Messtechnik 5 GHz
Messtechnik 5 GHz Signalanalysebandbreite mit garantierten Spezifikationen Der Signal- und Spektrumanalysator R&S FSW85 verfügt über die notwendige 5 GHz Analysebandbreite für die Analyse von Breitbandsignalen wie FMCW-Chirpsignale für Automotive Radar, Signale nach dem Standard IEEE 802.11ay sowie 5G-Wellenformkandidaten. Mit der neuen Option R&S FSW-B5000 adressiert Rohde & Schwarz den schnell wachsenden Bedarf nach Charakterisierung von Breitbandkomponenten und -systemen. In Kombination mit dem Oszilloskop R&S RTO2064 als externer A/D-Wandler bietet der Signal- und Spektrumanalysator R&S FSW85 mit der neuen Hardware-Option eine entzerrte Signalanalysebandbreite von 5 GHz. Amplituden- und Phasengang des R&S FSW85 zusammen mit der Option R&S FSW- B5000 sind werksseitig über den gesamten Frequenzbereich vollständig charakterisiert. Die Messgenauigkeit für Amplitude und Phase sind über die gesamte Messbandbreite garantiert. Die Option R&S FSW-B5000 unterstützt Mittenfrequenzen zwischen 9,5 und 90 GHz. Für Frequenzen über 85 GHz muss der Signal- und Spektrumanalysator mit der Option R&S FSW- B90G ausgestattet sein, die den Frequenzbereich auf 90 GHz erweitert. Die Applikationen Transienten- und Pulsmessungen des R&S FSW erlauben die tiefgehende, breitbandige Analyse von FMCW-Chirpsignalen sowie hoppenden und gepulsten Radarsignalen, die für Automotive Radar-Anwendungen erforderlich sind. Die Option R&S FSW-B5000 ermöglicht außerdem die Erfassung breitbandiger Signale gemäß dem Standard IEEE 802.11ay für die Nachverarbeitung sowie Messungen an Wellenformkandidaten für den zukünftigen 5G Mobilfunkstandard. Die Option R&S FSW-B5000 für den High-End-Signal- und Spektrumanalysator R&S FSW85 ist ab sofort bei Rohde & Schwarz erhältlich. Erstmals öffentlich präsentiert wird sie auf der Fachmesse EDI CON in Boston, USA, vom 11. bis 13. September 2017. ■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG www.rohde-schwarz.com Rigol-Oszilloskope in Vollausstattung Moderne Digital-Speicher-Oszilloskope (DSO) entwickeln sich immer mehr zu multifunktionalen Messinstrumenten. Eine einfache Darstellung des Frequenz-Spektrums, früher den Spektrum-Analysatoren vorbehalten, gehört heute schon fast zum Standard-Repertoire aktueller Oszilloskop- Allrounder. Aber auch weitere Funktionen wie die eines Logik-Analysators, Signal- Generators oder auch des seriellen Bus- Decodings und vieles mehr werden heute in die Geräte integriert. Allerdings: Nicht jeder Anwender benötigt dies alles. Es liegt also nahe, diese Optionen von Herstellerseite über Software- Upgrades individuell/modular anzubieten. Damit kann sich der Käufer sein maßgeschneidertes Gerät selbst zusammenstellen, irgendwo zwischen dem preisgünstigsten Basis-Gerät „ohne alles“ bis hin zum vollausgestatteten Modell. Für die Anwender, die aber von vorne herein ein Gerät mit allen Optionen erstehen möchten, bietet Meilhaus Electronic nun einige der gängigsten Rigol-Geräte aus der DS/ MSO1000Z Serie in Vollausstattung an. Diese sind im Web-Shop www.meilhaus. de zu finden. Weitere Modelle sind geplant bzw. auf Anfrage jetzt schon erhältlich. Zu einem attraktiven Preis erhält der Techniker hier zum Beispiel ein hochwertiges 4-Kanal- Oszilloskop mit 70 oder 100 MHz Bandbreite. Hinzu kommt die Mixed-Signal-Funktion (MSO), also 16 digital/ Logik-Kanäle für die Analyse gemischt analoger und digitaler Schaltungen. Auch der 2-Kanal 25 MHz Signal-Generator ist dabei sowie ein Speicher-Upgrade, erweiterte Trigger (RS232/UART, I2C, SPI, Runt, Windows, nth Edge, Delay, Time Out) und serielles Bus-Decoding (für RS232, SPI, I2C). Natürlich sind auch die standardmäßig enthaltenen, 4 passiven Tastköpfe sowie 1 Satz Logik-Probes im Lieferumfang. Für Applikationen, in denen die Fähigkeiten eines Oszilloskops voll ausgeschöpft werden, geben diese Geräte in Vollausstattung also die Sicherheit, beim Kauf keine wichtige Option vergessen zu haben. Meilhaus Electronic ist bereits seit 2012 deutscher Distributor des gesamten Rigol-Messgeräte-Spektrums. ■ Meilhaus Electronic GmbH www.meilhaus.com 38 hf-praxis 11/2017
Messtechnik Arbitrary Waveform Generator präzise genug für die Quantenforschung Präzision ist in der Forschung immer wichtig und es gibt wohl kaum ein Forschungsgebiet, das eine höhere Präzision verlangt als die Quantenforschung. Das Institut für Quantenoptik und Quanteninformation an der Universität Innsbruck benötigte einen Arbitrary Waveform Generator (AWG), um die vielen unterschiedlichen Signale für ihre Forschungen zu erzeugen. Radiofrequenz- Spektrum Die erste Anwendung ist das Erzeugen eines Multi-Frequenz- Signals im RF-Spektrum. Jede Frequenz-Komponente wird über eine Sinusfunktion erzeugt. Das entstehende Gesamtsignal wird benutzt, um simultan einzelne Ionen anzusprechen, die sich in einer Quantensimulator- Ionenfalle befinden. Christine Maier, eine Forscherin am Institut, erklärt es folgendermaßen: „Wir simulieren Quantenphänomene mithilfe gefangener, gekühlter Kalzium- Ionen. Das Ansprechen von einzelnen Ionen ist dabei besonders wichtig. Um dies zu erreichen, schicken wir einen Laser durch einen akusto-optischen Deflektor (Acousto-Optic-Deflector, AOD). Die Frequenz des Signals, welches den AOD-Kristall anspricht, definiert den Ablenkungswinkel des Laserstrahls und bestimmt damit, welches Ion in der linearen Ionenkette angesprochen wird. Der AWG erlaubt uns jetzt, Signale mit multiplen Frequenzen mit frei wählbaren Amplituden zu erzeugen. So können wir mehrere Ionen in unserer Ionenkette gleichzeitig präzise ansteuern. Ein Vorteil dabei ist, das Experiment schneller durchführen zu können, weil wir nicht mehr ein Ion nach dem anderen einzeln ansprechen müssen. Ein noch größerer Vorteil ist es, dass sich ein ganz neues Forschungsgebiet für uns ergibt: Bisher konnten wir nur ungestörten Energietransport in unserer Ionenkette simulieren. Jetzt, nachdem wir mehrere Ionen mit frei wählbaren Amplituden addressieren können, lassen sich zusätzlich Potential-Barrieren simulieren und wir können den Transport von Energie in ungeordneten Quantensystemen untersuchen. Die AWG- Steckkarte erlaubt uns sogar, zeitlich veränderbare Potentiale zu programmieren, um dynamische, ungeordnete Phänomene zu erforschen.“ Destruktive Interferenz Die zweite Anwendung ist die Auslöschung von unerwünschten Mischfrequenzen durch destruktive Interferenz. Diese Mischfrequenzen können z.B. entstehen, wenn man mit Multifrequenz- Signalen einen akustisch-optischen Modulator ansteuert. „Die Ansteuerung akusto-optischer Kristalle mit RF-Signalen ist eine grundlegende Technik in unseren Laboren“, erklärt Frau Maier. „Bei der Verwendung von Multifrequenz-Signalen treten durch Addition und Subtraktion von Frequenzen zusätzliche Mischterme auf, die dann auch auf den optischen Signalen, mit denen die Ionen manipuliert werden, als Störungen auftreten.“ „Dadurch entstehen zwei Probleme. Erstens: Die erwünschten Frequenzanteile verlieren Leistung. Zweitens: Die Mischterme können mit Resonanzfrequenzen der Ionenkette überlappen, was das zu simulierende Quantenmodell leider zerstört. Durch die Integration des AWG in einen Regelkreis können wir diese unerwünschten Mischterme mithilfe destruktiver Interferenz auslöschen. Wegen der vielen verschiedenen Anwendungen war es wichtig, einen leicht zu programmierenden Wellenformen-Generator zu beschaffen. Das Institut hat sich für die Spectrum M4i.6631- x8 entschieden, denn als PCI Express-Karte lässt sich dieser AWG schnell in fast jeden PC integrieren. „Diese Karte ist sehr vielseitig“, ergänzt Frau Maier. „Zwei AWG-Kanäle, viele Trigger- Optionen, externe Takteingänge, Multi Replay und Gated Replay, Loop-Funktionen und sogar die Möglichkeit, zwei Triggereingänge durch logische Gates zu kombinieren. Dazu kommt die hohe Auflösung und eine Ausgaberate von 1,25 GS/s. Diese Karte war wegen der Summe ihrer Möglichkeiten die erste Wahl für die vielschichtigen Anforderungen in unserer aktuellen und zukünftigen Forschung.“ Der Spectrum AWG kann programmierte Wellenformen mit einer Geschwindigkeit von 1,25 Giga-Samples pro Sekunde aus dem internen 4 GB-Speicher ausgeben. Das digitale Signal wird in ein analoges Ausgangssignal mit definiertem Offset und Ausgangspegel verwandelt. Der D/A-Wandler hat eine Auflösung von 16 Bit, um detaillierteste Wellenformen zu erzeugen. Diese Wellenformen sind frei wählbar, sowohl vorher gespeicherte als auch völlig frei programmierte mit Frequenzen von DC bis zu 400 MHz. Die Karte hat eine einzigartige FIFO-Streaming-Funktion, so dass stundenlang oder tagelang Wellenformen erzeugt werden können, ohne zeitliche Begrenzung wie bei anderen AWGs. ■ Spectrum Instrumentation GmbH www.spectruminstrumentation.com hf-praxis 11/2017 39
