調(diào)制度測量概述

調(diào)幅度測量序在利用信道傳送信號時，必須在信道中傳送載波信號，載波信號中包含要傳送信號的信息，載波信號頻率為信道中心頻率。從信息轉(zhuǎn)換過來的原始信號稱為基帶信號，在大量的通信系統(tǒng)中都要通過調(diào)制將基帶轉(zhuǎn)換為更適合在信道中傳輸?shù)男问?。所謂調(diào)制就是用基帶信號〔也稱為調(diào)制信號〕去控制載波〔等幅正弦交流信號〕的某一個參數(shù)，使該參數(shù)隨調(diào)制信號的變化而變化高頻信號相當(dāng)于攜帶信息的運載工具，所以稱之為“載波〞如果受控的參數(shù)是高頻振蕩的振幅，那么這種調(diào)制稱為振幅調(diào)制，而已調(diào)波信號就是調(diào)幅度信號音頻信號叫調(diào)制信號，未調(diào)制的高頻振蕩稱為載波信號，經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩信號稱為已調(diào)波信號如果受控的參數(shù)是高頻振蕩的頻率或相位,那么該調(diào)制稱為頻率調(diào)制或相位調(diào)制,簡稱為調(diào)頻或調(diào)相,而已調(diào)波信號就是調(diào)頻波或調(diào)相波調(diào)幅的解調(diào)過程稱為檢波；調(diào)頻的解調(diào)過程稱為鑒頻；調(diào)相的解調(diào)過程稱為鑒相

調(diào)頻信號調(diào)制

調(diào)幅波形不是載波信號波形與調(diào)制信號波形相迭加的結(jié)果，而是兩種信號經(jīng)過非線性電路后重新組合的結(jié)果一個無線電發(fā)射機應(yīng)包括四個組成局部一、聲音的變換與放大，這一局部的頻率較低，叫做“低頻局部〞二、高頻振蕩的產(chǎn)生、放大與調(diào)制，統(tǒng)稱為“高頻局部〞三、天線與傳輸線四、直流電源局部高頻振蕩器高頻放大器〔音頻器〕振幅調(diào)制器調(diào)制信號放大器話筒聲音天線載波信號表達式U(t)=Umsin(ωt+ψ)

載波U(t)中有3個可變量：振幅Um、角頻率ω和相位ψ我們可以通過改變3個電參量的方法實現(xiàn)信號的傳送，這就是調(diào)制調(diào)制方式分別稱為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相需要傳送的信號常稱為調(diào)制信號傳送模擬信號時常采用調(diào)幅、調(diào)頻方式傳送數(shù)字信號時常采用調(diào)相方式調(diào)幅度測量如果設(shè)法使載波信號振幅隨音頻調(diào)制信號成比例變化，載波的角頻率ω和相位ψ不變，那么就可以說是將音頻信號加到載波上了。這樣的過程叫作調(diào)幅。中短波播送采用調(diào)幅信號，音頻信號作為調(diào)制信號使載波信號的振幅c(t)發(fā)生變化無線電播送發(fā)射的余弦形高頻無線電波的高頻電流的振幅隨調(diào)制音頻信號的變化而改變叫調(diào)幅，它是中短波無線電播送中最常用的調(diào)制方式調(diào)幅信號的頻譜音頻信號通常占用一定帶寬的頻譜，用它來對載波調(diào)幅時會在載波頻率的上方和下方各形成一個寬度等于音頻信號頻譜的邊帶，分別稱為上邊帶和下邊帶上邊帶和下邊帶關(guān)于載波頻率對稱，并且和音頻信號頻譜相似。邊帶頻譜最大只能到達載波頻譜的一半載波頻譜大小始終不變調(diào)幅信號的頻譜圖我國規(guī)定，調(diào)幅播送的聲頻信號帶寬不得超過4.5kHz，即一個調(diào)幅播送電臺所占用的頻道寬度只有9kHz單音已調(diào)波在調(diào)制信號一個周期內(nèi)的平均功率Pm是由載波功率及上下邊帶功率三局部組成的：由公式知，在已調(diào)波的功率中，載波功率PO中不包含任何信息，僅作為運載音頻信號的工具，而音頻信號的信息只存在于邊帶功率中，效果的好壞與邊帶功率的大小直接相關(guān)。從式看，邊帶功率與調(diào)幅度的平方成正比。需要注意的是，載波功率雖然不攜帶任何信息，但它的大小并非無關(guān)緊要。從監(jiān)測的角度看，載波功率的大小仍會對可聽度造成一定的影響。載波功率大時，它能有效地壓制同頻道的背景場強和鄰頻干擾，提高該頻道的清靜度和場強保護率。單一頻率的音頻信號對載波進行調(diào)制的已調(diào)波如圖〔b〕所示，其最大或最小瞬時振幅與調(diào)幅期間載波振幅的差值，與調(diào)幅期間載波振幅之比，即為發(fā)射機的調(diào)幅度。用數(shù)學(xué)式表示為:

它代表調(diào)幅時對高頻信號幅度的利用程度。當(dāng)m=1時，表示載波幅度I0已完全用來傳達音頻信號

Imax是包絡(luò)波中高頻振幅最大的幅度，常稱為調(diào)幅正峰Imin是包絡(luò)波中高頻振幅的最小值，常稱為調(diào)幅波的負峰設(shè)測量時間內(nèi)最大載波振幅Umax,最小載波振幅Umin那么測量時間內(nèi)的調(diào)幅度為〔定義一〕：這里要求測量時間大于調(diào)制信號周期或包含調(diào)制信號的一個正峰和一個負峰。建議測量時間不要小于20毫秒

該定義可認為是標(biāo)準(zhǔn)定義。但該定義沒有把調(diào)幅度的動態(tài)變化特性表現(xiàn)出來，是從最大值的角度來定義的，只能得到最大調(diào)幅度，不能得到瞬時調(diào)幅度

調(diào)幅度的另一種定義是從功率的角度來定義的〔定義二〕可以將調(diào)幅波的平均功率P分成載波平均功率P0和邊帶平均功率Pb之和，通過調(diào)幅度的載波平均功率和邊帶平均功率的測定，可以計算出調(diào)幅度邊帶平均功率Pb=P-P0，設(shè)載波振幅c0，如果不考慮負載電阻因素，那么平均調(diào)幅度

T為測量時間,u(t)為調(diào)幅信號測量時間T必須大于調(diào)制信號周期建議測量時間不要小于20毫秒由于該定義得到的調(diào)幅度和定義一得到的調(diào)幅度明顯不同，為區(qū)別起見，該定義得到的調(diào)幅度稱為平均調(diào)幅度定義二只有在調(diào)制信號為正弦波信號且測量時間遠大于正弦波信號周期時才和定義一有相同的結(jié)果調(diào)幅度對播出效果的影響

過調(diào)幅對播送質(zhì)量的影響在接收機中，解調(diào)出的音頻信號和輸入信號的調(diào)幅度成正比，所以在播送監(jiān)測中，一般認為調(diào)幅度越大越好，但不要超過100%過調(diào)幅時在音頻輸出端得到的是截去波峰的已調(diào)波信號，會發(fā)生信號失真，浪費發(fā)射機功率

當(dāng)調(diào)幅度超過100%，稱為過調(diào)幅。過調(diào)幅的影響

如果進一步增大調(diào)制信號的振幅，已調(diào)波的最大振幅將相應(yīng)增大，已調(diào)波出現(xiàn)短時間的阻斷，如圖〔b〕所示1、過調(diào)幅信號的產(chǎn)生增大調(diào)制信號的振幅，已調(diào)波的振幅相應(yīng)增大，直至包絡(luò)受到瞬時抑制，如圖〔a〕所示如果調(diào)制信號為過調(diào)幅信號，那么這個信號包含調(diào)制信號的基波fF和它的諧波2fF、3fF等2、過調(diào)幅增加發(fā)射機帶寬，干擾其它臺的播送如果載波頻率f0被單音調(diào)制音頻fF正弦調(diào)幅，其輸出頻率為f0、f0+fF和f0-fF，因此發(fā)射機占用帶寬為：〔f0+fF〕-〔f0-fF〕=2fF設(shè)只有基波、二次諧波和三次諧波是振幅最大的分量。調(diào)制后，發(fā)射機輸出除產(chǎn)生載波f0外，還產(chǎn)生下述分量：

f0+fFf0-fF

f0+2fFf0-2fF是沒有過調(diào)幅時的3倍，會對鄰頻發(fā)射產(chǎn)生干擾

f0+3fFf0-3fF占用帶寬變?yōu)椋骸瞗0+3fF〕-〔f0-3fF〕=6fF

3、過調(diào)幅嚴(yán)重影響發(fā)射機的工作穩(wěn)定性

在過調(diào)情況下，發(fā)射機末級易發(fā)生跳火、掉高壓，甚至燒毀輸出級管子。判斷示波器顯示的調(diào)幅信號的調(diào)幅度到達100%或已過調(diào)幅過調(diào)幅時那么超過100%載波線可在示波器上看其包絡(luò)波形來判斷如上下包絡(luò)線重合在一點那么為100%如上下包絡(luò)線重合為一條線那么為過調(diào)幅如在調(diào)幅度儀示波器上看那么100%調(diào)幅度時正或負峰包絡(luò)線到達100%載波線處調(diào)幅度的不可預(yù)見性

調(diào)幅度的大小一方面可以由發(fā)射臺控制，一方面又和節(jié)目源有關(guān)，所以調(diào)幅度的大小具有不可預(yù)見性。這使發(fā)射臺在調(diào)整調(diào)幅度時左右為難。調(diào)幅度小了，影響播出效果，調(diào)幅度大了，會出現(xiàn)過調(diào)幅

音頻處理器能有效地防止因節(jié)目電平變化大

而導(dǎo)致發(fā)射機調(diào)幅缺乏或過調(diào)音頻處理器的作用一方面是為了防止過調(diào)幅，另一方面是通過增加小峰值信號的放大倍數(shù)，減小大峰值信號的放大倍數(shù)來縮小節(jié)目源的動態(tài)范圍。一般認為，縮小節(jié)目源的動態(tài)范圍會影響節(jié)目的音質(zhì)，但這時可以調(diào)高調(diào)幅度。如音頻處理器輸出信號動態(tài)范圍大就可以獲得好的音質(zhì)，但調(diào)幅度要適當(dāng)調(diào)低。這是一個矛盾。調(diào)幅播送的缺點是動態(tài)范圍小增加調(diào)幅度的目的

增加調(diào)幅度是為了增加接收機輸出聲音的響度，或者說，增加調(diào)幅度是為了增加接收機音頻輸出的信噪比

發(fā)射機的功率變化只對接收用戶產(chǎn)生影響。所以發(fā)射機的功率可以增加效勞區(qū)，而增加調(diào)幅度不會增加服務(wù)區(qū)。調(diào)幅缺乏將使所有接收用戶受到影響，而功率缺乏只是局部接收用戶受到影響，調(diào)幅缺乏的危害性是全局性的，而功率缺乏的危害性是局部性的，兩者不能劃等號。調(diào)幅缺乏的危害性遠遠超過功率缺乏的危害性調(diào)幅度測量原理

調(diào)幅度測量可以使用模擬的方法，也可以使用數(shù)字信號處理技術(shù)。前者用的較多，但技術(shù)落后；后者技術(shù)先進，值得研究。但兩者的根本原理是一致的，只是技術(shù)手段不同用模擬的方法測量調(diào)幅度

接收機將接收到的播送信號進行放大變頻，將信號強度變化動態(tài)范圍很大的調(diào)幅信號轉(zhuǎn)換為變化動態(tài)范圍很小的穩(wěn)定的中頻調(diào)幅信號，并且中頻調(diào)幅信號和輸入信號的調(diào)幅度相同。:STF-5型調(diào)幅度儀方框圖

用模擬方法進行調(diào)幅度測量最常用的是檢波法。將高頻已調(diào)波送入線性單向檢波器〔整流器〕進行檢波，將正負雙極性的中頻調(diào)幅信號變成正或負的單極性的信號，也就是取中頻調(diào)幅信號的上半局部或下半局部，再經(jīng)過低通濾波器將中頻信號濾掉，得到帶直流的音頻信號該信號和中頻調(diào)幅信號的振幅c(t)=a(t)+c0有相似的形狀。單向檢波器和低通濾波器構(gòu)成振幅檢波器。振幅檢波器從調(diào)幅信號檢出調(diào)幅信號振幅，將該信號分成兩路。一路經(jīng)過隔直流電容就可得到音頻信號；一路經(jīng)過低通濾波器將音頻信號濾掉得到直流載波分量uc,分別測出載波分量uc及音頻信號ua，將音頻信號ua除載波分量uc再乘一個系數(shù)c就可以計算出調(diào)幅度m，即：調(diào)幅度測量產(chǎn)生誤差的原因是:中頻帶寬不夠振幅檢波中的濾波電路特性曲線不理想低頻放大電路存在非線性失真主要原因還是頻率響應(yīng)不好所至。當(dāng)發(fā)生過調(diào)幅時，調(diào)幅度測量結(jié)果只能作參考采集點調(diào)幅度板原理及性能

放大檢波濾波濾波A/D

變換單片機看門狗電路調(diào)幅度板的原理框圖

調(diào)幅度測量標(biāo)準(zhǔn)

我國對調(diào)幅播送發(fā)射機的調(diào)幅度動態(tài)合格指標(biāo)目前仍采用廣電總局無線局黃皮書中有關(guān)調(diào)幅度測量的規(guī)定來執(zhí)行。即如果語言節(jié)目在1分鐘測量時間內(nèi)應(yīng)經(jīng)常到達70%最大到達90%的調(diào)幅度，音樂節(jié)目在3分鐘測量時間內(nèi)應(yīng)經(jīng)常到達30%最大到達80%的調(diào)幅度。在具體執(zhí)行時發(fā)現(xiàn)“經(jīng)常到達70%〞和“經(jīng)常到達30%〞含義不清，很難做到有確切的數(shù)值，就算能得到，由于沒有嚴(yán)格統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，難以為大家接受，實際操作偏向只采用“最大到達90%〞和“最大到達80%〞，因為最大值容易得到，且不會有爭議。由于調(diào)幅度是隨節(jié)目變化的，從統(tǒng)計學(xué)角度看，最大值要求到達，經(jīng)常到達值也自然滿足。在監(jiān)測臺，可以說不會發(fā)生最大值到達，而經(jīng)常值不滿足要求的情況。調(diào)幅度測量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)≤無線電播送技術(shù)維護制度和管理方法≥中有關(guān)發(fā)射臺停播界限的規(guī)定:調(diào)幅度小于50%為停播調(diào)幅度≥50%≤70%為劣播STF-5型調(diào)幅度儀使用說明

某一信號頻率被接收機接收后，通過機內(nèi)混頻變?yōu)橹蓄l信號，儀器對中頻信號進行測量，就可以測出它的調(diào)幅度。這時，儀器示波管屏幕上可看到載波電壓、標(biāo)尺電壓及正的或負的音頻信號。音頻信號隨節(jié)目不斷變化，它與載波電壓的比代表了調(diào)幅度的瞬時值。利用這臺儀器可以非常清楚地觀察節(jié)目調(diào)幅度的變化情況。除此之外，還能監(jiān)視發(fā)射機的工作狀態(tài)

儀器校準(zhǔn)

儀器與接收機配合使用：

使用前，需進行一次校準(zhǔn)，方能使用。校準(zhǔn)方框圖如下所示

高頻信號發(fā)生器低頻信號發(fā)生器接收機示波器調(diào)幅度測量儀1、高頻信號發(fā)生器輸出一個用1kHz調(diào)制，而調(diào)幅度為50%的強度適中的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號至接收機輸入端，其載波頻率選在中波播送波段中間的清靜頻道上〔即避開當(dāng)?shù)仉娕_〕，示波器用來監(jiān)視調(diào)幅度。低頻信號發(fā)生器用于選擇標(biāo)準(zhǔn)信號的調(diào)制信號頻率和調(diào)幅度2、調(diào)幅度測量儀按使用說明1-3條調(diào)整好。3、

開啟接收機電源，將接收機調(diào)諧到高頻信號發(fā)生器輸出頻率上，適當(dāng)調(diào)節(jié)高頻信號發(fā)生器輸出電平，使接收機不致過載。4、此時調(diào)幅度測量儀屏幕上有穩(wěn)定的單向調(diào)制信號出現(xiàn)，然后調(diào)節(jié)儀器上的增益控制鈕，使載波線到達屏幕上邊5、調(diào)節(jié)校準(zhǔn)鈕，調(diào)整儀器的校準(zhǔn)電平，使音頻峰值到達屏幕垂直方向的中間位置，使儀器的調(diào)幅度顯示和接收機輸入端的調(diào)幅度完全一致，那么儀器根本已校準(zhǔn)好〔其它測量點上誤差不會大于5%〕，可以投入使用。6、一般只需校準(zhǔn)正峰精度，當(dāng)正峰精度校準(zhǔn)好后，負峰精度即可得到保證。

收測方法：測量中央直屬發(fā)射臺(指定發(fā)射臺)中、短波頻率的調(diào)幅度，每頻每月抽測6次并記錄6次〔上、中、下旬各測兩次〕。對調(diào)幅度不合格頻率應(yīng)及時通知有關(guān)發(fā)射臺糾正。表示方法：調(diào)幅度用分數(shù)表示，分子表示最大可達值，分母表示多數(shù)時間調(diào)幅度保持值。收測時間要求：語言節(jié)目測試一分鐘音樂節(jié)目測試三分鐘

地方臺調(diào)幅度監(jiān)測技術(shù)指標(biāo)要求

語言類節(jié)目在1min測量時間內(nèi)，有6s以上(含6s)時間調(diào)幅度≧70%、音樂類節(jié)目在1min測量時間內(nèi)，有6s以上(含6s)時間調(diào)幅度≧30%為調(diào)幅度合格。〔對總局直屬監(jiān)測臺的調(diào)幅度合格標(biāo)準(zhǔn)為：語言節(jié)目90/70，音樂節(jié)目80/30〕調(diào)幅度監(jiān)測指標(biāo)項目技術(shù)指標(biāo)測量誤差調(diào)幅度語言類節(jié)目在1min測量時間內(nèi)，有6s以上（含6s）時間≥70%5%音樂類節(jié)目在1min測量時間內(nèi)，有6s以上（含6s）時間≥30%“三滿〞監(jiān)測201臺利用全國播送監(jiān)測網(wǎng)軟件的“在線監(jiān)聽〞功能，實時監(jiān)測新疆地區(qū)中波臺的“三滿〞播出情況；利用“日常任務(wù)〞功能，對各監(jiān)測臺播出的頻率進行任務(wù)下發(fā)，按照發(fā)射臺的節(jié)目運行圖隨時監(jiān)測調(diào)幅度及功率異態(tài)，發(fā)射臺發(fā)生播出異態(tài)，值班中可及時通過查看報警文件，并與中波發(fā)射臺聯(lián)系處理故障，及時挽救播送事故。還可任意查閱歷史各種異態(tài)報警和采集點設(shè)備報警，用來分析事故原因。“三滿〞門限的參數(shù)設(shè)置

“三滿〞門限根據(jù)頻率設(shè)置，每次只設(shè)置一個頻率。1〕電平設(shè)置：對于采集點，顯示的值是NRD545接收機的S表值。設(shè)置時，選擇某一站點進行實時指標(biāo)監(jiān)測，觀察監(jiān)測頻率的電平值，在電平值的根底上減去一個定值〔建議值：20〕，結(jié)果即為該頻率的電平門限。持續(xù)時間：建議值180秒。2〕調(diào)幅度設(shè)置：統(tǒng)計報警用單位時間：單頻收測時