Echtzeit-Spektrumanalysatoren von Rigol

Jetzt auch mit VNA!

24. August 2020, 13:51 Uhr | Nicole Wörner

Echtzeit-Spektrumanalysator RSA5065N von Rigol mit integrierter VNA-Funktion.

Die neuen Echtzeit-Spektrumanalysatoren RSA3000N und RSA5000N von Rigol sind standardmäßig mit einer Funktion für die vektorielle Netzwerkanalyse ausgestattet. Zusammen mit den vier bereits vorhandenen Modulen für die Geräteserien ergeben sich vielseitige Möglichkeiten der Signalanalyse.

Grundlage für die neuen Varianten sind die bereits im Markt eingeführten Echtzeit-Spektrumanalysatoren RSA3000 und RSA5000. Auch die neuen, auf Rigols proprietärer UltraReal-Technologie basierenden Geräte mit voll digitaler IF-Technologie (Intermediate Frequency) decken Bandbreiten von 9 kHz bis 1,5 / 3 / 4,5 GHz (RSA3000N-Serie) bzw. bis 3,2 oder 6,5 GHz (RSA5000N) ab.

Mit einem Frequenzbereich von 100 KHz bis 6,5 GHz erfüllt der neue VNA alle Standardaufgaben zur Netzwerkanalyse wie beispielsweise die Messung des vektoriellen Reflektions- und Transmissionsfaktors (S11 und S21) sowie die Umsetzung in den Zeitbereich für die Distanzfehlermessung (DTF) z. B. an Kabeln. Der Dynamikbereich der S21-Messung liegt bei <80 dB (nom.) während die Richtdämpfung des internen Kopplers bei <40 dB (nom.) liegt. Für die S21-Messung stehen Darstellungen unter anderem der linearen und logarithmischen Durchgangsdämpfung, Phase und Gruppenlaufzeit zur Auswahl, die S11-Parameter erscheinen unter anderem als Smith- und Polardiagramm, Phase und Gruppenlaufzeit, Reflektions-Faktor und SWR. Bei der DTF-Messung wird die lineare und die logarithmische Durchgangsdämpfung sowie SWR dargestellt.

Die Messbandbreite ist in 1-3-10-Schritten zwischen 1 kHz und 10 MHz einstellbar. Bei der DTF-Messung sind unterschiedliche Fensterungen möglich. Für eine sehr genaue Entfernungsbestimmung der Reflektionen können unterschiedliche Parameter des Messobjektes wie der Verkürzungsfaktor (Velocity Factor), die Kabeldämpfung und die Kabellänge eingegeben werden. Mit bis zu 10.000 Datenpunkten und möglichen acht Markern lassen sich auch komplexe Messaufgaben lösen. Ergänzend bietet Rigol zwei Kalibrierkits an: das hochgenaue CK106A und die Low-Cost-Variante CK106E.

Vier weitere Funktionsmodule

Neben der neuen VNA-Funktion bietet Rigol vier weitere Funktionsmodule für die Echtzeit-Spektrumanalysatoren RSA5000N und RSA3000N an: RTSA (Echtzeit-Spektrumanalysator bis max. 40 MHz Bandbreite), GPSA (Sweep-basierender Spektrumanalysator mit hoher Performance), EMI (Vorab-Konformitätstests nach CISPR-Vorgaben) und VSA (Vektorsignalanalyse für unterschiedliche digitale Demodulation und Bitfehlermessung, nur RSA5000N).

Das RTSA-Modul

Die Echtzeitbandbreite der RSA3000N-Modelle beträgt standardmäßig 10 MHz, die der RSA5000N-Serie 25 MHz ¬– beide optional auf 40 MHz erweiterbar. Durch die schnelle FFT-Rate von bis zu 146,484 FFT/s ist laut Hersteller eine hundertprozentige Erfassungswahrscheinlichkeit mit korrekter Amplitude (POI – Probability of Intercept) von bis zu 9,3 µsek (Full Scale) erreichbar. Es lassen sich unterschiedliche Messungen wie eine Dichtigkeitsdarstellung über die Frequenz, Spektrogramm oder die Leistung über den Zeitbereich darstellen - bei Bedarf auch alles gleichzeitig. Über den Frequenzmaskentrigger (FMT) lassen sich auch schwer ermittelbare Signale erfassen. Mittels unterschiedlicher Filterarten sowie jeweils sechs verschiedenen RBW-Breiten lässt sich das Modul auf die jeweilige Applikation einstellen. Als Schnittstellen stehen USB, LAN und HDMI zur Verfügung.

Das GPSA-Modul

Ein Spektrumanalysator dient zur Darstellung von Signalamplituden in Abhängigkeit von der Frequenz und bietet dem Benutzer eine Auswahl von IF-Filtern, um die angezeigte Bandbreite zu verringern und ein dediziertes Signal aus dem umgebenden Rauschen zu isolieren. Durch die digitale IF-Technologie des RSA5000N lassen sich die Abweichungen der Amplitude über die Zeit und Frequenz im Vergleich zu analogen Filtern merklich reduzieren. Die effektive Messgeschwindigkeit ist mehr als doppelt so hoch wie bei der DSA800-Serie. Amplitudenwerte lassen sich mit der integrierten Dämpfung (einstellbar in 1-dB-Schritten von 0 bis 50 dB) mit bis zu +30 dBm messen. Die typische Phasenrauschleistung des RSA5000N beträgt -108 dBc/Hz@1GHz bei einem Abstand von 10 kHz zum Trägersignal – einmalig in dieser Preisklasse.

Das EMI-Modul

Mit der integrierten EMI-Zusatzoption, die alle EMI-Filter und zusätzliche Detektoren (Quasi Peak / CISPR Average) beinhalten, eignen sich die neuen Spektrumanalysatoren unter anderem für Pre-Compliance-Tests an Baugruppen, Geräten und Komponenten. Durch die Tests im eigenen Haus lässt sich schon während der Produktentwicklung sicherstellen, dass die EU-Normen für EMV erfüllt werden, was letztendlich die Kosten für die Vorabprüfung durch externe Testlabore spart. In der EMI-Option integriert sind: CISPR-16-1-1-Detektoren, CISPR-16-1-1-Bandbreiten, logarithmische und lineare Darstellung, Signalergebnis-Tabellen, flexible Scan-Tabellen, simultane Detektoren an Messmeter, Verwendung automatischer Limits mit Deltaberücksichtigung, Messungen am Marker, Testbericht-Generierung sowie eine Korrekturberücksichtigung externer Komponenten können direkt am Gerät durchgeführt werden.

Das VSA-Modul

Die Funktionen des VSA-Moduls bei der RSA5000N-Serie umfassen die I/Q-HF-Hüllkurvenanalyse und die digitale Modulationsanalyse. Der FMT-Trigger basiert auf Rigols UltraReal-Technologie für die Erfassung und Modulationsanalyse. Dies ermöglicht die Messung und Analyse von drahtlosen Kommunikations- und Verbindungsstandards sowie BER-Tests für bekannte Signalsequenzen. Die Modulationsformate sind FSK2, FSK4, FSK8, MSK, BPSK, QPSK, OQPSK, DQPSK, 8PSK, π/4-DQPSK, π/8-D8PSK, D8PSK, QAM16, QAM32, QAM64, ASK2 und ASK4. Die Analyseergebnisse können als Signalamplitude im Zeitbereich, Spektrum, Augendiagramm, Konstellations- und Vektordiagramm, Fehlervektorgröße, Quadraturfehler, Amplitudenfehler und Phasenfehler angezeigt werden. Die RSA3000N-Serie bietet eine vereinfachte Form des VSA-Moduls für die ASK/FSK-Demodulationen und BER-Tests an.

Die Grundgeräte

Die neuen Modelle der Serien RSA3000N und RSA5000N kommen mit einem 10,1” großen kapazitiven Multitouch-Display mit 1024x600 Pixel Auflösung und beziehen ihre Eingangssignale über eine 50-Ω-Typ-N-Buchse. Anschlüsse zu einem PC sind über Ethernet-LAN und USB möglich. Der integrierte Trackinggenerator der beiden Serien lässt sich im GPSA-und VNA-Modus von -40 bis 0 dBm Ausgangsleistung einstellen und nutzen. Und nicht zuletzt: Beide Geräteserien lassen sich auch über Web-Control bedienen.