Intermodulationsmessungen an HF-Verstärkern

Ihre Anforderung

Bei einem typischen HF- oder Mikrowellenverstärker, der mehrere Träger simultan verstärkt, kommt es darauf an, die durch nichtlineare Effekte bestimmten Betriebsgrenzen zu kennen, um eine reduzierte Systemleistung zu vermeiden. Ein etabliertes Verfahren zur Bewertung der Nichtlinearität eines Geräts ist die Messung der Intermodulationsprodukte dritter Ordnung, aus denen der Schnittpunkt dritter Ordnung abgeleitet wird. Die Intermodulation wird traditionell mit Hilfe von zwei HF-Generatoren gemessen, die jeweils einen Ton liefern. Die Töne stimmen in der Leistung überein, sind aber in der Frequenz leicht versetzt. Sie werden in einem Pfad zusammengeführt und in den Prüfling eingespeist. Ein Spektrumanalysator, der mit dem Ausgang des Prüflings verbunden ist, misst die erwünschten HF-Töne sowie die im Prüfling entstehenden Intermodulationsprodukte n-ter Ordnung. Um Verluste von Kabeln und Signalzusammenführungen auszugleichen, ist eine zeitaufwendige Kalibrierung erforderlich. Es müssen eine Reihe von HF-Verbindungen hergestellt werden, wodurch sich das Risiko eines Fehlers erhöht. Weiterhin erfordern Messungen mit Wobbel-Frequenz und -Leistung, die zur Charakterisierung des Prüflings durchgeführt werden, einen synchronisierten Betrieb der Testausrüstung, wofür ein Steuercomputer und entsprechende Software notwendig ist. Dadurch steigen die Komplexität und Kosten.

Messtechnische Lösung

Der R&S^®ZNB Vektor-Netzwerkanalysator mit 4 Messtoren, hochlinearen Empfängern und großzügiger Ausgangsleistung ist das perfekte Gerät für Intermodulationsmessungen. Dank einer zweiten internen Quelle und des über USB angeschlossenen ^®NRP-Zxx Leistungsmesskopfs stellt der R&S^®ZNB eine komplette Testlösung für effiziente und genaue Messungen von Intermodulationsprodukten und die Berechnung der Schnittpunkte bereit, für die lediglich eine externe HF-Signalzusammenführung benötigt wird. Die Verwendung des Analysators mit einem zweiten internen Generator reduziert außerdem die Messzeit im Vergleich zu ferngesteuerten externen Signalgeneratoren um einen Faktor von etwa zehn, sodass Prüflinge in Echtzeit analysiert werden können. Der vielseitige R&S^®ZNB Vektor-Netzwerkanalysator unterstützt Messungen mit Wobbel-Frequenz und -Leistung und analysiert das Ausgangsspektrum für zwei CW-Töne (Continuous Wave) mit fester Frequenz, was eine große Flexibilität bei der Analyse von Intermodulationsprodukten erlaubt. Der R&S^®ZNB verfügt über einen integrierten Intermodulationsassistenten. Dieses intuitive Hilfsmittel führt den Benutzer durch vier einfache Schritte zur Konfiguration des Geräts für die Messung von Intermodulationsprodukten ungerader Ordnung (3., 5., 7. und 9.) sowie für die Berechnung der entsprechenden Schnittpunkte.

• Schritt 1: Definieren der Parameter der HF-Quelle sowie der Messparameter für den Empfänger. Die Messgeschwindigkeit wird erhöht, indem nur die Intermodulationsproduktordnungen gewählt werden, die für eine bestimmte Messung erforderlich sind.
• Schritt 2: Eingeben der Frequenzbereiche und Leistungspegel für die Testtöne.
• Schritt 3: Auswählen der zu messenden Größen, d. h. der Intermodulationsprodukte, Schnittpunkte und Leistungspegel der beiden Töne vor und nach dem Prüfling.
• Schritt 4: Es stehen zwei Optionen zur Wahl: Fortfahren mit unkalibrierten Messungen oder Durchführung einer einfachen Leistungskalibrierung in drei Schritten, die korrigierte Leistungspegel für den Eingang des Prüflings und den Messempfänger liefert.

Nach Auswahl der gewünschten Option in Schritt 4 schließt der R&S^®ZNB den Intermodulationsassistenten und präsentiert die Ergebnisse für die gewählten Parameter in Form gekennzeichneter Messlinien. Der Touchscreen des Analysators sorgt für eine schnelle und einfache Analyse der angezeigten Ergebnisse. Beispielsweise kann der Anwender Marker hinzufügen und die relativen Referenzen der Messlinien ändern, z. B. um die Schnittpunkte in Bezug auf den Eingang oder Ausgang des Prüflings zu messen.

Fazit

Der vielseitige R&S^®ZNB Vektor-Netzwerkanalysator mit einem zweiten internen Generator (Modell mit vier Messtoren) sowie integriertem Intermodulationsassistenten stellt eine schnelle, effiziente und genaue One-Box-Lösung für Intermodulationsanalysen dar.