أساسيات اختبار الإشارة المختلطة

الوقت الإجمالي المطلوب لأخذ جميع العينات يُسمى **فترة الاختبار الوحدية (UTP)** وتحتاج إلى $M$ دورة من الإشارة التجريبية، التي تمتلك تردد $F_i$.

على سبيل المثال، إذا أردنا حساب تردد العينة $F_s$ لموجة جيب متكررة باستمرار، حيث يكون $F_i$ هو 1 كيلو هرتز، و$M=3$ و$N=16$:

![](https://media.wiki-power.com/img/20220930164712.png)

لذا يمكننا الاستنتاج أن $F_s=5.333 كيلو هرتز$.

نصائح مهمة حول العينة المترابطة:

- زيادة قيمة $M$ و/أو $N$ ستزيد من دقة الاختبار ووقت الاختبار.
- $M$ و$N$ يجب أن تكونا عبارة عن أعداد صحيحة.
- يجب أن يكون $N$ عبارة عن قوة للعدد 2 عند استخدام تحليل فوريي سريع (FFT).
- يُفضل أن تكون $M$ و$N$ متبادلة الأعداد الأولية (متبادلة) حتى تعطي كل عينة معلومات فريدة. يُوضح ذلك فيما يلي.

إذا كانت $M$ و$N$ ليستا متبادلتين الأعداد الأولية ($M=3,N=12$)، يتم أخذ العينات في نفس الموقع في كل دورة، لذا لن توفر معلومات جديدة:

![](https://media.wiki-power.com/img/20220930170300.png)

إذا كانت $M$ و$N$ متبادلتين الأعداد الأولية ($M=3,N=16$)، فإنها متبادلتين الأعداد الأولية وكل عينة تكون منفصلة، مما يمنح معلومات فريدة:

![](https://media.wiki-power.com/img/20220930170343.png)

## خوارزميات تحليل التردد المشتركة

لعدد $N$ من عينات إشارة المجال الزمني، هناك $N$ قيم لإشارة المجال الترددي، وهناك قيم قدرة مجال ترددي بنسبة $N/2$. مثال نموذجي لمكونات الطيف يُعرض أدناه:

![مكونات الطيف](https://media.wiki-power.com/img/20221002145846.png)

هناك عدة معاملات لوصف مكونات الطيف كما يلي:

- نسبة إشارة إلى ضوضاء (SNR)
- الانحراف التوافقي الكلي (THD)
- نسبة الإشارة إلى الضوضاء والتشويش (SINAD)
- الانحراف بين الانمزاغات (IM)
- نطاق دينامي مجاني من الاشارات الزائدة (SFDR)

### نسبة إشارة إلى ضوضاء (SNR)

**نسبة إشارة إلى ضوضاء (SNR)** تُشتق بالبداية من تخزين قيمة الأساسية (قدرة الإشارة) أولاً:

![قيمة الأساسية](https://media.wiki-power.com/img/20221002151235.png)

ثم تزيل المكون المستمر والترددات المتعددة (عادة حتى النماذج الخمسة الأولى):

![إزالة الترددات](https://media.wiki-power.com/img/20221002151402.png)

ثم تقوم بجمع جميع أقسام القدرة المتبقية في مجال التردد (قدرة الضوضاء) والتي يتم قياسها بواسطة القيمة الجذرية المتوسطة (الجهد التماثلي الذي يكون مساويًا لجهد التيار المستمر الذي يحتوي على نفس كمية الطاقة، بالنسبة لموجة السينوس، القيمة الجذرية المتوسطة هي مرة واحدة على 0.707 من القيمة القصوى):

![جمع القدرة](https://media.wiki-power.com/img/20221002151646.png)

في النهاية، يمكننا الختام أن:


$$

{SNR}(dB)=10log\_{10}(\frac{{الأساسية}}{{قدرة\ الضوضاء}})

$$

نسبة الإشارة إلى الضوضاء عادة ما تُعبَّر بوحدة الديسيبل (dB)، وغالبًا ما تكون قيمة إيجابية (بشرط أن تكون قدرة الأساسية أكبر بكثير من قدرة الضوضاء).

### الانحراف التوافقي الكلي (THD)

**الانحراف التوافقي الكلي (THD)** يُشتق من خلال الاحتفاظ بمجموع تردد الهارمونيات الكلي (عادة فقط الهارمونيات الخمسة الأولى، ابتداءً من التردد الثاني):

![تردد الهارمونيات الكلي](https://media.wiki-power.com/img/20221002155148.png)

ونستنتج ما يلي:

```markdown
$$

{THD}(dB)=10\log\_{10}\left(\frac{{الطاقة \ الموجهة}}{{الأساسية}})

$$

THD غالبًا ما تكون قيمتها سالبة (بشرط أن تكون قوة الأساسية أكبر بكثير من إجمالي قوة الموجهات).

### نسبة الإشارة إلى الضوضاء والتشويش (SINAD)

**نسبة الإشارة إلى الضوضاء والتشويش (SINAD)** هي نفس منهجية حساب نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، لكن الآن تمتزج فيها قوة الموجهات فقط ويتم تجاهل مكون التيار المباشر (DC).


$$

{SINAD}=\frac{S}{N+D}

$$

ويمكننا الاستنتاج من ذلك:


$$

\لأن{SNR}=\frac{S}{N}, {THD}=\frac{D}{S}

$$


$$

\لذلك{SNR}^{-1}+{THD}=\frac{N}{S}+\frac{D}{S}=\frac{N+D}{S}={SINAD}^{-1}

$$


$$

\لذلك{SINAD}=({SNR}^{-1}+{THD})^{-1}

$$

### التشويش بين الإشارات (IM)

![صورة](https://media.wiki-power.com/img/20221018162800.png)

يحدث التشويش بين الإشارات (IM) عندما يتم استخدام إشارتين أو أكثر في نظام غير خطي. سيتضمن الطيف ليس فقط الإشارات الأصلية، ولكن أيضًا مجموع وفارق الإشارات المدخلة مع مضاعفاتها.

### نطاق الديناميكية الحرة من التشويش (SFRD)

**نطاق الديناميكية الحرة من التشويش (SFRD)** يتم تحقيقه عن طريق العثور على أعلى عنصر بعد الإشارة الأساسية (بتجاهل مكون التيار المباشر):

![صورة](https://media.wiki-power.com/img/20221002161334.png)

لاحظ أن أعلى عنصر قد يكون أو لا يكون موجهة. لذلك يمكننا الاستنتاج من ذلك:


$$

{SFDR}(dB)=10\log\_{10}\left(\frac{{الأساسية}}{{أعلى \ أعلى \ تالي}})

$$

نطاق الديناميكية الحرة من التشويش هو قيمة إيجابية (بشرط أن تكون قوة الأساسية أكبر بكثير من قوة التشويش الأعلى التالية.

## بنية جهاز اختبار الإشارة المختلطة العام

![صورة](https://media.wiki-power.com/img/20221006174550.png)

في جهاز اختبار الإشارة المختلطة العام، تكون مولد الإشارة المترددة (AC src) ومحلل الإشارة الرقمية (AC dig) متصلين بجهاز الاختبار عبر توصيلات الريلي عبر لوحة القناة.