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1-2021

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik Für drinnen

Messtechnik Für drinnen und draußen Kompakter und leistungsstarker Spektrumanalysator Wer einen hochwertigen HF-Allrounder sucht, findet im R&S FPL1000 ein attraktives Angebot. Kompakter als im Spektrumanalysator R&S FPL1000 kann man Leistungsfähigkeit nicht verpacken. Das handliche „Messköfferchen“ hat es in sich und bietet nicht nur eine Vielzahl an Spektrumsmessungen, sondern analysiert auch digital modulierte Signale und misst Leistungen hochpräzise – auf Wunsch akkubetrieben. Autoren: Klaus Theißen Thomas Tobergte Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG info@rohde-schwarz.com www.rohde-schwarz.com Mit entsprechenden Messköpfen ist der R&S FPL1000 auch für präzise Leistungsmessungen einsetzbar Außer der klassischen Spektrumanalyse beherrscht das Gerät schon in der Basiskonfiguration Funktionen wie die Spektrogrammmessung, eine Fülle spektraler Messungen wie CP, ACLR, C/N, C/N0 oder OBW (Bild 1) sowie Gated-Sweep- Messungen für gepulste Signale. Weitere Messfunktionen wie die Analyse analog oder digital modulierter Signale oder Verstärkermessungen (Rauschzahl, Verstärkung, Y-Faktor) sind optional verfügbar. Seine technischen Daten machen den R&S Bild 1: Standardmäßig werden diverse fortgeschrittene Spektrum-Messmodi unterstützt FPL1000 zum Primus inter Pares in seiner Klasse. Bemerkenswert sind ein Phasenrauschen von -108 dBc (10 kHz Offset, 1 GHz Träger), ein TOI von 20 dBm und dank des eingebauten Vorverstärkers ein DANL (Displayed Average Noise Level) von -167 dBm (10 MHz bis 2 GHz). Bei der geringen Tiefe des Geräts (235 mm) bleibt viel Platz auf dem Labortisch für das Messobjekt. Das 10,1-Zoll-Display stellt im MultiView-Modus verschiedene Messungen auf einen Blick dar. Die Bedienoberfläche ist einfach zu nutzen und selbsterklärend. Nur 6 kg schwer, ist der R&S FPL1000 mit eingebautem Akku und Transporttasche auch im Feld komfortabel einsetzbar. Analyse bis 7,5 GHz Der R&S FPL1000 wird in zwei Grundmodellen mit Frequenzbereichen von 5 kHz bis 3 GHz oder 7,5 GHz angeboten und kann durch eine Reihe von Optionen wie beispielsweise Demodulation von analogen AM-/FMund PM-Signalen, Rauschzahlmessungen und EMI-Messungen (optional) erweitert und an die jeweilige Messaufgabe angepasst werden. Diese und zwei weitere Optionen seien im Folgenden näher beschrieben. Vektorsignalanalyse Die Software-Option R&S FPL1-K70 unterstützt die Demodulation von Digitalsignalen – von einfachen MSK-Signalen bis zur 4096QAM – mit einer Bandbreite von 40 MHz und demoduliert auch zahlreiche Standards wie Bluetooth, Zig- Bee, DECT und DVB-S2. Der Anwender kann darüber hinaus eigene Modulationsarten definieren und als neue Standardmessung ablegen. Die Option enthält einen digitalen Equalizer zur Korrektur der Kanalantwort, eine automatische Korrektur von I/Q-Fehlern und stellt die Messwerte in tabellarischer und grafischer Form dar (Bild 2). Die Option R&S FPL1-K70M (Multimodulationsanalyse) erweitert die R&S FPL1-K70 und unterstützt die Analyse von DVB-S2X-Signalen. Eine zusätzliche Erweiterung ist die Option R&S FPL1-K70P, die die Bestimmung der Bitfehlerrate (BER) ermöglicht. 44 hf-praxis 1/2021

Messtechnik Bild 2: Mit der Option „Vektorsignalanalyse“ geht der R&S FPL1000 digital modulierten Signalen auf den Grund, hier einem 64QAM-Signal Skalare Netzwerkanalyse mit internem Signalgenerator Mit der Hardware-Option R&S FPL1-B9 steht für beide Modelle des R&S FPL1000 ein interner Generator bis 3 oder 7,5 GHz zur Verfügung, der als unabhängige CW-Quelle und als Mitlaufgenerator betrieben werden kann (Bild 3). Der breite spektral reine Pegelbereich des Generators von -60 bis +10 dBm erlaubt Messungen mit hoher Dynamik. Mithilfe der CW-Quelle kann der Anwender beispielsweise auf einfache Weise die Harmonischen aktiver Bauelemente bestimmen. Der Betrieb als Mitlaufgenerator ermöglicht die skalare Netzwerkanalyse – beispielsweise die Messung der Frequenzantwort eines Bandpasses in absoluter oder normierter Darstellung. Mit verschiedenen Kalibriermethoden (Transmission, Short und Open) wird z.B. die Dämpfung der HF- Kabelverbindungen zum Messobjekt berücksichtigt. Zahlreiche Standardfunktionen vereinfachen die Auswertung und Automatisierung der Messung. Dies sind unter anderem die Markerfunktion „n-dB down“, mit der die Durchlassbandbreite eines Filters geprüft wird, sowie Grenzwertlinien, die dabei helfen, ein Filter anhand einer vorgegebenen Maske zu qualifizieren (Bild 4). Störstrahlungen im Visier Verlässliche Precompliance- Tests gelingen hier schon mit kleinem Budget: Der universelle Spektrumanalysator R&S FPL1000 geht mit seiner optionalen EMI-Messfunktion auch dem Störverhalten von Messobjekten auf den Grund. Die Option EMI Application R&S FPL1-K54 erweitert seinen Funktionsumfang für EMI- Anwendungen zum Erfassen leitungsgebundener und gestrahlter Störemissionen (Bild 5) bis zu einer Frequenz von 3 GHz (R&S FPL1003) oder 7,5 GHz (R&S FPL1007). Dank der hochwertigen HF-Signalverarbeitung des Spektrumanalysators entsprechen die Messergebnisse häufig nahezu denen, die man mit spezialisierten und deutlich teureren EMI- bzw. Compliance-Messgeräten erzielt. Damit ist der R&S FPL1000 eine preisgünstige Lösung für aussagekräftige Precompliance-Anwendungen. Messungen nach allen gängigen Standards Filterform und -breite können bei Spektrumanalysatoren in der Regel aus vielen vordefinierten ausgewählt werden. Die Breite der RBW-Filter gängiger Analysatoren wird über die 3-dB- Punkte der Filter festgelegt. Für EMI-Messungen schreiben die Standards aber spezielle Filter mit 6-dB-Punkten vor, was zu den dafür notwendigen steileren Filterflanken führt. Diese Filter sind in den Standards CISPR 16-1-1 und MIL-STD-461 definiert (CISPR 16-1-1: 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz und 1 MHz; MIL-STD-461: 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz und 1 MHz). Sie alle sind Bestandteil der Option R&S FPL1-K54. CISPR 16-1-1 beschreibt außerdem EMI-spezifische Detektoren: Quasipeak, CISPR Average und RMS Average. Der Quasipeak-Detektor wurde eingeführt, um die von einer Pulsfrequenz abhängige Störwirkung auf den analogen (AM-) Funkempfang abzubilden. Die wahrgenommene Störung nimmt zu niedrigeren Pulsfolgefrequenzen hin ab. Dies bedeutet, dass Störpegel bei niedrigen Pulsfrequenzen mit geringeren Werten angezeigt werden als bei Verwendung des Peak-Detektors. Der Quasipeak-Detektor führt somit niemals zu höheren Bewertungen als mit dem Peak- Detektor und erfordert nach Standard eine minimale Messzeit von 1 s. Der CISPR-Average-Detektor hat, wie auch der Quasipeakund der RMS-Average-Detektor, eine Zeitkonstante, um das Anzeigeverhalten eines analogen Zeigerinstruments nachzubilden (Kompatibilität zu früheren analogen Messgeräten). Dies führt gegebenenfalls zu einer höheren Anzeige als mit dem RMS-Average-Detektor. Letzterer dient dazu, die von der Pulsfrequenz abhängige Störwirkung auf den Bild 3: Dialogfeld zur Konfiguration des internen Generators hf-praxis 1/2021 45

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