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羣時延測量
鎖定
羣時延即系統在某頻率處的相位(相移)對於頻率的變化率。羣時延是線性失真,可以表徵線性時不變系統對信號造成的時延失真。
羣時延測量是傳輸頻帶內相移對頻率的變化率或導數稱為羣時延,也稱為包絡時延τ(f)。
- 中文名
- 羣時延測量
- 外文名
- group delaymeasurement
- 應用學科
- 通信
- 定 義
- 傳輸頻帶內相移對頻率的變化率或導數稱為羣時延,也稱為包絡時延τ(f)
羣時延測量簡介
調幅信號經過信道傳輸後,除了載頻f0發生相移Φ(f0)外,整個信號發生一個值為τ(f0)時延,但其包絡波形不變。
在話路傳輸頻帶內,當τ(f)=τ(f0)=τ0為常數時,除整個頻譜產生一個絕對相移外,各頻率成分都產生同一時延它們之間的相對相位關係沒有變化。實際話路的相移頻率特性不可能為線性,故羣時延頻率特性τ(f)也不可能為常數,從而導致羣時延失真。
羣時延測量推導
從時域中看,假設信號x(t)=A(t)cos[w(t)+θ]送入傳遞函數為H(jw)的系統,那麼系統的輸出為
y(t)=|H(jw)|A(t-tg)cos[w(t-tf)+θ]
其中tg為羣時延,tf為相位時延。
在頻域,若信號為X(jw)=exp(jwt),
Y(jw)=H(jw)X(jw)
=H(jw)exp(jwt)
=[|H(jw)|exp(jφ(w))]exp(jwt)
=|H(jw)| exp {j[wt+φ(w)]}
其中,相位移動為φ(w)。那麼羣時延和相位時延分別為
tg=-dφ(w)/dw
tf=-φ(w)/w
羣時延測量測量方法
3.1 逐點測量法
根據上述羣時延定義,測量時在話路輸入端送入一載頻為f0、調製頻率為fm的調幅信號(或淺調頻信號),且f0>>fm。通過信道傳輸後,對應的載頻f0和上、下邊帶信號的相位分別為Φ(f0)、Φ(f0+fm)以及Φ(f0-fm)。由於fm足夠小,可以認為相位特性在(f0-fm)到(f0+fm)間近似直線,則在此範圍內相移對頻率的變化率即為時延τ(f0),即如圖2 。
改變載頻f0的大小就可得到羣時延頻率特性τ(f)。這種測量方法稱為逐點測量法。
3.2 掃頻測量法
羣時延器均採用掃頻法測量。首先選一參考頻率f0(如1kHz),測得其時延τ(f0),將測得值做為基準存入微處理器的存儲器中,將頻帶500~2800Hz的測試信號(調幅或淺調頻信號),按18~50Hz的速率進行掃頻,測得的時延值(頻率從500~2800Hz)也存入微處理器的存儲器中,通過微處理器的運算可得到在被測頻帶範圍內的〔τ(f)-τ(f0)〕值。再經檢波後,加到示波器的Y軸上。在示波器的X軸上,同步地加上掃頻調製信號(即18~50Hz)。由此可在示波器屏幕上,直觀地看到羣時延失真特性〔τ(f)-τ (f0)〕~f。
微波中繼設備的羣時延測量在中頻段70MHz進行,頻帶為(70±25)MHz,使用200kHz調製信號(淺調頻或調幅)。掃描速率用18~50Hz。
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