HF-Signalanalyse
Mehr Details in kürzerer Zeit untersuchen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Neue Messkonzepte und -geräte nötig
Als Messwerkzeug für die Überwachung und Analyse von Kommunikationssystemen wurden früher meist Spektrumanalysatoren eingesetzt. Heute sind jedoch neue Arten von Messinstrumenten mit höherer Leistung erforderlich, mit denen sich auch zunehmend komplexe Signale untersuchen lassen. Herkömmliche Spektrumanalysatoren reagieren nicht auf vorübergehend auftretende Störungen. Ihre maximale Erfassungsbandbreite liegt in der Regel bei etwa 40 MHz.
Neue Konzepte für die digitale Signalverarbeitung ermöglichen nun jedoch die Entwicklung von Signalanalysatoren, mit denen Hochleistungsanalysen von Parametern wie Amplitude-, Frequenz- und Phasen-Zeit-Beziehungen mit einer Erfassungsbandbreite bis zu 85 MHz in Echtzeit durchgeführt werden können.
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Das in Bild 2 gezeigte Gerät der Mittelklasse arbeitet beispielsweise mit dem modernen Signalverarbeitungsverfahren DPX und erzeugt eine farblich abgestufte Echtzeit-Darstellung der untersuchten Signale (Bild 3 und Bild 4).
Zudem wird die Signalanalyse durch leistungsstarke Ablenkungs- und Triggerfunktionen beschleunigt. Darüber hinaus deckt die mit einem Aufzeichnungs-„Schuss“ erfasste Bandbreite von 85 MHz das gesamte ISM-Band ab und erlaubt es damit, die Frequenzen von Funksystemen wie Bluetooth, ZigBee, RFID und WLAN zu beobachten, die ein sehr breites Frequenzspektrum beanspruchen.
Diese Analysator-Geräteklasse eignet sich nicht nur für die Untersuchung komplexer Signale, sondern stellt mit +17 dBm IP3 ( Intercept Point 3. Ordnung ) und -154 dBm/ Hz DANL (Displayed Average Noise Level, mittlerer angezeigter Rauschpegel) auch eine praxisgerechte Lösung für die konventionelle Spektrumanalyse dar. Darüber hinaus unterstützen die Geräte aufgrund ihrer überragenden Darstellung von Phasenrauschen und DANL auch die Entwicklung und EMV-Fehlerdiagnose im niedrigen Frequenzbereich.
Neben der Spektrumanalyse kann der Echtzeit-Signalanalysator Signale außerdem im Hinblick auf Amplitude, Frequenz oder Phase in Abhängigkeit von der Zeit analysieren. Die neuen Funktionen überzeugen dabei durch ihre überragende Geschwindigkeit: Bei Ablenkungszeiten von 20 µs oder weniger können bis zu 50 000 Kurvenzug-Analysen/s durchgeführt werden.
Bei herkömmlichen Signalanalysatoren werden die Signale nach der Erfassung verarbeitet, und die Darstellung ist auf etwa 30 bis 200 Messungen/s beschränkt, wodurch sich große Datenlücken ergeben. Der DPX-Prozessor ermöglicht deutlich schnellere Messungen als herkömmliche Geräte. Mithilfe spezieller Triggerfunktionen (z.B. DPX-Intensitäts-Triggerung und zeitlich qualifizierte Triggerung) erhöht sich die Anzahl der darstellbaren Spektrumsaktualisierungen pro Sekunde um einen vierstelligen Faktor. Dadurch lassen sich auch selten auftretende Anomalien erkennen, die mit herkömmlichen Spektrumanalysatoren nicht erfasst werden können.
Da die Ergebnisse für Frequenz oder Phase in Bezug auf die Zeit mit derselben Rate dargestellt werden können wie Amplitudenmessungen, können bei frequenzagilen Systemen Fehler wesentlich besser diagnostiziert werden.
Anwendungsbereiche der -Echtzeit-Signalanalyse
Aufgrund der sehr kurzen Diagnosezeiten eignet sich der hier beispielhaft erwähnte Echtzeit-Signalanalysator für unterschiedliche Anwendungsbereiche, beispielsweise für die Entwicklung von Embedded-HF-Systemen, für die EMV-Diagnose, die Entwicklung von Funkkommunikationssystemen sowie die für die Spektrumverwaltung und Überwachung.
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- Entwicklung von Embedded-HF-Systemen und EMV-Diagnose
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