相频特性

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0815/article_5680.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
变频系统
群时延测量
相频特性

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved