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10-2013

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HF-Praxis 10/2013

Applikationen Bild 7:

Applikationen Bild 7: Dieser Prüfaufbau ermöglicht die Messung der Entkopplung von LO-zu-HF. die Seitenbandunterdrückung nicht vollkommen. Z.B. ergeben ein Phasenfehler von 1° und eine Ungleichheit der Amplitude 0.1-dB eine Seitenbandunterdrückung von 40 dB. Für eine Unterdrückung von 30 dB ist eine Kombination aus 1° Phasen- und 0,5-dB-Amplitudenunsymmetrie zulässig. Die Trägerfrequenz liegt mitten zwischen den Seitenbändern. Die Trägerunterdrückung hängt von der Mischersymmetrie ab, Bei einem guten Modulator sollte der Träger unter dem Pegel des unterdrückten Seitenbandes liegen. Bild 8: Die Messung der LO-zu-I/Q-Entkopplung verwendet einen Spektrumanalyzer Bild 9: Indem man Anschlüsse umschaltet können RF-zu-I/Q-Entkopplungmessungen gemacht werden. Der DUT- und der Referenzmischer werden an allen Ports mit Dämpfungspads versehen, um den Abgleich zu verbessern. Zu viel Dämpfung sollte vermieden werden, da sonst die Ausgangsleistung, des Netzwerkanalysator erhöht werden müsste. Dämpfungswerte von 6 bis 10 ist B sind für die meisten Fällen ausreichend. Die gleiche Vorsichtsmaßnahme betreffend des zulässigen Verlustes gilt auch gilt auch für die Auswahl der beiden Splitter. In Modulatoranwendungen haben die Amplituden- und Phasenungleichheit der I- und Q-Netze eine direkte Auswirkung auf die Seitenbandunterdrückung. Der Ausgang jedes Mischers ist ein Zweiseitenbandsignal. Die Mischerausgänge unterscheiden sich etwas in der Amplitude wegen der Ungleichheit im Quadratur-Hybrid- Ausgang und im ungleichen Umwandlungsverlust sowie im Phasengang der zwei Mischer. Diese Ausgangssignale werden im 0°-Hybrid-kombiniert. und durch die Amplituden- und Phasenungleichheit des Hybrids geändert. Vektorielle Addition der Mischer-Ausgangs-Seitenbandsignale führt zur Verstärkung eines der Seitenbänder und Abschwächung des anderenWegen der Unsymmetrie ist Entkopplungs- Messungen Die Prüfaufbauten für LO-zu- HF- (Bild 7), LO-zu-I- oder Q- (Bild 8) und HF-zu-I- oder Q- (Bild 9) Entkopplung benötigt man einen Spektrumanalysator. Hohe Entkopplung ist wünschenswert, um die Anforderungen an die Filter zu verringern. Für LO-Q und HF-Q- Entkopplungsmessungen wird der 50-Ohm-Term am Q-Port mit dem Spektrum-Anaylzer- Kabel am I-Port ausgetauscht. In einem typischen Demodulator sind die LO- und HF-Frequenzen sehr dicht beieinander. Beträgt z.B. die Differenz 100 kHz, erscheinen die IF-Produkte dritter und fünfter Ordnung bei 300 bzw. 500 kHz. Doppelbalancemischer haben eine sehr gute Unterdrückung geradzahliger Mischprodukte, so dass die ZF-Produkte zweiter und vierter Ordnung nicht von Bedeutung sind. Die Produkte dritter und fünfter Ordnung können mit einem Spektrum- Analysator gemessen werden. (Siehe Bild 6). 46 hf-praxis 10/2013

Applikationen Modern Definition of Terms quadrature phase shift keying modulator Quadrature phase-shift-keying (QPSK) modulators are fourport devices with RF-in, RFout, and two data input ports. A bipolar pulse signal is applied at data ports to produce an RF output signal phase-modulated by 0 (reference), 90, 180, or 270 degrees, depending an the state of the modulating signal. bine with the carrier to produce undesired signals at RF as below. f c ± nf i The most important products are the third and fifth, fe ± 34 and fe ± 5fi since they are very dose to the desired sideband and almost impossible to filter. For a demodulator, the harmonic products of interest are nf i n = 3 and 5 are the products of most interest. insertion loss The insertion loss of a phase modulator is measured statically in one of the possible four states and represents the worst-case loss for any state. For QPSK modulators, the insertion loss is 6 dB typically. Vswr VSWR is a measure of impedance match at input and output ports of the modulator. This parameter represents imperfect input and output impedances. Mini-Circuits‘ modulators have a VSWR of 1.3:1 typically. amplitude unbalance Amplitude unbalance is a measure of the worst-case variation in insertion loss between the four states in a QPSK modulator. phase unbalance Phase unbalance is a measure of the offset from the des‘ired carrier phase relative to the actual phase shift in any of the possible phase states. This is measured with respect to a reference or 0 degree phase state. In MCL catalog specifications, the reference is at the 0 degree phase state with + 20 mA for both control ports. 1 dB compression As RF signal input level is increased, output should follow in a linear manner. However, after a certain point, output signal level increases at a lower rate until the modulator output level becomes fairly constant. The RF input level for which the output level deviates from linearity by 1 dB is termed the „1 dB compression point“. l&Q In-phase and quadrature-phase carrier rejection The amount of carrier measured in dB below the desired output signal when a coherent signal of equal amplitude and 90° phase difference is applied to the I&Q ports. This is shown in fig. 1. f c & f i , are carrier and IF (I-Port/Q- Port) frequency. sideband rejection The amount of undesired sideband measured in dB below the desired sideband under the same conditions as the carrier rejection measurement. harmonic suppression In a modulator, besides the undesired sideband and carrier, harmonic products of the IF com- conversion loss For a modulator, conversion loss (C.L.), in dB, is defined as below C.L.(dB) = Input (I + Q) Power - Output RF Power of the dominant sideband. For a demodulator, it is defined as C.L.(dB) = RF Input Power - (I + Q) Output Power phase unbalance The deviation from 90° of the phase angle difference of the I&Q port output signals. amplitude unbalance For a demodulator, amplitude unbalance is the difference of the I and Q power. Amplitude Unbalance = P i (dBm) - P Q (dBm) hf-praxis 10/2013 47

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