Как измерить чувствительность приемника радиостанции
Измерение чувствительности приемника
Измерение чувствительности приемника
Чувствительность приемного устройства — это один из самых главных параметров, определяющих потенциальные возможности всей радиостанции в целом. Поэтому представляют большой интерес объективные методы определения и сравнения чувствительности различных приемников.
Самый доступный, а поэтому и самый распространенный способ определения качества приемника — это прослушивание сигналов в эфире. Очевидно, что точность подобных оценок крайне мала, так как уровень сигнала удаленной радиостанции может изменяться в десятки и даже в сотни раз. В случае, если надо сравнить два приемника или подстроить приемник по наилучшему отношению сигнал/шум, удобнее пользоваться источником сигнала, расположенным в пределах прямой видимости. В этом случае можно пренебречь зависимостью сигнала от условий прохождения радиоволны. Подобный маяк можно изготовить самому и расположить его на крыше ближайшего дома, на расстоянии 100—500 м от радиостанции. Мощность маяка должна быть такой, чтобы сигнал от него только в несколько раз превышал уровень шумов приемника. Тогда путем вращения антенны можно всегда подобрать необходимый уровень сигнала. Кроме того, такой источник полезен для постоянного контроля состояния не только приемника, но и антенно-фидерной системы. По маяку также можно проверить, не сбилась ли градуировка указателя поворота антенны, и оценить общую помеховую обстановку в эфире. В силу того, что требуемая мощность маяка очень мала (доли микроватта), его можно сделать достаточно экономичным и в течение длительного времени питать от сухих батарей.
Один из возможных вариантов подобного генератора показан на рис. 29. Генератор выполнен на полевом транзисторе и предназначен для диапазона 144—146 МГц. Вместо кварцевого резонатора на частоту 12 МГц можно также применить резонаторы на любую субгармонику частоты 144 МГц. При этом может потребоваться некоторая коррекция емкости конденсаторов С1 и С2. Конструкция полосового фильтра L1 С4—L2 С6 такая же, как в трансвертере 144/21 МГц. Регулировка сводится к подбору режима с помощью резистора R2 и настройке полосового фильтра по максимуму сигнала. Генератор следует поместить в небольшую, герметически закрываемую или запаиваемую коробочку, снабженную дипольной антенной. Одна половина диполя присоединяется к проходному изолятору, а вторая — к корпусу генератора.
Уровень сигнала надо подбирать перепайкой отводов на линиях L1 и L2 и уменьшением размера антенны. Генератор потребляет ток не более 0,3 мА, поэтому двух батареек от карманного фонаря хватает для непрерывной работы в течение 3 мес. и более.
На рис. 30 показан генератор для диапазона 430—440 МГц. Схема генератора аналогична схемам, примененным в гетеродинах трансвертеров. Поэтому можно воспользоваться описанной ранее методикой настройки. Генератор работает на третьей механической гармонике
кварцевого резонатора Пэ1. Сигнал с частотой 432 МГц выделяется с помощью полосового фильтра, конструкция которого взята из трансвертера 432/21 МГц. Аналогично может быть изготовлен генератор для диапазона 1296 МГц. Для этого надо использовать соответствующий выходной фильтр и применить более высокочастотный транзистор. Применение подобных вспомогательных источников сигнала позволяет достаточно объективно сравнить чувствительность двух приемников, однако в конечном счете каждого радиолюбителя интересует не относительная, а абсолютная оценка качества имеющегося приемника. Как уже указывалось, наиболее универсальным параметром, позволяющим характеризовать чувствительность приемника, является коэффициент шума. Для измерения коэффициента шума необходимо иметь калиброванный источник шумового сигнала. В качестве такого источника нашел широкое применение ламповый диод, работающий в режиме насыщения анодного тока.
Промышленностью выпускается специальный диод типа 2Д2С, пригодный для шумовых измерений в диапазоне до нескольких сотен мегагерц. Основное достоинство подобного источника заключается в том, что имеется однозначная зависимость между интенсивностью генерируемого шума и анодным током диода. Эта зависимость описывается простым выражением:
21 Вт/Гц; 20,5 — коэффициент, имеющий размерность 1/В.
Чувствительность приемника измеряется с помощью шумового генератора следующим образом. Генератор подключают ко входу приемника и с помощью ручной регулировки усиления устанавливают некоторый уровень шума на выходе УНЧ. Приемник должен работать в режиме приема телеграфных или SSB сигналов при отключенной АРУ. Если в приемнике есть регулировка полосы пропускания, то ее надо поставить в положение максимальной полосы. Индикатором выхода может служить тестер или любой другой прибор, предназначенный для измерения переменного напряжения.
Если в приемнике отсутствует режим приема телеграфных сигналов, то вольтметр надо подключить к выходу УПЧ.
Описанную ранее методику измерений можно несколько усовершенствовать. Дело в том, что на практике неудобно отслеживать по стрелочному прибору увеличение напряжения в 1,41 раза. При этом или каждый раз надо рассчитывать значение, которое надо получить при включении генератора, или каждый раз устанавливать начальное напряжение на заранее нанесенную на шкале риску. Значительно удобнее ввести в измерительную цепь делитель, подключаемый одновременно с подачей анодного напряжения на шумовой диод. Делитель надо настроить таким образом, чтобы при его подключении напряжение, поступающее на индикатор выхода, уменьшалось в 1,41 раза. При включении генератора это уменьшение компенсируется соответствующим увеличением шума приемника.
Схема измерителя коэффициента шума показана на рис. 31. Измеритель состоит из шумового генератора, измерительной схемы и блока питания. Прибор работает следующим образом. В начальный момент, когда кнопка Кн1 отжата, контакт Р1/1 разомкнут и питание на диод Л1 не поступает. Шумовой сигнал с выхода приемника поступает на гнездо Ш1 >и далее через эмиттерные повторители (T1, Т2) и выпрямитель (Д12—Д15) на стрелочный индикатор ИП2. При нажатой кнопке включается реле Р1 и на диод Л1 поступает анодное напряжение 120—150 В. Ток диода можно регулировать переменным резистором R1. Одновременно с этим контакт Р1/2 подключает нижнее плечо делителя напряжения, который обеспечивает ослабление шумового сигнала на 3 дБ.
Настройка прибора сводится к регулировке делителя с помощью подстроечного резистора R10. Для этого на гнездо Ш1 надо подать синусоидальный сигнал и по вольтметру, подключенному к точке а, добиться, чтобы при нажатии кнопки выходное напряжение уменьшалось в 1,41 раза. Конструкция измерителя не имеет особенностей. Важно только обеспечить минимальную длину выводов резистора R4 и конденсаторов С5 и С6. При этом во избежание внешних наводок желательно снабдить диод Л1 отдельным экраном.
Дроссели L1 и L2 имеют по 20 витков провода ПЭВ2-0,64. Диаметр каркаса 4—5 мм. Прибор ИП1 — миллиамперметр со шкалой 5—10 мА, ИП2 — микроамперметр 50—200 мкА. Реле Р1 типа РЭС-9. Вместо диодов Д9, Д10 можно применить газоразрядный стабилитрон СГ1П.
Процедура измерения коэффициента шума данным прибором очень проста. Нажимая и отжимая кнопку Кн1, надо с помощью резистора R1 добиться неизменных показаний стрелочного индикатора ИП2. Коэффициент шума отсчитывается по миллиамперметру ИП1. С помощью прибора можно легко найти оптимальное положение элементов настройки входной цепи приемника. Для этого надо нажимать кнопку Кн1 с периодичностью 0,5—1 с и, подстраивая входную цепь, следить по индикатору ИП2 за изменением коэффициента шума. Прибор пригоден для абсолютных измерений коэффициента шума в KB диапазонах, а также в диапазонах 144 и 432 МГц. В диапазоне 1296 МГц шумовой генератор дает большую погрешность и годится только для относительных измерений.
Как измерить чувствительность приемника радиостанции
Чувствительность приёмника определяется значением уровня стандартного испытательного высокочастотного (ВЧ) сигнала приёмника рабочей частоты на антенном входе с волновым сопротивлением 50 Ом при отношении сигнал/шум на выходе приёмника 12 дБ по методу «СИНАД»без выключения сигнала генератора. Принято считать, что это минимальный приемлемый уровень отношении сигнал/шум при котором речь на выходе приёмника считается различимой.
На основании изложенного для измерения чувствительности приемника радиостанции на антенный вход с высокочастотного генератора сигналов подаём испытательный сигнал номинальной частоты, на которой используется радиостанция, с девиацией 3 кГц при частоте модуляции равной 1 кГц.
Уровень испытательного сигнала, подаваемого на антенный вход, устанавливаем равным 0,5 мВ, т. е. 500 мкВ, так предполагает ГОСТ. При чувствительности современных связных радиостанций 0,1 – 1 мкВ это очень много. Предполагается, что в ГОСТе допущена ошибка. Поэтому будем использовать уровень равный 0,5 мкВ.
Предприятием ИТЦ «КОНТУР» (г. Новосибирск) создан радиокоммуникационный сервисный тестер (тестер) РСТ-430 для измерения, в том числе чувствительности приемника радиостанции. Прибор многофункциональный, выполняет целый ряд задач в области контроля и измерения различных параметров средств связи. Обо всех функциях и технических характеристиках вы можете узнать здесь.
В тестере РСТ-430 основное назначение измерителя КНИ это измерить отношение сигнал/шум. То есть шум в сигнале является основным информационным параметром. Если пытаться измерить у шумного сигнала нелинейные искажения, то результат будет не верный. Для измерения нелинейных искажений в сигнале должно быть минимальное присутствие гармоник не связанных с основной.
Значение измеренного отношения сигнал/шум по методу СИНАД отображается в децибелах (дБ) а с помощью измерения КНИ в процентах.
Отношение сигнал/шум по методу СИНАД равный 12 дБ соответствует 25% при измерении через КНИ. Как измерять чувствительность, по СИНАД или через КНИ, дело личного предпочтения. Изменение отношения сигнал/шум по СИНАДна 1 дБ соответствует изменению КНИ на 3%. Так как уровень шумов не равномерный измерение по СИНАД легче, так как меньше флуктуирует значение на индикаторе, однако измерение через КНИ позволяет уловить закономерность изменения шума.
Измерение чувствительности приёмника радиостанции с помощью тестера РСТ-430 выполняется следующим образом.
Нужно не забыть кнопкой SHIFT выйти из опции перестройки уровня с заданным шагом. Эта опция не позволяет устанавливать нужное значение уровня кнопками с цифрами, так как кнопки 4 и 6 задействованы для уменьшения или увеличения уровня.
Измерение параметров радиоприемников
Для измерения чувствительности приемника используют генераторы сигналов, измеритель нелинейных искажений или вольтметр. Чувствительность в радиоприемных устройствах (рис.121) следует измерять с учетом уровня собственных шумов, полосы пропускания и эффективности антенны. Радиоприемник настраивают на частоту генератора сигналов ГСС и регулятором громкости устанавливают напряжение на выходе полосового фильтра ПФ, соответствующее стандартной мощности на выходе приемника. Затем выключают модуляцию и измеряют напряжение на выходе приемника Пр. Изменяя напряжение генератора и положение регулятора громкости, добиваются одновременного выполнения двух условий: требуемой выходной мощности при модуляции и напряжения шума, соответствующего заданному соотношению при отсутствии модулирующего сигнала. ШПФ – широкополосной фильтр.
Рис. 121. Схема измерения чувствительности приемника
В диапазоне дециметровых и сантиметровых волн измерения проводят при следующих расстройках: ±5 и ±9 кГц при нахождении регулятора в положении «Узкая полоса» и ±18 кГц при нахождении регулятора в положении «Широкая полоса». В других поддиапазонах измерение проводят при иной расстройке. Глубина модуляции полезного и мешающего сигналов 30 %.
Отношение сигнал/шум выходного сигнала приемника измеряют без выключения сигнала генератора измерителем нелинейных искажений ИНИ:
,
где 
— напряжение полезного сигнала; 
— напряжение собственного шума приемника; 
— напряжение искажений в приемнике при прохождении ЧМ-сигнала.
Рис. 122. Схема измерения избирательности приемника
Напряжение 
измеряют в цепи до узкополосного фильтра измерителя ИНИ при его калибровке. Напряжение 
измеряют после узкополосного фильтра, который настраивается так, чтобы исключить полезный сигнал. Частоту нормального испытательного сигнала при измерениях устанавливают такой, чтобы отношение сигнал/шум получилось максимальным. Измерение необходимо проводить при выходной мощности, равной половине номинальной.
Если при данном отношении сигнал/шум выходная мощность приемника оказывается ниже указанного значения при полностью введенном регуляторе громкости (при максимальном усилении приемника), то ее измеряют при полностью введенном регуляторе. За чувствительность приемника в этом случае принимают минимальную ЭДС генератора сигналов, при которой выходная мощность приемника равна 0,5 номинального значения при полностью введенном регуляторе громкости. Если коэффициент нелинейных искажений приемника не превышает 5 %, то
,
где 
и 
— напряжения, измеряемые низкочастотным вольтметром соответственно; 
и 
при включенной и выключенной модуляции генератора сигналов.
Одним из основных показателей приемника является эффективность работы шумоподавителя, которая показывает, во сколько раз уровень шума на выходе приемника при отсутствии высокочастотного сигнала на его входе ниже номинального выходного полезного напряжения, оговоренного в ТУ на радиостанцию, при подаче высокочастотного сигнала на его вход. Эффективность работы шумоподавителя приемника измеряют по схеме, приведенной на рис.123.
Переключатели управления шумоподавителя устанавливают в положение, соответствующее минимальному порогу срабатывания. На вход приемника Пр подают стандартный испытательный сигнал и устанавливают номинальное напряжение на выходе приемника и1. Выключают входной сигнал и вольтметром измеряют остаточное напряжение шума и2 на выходе приемника при изменении напряжения питания в приведенных выше пределах. Эффективность работы шумоподавителя, дБ,
,
где 
– наибольшее измеренное остаточное напряжение шума на выходе приемника.
Рис. 123. Схема проверки шумоподавителя
Измерения повторяют на всех нагрузках приемника. С помощью данной схемы можно измерить и выходную мощность приемника. На вход приемника подают стандартный испытательный сигнал и на нагрузке приемника измеряют выходное напряжение и1 а затем вычисляют выходную мощность:
,
где 
— эквивалентное сопротивление нагрузки приемника.
Регулятором громкости проверяют возможность получения номинальной выходной мощности.Ширину полосы пропускания модулированного сигнала приемника измеряют при подключении приборов согласно схеме, приведенной на рисунке 124.
Рис. 124. Схема включения аппаратуры при измерении чувствительности приемника
Чувствительность приемника измеряют при отношении сигнал/шум 12 дБ, затем увеличивают уровень сигнала на входе приемника на 6 дБ и девиацию частоты. При этом измеряют отношение сигнал/шум. При каждом новом значении девиации частоты подстраивают частоту генератора сигналов так, чтобы отношение сигнал/шум было максимальным. Находят такую девиацию частоты, при которой получается прежнее отношение сигнал/шум, равное 12 дБ. Выходная мощность должна поддерживаться равной мощности, установленной при измерении чувствительности. Ширина полосы пропускания приемника равна удвоенному значению полученной девиации частоты в килогерцах. Ширина полосы пропускания приемника должна быть не менее 15 (26) кГц при разносе частот между соседними каналами 25 (50) кГц.
Дата добавления: 2014-12-20 ; просмотров: 4681 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Как измерить чувствительность приемника радиостанции
Ситуация такая, приходит в ремонт радиостанция, чувствительность надо оценить быстро, плюс-минус,
Частота 150 Мгц, рации работают на близкие расстояния, порядка 500 метров, по прямой, но обычно работа в помещениях бетонных, при мощности раций 5-7 Ватт этого хватает, пробивает расстояние без проблем и с запасом.
А вот с приёмом просто беда. Старые рации Icom, Kenwood, Vertex работают долго и без проблем, а вот новые типа Нептун, Корсар умирают быстро, 6-12 месяцев, приходится менять ПФ 450 Кгц.
Пробовал просто антенну присоединять на ГСС и на расстоянии 1 метр и слушать амплитуду сигнала при отключенном шумодаве, не прокатило, вернее эффект есть, но он непредсказуемый.
И еще вопрос. Если менять модуляцию с 400 Гц до 3 Кгц на генераторе, то уровень сигнала падает на рации и растут шумы пропорционально полезному сигналу. Почему? Проверял на всех рациях, одинаково.
_________________
Привет П. Ну все поняли.
svic  | ||||
Карма: 64 |
| |||
| ||||
| RadioSanta |
| |
| ||
| svic | ||||
Карма: 64 |
| |||
| ||||
| aen | ||||
Карма: 157 |
| |||
| ||||
| RadioSanta |
| |
| ||
| aen | ||||
Карма: 157 |
| |||
| ||||
| RadioSanta |
| |
| ||
