Synthetischer Netzwerkanalysator: Attraktive Messplatzerweiterung für bestehende RF-PXI-Systeme

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Monika Lehmann
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1 Synthetischer Netzwerkanalysator: Attraktive Messplatzerweiterung für bestehende RF-PXI-Systeme Marcus Schramm Universität Erlangen Nürnberg LHFT

2 Agenda Motivation Bisherige Methoden Messplatzerweiterung svna Architektur Funktionsweise Kalibrierung Messdaten Zusammenfassung

3 Motivation: Was sind S-Parameter? Vektorielle S-Parameter charakterisieren ein DUT nach Betrag und Phase. a 1 DUT b 2 b 1 a 2

4 Motivation: Einsatzbereiche S-Parameter können lineare Bauelemente beschreiben. Aktive Bauelemente somit nur in einem eingeschränktem Umfang. Filter Kabel Verstärker.

5 Bisherige Methoden Kommerziell erhältliche VNAs: Zur Systemfehlerkorrektur können verschiedene Kalibrierverfahren eingesetzt werden (SOLT, TRL )

6 Bisherige Methoden Koppler Frequenzumsetzung Frequenzumsetzung Frequenzumsetzung Frequenzumsetzung ADCs + Datenverarbeitung DUT 4-Kanal VNA Koppler

7 Bisherige Methoden Verstärker Mischer Filter Koppler Frequenzumsetzung Frequenzumsetzung Frequenzumsetzung ADCs + Datenverarbeitung DUT Lokaloszillator Frequenzumsetzung Koppler 4-Kanal VNA

Frequenzumsetzung ADCs + Datenverarbeitung DUT

8 Bisherige Methoden Eine direkte Umsetzung der 4-Kanal Architektur mit PXI- Instrumenten würde: Einen Vektorsignalgenerator, Vier Vektorsignalanalysatoren, Ein externes Testset und somit 13 PXI-Slots benötigen.

9 Messplatzerweiterung: svna Ein voll bestücktes RF-Rack verfügt nur über wenig freie Ressourcen. 6.6 GHz Analyzer Analyzer GHz Generator Generator 2 S M U 1 S M U 2 A D C 1 A D C 2

Ressourcen. 6.6 GHz Analyzer Analyzer 2 6.

10 Messplatzerweiterung: svna Das svna Modul ermöglicht vektorielle S-Parametermessungen ohne zusätzliche PXI Ressourcen. Generator PXI Instrumentierung Analysator svna Modul

11 svna-funktionsweise Koppler Generator DUT Koppler Analysator svna-modul PXI-Instrumente

12 svna-funktionsweise SP2T Das Signal setzt sich aus den mit und gewichteten Signalen und zusammen.

13 svna-funktionsweise Mit einer vereinfachten mathematischen Betrachtung erzeugt eine IQ-Demodulation folgende Signale:

14 svna-funktionsweise Es resultiert somit eine zeitvariante Darstellung der - und - Signale von und.

15 svna-kalibrierung Um aus den gemessenen Daten die eigentlichen S-Parameter zu extrahieren, bedarf es einer Kalibrierung.

16 svna-kalibrierung Die svna Architektur erlaubt die Anwendung von verschiedenen Kalibrierverfahren: SOLT (Short, Open, Load, Thru) TRL (Thru, Reflect, Line) LRRM (Line, Reflect, Reflect, Match) QSOLT (Quick, Short, Open, Load, Thru)...

(Short, Open, Load, Thru) TRL (Thru, Reflect, Line) LRRM

17 svna-kalibrierung Flexible Kalibrierung ist vor allem bei nicht koaxialen DUTs vorteilhaft. Ist ein DUT auf einem PCB eingebettet, können koaxiale Kalibrierverfahren die Zuleitungen nicht berücksichtigen. Thru Referenzebenen Line Reflect

Ist ein DUT auf einem PCB eingebettet, können koaxiale

18 svna-messvergleich Ein Vergleich mit einem kommerziell erhältlichen Messsystem zeigt bei einer Reflexionsfaktormessung sehr gute Übereinstimmung:

19 svna-messvergleich Bei einer Transmissionsmessung zeigt sich eine sehr gute Übereinstimmung, bis hin zu einer Dämpfung von -75 db.

20 svna-möglichkeiten Die svna Architektur ist skalierbar: Koppler Beispiel einer 4-Tor Messung Koppler Generator SP4T SP8T DUT Analysator PXI-Instrumente Koppler Koppler

21 Zusammenfassung Das svna Modul versetzt RF-PXI-Geräte in die Lage vektorielle S-Parameter zu erfassen. Die Ergebnisse zeigen eine vergleichbare Messgenauigkeit mit Stand-Alone-Geräten. Der svna bietet ein hohes Maß an Flexibilität durch viele mögliche Kalibrierverfahren.

22 Zusammenfassung Die Architektur ist skalierbar. Eine Mehrtorkonfiguration ist auch ohne weitere PXI-Ressourcen und somit kostengünstig möglich. Im Gegensatz zu einer Stand-Alone-Lösung, steht durch die Modularität ein stark erweiterter Funktionsumfang zur Verfügung.

23 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.

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