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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Titelstory Bild 3: 100

Titelstory Bild 3: 100 MHz OCXOs als DUT1 und DUT2 Bild 2: Aufbau Rauschbodenmessung Correlation Improvement Factor ist eine errechnete Kurve, die auf dem Display in einem schattierten Bereich unter der gemessenen Datenkurve angezeigt wird. Diese errechnete Kurve ist nützlich zur Beurteilung der Sicherheit der gemessenen Daten, sie liegt zwischen den gemessenen Daten und dem berechneten Improvement Factor. gewiesene Genauigkeit und Schnelligkeit beginnt aber schon mit dem analogen Frontend (Bild 1) mit seiner beispiellosen Performance. Schlüsselkomponenten des analogen Frontends sind zwei RF Synthesizer der Holzworth HSX Series, die als interne LOs (Local Oscillators/Überlagerungsoszillatoren) arbeiten. Diese sehr rauscharmen RF Synthesizerquellen ergänzen die Dualcore FFT Engine und bilden so einen der fortschrittlichsten verfügbaren Phasenrausch-Analysatoren. Das einzigartige rekonfigurierbare Frontend bietet direkten Zugriff auf die internen LOs und zugleich auf die RF- und LO-Eingänge jeden Phasendetektorkanals (Mischstufe). Damit hat der Anwender Zugriff auf Systempunkte, an denen der absolute Phasenrauschboden des Analysators gemessen werden kann HA7062C Rauschboden messung, Übersicht Schlüssel für die Messung des absoluten Phasenrauschbodens mit den Analysatoren der HA7000-Serie ist der direkte Zugriff auf die internen Phasendetektoren (Mischstufem) mittels der DUT ch1 und DUT ch2 Eingänge. Der Zugriff auf jeden Phasendetektor ermöglicht es dem Anwender, zwei separate, nicht kohärente RF-Signalquellen anzuschließen. Bei richtiger Konfiguration wird jedes am DUT-ch1-Eingang vorhandene Rauschen mit jedem am DUTch2-Eingang vorhandenen Rauschen nicht korreliert. HA7062C Echtzeit Phasenrausch-Analysatoren Bezüglich erwiesener Genauigkeit, hoher Zuverlässigkeit, Automation und Flexibilität ist der HA7062C Echtzeit Phasenrausch-Analysatoren industrieweit führend. Er bietet extreme schnelle Messgeschwindigkeit, reduziert die Produktentwicklungszeit und/oder optimiert den Durchsatz im Prüffeld-ATE. Der HA7062C verfügt über einen sehr schnellen DSP für Echtzeitmessungen. Die nach- Bild 4: Phasenrauschböden bei 100 MHz 8 hf-praxis Best of 2018

Titelstory Bild 5: Gemessener Rauschboden vs. Cross Correlation Improvement Factor Wie in Bild 2 dargestellt, werden die externen HF-Signalquellen als DUT1 und DUT2 bezeichnet. Die internen LO-Quellen (Local Oscillator - „HSX Series Synthesizer“) des Analysators werden hier als LO1 und LO2 bezeichnet. Die internen LOs sind die begrenzenden Faktoren für den Phasenrauschboden des Analysators im internen LO-Mode. Um die Rauschbodengrenze des Instruments genau wiederzugeben, sollten die Signalquellen DUT1 und DUT2 das gleiche oder bessere Phasenrauschverhalten wie LO1 und LO2 aufweisen. Holzworth empfiehlt daher einen Satz Festfrequenz-OCXOs (Oven Controlled Crystal Oscillators) als DUT1 und DUT2, um ein besseres Phasenrauschen als die internen LO1- und LO2-Synthesizer zu gewährleisten. Beispiel Rauschbodenmessung Wie bereits erwähnt, sollten die Quellen DUT1 und DUT2 zur Messung des absoluten Rauschbodens des Echtzeit Phasenrausch-Analysators HA7062C das gleiche oder bessere Phasenrauschen aufweisen, als die internen RF-Synthesizer der HSX Serie LO1 und LO2. In diesem Beispiel wurden zwei 100 MHz OCXOs von Wenzel Associates als DUT1 und DUT1 ausgewählt (siehe Bild 3). Beachten Sie, dass sowohl der Mess-Offsetfrequenzbereich als auch die Anzahl der ausgewählten Kreuzkorrelationenen den absoluten Phasenrauschboden eines Cross Correlation-Phasenrauschanalysators direkt beeinflussen. Wenn DUT1 und DUT2 an ihre jeweiligen Eingangsports angeschlossen sind, muss der Benutzer dann gezielt die gewünschten Einstellungen am Mess-Offsetfrequenzbereich und an der Anzahl der gewünschten Kreuzkorrelationen vornehmen. Sobald diese Einstellungen in die Applikations-GUI eingegeben wurden, wählt der Benutzer einfach Acquire, und die Echtzeit-Cross Correlation Engine misst schnell den Rauschboden des Instruments. Bild 4 zeigt die verschiedenen Pegel der gemessenen Rauschböden des Instruments bei 1x, 10x und 100x Kreuzkorrelationen für ein 100-MHz-Messobjekt (DUT). Beachten Sie, dass diese Daten nicht von der tatsächlichen Leistungsfähigkeit der Signalquellen abhängig sind, die als DUT1 und DUT2 verwendet werden, sondern dass ihr Phasenrauschverhalten mindestens so gut sein muss, wie das der internen LO-Synthesizer. Das Phasenrauschverhalten der internen LOs ist im Benutzerhandbuch des Analysators verfügbar. Echte Daten sorgen für eine gute Laune Die Phasenrauschanalyse ist ein sehr nützliches Werkzeug zur Quantifizierung der Signalstabilität und wird in der Elektronik- und Kommunikationsindustrie immer häufiger eingesetzt. Mit dem Aufkommen der Kreuzkorrelation in der Phasenrausch-Analyse sind nun auch Messböden erfassbar, die bisher als unmöglich galten. Es ist jedoch sehr wichtig, die grundlegenden Grenzen des Phasenrauschmesssystems zu verstehen, im Guten wie im Schlechten. Ohne die Kenntnis der tatsächlichen Rauschbodenbegrenzung des Systems ist es für den Benutzer schwierig, die Gültigkeit seiner Daten nachzuweisen. Das Holzworth-GUI (Bild 5) zeigt die Differenz zwischen dem aktuell gemessenen Rauschboden (grüne Linie) und dem berechneten Cross Correlation Improvement Factor (schattierter Bereich unter der roten Datenlinie). Der Cross Correlation Improvement Factor zeigt, dass es eine ausreichende Marge für den 100-MHz-OCXO gibt, der bei 25facher Kreuzkorrelation getestet wird. Die eigentliche 25fach kreuzkorrelierte Rauschbodenmessung zeigt jedoch, dass die Margen nicht so groß sind wie die, die durch die Echtzeitdaten ermittelt wurden. Wenn die Datenkurve tatsächlich mit dem gemessenen Rauschbodenverlauf konvergieren würde, dann hat der Anwender einen konkreten Hinweis darauf, dass das Testsystem unter den eingestellten Messbedingungen seine Grenzen erreicht hat. Eine größere Anzahl von Kreuzkorrelationen könnte dann verwendet werden, um den Rauschboden weiter zu reduzieren (wie in Bild 4 gezeigt) um die Datengenauigkeit sicherzustellen. Man muss die mathematische Natur von confidence interval, improvement factor, gain indicator usw. eines Cross Correlation- Phasenrauschanalysators verstehen, um das Messergebnis richtig zu interpretieren. Wenn dagegen ein Benutzer den Rauschboden auf einfachere Weise messen kann, sind solche Interpretationen nicht erforderlich. ◄ hf-praxis Best of 2018 9

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