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EF 2014/2015

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Messgeräte Bild 4: Ein

Messgeräte Bild 4: Ein High-Level-Blockdiagramm demonstriert, wie durch den Einsatz eines FPGAs auf einem Vektorsignal-Transceiver die Steuerschleifenlogik des Prüflings direkt in das Messsystem integriert wird. gel des Generators so reguliert, dass die gewünschte Leistung erreicht wird. Dies kann sehr zeitintensiv sein und bei klassischen Messgeräten bis zu fünf Sekunden dauern. Der Großteil dieser Zeit wird auf das Steuern des Messgeräts durch GPIB oder Ethernet verwendet. Die Ausfallzeit eines Messgeräts kann größtenteils mit einem Vektorsignal-Transceiver verringert werden, da die Steuerschleife direkt auf dem anwenderprogrammierbaren FPGA implementiert werden kann (Bild 4). So lässt sich bei der Leistungspegelregulierung in unter 5 ms der gewünschte Ausgabewert erzielen. Dies führt, im Vergleich zu klassischen Messgeräten, zu einer Reduktion der Testzeit um das bis zu Tausendfache (Bild 5). Weitere RF-Anwendungen Mit einem offenen FPGA und einer flexiblen Hardwarearchitektur lassen sich mit einem softwaredesignten Vektorsignal- Transceiver mehr Aufgaben erledigen als mit den herkömmlichen VSAs/VSGs, die auf dem Signalverlauf basieren. Beispielsweise kann ein VST vollkommen neu entworfen werden, um eine komplexe Inline-Verarbeitung in Echtzeit für RF-Anwendungen durchzuführen, z. B. die Prototypenerstellung neuer RF-Protokolle, die Implementierung von Software-Defined Radios und die Emulation von RF-Kanälen. Dieses softwaredesignte Prinzip eröffnet eine Vielzahl neuer Möglichkeiten für Unternehmen mit Fachwissen zur Entwicklung von FPGA-basiertem Intellectual Property (IP). National Instruments arbeitet bereits mit mehreren Firmen zusammen, die IP für den VST entwickeln und verkaufen können, ebenso wie es bei App-Herstellern für Smartphones der Fall ist. Averna, ein National Instruments Platinum Alliance Partner, hat z. B. das erste, mit einem Vektorsignal- Transceiver betriebene Messgerät der Welt entwickelt – einen DOCSIS-Kanalemulator (Data Over Cable Service Interface Specification). ◄ Bild 5: Zwei unterschiedliche Zeitrahmen desselben Graphen demonstrieren die beachtliche Prüfzeitreduktion von 5 s auf 5 ms, wenn die Steuerschleifenlogik der Leistungsverstärkerregulierung vom Host auf einen FPGA verschoben wird. (d. h. ±3 dB) und im Betriebsbereich des Geräts nichtlinear. Je näher der Leistungsverstärker an seine maximale Ausgabeleistung herankommt, desto niedriger ist die Verstärkung. Aus diesen Gründen ist es wichtig, die Ausgabeleistung des Leistungsverstärkers an einen definierten absoluten Wert anzupassen, bevor Leistungsmessungen durchgeführt werden. Dies gilt auch außerhalb linearer Betriebsmodi. Für die korrekte Kalibrierung eines Leistungsverstärkers wird eine Rückkopplungsschleife für die Leistungsregulierung eingesetzt, um die finale Verstärkung zu bestimmen. Bei der Leistungspegelregulierung wird die Ausgabeleistung mit einem Analysator erfasst und der Leistungspe- Bild 6: Der DOCSIS Channel Emulator simuliert ein komplettes Kabelnetzwerk. 26 HF-Einkaufsführer 2014/2015

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 HF-Einkaufsführer 2014/2015 27

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