magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

RS lidA hagyományos RF-teljesítménymérők kis méretűek és pontosak, de nem igazán érzékenyek és viszonylag szűk a dinamikatartományuk. A mérővevők az említett paraméterek tekintetében jó jellemzőkkel rendelkeznek, de ezeknek is megvan a maguk hátránya. A Rohde & Schwarz egy forradalmian új, mindkét műszerfajta előnyeit ötvöző teljesítménymérőszondát fejlesztett ki.

 

Vevők: csak másodlagos mérőműszerek

Talán nyilvánvalónak tűnik, de azért kiemeljük, hogy a rádiófrekvenciás jelek szintje precíziósan csak külön, az e célra szolgáló RF-teljesítménymérőkkel vizsgálható. Ezen eszközöknek két fajtája terjedt el: a termikus, illetve a diódás kialakítású. Az előbbiek egy lezáró ellenálláson keltett hőmérséklet-változáson keresztül, míg az utóbbiak diódák karakterisztikájának négyzetes szakaszán történő egyenirányítással mérik a bemeneti jel teljesítményét. A diódás teljesítménymérő-fejeknek számos változata létezik, amelyek közül a többutas és szélessávú felépítésűek segítségével a legtöbb alkalmazás igényei kielégíthetők.

 

Fig 1

1. ábra  Egy hagyományos mérőfejnél alig nagyobb, de dinamikatartománya egyedülállóan széles: ez az R&S®NRQ6 típusú, frekvencia-szelektív teljesítménymérő szonda

 

Az RF-teljesítménymérésre szintén alkalmas mérővevőkkel és spektrumanalizátorokkal összevetve a célorientált szintmérő szondák pontossága nagyobb, beszerzési ára alacsonyabb, a mérete pedig kisebb. A vevőköröket tartalmazó berendezések ugyanakkor érzékenyebbek és szélesebb dinamikatartománnyal rendelkeznek.
Az R&S®NRQ6 típusú, szelektív teljesítménymérőt (1. ábra) azzal a szándékkal fejlesztették ki, hogy a két műszerkategória előnyeit egyesítsék. Működése a vevőkészülékek elvén alapul, de áramköreinek kialakítása jelentősen eltér a hagyományos mérővevők és spektrumanalizátorok felépítésétől. Kivételes jellemzőit újszerű rendszertechnikai konstrukciójának és kifinomult digitális jelfeldolgozási mechanizmusának köszönheti.
A legfontosabb paraméterek összehasonlításával (2. ábra) válik nyilvánvalóvá, hogy milyen jelentős előrelépést képvisel az R&S®NRQ6 az RF-teljesítménymérők világában. Egy tipikus mérővevő képességeinek illusztrálására egy középkategóriás spektrumanalizátort választottunk. Az értékek alapján megállapítható, hogy a különféle mérési elveket ötvöző R&S®NRQ6 paraméterei a legjobbak – még igen gyenge RF-jelek teljesítménye is gyorsan, pontosan vizsgálható vele. Mindezek mellett a linearitása is kiemelkedően jó, ami a hagyományos teljesítménymérők esetében korábban csak a csúcskategóriás szondákra volt jellemző. A mérőfej számos különféle alkalmazási terület követelményinek megfelelően konfigurálható fel. Beállításai függvényében az alábbi lehetőségeket nyújtja:

  • A célorientált teljesítménymérő-fejek körében egyedülállóan nagy, más eszközökénél nagyságrendekkel szélesebb dinamikatartományt;

  • Gyors felfutási időt és nagy video-sávszélességet, ami korábban csak spektrumanalizátorokra és rendkívül nagy sávszélességű teljesítménymérő szondákra volt jellemző.

 

Fig 2

2. ábra  Különféle teljesítménymérési technikák főbb jellemzőinek összevetésével szembeötlővé válik az új architektúrájú eszköz fölénye

 

Könnyű kezelhetőség – mint mindig

Az R&S®NRQ6 típusú mérőfej kezelése a tapasztalatlan felhasználók számára is igen egyszerű: csupán egy helyi (LAN) hálózathoz kell csatlakoztatni, amely egy Ethernet-vonalon keresztül biztosítja a táplálást (PoE+) a kapcsolóhoz („switch”-hez). A szonda HTML-alapú kezelőfelülete bármilyen asztali számítógépen vagy táblagépen futó böngészőből elérhető. Ezen keresztül folyamatos átlagértékmérés, jelgörbeműveletek és szomszédos csatornás szivárgásiarány-mérés végezhető (3. ábra).
A mérési frekvencia és a jelsávszélesség ugyanilyen egyszerűen állítható be, akár kézileg, akár az automatikus beállítási funkció segítségével. A bemeneti jelszinttől függően a szonda önműködően iktat be-ki a jelútból egy 30 dB-es RF-csillapítót, a teljesítménymérés tartományának optimalizálása érdekében.

 

Mérési funkciók


Átlagteljesítmény folyamatos mérése akár –130 dBm-ig

A hagyományos diódás teljesítménymérő-fejekkel nem vizsgálhatók gyorsan és pontosan -70 dBm-nél gyengébb jelek, a szondák viszonylag nagy belső zajszintje miatt. Az R&S®NRQ6 vevőberendezésekhez hasonló belső felépítésnek köszönhetően mérsékelhető ez a jelenség. A zajteljesítményt tovább csökkenti, hogy sávhatárolt mérések is végezhetők a szondával, így keskenysávú jelek akár -130 dBm-ig terjedően is vizsgálhatók vele, ráadásul gyorsan és precízen. Szelektív eszközről lévén szó, az R&S®NRQ6 kitűnően használható intermodulációs termékek, felharmonikusok szintjének mérésére is, vagy akár különféle adások saját csatornás teljesítményének meghatározására 100 MHz-es sávszélességig terjedően.
Az utóbbi esetben a szomszédos csatornákat figyelmen kívül hagyja a szonda, ami – például – több norma szerint működő bázisállomások bevizsgálása során lehet igen hasznos, ha csak egy adott szabvány szerinti csatorna teljesítményét kell mérni (4. ábra).

 

Jelgörbeműveletek

Impulzusjelek teljesítménye jelgörbe-kiértékelő üzemmódban határozható meg. Ekkor az adások burkolója időtartományban jelenik meg (3. ábra). 50 MHz-es felbontási sávszélesség mellett jellemző 13 ns-os belső fel-lefutási idejével például, könnyedén képes ábrázolni nagy meredekségű impulzusjelek burkolóját az R&S®NRQ6. Ebben a működési módban automatikus beállítási funkciókat is nyújt a szonda, elősegítve például az idő- és teljesítménytengely optimális beállítását. Az indítási (trigger) szintet is önműködően határozza meg, biztosítva a vizsgált jel stabil megjelenítését.

 

Fig 3

3. ábra  Böngészőalapú kezelőfelület, jelgörbealapú mérést megjelenítve

 

Szomszédos csatornás szivárgási arány (ACLR) mérése

A mobiltelefon-rendszerek méréstechnikájának szabványos eleme a szomszédos csatornás szivárgási arány (ACLR) vizsgálata. Ennek paraméterei a böngészőn megjelenő kezelőfelületen keresztül adhatók meg, 3GPP, illetve LTE norma szerinti jelekhez illeszkedő szűrőkkel, amelyeket önműködően állít be az eszköz. Az R&S®NRQ6 szomszédos csatornás szivárgásiarány-mérési érzékenysége 20 MHz sávszélességű, -20 dBm teljesítményű LTE-jel esetén jellemzően -63 dBc.

 

Fig 4

4. ábra  Több norma szerint működő bázisállomás egy csatornáján végzett szelektív mérés – mindez rutinfeladat az R&S®NRQ6 típusú szonda számára

 

Amikor a sebesség kritikus jelentőségű – indításos (triggerelt) mérések

Az indításos (triggerelt) mérésekhez még az eddigieknél is gyorsabb működés szükséges, hosszabb időn keresztül. Az R&S®NRQ6 típusú szonda nagy teljesítőképességű FPGA és óriási memória segítségével képes megfelelni ezen elvárásoknak. Pufferében több mint 100 000 darab, indítóesemény hatására rögzített értéket tud eltárolni, illetve továbbítani egy vezérlő számítógépbe 200 ms alatt, ami másodpercenként 500 000 mérési adat felvételével egyenértékű.

 

Hasznos segédfunkciók

 

Automata frekvenciakövetés
Keskenysávú jelek teljesítményének mérése során a középponti frekvencia eltolódhat. Ha nem kapcsolható rá a jelforrás az R&S®NRQ6 típusú mérőfej referenciafrekvencia-bemenetére, a frekvenciakövetési funkcióval önműködően a jelre állítható a mérési ablak, biztosítva, hogy az ingadozó rezgésszámú adás spektruma mindig a beállított sávszélességen belül legyen.

 

Spektrumkép megjelenítése ellenőrzés céljából

Mivel teljesítménymérést csak a középponti frekvencia és a sávszélesség értékén keresztül beállított tartományban végez a szonda, ellenőrizni kell, hogy ezek a beállítások helyesek-e. Mindez egy szempillantás alatt elvégezhető a jelellenőrzési funkció segítségével, amely grafikusan megjeleníti a vizsgálatadást, a mérési sávszélességet és a teljesítménymérés határait – elősegítve a hibák elkerülését (5. ábra).

 

Fig 5

5. ábra  A jelellenőrzési funkció segítségével egy szempillantás alatt megállapítható, hogy a vizsgálandó jel a beállított tartományon belül van-e

 

Alkalmazási területek
Az R&S®NRQ6 típusú mérőfejjel 6 GHz-ig mindenféle teljesítménymérési művelet elvégezhető, amire a hagyományos szondák alkalmasak, bizonyos területeken azonban kifejezetten meglepő, hogy milyen további lehetőségeket rejt magában.

 

Adóteljesítmény-kalibrálás
Egy berendezés adóteljesítményének kalibrálása során nagyobb jelszintek mellett kell a frekvenciamenetet kompenzálni, miközben a minimális kimeneti teljesítményig lemenően kell a linearitást ellenőrizni. Korábban többféle műszerrel lehetett csupán elvégezni e műveleteket. Az R&S®NRQ6 típusú szondának köszönhetően most már mindez egyetlen kis méretű eszközzel végrehajtható, feleslegessé téve a járulékos műszereket és tartozékokat – például spektrumanalizátorokat vagy teljesítményosztókat. A mérőfej közvetlenül csatlakoztatható a vizsgált adóhoz, még kábelre sincs szükség, így nagyobb stabilitás, kisebb mértékű illesztetlenség és nagyobb pontosság érhető el.

 

 Fig 6

6. ábra  Az R&S®NRQ6 típusú szonda önálló rádiófrekvenciás bemeneti fokozatként is használható, I/Q-jelek befogására. Az adatok külső programmal elemezhetők. Automatizált analízis is végezhető, például az R&S®Quickstep tesztelésirányító szoftverrel

 

I/Q-adatgyűjtés rádiófrekvenciás vektor-jelanalízishez
Az R&S®NRQ6 típusú szonda akár önálló RF-bemeneti fokozatként is használható, vektormodulált I/Q-jelek befogására. A külön opcióként rendelhető R&S®NRQ6-K1 jelű I/Q-illesztő a befogott kvadratúraadatok SCPI-parancsok segítségével történő kiolvasását teszi lehetővé. Ezeket az adatokat a kiolvasást követően külső programok segítségével lehet demodulálni és elemezni. Automatizált, felhőalapú jelanalízisre is van lehetőség, az R&S®Quickstep nevű, tesztelésirányító szoftver segítségével, amellyel bármilyen elemző eszköz vezérelhető – többek között hibavektor-(EVM-) és szomszédos csatornás szivárgásiarány (ACLR-) méréseket támogatva (6. ábra).

 

Szerzők: Dr. Georg Schnattinger, Michael Kaltenbach, Marcel Thränhardt


Rohde & Schwarz Budapesti Iroda
1138 Budapest, Madarász Viktor u. 47-49.
Tel.: +36 1 412 4460
E-mail: RS-Hungary@rohde-schwarz.com
www.rohde-schwarz.hu

 

Még több Rohde & Schwarz

 

 
 
 

 

   
Advertisement
--!>