Janne Strang OH6LSL
Tässä jutussa
on tarkoitus selvittää vastaanottimen ominaisuuksia ja miten näitä
ominaisuuksia mitataan. Jutun luettuaan pitäisi olla jonkunlainen käsitys
vastaanottimelle annetuista spekseistä, joten on helpompi suorittaa vertailua
esim. kahden eri vastaanottimen välillä.
Esimerkit on
annettu NFM kaistanleveyksille, joten esim. AM-mittaukset eroavat hiukan tässä
esitetyistä. Periaate on kuitenkin kaikissa sama. Signaalien asetukset vain
ovat hiukan erillaiset.
Mittauksia on
hieman yksinkertaistettu selvyyden vuoksi.
Herkkyyslukema
kuvaa sitä antennijännitettä jolla vastaanotin pystyy poimimaan signaalin
kohinasta tietyllä signaali-kohinasuhteella.
Esim. NFM
mittaus: Hyötysignaali = Deviaatio 3KHz ja moduloiva taajuus 1KHz. Taso
säädetään niin että haluttu S/N saavutetaan.
Signaalin ja
kohinan suhdetta kuvaa merkintä (xdB)SINAD, tai (xdB)S/N. Yleisin S/N lukema
mitä mm. skannerivastaanottimissa ja radioamatöörilaitteissa ilmoitetaan on
12dB S/N. Tämä tarkoittaa siis sitä, että kuunneltava signaali on 12dB
korkeampi kuin kohina. Esim. Sensitivity = –120dBm 12dB S/N.
On tärkeää
että herkkyyslukema on ilmoitettu vertailtavissa laitteissa SAMALLA S/N:lla!
Radiopuhelimissa
ilmoitetaan yleensä herkkyys 20dB S/N. 20dB:n herkkyydeksi saattaa tulla siis
esim. –116dBm. 12dB:n S/N saman koneen herkkyys saattaa olla n. –120dBm.
Herkkyyslukema
saatetaan ilmoittaa myös mV:na. Alla
olevasta taulukosta voi karkeasti katsoa mitä tietty dBm lukema vastaa mV:na. Mitä pienempi luku sitä parempi.
0dBm tarkoittaa 1mW:n tehoa 50ohmin kuormaan, joka
vastaa siis jännitettä 0.225V = Ö(0.001W
x 50ohmia)
P (dBm) =
20 log U(V)/0.225V tai U (V) = 0.225V x 10^dBm/20
P (dBm) U P(W)
+33dBm 10.0V 2.0W
+30dBm 7.10V 1.0W
+10dBm 0.71V 10mW
0dBm 0.225V 1mW
-3dBm 0.16V 0.5mW
-6dBm 0.115V 0.25mW
.
.
-110dBm 0.71mV 0.01pW
-111dBm 0.63mV
-112dBm 0.58mV
-113dBm 0.50mV Kohtuullinen
20dB
-114dBm 0.45mV
-115dBm 0.40mV Hyvä 20dB
-116dBm 0.355mV
-117dBm 0.325mV Erinnomainen
20dB
-118dBm 0.285mV Hyvä
12dB
-119dBm 0.251mV
-120dBm 0.225mV 0.001pW Erinomainen 12dB
-121dBm 0.20mV
-122dBm 0.18mV
-123dBm 0.16mV
Vastaanottimeen
syötetään kaksi signaalia summaimella antenniliittimeen. Hyötysignaali ja
häiriösignaali. Hyötysignaalin taso on 6dB suurempi, kuin 20dB S/N antava taso.
Häiriösignaalin tasoa nostetaan kunnes S/N on tippunut 14dB:iin. Häiriösignaalin
tulisi olla 70dB tai suurempi hyötysignaalia.
Lukema kuvaa
siis häiritsevän ja hyötysignaalin erotusta. Mitä suurempi luku sitä
parempi.
Esim.
20dB S/N -115dBm
Hyötysignaali -109dBm
Harhatoistovaimennusmittaus
suoritetaan yleensä usealla taajuudella. Taajuuksia voidaan määrittää monella
tavoin. Yleensä mitattava häiriötaajuus lasketaan välitaajuuden eli IF:n
(intermediate frequency) ja Flo(oskillaattorin) kerrannaisten mukaan. Voidaan ilmoittaa lukuna IF-rejektion tai
image rejection (peilitaajuusvaimennus), tai molemmat erikseen.
Esim.
Jos
vastaanotettava taajuus on 145MHz, välitaajuus 21.4MHz ja täten
Flo(oskillaattoritaajuus) =123.6MHz. Saadaan peilitaajuudeksi (123.6-21.4)MHz =
102.2MHz
Muita
harhatoistoja voi olla mm. (2x123.6)-21.4 = 225.8MHz, (2x123.6)+21.4 =
268.6MHz
Tämä luku kuvaa
vastaanottimen kykyä selvitä kahdesta häiriösignaalista joiden summa ja erotus
muodostavat vastaanottotaajuudelle lankeavan tuloksen. Kaksi samantasoista
häiriösignaalia summataan hyötysignaalin kanssa summaimella vastaanottimen
antenniliittimeen. Häiriösignaali2 on moduloitu 60% maksimideviaatiosta,
moduloiva taajuus on 400Hz. Häiriösignaalin taso oltava 65dB suurempi
hyötysignaalia. Hyötysignaali asetetaan 6dB:ä 20dB:n S/N antavan tason
yläpuolelle.
Esim.
20dB S/N -115dBm
Hyötysignaali
145.000MHz -109dBm
Häiriö1
145.025MHz Väh.
-44dBm
Häiriö2
145.050MHz Väh.
-44dBm
Häiriötaajuuksia
voidaan valita tarpeen mukaan myös kauempaa varsinaisesta vastaanottotaajuudesta.
Esim. Frx=145.000MHz, Häiriö1=146.000MHz ja Häiriö2 147.000MHz.
Tukkeutumismittauksessa
vastaanottimeen antenniliittimeen summataan yksi moduloimaton häiriösignaali
hyötysignaalin lisäksi. Hyötysignaalin tasoksi asetetaan jälleen 20dB S/N
taso+6dB.
Häiriösignaalin
taso oltava 84dB hyötysignaalia suurempi. Lukuunottamatta
harhatoistotaajuuksia. Taajuudet ovat käytännössä +-1MHz, +-2MHz, +-5MHz ja
+-10MHz hyötysignaalista.
Mitä
suurempi luku, sitä parempi.
Mittausta
voidaan kutsua myös selektiivisyysmittaukseksi. Usein ilmoitetaan vain
selektiivisyysarvot dB/KHz. Esim. 60dB/30KHz. Tämä lukema muuttuu käytettäessä
eri lähetemuotoja; AM, WFM, NFM, SSB, CW. Huom!
Optimaaliset
kaistanleveydet n. : NFM 25KHz, WFM 250KHz, AM 9KHz, SSB 2.7KHz, CW n.500Hz
Virallinen
mittaus Esim. NFM (25KHz) suoritetaan seuraavasti:
Kaksi taajuutta
syötetään antenniliittimeen summaimen kautta. Hyötysignaali on 20 dB:n S/N taso
+6dB. Häiriösignaali kanavan (25KHz) verran ylä tai alapuolella. Moduloitu
400HZ:n signaalilla. Deviaatio 60% maksimideviaatiosta. Taso niin että
saavutetaan 14dB: S/N.
Hyötysignaalin
ja häiriön erotus on oltava vähintään 70dB. Poikkeuksena 12.5KHz kanavavälillä
60dB.
Johtuvassa
häiriösäteilymittauksessa tutkitaan mitä taajuuksia antenniliittimestä vuotaa
ulospäin. Nämä signaalit saattavat häiritä muita vastaanottimia ja on tärkeää,
että häiriösäteilyt ovat mahdollisimman pieniä. Mittaus suoritetaan käytännössä
niin, että antenniliittimeen on kytketty spektrianalysaattori 9KHz-4GHz jos
mitattava laite toimii alle 470MHz:n alueella, jos laite toimii yli 470MHz:n
alueella on tutkittava taajuusalue 9KHz-12.5GHz.
Säteilevässä
häiriösäteilymittauksessa laitteen aiheuttamat säteilyt mitataan
radiokaiuttomassa tilassa antennilla ja laadukkaalla mittavastaanottimella
taajuusalueella 30MHz-4GHz. Mitattavan laitteen antenniliitin tulee päättää
50Ohmin keinokuormaan. Mitattavaa laitetta käännellään 360 astetta ja samalla
etsitään mahdollisia häiriöpiikkejä 30MHz-4GHz alueelta.
9.12.2003
J.Strang
OH6LSL