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2016/2017

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik Bild 12:

Messtechnik Bild 12: Links drei Kurven bezüglich Gain Compression, rechts Darstellung der PAE bei 3 dB Gain Compression Bild 13: Darstellung bei verschiedenen Performance-Kriterien Bild 14: Resultat der Optimierung und letztes Update der Anpassschaltung variieren und die Fähigkeit von NI AWR Design Environment ausnutzen, um bequem auf der Ausgangsleistung oder der Gain Compression basierende Konturen zu plotten. Bild 12 zeigt Kurven des aktuellen Gain-Compression-Wertes bis etwa 6 dB Gain Compression bei drei Frequenzen. Das Center Band mit 2,14 GHz und ein 3-dB-Kompressionspunkt wurden gewählt. Die Kurven/Konturen können nun für jede Messung, welche der Designer ausgewählt hat, geplottet werden. In diesem Bild hat den Nutzer die PAE und die Ausgangsleistung interessiert. Zusätzlich lässt sich die Anpassschaltung direkt von den Loadpull-Daten selbst aus optimieren. In Bild 13 sind Ausgangsleistung, Verstärkung und PAE geplotted, dieses Mal als eine Funktion der Frequenz. Die Anpassschaltungen können nun abgestimmt oder optimiert werden auf direkter Basis dieser Performance-Kriterien. Erwähnt sei, dass die Software es dem Nutzer ermöglicht, direkt abzustimmen und in einem weiten Bereich bereits vorhandener Algorithmen zu optimieren. Die Balken in den Darstellungen sind die Optimierungsziele. Sobald diese festgelegt wurden, kann die Optimierung anlaufen, wobei auf dem Weg zur gewünschten Performance die physikalischen Parameter der Anpassschaltung ständig auf den neusten Stand gebracht werden. In Bild 14 sieht man das Resultat der Optimierung und das letzte Update der Anpassschaltung. Für eine eventuelle weitere Optimierung lassen sich die Vorgaben bequem umändern, und die Parameter werden wiederum auf den neusten Stand gebracht. Die Fähigkeit, direkt vom anliegenden Performance Data File aus zu optimieren, ist eine der großen Stärken der Software, von der Anwender besonders profitieren. Schluss Die Load-pull-Methode wird weiterhin ein integraler Bestandteil im Design-Prozess für HFund Mikrowellen-Komponenten sein. Die neuen Variationsmöglichkeiten (Swept Format Files) sollten den Entwickler ermutigen, die Methode in ihrer erweiterten Form noch konsequenter zu nutzen. Bei einem empirisch basierten Design macht die Methode mit ihren neuen Fähigkeiten die Entwicklung unabhängiger von äußeren Einflüssen und vergrößert die Einfluss- und Gestaltungsmöglichkeit des Designers. Dieser kann auch zu früheren Entwicklungsstufen zurückkehren und von dort aus mit neuen und mehr Datenpunkten, verschiedenen Gamma Points oder unterschiedlichen Leistungs-Levels in eine neue Richtung starten. Dadurch wird der Design-Zyklus kürzer und sicherer zugleich. Der Entwickler muss nicht lange warten, bis sein nichtlineares Vierpolmodell kreiert wurde. Die reichhaltige Ausstattung mit Load-pull- Datensätzen verkürzt hingegen die Entwicklungszeit, insbesondere wenn man die Eingangsleistung variiert. NI AWR Design Environment besitzt genug Flexibilität, damit der Nutzer optimal und interaktiv mit den Loadpull-Daten umgehen kann und in die Lage versetzt wird, diejenigen auszuwählen, die das beste Ergebnis für sein Design-Projekt mit seinen eigenen Modellen versprechen. ◄ 14 HF-Einkaufsführer 2016/2017

Messtechnik Neue Perspektiven mit der Spektrumanalyse Getrieben durch die immer weitere Verbreitung von Wireless-Anwendungen und den Anspruch an minimale Störaussendungen in leistungsfähigen Digitalsystemen hat ein Umdenken in den Laboren und Prüffeldern eingesetzt: Während die Signalanalyse im Zeitbereich längst etabliert ist, findet nun die Spektrumanalyse noch mehr Beachtung. Quelle: Hameg Instruments GmbH www.rohde-schwarz.com Jedes periodische Signal außer dem Sinus – sei es Rechteck, Dreieck oder Sägezahn – kann durch eine Summe von Sinusschwingungen verschiedener Frequenz und Amplitude dargestellt bzw. in solche Sinusschwingungen zerlegt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, enthält jedes nicht sinusförmige Signal eine Anzahl von zusätzlichen Frequenzen, die viel Schaden anrichten können, beispielsweise als unerwünschte Nebenaussendung. Mit dem Spektrumanalysator werden diese Signale als Spektrallinien sichtbar gemacht. Die Amplituden der einzelnen Linien weisen einen sehr großen Dynamikumfang auf. Um alle anzeigen und auswerten zu können, wird das Signal logarithmiert und in der Regel als Leistung in dBm (0 dBm = 1 mW) in 50 Ohm umgerechnet. Der reale Laboralltag Kleine und mittlere Unternehmen implementieren häufig aus Aufwands- und Time-to-Market-Gründen die von den Halbleiterherstellern angebotenen (Wireless) Reference Designs in ihre Geräte, wollen aber zur Absicherung des Entwicklungsfortschrittes in allen Phasen des Projektes Pre-Compliance-Messungen mithilfe eines Spektrumanalysators im eigenen Hause durchführen. Nach erfolgter Zulassung ermöglicht der Spektrumanalysator in der Produktion von Baugruppen und Geräten mit der selektiven Leistungsmessung auf Funktions- und Systemtestebene völlig neue und effiziente Prüfstrategien. Zum Beispiel: HMS-Serie Die Analysatoren HMS1000 und HMS3000 verfügen über einen Frequenzbereich von 100 kHz bis 1 bzw. 3 GHz. Beide Geräte werden für Vierpolmessungen auch als HMS1010 bzw. HMS3010 mit Tracking-Generator angeboten. Der Amplitudenmessbereich erstreckt sich von -114 bis +20 dBm (1 kHz RBW) und kann mithilfe des optionalen Preamplifiers auf -135 dBm (100 Hz) erweitert werden. Die Anzeige umfasst 10 Div. sowohl für den Pegelals auch den Frequenzbereich. Die spektrale Reinheit ist bei 100 kHz Trägerabstand besser als -100 dBc/Hz. Besonderer Wert wurde auf umfangreiche und praxisgerechte Filterbandbreiten gelegt. So deckt der HMS3000 den Bereich 100 Hz bis 1 MHz (-3 dB) in einer 1:3-Stufung und zusätzlich für EMV-Messungen die CISPR-Bandbreiten 200 Hz, 9 kHz, 120 kHz und 1 MHz (-6 dB) ab. Als Detektoren stehen Auto-, Min-, Max-Peak, Sample, RMS und Quasi-Peak zur Verfügung. Radiomonitoring inklusive Mit den AM- und FM-Demodulatoren können Störer sowohl über den Kopfhörerausgang als auch über den eingebauten Lautsprecher leicht identifiziert werden, was häufig bei der Ursachenanalyse von großer Hilfe ist. Anwendungsfelder sind folglich, neben dem klassischen Laboreinsatz, auch die Überprüfung von Sendeanlagen, Kabeln und Antennen sowie die Beurteilung der Signalqualität im Bereich Rundfunk, Betriebsfunk etc. Die acht Marker, einschließlich Delta Marker, sowie diverse Peak-Search-Funktionen verkürzen die Analyse- und Auswertungszeit. Die Serie HMS hat trotz des 6,5-Zoll-VGA-TFT-Displays kompakte Abmessungen. Über den DVI-Ausgang ist neben einem Beamer auch ein handelsüblicher TFT-Monitor anschließbar, was für manuelle Abgleichplätze bei 19-Zoll-Montage des Geräts hilfreich ist. Neben den USB-Anschlüssen für Massenspeicher, Drucker und Fernsteuerzwecke wird optional auch eine IEEE-488- oder Ethernet/USB-Schnittstelle angeboten. ◄ HF-Einkaufsführer 2016/2017 15

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