Pluspunkte moderner Analysatoren, Generatoren und Messtechnik-Hard-/Software
Die Multistandard-Alleskönner
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Die Multistandard-Alleskönner
Die Analysatoren sind wahlweise mit einem Frequenzbereich von DC bis 3 GHz (RSA3300B) oder DC bis 8 GHz (RSA3408B) erhältlich. Mit einer Erfassungsbandbreite von 15 MHz und einem störungsfreien Dynamikbereich (SFDR) von 70 dB sind die RSA3300B-Analysatoren konzipiert u.a. zum Entwickeln und Testen von 3GMobilfunksystemen, Kurzstrecken-Funksystemen (wie RFID und Bluetooth) sowie Kommunikationssystemen mit geringer bis mittlerer Bandbreite. Die Geräte der Serie RSA3408B mit einem Frequenzbereich von DC bis 8 GHz, 36 MHz Erfassungsbandbreite und 73 dB SFDR richten sich an Applikationen mit größerer Bandbreite und einem größeren Dynamikbereich.
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Im Segment der Signalanalysatoren brachte Agilent (www.agilent.com) in Erweiterung der Produktfamilie 86100C DCA-J nun ein Präzisions-Signalanalysator-Plug-in-Modul (Typ 86108A) speziell für Anwender heraus, die mit der Design-Verifikation und -Validierung von Komponenten und Systemen für elektrische Hochgeschwindigkeits-Kommunikation zu tun haben. Der Signalanalysator (Bild 7, das Modul ist rechts eingeschoben) stellt mit einem Rest-Jitter von deutlich unter 100 fs, so der Hersteller, und Kanalbandbreiten bis 35 GHz neue Hochleistungs-Eckparameter auf. Das Gerät enthält eine präzise Hardware-Taktrückgewinnungsschaltung; es kann dadurch direkt auf ein unsymmetrisches oder symmetrisches Signal mit eingebettetem Takt triggern. Dieses integrierte Triggersystem funktioniert übrigens auch bei Signalen mit Spread-Spectrum-Taktverhältnissen und ermöglicht dadurch präzise Signalanalysen an Komponenten und Systemen für serielle Busse wie PCI Express oder SATA. Ein interner Phasendetektor ermöglicht einfache und genaue PLL-Bandbreitenmessungen an Komponenten mit Takt- oder Dateneingängen und -ausgängen. Als weitere Parameter definiert das Datenblatt noch einen Rauschwert unter 300 μV und einen Taktrückgewinnungs-Bereich von 50 Mbit/s bis 13,5 Gbit/s.
Interessant ist auch die Neuentwicklung von Agilent Technologies: ein Generator (Bild 4), der nicht nur als Puls-, Standardsignal- und Arbiträrsignal-Generator arbeitet, sondern zusätzlich auch noch definiertes oder Zufalls-Rauschen generieren kann. Er kommt unter der Typenbezeichnung Agilent 81150A auf den Markt. Im Frequenzbereich von 1 μHz bis 120 MHz lassen sich Sinussignale sowie beliebig bezüglich Anstiegsund Abfallzeit definierbare Pulse erzeugen. Arbiträre Signale können mit einer Amplitudenauflösung von 14 bit und einer Takt-Ausleserate bis zu 2 GS/s generiert werden. Auch die gängigen Standard-Kurvenformen sind implementiert: Sinus, Rechteck, Rampe usw., alle mit variierbaren Folgefrequenzen und modulierbar bis 10 MHz (AM, FM, PM, PWM, FSK). Besonders interessant ist das Rauschen: Das Gerät liefert sowohl kalibriertes und deterministisches Rauschen für reproduzierbare Stresstests als auch Zufallsrauschen. Durch einfaches Ändern des Scheitelfaktors (Verhältnis von Spitze-Spitze-Spannung zu Effektivwert) können die Bedingungen für Stresstests modifiziert werden. Der Generator hat zwei differenzielle Ausgänge und liefert seine unioder bipolaren Signale im Amplitudenbereich von 50 mV (Spitze-Spitze) bis 10 V an 50 Ω. Mehrere Standard-Schnittstellen und ein Programmier-Interface erleichtern die Bedienung.
Auch von National Instruments (www.ni.com) wurde ein neuer Generator entwickelt: Es ist der für PXI-Express-Slots konzipierte HF-Vektorsignalgenerator NI-PXIe-5672 (Bild 5). Er ermöglicht die Erzeugung von Signalen ab 250 kHz bis zu 2,7 GHz mit einer Bandbreite bis zu 20 MHz und die Datenmodulation mit bis zu 25 MS/s, was die Möglichkeiten traditioneller HF-Geräte deutlich übertrifft. Im Gegensatz zu den traditionellen Systemen ermöglicht die PXI-Express-Technologie des Generators die Anwendung von RAID-Arrays (Redundant Arrays of Independent Disks), um so Signale von bis zu 3 Tbyte Speichervolumen kontinuierlich übertragen und ausgeben zu können, so dass sich relativ einfach Anwendungen zum Aufzeichnen und Wiedergeben von HF-Signalen implementieren lassen. Eine Kombination aus Vektorsignalanalysator PXI-5661 und dem RAID-Array HDD-8264 erlaubt es beispielsweise, Signale bei einer HF-Bandbreite bis zu 20 MHz über mehr als fünf Stunden hinweg zu übertragen. Diese Technik ermöglicht das Aufzeichnen von HF-Signalen von vielen unterschiedlichen physikalischen Quellen und unter vielfältigen Umgebungsbedingungen. So können beispielsweise auch Signale erfasst werden, deren Qualität etwa durch Überlagerung, Interferenzen oder Fluktuationen in der Signalstärke beeinträchtigt wird.
Direkt in der HF-Luftschnittstelle für Feldüberwachungen einzusetzen ist ein anderer Analysator, der Typ HFW 35C (Bild 2) von Priggen (www.priggen.com), der sich zum Nachweis, zur Messung und zur Ortung elektromagnetischer Strahlung von 2,4 bis 6 GHz eignet. Damit können die Frequenzbereiche von Wireless-Anwendungen aller Art inklusive der neuen Standards (Bluetooth, WLAN, WiFi, WiMAX) sowie einiger Richtfunkund Radarsegmente erfasst und gemessen werden, wobei sich die Signalmodulation über einen eingebauten Lautsprecher hörbar machen lässt. Mobilfunk- und DECT-Frequenzen unterhalb von 2,4 GHz werden – zur verfälschungsfreien Analyse des Frequenzbereiches von 2,4 bis 6 GHz – durch ein steilflankiges Hochpass-Filter unterdrückt. Das Gerät ist auch zur Funktionskontrolle von Sendeanlagen und -geräten (Fernbereich) im genannten Frequenzbereich geeignet und zeigt Leistungsdichten zwischen 0,1 und 1999 μW/m² digital an, umschaltbar ist zwischen Spitzenwert- und Mittelwertanzeige. Geliefert wird dieser Analyzer mit einer speziell abgestimmten LogPer-Antenne.
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