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12-2012

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HF-Praxis 12-2012

Titelstory Optimierung

Titelstory Optimierung des Durchsatzes von Produktionstests mit Signal- oder Spektrumanalysatoren Der Durchsatz ist bei automatischen Testsystemen für Produktionstests das oberste Kriterium. Werden in solchen Systemen Signalanalysatoren eingesetzt, muss meist ein Kompromiss zwischen Geschwindigkeit, Reproduzierbarkeit und Dynamikbereich gefunden werden. Von Bob Nelson & Peter Mosshammer, Agilent Technologies Die meisten modernen Signalanalysatoren (einschließlich denen der Familie X von Agilent) sind mit Wobbelfunktionen ausgerüstet, können also das fragliche Spektrum durchstimmen. Deswegen können diese Geräte für viele anspruchsvolle Messaufgaben optimiert werden. Im Folgenden werden einige dieser Funktionen vorgestellt und besprochen, wie sie am günstigsten eingesetzt werden, wenn der Durchsatz eines Testsystems maximiert werden soll. Geschwindigkeit, Reproduzierbarkeit und Dynamikbereich Man kann eigentlich nicht über die Geschwindigkeit einer Messung diskutieren, ohne die Reproduzierbarkeit im Blick zu behalten. Die Standardabweichung einer Messung lässt sich zwar mittels Durchschnittsbildung verringern, das kostet aber Zeit. Meistens muss daher ein Kompromiss zwischen Messzeit und Reproduzierbarkeit geschlossen werden. Der Zusammenhang zwischen Messzeit und Reproduzierbarkeit ist offensichtlich, dass aber auch eine Beziehung zwischen Messzeit und Dynamikbereich besteht, wird häufig übersehen. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Messung eines kleinen Signals, für die die Auflösungsbandbreite reduziert werden muss (was die Wobbelzeit verlängert). Manchmal werden Einzelmessungen definiert, die dann ohne Berücksichtigung eines übergeordneten Plans einfach aneinanderhängt werden. Der maximale Durchsatz wird aber nur dann erreicht, wenn der komplette Testplan im Auge behalten wird und dabei Messgeschwindigkeit, Reproduzierbarkeit und Dynamikbereich gleichermaßen berücksichtigt werden. Erstellung des Testplans Der erste Schritt zur Erstellung eines Testplans besteht darin, die geplanten Messungen zunächst einzeln durchzuführen und sie einzeln im Sinne der oben genannten drei Kriterien zu optimieren. Bild 1 zeigt die Reproduzierbarkeit einer schnellen Messung der Nachbarkanalleistung (ACP, Adjacent Channel Power), aufgetragen gegen die Mess- und Datenübertragungszeit. Wird die Zahl der Einzelmessungen vergrößert, verbessert das die Reproduzierbarkeit der Messung. Wird die Messzeit verlängert, können mehr Einzelmessungen durchgeführt werden, was wiederum die Reproduzierbarkeit verbessert. Bei der optimalen Messzeit ergibt sich eine Standardabweichung, die noch genug Reserven lässt, dass das Testobjekt die vorgegebenen Grenzen beim Dynamikbereich sicher einhält. Ist ein größerer Dynamikbereich verfügbar, dann ist eine größere Standardabweichung bei der ACP-Messung vertretbar. Dies ergibt eine schnellere Messung, die dennoch sicher stellt, dass die Testobjekte die gesetzte Grenze einhalten. Dieses Beispiel zeigt, wie Messgeschwindigkeit, Reproduzierbarkeit und Dynamikbereich miteinander zusammenhängen. Eine Verbesserung des Dynamikbereichs kann Zeit kosten, muss es aber nicht. Angenommen, das Grundrauschen des Analysators soll verringert werden. Dann könnte hierzu die Auflösungsbandbreite reduziert werden, was wiederum die Wobbelzeit erhöht und die Messung generell verlangsamt. Falls das möglich ist, könnte aber auch die Eingangsdämpfung verringert 8 hf-praxis 12/2012

CST STUDIO SUITE 2012 Discover what happens… Making Sense of the Real World – System Level EM Simulation • Components don’t exist in electromagnetic isolation. They influence their neighbors’ performance. They are affected by the enclosure or structure around them. They are susceptible to outside influences. With System Assembly and Modeling, CST STUDIO SUITE 2012 helps optimize component as well as system performance. If you’re more interested in filters, couplers, planar and multilayer structures, we’ve a wide variety of worked application examples live on our website at www.cst.com/apps. Get the big picture of what’s really going on. Ensure your product and components perform in the toughest of environments. Simulation of cancer treatment by RF thermoablation Involved in biomedical applications? You can read about how CST technology was used to simulate biomedical devices at www.cst.com/biomed. Choose CST STUDIO SUITE 2012 – complete technology for 3D EM. CHANGING THE STAN DARDS CST of America®, Inc. | To request literature (508) 665 4400 | www.cst.com

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