应用笔记 3946

ATSC 8-VSB阻塞测量系统


摘要 : 本文介绍了一种测量ATSC 8-VSB接收机阻塞性能的方案,这种方案可以克服Rohde & Schwarz SFQ电视测试发射机的带外噪声限制。该方案采用44MHz声表滤波器进行近载波滤波,混频产生所需的固定RF频率,同时用一个空腔带通滤波器滤除远端载波的噪声。文中还讨论了ATSC A/74标准的阻塞要求,SFQ的带外噪声会出现在两级滤波之前和之后。

引言

由于SFQ信号的噪声限制,用Rohde & Schwarz SFQ电视测试发射机测量A/74 ATSC 8-VSB信号的接收阻塞性能时需要一些特殊的考虑。SFQ的干扰信号产生的带外噪声明显地抬升了有用信道的噪底。为了避免这种测量系统的限制,需要滤除干扰信号,消除噪声。首先,用一个声表带通滤波器消除近载波噪声;然后,通过一个空腔带通滤波器来滤除远载波的噪声。

阻塞测量系统

图1所示为8-VSB阻塞测量系统。干扰信号与有用信号混合在一起,通过一个50Ω至75Ω最小损耗阻抗变换器(MLP)进入调谐器。在混合之前,干扰信号要经过两次滤波。SFQ信号通过一个易用的ATSC 44MHz声表滤波器滤除近载波频率(N±1和N±2)噪声。接着,该信号通过一个通用设备C6M-II调制器混频到固定的RF频率,这个调制器具有低噪声和高线性度。然后,通过一个三空腔带通滤波器滤除该信号的远载波频率(N±2至N±15)的噪声。在这个测量系统中,干扰频率是固定的,而有用信号频率则根据A/74标准的需要进行变换,测量不同的邻近偏移。

图1. 8-VSB干扰进入8-VSB有用信道的ATSC阻塞测量系统
图1. 8-VSB干扰进入8-VSB有用信道的ATSC阻塞测量系统

图2所示为A/74标准规定的8-VSB干扰进入8-VSB有用信道的阻塞指标或有用信号与干扰信号的比率(D/U)。此处显示的是一个弱信号(-68dBm)情况,这是一个典型的极限情况。接收机必须能够承受一个至少比有用信号强33dB的N±1干扰信号,同时仍然满足误码率(BER)为3x10-6的可视门限(TOV)要求。类似地,在N±6时必须能承受至少比有用信号强57dB的干扰信号。

图2. 8-VSB干扰进入8-VSB有用信道的ATSC阻塞模板
图2. 8-VSB干扰进入8-VSB有用信道的ATSC阻塞模板

图3所示为一个8-VSB信号的SFQ频谱输出。当这个SFQ信号作为一个N+1干扰信号时,邻道噪声曲线的拐点会限制测量的正常进行。信道功率,包括噪声曲线的拐点,相对于有用信号仅仅为-46dBc。然而,最低要求却为-58.5dBc (-33dBc D/U减去15.5dB SNR,再减去10dB的噪底裕量)。当使用这个SFQ信号作为N-1干扰信号或N±2干扰信号时,也会有一定的局限性。

图3. SFQ电视测试发射机输出的近载波8-VSB频谱
图3. SFQ电视测试发射机输出的近载波8-VSB频谱

图4所示为声表滤波器将最坏情况下(上部)的第一邻道的SFQ噪声降至-60.5dBc,足以满足要求。注意,现在的频谱发生倒置,这是由于C6M-II调制器的高端LO注入造成的。频谱的倒置不是什么问题,因为这是一个干扰信号。

图4. 声表滤波器降低了近载波噪声后的SFQ 8-VSB频谱
图4. 声表滤波器降低了近载波噪声后的SFQ 8-VSB频谱

图5所示为经过声表滤波器滤波之后,SFQ的较宽量程的输出。同样地,SFQ的较远载波的噪声限制了较远邻道的D/U测量。噪声在N-6仅仅为-66dBc,而要求为-82.5dB (-57dBc D/U减去15.5dB SNR,再减去10dB的噪声底裕量)。低端的所有邻道同高端的一些邻道一样需要噪声抑制。

注意,图5频谱上超过N±1和N±2的频率可被忽略。这些是当衰减器设置为0dB时,频谱分析仪过激励的产物。将衰减器设置为0dB可降低频谱分析仪在较远频偏处的噪底。

图5. SFQ输出的较远载波的8-VSB频谱
图5. SFQ输出的较远载波的8-VSB频谱

图6所示,空腔滤波器将SFQ远端载波的噪声最低降至频谱分析仪的噪底-84dBc。同样,图6频谱超过N±1和N±2的频率可被忽略。这些是衰减器设置为0dB时,频谱分析仪过激励的产物。

图6. 空腔滤波器降低较远载波噪声后的SFQ 8-VSB频谱
图6. 空腔滤波器降低较远载波噪声后的SFQ 8-VSB频谱

结论

本文介绍了一种测量8-VSB阻塞性能的方案,可以通过滤除近载波和较远载波的噪声解决Rohde & Schwarz SFQ噪声限制的缺陷。

附录—滤波器列表

  • 通信与能源组织4001BPU (3)用于UHF信道的带通滤波器42D。
  • Epcos B39440-X6965-N201带宽为6MHz的44MHz声表滤波器,图7所示为滤波器匹配到50Ω阻抗的电路原理图。
图7. 44MHz声表滤波器匹配到50Ω连接器的原理图
图7. 44MHz声表滤波器匹配到50Ω连接器的原理图