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1-2017

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik Also: Bild 4

Messtechnik Also: Bild 4 zeigt das Ergebnis einer solchen Messung nach der Umrechnung. Das Schaubild zeigt die Messung eines hochreinen Sinussignals von 100 MHz mit einem Oszilloskop Keysight Infiniium DSAV334A mit einer Messapplikation namens „Infiniium Phase Noise“. Neben der Durchschnittsbildung des Jitterspektrums glättet diese Anwendung die Messkurve und entfernt Störspitzen. So bekommt man eine genauere Messung des zufälligen Phasenrauschens. Phasendemodulation mittels Vektorsignalanalyse Software zur Vektorsignalanalyse, wie etwa 89600B von Keysight, kann mit verschiedener Erfassungshardware zusammenarbeiten, auch mit Echtzeitoszilloskopen. Die Algorithmen für eine analoge Phasendemodulation arbeiten etwas anders als eine digitale Taktwiederherstellung, aber die Ergebnisse sind ziemlich ähnlich. Bild 5 zeigt in Form eines Blockschaltbildes, wie die Phasendemodulation in der VSA- Software 89600B funktioniert. Ein idealer Lokaloszillator wird per Algorithmus mit zwei Kopien des digitalisierten Signals gemischt, die jeweils 90 Grad gegeneinander verschoben sind. Die entstehenden Signale laufen dann über einen Tiefpass, der die hochfrequenten Mischprodukte entfernt, so dass nur der Phasen- (und Frequenz-) Fehler übrigbleibt. Man kann diese Ergebnisdaten Bild 5: Form eines Blockschaltbildes dann auf vielerlei Weise darstellen lassen, auch als Phasenspektrum. Die VSA-Software zur Demodulation der Phasenmodulation enthält zuschaltbare Algorithmen zur automatischen Nachführung der Trägerfrequenz und der Phase, wie Bild 6 zeigt. Der Algorithmus zur automatischen Trägererkennung stellt die Trägerfrequenz auf die nominale Signalfrequenz ein und überschreibt damit den vom Nutzer eingegebenen Wert. Diese Funktion arbeitet ähnlich wie die Datenrückgewinnung aus seriellen Signalen. Der Wert für die Trägerfrequenz wird für jede Datenerfassung neu errechnet. Der Algorithmus zur Phasenerkennung passt sich bei jeder Datenerfassung neu an die nominale Phase des Eingangssignals an. Bild 7 zeigt eine Messung des gleichen reinen 100-MHz-Sinussignals mit dem glei- Bild 6: VSA-Software zur Demodulation der Phasenmodulation chen Oszilloskop DSAV334A, also prinzipiell die gleiche Messung wie weiter oben bereits beschrieben. Jetzt aber steuert die VSA-Software die Datenerfassung, demoduliert die Phase und mittelt das Spektrum des Phasenrauschens. Die Messergebnisse beider Methoden der Phasendemodulation stimmen sehr gut miteinander überein. Bild 7 zeigt eine Messung des gleichen reinen 100-MHz-Sinussignals mit dem gleichen Oszilloskop DSAV334A. Jetzt steuert die VSA-Software die Datenerfassung Zusammenfassung Will man mit einem Echtzeit-Oszilloskop das Phasenrauschen messen und darstellen, kann man die digitalisierten Signale mit verschiedenen Algorithmen bearbeiten. Man muss hierbei allerdings einige Kompromisse eingehen, aber letztlich bleibt festzustellen, dass man durchaus mit einem Oszilloskop das Phasenrauschen messen kann, falls diese Notwendigkeit besteht. Im zweiten Teil dieses Artikels wird diskutiert, welche Genauigkeit man bei solchen Messungen mit dem Oszilloskop erreichen kann und welche Kompromisse man einzugehen hat. ■ Keysight Technologies Inc. www.keysight.com 14 hf-praxis 1/2017

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