AWG mit einem Digitizer kombinieren Unbegrenzte Möglichkeiten

Für das Testen selbsterregter Elektronikgeräte wie Netzteile ist häufig nur ein einzelnes Messinstrument erforderlich. Für das Testen fremd­erregter Elektronikgeräte wie Verstärker, Filter, Empfänger und digitale Schnittstellen sind hingegen eine Signalquelle und ein Messinstrument erforderlich.

Modulare Arbitrary-Waveform-Generatoren (AWGs) und modulare Digitizer mit mehreren Ausgangs- und Messkanälen, die hinsichtlich Bandbreite, Abtastrate und Speicher konfiguriert werden können, stellen eine kostengünstige und effiziente Methode zur Erfüllung unterschiedlicher Testanforderungen dar. In Bild 1 ist ein solches Stimulus-Response-Testsystem zu sehen. Es besteht aus einem 14-bit-Digitizer vom Typ Spectrum M4i.4451-x8 mit 500 MS/s und 250 MHz Bandbreite sowie einem 16-bit-AWG vom Typ M4i.6631-x8 mit 1,25 GS/s und 400 MHz Bandbreite, die in einem tragbaren Computer untergebracht sind.

Eine einfache Messung des Frequenzgangs

Der extrem flexible AWG, mit dem sich praktisch beliebige Wellenformen erzeugen lassen, ist die Schlüsselkomponente des Testsystems. Betrachten wir einen einfachen Test zur Bestimmung der Frequenzcharakteristik eines Verstärkers oder Filters. Für den Test ist eine Signalquelle mit einer Bandbreite erforderlich, die größer ist als die des zu testenden Geräts. Außerdem muss die Quelle über die gesamte Testbandbreite einen konstanten Ausgangspegel liefern. Gleitsinus- und Impuls-Wellenformen ermöglichen Breitbandausgangssignale mit flacher spektraler Charakteristik. Beide lassen sich mit einem AWG erzeugen. Der Gleitsinus ermöglicht einen größeren Dynamikbereich für die Messung. In Bild 2 ist das Ergebnis der Messung eines Gleitsinus-Frequenzgangs eines 36-MHz-Tiefpassfilters zu sehen. In diesem Beispiel stammen die Daten von einem 14-bit-Digitizer vom Typ Spectrum M4i.4450-x8 mit 500 MS/s sowie einem 16-bit-AWG vom Typ M4i.6631-x8 mit 1,25 GS/s.

Im oberen linken Diagramm ist der Gleitsinus zu sehen, der an den Eingang des Filters gelegt wurde. Das Signal wurde mit Hilfe einer Gleichung im Editor des Funktionsgenerators in der Instanz von Spectrums Software SBench 6 erzeugt, mit der der AWG gesteuert wurde. Die schnelle Fourier-Transformation (Fast Fourier Transform, FFT) des Filtereingangs ist im unteren linken Diagramm zu sehen. Der Gleitsinus war bis 100 MHz gleichförmig ausgeprägt. Das Zeitverhalten des Filters auf die Anregung durch den Gleitsinus ist im oberen rechten Diagramm zu sehen. Das Ausgangssignal des Filters fällt oberhalb seiner Grenzfrequenz von 36 MHz rapide ab. Der entsprechende Frequenzgang ist im unteren rechten Diagramm zu sehen. Hier werden die Bandbreite des Filters quantifiziert und die bandinterne Ebenheit sowie die Dämpfung am Ende des Bands dargestellt.