Vektorsignalgenerator Wie sich digitale Kommunikationsstandards flexibel testen lassen

Autor / Redakteur: Joachim Danz, Eckhard Hammer und Volker Ohlen* / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Messtechniker müssen möglichst viele verschiedene digitale Kommunikationsstandards mit nur einem Gerät testen. Zu den etablierten digitalen Standards wie WCDMA und GSM kamen LTE, WiMAX oder WLAN IEEE 802.11n hinzu. Mit ihnen stieg Übertragungsrate und Bandbreite. Wir zeigen Ihnen am R&S SMBV100A, dass ein so genannter Alleskönner nicht oberflächlich sein muss.

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Mobile Endgeräte müssen heute in der Lage sein, Hörfunk- und Fernsehstandards wie FM und DVB-T/-H zu verarbeiten und mobile Navigation per GPS bereitzustellen. Für dieses dynamische Umfeld hat Rohde & Schwarz den Vektorsignalgenerator R&S SMBV100A entwickelt: Das Gerät vereint HF-Technik des Generators R&S SMB100A mit dem Bedienkonzept und der Basisbanderzeugung der Generatorenfamilie R&S SMx.

In der Grundausstattung ist er ein rein analoger Vektorsignalgenerator, der analoge I/Q-Signale von einer Basisbandquelle bis 528 MHz in den HF-Bereich umsetzt. Je nach Optionierung kann er Frequenzen bis 3,2 GHz oder 6 GHz erzeugen und Signale mit einem Pegel von 24 dBm, spektralen Eigenschaften und geringer Error Vector Magnitude liefern.

Bild 2: Die Bedienoberfläche zeigt den Signalfluss durch die relevanten Signalverarbeitungsblöcke. Die Darstellung reagiert auf Änderungen im Signalfluss und zeigt die wichtigsten Einstellungen und Statusmeldungen auf einen Blick. Die Grafikanzeige liefert u.a. I/Q-Darstellung und Leistungsspektrum als Anzeigemodi zur Kontrolle der gerade aktiven Signalausgabe. (Archiv: Vogel Business Media)

Er kann entweder mit einem Arbitrary-Waveform-Generator oder einem Echtzeit-Basisbandcoder ausgestattet sein. Der ARB-Generator ist in seiner Bandbreite bis 60 MHz oder 120 MHz sowie in der Speichertiefe skalierbar.

Bild 3: Gemessener maximaler Ausgangspegel in den Betriebsarten CW und I/Q-Modulation (Archiv: Vogel Business Media)

Das Gerät bietet ein HF-Frequenzband von 9 kHz bis 6 GHz sowie die analogen Modulationsverfahren AM, FM, φM und schnelle Pulsmodulation. Seine Ausgangspegel von typisch 24 dBm wird so über den gesamten Frequenzbereich bis 6 GHz erreicht (Bild 3).

Leistungsverstärker untersuchen

Bild 4: ACPR eines Vektorsignalgenerators R&S SMBV100A bei 2,16 GHz (Archiv: Vogel Business Media)

ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) ist ein Maß für die Linearität und das Breitbandrauschen eines Signalgenerators mit I/Q-Modulation. Mit einem ACPR von typisch –68 dBc für ein 3GPP-Signal (Test-Modell 1-64) bei 2 GHz (Bild 4) hat das Gerät nicht nur genügend Reserven zum Testen von Empfängern, sondern ist auch zum Untersuchen von Leistungsverstärkern geeignet.

Bild 5: Gemessene ACPR für das 3GPP-Test-Modell 1-64 bei 2 GHz als Funktion des Ausgangspegels (Archiv: Vogel Business Media)

Durch seine Pegelreserven des HF-Moduls arbeitet die HF-Kette sehr verzerrungsarm und es werden hohe ACPR-Werte im ersten Nachbarkanal bis zu hohen Ausgangspegeln erreicht. Sein interner Pegelalgorithmus ermöglicht einen ACPR-Wert von typisch –68 dBc für ein 3GPP-Signal (Test-Modell 1-64) mit einem Crest-Faktor von 10,55 dB über einen sehr großen Pegelbereich bis hin zu 5 dBm Kanalleistung (Bild 5).

Mit seiner Basisbandbreite von 264 MHz und der daraus resultierenden HF-Bandbreite von 528 MHz eignet er sich nicht nur als HF-Umsetzer für UWB-Signale, sondern auch für komplexe gepulste Signale. Ermöglicht wurde das mit dem Vektorboard-Modul, dessen Herzstück ein ASIC mit einem breitbandigen, sehr linearen und rauscharmen I/Q-Modulator ist.

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