CN108540242B - 一种广播发射机谐波失真指标测量方法及装置 - Google Patents

一种广播发射机谐波失真指标测量方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种广播发射机谐波失真指标测量方法,包括以下具体步骤:实时采集发射机的输入数据x(t)和对应的输出数据y(t);根据所述输入数据x(t)和对应的输出数据y(t),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系;将所述非线性特性关系,作为所述发射机的谐波失真结果;显示及存储所述谐波失真结果。本发明提出的测量发射机谐波失真方法保证了发射机运行数据的准确性与时效性,而且能够实时在线监测发射机的工作情况,当发射机出现故障时能够及时给出报警。

Description

一种广播发射机谐波失真指标测量方法及装置
技术领域
本发明涉及广播电视发射机自动化测试领域,特别涉及一种广播发射机谐波失真指标测量方法及装置。
背景技术
AM广播发射机是广播电视系统中的重要组成部分,为保证发射机播出质量,必须坚持定期对发射机指标进行测试,以便针对所发生的问题,及时进行调整。传统的手动测量发射机谐波失真的方法是,根据中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T 225-2007的要求,在发射机非播出时段,调整发射机的输出功率到额定输出功率,用规定的音频信号对发射机进行调制,使发射机的调幅度为50%和90%,用音频分析仪按照规定的测量频率测量出发射机的谐波失真。由于测试人员对测量方法掌握的程度不同,对仪器操作的熟练程度不同,造成了测量时间和测量结果的不确定性,具有效率低、数据存储不便和对测试人员要求较高等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种广播发射机谐波失真指标测量方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种广播发射机谐波失真指标测量方法,包括:
步骤1,实时采集发射机的输入数据x(t)和对应的输出数据y(t);
步骤2,根据所述输入数据x(t)和对应的输出数据y(t),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系;
步骤3,将所述非线性特性关系,作为所述发射机的谐波失真结果;
步骤4,显示及存储所述谐波失真结果。
在一个示例性实施例中,所述步骤2,包括:
对所述x(t)经采样后得离散序列x(n);
所述y(t)经采样后得离散序列y(n);
根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式;
根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,包括:
确定X的CDF的离散形式为
Figure BDA0001539984770000021
k=0,1,…,L-1,
Y的CDF离散形式为
Figure BDA0001539984770000022
其中L为将输入信号X均匀划分的区间个数,Xk表示第k个区间,
Figure BDA0001539984770000023
是落在第k个区间上的离散输入值的个数。
在一个示例性实施例中,所述根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
确定所述非线性特性为F-1 AM/AM=F-1 XFY
本发明实施例还提供一种广播发射机谐波失真指标测量装置,包括:
采集单元,用于实时采集发射机的输入数据x(t)和对应的输出数据y(t);
确定单元,用于根据所述输入数据x(t)和对应的输出数据y(t),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系;
结果确定单元,用于将所述非线性特性关系,作为所述发射机的谐波失真结果;
显示单元,用于显示及存储所述谐波失真结果。
在一个示例性实施例中,所述确定单元,用于:
对所述x(t)经采样后得离散序列x(n);
所述y(t)经采样后得离散序列y(n);
根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述确定单元根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式;
根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述确定单元根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,包括:
确定X的CDF的离散形式为
Figure BDA0001539984770000031
k=0,1,…,L-1,
Y的CDF离散形式为
Figure BDA0001539984770000032
其中L为将输入信号X均匀划分的区间个数,Xk表示第k个区间,
Figure BDA0001539984770000033
是落在第k个区间上的离散输入值的个数。
在一个示例性实施例中,所述确定单元根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
确定所述非线性特性为F-1 AM/AM=F-1 XFY
本发明的技术效果和优点:
1、本发明提出的实时在线测量发射机谐波失真方法是在发射机正常工作的情况下,采集发射机输入输出数据,根据本发明的发射机谐波失真测量算法对数据进行运算处理,将测试结果进行显示和存储;
2、本发明的测量方法不影响发射机的正常工作,运用设备自有接口,直接采集发射机的输入输出信号,保证了发射机运行数据的准确性与时效性,而且能够实时在线监测发射机的工作情况,当发射机出现故障时能够及时给出报警;
3、随着数字广播的推广,传统的设备测试方法已经不能满足数字广播设备的测试需求,所以本发明的测量方法,可以实时在线的进行测量,具有一定的实际意义。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种发射机谐波失真测量方法流程图。
图2是本发明实施例提供的另一种发射机谐波失真测量方法流程图。
图3是HM方法求解FAM/AM示意图;
图4是本发明实施例提供的一种发射机谐波失真测量装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明提供一种广播发射机谐波失真指标测量方法,包括:
S101,实时采集发射机的输入数据x(t)和对应的输出数据y(t);
S102,根据所述输入数据x(t)和对应的输出数据y(t),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系;
S103,将所述非线性特性关系,作为所述发射机的谐波失真结果;
S104,显示及存储所述谐波失真结果。
在一个示例性实施例中,所述S102,包括:
对所述x(t)经采样后得离散序列x(n);
所述y(t)经采样后得离散序列y(n);
根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式;
根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,包括:
确定X的CDF的离散形式为
Figure BDA0001539984770000051
k=0,1,…,L-1,
Y的CDF离散形式为
Figure BDA0001539984770000052
其中L为将输入信号X均匀划分的区间个数,Xk表示第k个区间,
Figure BDA0001539984770000053
是落在第k个区间上的离散输入值的个数。
在一个示例性实施例中,所述根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
确定所述非线性特性为F-1 AM/AM=F-1 XFY
本发明另一个实施例提供了如图2所示的一种广播发射机谐波失真指标实时在线测量方法,包括,在图2所示的实时在线测量发射机谐波失真方法中,根据以采样频率fs对输入输出信号x(t)和y(t)进行采样后得到离散信号x(n)和y(n)来计算发射机的谐波失真。将发射机的谐波失真用输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系来表示,即AM/AM变换特性。
本发明提供的广播发射机谐波失真指标测量方法,具体计算方法包括:
U=FAM/AM(X) 式1
将输入信号X均匀分为L个区间,定义直方图函数为如下形式,
Figure BDA0001539984770000061
其中Xk表示第k个区间,
Figure BDA0001539984770000062
是落在第k个区间上的离散输入值的个数,对于足够多的样本值N和足够大的L,P(Xk)/N为fx(Xk)的无偏估计,定义X的CDF的离散形式如下:
Figure BDA0001539984770000063
同理可得Y的CDF离散形式
Figure BDA0001539984770000064
当发射机工作在饱和点以下的区域时,F-1 AM/AM和FAM/AM均为单调映射,由式1可知:
Y(j)=FAM/AM(x(i))Fx(x(i))=FY(y(j)) 式5
或记为:
y(j)=F-1 AM/AM(x(i))FY(y(i))=Fx(x(j)) 式6
因此由式6可以得到:
X(j)=F-1 X(FYy(i)) 式7
即所求的非线性特性为:
F-1 AM/AM=F-1 XFY 式8。
图3给出了HM方法求解非线性变换FAM/AM的原理:图3(a)为发射机输出信号幅度UCDF的估计FY(yi),图3(b)为发射机输入信号幅度RCDF的估计FX(xj),给定yi唯一确定FY(yi),进而可由FX(xj)=FY(yi)唯一确定FX(xj),而FX(xj)唯一确定xj,通过映射可解出FAM/AM的离散近似形式,即为如图3(c)所示。
如图4所示,本发明实施例还提供一种广播发射机谐波失真指标测量装置,包括:
采集单元401,用于实时采集发射机的输入数据x(t)和对应的输出数据y(t);
确定单元402,用于根据所述输入数据x(t)和对应的输出数据y(t),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系;
结果确定单元403,用于将所述非线性特性关系,作为所述发射机的谐波失真结果;
显示单元404,用于显示及存储所述谐波失真结果。
在一个示例性实施例中,所述确定单元402,用于:
对所述x(t)经采样后得离散序列x(n);
所述y(t)经采样后得离散序列y(n);
根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述确定单元402根据所述x(n)和所述y(n),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式;
根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
在一个示例性实施例中,所述确定单元402根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,包括:
确定X的CDF的离散形式为
Figure BDA0001539984770000081
k=0,1,…,L-1,
Y的CDF离散形式为
Figure BDA0001539984770000082
其中L为将输入信号X均匀划分的区间个数,Xk表示第k个区间,
Figure BDA0001539984770000083
是落在第k个区间上的离散输入值的个数。
在一个示例性实施例中,所述确定单元402根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
确定所述非线性特性为F-1 AM/AM=F-1 XFY
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种广播发射机谐波失真指标测量方法,其特征在于,包括:
步骤1,实时采集发射机的输入数据x(t)和对应的输出数据y(t);
步骤2,根据所述输入数据x(t)和对应的输出数据y(t),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系;
步骤3,将所述非线性特性关系,作为所述发射机的谐波失真结果;
步骤4,显示及存储所述谐波失真结果;
所述步骤2,包括:
对所述x(t)经采样后得离散序列x(n);
所述y(t)经采样后得离散序列y(n);
根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式为
Figure 886425DEST_PATH_IMAGE001
,k=0,1,…,L-1,以及Y的CDF离散形式为
Figure 297814DEST_PATH_IMAGE002
,其中,L为将输入信号X或输出信号Y均匀划分的区间个数,
Figure 955323DEST_PATH_IMAGE003
为输入数据的采样值取值空间中划分的第k个区间,
Figure 110361DEST_PATH_IMAGE004
是落在第i个区间上的离散输入值的个数,
Figure 51772DEST_PATH_IMAGE005
为输入数据采样值的总个数或输出数据采样值的总个数,
Figure 634063DEST_PATH_IMAGE006
为输出数据的采样值取值空间中划分的第k个区间,
Figure 28135DEST_PATH_IMAGE007
为落在第i个区间上的离散输出值的个数;
根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
确定所述非线性特性为
Figure 970552DEST_PATH_IMAGE008
;其中,
Figure 500891DEST_PATH_IMAGE009
为输入信号X的CDF,
Figure 519662DEST_PATH_IMAGE010
为输出信号Y的CDF,
Figure 401031DEST_PATH_IMAGE011
为对
Figure 645674DEST_PATH_IMAGE009
求反函数。
3.一种广播发射机谐波失真指标测量装置,其特征在于,包括:
采集单元,用于实时采集发射机的输入数据x(t)和对应的输出数据y(t);
确定单元,用于根据所述输入数据x(t)和对应的输出数据y(t),确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系;
结果确定单元,用于将所述非线性特性关系,作为所述发射机的谐波失真结果;
显示单元,用于显示及存储所述谐波失真结果;
所述确定单元,用于:
对所述x(t)经采样后得离散序列x(n);
所述y(t)经采样后得离散序列y(n);
根据所述x(n)和所述y(n),确定X的CDF的离散形式为
Figure 296098DEST_PATH_IMAGE001
,k=0,1,…,L-1,以及Y的CDF离散形式为
Figure 220192DEST_PATH_IMAGE002
,其中,L为将输入信号X或输出信号Y均匀划分的区间个数,
Figure 323277DEST_PATH_IMAGE003
为输入数据的采样值取值空间中划分的第k个区间,
Figure 607497DEST_PATH_IMAGE004
是落在第i个区间上的离散输入值的个数,
Figure 378007DEST_PATH_IMAGE005
为输入数据采样值的总个数或输出数据采样值的总个数,
Figure 207422DEST_PATH_IMAGE006
为输出数据的采样值取值空间中划分的第k个区间,
Figure 328962DEST_PATH_IMAGE007
为落在第i个区间上的离散输出值的个数;
根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述确定单元根据所述X的CDF的离散形式,以及Y的CDF离散形式,确定输入信号幅度对应输出信号幅度的非线性特性关系,包括:
确定所述非线性特性为
Figure 167605DEST_PATH_IMAGE012
;其中,
Figure 277775DEST_PATH_IMAGE009
为输入信号X的CDF,
Figure 809250DEST_PATH_IMAGE010
为输出信号Y的CDF,
Figure 886928DEST_PATH_IMAGE011
为对
Figure 529262DEST_PATH_IMAGE009
求反函数。
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