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EF 2018/2019

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Einkaufsführer HF-Technik 2018/2019

Messtechnik

Messtechnik Frequenzbereich Band Scanzeit analoger Empfänger ca. Scanzeit TDEMI X ca. 9 kHz - 150 kHz A 24 Minuten 1s 150 kHz - 30 MHz B 1:40 Stunden 1s 30 MHz - 300 MHz C 1:30 Stunden 1s 30 MHz - 1 GHz C/D 5:25 Stunden 3s Tabelle 1: Typische Scanzeiten Superhetempfänger im Vergleich zu TDEMI X mit Quasi-Peak und CISPR-AVG parallel Frequenzbereich Band Scanzeit analoger Empfänger ca. Scanzeit TDEMI X ca. 1 GHz – 6 GHz E 50 s 0,4 s Tabelle 2: Typische Scanzeiten im Band E Detektor durchgeführt. Typische Scanzeiten für die Emissionsmessungen mit dem Quasi-Peak- Detektor, unter Verwendung eines Superheterodynempfängers, stellt Tabelle 1 exemplarisch dar und vergleicht sie mit dem TDEMI X (mit 645 MHz Echtzeitbandbreite). In Tabelle 2 sind die Scanzeiten für typische Messungen mit dem Peak und Average Detektor bei einer typischen Verweildauer von 10 ms im Band E angegeben Emissionsmessungen in Echtzeit Der TDEMI X Messempfänger ist sowohl im Empfängerbetrieb als auch im Echtzeit-Spektrogrammbetrieb vollständig normkonform und kann daher in beiden Betriebsarten für Full Compliance Messungen eingesetzt werden. Der Spektrogrammmodus vereint die Vorteile des Single-Frequency Modus eines klassischen Messempfängers mit der Mög-lichkeit, die Messung an allen Frequenzpunkten über einen Bandbereich von 645 MHz in Echtzeit durchzuführen. Die Timing Analyse des Signals oder Prüflings kann, während oder nach der Messung, an einem oder mehreren Frequenzpunkten durchgeführt werden. Selbstverständlich können alle Betriebsarten ferngesteuert werden, um z. B. Abnahmemessungen voll zu automatisieren und die Daten für Dokumentationszwecke zu exportieren. Messungen nach CISPR 25 Messungen nach CISPR 25 erfordern eine Messung in vielen einzelnen bestimmten Bändern, in denen Funkdienste, z. B. FM Radio, nicht gestört werden dürfen. Zwischen diesen Bändern ist meistens kein Grenzwert definiert. Lediglich durch Gesamtabstrahlungsmessung der CISPR 12 werden diese Bereiche spezifiziert. Beim TDEMI X Messempfänger ist es möglich diese Grenzwertlinien direkt so zu spezifizieren, den gesamten Bereich in einem einzigen Scan zu erfassen und einen Report zu erhalten. Es ist keine Zusatzsoftware notwendig. Ein Beispiel einer solchen typischen Messung ist in Bild 5 dargestellt. Bei diesen Messungen wurden Grenzwerte für Spitzenwert (blau im Bild) und Mittelwert eingeblendet und die Messung mit den drei Detektoren Spitzenwert, Mittelwert und Quasi-Peak gleichzeitig durchgeführt. Anhand des Verlaufs der Quasi-Peak Kurve sind die FM-Radio Sender zu erkennen, da für den Quasi-Peak Detektor kein Grenzwert eingeblendet wurde. Bei Spitzenwert und Mittelwert sind diese ausgeblendet und lediglich die Bereiche zu sehen, für welche ein Grenzwert angewandt wurde. Messungen nach CISPR 12 Messungen nach CISPR 12 werden schließlich am Gesamtfahrzeug durchgeführt. Dabei liegen die Grenzwerte zwar höher, allerdings muss auch hier die Emissionsmessung des Fahrzeugs aus mehreren Richtungen und in mehreren Betriebszuständen durchgeführt werden. Durch den Einsatz einer hohen Echtzeitbandbreite können derartige Messungen nun signifikant beschleunigt und vereinfacht werden. Die Messungen können sowohl im Empfängermodus als auch im Echtzeit-Spektrogrammmodus durchgeführt werden. Auch sporadische oder kurzzeitige Vorgänge können mit dem TDEMI Messempfänger so auf einfachste und hocheffiziente Weise sicher erfasst werden. In Bild 6 ist die Emissionsmessung eines Anlassvorgangs eines Kfz über einen Zeitraum von ca. 15 Sekunden für den unteren Frequenzbereich bis zum FM Radio Band dargestellt. Bei Betätigung der Zündung wird das Autoradio ab-, und erst nachdem alle Systeme und Komponenten vollständig gebootet haben, wieder angeschaltet. Messung eines Mikrowellenherdes durch Multi-GHz-Echtzeitscanning Bild 5: Typische Emissionsmessung nach CISPR 25 Standard mit Grenzwerten in vielen Segmenten Messungen von Sendesystemen, z. B. WLAN-Routern im ISM Band oder auch Mikrowellenherde, verlangen eine sehr hohe 28 HF-Einkaufsführer 2018/2019

Messtechnik hilfreich bei der Messung von sog. Spurious Emissions. Bild 7 zeigt die Emission des Magnetrons eines Mikrowellenherds im ISM-Band. Wie zu erkennen ist, hat das emittierte Signal eine Periodizität von 20 ms. Es ergibt sich damit eine Pulswiederholrate von 50 Hz, welche der Netzfrequenz der Stromversorgung (230 V, 50 Hz) entspricht. Die Gesamtmesszeit betrug 100 ms und die Auflösung 1 ms. Bild b. 6: Beispielmessung des Anlassvorgangs eines Kraftfahrzeugs. Dynamik von Messempfängern. Spektrumanalysatoren sind deshalb nur eingeschränkt einsetzbar. Die CISPR 16-1-1 Norm erklärt hierzu, dass der Anwender oberhalb 1 GHz zusätzlich auf Übersteuerung und Spiegelfrequenzen zu achten hat. In der Praxis werden deshalb auch oft externe Filter zur Emissionsmessung von Harmonischen des ISM Bandes bei 2,4 GHz benutzt. Das TDEMI X hat eine Vorselektion, die Oberwellen und Nebenempfangsstellen effizient unterdrückt. Gleichzeitig verfügt das TDEMI X über ein sehr niedriges Grundrauschen, so dass bei den üblichen Prüfverfahren, z. B. der Messung von Mikrowellenherden, keine externen Verstärker mehr notwendig sind. Die Vorselektion ist bei allen Betriebsarten aktiv, so dass in jedem Betriebsmodus eine wirksame Unterdrückung parasitärer Effekte des Mischers stattfinden und in jeder Betriebsart voll normkonform gemessen werden kann. So können z. B. harmonische Signale des ISM Bands bei 2,4 GHz hinsichtlich der 2. Harmonischen mit ca. 70-90 dB Unterschied gegenüber dem Träger gemessen werden. Oberhalb 6 GHz wird dann typischerweise mehr als 100 dB erreicht. Werden Messbereiche gescannt, welche übersteuern, so werden derartige Bereiche aus der Messung ausgeblendet und dokumentiert. Ein derartiger Betriebsmodus ist auch äußerst Das TDEMI X verfügt über die Möglichkeit große Bänder sehr schnell und gleichzeitig hoch präzise zu messen und somit auch stark fluktuierende Störer sicher zu erfassen. In jedem Band werden bis zu 64000 parallele Messempfänger auf einem FPGA berechnet und zur Anzeige gebracht. Durch die hohe Dynamik ist das Gerät auch für gepulste Signale optimal einsetzbar und kann sie mit einer sehr hohen zeitlichen Auflösung in Echtzeit darstellen. Bild 7: Emissionsmessung eines Mikrowellenherds bei 2,45 GHz in Echtzeit. HF-Einkaufsführer 2018/2019 29

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