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1-2018

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Wireless Zynq

Wireless Zynq UltraScale+ RFSoC-Familie mit integrierter HF-Signalkette für 5G Wireless, Cable Remote-PHY und Radar 5G Wireless Die Zynq UltraScale+ RFSoC-Bausteine ermöglichen den Aufbau extrem Bandbreiten-intensiver Systeme für die drahtlose Infrastruktur der nächsten Generation. Die Voraussetzungen für 5G – fünffache Bandbreite, 100-fache Nutzer-Datenraten und 1000-fach größere Netzkapazität – wären ohne Technologie-Durchbrüche auf der Systemebene kaum erreichbar. Die Integration von diskreten HF-Datenwandlern und die Optimierung der Signalkette in den Zynq UltraScale+ RFSoCs erlaubt den Aufbau von entfernten Radio Heads für Massive-MIMO, Wireless Backhaul und drahtlosen Festnetzzugriff. Damit realisiert man hohe Kanaldichten bei einer Reduktion der Leistung und des Footprint um 50 bis 75 Prozent. Mehrere integrierte SD-FEC- Kerne ermöglichen gegenüber Softcore- Implementierungen auch unter stringenten thermischen und Leistungsbedingungen im 5G-Basisband den zehn- bis zwanzigfachen Systemdurchsatz. Xilinx, Inc. hat kürzlich mit den ersten Auslieferungen seiner Zynq UltraScale+RFSoC- Familie begonnen, deren Architektur die HF- Signalkette in einem SoC integriert. Dies ist ein bedeutender Technologie-Durchbruch im Hinblick auf Anwendungen für 5G Wireless, Cable Remote-PHY und Radar. Auf der Basis der 16-nm-UltraScale+ MPSoC- Architektur bieten diese All Programmable RFSoCs die monolithische Integration der HF-Datenkonverter mit 50- bis 75-fachen Gewinn an Systemleistung und Footprint- Reduzierung. Durch SD-FEC (Soft-Decision Forward Error Correction) erfüllen sie dabei die 5G- und DOCSIS 3.1-Standards. Mit der Auslieferung der ersten Samples an zahlreiche Kunden ist die Zynq UltraScale+ RFSoC-Familie ab sofort im Xilinx Early Access Program verfügbar. System on Chip integriert die HF-Signalkette Die Zynq RFSoCs kombinieren die HF- Datenwandler und SD-FEC-Kerne mit High- Performance 16-nm-UltraScale+ programmierbarer Logik und ARM-Mehrprozessorsystem. Sie bilden damit eine durchgehende Analog-auf-Digital-Signalkette. Während die HF-auf-Digital Signalaufbereitung und -verarbeitung typischerweise in Stand-alone Subsysteme segmentiert wird, vereinigen die Zynq UltraScale+ RFSoCs das analoge, digitale und eingebettete Software-Design in nur einem monolithischen Baustein und erzielen damit robuste Systeme. Folgende Funktionalitäten sind innerhalb der Familie verfügbar: • Acht 12-bit-ADCs mit 4 GS/s, oder sechzehn mit 2 GS/s , • Acht bis sechzehn 14-bit-DACs mit 6,4 GS/s, • Integrierte SD-FEC Cores mit LDPC und Turbo-Codecs für 5G nach DOCSIS 3.1, • ARM Prozessor Subsystem mit Quad-Core Cortex-A53 und Dual-Core Cortex-R5, • 16-nm UltraScale+ programmmierbare Logik mit integrierten Nx100G Kernen, • Bis zu 930000 Logikzellen und mehr als 4200 DSP-Slices. Die von der Zynq RFSoC-Familie angesprochenen Einsatzfelder umfassen entfernte Funkleitstellen (radio heads) für Massive- MIMO, mobiles Backhaul für Millimeterwellen, 5G Baseband, drahtloser Festnetzzugang, Remote-PHY Nodes für Kabel-TV, Radar, Test und Messtechnik, Satcom und Milcom/Airborne Radio und weitere High- Performance HF-Applikationen. Cable Remote-PHY Ähnliches gilt für breitbandige Kabeldienste. Hier bieten die Zynq RFSoCs eine Kombination aus kleinem Formfaktor, Leistungs- Effizienz und Hardware-Flexibilität zur Erstellung von Remote-PHY-Systemen. Die verteilten Zugangs-Architekturen verschieben dabei die DOCSIS 3.x PHY Funktionalität vom zentralisierten Headend-Equipment in Richtung des Remote-PHY Node, und damit näher zum Kunden. Durch den Ersatz der ineffizienten analogen optischen Übertragung durch den universell verfügbaren Ethernet Transport verbessern sich die Netzkapazität, die Skalierbarkeit und die Performance. Durch HF-Integration und die LDPC-FEC-basierte Signalkette gewährleisten die RFSoCs die flexible Einrichtung von R-PHY mit wesentlich besserer spektraler Effizienz entsprechend DOCSIS3.1. Radar Die Zynq RFSoCs liefern auch die nötige Performance und Adaptierbarkeit für öffentliche Telecom-Programme wie die MPAR-Initiative (Multi-function Phased Array Radar) zur Kombination der Funktionen mehrerer nationaler Radarnetze in ein einziges System für die Luftraum- und Wetterbeobachtung. Da derartige technisch führende Systeme in Echtzeit arbeiten müssen, bildet die Integration der HF-Analogverarbeitung im Zynq UltraScale+ RFSoC eine ideale Lösung. Zynq RFSoC-Bausteine werden derzeit in den Rockwell-Collins Common Module Beamformer für das Darpa ACT Programm (Arrays at Commercial Time Scales) integriert. ACT soll die Entwicklungszyklen und Updates im Feld vereinfachen und verkürzen und dabei die traditionellen Barrieren für Radar-Arrays überwinden. ■ Xilinx, Inc., www.xilinx.com/rfsoc 40 hf-praxis 1/2018

EMV Leistungsverstärker für EMV-Messungen individuell abgestimmt auf die Anforderungen des Kunden gefertigt werden. Somit steht dem Kunden zu einem optimalen Preis die optimale Lösung für seine Messungen bereit. ■ Telemeter Electronic GmbH www.telemeter.info EMV-Filter für anspruchsvolle Einphasenanwendungen Komplexe EMV-Messungen sind heutzutage unerlässlich. Aus diesem Grund hat Telemeter Electronic sein Produktspektrum um erstklassige Leistungsverstärker erweitert. Diese sind entweder als Modul konzipiert oder schon in ein 19-Zoll-Rack integriert. Mit dieser neuen Verstärkerserie lassen sich nun verschiedene Frequenzbereiche zwischen 20 MHz und 8 GHz abdecken. Die typische Verstärkung dieser Systeme liegt hierbei, je nach Kundenwunsch, zwischen 11 dB bis hin zu 60 dB. Durch einen Intercept Point IP3 zwischen 43 dBm bis 64 dBm kann der Anwender die Verstärker auch in Systeme mit einer sehr hohen Anforderung an die Linearität integrieren. Bei diesen Modellen ist besonders hervorzuheben, dass sie Drei besonders leistungsfähige EMV-Filter-Serien für Einphasenanwendungen mit hohen Anforderungen an die Dämpfungseigenschaften führt SE Spezial-Electronic mit den Baureihen FN 2010, FN 2030 und FN 2090 von Schaffner im Programm. Die kompakten EMV-Filter sind für eine Dauerbetriebsspannung von maximal 250 V AC und Bemessungsströme von 1 bis 60 A (FN 2010), 1 bis 30 A (FN 2030) oder 1 bis 20 A (FN 2090) ausgelegt. Wie alle Mitglieder der FN 2000-Serie mit einem DC Approval versehen, können sie ohne weitere Nachprüfungen auch für 250 V DC eingesetzt werden. Außerdem verfügen die, gemäß UL 1283, IEC 60939-2 und CSA C22.2 No.8, zertifizierten Filterbausteine über das CE-Prüfzeichen und erfüllen die Richtlinie RoHS II (2011/65/EU). ■ SE Spezial-Electronic GmbH emech@spezial.com www.spezial.com Fachbücher für die Praxis Praxiseinstieg in die Spektrumanalyse Joachim Müller, 21 x 28 cm, 198 Seiten, zahlr. überwiegend farbige Abb. Diagramme, Plots ISBN 978-3-88976-164-4, beam-Verlag 2014, 38,- € Art.-Nr.: 118106 Ein verständlicher Einstieg in die Spektrumanalyse - ohne höhere Mathematik, der Schwerpunkt liegt auf der Praxis mit Vermittlung von viel Hintergrundwissen. Hintergrundwissen: • Der Zeit- und Frequenzbereich, Fourier • Der Spektrumanalyzer nach dem Überlagerungsprinzip • Dynamik, DANL und Kompression • Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor, EMV-Detektoren • Die richtige Wahl des Detektors • Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope mit FFT • Auswahl der Fensterung - Gauß, Hamming, Kaiser-Bessel • Die Systemmerkmale und Problemzonen der Spektrumanalyzer • Korrekturfaktoren, äquivalente Rauschbandbreite, Pegelkorrektur • Panorama-Monitor versus Spektrumanalyzer • EMV-Messung, Spektrumanalyzer versus Messempfänger Messpraxis: • Rauschmessungen nach der Y-Methode, Rauschfaktor, Rauschmaß • Einseitenbandrauschen, Phasenrauschen • Signal/Rauschverhältnis, SNR, S/N, C/N • Verzerrungen und 1 dB-Kompressionspunkt • Übersteuerung 1.Mischer - Gegenmaßnahmen • Intermodulationsmessungen • Interceptpoint, SHI, THI, TOI • CW-Signale knapp über dem Rauschteppich • Exakte Frequenzmessung (Frequenzzählerfunktion) • Messung breitbandiger Signale • Kanalleistungsmessung, Nachbarkanalleistungsmessung • Betriebsart Zero-Span • Messung in 75-Ohm-Systemen • Amplituden- und Phasenmodulation (AM, FM, WM, ASK, FSK) • Impulsmodulation, Puls-Desensitation • Messungen mit dem Trackingenerator (skalare Netzwerkanalyse) • Tools auf dem PC oder App’s fürs Smart-Phone Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de

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