0-数字电视发射机测试技术要点

1、数字电视发射机测试技术数字电视发射机一般由激励器、功放、合成单元、输出滤波器、监控单 元组成。数字电视发射机的测试是以 GB/T 28435-2012地面数字电视广播发 射机技术要求和测量方法 、GB/T 28436-2012地面数字电视广播激励器技 术要求和测量方法和 GY/T229.4地面数字电视广播发射机技术要求和测量 方法为依据，主要进行发射机功能和射频指标的测试。数字电视发射机测试系统示意图见图 1所示。图1 数字电视发射机测试系统示意图一 基本术语1.1 激励器将 TS 流输入信号按照 GB 20600 的规定进行信道编码调制输出射频信号 的设备。1.2 功率放大器用于将激励器输出

2、的射频小功率信号放大到发射机标称功率的设备。一 般分为预放、分配、放大模块、功率合成等几个部分。1.3 频谱模板表征信号频谱容差范围的标准频谱曲线。一般用具有典型意义的频点所 对应的相对电平值表示。1.4 调制误差率调制信号理想符号矢量幅度平方和与符号误差矢量幅度平方和的比值， 单位为 dB。1.5 带肩偏离中心频率某一规定值的带外频率点平均功率相对于中心频率点的变 化量，单位为 dB。1.6 带内频谱不平坦度 带内信号各频点平均功率相对于中心频率的幅度变化量，单位为 dB。1.7 带外杂散带外泄漏信号功率与带内数字信号功率的比值，单位为 dB。 二、数字电视发射机相关性能2.1 接口要求数字

3、电视发射机的 TS 流输入采用 ASI 格式，物理接口为 BNC接头，阴型， 输入阻抗为 75；10MHz时钟输入采用 BNC接头，阴型，输入阻抗为 50 （10MHz时钟为正弦波，规定峰峰值 600mV；） 1pps 输入采用 BNC接头，阴型， TTL 电平，输入阻抗为 50；监测输出采用 SMA或 BNC接头，阴型，输出阻 抗为 50 ；发射机输出接口根据功率等级可以选择 L16、L27、 40、 80、120 等物理接口 （优先选用 GB/T 12566 中推荐的连接器型号 ） ，输出阻抗为50；发射机应具有远程控制接口。2.2 功能要求数字电视发射机要求支持 GB 20600 规定的

4、全部工作模式，可以根据不同 的使用情况，确定工作模式和系统最大净码率。优先推荐使用下类七种工作 模式：序号工作参数系统净码率（ Mbps）1C=1 4QAM 0.8 PN=595 72010.3962C=1 16QAM 0.8 PN=595 72020.7913C=1 32QAM 0.8 PN=595 72025.9894C=3780 16QAM 0.4 PN=945 7209.6265C=3780 16QAM 0.6 PN=945 72014.4386C=3780 16QAM 0.8 PN=420 72021.6587C=3780 64QAM 0.6 PN=420 72024.365数字电视

5、发射机要求支持多频网 （MFN）或单频网 （SFN）组网方式。以 4QAM/0.8/420 为例，计算各种模式组合的净码率。 数字地面电视的符号率为 7.56MS/s ， 4QAM调制：每个符号上传输的信息比特为 2，FEC为 0.4 时，负荷信息与总信息的比为 6016/7488 ， 420帧模式：负荷信息为（ 378036）/ （3780595） 则净码率： 7.56MS/s * 2 * （6016/7488） * （3744/4375） = 10.395648Mb/s, 每个 TS包含有 188个字节（ 1504个 bit ），则这个组合包含 6912TS包/秒。对于 16QAM/0.8

6、/945，则净码率：7.56MS/s * 4 * (6016/7488) * (3744/4725) = 19.2512Mb/s 其他算法相同。2.3 性能要求 地面数字电视广播发射机性能要求见表 1 地面数字电视广播发射机性能要求序号项目指标1工作频率符合 GB/T 14433 有关规定2单频网模式频率调节步长1Hz3频率稳定度（ 3 个月）采用内部参考源时，频率稳定度 1 10-7 ； 采用外接参考源时，频率稳定度 1 10-104频率准确度对于 MFN模式，频率准确度 100Hz；对于 SFN模式，频率准确度 1Hz5本振相位噪声10Hz - 60 dBc/Hz100Hz -75 dBc

7、/Hz1kHz - 85 dBc/Hz10kHz - 95 dBc/Hz100kHz - 110 dBc/Hz1MHz - 115 dBc/Hz6射频输出功率稳定度 （在滤波器 之后测量） 0.5dB7输出负载的反射损耗（ 8MHz带 内）正常工作： 26dB允许工作： 20dB8频谱模板-12MHz-100 dB-10.75MHz-76.9 dB-9.75MHz-76.9 dB-5.75MHz-74.2 dB-4.94MHz-69.9 dB-3.9MHz-32.8 dB+3.9MHz-32.8 dB+4.25MHz-64.9 dB+5.25MHz-76.9 dB+6.25MHz-76.9 d

8、B+10.25MHz-76.9 dB+12MHz-100 dB9带肩（在偏离中心频率 4.2MHz-36dB4处；在滤波器之前测量)10带内不平坦度( fc 3.591MHz)在 0.5dB 以内11调制误差率( MER)32dB12邻频道内的发射功率邻频道内的发射功率与带内发射功率的比45dB，满足邻频道内的发射功率 13mW13邻频道外的发射功率邻频道外的发射功率与带内发射功率的比60dB，或满足邻频道外的发射功率 13mW在上述技术指标中，对于数字电视监测机构，下面几个参数是需要进行监测的。a) 工作频道b) 接收信号电平(或场强) ：c) 带肩：d) MER：e) 工作模式：f) 码流

9、层 / 节目内容三 相关技术参数的测量方法3.1 工作模式测量 一般定义：检查数字电视发射机的信道编码与调制处理技术是否符合 GB20600 的规定。影响分析：按照标准规定，应该测量在 GB20600所含模式下系统能否正常工 作，为了简化测量，主要检查推荐的 7 种工作模式能否正常工作。这个检查 的意义在于验证发射机的标准符合性，按照框图的测试要求进行测量，还应 该选用市场上主流的地面数字电视接收机进行设备兼容性测量，测试发射机 与已经认可的不同品牌型号接收机的兼容匹配性。功能验证测量框图见图 1。图1 功能验证测量框图测量步骤：1）按图 1连接测量设备；2）将被测发射机系统设置为需要的工作模

10、式；3）码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测量码流；4）设置测量用接收机的工作频率和模式与被测发射机一致；5）观察误码分析仪误码率（ BER）或监视器图像，判断接收机工作是否正常；6）改变被测发射机工作模式，重复步骤 b）e） ，直至遍历 GB2 0600-2006规定 的所有工作模式。7）要求在所有的工作模式下， 误码分析仪的误码率在一分钟内读数为 0。采用测试图像序列，监视器输出图像无马赛克3.2 本振频率调节步长测量框图见图 2。频谱仪图2 本振性能测量框图测量步骤： a）按图 2 连接测量设备；b）将发射机的本振监测口（如果没有，则选射频监测口）连接到频率计或频 谱仪；c）测量并记

11、录本振信号的频率；d）按照最小调节步长调节一次本振信号频率；e）测量并记录本振信号的频率；f）两次测量的本振信号频率之差即为频率调节步长。3.3 本振频率的稳定度测量步骤:a）按图 2 连接测量设备；b）将发射机的本振监测口连接到频率计或频谱仪；c）三个月周期内每隔一周测量 1 次本振频率并记录；d）在测量结果中选择最大和最小频率之差即为频率稳定度。3.4 本振频率的准确度 测量步骤:a）按图 2 连接测量设备；b）将发射机的本振监测口连接到频率计或者频谱仪；c）测量并记录本振信号的频率；d）标称频率与测量频率之差的绝对值即为频率误差。3.5 本振相位噪声 如频谱分析仪带相位噪声测量功能，采用

12、测量方法一；频谱分析仪无相位噪 声测量功能，采用测量方法二。测量步骤:测量方法一：a）按图 2连接测量设备；b）设置被测发射机工作于 GB 20600规定的任一工作模式；c）设置码流源发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时工作 模式下的最大净码率；d）选择相位噪声测量功能，设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，测量 带宽设置为 2MHz，打印和保存本振相位噪声测量结果。测量方法二：a）按图 2连接测量设备；b）设置被测发射机工作于 GB 20600规定的任一工作模式；c）设置码流发生器发送伪随机序列或测试图像序列，码率略低于激励器此时 工作模式下的最大净码率；d）设置频谱分析仪中心

13、频率为标称工作频率，根据测量频率点位置不同，适 当设置 RBW，分别测量 10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz 和 1MHz频率处幅 度相对标称工作频率处幅度的差值，记为： Ap，并根据式（ 1）换算得到各频 率点相位噪声：Np=Ap-10log(1.2RBW/1Hz)+2.5 (1)3.6 频谱模板测量框图见图 3。功率计图3 频谱特性测量框图测量步骤:a) 按图 3连接测量设备，用频谱仪进行测量；b) 将被测设备系统设置为需要的工作模式；c) 码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测试码流；d) 将发射机的输出耦合信号连接到频谱仪；e) 设置频谱仪的中心频率为输出射频信

14、号的中心频率，设置频谱仪带宽24MHz， RBW4kHz， VBW 100Hz ，打开平均 100次；f) 测量 8MHz带宽内的总功率电平值，并以该值为频谱分析仪的 0 电平参考基 准电平；g) 测量频谱被测频点的电平值与参考基准的差值，即可获得频谱模板。3.7 带内频谱不平坦度测量框图见图 3。测量步骤:a) 按图 3连接测量设备，用频谱仪进行测量；9b) 将被测设备系统设置为需要的工作模式；c) 码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测量码流；d) 设置频谱仪的中心频率为输出射频信号的中心频率，设置频谱仪带宽20MHz， RBW设置为 3kHz，VBW设置为 3kHz，测量中心频率处幅度

15、记为 AC； 测量带内最大和最小幅度值分别记为 AMAX和 AMIN，带内不平坦度为 AMIN与 AC的差到 AMAX与 AC的差。3.8 带肩测量框图见图 3。测量步骤:a) 按图 3连接测量设备，用频谱仪进行测量；b) 应在发射机输出滤波器之前进行取样；c) 将被测设备系统设置为需要的工作模式；d) 码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测试码流；e) 设置频谱仪中心频率为输出射频信号的中心频率，测量信号中心频率f C 处信号幅度；f) 分别测量 f C4.2MHz处信号幅度，信号带肩为 f C处信号幅度与 f C4.2MHz 处信号幅度的差值。3.9 调制误差率测量框图见图 3。测量步骤

16、:a) 按图 3连接测量设备，用调制误差率测试仪进行测量；b) 将被测设备系统设置为需要的工作模式；10c) 码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测试码流；d) 将发射机的输出耦合信号连接到调制误差率测试仪。测量并记录信号的星 座图、 MER。3.10 输出功率 测量框图见图 3。测量步骤:a) 按图 3 连接测量设备，用功率计进行测量；b) 应在发射机输出滤波器之后进行取样；c) 将发射机的输出耦合信号连接功率计，设置功率计的工作频率为测量信号 的中心频率，设置带宽 8MHz；耦合器的耦合量要预先测知。d) 将被测设备系统设置为需要的工作模式正常工作；e) 码流源发送码率不大于工作模式载荷

17、速率的测试码流；f) 等待发射机稳定工作 10 分钟后记录读数，根据耦合量计算信号的带内输出 功率。3.11 邻频道内的无用发射功率 测量框图见图 3。测量步骤:a) 按图 3 连接测量设备，用功率计进行测量；b) 将发射机的输出耦合信号连接到功率计 , 设置功率计的工作频率为发射机 标称工作频率的 +8MHz，设置带宽 8MHz；测量耦合器的耦合度。c) 将被测设备系统设置为需要的工作模式正常工作；d) 码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测试码流；11 e）等待发射机稳定工作 10 分钟后记录功率计读数，根据耦合度计算上邻频的 带内功率；f）设置功率计的工作频率为发射机标称工作频率 8M

18、Hz，设置带宽 8MHz； 等待发射机稳定工作 10 分钟后记录功率计读数，根据耦合度计算下邻频的带 内功率；g）根据式（ 2）计算出邻频道内的发射功率，上、下邻频道内的功率均应小于 20mW。PbPi = 10lg Pn （ 2）Pi 邻频道内的发射功率；Pb上、下邻频道内功率的较大值； Pn带内发射功率。3.12 邻频道外的发射功率 测量框图见图 3。测量步骤:a）按图 3连接测量设备，用功率计进行测量；b）将发射机的输出耦合信号连接到功率计，设置功率计的工作频率为发射机 标称工作频率的 +16MH，z 设置带宽 8MHz；测量耦合器的耦合度。c）将被测设备系统设置为需要的工作模式正常工作

19、；d）码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测试码流；e）等待发射机稳定工作 10 分钟后记录功率计读数，根据耦合度计算出 8MHz 的带内功率；f）分别设置功率计的工作频率为发射机标称工作频率16MHz、 24MHz、1232MHz，设置带宽 8MHz；记录上述频道内的功率；g）计算带外发射总功率，带外发射总功率为上述各频率所测得功率的均方根 值。3.13 整机效率测量框图见图 4。图4 整机效率测量框图测量步骤:a）按图 4连接测量设备；b）将发射机的输出耦合信号连接到功率计，设置功率计的工作频率为发射机 标称工作频率，设置带宽 8MHz；测量耦合器的耦合度。c）将被测设备系统设置为需要的工作模式正常工作；d）码流源发送码率不大于工作模式载荷速率的测量码流；e）调节发射机正常工作，等待 10 分钟后记录功率计读数，根据耦合度计算发 射机带内发射功率；f）记录交流电源功率计的功率；g）按照式（ 3）计算出发射机整机效率 发射机整机效率为带内发射功率与交流电源功率计功率之比。公式如下：133)PnPa 100 整机效率；Pn 带内发射功率；Pa 交流电源功率计功率3.4 滚降系数 测量框图见图 3图3 频谱特性测量框图测量步骤:a) 按图 3连接测量设备，用频谱仪