[发明专利]一种幅度概率分布统计参量测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种幅度概率分布(APD)统计参量测量仪，属于无线电信号及干扰测量技术领域。

背景技术

电磁骚扰测量(以下简称EMI测量)是研究电气电子系统、设备的干扰与抗干扰或者电磁兼容性(EMC)问题的主要技术手段之一。EMI测量接收机是实施EMI测量的专用测量设备。

从EMI测量接收机的组成来看，基本上就是一部含高频选频放大的超外差接收机，其灵敏度可通过输入回路的可调射频(RF)衰减器来调变，预选滤波器配合前置预放用以提高带外抑制度并为混频级提供合适的输入信号电平，信号通过混频器(通常由两级以上组成)后被变频到固定的中频频率，中频滤波器用来确定仪器的分辨率带宽，并由中频放大器将信号功率放大到适当的水平。

传统的EMI测量的主要目标参量是接收机检波器的输出。国际无线电干扰特别委员会(CISPR)规定测量接收机须具备四种基本的检波方式，即准峰值(QP)、峰值(PK)、平均值(AV)和均方根值(RMS)，它们分别被用于对不同性质的电磁骚扰进行测量。在大多数的民用标准中，电磁骚扰的限值电平一般以准峰值给出，军标测试则多以峰值形式给出。准峰值和峰值检波都是针对检测脉冲型电磁骚扰而设计的：准峰值检波器的充放电时间常数以及指示器的机械阻尼特性模拟了人耳或人眼的生理响应特性，其输出符合人类听觉或视觉的主观感受，其脉冲响应特性是检波器输出幅度与脉冲的重复频率成正比；峰值检波则主要是为了检出骚扰电平的最大幅度值，其放电时间常数远远大于充电时间常数。

然而，在数字系统占据主流的今天，使用准峰值或者峰值检波器输出来衡量干扰程度的方法已经难以适用于各种情况。由于广泛采用了编码调制、信道滤波以及扩频等技术，现有的许多数字系统的抗同频干扰能力远非模拟系统所能比拟；而特定系统对于特定形式的脉冲骚扰的敏感性要远远大于连续波形式的骚扰。另一方面，电磁骚扰主要是来自其他系统或设备的人为脉冲噪声，这些噪声脉冲并非可以用简单的高斯型脉冲骚扰模型来描述，因它们的频谱并不是平坦的白噪声形式，所以仅用均方根值检波器的输出来衡量也并不充分。综上可知，传统的准峰值或峰值检波器的充放电时间常数使得检波器的输出根本无法反映出快速的大动态的骚扰电平的变化，从而失去了准确判别干扰程度的依据。寻找一种能够克服传统检波测量方法的不足，同时可以反映脉冲性骚扰对数字系统的影响的测量方法，是EMC这门学科领域当前所面对的一个课题。

随着统计通信理论的发展，概率论和数理统计方法已被大量应用到通信系统的设计和分析以及性能估计等方面。针对噪声的随机性特点，特别是研究同一骚扰对不同通信系统的影响时，时域统计参量测量有着独特的优势。统计参量测量不直接测量骚扰对接收者的最终结果，而是首先建立骚扰模型和系统模型，通过改变系统模型来得到骚扰对不同制式的通信系统的影响，它对模拟通信系统与数字通信系统都能有效地进行评价。而且通过对统计参量的测量，我们能够由统计数据计算转换得出相应骚扰电平的峰值、准峰值、有效值、平均值等特性，从而可以从各个角度去研究骚扰对通信系统的影响。特别是在数字通信系统中，我们能够将统计参量结果与通信系统的误码率建立相应关系，从而克服常规方法的不足，有效评价骚扰对数字通信系统的影响。

国际无线电干扰特别委员会在2006年通过的新CISPR16-1-1Ed.2标准中，将幅度概率分布(Amplitude Probability Distribution，APD)统计参量测量方法列为了一种电磁骚扰的标准测量方法，作为对检波测量方法的补充。虽然目前各产品委员会对于各类设备的骚扰发射的APD限值还没有具体给出，但这种统计参量测量方法的实施已是大势所趋。目前，各科研与检测机构所使用的EMI测量接收机尚不具备APD测量功能，如果为此而购置新的设备，将花费大量的资金和外汇。本发明的APD测量仪通过连接到传统EMI接收机或频谱仪的末级中频输出或包络检波输出端口，实现APD统计参量测量。它充分利用了传统接收机前级射频信号处理电路的功能，并结合了APD统计参量测量方法的优点，能够为各科研机构、检测实验室的现有设备扩展APD测量功能而无需重新购置昂贵的新设备，具有乐观的应用前景和广泛的市场。