GB 4958.9-1988 地面无线电接力系统所用设备的测量方法 第二部分：分系统的测量 第九节 备用通道倒换设备.pdf

中华人民共和国国家标准 地面无线电接力系统所用设备的测量方法 第二部分 分系统的测量 第九节备用通道倒换设备 发布实施 中 华 人 民 共 和 国 邮 电 部 发 布 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 地面无线电接力系统所用设备的测量方法 第二部分 分系统的测量 第九节备用通道倒换设备 中华人民共和国邮电部批准实施 地面无线电接力系统所用设备的测量方法标准 包括三部分第一部分 分系统和仿真系统通用的 测量第二部分 分系统的测量第三部分 仿真系统的测量每个部分中都包括若干个分标准备用 通道倒换设备 是第二部分的一个分标准 备用通道倒换设备等同采用国际标准地面无线电接力系统所用设备的测量方法 第二部分 分系统的测量第二节备用通道倒换设备现 范围 这一节涉及的是备用通道倒换所用各分系统的性能测量 这一节给出了下列特性的测量方法 在传 输通道基带或中频插入的倒换分系统的传输特性 导频和噪声检测器分系统及倒换开关的工作和转换 时间 引言 受保护的工作通道数和备用通道数 以表示 其中 工作通道数 通常为一个或多个 备用通道数 通常为一个或两个 和为的情况下 可以有多种备用方式 第一种方式 通信业务同时加到两个通道上 这样发射端不需要倒换 即双路工作 第二种方式 通信业务只加到一个通道上 第二个通道作为第一通道的备用 若第一通道的运行令 人满意时 第二通道也可用作其他用途例如 用于传输电视这种方式在系统中每个终端站内都需配 备倒换设备而且采取工作通道的业务优先于备用通道的业务 注另外一种情况 工作通道与备用通道使用相同的射频频率情况 每一部发射机和接收机都需要有倒换设备 所有的备用方式 上面 注 的方式除外 中通道以不同的射频频率方式工作 备用倒换在 基带或中频进行 时 备用通道可以采取各种各样的优先方式 这些优先方式这里不考虑 一般情况下 倒换段之间需要双向通信方式 以保证正确的倒换操作顺序 见参考文献 但是 在备用通道不作其他业务使用的双路倒换系统中 不需要传输返回的控制信号通道 注对于双路和热备用系统 需按本系列标准第二部分第六节 分集双路和热备用设备 做一些附加的测量 多路倒换系统包括 判断和逻辑分系统 用以确定是否需要倒换 倒换段之间的双向通信系统 倒换设备和辅助设备 多路倒换设备特性的研究 还没有做到对各种不同倒换系统连接的标准化 见参考文件由于各 种备用倒换系统之间的差别很大 要将每一种的测量方法都一一列出是不可能的因此 这一节中只给 出一些典型设备所选用的方法 需要做哪些试验 应由供需双方商定 为了测试备用倒换设备 某些测量项目需用仿真无线电系统一个接力段所用的全部或部分设备 在 这种情况下 仿真无线电系统应当精心调整 保证设备的性能符合技术规范的要求 传输特性 由于倒换设备与无线电接力系统的各分系统相串联 因此 需要测量倒换设备自身的传输特性 传 输特性的测量方法 在本系列标准第一部分和第三部分中给出 倒换设备的传输特性可以分别在中频到中频或基带到基带进行测量在仿真系统中接入和不接入 倒换设备两种状态下测量 以确定倒换设备对传输特性的影响每个通路要分别测量 注每个倒换设备的损耗或增益都应计入 开关各端口之间的隔离 定义和一般考虑 一个开关的任意两端口 其中只有一个端口是信号通路 之间的隔离是 当所有端口都终接其标称 阻抗时 两端口电平之比 以分贝表示 依次把每一端口与其他所有端口进行测量 测量方法 使用扫频法测量隔离 将扫频信号发生器信号加到中频或基带的一个端口 然后依次将接收机连接 到被测隔离的两个端口上 记录其最小电平差 测量时 接收机与所连接的端口应正确匹配 其他端口也 应终接匹配负载 并注意保证信号发生器的输出不使开关过荷 此外也可使用逐点法 注对于这项试验 要求的精度不高 例如 结果表示方法 测量结果应按照下列方式给出 与端口之间频率为或时 端口之间的最小隔离为 如果有要求的话 也可以包括隔离 频率特性曲线或相对应的示波器显示的照片 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 被测的端口 使用的输入电平 被测的频率范围 要求的隔离 例如 倒换的准则 一般考虑 通常使用两种倒换准则 即规定的连续导频电平变化 见参考文献和 或噪声测量窄带中规定的 噪声电平变化 见条 必须在下列条件下测量导频和噪声检测器以确定两检测器在规定的导频电平和规定的噪声信号电 平点上启动和复原 无基带信号 有额定电平的基带信号 有过负荷调制电平时的基带信号 还需要检查噪声检测器在它达到接近工作或恢复噪声电平点时 不产生颤动 还应检查噪声检测器启动 状态时对导频电平的影响和导频检测器启动状态时对噪声功率的影响 注大多数情况 导频检测器在低于正常电平点的电平上启动 但是 在某种情况下 导频检测器是在低于和高于 正常电平两种条件下都启动 不应使用步进式衰减器去调节导频或噪声电平因为这种衰减器变换档次时的瞬时中断可以引起检测器的 误动作 由于噪声的波动性和随机性 包括噪声源在内的所有测量项目 都应该重复地做多次 以便确定检测器的平 均启动电平 导频检测器的启动和复原电平 定义 导频检测器的启动电平是导频检测器启动并从 正常 状态变到 异常 状态时导频输入端的信号电 平 复原电平是导频检测器指示从 异常 状态恢复到 正常 状态时导频输入端的信号电平 注启动电平在规定范围里通常是可调节的 复原电平 根据不同情况 规定为高于或低于启动电平有时也可以调节 测量方法 测量导频检测器的启动和复原电平的方法有两种 如果检测器是从额定的基带输出取样 按照图 表示的方法 所有的测试均在基带进行 如果检测器是借助一个解调器在中频监视其导频 则适合于 使用图所示的方法 两种测量方法中 导频信号都由外接信号发生器产生 信号发生器的输出电平 从标称值开始 先向 一个方向连续变化直到检测器动作 然后再向另一方向变化直到检测器复原 如果导频检测器在高于或 低于正常电平都要动作 则两种情况都要测量它们的启动电平和复原电平对于中频倒换 见图开 始测量之前 要将外接导频引起的频偏调到标称值 结果表示方法 测出的启动电平和复原电平 应填入表格 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 要求的启动电平范围 例如 相对于标称导频电平 要求的复原电平范围 例如 高于启动电平 导频信号频率 噪声检测器的启动和复原电平 定义和一般考虑 噪声检测器的启动电平是基带技术条件中要求检测器的指示从 正常 状态变到 异常 状态时的噪 声电平 复原电平是同一基带技术条件中要求噪声检测器的指示从 异常 状态恢复到 正常 状态时的噪声 电平 注启动电平在规定的范围内一般是可调的 复原电平为低于启动电平有时也可调节 噪声检测器的带通滤波器通常与检测器组装成为一体因此不能用滤波器后面的测试点启动电 平是用在规定基带部分测得的等效噪声功率表示在规定频带上的噪声功率直接代表了发生倒换时的 系统性能质量这种噪声功率与噪声检测器输入端的噪声功率之间一般有一个明确的关系 电话系统中 规定的频带一般是最高的那个测量信道 见参考文献在电视系统中是整个视频频 带 见参考文献但是电话系统的测量方法也适用于测量电视系统 因为发生倒换作用时 两种传输 条件下与路径损耗有关的热噪声之间有固定的关系 测量方法 噪声检测器的启动电平和复原电平 最好采用 噪声接收机 方法进行测量 用这种方法 噪声源为 一个正常系统接收机可以改变它的输入信号大小 以使其噪声输出可变测试设备的框图如图或图 连续地增加中频或射频衰减器 根据调哪一个更方便而定 的衰减 直到噪声检测器启动 然后减小 衰减直到检测器恢复原状态 然而 如果要测量的是一些相间型号的设备 则使用图或根据不同测量而定 所示的方法 对于要进行的另外一些测量可以更加方便这种方法中 噪声源由白噪声发生器提供 逐渐增加白噪声 发生器的输出电平 直到噪声检测器启动 然后降低白噪声发生器输出电平 直到检测器复原 噪声源的 带宽应包括导频检测器和噪声检测器的频率但是应对其带宽加以限制 例如 测试路系统可以 使用路的低通滤波器不管使用哪一种方法 都应记录引起检测器状态变化时在白噪声接收机 上测出的噪声电平 使用图或图方法测出启动电平和复原电平 与使用图或图方法测出的启动电平和复 原电平相比 可能相差几个分贝 这是由于两种方法中 检测器通带内的噪声功率与测量窄带内的噪声 功率不相同的事实引起的对于被测的特殊型式的设备 一旦这个电平差值确定以后 就可以采用图 或图的方法测量启动电平和复原电平 比使用图或框图测量的准确程度高 注某些系统使用导频为中心的噪声窄带 并检测出导频周围的噪声带对于这样的系统 无论何时在噪声检测器 上进行任何测量 都必须检查导频电平为标称值 结果表示方法 测出的启动电平和复原电平要填入表格 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 在基带内噪声测量信道的中心频率 噪声测量信道内要求的启动电平 例如 要求的复原电平 例如 低于测出的启动电平 使用的测量方法 即 白噪声法还是噪声接收机法 基带过荷对导频检测器工作的影响 一般考虑 因为不希望倒换误动 所以一般要测试传输频带中加信号负荷对导频检测器启动电平的影响 这种 影响主要是由于基带信号失真在导频频率上产生的干扰 这项测量目的是确定 几种类型的基带信号在 一定程度上高于标称电平时 对导频检测器频带的启动和复原电平是否只引起小的干扰 例如 测量方法 基带负荷对导频检测器启动状态的影响 用图或图所示框图测量 正确地调整设备是非常重 要的 特别是调制器和解调器的灵敏度 图中的总线性和群时延 以及图或图的检测器的启动 和复原电平 重要的是图的调制器不能将任何寄生成分引入到导频检测器频带内 完成启动电平和复原电平测量之后 见条依次加入各种基带信号进行测量 并记录各种基 带信号中每种信号的电平 这个电平对启动电平和复原电平引起了小的变化 例如 注通常使用一个正确调节好的系统 只需要检查所用最大基带信号电平引起启动电平和复原电平的变化小于规 定的最大变化 可以使用下列几种基带信号 频带和电平都合适的白噪声 本系列标准第三部分第三节黑白和彩色电视传输的测量的第图所示的测试信号 规定电平和频率的正弦信号 例如二分之一或三分之一导频频率的正弦信号 注采用的基带测试信号应对所用导频信号的电平无影响 测试信号发生器输出端 可能需要一个带阻滤波器 阻带为导频频率以保证带外信号成分不串到测试系统 里 使用项的基带测试信号时 测试信号发生器输出端上 导频频率的谐波应低于需要输出电平以上 信号频率应置于使导频频率与谐波干扰频率产生一个低的差拍频率信号频率应使相应的谐波频率落在导 频检测器的通频带之内 结果表示方法 应以说明方式表示测量的结果 启动电平和复原电平变化 例如时 每种基带信号的电平 采 用总噪声表示如下 对于白噪声信号 用 对于电视信号 用相对 峰峰电平的分贝数 对于正弦信号 用电平和频率 另外 应该注明由所用最大基带信号电平引起的变化是否小于规定的最小变化 例如 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 要求的导频检测器启动电平和复原电平 使用的基带测试信号 使用的加重特性 如有必要 每种基带信号的最小电平和允许变化的启动及复原电平 例如 所加每种信号 例如大于标称值的白噪声信号 大于标称值的电视测试信号 的最大 基带电平 导频信号频率 基带过荷对噪声检测器启动状态的影响 一般考虑 基带过荷对噪声检测器启动状态影响的测试与条相似 并且应注意 中等过荷 小于时 噪声检测器的启动电平的可能变化 小于设备详细规范中允许的变化值 例如 测量方法 基带过荷对噪声检测器启动状态的影响 根据倒换情况 采用图或图所示的框图 测量启动电平变化时 测试信号发生器的输出电平要放得很低 调节中频或射频可变衰减器直到测 量窄带内的噪声电平比启动电平稍低一些 例如然后逐渐增加白噪声信号或视频测试信号或频 率为二分之一或三分之一噪声检测器通带中心频率的正弦信号电平 直到发生误动作或达到测试信号 的最大规定启动电平 测量复原电平变化时 测试信号发生器的输出电平需要从很低开始 然后增加电平直到最大规定电 平 要重复测量复原电平几次 结果表示方法 结果应以叙述方式表示 说明启动电平和复原电平变化 例如时 每种基带信号的电平 用下 列计算单位表示总噪声功率 对白噪声信号 用 对视频测试信号 用相对于 峰峰值电平的分贝数 对正弦波信号 用电平和频率 另外 要说明使用的最大基带信号电平而引起的变化是否小于规定的最大变化 例如 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 噪声检测器的中心频率和通频带 要求的噪声检测器启动电平和复原电平 所用的各种基带测试信号 所用的加重特性 每种基带信号的最小电平和允许变化的启动及复原电平 例如 所加每种信号 例如大于标称值白噪声信号时 大于标称值电视测试信号时 的最大 基带电平 噪声对导频检测器启动状态的影响 一般考虑 因为不希望有倒换误动作 所以测量导频检测器取决于噪声功率电平的启动范围是合理的 测量方法 测量框图如图或图所示并按照下面的方法做两次测量 第一次 导频信号发生器断开 从低值开始 慢慢增加射频或中频衰减 直到导频检测器发生误启动 或复原在规定的通频带内测出该条件下的噪声功率电平 第二次 接上导频信号发生器 电平置于标称值 从低值开始缓慢地增加射频或中频衰减 直到导频检 测器发生误启动这种条件下测出规定通频带 一般是最高那个测量信道 内噪声电平 注必须确保启动不是由于调频门限影响而引起导频变化检查这种影响的方法是 将一高选择性的选频电平表与 噪声接收机并联 选频表调谐在导频频率上进行检查 结果表示方法 测试的结果以叙述方式表示 说明通频带内 发生误动时的各种噪声功率 另外 可以叙述为到最大 规定噪声电平时而不出现误动 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 要求的导频检测器启动电平和复原电平 使用的加重特性 噪声功率电平低于该电平 不允许误动作 例如 电话通道 导频信号的频率 导频电平对噪声检测器启动状态的影响 一般考虑 在选择性衰落期间 无线电接力系统接收端的导频电平 可以变化几分贝 它取决于射频频带和导 频的射频频率 因此 需要表示出导频电平在规定范围内的变化是否引起噪声检测器启动电平和复原电平的任何 骚动 测量方法 测量导频电平对噪声检测器工作状态的影响 优先采用条所述的噪声接收机法 测量启动电 平和复原电平 应在加入下列几种导频信号电平条件下进行 标称电平 允许噪声检测器启动电平和复原电平规定变化 例如时的最大和最小电平 设备详细规范中要求的其他各种电平 由于噪声的波动性和随机性 需要重复进行几次测量 以便确定误动时的平均启动电平 结果表示方法 测量结果应以叙述的方式表示 要说明检测器的启动电平和复原电平在规定的小变化时 例如 导频的电平值 另外 还可以叙述为在所应用的电平范围内 启动电平和复原电平的变化不超过规定值 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 要求的噪声检测器启动电平和复原电平 使用的加重特性 允许的启动电平和复原电平的小量变化 例如时的最大和最小导频信号电平 例如 相对 于标称电平而言是相对于标称值在无导频时为 导频信号频率 倒换设备的工作时间和转换时间 定义和一般考虑 转换时间是无线电接力系统输出端基带信号中断 倒换开关工作时 期间的那段时间由于发射端 倒换时基带信号不中断因此 只需要在倒换段的接收端确定所需要的转换时间 工作时间是 从传输质量下降较大到开始倒换动作过程的那一瞬间起 至完成倒换过程 切换到备 用波道上 那一瞬间止 所花费的时间 工作时间是引起几个分系统工作的一系列时间单元的总和一般情况下 包括下列部分时间 衰落或故障在接收端的识别时间 控制信号发往发射端的建立时间 控制信号到达发射端所用的传输时间 在发射端的识别时间 必要时核对禁止指令 发射端跨接或倒换时间 控制信号到达接收端所用的传输时间 接收控制信号核对时间 判断是否应该启动倒换所用的判决时间 实际倒换操作时间 转换时间 注标有星号的时间单元 取决于发射与接收两端的距离对于仿真无线电接力系统 这些因素可忽略 见参考文 献 导频故障倒换的工作时间与噪声增加而倒换的工作时间不同第一种 导频故障 条件下工作时间 与中断时间几乎相等 第二种条件下 中断时间与转换时间相等 因此一般只需测量导频故障的工作时 间 任何一特定通道的工作时间还决定于下列因素 倒换瞬间特殊电路结构和状态 预定通道的优先次序 可用一个还是两个保护通道 工作时间的测量方法 测量启动时间 采用图或图所示的测量框图工作通道中的附加开关 由触发器驱动信号中 断引起最初的倒换过程 在示波器上观察到的信号中断时间即为工作时间 对于中频倒换 在中频上观 察中断信号 对于基带倒换 则采用正弦波信号 例如观察中断信号 开关可为机械开关 也可为电子开关开关通断一个周期的时间应比所测量的工作时间长些 以便允许做一个周期的重复倒换操作过程倒换操作过程重复频率大约为较为合适 因为主用信号路径上和点的电平和控制信号路径上和点的电平应有规定值 所以 网络和都应该是可以调节的这些网络包含有符合传输特性要求的衰减器或放大器 转换时间的测量方法 转换时间 对机械开关来说 为毫秒量级 对电子开关来说 为微秒量级测量框图如图或图 所示 由于转换时间仅决定于开关本身 而与使它动作的信号无关 所以用一个外接的触发信号控制开关 是合适的 测试信号 可用左右的正弦信号 的中断时间 从示波器上观察 中频倒换的情况 为了获得真实的中断时间 最好在基带观察中断信号 而不是在中频上观察 但是 有些次要因素也会使结果模糊不清 例如中频倒换信号电平的瞬时变化 使用一台限幅性能良好的解调 器和一台信号发生器可以进行这样的观察 信号发生器由正弦电压调频以产生合适的频偏 例如测试音 频偏 结果表示方法 测量结果应该使用示波器显示的照片表示时间刻度可由校准频标划分或通过测量测试信号的周 期数来划分 通常这个信号不显示 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求应包括下列项目 开关和导频接收器 中频或基频 的标称阻抗 各点的标称电平 可以由网络进行调整图和图 开关的倒换周期 见图和图 基带倒换 见图和图正弦测试信号的电平和频率 中频倒换 在基带做转换时间测量见图测试信号的频率和该频率点的频偏 倒换条件的模拟 要求的转换时间和工作时间 基带倒换设备输出的瞬时扰动 一般考虑 基带倒换设备输出端在倒换动作期间可能出现瞬时扰动 尖峰电压这些电压尖峰可能损害传输 质量因此对幅度和持续时间需加以限制 测量方法 电压尖峰值的测量 可用一台具有足够带宽的示波器接到倒换设备的一个输出端上 然后进行一次 倒换 可以使用图的框图但要去掉信号发生器 所有端口都接好匹配负载 使用特定倒换标准时 例如 当工作通道和备用通道的噪声功率都大于噪声检测器启动电平时 基 带输出的镇噪作用 其电压尖峰 在每一种倒换条件下都要测量 结果表示方法 优先采用备有合适电压定标和时间定标的示波器波形照片表示测量结果 另外 测量结果也可按照 下列方式给出 每一输出端上的电压尖峰幅度峰值 每一输出端上的电压尖峰的持续时间在峰值幅度 要规定的细节 在设备详细规范中 按要求包括下列项目 允许的电压尖峰的峰值幅度 例如 对于持续时间峰值幅度为对于持续时间对于持续幅度为脉冲宽 度为峰值点的宽度 参考文献 建议卷模拟无线电接力系统多线路倒换安排的优选特性 建议卷电视和电话无线电接力系统的备用安排 报告卷模拟无线电接力系统多线路倒换安排 建议卷电视和电话调频无线电接力系统连续导频的频率和频偏 建议卷频分复用电话无线电接力系统利用连续均匀频谱信号进行噪声 测量 建议卷设计用于国际转接的电视电路的传输性能 外接导频发生器导频检测器 测试信号发生器导频告警 可变衰减器噪声检测器 基带混合噪声告警 基带分支 图测量导频检测器功能的框图 基带倒换使用和条 注虚线连接的测试信号发生器 仅用于条的测量 外接导频发生器中频解调器 测试信号发生器导频检测器 可变衰减器导频告警 基带混合噪声检测器 中频调制器噪声告警 图测量导频检测器功能的框图 中频倒换使用和条 注如果在中频调制器的输入端 装有导频带阻滤波器 则应将它短路 如果内部导频发生器组装在中频调制器内 应使其不工作 虚线连接的测试信号发生器 仅用于条的测量 外接导频发生器射频接收机 测试信号发生器中频放大器 可变衰减器中频解调器 基带混合基带分支 中频调制器导频检