Praxiseinstieg in die
Praxiseinstieg in die Spektrumanalyse Joachim Müller, 200 Seiten, über 200 überwiegend farbige Abbildungen, Diagramme, Plots, Format 21 x 28 cm, Art.-Nr.: 118106, 38,- € Firmen und Institute werden gegen Rechnung beliefert Bestellungen an: beam-Verlag, Postfach 1148, 35001 Marburg, info@beam-verlag.de Der Spektrumanalyzer steht mit an oberster Stelle der Wunschliste für die Laborausrüstung. Neuerdings kommen leistungsfähige Geräte im mittleren Preissegment auf den Markt, die es zunehmend erleichtern, diese Position der Wunschliste in die Realität umzusetzen. Weiterhin ist eine interessante Entwicklung bei den Oszilloskopen zu verzeichnen: Die Funktionalität der FFT, welche eine gleichzeitige Betrachtung von Zeit- und Frequenzbereich erlaubt. Die Einsatzmöglichkeiten eines Spektrumanalyzers sind vielfältig und beschränken sich nicht nur auf die Untersuchung eines Oszillatorsignals auf seine Ober- und Nebenwellen. Was in diesem Gerät steckt und wo die Problemzonen liegen, wird praxisnah und ohne höhere Mathematik dargestellt, hier die wesentlichen Kernthemen: 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 26 hf-praxis 7/2015
Quarze & Oszillatoren MEMS Oszillatoren – Die moderne Oszillatorlösung Von Axel Gensler, Produktmanager bei der Endrich Bauelemente GmbH samer die kristalline Struktur aufgebaut wird, desto genauer ist hinterher aber die Frequenzstabilität. Warum sind MEMS auf dem Vormarsch? Die MEMS-Idee geht zurück in die frühen 60iger Jahre, erste Silizium basierende Beschleunigungs- und Drucksensoren wurden bereits in den 70igern gefertigt. Die Entwicklung zu ersten MEMS-Oszillatoren, damals noch als Resonistor bezeichnet, geht auf Arbeiten um Raymond J. Wilfinger bei der Firma IBM Ende der 1960er Jahre zurück *). Die heutigen Oszillatorlösungen in dieser Technologie bestehen üblicherweise aus einem MEMS Resonator Chip und einem CMOS Halbleiter IC. Die beiden DIEs sind mit Bonddrähten elektrisch verbunden und in einem kostengünstigen, einfachen Plastikgehäuse verpackt. MEMS basierte Oszillatoren sind Taktgeber, die hinsichtlich ihrer Herstellung ICs ähnlicher sind als Quarzen. Sie bieten im Vergleich zu den Quarzoszillatoren eine weitaus höhere Zuverlässigkeit, „outstanding Features“ und bemerkenswerte Flexibilität. Die Kombination von kurzer Lieferzeit und marktgerechten Kosten macht MEMS-Oszillatoren zu einer guten Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen. Fast alle elektronischen Geräte, insbesondere im Bereich der Digitalisierung, benötigen einen Referenztakt. Diese Funktion wird, gerade wo es auf eine genaue Zeitreferenz ankommt, seit mehr als einem halben Jahrhundert von Quarzen oder Quarzoszillatoren geliefert. Eine echte Alternative dazu sind MEMS-Oszillatoren. Diese Bauteile werden in einem Standard- Halbleiterprozess hergestellt und profitieren dabei von dessen Vorteilen wie Größenreduktion, Qualität und Yield Rate sowie Lieferzeitverkürzung. Quarzoszillatoren dagegen benötigen für ihre Herstellung komplexe mechanische Prozesse, die eine Größenreduzierung oder eine schnelle Produktionsmengenänderungen schwierig machen. Außerdem sind sie durch die Verwendung der keramischen Gehäuse oft relativ teuer, denn die als Basismaterial benötigten Siliciumdioxid (SiO2) -Einkristalle müssen synthetisch hergestellt werden. Auch werden z.B. für ein Einkristall mit einer Länge von 200 mm und einer Breite von 50 mm für den Wachstumsprozess zwischen 40 und 80 Tagen benötigt. Je lang- MEMS versus Quarz- Oszillatoren - in der Erzeugung der Frequenz gibt es Unterschiede. Das Grundprinzip beim Quarzoszillator liegt im piezoelektrischen Effekt: Wird ein elektrischer Impuls über die aufgedampften Elektroden an das MEMS Lösung: Der Resonator ist eine mechanische Struktur, die direkt auf einem Silizium Wafer hergestellt wird. hf-praxis 7/2015 27
