Hochfrequenz-Messtechnik HF-Signalanalysator für besondere Messaufgaben in der Halbleiter-, Mobilfunk- und Funkkommunikationsentwicklung

Der HF-Signalanalysator NI 5665 lässt sich in allen Phasen der Hardwareentwicklung bei Halbleiter-, Mobilfunktests und der Funkkommunikation einsetzen.

Anbieter zum Thema

ODU GmbH & Co. KG

dataTec AG

SCHURTER AG

National Instruments Germany GmbH

Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit aktueller HF-Komponenten und ihrer Systeme nehmen Einfluss auf Entwurf, Validierung und Fertigung. So ist es notwendig, dass die Komponenten und Systeme isoliert und abgeschirmt sind, da sehr saubere Signale, Stromverbrauch und Wärmeabgabe ständig ein Thema sind.

Moderne HF-Messgeräte werden zudem immer kleiner und sind vermehrt modular aufgebaut. Ein geeignetes Messsystem ist der Vektorsignalanalysator NI PXIe-5665 im kompakten PXI-Formfaktor.

Superheterodyne HF-Architektur

Der Analysator beruht auf einer superheterodynen HF-Analysatorarchitektur in Verbindung mit einer softwaredefinierten modularen Implementierung. Im Bild 1 sind drei Bestandteile dieser modularen Architektur dargestellt: der Abwärtswandler (Downconverter) NI PXIe-5603, der ZF-Digitizer NI PXIe-5622 und der LO-Synthesizer NI PXIe-5653.

Die dreistufige Topologie des Vektorsignalanalysators unterdrückt Spiegelfrequenzen des HF-Signals ganz ohne Mehrdeutigkeit. Dabei hilft ein Tiefpassfilter, das das HF-Signal am Eingang des ersten Mischers begrenzt. Da die Frequenz des ersten Lokaloszillators (LO) größer ist als die höchstmöglich abgestimmte HF-Frequenz, trägt das Tiefpassfilter dazu bei, die LO-Rückstrahlung vom HF-Eingang zu verringern.

Unerwünschte Spielgelfrequenzen blockieren

Jede Spiegelfrequenz erscheint bei der zweifachen Zwischenfrequenz entfernt von der abgestimmten HF-Frequenz. Der Abwärtswandler verwendet Filter, um diese unerwünschten Frequenzen zu blockieren. So stellt er einen optimalen störungsfreien Dynamikbereich bereit.

In den folgenden Abschnitten werden Methoden vorgestellt, die für die einzelnen Komponenten des Analysators eingesetzt werden, die seine hohe Qualität und Leistung ausmachen. Die richtige Kalibrierung von HF-Messgeräten sowie die korrekte Installation stellen eine Herausforderung dar, besonders, wenn zusätzlich die Umgebungsfaktoren wie Temperaturdrift, Kalibrierung entlang des gesamten RF-Pfads und Einsatz externer Messgeräte beachtet werden müssen.

Modulare Kalibrierung bei mehreren Analysatoren

In einer Umgebung zur Produktionsprüfung können die Regelmäßigkeit der Kalibrierung und der Zugang zur Testausrüstung weitere zu berücksichtigende Aspekte sein. Mit den Kalibriertechniken von NI lässt sich eine exakte Kalibrierung auch dann erzielen, wenn einzelne Komponenten des Analysators entfernt oder ersetzt werden.

Die modulare Kalibrierung ist besonders dann von Vorteil, wenn mehrere Analysatoren des gleichen Typs für ein System mit höherer Kanalanzahl (MIMO-Systeme) phasensynchronisiert oder wenn Module ausgetauscht werden. Jede Komponente, selbst in einer Mehrkanalarchitektur, behält ihre eigenen Kalibrierkonstanten bei, die im Treiber NI-RFSA auf Systemebene zusammengeführt wurden.

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