A PXIe-5668R típusú analizátort a kiváló rádiófrekvenciás tulajdonságok, a nagy mérési sebesség és a rugalmasság egyedülálló kombinációja jellemzi. Kiemelkedően nagy dinamikatartománya és sávszélessége következtében a K+F-alkalmazások magas szintű méréstechnikai elvárásai is kielégíthetőek. PXI-alapú eszközről lévén szó, a PXIe-5668R a tömeggyártásban végzett tesztelésekhez szükséges nagy mérési sebességet is képes biztosítani. Ez a jelanalizátor LabVIEW-ból programozható, Xilinx Kintex-7 FPGA-val rendelkezik, amelynek segítségével a műszer képességei a felhasználói igényekhez illeszthetők, egyedi szinkronizáló (triggerelési) vagy jelfeldolgozó rutinok hozzáadásával.
RF-mérési jellemzők
A PXIe-5668R egy PXI-alapú, gyors Fourier-transzformáció (FFT) elvén működő, kifinomult spektrumanalízisre és vektorjelanalízisre egyaránt alkalmas jelanalizátor. Alacsony fáziszaja, kis zajküszöbe, továbbá magas másod- és harmadrendű torzítási metszéspontjai következtében kiváló dinamikatartománnyal segíti a különféle méréseket, a szomszédos csatornás szivárgási arány (ACLR) vizsgálatától a parazita jelösszetevők és felharmonikusok méréséig terjedően. A PXIe 5668R tipikus jellemzőit az 1. táblázat tartalmazza, 1 GHz-es és 20 GHz-es középponti frekvenciára vonatkozóan.
1. táblázat. A PXIe-5668R tipikus jellemzőiA PXIe-5668R 2 GS/s sebességű digitalizálófokozata révén különösen széles valósidejű sávszélességgel rendelkezik. Amint az 1. táblázatban látható, 3,6 GHz alatti frekvenciákon 320 MHz, 3,6 GHz és 26,5 GHz között pedig 765 MHz a berendezés valósidejű sávszélessége.
Dinamikatartomány
Kiváló dinamikájának köszönhetően a PXIe-5668R típusú analizátorral intermodulációs torzításmérésektől (IMD) kezdve szomszédos csatornás teljesítmény (ACP) és hibavektornagyság (EVM) méréséig terjedően igen precíz vizsgálatok végezhetők. A dinamikatartomány 2. ábrán szereplő grafikonja a zajszint és a linearitás változását szemlélteti a keverő jelszintjének függvényében.
2. ábra. A PXIe-5668R dinamikatartományának grafikonja 20 GHz-enIntermodulációs torzítás és szomszédos csatornás teljesítmény mérése esetén kritikus jelentőségű, hogy kiváló linearitás mellett a zajküszöb is alacsony legyen, sőt, egy műszer ilyen jellegű vizsgálatok elvégzésére való alkalmasságát legjobban a harmadrendű torzítási metszéspont (TOI) jellemzi. A PXIe-5668R harmadrendű torzítási metszéspontja 0 dB-es csillapítás mellett, 1 GHz-es frekvencián +23 dBm felett van.
Az említettek mellett – a National Instruments (NI) vezeték nélküli kommunikációs normákhoz kifejlesztett szoftvereszközeivel kiegészítve – GSM/EDGE, UMTS/HSPA+, LTE/LTE Advanced, Bluetooth és 802.11a/b/g/n/p/ac szabványú készülékek tesztelésére is használható e vektorjel-analizátor.
Nagy valósidejű sávszélesség
A PXIe-5668R típusú analizátor 320 MHz-es vagy 765 MHz-es valósidejű sávszélességgel rendelkezik a vizsgált frekvenciasávtól függően. A modullal egyetlen jelbefogási ciklus alatt különösen nagy sávszélességek vizsgálhatók, ami a vezeték nélküli kommunikációs eszközök tesztelésétől a radarimpulzus-mérésekig terjedően számos különféle alkalmazás esetében fontos lehet. Szélessávú jelek számszerű minősítésekor – például EVM mérésénél – egy RF-jelanalizátor pillanatnyi sávszélességének meg kell haladnia a jel sávszélességét. (Pl. rádiós kommunikációs szabványok, többek között az IEEE 802.11ac esetében is 160 MHz-es valósidejű sávszélesség szükséges az EVM-vizsgálatok elvégzéséhez, sőt, a 160 MHz sávszélességű, 802.11ac szabványú jelek spektrummaszkjára vonatkozó határértékek a sávközéphez képest ±240 MHz, összesen 480 MHz széles tartományra terjednek ki. 765 MHz-es valósidejű sávszélességével a PXIe-5668R egyetlen jelbefogási ciklus alatt képes végrehajtani a vizsgálatokat, például spektrummaszkmérést 160 MHz széles sávban.)
Noha különösen nagy sávszélessége következtében a PXIe-5668R kiválóan alkalmas impulzusok precíziós mérésére, e nagy valósidejű sávszélesség révén gyors spektrális vizsgálatok is végezhetők mindaddig, amíg a frekvenciaátfogás nem haladja meg a műszer valósidejű sávszélességét.
Rugalmasság
A PXIe-5668R típusú RF-jelanalizátor külön erénye az átkonfigurálhatóságot lehetővé tevő, magas fokú rugalmasság. Mivel maga a berendezés a LabVIEW FPGA által kezelt céleszköz, így egyedi jelfeldolgozó algoritmusok is rátölthetők – pl. egy LabVIEW példaprogrammal valósidejű spektrumanalizátorrá (RTSA) alakítható. Amint a 3. ábrán látható, az RTSA-funkció segítségével valós időben vizsgálhatók nagyon széles spektrális tartományok anélkül, hogy az időtartománybeli mintasorban szakadások keletkeznének.
3. ábra. A PXIe-5668R valósidejű spektrumelemzési képessége egyedi ábrázolási módszerek, például ún. kitartásos megjelenítés alkalmazását is lehetővé tesziVégül kiemeljük, hogy a moduláris felépítésének, valamint a járulékos lefelé keverő és digitalizáló fokozatainak köszönhetően sokcsatornás vevőelrendezés is megvalósítható ezzel a berendezéssel. A PXIe-5668R típusú vektor-jelanalizátor lehetővé teszi a helyi oszcillátor (HO) és más időzítőjelek több modul közötti megosztását, és az egyes RF-csatornák között fáziskoherens jelátvitelt biztosít. Számos alkalmazás esetében igen fontos, hogy a többcsatornás vevők jelútjai fázisban koherensek legyenek egymással; többek között ilyenek az iránymérő és nyalábformáló rendszerek, illetve a több-bemenetű – többkimenetű (MIMO) eszközök tesztelésére szolgáló összeállítások.
Architektúra
A PXIe-5668R típusú analizátor két belső jelúttal rendelkezik, melyeket nagy valósidejű sávszélesség jellemez, e kategóriában a legjobb rádiófrekvenciás paraméterekkel párosulva. A 3,6 GHz alatti, alsó tartományban háromfokozatú szuperheterodin felépítésű berendezés, be-kiiktatható előerősítéssel, míg a 3,6 GHz feletti, felső működési tartományban kétfokozatú, hangolt YIG-szűrős előkiválasztást alkalmazó vevőként működik.
A PXIe-5668R számos olyan megoldást tartalmaz, amelyek fokozzák a mérési képességeit a 3,6 GHz alatti, alsó tartományban. A 4. ábrán a berendezés egyszerűsített blokkvázlata látható. Ezen megfigyelhetjük a be-kikapcsolható, 30 dB-es előerősítőt, amellyel gyenge jelek vizsgálata esetén a zajküszöb lecsökkenthető.
A 4. ábra 2 db, 1350 MHz, illetve 2200 MHz alsó határfrekvenciájú felüláteresztő szűrőt is bemutat, amelyek beiktatásával az 1 GHz körüli, széles körben alkalmazott mobiltelefon-rendszerek alapharmonikusai nyomhatók el. Amennyiben e szűrőkön vezetjük át a bemeneti jelet, a kis amplitúdójú második és harmadik felharmonikusok, amelyek rendre 2 GHz és 3 GHz környékére esnek, pontosabban mérhetővé válnak.
4. ábra. A PXIe-5668R egyszerűsített blokkvázlata (HPF=felüláteresztő szűrő, BW=sávszűrő, LPF=aluláteresztő szűrő, ADC=ADC, YTF=YIG-szűrő, DSA=dig. lépt. csill.)A 3,6 GHz feletti, felső tartományban a 3,6 GHz-től 26,5 GHz-ig terjedő frekvenciákon YIG-szűrős előkiválasztást alkalmaz a modul. Spektrális vizsgálatok esetén ez a szűrő alapból bekapcsolt, míg különösen szélessávú vektor-jelanalízishez kiiktatható a jelútból, lehetővé téve a berendezés teljes, 765 MHz-es sávszélességének kihasználását.
Rugalmas KF-fokozat
Az analizátor lefelé keverő egysége 2 GS/s-os mintavételezés mellett rugalmas felépítésű KF-fokozatot is tartalmaz, amellyel kifinomult spektrumvizsgálat és szélessávú vektorjel-analízis egyaránt végezhető. A lehető legnagyobb dinamikát igénylő mérésekhez – mint pl. a kétjeles intermoduláció vagy a szomszédos csatornás szivárgási arány vizsgálata – bekapcsolható egy keskeny, 300 kHz sávszélességű analóg szűrő. Vektorjel-analízis esetén teljesen kiiktatható a KF-szűrés, így, a működési tartománytól függően akár 320 MHz vagy 765 MHz sávszélességben is vehetők a jelek.
A PXIe-5624R jelű digitalizáló szélessávú analóg bemeneti egysége szuperheterodin elvű vételhez optimalizált. Belső, digitális lefelé keverő fokozattal (DDC) rendelkezik, amellyel IQ-adatok állíthatók elő a KF-jelből. Ennek megfelelően a PXIe-5624R jelű modul a PXIe-5668R típusú analizátor részeként vagy önálló KF-digitalizálóként is használható.
Összefoglalás
A PXIe-5668R típusú modul egy kiváló jellemzőkkel rendelkező, 26,5 GHz felső határfrekvenciájú vektorjel-analizátor (VSA), amely kitűnően alkalmazható számos különféle területen. Kitűnő analóg jellemzőinek, különösen nagy sávszélességének és határtalan rugalmasságának köszönhetően a komoly méréstechnikai kihívásokat támasztó problémák megoldására is alkalmas, a szomszédos csatornás szivárgási arány mérésétől kezdve egészen a radarok ellenőrző vizsgálatáig vagy a spektrummegfigyelésekig.
