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9-2017

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik gend durch

Messtechnik gend durch die Frequenzdrift des LOs bestimmt. Eine Frequenzdrift von max. 150 kHz/h., wie sie beim HM5012/14 vorliegt, ist ein sehr guter Wert für ein Gerät ohne Synthesizer für die Abstimmung. Amplitudengenauigkeit Die Messwertausgabe erfolgt bei Spektrumanalysatoren im Allgemeinen in logarithmischer Form. Damit lässt sich ein Pegelumfang von z.B. 80 dB (entsprechend einem Spannungsverhältnis von 10.000) direkt darstellen. Amplitudenfehler unterliegen damit zwei wesentlichen Ursachen, nämlich dem Amplitudenfrequenzgang und dem Logarithmierfehler. Gesamtfehler im Bereich von z.B. ±1 dB sind exzellente Werte. Dynamikbereich/ Dynamikminderung Der Dynamikbereich ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal und bezeichnet die Fähigkeit eines Spektrumanalysators, gleichzeitig kleine und große Signalamplituden korrekt darstellen zu können. Die Eingangspegel sind nach oben, aufgrund der begrenzten Linearität in der Mischkette, die selbst Verzerrungen oder Störsignale erzeugt, begrenzt. Nach unten wird die Dynamik durch das Rauschen begrenzt. Durch eine Reduzierung der Auflösungsbandbreite wird, da das Rauschen mit der Bandbreite zunimmt, eine Vergrößerung der Dynamik erreicht. Der (maximale) Dynamikbereich lässt sich aus den Spezifikationen ermitteln. Den ersten Hinweis gibt die Spezifikation für die Verzerrungen, wie z.B. 70 dB bis zu einem Eingangspegel von -27dBm am Eingang bei 0 dB Abschwächung. Um diese Werte nutzbar zu machen, muss der Spektrumanalysator in der Lage sein, Pegel von -97 dBm erkennen zu lassen. Die dafür erforderliche ZF-Bandbreite sollte nicht zu schmal sein, sonst ergeben sich Schwierigkeiten aufgrund von Seitenbandrauschen und Rest-FM. Die ZF- Bandbreite von 9 kHz ist ausreichend, um Spektrallinien mit diesem Pegel darzustellen. Der verzerrungsfreie Messbereich kann durch eine Reduzierung des Eingangspegels weiter ausgedehnt werden. Die einzige Einschränkung bildet dann die Empfindlichkeit des Analysators. Die maximal mögliche Dynamik wird erreicht, wenn die Spektrallinie mit dem höchsten Pegel den Referenzpegel gerade noch nicht überschreitet. Frequenzgang Der Frequenzgang eines Spektrumanalysators lässt sich als seine Amplitudenstabilität über der Frequenz beschreiben. Um einen möglichst guten Frequenzgang zu erhalten, müssen die Mischerverluste möglichst frequenzunabhängig sein. Für exakte Amplitudendarstellungen sollte der Frequenzgang im gesamten Bereich möglichst geringe Schwankungen aufweisen. Jedoch ist gerade diese Eigenschaft nur durch entsprechend großen Aufwand zu erzielen. Das System muss schon vom Prinzip her sehr frequenzlinear sein, weil sich Abweichungen meist nur sehr schwer auskalibrieren lassen. Eingangsempfindlichkeit Die Empfindlichkeit ist ein Maß für die Fähigkeit des Spektrumanalysators, kleine Signale messen zu können. Sie wird durch das Eigenrauschen bestimmt. Grundsätzlich können nur Signale gemessen werden, wenn sie genügend weit aus dem Rauschen „herausschauen“. Wie bei jeder aktiven Baugruppe teilt sich das Rauschen der Spektrumanalysatoren in thermisches und nichtthermisches Rauschen. Letzteres ist vor allem elektronisches Rauschen. Jede Rauschleistung ist direkt proportional zur Bandbreite, innerhalb der sie auftritt. Eine Bandbreitenreduzierung des Filters um eine Dekade senkt die Rauschleistung um 10 dB, was wiederum eine Empfindlichkeitssteigerung um 10 dB bedingt. Spektrumanalysatoren werden über ein breites Frequenzband gewobbelt und sind schmalbandige Messinstrumente. Alle Signale, die im Frequenzbereich des Spektrumanalysators liegen, werden auf eine Zwischenfrequenz konvertiert R&S FSW Signal- und Spektrum-Analyzer Der FSW von Rhode & Schwarz ist ein Spitzengerät und erfüllt vielfältige Anwendererwartungen. Eigenrauschen und mögliche Analysebandbreite sind herausragend gut. So gelingt es, aktuelle Signale, etwa gemäß den Standards GSM, CDMA2000, WCDMA und LTE, korrekt und auf einfache Weise zu vermessen. Die wichtigsten Kennzeichen sind: • Frequency Range: 2 Hz bis 8/13,6/26,5/43/50/67/85 GHz • DANL bei 2 (20) GHz: -156 dBm/Hz (-150 dBm/Hz) • Phasenrauschen -137 dBc (1 Hz) in 10 kHz Abstand bei 1 GHz • Dynamikbereich 88 dB • Span bis 2 GHz • Echtzeitanalyse in max. 160 MHz Bandbreite • Messunsicherheit max. 0,4 dB bis 8 GHz • 31-cm-Touchscreen 12 hf-praxis 9/2017

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