Приложение D. Скорость сканирования и время измерения при использовании детектора средних значений

Приложение D
(справочное)

Скорость сканирования и время измерения при использовании детектора средних значений

D.1 Общие положения

В настоящем приложении приведены рекомендации по выбору скорости сканирования и времени измерения при измерении импульсных помех с детектором средних значений.

Детектор средних значений должен выполнять следующие функции:

a) подавление импульсного шума, что позволяет измерять узкополосные составляющие ИРП;

b) подавление амплитудной модуляции (AM) при измерении уровня несущей AM сигналов;

c) обеспечение показаний взвешенного пикового значения для прерывистых, нестабильных или "дрейфующих" узкополосных ИРП на основе постоянной времени стандартизованного измерителя.

Требования к измерительному приемнику для полосы частот от 9 кГц до 1 ГГц установлены в ГОСТ 30805.16.1.1. При выборе ширины полосы видеосигнала и соответствующей скорости сканирования или времени измерения учитывают факторы, приведенные ниже.

D.1.1 Подавление импульсных помех

Длительность импульса импульсной помехи часто определяют через ширину полосы на промежуточной частоте (ПЧ) , а именно: = . Для оценки подавления импульсного шума используют коэффициент подавления а, определяемый как отношение ширины полосы видеосигнала к ширине полосы на ПЧ:

.

определяют как ширину полосы фильтра нижних частот, применяемого после детектора огибающей. Для более продолжительных импульсов коэффициент подавления будет меньше а.

Минимальное время сканирования (и максимальную скорость сканирования ) определяют по формулам:

,

(D.1)

,

(D.2)

где - частотный интервал;

- коэффициент пропорциональности, зависящий от скорости измерительного приемника (анализатора спектра).

При большом времени сканирования значение приблизительно равно 1.

Максимальные скорости сканирования и коэффициенты подавления импульсов при ширине полосы видеосигнала 100 Гц представлены в таблице D.1.

Таблица D.1 - Коэффициенты подавления импульсных помех и скорости сканирования при ширине полосы видеосигнала 100 Гц

Параметр	Полоса частот А	Полоса частот В	Полосы частот С и D
Полоса частот	9 - 150 кГц	150 кГц - 30 МГц	30 - 1000 МГц
Ширина полосы на ПЧ	200 Гц	9 кГц	120 кГц
Максимальная скорость сканирования	17,4 кГц/с	0,9 МГц/с	12 МГц/с
Максимальный коэффициент подавления	6 дБ	39 дБ	61,5 дБ

Эти значения можно использовать в тех стандартах, распространяющихся на продукцию, в которых нормы выражены в квазипиковых и средних значениях для полос частот В и С, если в качестве мешающего сигнала предполагаются короткие импульсы. Испытуемое ТС должно соответствовать обеим нормам.

Если частота повторения импульсов больше 100 Гц, а импульсная помеха не превышает норму, выраженную в квазипиковых значениях, то при использовании детектора средних значений с шириной полосы видеосигнала, равной 100 Гц, подавление коротких импульсов будет достаточным.

D.1.2 Подавление импульсной помехи за счет цифрового усреднения

Детектирование средних значений можно выполнить с помощью цифрового усреднения амплитуды сигнала. Эквивалентное подавление можно обеспечить, если время усреднения обратно пропорционально ширине полосы фильтра видеосигнала.

В этом случае коэффициент подавления

,

где - время усреднения (или измерения) на конкретной частоте.

Соответственно время измерения 10 мс обеспечит такой же коэффициент подавления, что и полоса видеосигнала 100 Гц. Преимуществом цифрового усреднения является нулевая задержка по времени при переходе с одной частоты на другую.

С другой стороны, при усреднении конкретной частоты повторения импульсов результат может меняться в зависимости от того, сколько импульсов усредняли: n или n + 1.

Если , то влияние этого эффекта будет менее 1 дБ.

D.2 Подавление амплитудной модуляции

Для измерения несущей модулированного сигнала необходимо "подавить" модуляцию путем усреднения сигнала за достаточно продолжительное время или за счет использования фильтра видеосигнала с достаточным затуханием на нижних частотах. Если - самая низкая частота модуляции и предположить, что максимальная погрешность измерения, обусловленная модуляцией 100%, составляет 1 дБ, то время измерения должно быть .

D.3 Измерение прерывистых, нестабильных и "дрейфующих" узкополосных помех

В соответствии с ГОСТ 30805.16.1.1, п. 6.4.3 отклик на прерывистые, неустановившиеся или дрейфующие узкополосные ИРП определяют по показанию в пиковых значениях при постоянных времени измерительного прибора, равных 160 мс (для полос частот А и В) и 100 мс (для полос частот С и D). Эти постоянные времени соответствуют значениям ширины полосы видеосигнала (фильтр второго порядка), равным 0,64 и 1 Гц соответственно. Чтобы измерения можно было считать корректными, время измерения при этих полосах должно быть очень большим (см. таблицу D.2).

Таблица D.2 - Постоянные времени измерительного прибора и соответствующие значения ширины полосы видеосигнала и максимальных скоростей сканирования

Параметр	Полоса частот А	Полоса частот В	Полосы частот С и D
Полоса рабочих частот	9 - 150 кГц	150 кГц - 30 МГц	30 - 1000 МГц
Ширина полосы на ПЧ	200 Гц	9 кГц	120 кГц
Постоянная времени	160 мс	160 мс	100 мс
Ширина полосы видеосигнала	0,64 Гц	0,64 Гц	1 Гц
Максимальная скорость сканирования	8,9 кГц/с	1,72 МГц/с	8,3 МГц/с

Требования таблицы D.2 справедливы только при частоте повторения импульсов не более 5 Гц. Для более высоких значений ширины импульсов и частоты модуляции можно использовать большую ширину полосы фильтра видеосигнала (см. D.1.1). Весовые функции импульса длительностью 10 мс относительно частоты повторения импульсов при отсчете пиковых значений (для данного метода детектирования с применением детектора средних значений применено наименование "CISPR AV") и действительном усреднении "AV" представлены на рисунках D.1 и D.2 (для постоянной времени 160 мс см. рисунок D.1, для 100 мс - см. рисунок D.2).

"Рисунок D.1 - Весовая функция импульса 10 мс при детектировании пиковым детектором PK, детектором средних значений при учете пиковых значений CISPR AV и детектором средних значений без учета пиковых значений AV для постоянной времени прибора 160 мс"

"Рисунок D.2 - Весовая функция импульса 10 мс при детектировании пиковым детектором PK, детектором средних значений при учете пиковых значений CISPR AV и детектором средних значений без учета пиковых значений AV для постоянной времени прибора 100 мс"

Из рисунков D.1 и D.2 видно, что разность показаний для детектирования CISPR AV (с учетом пиковых значений) и для детектирования AV (без учета пиковых значений) увеличивается при уменьшении частоты повторения импульсов.

Разность для = 1 Гц в зависимости от ширины импульса представлена на рисунках D.3, D.4.

"Рисунок D.3 - Пример весовых функций (импульс 1 Гц) при детектировании пиковым детектором РК и детектором средних значений AV относительно ширины импульсов для постоянной времени прибора 160 мс"

"Рисунок D.4 - Пример весовых функций (импульс 1 Гц) при детектировании пиковым детектором РК и детектором средних значений AV относительно ширины импульсов для постоянной времени прибора 100 мс"

D.4 Рекомендуемая процедура для автоматизированных и полуавтоматизированных измерений

При испытании ТС, которое не создает прерывистых, неустановившихся или дрейфующих узкополосных помех, рекомендуется использовать детектор средних значений при полосе фильтра видеосигнала 100 Гц, т.е. иметь небольшое время усреднения во время предварительного сканирования.

На частотах, где предполагается, что уровень помех близок к норме в средних значениях, рекомендуется проводить завершающее измерение при более узкой ширине полосы фильтра видеосигнала, т.е. при более продолжительном времени усреднения (о процедуре предварительного/завершающего измерения см. также раздел 8).

При измерении прерывистых, неустановившихся или дрейфующих узкополосных помех рекомендуется проведение измерений вручную.