Das Phasenrauschen von High-End-Signalquellen messen

Anbieter zum Thema

ET System electronic GmbH

Treston Deutschland GmbH

dataTec AG

Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG

Phasen- und Amplitudenrauschen simultan messen

Dabei lässt sich das Gerät so konfigurieren, dass der Korrelationsprozess automatisch abbricht, wenn weitere Mittelungen keine Verbesserung der Messergebnisse bringen. Aufgrund der sehr rauscharmen internen Quellen sind oft nur wenige Korrelationen erforderlich, um einen guten Oszillator zu messen. Die extrem empfindlichen Messungen liefern sichere Ergebnisse und das bis zu hundertmal schneller als vergleichbare Messsysteme mit externen Signalquellen.

Der R&S FSWP mischt das Signal ins Basisband, digitalisiert und demoduliert es. Er kann so simultan neben dem Phasenrauschen auch das Amplitudenrauschen messen – ein Parameter, der vor allem bei digitalen Modulationsverfahren an Bedeutung gewinnt. Auch hier können Anwender die Kreuzkorrelation nutzen. Die Messungen werden damit um mehr als 20 dB empfindlicher als das mit Dioden-Detektoren möglich wäre, dem derzeit gängigen Messverfahren. Phasen- als auch Amplitudenrauschen sind zudem gleichzeitig in einem Diagramm oder in zwei Fenstern darstellbar (Bild 2).

Bildergalerie

Zudem lässt sich das Gerät als Signal- und Spektrumanalysator betreiben. Damit lässt sich überprüfen, ob das zu messende Signal erwartungsgemäß vorhanden ist. Der Anwender kann so Vektorsignale analysieren oder auch höhere Harmonische ermitteln. Sie können einfach zwischen verschiedenen Messkanälen hin- und herschalten: kurz das Spektrum überprüfen und anschließend die Phasenrauschmessung durchführen.

Phasenrauschen von gepulsten Quellen auf Knopfdruck messen

Bei Messungen an gepulsten Quellen zeichnet der Messplatz das Signal auf, berechnet alle Parameter wie Pulswiederholfrequenz oder Pulsbreite automatisch (Bild 2). Er demoduliert das Signal und zeigt Phasen- sowie Amplitudenrauschen an. Automatisch stellt das Gerät den maximal nutzbaren Offsetbereich ein und kalibriert die Messung.

Anwender müssen sich um die korrekte Einstellung dieser Parameter nicht kümmern. Trotzdem können sie ein Messtor (Gate) definieren, um beispielsweise Einschwingeffekte zu unterdrücken (Bild 3) oder um die Empfindlichkeit zu erhöhen, indem das Rauschen zwischen den Pulsen unterdrückt wird. Sie können auch die Kreuzkorrelation nutzen, wenn sehr gute Quellen gemessen werden müssen oder zur Kompensation einer Desensibilisierung.

Die reduzierte Messdynamik bei einer desensibilisierten Messung kann bei langen Austastzeiten zu einer deutlich geringeren mittleren Signalleistung führen. Mit dem integrierten Signalanalysator misst das Gerät neben Phasenrauschen an gepulsten Signalen auch optional automatisch alle zusätzlichen Parameter, um gepulste Quellen zu charakterisieren: Pulsanstiegs- und Abfallzeiten, Phasen- und Frequenzverlauf oder Parametertrends.

Rauscharme Sender entwickeln

Um Radarsysteme zu charakterisieren und zu optimieren ist es wichtig, das additive Phasenrauschen von Komponenten zu kennen. Denn Zwei-Tor-Komponenten können das Phasenrauschen eines Signals verschlechtern und Rauschen addieren, auch wenn sie selbst kein Signal erzeugen. Für den Entwurf beispielsweise eines High-End-Radarsystems ist es unerlässlich zu wissen, wie viel Phasenrauschen die einzelnen Komponenten im Signalpfad zusätzlich zum Phasenrauschen des Lokaloszillators hinzufügen. Nur so können extrem rauscharme Sender entwickelt werden.

Für solche Messungen sind hochwertige Quellen und Phasenschieber notwendig. Bei der vorgestellten Lösung verbindet der Anwender den Eingang des Messobjekts mit der internen Signalquelle des R&S FSWP und den Ausgang des Messobjekts mit einem Messeingang. Auf Knopfdruck erhält man das additive Phasenrauschen der zu messenden Komponente.

Auch für diese Betriebsart verwendet das Messgerät die Kreuzkorrelation, um das additive Phasenrauschen der internen Frequenzumsetzer zu unterdrücken. Das ist auch bei gepulsten Signalen möglich. Sollen die Komponenten beispielsweise für einen Radarsender charakterisiert und optimiert werden, ist es notwendig diese unter Einsatzbedingungen, also mit gepulsten Signalen zu messen. Denn Komponenten verhalten sich mit gepulsten Signalen anders, als wenn ein kontinuierliches Signal anliegt.

* Dr. Wolfgang Wendler ist Produktmanager für Spektrumanalysatoren bei Rohde & Schwarz in München.

(ID:44201765)