Absolute und relative Amplitudengenauigkeit bei Spektrumanalysatoren

Anbieter zum Thema

Keysight Technologies Deutschland GmbH

ODU GmbH & Co. KG

dataTec AG

DMB Technics AG

Durchstimmbarer YIG-Filter nicht notwendig

Die meisten Spektrumanalysatoren decken Frequenzen bis in den Mikrowellenbereich ab, normalerweise mit mehreren Oberwellenmischerbändern, wie das Blockschaltbild in Bild 2 gezeigt. Das unterste dieser Bänder ist Band 0. In diesem Fall wird die Frequenz in der Mischstufe aufwärtsgemischt. In diesem Band misst das Gerät am genauesten, weil die Aufwärtsmischung die Unterdrückung des anderen Seitenbands ermöglicht, ohne dass man einen durchstimmbaren YIG-Bandpass braucht, der im hohen Band üblicherweise eingesetzt wird.

Solche durchstimmbaren YIG-Filter bringen Instabilitäten mit sich, welche die Messungenauigkeit der absoluten Amplitude auf ein Niveau deutlich über dem heben, das bei Leistungssensoren üblich ist.

Es gibt gute Gründe dafür, statt garantierten Spezifikationen statistische Spezifikationen anzugeben. Eine statistische Spezifikation, etwa ein 95%-Intervall mit einer Konfidenz von 95% ist der Standard für eine den ISO-Vorgaben entsprechende Produktion. Solche Spezifikationen sind natürlich enger als garantierte Spezifikationen. Sie sind besonders gut geeignet, wenn verschiedene Messgeräte des gleichen Herstellers miteinander verglichen werden sollen, aber auch beim Vergleich von Messgeräten verschiedener Hersteller lassen sie sich einsetzen.

Bei statistischer Betrachtung stören Kompromisse bei der Festlegung der Spezifikationen, die man der Ausbeute wegen macht, nicht. Ein Nachteil dieses Ansatzes ist, dass der Hersteller nicht garantieren kann, dass ein bestimmtes Exemplar der Baureihe die Spezifikation einhält. 5% der hergestellten Geräte liegen statistisch außerhalb der Spezifikation.

Die 95/95-Spezifikation berechnen

Bezüglich der absoluten Genauigkeit wird die 95/95-Spezifikation mit einer Kombination von normalen Additionen und dem quadratischen Mittel aus den vielen möglichen Fehlern berechnet. Die AbsAmp@50-Messungen folgen einer Gauß-Verteilung. Sie sind unabhängig davon, ob der HF-Frequenzgang im Vergleich zur Referenzfrequenz von 50 MHz eben ist. Also kann die Standardabweichung jeder Messserie ausgerechnet und ein geometrisches Mittel gebildet werden.

Bei der Skalentreue ist die Spezifikation ein Maß der Leistung des Geräts, ohne dass hier irgendetwas durch Tests oder Vergleiche angepasst worden wäre. In einem solchen Fall sorgt die Messungenauigkeit dafür, dass die Messwerte streuen. Jede Aussage zur Leistung des Geräts an der 95%-Linie ist in einem solchen Fall aufgrund der Messungenauigkeit konservativ.

In der Produktion kann bei den Kalibratoren eine sehr geringe Streuung erzielt werden, wenn sie mit dem gleichen Gerät verifiziert werden, mit dem sie eingestellt wurden. In diesem Fall sollte die statistische Verteilung der Geräteeigenschaften das geometrische Mittel aus Messungenauigkeit und Streuung der Messwerte gebildet werden. Die Messungenauigkeit wird als „Kalibrierungenauigkeit” oder „Unsicherheit bei der Rückverfolgung auf den Standard“ genannt. Der zweite Fall beschreibt die Beobachtung von AbsAmp@50. Daher sollte diese Messungenauigkeit kombiniert werden.

(ID:288298)