mmWellen-Spektrometrie Messung an HighSpeed-Multiplexer

Bild 1: Schaltplan des Miniatur-Millimeterwellen-Spektrumanalysators MS2760A
Bild 1: Schaltplan des Miniatur-Millimeterwellen-Spektrumanalysators MS2760A

Das Design und die Bauteilcharakterisierung eines 4:1-Multiplexers in der 0,13-µm-SiGe-Bipolar-Technologie wird vorgestellt. Aufgrund der hohen Datenübertragungsraten ist die Steuerung der chipintegrierten Taktverteilung gleichsam wichtig wie anspruchsvoll.

Mit der zunehmenden Überlastung der verfügbaren Frequenzbänder durch Kommunikationssignale werden Spektralmessungen in der Breite relevant. Damit steigt der Bedarf an Mess- und Prüftechnik weit oberhalb der 6-GHz-Marke. Diese Werkzeuge sollen Aufschluss zu blinden Flecken im Spektrum und über Interferenzen geben um die Koexistenz unterschiedlicher Mobilfunksignale zu sichern. Dazu hat Anritsu einen neuen Spektrumanalysator in Miniaturbauform entwickelt. In Hosentaschengröße (Bild 4) und 280.Gramm-schwer integriert MS2760A empfindliche und exakte Messfunktionen im Bereich von 9 kHz* bis 110 GHz.

In Kombination mit zeitgemäßem Tablet oder PC erfolgen differenzierte Spektrumsmessungen im Labor, in produktionsbezogen Umgebungen oder bei Arbeiten im Feld – etwaige Anwendungen stellen dronenbasierte Spektrumdeaktivierung oder Vermessung der Zuordnung der Frequenzabdeckung in Gebäuden.

Das Messwerk integriert heterodyne Empfängerarchitektur für Frequenzen bis 6 GHz oder Samplingtechnologie für bis zu 110 GHz, die Steuerung nutzt Anritsus patentierte NLTL-Technologie (Non Linear Transmission Line). 

Die Messung erfolgt so nah wie möglich am Prüfobjekt (DUT), eine fehleranfällige und dissipative Verbindung über herkömmliche Koaxialkabel, wird vermieden. Die Auflösung des Analysators bezüglich der Frequenzabstimmung beträgt 1 Hz. Der Analysator bietet die Möglichkeit, beliebige Werte für Auflösebandbreite (RBW) und Videobandbreite (VBW) einzustellen. Die Amplitudengenauigkeit beträgt über alle Frequenzen hinweg typischerweise ±1 dB.

Mit USB3.0-Verbindung an beliebige i7-Architekturen (Windows-basiert) sind alle grundlegenden Funktionen eines Spektrumanalysators, einschließlich der Spektrogrammfunktion sowie der zeitbereichsbasierte Zero-Span-Betrieb bis hinunter zu einer Zeitspanne von 10 µs, aktiviert. Der Fernzugriff ist ebenfalls möglich.

Zur Transformation der Messergebnisse in den Zeitbereich werden feststehende Abtastwerte eines Lokaloszillators verwendet, gängige Spektrumanalysatoren setzen meist einen gesweepten Lokaloszillator ein. Sobald die Speicherpunkte erfasst und in einem fortgeschrittenen Spiegelunterdrückungs-Algorithmus verglichen wurden, berechnet die Analysesoftware eine schnelle Fouriertransformation (FFT) und erzeugt das Leistungs-/Frequenzspektrum.