Echtzeit-Spektrumanalyse

Schnelle und kurze Signale sicher erkennen

2. März 2023, 13:00 Uhr | Nicole Wörner

Schaltungen, Geräte und Systeme werden immer schneller und komplexer. Damit steigen auch die Anforderungen an das Mess-Equipment, wenn es um die Signalverfolgung und deren Analyse geht.

Ob beim klassischen Spectrum-Monitoring, Funknetz-Messungen oder bei EMV-Tests, immer stellen vor allem kurze und sporadisch auftretende Signale enorme Herausforderungen dar.

Die Echtzeit-Spektrumanalyse beschleunigt und vereinfacht eine Vielzahl an Messaufgaben sowie diverse Produktions- und Forschungsprozesse. Im Gegensatz zur klassischen Spektrumanalyse wird bei der Echtzeit-Spektrumanalyse der gesamte zu untersuchende Frequenzbereich auf eine tiefere Zwischenfrequenz heruntergemischt. Durch die anschließende Digitalisierung und nachfolgende digitale Signalverarbeitung kann dieser dann detailliert untersucht werden. Hierdurch lassen sich selbst sehr kurze Signale sicher erfassen, lokalisieren und somit deren Ursache ermitteln.

Die Digitalisierung ermöglicht es außerdem, unterschiedliche Signalnuancen wie Intensität und Häufigkeit in unterschiedlichen Farben darzustellen und somit beispielsweise die Sichtbarkeit von Überschreitungen definierter Grenzwerte deutlich zu vereinfachen. So lassen sich Änderungen bezüglich Entstör- und Abschirm-Maßnahmen sofort bewerten – was besonders bei Störaussendungs- und Immunitätstests eine große Erleichterung und Zeitersparnis bedeutet.

Hier setzen die Echtzeit-Spektrumanalysatoren der Spectran-V6-X-USB-Reihe von Aaronia an. Sie sind speziell für Nah- und Fernfeld-Messungen, zum Messen und Lokalisieren von Störstrahlungsquellen und zur Überwachung von EMV-Problemen konzipiert.

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EMV-Pakete erleichtern den Einstieg

Aktuell bietet Aaronia drei Echtzeit-EMV-Pakete auf Basis des Spectran V6 RSA 500 X an. Der Frequenzbereich reicht von 10 MHz bis 6 GHz (optional weiter). Die Echtzeitbandbreite sowie die Sweep-Geschwindigkeit können auf bis zu 120 MHz bzw. >400 GHz/s erhöht werden und ermöglichen breitbandige EMV-Messungen in Echtzeit. So ist der Analysator in der Lage, 6 GHz in weniger als 15 ms zu scannen. Da der Spectran V6 RSA 500 über jeweils einen Ein- und Ausgang mit integriertem Signalgenerator verfügt, vereint er zwei Geräte in einem und deckt somit ein weites Anwendungsfeld ab, beispielsweise im Bereich von Störaussendungen oder -festigkeit im Zuge der Pre-Compliance.

Die Echtzeit-Basispakete sind so ausgelegt, dass sie alle üblichen EMV- oder Pre-Compliance-Anwendungsfelder abdecken. Natürlich aber gibt es Anforderungen, bei denen eine noch leistungsfähigere Hardware erforderlich ist. In diesen Fällen können die Basispakete mit dem höheren Echtzeit-Frequenzanalysator, dem Spectran V6 RSA 2000 X, bestückt werden. Neben einer höheren Sweep-Geschwindigkeit von 730 GHz/s und einer Echtzeitbandbreite von 160 MHz (optional >1000 GHz/s respektive 245 MHz) ist die 2000er-Version zusätzlich mit einem zweiten Eingang ausgestattet.

So lässt sich zum Beispiel über den Signalgenerator ein Signal in eine Schaltung einspeisen und mithilfe der beiden Eingänge gleichzeitig vor und hinter einer Abschirmung das Ergebnis messen. Beide Resultate können in Echtzeit miteinander verglichen werden, ohne dass sich der Messaufbau verändert oder etwa Kabel umgesteckt werden müssen. Dies erleichtert Messaufgaben und reduziert den Aufwand erheblich.

Durch die Kombination mehrerer Spectran V6 lässt sich die Echtzeitbandbreite beliebig erhöhen. So erlaubt etwa die Kaskadierung von vier V6 die lückenlose Echtzeitmessung zum Beispiel von 20 MHz bis 1 GHz, was einen Zeitvorteil bei einer Vielzahl von EMV-Messungen bedeutet.

Command Center für anspruchsvollere Aufgaben

Mit dem Spectran V6 Command Center bietet Aaronia die eigenen Angaben zufolge derzeit schnellste Echtzeit-Spektrumanalyse der Welt an. Das System bietet eine Echtzeitbandbreite (RTBW) von bis zu 980 MHz beziehungsweise mehr als 4 THz/s Sweep. Der mobile Echtzeit-Spektrumanalysator ist mit zwei 24“-4K-Monitoren ausgestattet und als transportables System in einem robusten Aluminiumkoffer untergebracht. Die beiden Breitbildmonitore liefern eine kombinierte Auflösung von 3840 × 4320 Pixel und sind für die Darstellung des kompletten Frequenzbereichs oder der gleichzeitigen Überwachung mehrerer Frequenzbänder in Echtzeit ausgelegt.