测试分析数字信号电平

1、 数字信号电平和模拟信号电平的区别

模拟电视载波调制VSB, 即残留边带调制, 图像内容是通过幅度调制来传送的, 图像内容是随时变化的, 信道的功率不断地变化, 所以模拟电视的信道功率取决于图像内容, 模拟电视行/场同步脉冲电平相对稳定, 故我们把峰值电平作为判别模拟电视信号强弱的标准。

数字电视信号采用QAM 调制方式, 具有类似双边带的特征, 既对载波的振幅进行调制又对载波的相位进行调制, 又由于是平衡调幅, 抑制了载波, 因此一个数字电视频道没有所谓的图像载波伴音载波。一个数字频道的已调信号的能量是均匀分布在整个限定带宽内的,信道功率相对稳定, 不随内容随机变化, 所以数字电视用有效带宽内射频或中频信号的平均功率电平来表示本频道的功率, 数字电视信号的平均功率电平也称作信道功率, 这与模拟电视电平是完全不同的概念。

2、 数字信号电平的测量方法

根据数字电视信号的频谱结构, QAM 数字频道的电平是用被测量频道信号的平均功率来表达的, 即数字频道平均功率, 测量方法是对整个频道扫描、抽样,把每一个抽样的功率值取平均, 然后在信道的带宽内进行积分, 得到信道的平均功率, 这需专用的数字信号测量仪器才能测量。

目前绝大多数中小有线运营商只有简单的模拟信号测试手段, 在排除网络故障时, 最常用的方法是测量信号电平, 但数字电视信号的数字信号的功率不能用峰值功率测量来完成, 因为信道功率是和带宽有关的,带宽越宽, 信道的平均功率越高, 下面介绍一种用模拟场强仪估算数字信号电平的方法。

在有线电视HFC 网络中同时传输模拟电视信号和数字电视信号时, 一般是按照每一个电视信号频带的电平值相同的条件传输, 如果用一般的场强仪分别测量模拟信号和数字电视信号的电平值, 就会发现数字电视信号的电平值比模拟电视的电平值低十几个dB, 这是由于模拟信号和数字信号在特定带宽内能量分布特点不同造成的。模拟信号电平值是在规定的带宽( 300 kHz)内对模拟电视信号的载波用场强仪测量的结果, 因为这个带宽内的载波集中了电视信号在频道内的主要能量(超过98% ), 可以认为是载波的测量结果代表了信号在频道内的电平值。模拟信号的峰值出现在载频点, 而数字电视信号在频谱上是看不出载频点的, 所以对数字电视信号的测量类似于噪声的测量。在模拟传输中载噪比的定义: C /N = 20 Ig(图像载波电平有效值/噪声电平均方根值(规定带宽内) ), 均方根值的测量是与测量带宽有关的。由此, 我们就可以理解模拟信号和数字电视信号在用模拟场强仪测量中所呈现的差异。因为模拟电视信号的能量集中在300 k的频带内(并且又集中在中心), 其频谱能量集中图形的峰值幅度很高, 而8 M带宽数字电视信号的全部能量呈均匀分布的图形, 分布在大约6. 4M 的频带内, 频谱能量分散, 峰值幅度就比较低, 有效能量带宽大约是模拟电视信号带宽的20 倍, 换算近似为11~ 14 dB, 有一点误差是场强仪的中频扫描带宽、中频滤波器的波形系数、滚降率等造成的, 所以用模拟场强仪估测数字信号电平时, 实际电平(功率)和显示电平(功率)的简单换算公式如下：

S = SO + 10 lg (RBW /B ) +K