Традиционно качество цифрового канала связи выражается показателем BER (bit-error rate – частота битовых ошибок). Этот показатель представляет собой долю принятых ошибочных битов за определенный период. Обычно BER измеряется в лаборатории путем подачи на тестируемый приемник радиочастотного сигнала, модулированного псевдослучайным кодом. В этой статье предлагается альтернативный метод, основанный на использовании простых прямоугольных импульсов. Возможно, этот метод и не превосходит обычную технологию, но он прост в реализации и дает надежный результат. Простота метода основана на том, что он не требует сложной синхронизации. Нужно признать, что прямоугольные импульсы не точно соответствует характеру данных, с которыми сталкивается приемник при обычном использовании (Рисунок 1). Прямоугольные импульсы, модулирующие радиочастотную несущую, сдвинуты по фазе, чтобы учесть задержку в приемнике. Логический элемент «исключающее ИЛИ» формирует импульс выборки при каждом переходе между битами – обычно это 10% от ширины бита данных. Этот импульс выбирает исходные необработанные данные с выхода приемника, создавая чистые данные.
 | |
| Рисунок 1. | Эта временная диаграмма иллюстрирует принципы работы простого тестера BER. |
Для понимания этого метода нужно помнить, что строка из двух последовательных единиц или нулей означает ошибку. D-триггер, реализующий 1-битную задержку, обнаруживает ошибку.
Импульсы ошибок можно отобразить на осциллографе или подсчитать их с помощью частотомера. На Рисунке 2 показана типичная схема тестовой установки. Радиочастотный генератор модулируется данными с заданной скоростью. Обратите внимание, что прямоугольным импульсам частотой 500 Гц соответствует символьная скорость 1 кбод. И модулирующий сигнал, и принимаемые данные поступают на плату тестирования BER. Сигнал выборки настраивается так, чтобы он находился в конце импульса принимаемых данных. Во многих цифровых приемниках такая схема позволяет получить хорошее приближение к корреляционному приемнику. На осциллографе появляются импульсы ошибок. Если вы хотите, например, установить такой уровень радиосигнала, при котором значение BER составляет 1:100, уровень ВЧ на входе приемника нужно уменьшить таким образом, чтобы при длительности развертки 100 мс был виден в среднем один импульс ошибки на развертку.
 | |
| Рисунок 2. | В тестере BER используется генератор сигналов с модуляцией OOK (амплитудной манипуляцией). |
На Рисунке 3 микросхема IC1 и потенциометр P1 составляют основу регулируемого фазосдвигателя. Резистор R2 обеспечивает гистерезис, а элементы R1, C1 и IC2 образуют дифференциатор, формирующий последовательность импульсов выборки. Первый триггер, тактируемый импульсом выборки, принимает жесткое решение относительно каждого бита. Следующий D-триггер вместе с логическим элементом «исключающее ИЛИ» IC2B обнаруживает появление двух последовательных одинаковых битов. Такая ситуация является ошибкой. Последний D-триггер и транзистор обеспечивают чистоту выходного сигнала ошибки.
 | |
| Рисунок 3. | В простом тестере BER используются регулируемый фазосдвигатель и дифференциатор. |
Конструкция системы соответствует принципиальной схеме на Рисунке 3. Генератор ВЧ HP8647 настроен на частоту 868.35 МГц, а функциональный генератор обеспечивает модуляцию OOK (амплитудная манипуляция). В качестве тестируемого приемника использовалась микросхема Melexis TH7122 на частоте 868.35 МГц в режиме модуляции OOK. Для изменения частоты ошибок регулируйте уровень ВЧ сигнала. В этой конструкции для уровня радиочастотного сигнала –107 дБм было получено значение BER, равное 1:1000, а для –108 дБм – 1:100, что соответствует техническому описанию микросхемы. При реализации OOK следует быть осторожным. Большинство высокочастотных генераторов обеспечивают измерение уровня AM. Это значит, что из отображаемого уровня радиочастотного сигнала необходимо вычитать 3 дБ. Этот метод можно использовать и для других типов двоичной модуляции, например, для FSK (частотной манипуляции).