Statt Analysatoren

Zähler können mehr als nur zählen

22. November 2013, 10:49 Uhr | Von Dr. rer. nat. Hans-Jürgen Altheide
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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Wichtig bei HF: Frequenzen in Abhängigkeit von der Zeit

Beim Tektronix-Gerät lassen sich z.B. Frequenzschwankungen eines Quarzofens (hier Schwankungen von 0,1 Hz bei einem 10-MHz-Ofen) sehr gut analysieren: Die Daten werden mit Hilfe einer PC-Software analysiert.
Bild 5. Beim Tektronix-Gerät lassen sich z.B. Frequenzschwankungen eines Quarzofens (hier Schwankungen von 0,1 Hz bei einem 10-MHz-Ofen) sehr gut analysieren: Die Daten werden mit Hilfe einer PC-Software analysiert.
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Ein mächtiges Werkzeug im R&D-Bereich, aber auch im HF-Service, ist die „Modulation-Domain-Analyse“ (MDA). So wie ein Oszilloskop variable Spannungen über einer Zeitache oder ein Spektrumanalyzer Pegel über einer Frequenzache darstellen kann, so werden in der MDA Frequenzen über einer Zeitachse dargestellt. Gelten Trenddiagramme und Timestamp-Messungen im Prinzip schon zu MDA-Basisuntersuchungen, so geht Tektronix mit Hilfe der optionalen TimeView Software noch einen Schritt weiter.

Die im Zähler gesampelten Daten werden zum PC übertragen und nach Überarbeitung als diverse Parameter, z.B. Trigger Events, Allen-Deviationen und Spannungen, insbesondere jedoch als hochaufgelöste Frequenzen über der Zeitachse dargestellt. Vorrangig geht es dabei um die Visualisierung von Frequenzverläufen bzw. -stabilitäten. Das Einlaufverhalten von VCOs, der Systemstart von Oszillatoren (Bild 5), Puls-Jitter, Frequenz-Hopping und Frequenz-Glitches, aber auch Stabilitäten in TDMA-Kanälen oder Radar-Chirps und vieles mehr lassen sich so analysieren.

Analyse mit „Tektronix Timeview“ an einem FM-modulierten HF-Signal von 100 MHz mit einem Hub von ±50 kHz und einer Modulationsfrequenz von 2 kHz (geglättet, oben links: horizontal die Zeitachse, vertikal die Frequenz). Das Histogramm (unten links) ze
Bild 6. Analyse mit „Tektronix Timeview“ an einem FM-modulierten HF-Signal von 100 MHz mit einem Hub von ±50 kHz und einer Modulationsfrequenz von 2 kHz (geglättet, oben links: horizontal die Zeitachse, vertikal die Frequenz). Das Histogramm (unten links) zeigt die Seitenband-Frequenzen; oben rechts die FFT der Modulationsfrequenz, rechts unten die Rohdaten, die in das Gerät einlaufen.
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Systembedingt sind dabei sehr gut FM-oder FSK-Modulationen darzustellen (Bild 6) und zu kalibrieren. Modulationstiefe und -index lassen sich unmittelbar ablesen. Durch zusätzliche FFT-Analyse (ein Teil von Bild 6) lassen sich auch weitere/ungewollte Modulationen aufdecken, wie sie z.B. durch instabile Stromversorgungen entstehen. Aufgrund der hohen Genauigkeit und Schnelligkeit kommt das Gerät dabei auf diesem Sektor durchaus an die Leistung eines speziellen Modulationsanalysators heran. Selbstverständlich eignet sich die Software auch gut zur Dokumentation und Archivierung der Messdaten.

Fazit: Hochleistungs-Counter/-Timer sind heutzutage alles andere als schlichte Zähler, sondern vielmehr mächtige Analysewerkzeuge. Dank hoher Messgeschwindigkeit, Auflösung und Stabilität liefern sie nicht nur präzise Messungen, sondern eignen sich auch zum Kalibrieren. Durch die implementierten Analysemöglichkeiten, insbesondere auf dem Gebiet der MDA, stoßen sie in Bereiche vor, die bisher speziellen Modulations-Analysatoren vorbehalten waren.

Und das zu einem Bruchteil der Preise, die für diese Spezialisten verlangt werden. Die Geräte von Agilent und Tektronix liegen je nach optionaler Hardware- und Software-Ausstattung zwischen knapp 5.000 und 10.000 € (brutto); sie sind beispielsweise erhältlich bei der CalPlus GmbH, Berlin. Agilent-Geräte sind beispielsweise auch verfügbar bei der Meilhaus GmbH, Puchheim, oder bei dataTec, Reutlingen.

Dr. rer. nat. Hans-Jürgen Altheide 
studierte in Hannover Mathematik und Physik mit Schwerpunkt HF-Technik. Nach jahrelanger Lehrtätigkeit, während der er auch mehrere Sachbücher verfasste, ist er nun freier Mitarbeiter an der Universität Hannover.

  1. Zähler können mehr als nur zählen
  2. Eine Vielfalt an Betriebsarten
  3. Wichtig bei HF: Frequenzen in Abhängigkeit von der Zeit

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