{{{sourceTextContent.title}}}

Spitzenleistungssensoren bieten mehr als nur das Auge fassen kann

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Wir werfen einen ersten Blick auf eine Reihe von Spitzenleistungssensoren, die Fähigkeiten demonstrieren, die über die Messung der Grundleistung hinausgehen.

{{{sourceTextContent.description}}}

Leistungssensoren sind eine Spezialität von Boonton Electronics, das eine bedeutende Präsenz in der Welt der HF-Leistungsmessung hat. Die CPS2000 Serie der echten durchschnittlichen angeschlossenen Leistungssensoren des Unternehmens wurde im vergangenen Oktober in einem Artikel mit dem Titel "Average Power Sensors Don't Settle for Average Performance" vorgestellt Dieser Artikel setzt dieses Thema fort, indem er einen Blick aus erster Hand auf Boontons RTP5000-Serie von Echtzeit-Spitzenleistungssensoren wirft (Abb. 1). Boonton Electronics ist eine Tochtergesellschaft der Wireless Telecom Group.

Ein Rundown der RTP5000 Serie

Die RTP5000-Serie besteht aus fünf Modellen: RTP5006, RTP5318, RTP5340, RTP5518 und RTP5540. Der RTP5006 arbeitet von 50 MHz bis 6 GHz, der RTP5318 und RTP5518 von 50 MHz bis 18 GHz und der RTP5340 und RTP5540 von 50 MHz bis 40 GHz. Die Sensoren werden zusammen mit der Boonton Power Analyzer Software verwendet, die von der Boonton Website heruntergeladen werden kann. Sobald die Software heruntergeladen ist, schließen Sie den Sensor einfach mit einem USB-Kabel an den PC an.

Die RTP5000-Sensoren sind mit Boontons Real-Time Power Processing (RTPP)-Technologie ausgestattet. Das Unternehmen stellt fest, dass diese Technologie es den Sensoren ermöglicht, "jeden Impuls, jede Störung und jedes Detail ohne Datenlücken und ohne Latenzzeiten zu erfassen, anzuzeigen und zu messen" Ein weiterer Aspekt dieser Sensoren, den Boonton gerne hervorhebt, ist die 195-MHz-Videobandbreite und die Möglichkeit, Anstiegszeiten bis zu 3 ns zu messen. Das Unternehmen sagt, dass die 195-MHz-Videobandbreite "sechsmal größer ist als das, was alternative Produkte leisten" Laut Boonton ist die RTP5000-Serie mit einer Videobandbreite von über 100 MHz daher ideal für die Charakterisierung von Wi-Fi- und 5G-Signalen.

Die RTP5000-Sensoren haben eine Vielzahl von Anwendungsfällen. Walt Strickler, VP/General Manager bei der Wireless Telecom Group, sagt: "Die Hauptanwendungen für die RTP5000-Serie sind die Charakterisierung und Designvalidierung für kommerzielle und militärische Radaranlagen, elektronische Kriegsführung und drahtlose Kommunikation (LTE, 5G, Wi-Fi)

Ein geschlossener Blick

Lassen Sie uns nun tiefer in die RTP5000-Serie eintauchen, indem wir einige aktuelle Messungen mit zwei RTP5006-Sensoren demonstrieren. Um ein grundlegendes Gefühl für die Sensoren und die Boonton Power Analyzer Software zu bekommen, lassen Sie uns zunächst eine einfache Messung eines gepulsten RF-Signals zeigen. In diesem Beispiel wird ein 2-GHz gepulstes RF-Signal mit einem RTP5006-Sensor gemessen. Das Signal hat eine Impulsbreite von 2 µs und eine Periode von 10 µs.

Abbildung 2 zeigt eine Spurenmessung des 2-GHz gepulsten RF-Signals mit der Boonton Power Analyzer Software. Ein wichtiger Aspekt ist die Funktion Automatische Messungen, die links in Abbildung 2 dargestellt ist. Diese Funktion ermöglicht dem Benutzer den sofortigen Zugriff auf 16 verschiedene Messungen, einschließlich Impulsbreite, Anstiegszeit, Abfallzeit, Periode, Impulsfolgefrequenz (PRF), Tastverhältnis und mehr.

Darüber hinaus ist es nicht verwunderlich, dass die Software es dem Anwender ermöglicht, viele der Messeinstellungen festzulegen. Wenn Sie beispielsweise auf die Registerkarte Zeit/Trig klicken, können Sie die Zeitbasis, die Triggerverzögerung und die Triggerposition einstellen. Der Benutzer kann auch die Triggerquelle, den Triggermodus, den Triggerpegel, die Flanke (positiv oder negativ) und den Haltepunkt einstellen.

Verstärkungs- und PAPR-Messungen

Nun, da wir eine sehr grundlegende Messung gezeigt haben, lassen Sie uns zu etwas weiterem kommen. Für das folgende Messbeispiel wird eine Boonton-Demohilfe verwendet (Abb. 3).

Das Demo-Hilfsmittel ist eine recht vielseitige Box. Es erzeugt nicht nur ein Signal, sondern auch Gauß'sche Störungen. Das Rauschen kann genutzt werden, um das Signal effektiv zu modulieren, indem man einen Schalter an der Vorderseite der Box umschaltet.

Das erzeugte Signal (mit oder ohne Modulation durch die Rauschquelle) durchläuft dann ein variables Dämpfungsglied, bevor es von einem 14-dB-Verstärker verstärkt wird. Der REF OUT-Anschluss an der Demo-Hilfe liefert eine Referenz des erzeugten Signals, bevor es verstärkt wird, während das verstärkte Signal über den AMP OUT-Anschluss bereitgestellt wird. Darüber hinaus kann der Dämpfungsgrad über zwei Drehregler eingestellt werden.

Bei Verwendung von zwei Sensoren ist es möglich, Messungen wie Verstärkung und Laufzeit durchzuführen. Hier sehen wir uns eine Verstärkungsmessung an. Mit der Demo-Hilfe wird ein gepulstes Signal mit variabler Impulsbreite erzeugt. Ein OFDM-Signal (Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing) kann durch Modulation des gepulsten Signals mit der Rauschquelle repliziert werden.

In diesem Beispiel werden zwei RTP5006-Sensoren verwendet. Einer von ihnen ist mit dem REF OUT-Anschluss am Demogerät verbunden, der andere mit dem AMP OUT-Anschluss. Die Messungen werden synchronisiert, indem ein Kabel vom MULTI I/O-Anschluss eines Sensors an den gleichen Anschluss des anderen angeschlossen wird. Dieser MULTI I/O-Anschluss dient als Triggersynchronisationsverbindung, wenn mehrere Sensoren verwendet werden.

Abbildung 4 zeigt die Spurenmessung, wobei die vorverstärkte Messung gelb und die nachverstärkte Messung blau dargestellt ist. Es ist auch zu beachten, dass der Dämpfungsgrad des Demohilfsmittels auf 10 dB eingestellt wurde.

Nach Absenken der Zeitbasis auf 5 µs/div können die Marker zur Analyse an geeigneten Stellen innerhalb des Impulses platziert werden (Abb. 5). Die links dargestellte Anzeige Marker Measurements zeigt, dass die durchschnittliche Leistung über das Markerintervall (bezeichnet als MkAvg) der vorverstärkten Messung -11.169 dBm beträgt. Die durchschnittliche Leistung über das Markerintervall der nachverstärkten Messung beträgt +2,814 dBm, was wie erwartet einen Gewinn von etwa 14 dB ergibt.

Da die Marker dort verbleiben, wo sie sich befinden, kann eine ergänzende CCDF-Analyse (cumulative distribution function) durchgeführt werden, indem Sie auf die Registerkarte CCDF klicken. Eine CCDF-Analyse ist eine effektive Methode, um das Verhältnis von Spitzen- zu Durchschnittsleistung (PAPR) zu untersuchen. Eine CCDF-Kurve zeigt die Zeit, die das Signal bei oder über einem bestimmten Leistungspegel ausgibt.1 Die x-Achse zeigt an, wie viel die Spitzenleistung über der durchschnittlichen Leistung liegt. Die y-Achse stellt den Prozentsatz der Zeit dar, die das Signal auf oder über dem von der x-Achse angegebenen Leistungspegel verbringt

Abbildung 6 veranschaulicht sowohl Vorverstärker (gelb) als auch Nachverstärker (blau) CCDF-Kurven zusammen mit einer Gaußschen Referenz, die grau dargestellt ist. Es zeigt sich, dass die beiden CCDF-Kurven ziemlich genau aufeinander abgestimmt sind.

Ändern wir nun die Dämpfung auf 0 dB. Abbildung 7 zeigt die resultierenden CCDF-Kurven. Die CCDF-Kurve des Nachverstärkers (blau) ist drastisch nach links verschoben, was eine signifikante Kompression durch eine geringere Dämpfung (d.h. eine härtere Ansteuerung des Verstärkers) ergibt. Was diese Messung zeigt, ist, dass die RTP5000-Sensoren ein gutes Werkzeug für die PAPR-Analyse sind

Die RTP5000-Sensoren bieten Funktionen, die über einfache Leistungsmessungen hinausgehen, wie z.B. die PAPR-Analyse, die in diesem Artikel hervorgehoben wurde. Und obwohl keine Laufzeitmessungen vorgestellt wurden, sind diese auch dank der Triggerstabilität der RTP5000-Sensoren möglich. Außerdem, während die Eingewöhnungszeit der Software etwas länger dauern kann, sollten die Benutzer sie relativ schnell erfassen können. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Boonton mit der RTP5000-Serie eine erfolgreiche Produktlinie hat.

{{medias[110001].title}}

{{medias[110001].description}}

{{medias[110003].title}}

{{medias[110003].description}}

{{medias[110005].title}}

{{medias[110005].description}}

{{medias[110007].title}}

{{medias[110007].description}}

{{medias[110009].title}}

{{medias[110009].description}}