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11-2017

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik Pulse

Messtechnik Pulse Repetition Frequency Specification Measured Value Deviation 1000 Hz -8 +/-1 dB -7,72 dB -0,28 dB 100 Hz 0 +/-0 dB 0 dB 0 dB 100 Hz 0 +/-0 dB 0 dB 0 dB 20 Hz 9 +/-1 dB 8,89 dB 0,11 dB 10 Hz 14 +/-1,5 dB 13,6 dB 0,4 dB 2 Hz 26 +/-2 dB 26,26 dB -0,26 dB 1 Hz 28,5 +/-2 dB 29,04 dB -0,54 dB Tabelle 2: Relative Pulsbewertung Quasi-Peak-Detektor Pulswiederholrate von 100 Hz und Average bei einer Pulswiederholrate von 5 kHz ca. 16,12 dB. Aus diesen Verhältnissen ergeben sich dann jeweils die erforderlichen Pulsamplituden, um jeweils eine Anzeige von 60 dBµV zu erreichen. Ein Empfänger, welcher für Emissionsmessungen nach CISPR 12 oder 25 eingesetzt werden kann, muss also in der Lage sein, für eine Anzeige von 60 dBµV Pulse mit einer Amplitude von 407 V zu verarbeiten. Diese Anforderung kann nur durch eine sehr lineare Eingangsstufe mit ausreichend hoher Dynamik und durch einen Abschwächer mit hoher Pulsdynamik erreicht werden. EMV- Zeitbereichsmessssyteme mit einer Breitbandarchitektur, wie z.B. das TDEMI X, halten diese Anforderungen ein. Empfänger welche auf Spektrumanalysatorplattformen aufbauen, halten im Gegensatz hierzu in der Regel nur die Anforderungen für Peak und Quasi-Peak ein. Relative Pulsbewertung Der Peak-Detektor bewertet die Störemissionen unabhängig von der Pulswiederholrate. Daher ist für den Spitzenwertdetektor kein weiterer Nachweis der Einhaltung nötig. Für den Average- Detektor ergibt sich über einen verringerten Anzeigebereich der Nachweis des Zusammenhangs, dass die Anzeige proportional zur Pulswiederholrate ist. Für den Quasi-Peak-Detektor ergibt sich ein relatives Anzeigeverhalten gemäß Tabelle 2, welches anhand einer mit dem TDEMI X durchgeführten Messung ermittelt wurde. Aus Tabelle 2 geht hervor, dass der Quasi-Peak- Detektor nochmals ca. 31 dB zusätzliche Dynamik für Pulse erfordert. Anforderungen für Funkmessungen Für Funkmessungen ist es hingegen erforderlich, dass der Empfänger eine möglichst hohe Unterdrückung von Oberwellen und Nebenempfangsstellen bietet. Superheterodynempfänger mit einer schmalbandigen Vorselektion können zum Teil recht effektiv Oberwellen unterdrücken. Allerdings ist die Unterdrückung von parasitären Mischprodukten welche durch den bei solchen Empfängern verwendeten Diodenmischer entstehen wiederum begrenzt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass das sog. 2x2-Mischprodukt durch eine Vorselektion nicht unterdrückt werden kann. Ein hochlineares Frontend, kombiniert mit mehreren leistungsfähigen Analog/Digital-Wandlern sowie einer optionalen schnellen breitbandigen Vorselektion, kann diese Problem deutlich besser lösen. In Bild 3 ist die Messung eines Sinussignals bei 120 MHz dargestellt. Die Messung wurde mit einem TDEMI X (Option PRLNA-UG) durchgeführt. Es ergibt sich ein Oberwellenabstand von 78,8 dB. Die Unterdrückung von weiteren Nebenempfangsstellen beträgt ca. 90 dB. Gleichzeitig wird ein Rauschboden von unter -15 dBµV bis 1 GHz erreicht. Die Unterdrückung der Harmonischen im Beispiel in Bild 4 beträgt in diesem Fall 97,7 dB. Im unteren Bereich sieht man deutlich das Rauschen des Signalgenerators. Vergleich der Dynamik mit Superheterodynempfänger Bei der Emissionsmessung von Nebenaussendungen (engl. spurious emissions measurements) ist es erforderlich, dass der verwendete Messempfänger eine sehr hohe Dynamik besitzt. Dabei ist von entscheidender Bedeutung, dass der Messempfänger eine möglichst hohe Unterdrückung von sog. Nebenempfangsstellen aufweist. Der Abstand zwischen Hauptträger und Nebenempfangsstellen wird in diesem Zusammenhang als nutzbarer Dynamikbereich bezeichnet. In Bild 5 ist eine solche Messung an einem klassischen Messempfänger dargestellt. Zur Prüfung des Messempfängers wurde ein Bild 3: Messung von Harmonischen, Sinus bei 120 MHz Bild 4: Messung der Harmonischen bei 433 MHz 28 hf-praxis 11/2017

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