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6-2019

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik Bild 5:

Messtechnik Bild 5: Phasenrauschmessung an einem hochwertigen Oszillator bei 10 GHz mit der Messapplikation R&S FSW-K40. Unten sind die Messergebnisse für verschiedene Offsetfrequenzen eingeblendet rauschen des internen Lokaloszillators bestimmt. Niedriges Phasenrauschen hilft bei der genauen Messung der Modulationsqualität und bei spektralen Messungen nah am Träger wie etwa bei der Messung der Nachbarkanalleistung von schmalbandigen Übertragungssystemen oder bei der Überprüfung spektraler Masken. Nicht zuletzt ist es unerlässlich, um Komponenten wie VCOs oder Synthesizer zu charakterisieren. Die Phasenrauschperformance des R&S FSW wurde deshalb weiter verbessert. Mit –140 dBc/ Hz bei 10 kHz Offset und 1 GHz Eingangsfrequenz sowie –133 dBc/Hz bei 10 GHz ist er derzeit konkurenzlos. Diese Performance lässt sich in Kombination mit der Option R&S FSW-K40 für Phasenrauschmessungen nutzen, für die bisher vollwertige Phasenrauschmessplätze notwendig waren (Bild 5). Mithilfe einer digitalen PLL kann der R&S FSW im I/Q- Modus der Drift des Messobjekts folgen und so auch VCOs nah am Träger charakterisieren. verschiedener Auflösebandbreiten ist die FFT-Länge zwischen 32 und 16 384 einstellbar. Bis zu 0,46 μs kurze Signale werden mit einer Erfassungwahrscheinlichkeit (POI) von 100% pegelrichtig detektiert, Signale von wenigen Nanosekunden noch sicher erfasst, wenn auch nicht pegelgenau. Mehr als 2 Millionen Spektren pro Sekunde gehen in die Auswertung ein. Weil das menschliche Auge aber höchstens 30 Bilder pro Sekunde verarbeiten kann, lassen sich die üblichen Darstellungsformen zur Informationsverdichtung wählen, etwa das Persistence- Spektrum (Nachleuchtmodus) und das Spektrogramm (Bild 2). Ein Frequenzmaskentrigger (FMT) wertet automatisch alle 2,34 Millionen Spektren pro Sekunde aus und reagiert auf anwenderdefinierte Ereignisse, auch wenn diese nur wenige Nanosekunden dauern. Wer Echtzeitspektren über längere Zeit aufzeichnen will, etwa im Rahmen einer Feldmessung, um sie später auszuwerten oder über einen Signalgenerator „livelike“ in ein Laborszenario einzuspeisen, kann die Messdaten bei installierter Option R&S FSW- B517 an einen I/Q-Rekorder wie den neuen R&S IQW streamen. Bei Ausnutzung der vollen Streamingbandbreite von 512 MHz lassen sich über 40 Minuten lange Sequenzen in hoher Qualität konservieren, bei geringeren Bandbreiten noch deutlich längere. Breitbandige Analyse von Radar- oder Kommunikationssignalen mit 2 GHz interner Bandbreite Anspruchsvolle Radarapplikationen und die neuesten Kommunikationsstandards erfordern sehr große Analysebandbreiten, die aber nicht unbedingt im Echtzeitmodus zur Verfügung stehen müssen. So sind für die Analyse von 5G-NR-Signalen bis zu 400 MHz Bandbreite nötig, für WLAN 802.11ad- Signale sogar 2 GHz. Will man Verstärker für 5G NR digital vorverzerren, um die Übertragungsqualität zu erhöhen, muss mindestens ein Nachbarkanal auf beiden Seiten mitgemessen werden, was schon 1,2 GHz Bandbreite bedeutet. Der R&S FSW bietet intern nicht nur bis zu 2 GHz Analysebandbreite, um diese Anforderungen zu meistern, sondern auch die passende Applikationssoftware im Gerät, um automatisch die Modulationsqualität von 5Goder WLAN-Signalen zu messen (Bild 3). WLAN 802.11ad- Signale erfasst das Modell R&S FSW67 im 60-GHz-Band ohne zusätzlichen Konverter. Wenn 2 GHz nicht reichen … Bandbreite ist durch nichts zu ersetzen, außer durch noch mehr Bandbreite. Die nächste Generation von Automotive- Radarsensoren wird mit 4 GHz breiten Chirp-Signalen arbeiten. Der neue WLAN-Standard 802.11ay setzt schon mindestens 5 GHz zur Analyse von zwei Kanälen voraus. Ähnliche Tendenzen sind im A&D-Bereich zu erkennen. Der R&S FSW mit der Option B5000 und einem Oszilloskop R&S RTO2064 bietet bis zu 5 GHz Analysebandbreite. Der Frequenzgang der Kombi ist anders als bei anderen Lösungen vollständig entzerrt, und der Anwender kann sofort loslegen, ohne sich um die Kalibrierung zu kümmern. Ist die Option B5000 ins Topmodell R&S FSW85 eingebaut, lassen sich die 4 GHz breiten Automotive-Radarsignale der nächsten Generation bei 79 GHz direkt erfassen und analysieren (Bild 4). Anders als die Modellbezeichnung suggeriert, reicht der Frequenzbereich des R&S FSW85 bis 90 GHz, wobei bis 85 GHz mit Vorselektion gemessen werden kann. Stehen andererseits Messungen bei Frequenzen unterhalb von 67 GHz auf dem Plan, hält das Gerät dafür einen zweiten HF- Eingang mit dem robusteren 1,85-mm-Anschluss an der Frontplatte bereit. Analyse sehr reiner Signale und Quellen Die Güte eines Signal- oder Spektrumanalysators wird im Wesentlichen durch das Phasen- SCPI-Rekorder und neue Touchgesten erleichtern die Bedienung Der Weg zu einem Geräte-Fernsteuerprogramm kann lang und steinig sein. Der Anwender muss die SCPI-Befehle mühsam im Handbuch suchen und dann die Parametrisierung verstehen. Da hilft auch das auf dem Gerät verfügbare Onlinehandbuch wenig. Der R&S FSW bietet nun mit seinem serienmäßigen SCPI- Rekorder die Möglichkeit, Programme schnell und einfach zu erstellen. Der Anwender schaltet den Rekorder an und spielt seine Messsequenz manuell durch. Das Gerät übersetzt die Eingaben automatisch in eine Befehlsfolge unter Berücksichtigung der Parametrisierung (Bild 6). Bestimmte Ergebnisabfragen aus einer Tabelle werden hinzugefügt, indem man die Tabelle länger berührt und im anschließend gezeigten Menü entschei- 18 hf-praxis 6/2019

Messtechnik Von der Idee bis zum Service, HF-Technik aus einer Hand NEU - Vollständig gefiltertes USB 3.1 Gen 1 Modul Für die Prüfung von Geräten mit hohen Datenraten unter abgeschirmten Bedingungen. Abschirmwirkung >80 dB bei bis zu 6000 MHz. Mobilfunk- & EMV- Messtechnik Bild 6: Der SCPI-Rekorder schreibt mit, was der Benutzer macht. Hier ruft er die 5G-NR-Option auf, führt eine Messung durch und fragt dann die EVM ab. Das Script kann in verschiedenen Formaten exportiert werden Schalten & Verteilen von HF-Signalen det, welche Parameter genau übernommen werden sollen. Das fertige Scriptfile kann dann sogar nach C++, MATLAB© oder Python exportiert werden. Auch Synchronisierungssequenzen lassen sich automatisch einfügen. Nie war die Erstellung eines Programms zur Ansteuerung eines Signalund Spektrumanalysators einfacher, selbst ungeübte Programmierer kommen schnell zum Ziel. Wichtiger noch als die einfache Programmerstellung ist der manuelle Bedienkomfort. Touchscreens haben sich bei Messgeräten längst etabliert, da sie einen spürbaren Komfort- und Effizienzgewinn bedeuten, sowohl bei der Gerätekonfiguration als auch bei der Ergebnisdarstellung. Der Bildschirm des R&S FSW arbeitet nun kapazitiv und ist damit so empfindlich wie der eines Smartphones. Ein Wechsel der Frequenz oder des Referenzpegels per Geste oder ein Hineinzoomen in eine Messkurve mit zwei Fingern erfolgen unmittelbar. Dabei kann der Anwender entscheiden, ob auch kritische Einstellungen wie die Änderung der Eichleitung auf einen Wischbefehl hin möglich sein sollen oder besser nicht. Fazit Der R&S FSW behauptet mit weiter verbesserten Daten und Ausstattungsmerkmalen seine technische Spitzenposition. Er bietet nicht nur die größten internen Analysebandbreiten im Normal- und Echtzeitbetrieb, sondern auch zentrale HF-Parameter, wie z. B. das Phasenrauschen, die derzeit von keinem anderen Gerät erreicht werden. Zudem sind Bedienung und Programmierung des Geräts noch einfacher geworden. ◄ Mechanik Präzisionsfrästeile & Gehäuse HF-Komponenten & Distribution von IMS Connector Systems MTS Systemtechnik GmbH D-86690 Mertingen www.mts-systemtechnik.de hf-praxis 6/2019 19

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