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超短波电台接收机音频灵敏度检测方法

2017-08-29刘云飞田华明章小梅

科技视界 2017年11期

刘云飞+田华明+章小梅

【摘 要】介绍了超短波电台接收机灵敏度的概念,给出了综测仪法、分立仪器法和对通衰减法三种超短波电台接收机音频灵敏度检测的方法步骤,指出了检测中注意事项,比较分析了三种方法的特点。

【关键词】超短波电台;接收机音频灵敏度;综测仪;对通衰减法;分立仪器法

Method for Detecting Audio Sensitivity of Ultrashort Wave Radio Receiver

LIU Yun-fei TIAN Hua-ming ZHANG Xiao-mei

(Qingdao Campus of Naval Aviation University,Qingdao,Shandong,266041,China)

【Abstract】This paper introduces the concept of sensitivity of ultrashort wave radio receiver,presents the method and procedure of measuring the audio sensitivity of three kinds of ultrashort wave radio receiver, which are comprehensive instrument method, discrete instrument method and pass through attenuation method,at last points out the points of attention in the test and compares and analyzes the characteristics of the three methods.

【Key words】Ultrashort wave radio;Receiver audio sensitivity;Comprehensive measuring instrument; Pass through attenuation method;Discrete instrument method

超短波電台是信号频率在超短波频率的电台,广泛应用于军事、民用视距通信领域。超短波电台最常用的是话音通信,电台接收机音频灵敏度的检测是值得深入研究的问题。

1 相关概念及检测原理

超短波电台接收机灵敏度,是指超短波电台接收机可以接收到并能正常工作的最低信号强度,通常用dBm表示,也可以用μV表示。dBm是信号强度,μV是信号幅度,两者可以进行换算。换算公式为

P=■公式1

由于一般超短波电台的天线阻抗是50Ω,所以若待测电台接收机音频灵敏度为2μV,则根据公式可计算出对应的信号强度为

P=■=■=8×10■W

再根据换算公式P=101g■公式2

可计算出对应的信号强度值为P=101g■=-101dBm。

超短波电台接收机音频灵敏度,反应的是电台在音频工作模式下,接收微弱射频信号的能力,是电台能有效清晰解调出话音的最小的射频信号强度,是反映电台接收机性能的重要指标之一。电台接收机音频灵敏度不够,则直接影响电台的话音通信距离。[1]

要对超短波电台的接收机音频灵敏度进行检测,需要构建合适的检测环境。目前超短波电台的接收机灵敏度指标一般在μV级。因此需要产生μV级的射频信号输入给超短波电台,并能检测超短波电台的音频输出,判断输出音频信号的质量是否达到要求。[2]

2 综测仪检测法

目前检测超短波电台接收机灵敏度最常用的方法是综测仪法。以南京新联电讯仪器厂生产的EE5113型无线电综合测试仪所为例。所用到的仪器设备有综测仪一台,音频线缆一根,射频线缆一根。检测连接关系如图1所示。该方法是用综测仪给电台提供μV级的调幅射频信号,同时用综测仪通过检测电台耳机口输出的音频信号的信纳比来检测电台调幅接收灵敏度。

图1 综测仪法检测接收机调幅灵敏度

以检测AM(调幅)音频接收灵敏度为例,具体检测步骤为:

(1)综测仪设置

将综测仪设为“接收机测试”状态,调制方式设为AM,工作频率设为与被测电台一致,音频调制信号频率设为1kHz,调幅度设为30%,调整射频信号的幅度为2μV。调整音频显示输出为显示信纳比“(S+N)/N”。

(2)电台设置

待测电台调到要测的频点上,设置工作模式为AM,将“静噪”设置为“0”或“静噪关”状态,调整音频输出为耳机输出,调整音量到中间位置;

(3)检测记录

从无线电综合测试仪显示屏上读取信纳比“(S+N)/N”数值,若信纳比“(S+N)/N”数值大于10dB,表明电台的接收机调幅灵敏度合格。

若需精确检测其灵敏度值,则需逐步调整射频信号幅度,并观察“(S+N)/N”数值,直到“(S+N)/N”刚大于10dB,记下此时射频信号的幅度即为当前频率下的灵敏度。

目前无线电综测仪已经发展到触屏数字化,操作越来越简单方便。使用综测仪,要注意的是测量时一定注意,当需要精确检测电台接收机音频灵敏度时,由于检测到的音频信纳比值很少是固定的,而是在不断变化的,因此需要多次测量取平均值。

3 分立仪器法

实际工作中,有的电台使用单位没有配备综测仪。在没有综测仪情况下,要解决超短波电台接收机音频灵敏度检测的问题,根据检测原理,可以使用分立仪器法。所谓分立仪器法,就是采用独立的信号源和音频信号测试仪器来进行检测。

信号源要能够产生μV级的带音频调制的射频信号,以EE1482型合成信号发生器为例,可以产生带AM、FM调制的超短波频段的射频信号。对于音频信号检测,可以采用音频毫伏表,[2]也可以选用常见的示波器。用示波器观测经过电台接收机解调从耳机孔输出的音频信号的波形,通过观察音频信号波形是否有明显畸变来判断电台接收机灵敏度是否符合指标要求。

以检测AM(调幅)音频接收灵敏度为例,具体检测步骤为:

(1)仪器连接

使用分立仪器法测试接收机调幅灵敏度,需要的仪器设备有具有AM调制功能的超短波频段合成信号发生器一部,示波器一部,射频线缆一根和音频线缆一根。仪器设备连接如图2所示。连接完毕后,依次打开合成信号发生器、示波器和电台。

图2 分立仪器法定性检测接收机调幅灵敏度

(2)合成信号发生器设置

调整合成信号发生器调制方式设为AM,工作频率设为与被测电台一致,音频调制信号频率设为1kHz,调幅度设为30%,调整射频信号的幅度为2μV。

(3)电台设置

连接好仪器设备后,待测电台调到要测的频点上,设置工作模式为AM,将“静噪”设置为“0”或“静噪关”状态,调整音频输出为扬声器输出,调整音量到中间位置;

(4)检测记录

使用示波器来观察音频输出的波形质量,同时通过电台监听音频输出的声音信号是否清晰。若示波器显示音频输出波形无明显畸变,如图3所示,且电台扬声器听到的1KHz音频信号比较清晰。则表明电台接收机音频灵敏度合格。若有明显畸变,则表明接收机音频灵敏度指标不合格。

图3 示波器显示音频信号波形图

4 对通衰减法

如果既没有综测仪又没有合成信号发生器和示波器等仪器,还需要检测电台接收机音频灵敏度,则可考虑采用对通衰减法。所谓对通衰减法,对通是指通过两部电台进行有线方式连接对通,衰减是指通过衰减器来获得所需的微弱信号。对通衰减法,需要有两部电台,一部用来当做信号源,一部是待测电台。同时要有能够将电台信号衰减到μV的衰减器,而且衰减器的衰减量是精確可调的。一般的单个衰减器是无法满足功率输入和衰减量可调要求的,因此考虑采用多个固定衰减器和可变衰减器串联的方式。[3]

以检测AM(调幅)音频接收灵敏度为例,具体检测步骤为:

(1)仪器设备连接

按图4选择合适的固定衰减器和可调衰减器,连接各仪器设备。

图4 对通衰减法估测接收机调幅灵敏度

(2)衰减器设置

衰减器的设置要通过计算得出。计算方法如下,首先要考虑充当信号源的电台的发射功率,比如电台发射功率是10W,通过公式2可换算为40dBm,若接收机AM音频灵敏度为2μV,经计算可换算为-101dBm,则从40dBm衰减到-101dBm,总共需要的衰减量为141dB。由于电台与衰减器之间的射频线缆也是有损耗的,而且损耗是不能忽略不计的,所以线缆损耗要考虑在内,且要事先检测计算出来。比如经过检测计算,射频线缆总损耗为2dB,因此设置固定衰减器和可变衰减器的总衰减值为139dB。

(3)电台设置

待测电台调到要测的频点上,设置工作模式为AM,将“静噪”设置为“0”或“静噪关”状态,调整音频输出为扬声器输出,调整音量到中间位置;

(4)检测记录

此时,用话筒呼叫,若待测电台扬声器出来的声音清晰可懂,则表明电台接收机AM音频灵敏度指标合格。若收听不到话音,逐渐减少可调衰减器衰减量,直到刚好清楚听到呼叫声,记下此时衰减器衰减量,用电台A发射功率值减去总衰减量,就是电台的接收机音频灵敏度。

在实际检测中,若两部电台距离太近,则充当信号源的电台,其发射信号的辐射泄露值很大,会直接被待测电台接收,因此无法正常检测。此时需要将待测电台与固定衰减器之间采用十几米的射频线缆进行连接,拉大两部电台的距离。同时对于衰减器的选择尤其要注意其功率范围,固定衰减器要能够承受电台的发射功率,一般选用30dB的为宜。可调衰减器要选择可在1dB量级微调的。若经固定衰减器衰减后,输出功率超过可调衰减器承受范围,则需要再串联一个固定衰减器,最终使得所有衰减器衰减量符合检测要求。而且电台A的发射功率事先要用功率计进行精确测量。[4]

5 不同方法比较

采用以上三种不同的检测方法,都要注意待测电台的静噪要设为关闭,以免接收信号的幅度低于所设静噪门限值,使得信号被静噪电路挡住进不来。比较三种检测方法,可以看出,综测仪检测法最为简捷精确,也是日常最常用的方法。分立仪器法,是通过观察音频信号波形和听声音的方法,比较形象直观,但是由于波形的畸变与否和声音清晰与否,没有严格明确的界线,因此可用于定性检测。而对通衰减法,由于信号环节较多,所以精度最低,只能用于估测。但是由于对通衰减法采用的是与待测电台一样的电台作为信号源,因此,此种方法可解决诸如跳频、扩频等信号,一般的检测仪和信号发生器无法产生的问题,因此可用于现在新型的跳频、扩频抗干扰超短波电台的接收机音频灵敏度检测。而目前的综测仪只能检测AM和FM模式下的接收机音频灵敏度。

6 结语

超短波电台接收机音频灵敏度的检测,是电台经常性维护工作必须进行的项目,掌握多种检测方法,可根据不同单位仪器设备配备情况,因地制宜,灵活选用。

【参考文献】

[1]严厚伟.接收机灵敏度定义[J].舰船电子对抗,1996,2:15-16.

[2]徐济仁,陈家松,牛纪海,等.接收机灵敏度测量方法的深入探讨[J].有线电视技术,2009,4:109-110.

[3]田华明,张海鹰.基于对通和变频法的跳扩频电台测试方案[J].电子测量技术,2012,7:59-61.

[4]徐东信,李振华,徐亮亮.某型抗干扰电台灵敏度检测方案设计[J].2012,18:91-92.

[责任编辑:朱丽娜]