測試分析數字信號電平

數字電視信號采用QAM 調制方式, 具有類(lèi)似雙邊帶的特征, 既對載波的振幅進(jìn)行調制又對載波的相位進(jìn)行調制。模擬電視載波調制VSB, 即殘留邊帶調制, 圖像內容是通過(guò)幅度調制來(lái)傳送的, 圖像內容是隨時(shí)變化的, 信道的功率不斷地變化。

1、 數字信號電平和模擬信號電平的區別 模擬電視載波調制VSB, 即殘留邊帶調制, 圖像內容是通過(guò)幅度調制來(lái)傳送的, 圖像內容是隨時(shí)變化的, 信道的功率不斷地變化, 所以模擬電視的信道功率取決于圖像內容, 模擬電視行/場(chǎng)同步脈沖電平相對穩定, 故我們把峰值電平作為判別模擬電視信號強弱的標準。 數字電視信號采用QAM 調制方式, 具有類(lèi)似雙邊帶的特征, 既對載波的振幅進(jìn)行調制又對載波的相位進(jìn)行調制, 又由于是平衡調幅, 抑制了載波, 因此一個(gè)數字電視頻道沒(méi)有所謂的圖像載波伴音載波。一個(gè)數字頻道的已調信號的能量是均勻分布在整個(gè)限定帶寬內的,信道功率相對穩定, 不隨內容隨機變化, 所以數字電視用有效帶寬內射頻或中頻信號的平均功率電平來(lái)表示本頻道的功率, 數字電視信號的平均功率電平也稱(chēng)作信道功率, 這與模擬電視電平是完全不同的概念。

2、 數字信號電平的測量方法 根據數字電視信號的頻譜結構, QAM 數字頻道的電平是用被測量頻道信號的平均功率來(lái)表達的, 即數字頻道平均功率, 測量方法是對整個(gè)頻道掃描、抽樣,把每一個(gè)抽樣的功率值取平均, 然后在信道的帶寬內進(jìn)行積分, 得到信道的平均功率, 這需專(zhuān)用的數字信號測量?jì)x器才能測量。 目前絕大多數中小有線(xiàn)運營(yíng)商只有簡(jiǎn)單的模擬信號測試手段, 在排除網(wǎng)絡(luò )故障時(shí), 最常用的方法是測量信號電平, 但數字電視信號的數字信號的功率不能用峰值功率測量來(lái)完成, 因為信道功率是和帶寬有關(guān)的,帶寬越寬, 信道的平均功率越高, 下面介紹一種用模擬場(chǎng)強儀估算數字信號電平的方法。

在有線(xiàn)電視HFC 網(wǎng)絡(luò )中同時(shí)傳輸模擬電視信號和數字電視信號時(shí), 一般是按照每一個(gè)電視信號頻帶的電平值相同的條件傳輸, 如果用一般的場(chǎng)強儀分別測量模擬信號和數字電視信號的電平值, 就會(huì )發(fā)現數字電視信號的電平值比模擬電視的電平值低十幾個(gè)dB, 這是由于模擬信號和數字信號在特定帶寬內能量分布特點(diǎn)不同造成的。模擬信號電平值是在規定的帶寬( 300 kHz)內對模擬電視信號的載波用場(chǎng)強儀測量的結果, 因為這個(gè)帶寬內的載波集中了電視信號在頻道內的主要能量(超過(guò)98% ), 可以認為是載波的測量結果代表了信號在頻道內的電平值。模擬信號的峰值出現在載頻點(diǎn), 而數字電視信號在頻譜上是看不出載頻點(diǎn)的, 所以對數字電視信號的測量類(lèi)似于噪聲的測量。在模擬傳輸中載噪比的定義: C /N = 20 Ig(圖像載波電平有效值/噪聲電平均方根值(規定帶寬內) ), 均方根值的測量是與測量帶寬有關(guān)的。由此, 我們就可以理解模擬信號和數字電視信號在用模擬場(chǎng)強儀測量中所呈現的差異。因為模擬電視信號的能量集中在300 k的頻帶內(并且又集中在中心), 其頻譜能量集中圖形的峰值幅度很高, 而8 M帶寬數字電視信號的全部能量呈均勻分布的圖形, 分布在大約6. 4M 的頻帶內, 頻譜能量分散, 峰值幅度就比較低, 有效能量帶寬大約是模擬電視信號帶寬的20 倍, 換算近似為11~ 14 dB, 有一點(diǎn)誤差是場(chǎng)強儀的中頻掃描帶寬、中頻濾波器的波形系數、滾降率等造成的, 所以用模擬場(chǎng)強儀估測數字信號電平時(shí), 實(shí)際電平(功率)和顯示電平(功率)的簡(jiǎn)單換算公式如下：

S = SO + 10 lg (RBW /B ) +K