83950 Tietoliikennetekniikan työkurssi Monitorointivastaanottimen perusmittaukset

Transkriptio

1 TAMPEREEN TEKNILLINEN KORKEAKOULU Tietoliikennetekniikan työkurssi Monitorointivastaanottimen perusmittaukset Huone: TG 212 puh

2 1. ESISELOSTUS Vastaanottimen yleisiä ominaisuuksia Herkkyys 1.1 Mitä tarkoitetaan kun puhutaan vastaanottimen herkkyydestä? Millä yksiköllä se ilmoitetaan? 1.2 Kuinka vastaanottimen herkkyys eroaa esimerkiksi antennin herkkyydestä? Mieti asiaa antennin ja vastaanottimen fyysisen eroavaisuuden kannalta? 1.3 Mitkä asiat vaikuttavat vastaanottimen herkkyyteen? 1.4 Mikä on normaalisti hyvä nyrkkisääntö tavallisen monitorointivastaanottimen herkkyydeksi. 1.5 Kuinka asetat herkkyysmittauksessa tarvittavan signaalin deviaation, kun signaalin kaistanleveys on 15 KHz? Miksi? Dynamiikka 1.6 Mitä tarkoitetaan vastaanottimen dynamiikalla? 1.7 Kuinka määrittelet sellaisen vastaanottimen dynamiikan, jonka ilmaisu perustuu digitaaliseen välitaajuuteen? Onko digitaalisella välitaajuudella mitään tekemistä oikean välitaajuuden kanssa? Perustele! Kaistanleveys 1.8 Mitä tarkoitetaan vastaanottimen kaistanleveydellä? 1.9 Mitä kaistanleveyksiä käytetään yleisesti kaupallisissa liikennevastaanottimissa.

3 Blocking level 1.10 Mitä tarkoitetaan tukkeutumistaso (blocking Level) ja tukkeutumisdynamiikalla (blocking dynamic range)? Minkä perustiedon tarvitset tukkeutumisdynamiikan määrittelyä varten? IP Mitä tarkoitetaan termillä IP3? 1.12 Kuinka lasket IP3:n? 1.13 Kuinka monitorointivastaanottimen herkkyys ja IP3 suhtautuvat toisiinsa? Pyyhkäisy- ja skannausnopeus 1.14 Mitä tarkoitetaan vastaanottimen pyyhkäisynopeudella? 1.15 Mitä tarkoitetaan vastaanottimen skannausnopeudella? Mittalaitteiden ja vastaanottimen perusteista SINAD- mittari 1.16 Mihin Finstrument 73 D SINAD-mittaria voidaan käyttää? 1.17 Mitkä ovat SINAD:ssa määritellyt kolme parametria? Monitorointivastaanotin 1.18 Kuinka tarkistat, että antenni on kytkettynä aktiiviseen antenniliitäntään? Mikäli kaapelit on kytketty väärään antenniliitäntään, kuinka aktivoit antenniliitännän ANT-1? 1.19 Mikä on ilmoitettu monitorointivastaanottimen herkkyydeksi 12 db SINAD:lla, 15 KHz:n kaistanleveydellä ja FM modulaatiolla, kun moduloiva signaali on 1 khz sini-signaali. Piirrä herkkyys kuvaajaan niin, että herkkyys ilmoitetaan taajuuden funktiona Miksi testauksessa käytettävät pistetaajuudet on valittava huolellisesti? Mitä asioita pistetaajuuksien valinnassa tulee ottaa huomioon?

4 2. MITTAUKSET Mittauksilla on tarkoitus varmentaa monitorointivastaanottimen spesifikaatioissa kerrotut radiotekniset ominaisuudet myöhemmin mainituilta osilta. Luonnollisesti, vastaanottimen koko taajuusaluetta ei ole mahdollista testata laboratoriotyön tekemiseen varatun ajan puitteissa. Tärkeintä onkin ymmärtää nykyaikaisen vastaanottimen suorituskykyyn vaikuttavia perusparametreja sekä tietää niiden ylimalkainen suuruus ja sisäistää käytännössä kuinka mittaukset on mahdollista suorittaa manuaalisesti ilman automatisoitua testilaitteistoa. Mittauksissa käytetään seuraavaa laitteistoa: Monitorointivastaanotin AOR AR5000 SINAD-mittari FINSTRUMENT 73 D Signaaligeneraattorit Spektrianalysaattori Tehojakaja Säädettäviä vaimentimia 2.1 Millä signaalin tasolla saavutetaan 12 db SINAD, kun mittaussignaalina on 15 khz:n kaistanleveydellä ja 1 khz sinisignaalilla FM-moduloitu signaali? Mittaa vastaanottimen herkkyys taajuusalueella MHz niin, että katat järkevästi koko taajuusalueen 5:llä pistetaajuudella. Testauksessa käytettävä peruskytkentään tarvitaan ainakin signaaligeneraattori testisignaalin tuottamiseen, tehonjakaja testisignaalin jakamiseen testattavalle vastaanottimelle ja spektrianalysaattorille, sekä vastaanotin ja SINAD-mittari. Mieti, kuinka parantaisit (helpottaisit) mittausteknistä suoritusta lisäämällä kytkentäkaavioon säädettävän vaimentimen. SINAD-arvon mittaaminen Finstrument 73 M mittalaitteella on suhteellisen helppoa. Tarkista, että SINAD-nappi on aktivoituna. Tämän jälkeen varsinainen SINAD-arvo voidaan lukea mittalaitteen A- asteikosta. Muista lisätä varsinaiseen A-arvoon mittalaitteen oikeassa yläkulmassa oleva manuaalisesti määritetty arvo. SINAD-arvo on luettavissa hyväksytyllä alueella kun GO- indikaattorivalo palaa vihreänä. HUOM!!! MUISTA ETTET KÄYTÄ MITTAUKSEN AIKANA AUTOMAATTISTA VAHVISTUKSEN SÄÄTÖÄ (AGC) TAI KOHINASALPAA (Squelch)!!!! Muutoin huomaat mittaavasi parempaa vastaanotinta kuin koko maailmassa on mahdollista valmistaa. Muista myös käyttää oikeaa antenniliitintä ;)

5 2.2 Mikä on edellisessä mittauksessa käytetty todellinen kaistanleveys? Mittaa vastaanottimen kaistanleveys 3 db:n pisteistä jollain äsken määrätyllä pistetaajuudella. Kaistanleveyden määräämiseksi tarvitaan ainakin signaaligeneraattori ja vastaanotin. 3 db:n pisteet voit mitata joko SINAD-mittarilla tai spektrianalysaattorilla. HUOM!!! Muista moduloimattoman ja moduloidun kantataajuisen signaalin ero mittauksessa!!! Mikäli mittaat välitaajuussuodattimen kaistanleveyden puolentehon pisteet SINAD-mittarin avulla, niin muistathan eläväsi jännitteellisessä maailmassa -6 db:ä!!! 2.3 Mittaa vastaanottimen Blocking level, kun hyötytaajuus on 31 MHz:ä ja häiriötaajuus MHz:ä herkkyysmittauksessa käytettävillä signaaliparametreillä. Varsinaiseen mittaukseen tarvitset ainakin 2 signaaligeneraattoria, tehojakajan sekä SINAD-mittarin vastaanottimen lisäksi. Testaa Blocking level niin, että hyötysignaalin taso vastaanottimen antenniliitännässä on 100 dbm:ää. Hyötysignaalin katsotaan häiriintyvän, kun SINAD-arvo muuttuu 3 db:ä. 2.4 Määrittele vastaanottimen Blocking dynamiikka perustuen äsken mitattuun Blocking level:iin. Käytä pienimmän ilmaistavan signaalin määrittelyyn 1 db:n muutosta audiosignaalin ulostulossa. 2.5 Mittaa vastaanottimen IP3, kun f2 taajuus on MHz ja f1 taajuus on MHz. Mikä on tällöin IP3 taajuus? Kuinka paljon on IP3- piste, kun testissä käytettävien signaalien tasot ovat 24 dbm:ä? 3. JÄLKISELOSTUS 3.1 Kirjoita esiselostustehtävät puhtaaksi ja palauta ne jälkiselostuksen mukana. 3.1 Esitä herkkyysmittauksessa käytetty kytkentäkaavio lohkotasolla ja esitä mittaustulokset samassa kuvaajassa esityön herkkyyskuvaajan kanssa. Perustele mahdolliset syyt mikäli mittaustuloksesi eroaa valmistajan ilmoittamasta suorituskyvystä.. Mieti, kuinka parantaisit (helpottaisit) mittausteknistä suoritusta lisäämällä kytkentäkaavioon säädettävän vaimentimen. 3.2 Esitä kaistanleveys-mittauksessa käytetty kytkentäkaavio lohkotasolla, mittaustulos ja kerro kuinka päädyit ilmoittamaasi mittaustulokseen. 3.3 Esitä Blocking level-mittauksessa käytetty kytkentäkaavio lohkotasolla ja perustele kuinka olet päässyt ilmoittamaasi Blocking level:iin. Miten Blocking level muuttuisi, mikäli hyötysignaalin tehotasoa nostettaisiin?

6 3.4 Esitä lohkokaavio kuinka mittasit Blocking dynamiikan ja kuinka pääsit ilmoittamaasi arvoon? 3.6 Piirrä mittauskytkentä, jonka avulla vastaanottimen IP3-piste mitattiin. Mikä oli IP3-pisteen taajuus ja kuinka paljon IP3-pisteen oli? Onko kyseinen arvo hyvä vai huono? Kuinka vastaanottimen herkkyys ja IP3- arvo korreloivat keskenään? Mitä yleensä voitetaan/hävitään jos IP3- pisteen arvo on hyvä? KIRJALLISUUTTA 1. Pekka Eskelinen: NYKYAIKAISEN RADIOTEKNIIKAN MITTAUKSET KÄYTÄNNÖSSÄ 2. A. Räisänen, A. Lehto: Radiotekniikka 3. AOR AR-5000 operating manual (liitetty työkansioon) 4. FINSTRUMENT 73 D SINAD meter features (liitetty työkansioon) 5. FOA, Försvaret forskningsanstalt, Signalspaning teknik del 1, grunder samt radiosignalspaning (soveltuvin osin liitetty työkansioon)