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AWG mit einem Digitizer kombinieren

Unbegrenzte Möglichkeiten

3. Mai 2016, 11:10 Uhr | Von Arthur Pini, Greg Tate und Oliver Rovini

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Einfache und komplexe Modulation

AWGs können auch zahlreiche Arten von Modulationen zum Testen von Kommunikationsanwendungen erzeugen. Eine Modulation von Amplitude, Phase und Frequenz lässt sich wie im ersten Beispiel des Testens von Frequenzgängen erreichen, bei dem der Frequenzbereich mit einem sinusförmigen Signal linear durchlaufen wurde. Das Beispiel in Bild 6 zeigt, wie Quadratursignale zur Erzeugung einer Chirp-Wellenform bei einer Zwischenfrequenz (ZF) erzeugt wurden.

Bei einem Chirp-Signal handelt es sich um ein frequenzmoduliertes Signal, das üblicherweise in Radarsystemen vorkommt. Es könnte zwar auch einfach direkt, wie im ersten Beispiel, programmiert werden; dennoch ist es durchaus aufschlussreich, einen allgemeinen Ansatz aufzuzeigen, der zur Erzeugung anderer komplexer Modulationen verwendet werden könnte.

In Bild 6 sind die Schritte zur Erzeugung des Chirp-Signals dargestellt. Der Prozess beginnt im oberen linken Diagramm, wo lineare Gleitsinus- und Gleitkosinus-Wellenformen über der Zeit zusammen mit den Gleichungen, die zu ihrer Erzeugung verwendet wurden, dargestellt sind. Diese Signale sind in Quadratur und stellen die In-Phase-Anteile (I) und Quadratur-Anteile (Q) einer Quadraturmodulation dar. Die Phasendifferenz zeigt sich jedoch nicht in den FFTs dieser Wellenformen (siehe unteres linkes Diagramm). In der FFT ist der Signalbereich von 22,7 MHz bis 27,7 MHz zu sehen. Hierbei handelt es sich um ein Basisbandsignal.

Die Basisband-Quadraturanteile werden anschließend durch Multiplikation der I- und Q-Basisbandsignale mit dem Kosinus respektive Sinus der Zwischenfrequenz hochgemischt. Die Zwischenfrequenz liegt bei 100 MHz. Im oberen mittleren Diagramm sind die hochgemischten Signale über der Zeit dargestellt. Im unteren mittleren Diagramm sind die FFTs dargestellt. Zu beachten ist, dass die Multiplikation mit einem Sinussignal zu einer Konvertierung der Basisbandsignale in zwei seitenbandunterdrückte Trägersignale mit einer Zentrierung bei 100 MHz geführt hat, wobei sich die oberen und unteren Seitenbänder in einem Bereich von 22,7 MHz bis 27,7 MHz zu beiden Seiten der Mittenfrequenz erstrecken. Nicht zu sehen in der Amplituden-FFT ist die Phase der beiden Quadraturanteile.

Der letzte Schritt des Prozesses besteht in einer Quadratur-Subtraktion der beiden ZF-Anteile. Dies ist in den beiden rechten Diagrammen zu sehen. Im unteren rechten Diagramm erkennt man, dass das untere Seitenband infolge der Subtraktion unterdrückt wurde und nur das obere Seitenband übrig geblieben ist. Dieses Signal deckt den Bereich von 122,7 MHz bis 127,7 MHz ab.

In diesem Beispiel wird deutlich, wie die Grundkonzepte der Signalerzeugung und verketteten Verarbeitung zur Erzeugung komplexer Wellenformen in Kommunikationssystemen angewendet werden können.

Flexibel einsetzbar

Diese wenigen Beispiele lassen die zahlreichen Möglichkeiten der Verwendung eines AWG als Signalquelle für Testzwecke erahnen. AWGs können standardmäßige Funktionsgenerator-Wellenformen wie Sinus-, Rechteck-, Dreieck- und Rampensignale erzeugen. Sie können auch modulierte Wellenformen und serielle Datenmuster erzeugen. Sie können sogar zur Wiedergabe echter Signale verwendet werden, die mit Hilfe von Digitizern und Oszilloskopen aufgezeichnet wurden. AWGs können gemeinsam mit einem Digitizer eingesetzt und über ein herstellerseitig bereitgestelltes Tool, beispielsweise die Software SBench 6, oder allgemein verfügbare Systemintegrations-Software wie Matlab oder LabVIEW programmiert werden. Auch die individuelle Programmierung in einer Sprache eigener Wahl ist möglich. Diese Flexibilität macht die modularen AWGs und Digitizer zu idealen Partnern für die Erzeugung unterschiedlichster Stimulus-Response- (oder Response-Stimulus-)Testsysteme.

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Arthur Pini
ist ausgebildeter Elektronik-Ingenieur und unabhängiger Berater sowie Spezialist für technischen Support mit über 50 Jahren Erfahrung in der Test- und Messtechnik-Branche. Dabei hat er unter anderem Erfahrung mit Oszilloskopen, Digitizern und Arbitrary-Waveform-Generatoren verschiedenster Hersteller gesammelt.

Greg Tate
ist Asien-Manager von Spectrum und blickt auf über 30 Jahre Erfahrung im Bereich Test- und Messtechnik zurück. Dabei hat er sich auf Produkte mit High-Speed-ADC- und DAC-Technologie wie Digitizer und Arbitrary-Waveform-Generatoren spezialisiert. In seiner bisherigen beruflichen Laufbahn hat er für verschiedene namhafte Digitizer-Hersteller Anwendungen im asiatischen Raum betreut.

Oliver Rovini
ist Technischer Leiter der Spectrum GmbH und verantwortlich für die Entwicklungen der schnellen Digitizer und Arbitrary-Waveform-Generatoren. Er ist seit 20 Jahren im Bereich der Messtechnik als Entwickler tätig.