1）.以50ms為周期，測量出N個最大頻偏。測量周期的長短會顯著影響直方圖，因此需要固定的測量周期以確保測量結果的可重復性。同時，選取50ms為測量周期可以確保當調(diào)制頻率低至20Hz時仍能有效測量最大頻偏。

2）.將需要統(tǒng)計的頻偏范圍（本文中為0～150kHz），以1kHz（分辨率）為單位，分為等份（本文中為150等份）。

3）.在每一等份，對對應頻率值上的點數(shù)進行計數(shù)，所得到的波形應大致如圖3所示（即頻偏分布直方圖），其中X軸表示頻率，Y軸表示最大頻偏落在對應頻率值上的點數(shù)。

圖3、頻偏分布直方圖

4）.對每一等份的點數(shù)進行累加，并以百分比為單位，對N做歸一化，即得到圖4所示圖形（即頻偏累積分布直方圖），其中X軸表示頻率，Y軸表示最大頻偏落在對應頻率值上的頻率范圍內(nèi)的概率，概率從最左端的100%開始，到最右端的0%結束。

圖4、頻偏累積分布直方圖

同時ITU-R針對最大頻偏的累積分布給出了參考規(guī)范（SM1268）如圖5所示：

圖5、最大頻偏累積分布參考規(guī)范

該規(guī)范指出：大于75kHz的頻偏分布統(tǒng)計百分比不超過22%，大于80kHz的頻偏分布統(tǒng)計百分比不超過12%，大于85kHz的頻偏分布統(tǒng)計百分比不超過8%。

基于以上理論可得知，F(xiàn)M信號的發(fā)射質(zhì)量，與原始音頻信號經(jīng)過調(diào)制后的FM載波頻偏大小有關，而通過測量并改善最大頻偏的累積分布將有助于改善FM信號的發(fā)射質(zhì)量。

二、硬件基礎

本文中使用了一款利用當前先進無線電監(jiān)測技術，符合ITU規(guī)范的模塊化廣播監(jiān)測接收機。該接收機由高端數(shù)字無線電接收模塊和最新的嵌入式處理器組成。軟件無線電的架構和高速數(shù)據(jù)總線，確保了接收機的可擴展性和測試速度。該接收機依據(jù)國際電信聯(lián)盟無線電通信部門（ITU-R）標準和頻譜監(jiān)測手冊對FM信號進行解調(diào)和測量，并專門針對廣播監(jiān)測應用提供了音頻和基帶分析功能。具體的特征參數(shù)如下：

占用帶寬（OccupiedBandwidth
載波頻偏（CarrierOffset）
帶內(nèi)功率（PowerinBand）
FM最大頻偏（FMMaximumDeviation）
主信道信號最大頻偏（Maximumfrequencydeviationofmainchannel(L+R)）
導頻信號最大頻偏（Maximumfrequencydeviationofthepilottone）
副信道信號最大頻偏（Maximumfrequencydeviationofsubchannel(L-R)）

該廣播監(jiān)測接收設備的結構原理框圖如圖6所示。數(shù)字無線電接收模塊安裝在機箱內(nèi)，該機箱具有高速數(shù)據(jù)總線和工業(yè)加固框架。本接收機的嵌入式控制器采用了高速處理器，負責控制接收模塊并對采集到的數(shù)據(jù)進行處理。

圖6、廣播監(jiān)測接受機結構原理框圖

數(shù)字無線電接收模塊包括兩個子模塊：射頻下變頻模塊和高速中頻采集模塊。

射頻下變頻模塊將關心的射頻頻帶下變頻至中頻信號，然后將中頻信號輸送至高速中頻采集模塊。

高速中頻采集模塊的核心是一個高速ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和一個提供硬件處理功能的數(shù)字下變頻專用芯片。數(shù)字下變頻處理對寬帶的信號進行實時抽取并下變頻到基帶，適合于捕捉廣播信號、無線信號和其他通信信號。數(shù)字下變頻處理還能將采集到的中頻信號波形轉(zhuǎn)換為I/Q復信號數(shù)據(jù)輸出。該高速中頻采集模塊利用具有專利技術的高速專用芯片進行數(shù)據(jù)傳輸，通過DMA將數(shù)據(jù)傳送至控制器，降低控制器CPU負荷，使其專注于完成先進的分析處理、圖形化顯示和數(shù)據(jù)交換等工作。如圖7所示：

圖7、數(shù)字無線電接收模塊架構

射頻下變頻模塊首先對信號進行用戶指定的衰減，經(jīng)過上變頻后通過表面聲波濾波器濾除鏡頻，然后進行多級下變頻，最后輸出中頻信號。射頻下變頻模塊利用具有高精度和高穩(wěn)定度的恒溫晶振作為系統(tǒng)參考時鐘，提供極高的頻率精度。

為了便于緊湊的封裝，模塊選用高性能的微型YIG振蕩器產(chǎn)生上變頻階段所需的高頻本振信號。YIG振蕩器是一種可以產(chǎn)生非常純凈的高頻信號的振蕩器，往往體積很大。設備中射頻下變頻模塊利用該領域突破性的技術，在設計中使用了極小的YIG振蕩器。YIG振蕩器可調(diào)諧到指定的頻段，允許用戶設定到射頻下變頻模塊所需的頻率。射頻下變頻模塊周全的頻率規(guī)劃和多級變頻架構確保了儀器低雜散響應和大動態(tài)范圍的優(yōu)秀特性。如圖8所示：

圖8、射頻下變頻模塊架構