低調制指數頻偏測量方法

關鍵字：低調制指數 頻偏測量

1. 引言

MG3692B型信號發(fā)生器的

調頻功能（FM）能夠產生頻偏4種頻率調制模式，8MHz速率時頻率偏移可達10 MHz；100Hz 速率時頻率偏移可達100 MHz，對于這種大頻偏的測量用普通頻偏測量儀是無法進行測量的，通常的解決方案是采用混頻器或下變頻器將載波信號頻率變換為低頻段，使頻率處在頻偏測量儀接收的頻率范圍來測量，然后將頻偏測量儀測量的頻偏值乘以變頻系數即為實際的頻偏值；另外一種方案為采用頻譜分析儀測量，適用與大頻偏和低調制指數（mF＜1時頻偏測量）。

2. 低調制指數頻偏頻譜儀測量法的基本原理

用頻譜分析儀測量調頻頻偏，當mF＞1時，采用貝塞爾零示法；當mF＜1時，貝塞爾零示值在頻譜分析儀上觀測比較困難，而采用窄帶近似法測量頻率偏移，稱為

△F=fm×10-（A-6）/20 ［kHz］

式中△F-頻譜分析儀頻偏測量值，單位kHz；

fm-調制信號頻率或調制速率，單位kHz，可用頻率計數器準確測的；

A- 載波幅度A1與第一對頻帶幅度平均值A2之差，單位dB。

3. 頻譜分析儀及頻率計數器要求

頻率帶寬帶寬：覆蓋待測調頻信號 ；

分辨帶寬：優(yōu)于30Hz，或視最小頻偏而定；

幅度測量范圍或動態(tài)范圍：-120dB；

幅度測量允許極限誤差：-60dB 以上，±0.3dB；

頻率計數器測量范圍：10Hz～300MHz；

頻率測量準確度：±（0.1%～0.01%）。

4. 實測結果

根據低調制指數頻偏頻譜分析儀測量原理及計算公式，由頻譜分析儀測量的頻偏測量值與調制度儀測量結果如下表：

MG3692B信號發(fā)生器電平輸出幅度0dBm，載波頻率1GHz，調制頻率100kHz。

由表中數據分析比較可以說明，當調制指數mF≤0.5時,用頻譜分析儀測量的結果比用調制度儀測量的結果更接近設置值； mF＞0.5時, 用調制度儀測量的結果比用頻譜分析儀測量的結果更接近設置值。因此，頻譜分析儀的CFSR法適用于低調制指數的頻偏測量。

5 不確定度分析（簡評）

由頻譜分析儀CFSR的定義或遵循的原則，建立的低調制指數調頻信號頻偏測量的數學模型：

△F=fm×10-（A-6）/20 ［kHz］

有兩個輸入量直接影響頻偏的測量準確性，即調制頻率fm和載波幅度與邊帶幅度的差值A?！鱂標準不確定度uc（△F）由下式計算：

式中：c1為靈敏系數，c1=10-（A-6）/20

C2為靈敏系數，c2= -（fm×ln10×10-（A-6）/20）/20，（kHz）

uc（A）為幅度的差值A標準不確定度

uc（fm）調制頻率fm的標準不確定度，（kHz）

在本次測量方案中，fm測量準確度相對而言較高，對△F的測量結果的影響小，在分析評定△F不確定度時可以忽略不計，即有uc（△F）= c2uc（A）。經實際計算（過程略），△F測量不確定度為U=4%（k=2）；能夠滿足MG3692B信號發(fā)生器頻偏測量的需要，其基本指標為：fm=100kHz，±10%。

6. 結束語

微波合成信號發(fā)生器調頻功能，載波信號頻率范圍寬，調制速率達10MHz，頻率偏移達100MHz，用普通的調制度儀不能滿足測試需要，應根據不同的載波頻率，調制速率和頻偏大小，選擇不同的測量方法和測量系統(tǒng)。對于200kHz以下調制速率，400kHz頻率偏移，調制指數mF大于0.5，1GHz以下的調頻信號，選擇調制度測量儀可以獲得較準確的測量結果；高調制速率、大頻偏、微波頻段載波調頻信號，適合選用下變頻法；低調制指數、高調制速率調頻信號，選擇頻譜分析儀CFSR法，可以使測量系統(tǒng)簡單，又能夠獲得較好的測量結果。