Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Spektrumanalyse</strong><br />
Häufige Messungen und Funktionserweiterungen<br />
L N,rel<br />
, L IM3,rel<br />
, L PN,RBW<br />
/ dB<br />
–40<br />
–50<br />
–60<br />
–70<br />
–80<br />
–90<br />
Die Leistung im Nachbarkanal ergibt sich durch lineare Addition dieser<br />
einzelnen Beiträge. Die Anteile durch das thermische Rauschen und durch<br />
Intermodulationsprodukte sind abhängig vom Pegel am Eingang des ersten<br />
Mischers des Spektrumanalysators. Während <strong>der</strong> Einfluß des thermischen<br />
Eigenrauschens umgekehrt proportional mit dem Mischerpegel<br />
zurückgeht, nehmen die Intermodulationsprodukte überproportional zu.<br />
Die Summe aller Leistungsanteile ergibt die in Bild 6-22 dargestellte unsymmetrische<br />
„Badewannenkurve“. Zu jedem Mischerpegel läßt sich ein<br />
maximal erzielbarer Dynamikbereich angeben.<br />
L Sum<br />
L PN,RBW<br />
L IM3,rel L N,rel<br />
40<br />
50<br />
60<br />
70<br />
80<br />
90<br />
Dynamikbereich / dB<br />
<strong>der</strong>ungen, die an ein Kanalleistungsfilter gestellt werden. Analoge ZF-Filter<br />
für Analysatoren sind üblicherweise als synchron abgestimmte 4- o<strong>der</strong><br />
5-Kreis-Filter realisiert, die ein optimiertes Einschwingverhalten<br />
aufweisen, um möglichst kurze Sweepzeiten zu erreichen. Die Selektionseigenschaften<br />
dieser Filter sind mit einem Shape-Faktor von ca. 12 für 4-<br />
kreisige Filter bzw. etwa 9,5 für 5-kreisige Filter eher mäßig und reichen in<br />
<strong>der</strong> Regel nicht aus, um bei Messungen im Nachbarkanal das Signal im<br />
Nutzkanal ausreichend zu unterdrücken. Auch digital realisierte Auflösefilter<br />
von mo<strong>der</strong>nen Spektrumanalysatoren, die in <strong>der</strong> Regel als Gauss-Filter<br />
ausgeführt sind, sind trotz besserer Selektionseigenschaften (Shape-<br />
Faktor 4,6) nicht als Kanalfilter geeignet.<br />
Spektrumanalysatoren bieten deshalb üblicherweise zur Bestimmung<br />
<strong>der</strong> Nachbarkanalleistung die Integration <strong>der</strong> Leistung im Frequenzbereich<br />
an. Dabei wird die Auflösebandbreite im Vergleich zur Kanalbandbreite<br />
sehr klein eingestellt; üblich sind 1% bis 3% <strong>der</strong> Kanalbandbreite,<br />
um eine ausreichende Selektion zu erreichen. Der Spektrumanalysator<br />
sweept über den zu betrachteten Frequenzbereich, je nach Anzahl <strong>der</strong> zu<br />
messenden Nachbarkanäle z.B. vom Beginn des unteren Nachbarkanals<br />
bis zum Ende des oberen Nachbarkanals (vgl. auch Bild 6-21).<br />
–100<br />
100<br />
Ref 10 dBm<br />
Att 40 dB<br />
* RBW 30 kHz<br />
VBW 300 kHz<br />
* SWT 100 ms<br />
Delta 2 [T1]<br />
2.15 dB<br />
1.23000000 MHz<br />
–110<br />
110<br />
10 Marker 1 [T1]<br />
-14.11 dBm<br />
0<br />
999.38300000 MHz<br />
A<br />
–120<br />
120<br />
70 60 50 40 30 20 10 0<br />
-10<br />
1<br />
2<br />
L mix,opt<br />
Mischerpegel / dBm<br />
-20<br />
Bild 6-22 Dynamikbereich unter Berücksichtigung von thermischem Rauschen,<br />
Phasenrauschen und Intermodulationsprodukten 3. Ordnung<br />
-30<br />
PRN<br />
6.3.4 Meßverfahren zur Bestimmung <strong>der</strong> Nachbarkanalleistung<br />
mit einem Spektrumanalysator<br />
-40<br />
-50<br />
-60<br />
6.3.4.1 Integration <strong>der</strong> Leistung im Spektralbereich<br />
(integrated bandwidth method)<br />
-70<br />
-80<br />
Die ZF-Filter von Spektrumanalysatoren sind üblicherweise in einem relativ<br />
groben Raster mit Stufen von 1, 3 o<strong>der</strong> 1, 2, 3, 5 ausgeführt und entsprechen<br />
außerdem in ihren Selektionseigenschaften nicht den Anfor-<br />
-90<br />
Center 1 GHz<br />
150 kHz/ Span 1.5 MHz<br />
Bild 6-23 Veranschaulichung <strong>der</strong> Kanalleistungsmessung durch Integration<br />
206<br />
207