視頻帶寬,簡單來講,反映了對于峰值功率包絡測量來說,追蹤信號變化是如何的快,并要考慮所有調制信號的占用頻率范圍。舉個例子,WCDMA信號由1950MHz的載波信號和3.84MHz的調制信號組成;經過檢測器后,只保留了從0到3.84MHz的信號。對于可以正確處理那些信號的儀器而言,所有檢測器之后的電路必須擁有超過3.84MHz的帶寬(最好是5MHz)。一個窄帶儀器不能跟隨或捕捉3.84MHz的WCDMA信號包絡的峰值。視頻帶寬不同于儀器本身接受信號的頻率范圍;它只是功率計有效地捕捉調制波形峰值的指示器。
在所檢測到的信號中的時間變化,可來自幾個信號源。最明顯的來源是脈沖幅度調制。例如,如果輸入信號是脈沖調制為1 MHz,則之后的傳感器/檢測器的電路帶寬將是大于1 MHz的準確測量的峰值的值,雖然平均值測量仍然是準確,較小的視頻帶寬。
被檢測信號的時間變化可以來自于幾個因素。顯著的因素是脈沖或幅度調制。舉個例子,如果輸入信號是1MHz的脈沖調制,傳感器/檢測器之后的電路帶寬則必須大于1MHz才能確保峰值測量的準確性,既使帶有小視頻帶寬的平均值測量依然是準確的。
視頻帶寬如何影響峰值功率測量和時間-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RF正弦波信號(在800 MHz范圍內),其頻率1 MHz和不同的大小等于1表示在圖。2:
假設的阻抗是1功率計算方便,這兩個信號的功率與時間(實時功率)表示為式。1:
為了便于功率計算,假定阻抗為1,這兩個信號相對于時間的功率(實時功率)為公式1:
代以v1和v2由正弦波當量,功率隨時間變化的,P(t)的,來自式中的。2,這表明,由兩個單獨的信號的功率P(t)的(V1,V2)和產品的兩個信號的振幅的兩倍:
用同等的正弦波替代v1和v2,相對于時間的功率P(t),則為公式2,它表明了P(t)包含了v1,v2兩個獨立信號和兩倍于兩個信號幅度。
式(3)通過施加三角identitiesb入式推斷。2。等價地,P(t)的由一個DC信號和4個頻率分量,這是2F1,的2f2,為f1 + f2的,和f1 - f2時,分別為:
公式3是由三角運算導入公式2得出,同理,P(t)包好了直流信號和4個頻率成分,分別是2f1,2f2,f1+f2,f1-f2。
的平均功率被定義,并計算從
平均功率可以由下式定義和計算得出
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。如果功率計和功率傳感器具有1-MHz視頻帶寬,它將作為一個典型的低通濾波器與一個3分貝滾降點在1 MHz。方面的功率包絡,組件2F1的2f2,為f1 + f2,過濾,留下的DC偏移和| F1 - F2 | = 1 MHz的周期信號,如式中看到。3。如果視頻帶寬大于1 MHz,峰值是2。然而,| F1 - F2 |術語是衰減在一半(3分貝)由于在1 MHz的3分貝滾降。這將導致一個峰 - 的平均ratio.c視頻帶寬影響的功率包絡的峰的測量的1.24-dB的誤差,但沒有影響的平均功率測量。
- F2 | = 1 MHz時的周期信號,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優選的,但是這不是的情況下,這可能會導致的印象。原因之一是,儀器的更大的視頻帶寬,其動態范圍,以及更大的線性變化越小。舉例來說,視頻帶寬為5MHz,將得到的動態范圍為-32至+20 dBm,而300-kHz帶寬將得到的動態范圍為-42至+20 dBm。
這將會導致寬的視頻帶寬總是比窄的要好的印象,但事實并非如此。首先,越大的視頻帶寬,動態范圍就越小和線性誤差則越大。舉個例子,5MHz的視頻帶寬的動態范圍是-32~20dBm,而300kHz帶寬給出的動態范圍為-42~20dBm。
在一般情況下,儀器的視頻帶寬應等于托德或大于輸入信號的調制帶寬,表1中列出了不同的無線標準的建議的視頻帶寬。例如,一個cdmaOne的信號具有1.23 MHz的調制帶寬,和建議的視頻帶寬為1.5 MHz。對于多個信號類型,它可能是要考慮多個傳感器。
通常,視頻帶寬應該等于或大于輸入信號調制帶寬。表1列出了對于不同無線標準推薦的視頻帶寬。舉個例子,CDMAone信號擁有1.23MHz的調制帶寬,推薦的視頻帶寬則為1.5MHz。對于多種信號類型,應考慮多種傳感器。
表1:視頻帶寬和無線標準視頻帶寬 的無線標準
300 kHz的NADC,GSM,GPRS,EDGE
1.5兆赫的cdmaOne,CDMA2000 1X
5 MHz的WCDMA,CDMA2000 3X
RF功率計有一個主要的缺點:它不能測量的頻率,所以它可能會給出一個“認可”評級為有缺陷的的移動電話,如在下面的兩個例子。
功率計的一個主要缺點是:不能測量頻率,因此它會對一個有缺陷的手機給出“通過”,就像下面的兩個例子。
在第一個例子中,兩個手機發送相同的RF功率,與圖中所示的頻譜。3。好電話具有其內的傳輸信道的功率,而缺陷電話機的輸出是在傳輸信道和半外側,可能是因為一個壞的調制器或功率放大器的一半。將得到同樣的功率計讀數為電話。
例1,2個手機發射相同的功率,頻譜如圖3所示。好手機的功率在發射通道內,而壞手機的發射功率一半在通道內一半在通道外,可能是由于壞的調制器或功放引起。但功率計會給出相同的讀數。
在第二個例子(圖4),有缺陷的手機發送的信號與適當的功率電平,并與適當的頻譜,但在一個不正確的頻率,由于有缺陷的振蕩器電路。再次,RF功率計不能檢測到錯誤。
例2(圖4),由于壞的振蕩器電路,壞手機在功率和頻譜正確而頻率錯誤下發射一個信號,。功率計再一次的沒檢測到錯誤。
為中心的RF信號無論在哪里,功率計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該被發送的信道,其中所述移動設備讀取電源。作為從原來的中心頻率偏移的信號,RF功率分析儀讀取低功率電平,因為越來越多的信號移位預定的傳輸信道,滿分。
無論射頻信號的中心在哪里,功率計都會得到相同的平均功率讀數(表2)。功率分析儀可控制只讀取在信道內的發射功率,假定該手機要發射信號。當信號從原中心頻率偏移,信號越來越從設定的發射通道偏移,功率分析儀的功率電平會越來越低。
的RF功率分析儀和頻譜分析儀基本上專門的超外差接收機。他們有混頻器,本地振蕩器,中頻鏈。的本質區別是,被設計用于實驗室使用,頻譜分析儀,旨在涵蓋一個非常寬的頻率范圍內,可范圍廣泛地調整調諧范圍,帶寬等它使用一個或更籠統的本地振蕩器(圖5),而RF功率分析儀使用的一個或多個固定頻率的本地振蕩器(LO),一個模擬-數字轉換器(ADC),一個數字信號處理器(DSP)來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上都是超外差接收機。由混頻器,本振,中頻組成。區別在于頻譜分析儀被設計成是實驗室使用,設計成是帶有很大可調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個或多個掃頻本振(圖5),而功率分析儀帶有1個或多個頻點的本振,一個ADC,和一個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,射頻功率分析儀進行了優化,大批量的生產測試,并具有很寬的動態功率測量范圍。作為一個生產測試儀器,它的目的是在生產過程中的一個作業:移動電話測試。
不同于頻譜分析儀,功率分析儀被優化成適用于高產量測試和帶有非常大的動態功率測量范圍。作為生產測試儀器,它適用于一種工作:手機的生產測試。
指定頻段內的射頻功率分析儀來測量功率的能力,使其能夠發現缺陷,RF功率計不能。在圖 3,射頻功率分析儀偉大的RF功率計讀數的一半,因為它會測量頻道內的功率。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,因為傳送的傳送功率的二分之一是指定的頻帶外。此外,RF功率分析儀具有載波頻率的測量功能,并會立即檢測的關斷頻率的情況圖。4。功率分析儀可在指定頻段測量的能力使其能發現功率計發現不了的錯誤。圖3中,功率分析儀給出了功率計一半大的讀數,因為它僅測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,因為一半的發射功率已處于設計頻段之外。另外功率分析儀擁有載波頻率測量功能,它能立即檢測到頻率空閑的情況,如圖4。
一個高端頻譜分析儀進行測量的射頻功率分析儀,具有相似的準確性。不幸的是,頻譜分析儀的成本超過RF功率分析儀(高達43,000元與16,000元的RF功率分析儀)。頻譜分析儀也更復雜的設置,是身體較大,需要更多的時間來進行測量。對于開發工作,頻譜分析儀是必不可少的。但對于生產測試,它提供了更多的比需要的測量能力(及費用)。
高端的頻譜分析儀能以相似的精度代替功率分析儀。不過,頻譜儀價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)。頻譜儀在設置上也要復雜的多,體形很大,獲得測量結果要花很多時間。對于研發工作,頻譜儀是不可缺少的,但對于生產測試,其測量能力遠遠超出了需要,造價也更高。
當總發送的RF功率是關鍵參數在一個雙向無線電系統或天線系統,例如,-RF功率計是一個很好的解決方案。但是,當信息的發送頻率,還需要在移動電話生產測試,射頻功率分析儀是一個更好的選擇。
在雙路無線電系統或天線系統中,發射的總射頻功率是關鍵參數,功率計就是一個非常好的解決方法。但當需要知道發射頻率時,比如在手機生產測試中,則功率分析儀是最佳選擇。
腳注雖然時間選通的平均功率是一個類型的平均功率測量,它需要一個功率傳感器的快速響應。如何快速響應將功率傳感器的視頻帶寬是有限的。
雖然時閘平均功率是平均功率測量的一種類型,但它需要功率傳感器的快速反應。其反應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,因為峰值功率= 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的時無衰減。然而,當峰值功率=日志(P 峰 / P 平均)= 1.5 / 1 =1.76分貝在1MHz的時具有3分貝的下滑。
D出現一些功率傳感器的視頻帶寬是傳統的3 dB帶寬。
有些功率傳感器的視頻帶寬不是傳統的3分貝帶寬。
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