Mérési eljárások - Erősítés, csillapítás, amplitúdó karakterisztika mérése

Négypólusok erősítésének, csillapításának mérése szintmérésre vezethető vissza.

A mérésnél a mérőkészülék adóegységéből mérőjelet (szinusz, keskenysávú zaj, többhangú mérőjel (MTTS)) táplálunk a mérendő objektum bemenetére, és a mérendő objektum kimenetén megjelenő jelet a mérőkészülék vevőegységével mérjük. Az abszolút erősítés (csillapítás) értéke a jelszintek különbségéből számítható. A számítást az analizátor jellegű műszerek (PCM-23, EP2) elvégzik.

Az esetek többségében a felhasználót nem a vizsgált objektum abszolút erősítése érdekli, hanem az hogy az objektum erősítése mennyire tér el a csatlakozási szintekkel adott névleges értéktől.

A névleges értéktől való eltérés meghatározásához a mérőkészüléken az adási és vételi relatív szinteket a vizsgált objektumnak megfelelően kell beállítani (lásd az Átviteltechnikai mérőadók, mérővevők c. fejezetet). Ezekután a kijelzett mérési eredmény (eltérés a névleges értéktől) erősítés mérés esetén:

                 +----------------------------------+
                 ¦  RESULT = RXLEV  - TXLEV /dB/    ¦
                 +----------------------------------+

A kijelzett mérési eredmény (eltérés a névleges értéktől) csillapítás mérés
esetén:

+---------------------------------+ ¦ RESULT = TXLEV - RXLEV /dB/ ¦ +---------------------------------+ ahol: RXLEV - a mért jel szintje /dBm0/ TXLEV - a mérőjel szintje /dBm0/

Itt a helyes eredmény 0 dB. Az erősítés értékének ellenőrzése egy hosszú összeköttetésen fontos lehet, mert ha több szakasz erősítése nagyobb a névlegesnél, akkor az összeköttetés begerjedhet, ellenkező esetben pedig zajos lehet az összeköttetés. Az eltérés tized dB nagyságrendü lehet.

Sok esetben az erősítést, (csillapítást) valamilyen paraméter (mérőjel frekvencia, mérőjel szint, idő) függvényében mérik.

Erősítés, csillapítás mérése a frekvencia függvényében:

Amplitúdó karakterisztika (frekvenciamenet) mérés esetén az erősítést (csillapítást) a mérőjel frekvencia függvényében mérjük és a kapott értékeket normáljuk egy kitüntetett frekvencián mért értékre. A kijelzett mérési eredmény:

                 +----------------------------------+
                 ¦ RESULT  = RXLEV - RXLEV    /dB/  ¦ erősítés
                 ¦       i        i      r          ¦
                 +----------------------------------+
                 +----------------------------------+
                 ¦ RESULT  = RXLEV - RXLEV     /dB/ ¦ csillapítás
                 ¦       i        r       i         ¦
                 +----------------------------------+

ahol: 	RXLEVi  - a mért jel szintje az i-edik frekvencián /dBm0/
        RXLEVr  - a mért jel szintje a referencia frekvencián

Távbeszélőcsatornák frekvenciamenetének mérését előszeretettel végzik MTTS jellel. Az MTTS (Multi Tone Test Signal) mérőjel 35 azonos fázisú szinuszos jel összege a 200 - 3600 Hz frekvenciasávban. A frekvenciaraszter 100 Hz. Ezt a jelet a csatorna bemenetére adva a csatorna az egyes szinuszos összetevők amplitúdóját az amplitúdó karakterisztikájának megfelelően módosítja. A csatorna kimenőjelének Fourier transzformáltját képezve megkapjuk az egyes összetevők módosított amplitúdó értékeit, ezt ábrázolva egyetlen méréssel méréssel megkapjuk a csatorna átviteli karakterisztikáját 100 Hz felbontással.

Átviteli csatornák frekvenciamenetének felvételekor a felhasználót többnyire az érdekli, hogy a csatorna frekvenciamenet görbe egy - szubjektív minősítő vizsgálatok alapján meghatározott - tűrésen belül halad-e. A következő ábra egy frekvenciamenet mérési eredményt és a kiértékeléséhez használt toleranciasémát mutat:

Erősítés, csillapítás mérése a mérőjel szint függvényében:

Linearitásmérés esetén az erősítést (csillapítást) a mérőjel szint függvényében mérjük és a kapott értékeket normáljuk egy kitüntetett szinten mért értékre. A kijelzett mérési eredmény:

erősítés:
          +---------------------------------------------------------+
          ¦ RESULT  = RXLEV  - TXLEV  - (RXLEV - TXLEV )       /dB/ ¦
          ¦       i        i        i         r       r             ¦
          +---------------------------------------------------------+
csillapítás:
          +---------------------------------------------------------+
          ¦ RESULT  = TXLEV - RXLEV   - (TXLEV - RXLEV )       /dB/ ¦
          ¦       i        i       i          r       r             ¦
          +---------------------------------------------------------+

ahol: 	TXLEVi   - a mérőjel szintje az i-edik
                  	        mérőjel szintnél /dBm0/
	RXLEVi   - a mért jel szintje az i-edik
                   	        mérőjel szintnél /dBm0/
	RXLEVr   - a mért jel szintje a referenciaszinten /dBm0/
	TXLEVr   - a TX: REF_LEVEL változó értéke. /dBm0/
A következő ábra egy linearitás mérési eredményt és a kiértékeléséhez használt toleranciasémát mutat:

A mérési eredményből megállapítható a csatorna nemlinearitásának mértéke, a holtzóna hatás, és a csatorna kivezérlési határa.

A linearitás mérést előszeretettel végzik keskenysávú zaj mérőjellel, mivel e jel statisztikai tulajdonságai jobban közelítik a híranyag (beszéd) statisztikai tulajdonságait mint a szinuszos jelé. A keskenysávú zaj mérőjel 350-550 Hz sávú a Gauss eloszlást jól közelítő egyenletes spektrális eloszlású jel. Előállítása gyakran történik a PRBS jel digitális szűrésével, ezáltal a jel spektruma vonalas.

A nemlinearitás mértékének meghatározására történhet még harmonikus és intermodulációs torzítás méréssel is.

Erősítés, csillapítás mérése az idő függvényében:

Az idő függvényében végzett erősítés mérést stabilitásmérésnek is nevezik. A méréssel a vizsgált csatorna erősítésének időbeli ingadozása vizsgálható.