Výkon komunik. systémů

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Výkon komunik. systémů"

Vendula Kovářová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Výkon komunik. systémů Tyto slajdy vznikly jako podklady k přednáškám v průběhu mého aktivního působení na Katedře radioelektroniky Českého vysokého učení technického v Praze. Souvisí s problematikou radiotechniky a vysokofrekvenční a měřicí techniky. Domnívám se, že mohou být doplňkovým zdrojem informací studentům a technikům i všem ostatním zájemcům o tuto problematiku. Autor: Doc.Ing. Michal Horevaj,CSc.

radioelektroniky Českého vysokého učení technického v Praze.

2 Měření výkonu Základní výkonové veličiny nt 1 0 ( ) ( ) P= U sin 2πf t I sin 2πf t+ ϕdt nt p 0 p T 0 je perioda harmonického signálu U p, I p jsou amplitudy napětí a proudu α n je fázový posuv mezi proudem a napětím je počet period harmonického signálu

harmonického signálu U p, I p jsou amplitudy napětí a proudu α n

3 Měření výkonu Základní výkonové veličiny U p = 2U ef P = U R 2 ef I p = 2I ef P= U I cosϕ ef ef

4 Středn ední výkon Average power P avg nt 1 = ut ( ) itdt ( ) nt 0 Odpovídá výkonu měřenému teplotními senzory

5 C Činitel výkyvu -Crest factor - C U p U rms Poměr špičkové hodnoty napětí k efektivní hodnotě napětí

6 Obálkový výkon signálu P e (t) Envelope power Definován jako okamžitý výkon za dobu periody nosné vlny Mění se v čase v závislosti na časových změnách obálky

7 Špičkový obálkový výkon PEP Peak envelope power Výkon v modulačním maximu integrovaný přes periodu nosného signálu. Maximální hodnota výkonu obálky P e (t) amplitudová modulace pulsní modulace m PEP = P c 1 2 [ W] PEP = P avg τ T

Maximální hodnota výkonu obálky P e (t) amplitudová

8 EPF - Envelope peak factor EPF PEP P avg Poměr špičkového obálkového výkonu ke mu výkonu signálu.

9 IPF Instantaneous peak-power power factor - IPF P p P av Poměr okamžitého špičkového výkonu ke mu výkovu signálu.

10 Výkon digitáln lně modulovaných signálů výkon [W] P e (t) P p Obálka okamžitého výkonu PEP P avg t [ns] Obr.10

Obálka okamžitého výkonu PEP P avg 0 0 200

11 PEP... špičkový výkon obálky P so... výkon obálky P sl... výkon signálu časového slotu P st... výkon P [W] PEP P so N-1 N N+1 N P sl P st t [s] t p T

12 Výkon ve vedlejší ším m kanálu ACPR - (adjacent channel power ratio) P[dBm] B=celkový výkon v 30kHz pásmu A=celkový výkon přes celé pásmo 1,23MHz C=celkový výkon v 30kHz pásmu 1,23MHz 1,98MHz 1,98MHz f [Hz] Poměr r výkonu ve stanovené části pásma p a přilehlp ilehlého ho kanálu (obvykle 30 khz) ) k celkovému středn ednímu výkonu měřm ěřeného kanálu

pásmu 1,23MHz 1,98MHz 1,98MHz f [Hz] Poměr r výkonu ve stanovené části pásma p a

13 Sig. anal.-podm podmínky pro měřm ěření výkonu Analyzátor musí používat vzorkovací detektor (signál se podobá bílému šumu), jiný detektor by zkresloval výsledky Šířka pásma RBW filtru nemá být menší než 1% a větší než 4% šířky pásma kanálu. (1,2 až 3,6 šířky stopy obrazového bodu) Šířka pásma videofiltru 3-10 krát větší než šířka pásma RBW filtru (vede k chybám průměrování logaritmických hodnot za log. zesilovačem) Průměrování stopy (klidnější a stabilnější obraz) má stejný vliv jako zmenšení šířky pásma videofiltru

zkresloval výsledky Šířka pásma RBW filtru nemá být menší než 1% a větší než 4% šířky pásma kanálu.

14 Signálov lové analyzátory tory-měření výkonu P = B B S n 1 N P N i = 1 i P = výkon v kanálu [W] B s = šířka pásma kanálu [Hz] B n = ekvivalentní šumová šířka pásma RBW filtru P i = výkon raprezentovaný jedním bodem [W] N = počet měřících bodů

[Hz] B n = ekvivalentní šumová šířka pásma RBW filtru P i =

15 Analyzátor špičkového výkonu detektor Log. zesil. S/H A/D DSP impedanční přizpůsobení Z 0 = 50Ω vzorkovací generátor řízení NRV-Z31 1 W až 20mW, 30MHz až 6GHz NRT-Z43, 44 0,3mW až 2kW, 200kHz až 4GHz

16 Aplikace detektorů měření výkon v kanálu digit. moduací detektor RMS průměrování log /lin /výkon video BW zobrazení výkon ne. VBW=3.RBW výkonu RMS rušení špičkový log. ano log. výkon RF spektrum hodnota log. ne VBW=3.RBW log. výkon výkon soused. kanálu RF obálka náběž. / sestup. fázový šum hodnota vzorkovací špičkový vzorkovací výkon lin. výkon ne VBW=3.RBW ne VBW=3.RBW ne VBW=3.RBW výkonu RMS napětí výkonu RMS

RBW výkonu RMS rušení špičkový log. ano log. výkon RF spektrum hodnota log. ne VBW=3.RBW log.

17 Digitáln lní komunikační systémy Komunik. systém GSM900 GSM1800 TETRA DAMPS MATRACOM 9600 Charakteristika kom.systému radiotelefonní buňkové systémy hromadné radiotelefonní sítě-eu stand. radiotelefonní buňkové systémy hromadné rádiové sítě Modulace GMSK 1625/8kb/ s TDMA π/4-dqsk 36kbit/s TDMA π/4-dqsk TDMA GMSK FDMA Frekvenční pásmo 890 až 1880MHz definováno místně ČR-410MHz 896 až 1989 MHz definováno místně MHz Rozsah výkonu 0,03 až 20W 0,6 až40w 20W 1 až 25 W Obálka Výkon konstantní slotu komplexní komplexní kanálu konstantní BW 10 khz Metoda SAF300 SAČ DSTR SAF30 DRNS SHT SAČ DSTR SAF30 DSTR SHT SAF- spektrální -signálový analyzátor ve frekvenční doméně (rozlišovací filtr BW ) SAŠ- spektrální -signálový analyzátor v časové doméně SHT- wattmetr pracující na tepelném principu DRMS- wattmetr s diodovým senzorem měřícím efektivní hodnotu DSTR- wattmetr s diodovým senzorem měřícím hodnotu

1989 MHz definováno místně 382-395 MHz Rozsah výkonu 0,03 až 20W 0,6 až40w 20W 1 až 25 W Obálka Výkon konstantní slotu komplexní komplexní kanálu konstantní BW 10 khz Metoda SAF300 SAČ DSTR SAF30

18 Digitáln lní komunikační systémy Komunik. systém Air Loop AIRSPAN DVB-T T-DAB Charakteristika kom.systému rádiové sítě pevné rádiové sítě distribuce TV a rozhlas. Programů distribuce rozhlasových programů Modulace QPSK CDMA SS QPSK CDMA SS QPSK QAM OFDM DQPSK OFDM Frekvenční pásmo Rozsah výkonu 3,5 GHz 20W 2 až 2,5GHz do 1 W 174 až 862 MHz MHz desítky kw desítky kw Obálka Výkon komplexní BW 5 MHz komplexní BW 3,5 MHz komplexní BW7,61MH z komplexní BW 1,5 MHz SAF- spektrální -signálový analyzátor ve frekvenční doméně (rozlišovací filtr BW) SAŠ- spektrální -signálový analyzátor v časové doméně SHT- wattmetr pracující na tepelném principu DRMS- wattmetr s diodovým senzorem měřícím efektivní hodnotu DSTR- wattmetr s diodovým senzorem měřícím hodnotu Metoda SAF30 SHT DRMS SAF30 SHT DRMS SAF30 SHT DRMS SAF30 SHT DRMS

kw desítky kw Obálka Výkon komplexní BW 5 MHz komplexní BW 3,5 MHz komplexní BW7,61MH z komplexní BW 1,5 MHz SAF- spektrální -signálový analyzátor ve frekvenční doméně (rozlišovací filtr BW) SAŠ-

19 Digitáln lní komunikační systémy Komunik. systém Bluetooth ERMES Charakteristika kom.systému komunikační systém malých síťových struktur Modulace GFSK FH-SS Frekvenční pásmo ,5 MHz Rozsah výkonu třída I 0dBm třídaii +20dBm rádiový paging 4PAM/FM 196 MHz 200 W Obálka Výkon konstantní konstantní Metoda SHT DSTR SAF SHT DRMS SAF- spektrální -signálový analyzátor ve frekvenční doméně (rozlišovací filtr BW) SAŠ- spektrální -signálový analyzátor v časové doméně SHT- wattmetr pracující na tepelném principu DRMS- wattmetr s diodovým senzorem měřícím efektivní hodnotu DSTR- wattmetr s diodovým senzorem měřícím hodnotu

paging 4PAM/FM 196 MHz 200 W Obálka Výkon konstantní konstantní Metoda SHT DSTR SAF SHT DRMS SAF- spektrální -signálový analyzátor ve frekvenční doméně

Podobné dokumenty

Základy a aplikace digitálních. Katedra radioelektroniky (13137), blok B2, místnost 722

Základy a aplikace digitálních modulací Josef Dobeš Katedra radioelektroniky (13137), blok B2, místnost 722 dobes@fel.cvut.cz 6. října 2014 České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická