Störquellen in drahtlosen integrierten Systemen aufspüren

Mixed-Domain-Oszilloskope im praktischen Einsatz

Wer integrierte Systeme mit Funktechnologien entwickelt, muss mit systembedingten Interferenzen rechnen. So besteht eine häufige und zeitraubende Aufgabe von Entwicklern darin, Rauschquellen zu identifizieren und Störsignale zu beseitigen. Eine praktikable Lösung bietet nun eine neue Messgeräteklasse, speziell von Tektronix für diesen Aufgabenbereich entwickelt: Die Mixed-Domain-Oszilloskope (MDO) sind in der Lage, vier analoge und 16 digitale Signale, bis zu vier codierte serielle und/oder parallele Busse und außerdem ein HF-Signal zeitkorreliert anzuzeigen.

»Die Ermittlung von Störquellen war noch nie einfach«, erklärt Darren McCarthy, RF Technical Marketing Manager von Tektronix. »Und weil integrierte Systeme mit dem Zusatz von Drahtlostechnologien noch komplexer geworden sind, müssen auch die Entwickler immer höhere Hürden überwinden.« Typische Störquellen sind z.B. die  in batteriebetriebenen Geräten häufig eingesetzten Spannungsregulatoren, ebenso häufig verursachen Schaltnetzteile Störungen. Schaltnetzteile haben oft eine Restwelligkeit in der Ausgangsspannung, die sich selbst am HF-Senderausgang bemerkbar macht, besonders unter Last. Vermeiden lässt sich das mittels zusätzlicher Netzteilfilter, die eine unerwünschte Störung des Funksignals verhindern; allerdings sind damit auch Kosten verbunden.

Auch die Hardwareschaltkreise und die Softwarekonfiguration des Funkchips/-moduls können die Qualität des gesendeten Signals beeinträchtigen. Nicht richtig konfigurierte und gefilterte Funkgeräte können Interferenzen mit anderen Funksystemen verursachen. Einige Funksysteme erfordern Kanalfilter, Oberflächenwellenfilter oder andere teure Filter, um die Auflagen für Emissionen außerhalb des Kanals oder des Frequenzbands zu erfüllen.

Bisherige Messgeräte geraten bei diesen Anforderungen nach Überzeugung des Experten an ihre Grenzen, denn »das bislang von Entwicklern integrierter Systeme bevorzugte Messgerät, das Oszilloskop, ist lediglich auf Messungen im Zeitbereich ausgelegt. Ein Mixed-Signal-Oszilloskop kann sowohl analoge als auch digitale Signale messen, aber es ist nur beschränkt zur Messung von HF-Signalen einsatzfähig. Außerdem ist es schwierig, Ereignisse in den Zeit- und Frequenzbereichen zu korrelieren, was aber wichtig ist, um Probleme auf Systemebene zu ermitteln. Für Messungen im Frequenzbereich gibt es zwar Spektrumanalysatoren, aber mit ihnen sind zeitkorrelierte Messungen am übrigen System praktisch unmöglich.«

Eine neue Methode, Störquellen zu ermitteln, bieten die Mixed-Domain-Oszilloskope der Serie MDO4000 von Tektronix. Sie sind in der Lage, vier analoge und 16 digitale Signale, bis zu vier codierte serielle und/oder parallele Busse und zusätzlich ein HF-Signal anzuzeigen. Alle Signale sind zeitkorreliert, um die Auswirkungen von Kontrollsignalen auf die analogen und HF-Bereiche zu zeigen.

1. Teil: Mixed-Domain-Oszilloskope im praktischen Einsatz
2. Teil: Zeitkorrelierte Messungen
3. Teil: Beispiel Boost-Schaltnetzteil