9-2012
HF-Praxis 9/2012
HF-Praxis 9/2012
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September 9/<strong>2012</strong> Jahrgang 17<br />
D 4287 E<br />
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Hochauflösende<br />
EMV-Scans von<br />
IC-Störemissionen<br />
Langer, Seite 26
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Ultra-Low-power-Multi-Standard-Transceiver<br />
für Sensornetze<br />
Imec und Holst Centre kündigten<br />
einen 2.3/2.4-GHz-Sender<br />
für drahtlose Sensoranwendungen<br />
an, der vier drahtlose<br />
Standards erfüllt (IEEE<br />
802.15.6/4/4g und Bluetooth<br />
Low Energy). Der Sender wird<br />
in einem 90-nm-CMOS-Prozess<br />
hergestellt und verbraucht nur<br />
5,4 mW an einer 1,2-V-Spannungsquelle<br />
(2,7 nJ/bit) bei 0<br />
dBm Ausgangssignal. Dies ist<br />
drei- bis fünfmal leistungseffizienter<br />
als die gegenwärtig<br />
modernsten Bluetooth-LE-<br />
Lösungen. Diese Ergebnisse<br />
wurden gemeinsam mit Panasonic<br />
im Rahmen des imec-<br />
und Holst Centre-Programms<br />
für drahtlose Ultra-low-power-<br />
Kommunikation erzielt.<br />
Imecs neuer Sender spart mindestens<br />
75% an Leistung, indem er<br />
einige leistungshungrige analoge<br />
Blöcke durch digital-unterstützte<br />
Schaltungen ersetzt. Das Resultat<br />
ist ein Sender/Empfänger, der<br />
mit allen vier Standards konform<br />
ist, aber lediglich 4,5 mA bei<br />
1,2 V benötigt (2,7 nJ/bit). Der<br />
Transceiver ist in hohem Grade<br />
rekonfigurierbar; es wurde<br />
demonstriert, dass er alle erforderlichen<br />
Modulationen und<br />
Bitgeschwindigkeiten von 50<br />
k ~2 Mbps unterstützt. Mit dem<br />
SD-DPA für die Erzeugung der<br />
zeitvarianten Signalhülle, ist er<br />
auch der erste Low-power-2,4-<br />
GHz-ISM-Band (IEEE802.15.6)<br />
konforme Transceiver.<br />
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und optischen Übertragungstechnik.<br />
HF-Test / -Messgeräte<br />
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von nur noch 1,7 mW<br />
SAR ADC bieten einen hohen<br />
Wirkungsgrad sowie einem<br />
kleinen Formfaktor, was diese<br />
Architektur für eine Vielfalt<br />
drahtloser Anwendungen attraktiv<br />
macht. SAR ADC sind häufig<br />
die bevorzugte Architektur<br />
für Anwendungen mit mittlerer<br />
Auflösung und niedrigeren<br />
Abtastfrequenzen. Drahtlose<br />
Empfänger für zukünftige Standards<br />
mit großen Bandbreitenanforderungen<br />
benötigen jedoch<br />
viel schnellere ADC. Diese neue<br />
SAR-ADC-Architektur, entwickelt<br />
von imec und Renesas<br />
Electronics, ist eine Antwort auf<br />
die Forderung nach viel schnelleren<br />
Kleinleistungs-ADCs mit<br />
kleinem Formfaktor. Der neu<br />
vorgestellte ADC ist hat einen<br />
sehr niedrigen Leistungsverbrauch<br />
(1,7 mW), hohe Auflösung<br />
(11b) voll dynamisch<br />
und erreicht einen Leistungs-<br />
Wirkungsgrad von 10 fJoule pro<br />
Umwandlungsschritt bei einer<br />
Sampling-Geschwindigkeit von<br />
250 MSamples/s.<br />
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hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 3
Inhalt<br />
Zum Titelbild:<br />
September 9/<strong>2012</strong> Jahrgang 17<br />
D 4287 E<br />
State of the Art MW-Amplifiers<br />
from 5 kHz to 60 GHz<br />
• Cryogenic Amplifiers<br />
• High Dynamic Range Amplifiers<br />
• High Power Amplifiers<br />
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• SATCOM Amplifiers<br />
• Wideband Amplifiers<br />
• Waveguide Amplifiers<br />
• EMC Amplifiers<br />
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Hochauflösende<br />
EMV-Scans von<br />
IC-Störemissionen<br />
In dieser Ausgabe:<br />
Langer, Seite 26<br />
Hochauflösende<br />
EMV-Scans<br />
von IC-Störemissionen<br />
Den ICs kommt hinsichtlich der<br />
EMV-Eigenschaften elektronischer<br />
Baugruppen eine zentrale<br />
Bedeutung zu. Sie fungieren<br />
sowohl als Quelle oder auch als<br />
Senke von elektromagnetischen<br />
Störungen. 26<br />
Wireless:<br />
Eine digitale Front-End-Funklösung<br />
für die mobile Breitbandinfrastruktur<br />
Eine neue Architektur bietet maximale Flexibilität und Integration,<br />
zusammen mit den geringsten Gesamtkosten sowie kleinster Verlustleistung<br />
und niedrigstem Gewicht. 6<br />
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Zwischenfrequenzfreie Empfänger werden besonders häufig in<br />
mobilen Telefonen eingesetzt. Ihre Verwendung in Hochleistungs-<br />
Empfängern wie denen in Basisstationen für die drahtlose Kommunikation<br />
hatte jedoch nur eingeschränkt Erfolg. 22<br />
4 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
9/<strong>2012</strong><br />
Wireless:<br />
MIMO-Empfänger<br />
Die MIMO-Technik wird zunehmend<br />
in Systemen mit hoher<br />
Datenrate eingesetzt, wie Wi-Fi<br />
und drahtlosen 3G/4G-Kommunikations-Techniken.<br />
13<br />
EMV:<br />
Magnetfeldspule<br />
erzeugt Felder<br />
bis 1,2 kA/m<br />
Teseq bietet eine neue Magnetfeldspule<br />
an, die für Magnetfeldprüfungen<br />
Felder von bis zu 1,2<br />
kA/m erzeugt. 30<br />
Rubriken:<br />
Forschung + Technik . . . 3<br />
Inhalt . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
Wireless . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
Produkt-Highlights . . . . 20<br />
Design . . . . . . . . . . . . . 22<br />
EMV . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
Messtechnik . . . . . . . . . 32<br />
Baugruppen . . . . . . . . . 36<br />
Produkt-Portrait . . . . . . 38<br />
Bauelemente . . . . . . . . . 40<br />
RF&Wireless . . . . . . . . 46<br />
Fachliteratur/Impressum.54<br />
Cost-Effective Millimeter-Wave Signal<br />
Analysis Solution<br />
Agilent Technologies Inc.<br />
announced that its EXA signal<br />
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up to 44 GHz. 46<br />
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technologies by developing an Arduino<br />
‚shield‘ for the LPRS „easyRadio<br />
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modules. 47<br />
AR‘s family of 1 - 2.5 GHz Microwave<br />
Amplifiers ...<br />
AR has introduced a line of solidstate<br />
microwave amplifiers that<br />
can offer an alternative solution to<br />
TWTAs and provide additional benefits<br />
to users. 48<br />
Messtechnik:<br />
Wireless-Testset für Forschung und<br />
Entwicklung<br />
Agilent Technologies Inc. präsentierte<br />
das neue Wireless-Testset<br />
E5515E 8960 Series 10, das es<br />
ermöglicht, das Verhalten von<br />
2/3/3.5G-Designs unter Stressbedingungen<br />
bei maximaler Datenrate<br />
zu testen. 32<br />
Bauelemente:<br />
RF & Wireless-News<br />
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Wireless<br />
Eine digitale Front-End-Funklösung<br />
für die mobile Breitbandinfrastruktur<br />
Eine neue Architektur<br />
bietet maximale<br />
Flexibilität und<br />
Integration, zusammen<br />
mit den geringsten<br />
Gesamtkosten sowie<br />
kleinster Verlustleistung<br />
und niedrigstem<br />
Gewicht<br />
Bild 1: Hochebenen-Blockdiagramm eines typischen Senders<br />
Netzwerkbetreiber benötigen bei<br />
ihren Ausrüstungen eine signifikante<br />
Kostenreduzierung, da<br />
sie sich bemühen, die Kapazität<br />
ihrer Netzwerke durch den<br />
Einsatz neuer Luftschnittstellen,<br />
höherer Bandbreite und größerer<br />
Anzahl von Zellen zu steigern.<br />
Darüber hinaus suchen sie nach<br />
einer höheren Netzwerkintegration,<br />
gekoppelt mit einer Steigerung<br />
der Betriebseffizienz.<br />
Um Systeme liefern zu können,<br />
die alle diese widersprüchlichen<br />
Anforderungen erfüllen, suchen<br />
die Anbieter von Ausrüstungen<br />
für die drahtlose Kommunikationsinfrastruktur<br />
nach Lösungen,<br />
die höhere Integrationsdichten,<br />
geringere Verlustleistung und<br />
Kosten, aber auch eine höhere<br />
Flexibilität besitzen.<br />
Das Ziel ist es, Ausrüstungen<br />
zu produzieren, welche die<br />
Anforderungen von mehr als<br />
nur einem Netzbetreiber erfüllen<br />
und gleichzeitig die Markteinführungszeit<br />
verkürzen. In<br />
diesem Artikel wird analysiert,<br />
wie mit einem neuen Baustein<br />
von Xilinx, der Extensible Processing<br />
Platform (EPP) Zynq,<br />
dabei geholfen wird, diese Probleme<br />
für die Equipmenthersteller<br />
zu lösen.<br />
Die Verfügbarkeit von Smartphones,<br />
Tablet-PCs und Daten-<br />
Dongles hat eine explosionsartige<br />
Nachfrage nach stets und<br />
überall verfügbaren Daten zur<br />
Folge. In ihrem Bestreben, dies<br />
anzubieten, sind die Netzbetreiber<br />
gezwungen, immer mehr Zellen<br />
mit einer steigenden Anzahl<br />
an Antennen pro Zelle und unter<br />
David Hawke<br />
Produkt Marketing Manager<br />
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Bild 2: Typische 2 x 2 Radio-Implementierung, die auf ASSPs basiert<br />
6 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
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Die drahtlose Technologie entwickelt sich ständig weiter. Der<br />
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Wireless<br />
Bild 3: Blockschaltung der neuen Zynq-EPP-Familie von Xilinx<br />
Nutzung neuer Luftschnittstellen<br />
wie LTE oder LTE-Advanced zu<br />
konstruieren. Außerdem muss<br />
der Netzbetreiber wegen der<br />
abnehmenden durchschnittlichen<br />
Umsatzes pro Nutzer (ARPU =<br />
average revenue per user) versuchen,<br />
jedes Jahr signifikante<br />
Kosteneinsparungen durch die<br />
Equipmentlieferanten zu realisieren.<br />
Um dies noch zu verschlimmern,<br />
müssen diese neuen<br />
Netze bestehende Sprach- und<br />
Datennetze, die auf GSM oder<br />
UTMS basieren können und mit<br />
unterschiedlichen Frequenzbändern<br />
eingesetzt werden, erweitern.<br />
Das Hinzufügen weiterer Antennen,<br />
um mehrfache Frequenzbänder<br />
zu unterstützen, oder<br />
um die Datenraten durch Techniken<br />
mit Mehrfach-Eingängen/<br />
Mehrfach-Ausgängen (MIMO =<br />
multiple input/ multiple output)<br />
zu erhöhen, ist teuer aber für die<br />
Netzbetreiber zwingend notwendig.<br />
Um die Auswirkungen<br />
auf die mit dem Antennenmast<br />
zusammenhängenden Betriebskosten<br />
zu vermindern, suchen<br />
die Equipmenthersteller nach<br />
Methoden, die Stellfläche der<br />
Ausrüstungen zu verkleinern<br />
- insbesondere Volumen und<br />
Gewicht - und dazu auch noch<br />
geringere Kosten und niedrigere<br />
Verlustleistungen zu realisieren.<br />
Sie verbessern kontinuierlich die<br />
Methoden im Bereich der Funkübertragung<br />
von den Antennen<br />
und Diplexern/Triplexern bis<br />
zum Funk selbst, im Bemühen<br />
die Standfläche des Antennemasts<br />
zu verkleinern.<br />
Es gibt eine ganze Reihe von<br />
Optionen, welche die Anforderungen<br />
der Netzbetreiber erfüllen.<br />
Eine ist die Verwendung von<br />
Mehrband-Antennen, wodurch<br />
die Anzahl der benötigten Antennen<br />
reduziert wird, um mehrere<br />
Netze, die auf GSM, UMTS oder<br />
LTE basieren, zu betreiben. Um<br />
diese Mehrband-Antennen zu<br />
ergänzen, kann der Netzbetreiber<br />
abgesetzte Sender (remote<br />
radio) auf dem Mast installieren,<br />
um die benötigten Frequenzbänder<br />
abzudecken. Abgesetzte Sender<br />
müssen sich ebenfalls kontinuierlich<br />
weiter entwickeln,<br />
um mehrere unterschiedliche<br />
Luftschnittstellen und größere<br />
Bandbreiten zu unterstützen,<br />
Bild 4: 2 x 2 LTE-Funk in Zynq<br />
wenn sie die künftigen Anforderungen<br />
der Netzbetreiber erfüllen<br />
wollen, und das bei geringerem<br />
Gewicht und kleineren mechanischen<br />
Gehäusen.<br />
Das Aufkommen von Funk mit<br />
integrierter Antenne ist eine weitere<br />
Option. Hierbei wird die<br />
Funkelektronik mit dem Antennengehäuse<br />
kombiniert, um eine<br />
voll integrierte Funk-/Antennen-<br />
Lösung zu erzielen, was die Notwendigkeit<br />
für einen separaten<br />
abgesetzten Sender eliminiert<br />
und eine minimale Maststellfläche<br />
ergibt. Eine weitere Evolutionsstufe<br />
von Senderelektronik<br />
und Antennengehäuse ist die seit<br />
kurzem gegebene Verfügbarkeit<br />
von aktiven Antennensystemen<br />
(AAS). Diese komplexen Antennen<br />
erfordern wesentlich mehr<br />
Verarbeitung der Funksignale,<br />
was eine steigende Kapazität<br />
für das Netzwerk zusammen<br />
mit einer minimalen Maststellfläche<br />
ergibt.<br />
Der Schlüssel zum Reduzieren<br />
von Größe und Gewicht des<br />
abgesetzten Senders oder der<br />
Antenne ist die weitere Integration<br />
der Senderelektronik.<br />
Darüber hinaus muss die Funkausrüstung,<br />
um mehrere Luftschnittstellen,<br />
wie GSM, LTE,<br />
UMTS und andere zu unterstützen,<br />
sehr flexibel und programmierbar<br />
sein.<br />
Hier wird gezeigt, wie diese<br />
Funkeinheiten programmierbarer<br />
gemacht werden können,<br />
und dabei auch noch eine höhere<br />
Integrationsdichte erzielen.<br />
Bild 1 zeigt die typische Architektur<br />
und Funktionen eines Senders/Empfängers.<br />
Die Basisbandschnittstelle verbindet<br />
das System mit Hilfe der<br />
Basisband-Signalverarbeitungskarten<br />
mit den Kupfer-/optischen<br />
Leitungen, die entweder an der<br />
Basis oder auf dem Mast, oder<br />
sonst wo in der Cloud sitzen<br />
können. Diese Schnittstellen<br />
benötigen üblicherweise sehr<br />
schnelle SERDES-Komponenten<br />
(Serializer/Deserializer), die mit<br />
bis zu 9,8 Gbit/s (Gbps) für das<br />
Common Public Radio Interface<br />
(CPRI) übertragen müssen.<br />
Die von den Basisbandeinheiten<br />
empfangenen bzw. von ihnen<br />
übertragenen Signale benötigen<br />
eine signifikante digitale<br />
Signalverarbeitung, sowohl vor<br />
und nachdem sie zum analogen<br />
Bereich gesendet werden oder<br />
von ihm kommen. Die erforderliche<br />
Signalverarbeitung besteht<br />
aus digitaler Auf-/Abwärtswandlung<br />
(DUC/DDC), Crest-Faktor-<br />
Reduzierung (CFR) und digitaler<br />
Vorverzerrung (predistortion)<br />
(DPD). Während DUC/DDC<br />
das Upsampling und Shaping<br />
übernimmt, werden CFR und<br />
DPD primär dazu verwendet, die<br />
Effizienz der Übertragung der<br />
Funkeinheit zu steigern, indem<br />
man die Leistungsverstärker<br />
durch digitale Signalverarbeitung<br />
linearisiert.<br />
Die Verbindung zu den Datenwandlern<br />
(DACs und ADCs)<br />
wird realisiert, indem man entweder<br />
die schnelle digitale, parallele<br />
LVDS-Signalisierung<br />
8 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
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6 - 26.5 Low Noise 22 18 2.5 10 +3.5V @ 45mA LC4 HMC963LC4<br />
7 - 14 Low Noise 17 25 1.8 13 +3V @ 51mA LC4 HMC564LC4<br />
7.5 - 26.5 Low Noise 13 23 2.5 13 +3.5V @ 70mA LC4 HMC962LC4<br />
17 - 27 Low Noise 25 25 2.2 13 +4V @ 73mA LC4 HMC751LC4<br />
18 - 31 Low Noise 15 23 3.5 11 +3V @ 75mA LC4 HMC519LC4<br />
24 - 28 Low Noise 25 26 2.5 13 +3V @ 70mA LC4 HMC752LC4 [1]<br />
24 - 43.5 Low Noise 22 22 2.7 12 +2.5V @ 70mA LP3C HMC1040LP3CE<br />
28 - 36 Low Noise 21 24 2.8 12 +3V @ 82mA LP4 HMC566LP4E<br />
35 - 45 Low Noise 16 - 2 6 +4V @ 87mA Chip HMC-ALH376<br />
57 - 65 Low Noise 21 - 4 12 +2.5V @ 64mA Chip HMC-ALH382 [1]<br />
71 - 86 Low Noise 14 - 5 7 +2V @ 50mA Chip HMC-ALH509<br />
[1] Amplifi ers that benefi t from Hittite Active Bias Controllers<br />
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Wireless<br />
Bild 5: Reduzierung der relativen Stückkosten durch Einsatz von<br />
Zynq<br />
Bild 6: Reduzierung der Verlustleistung durch Einsatz von Zynq<br />
oder das neu aufkommende Protokoll,<br />
JESD204 (A/B), einsetzt.<br />
Der Hochfrequenzbereich enthält<br />
alle Modulatoren, Taktsynchronisier-Bausteine,<br />
Filter und<br />
Verstärkerschaltungen, welche<br />
die digitalen Signale über<br />
die Leistungsverstärker an die<br />
Antennen übertragen und empfangen.<br />
Die Steuerung der gesamten<br />
Funkeinheit erfolgt über einen<br />
Mikroprozessor, auf dem üblicherweise<br />
ein Echtzeitbetriebssystem<br />
wie Linux oder VxWorks<br />
läuft. Diese Betriebs- und Wartungsfunktionen<br />
kümmern sich<br />
um die Alarme, die Kalibrierung,<br />
das Messaging und die gesamte<br />
Steuerung der Einheit - eine<br />
Arbeit, die generell eine große<br />
Menge an Verbindungen zu<br />
anderen Komponenten erfordert,<br />
wie SPI/I²C, Ethernet, UARTs<br />
und natürlich zum Speicher.<br />
Traditionell haben die Anbieter<br />
die Signalverarbeitung des<br />
digitalen Funks mit einer Kombination<br />
aus ASIC-, ASSP- und<br />
FPGA-Bausteinen implementiert.<br />
ASIC-Bausteine haben<br />
die geringste Flexibilität und<br />
haben häufig Funktionen, die<br />
auf Grund von früh im Entwicklungsprozess<br />
festgelegten<br />
Spezifikationen überholt sind.<br />
Sie haben oft die geringsten<br />
Bausteinkosten - dies aber auf<br />
Kosten hoher Entwicklungsund<br />
NRE-Kosten und einer langen<br />
Zeitspanne bis zur Markteinführung.<br />
ASSP-Bausteine<br />
haben eine begrenzte Flexibilität<br />
in dem Sinn, dass sie häufig für<br />
eine gewisse Anzahl an Anwendungsfällen<br />
entwickelt werden,<br />
aber nicht für andere einsetzbar<br />
sind. FPGAs werden wegen ihrer<br />
inhärenten Flexibilität, die es<br />
ihnen ermöglicht, zunehmend in<br />
digitalem Funk eingesetzt, alles<br />
zu unterstützen, was das Equipment<br />
benötigt. Zudem bieten sie<br />
die Möglichkeit, ständig neue<br />
Funktionen zu liefern, wenn die<br />
Anforderungen der Anwender<br />
dies erfordern. In vielen Fällen<br />
werden FPGAs neben ASICs und<br />
ASSPs in diesen Anwendungen<br />
gefunden, um die Funktionen zu<br />
bieten, die den beiden anderen<br />
Bausteinen fehlen.<br />
Bild 2 illustriert den Aufbau<br />
einer 2 x 2 Funkstrecke mit<br />
einer Kombination aus ASSPs,<br />
FPGAS und Mikroprozessoren.<br />
ASSPs sind häufig zu langsam,<br />
um die Anforderung des Marktes<br />
zu erfüllen, was durch das Fehlen<br />
jeglicher seriellen Schnittstellentechnik<br />
wie CPRI oder<br />
JESD204 in ihnen demonstriert<br />
wird. Dies erfordert einen zusätzlichen<br />
Baustein, wie ein FPGA<br />
mit integriertem SERDES, oder<br />
eine preiswerte FPGA-Version,<br />
die externes SERDES verwendet,<br />
um die Implementierung zu<br />
vollenden. Jedoch erfordert der<br />
Setup hier eine große Anzahl an<br />
Komponenten. Die Leiterplattenfläche<br />
ist groß, ebenso die<br />
Komplexität der Stromversorgung<br />
sowie auch die Verlustleistung<br />
insgesamt und die Kosten.<br />
Deshalb ist es kein Wunder, dass<br />
die Equipmenthersteller nach<br />
alternativen Methoden suchen.<br />
Xilinx-Produkte haben sich kontinuierlich<br />
weiterentwickelt und<br />
haben jetzt einen Punkt erreicht,<br />
an dem die Hersteller von Kommunikationsausrüstungen<br />
die<br />
gesamte Hard- und Software<br />
für die digitale Funkstrecke in<br />
einem einzigen Baustein implementieren<br />
können. Diese FPGAs<br />
besitzen vollständige Hard- und<br />
Software-Programmierbarkeit<br />
zusammen mit einem fest verdrahteten<br />
Satz an Kommunikations-Peripherie,<br />
zu geringen<br />
Kosten und bei niedriger Verlustleistung.<br />
Diese neue Bausteinfamilie,<br />
die eine solche Integrationsdichte<br />
ermöglicht wird<br />
als Zynq Extensible Procesing<br />
Platform (EPP) bezeichnet und<br />
von Xilinx ab Lager geliefert.<br />
Die Zynq-EPP, die Blockschaltung<br />
ist in Bild 3 gezeigt, enthält<br />
einen Zweifach-ARM-Cortex-<br />
A9-Prozessor-Core, der bis zu<br />
2000 Dhrystone-MIPS pro Core<br />
verarbeiten kann und eine Fließkommaeinheit<br />
mit verdoppelter<br />
Genauigkeit. Im Prozessor-Subsystem<br />
eingeschlossen sind spezielle<br />
Kommunikations-Peripherien<br />
wie Speichercontroller,<br />
Gigabit-Ethernet, UARTs und<br />
SPI/I²C. Benachbart zum Prozessor-Subsystem<br />
ist die programmierbare<br />
Hochleistungs-Logik<br />
angesiedelt, die 500-MHz-DSP-<br />
Funktionsblöcke, 12,5-Gbit/s-<br />
SERDES und reichlich internes<br />
RAM enthält. Busse in verschiedenen<br />
Breiten, mit geringer<br />
Latenz und hoher Bandbreite<br />
verbinden das Prozessor-Subsystem<br />
mit der programmierbaren<br />
Logik, während Schnittstellen<br />
zum Shared-Memory sicherstellen,<br />
dass keine Engpässe bezüglich<br />
der Leistung auftreten.<br />
Bild 4 illustriert wie die Equipmenthersteller<br />
Zynq nutzen<br />
können, um alle erforderlichen<br />
10 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Fingerstreifen<br />
Gestanzte<br />
EMV-Dichtungen<br />
EMV-Zelte und<br />
-Räume<br />
EMV-Fenster<br />
und Gitter<br />
EMV-Gehäuse-<br />
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Kombidichtungen<br />
EMV-<br />
Endlosdichtungen<br />
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aus einer Hand<br />
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Blechgehäuse<br />
EMV-Faltenbälge<br />
EMV-Mesh und<br />
-Folien<br />
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Form In Place<br />
Geschirmte<br />
Lüftungsgitter<br />
EMV-leitfähige<br />
Klebstoffe<br />
EMV-O-Ringe und<br />
Rundprofile<br />
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Wireless<br />
Bild 7: Reduzierung der benötigten Gehäusefläche bei Einsatz<br />
von Zynq<br />
Funktionen in die heutigen abgesetzten<br />
Sender zu implementieren.<br />
Durch das Verwenden<br />
des in Zynq verfügbaren Prozessor-Subsystems<br />
ist es möglich,<br />
die Ablaufplanung (scheduling),<br />
die Kalibrierung, das<br />
Messaging und die Steuerung<br />
insgesamt auf einem der in Zynq<br />
verfügbaren Prozessoren zu implementieren.<br />
Mit dem anderen<br />
ARM-Prozesor können die<br />
Entwickler die Berechnung der<br />
Koeffizienten implementieren,<br />
die häufig in DSP-Designs verwendet<br />
wird. Viele der erforderlichen<br />
Peripheriefunktionen,<br />
die nötig sind, um die Lösung<br />
zu vervollständigen, sind ebenfalls<br />
fest verdrahtet vorhanden,<br />
wie Speicher-Controller, SPI/<br />
I²C, UARTs, Gigabit-Ethernet<br />
und GPIO. Dies spart Verlustleistung<br />
und Kosten und hat<br />
keinerlei Auswirkungen auf die<br />
programmierbare Logik-Fabric.<br />
Als Ergänzung zum Prozessor-<br />
Subsystem wird die programmierbare<br />
Logik verwendet, die<br />
Hochleistungssignalverarbeitung<br />
zu implementieren, die für<br />
heutige und künftige Breitband-<br />
Funkstrecken nötig ist. Die DSP-<br />
Funktionsblöcke stellen sicher,<br />
dass die digitalen Filter, die in<br />
DUC/DDC-, DFR- und DPD-<br />
Designs nötig sind, auch effizient<br />
und mit geringer Verlustleistung<br />
implementiert sind. Die Verbindung<br />
zu den DACs/ADCs stellen<br />
die Baustein-I/Os, die LVDS,<br />
oder SERDES mit JESD204 nutzen,<br />
sicher. CPRI-Schnittstellen<br />
sind ebenfalls auf verfügbarem<br />
SERDES implementiert.<br />
Die Vorteile des Einsatzes von<br />
Zynq sind signifikant. Bild 5<br />
und 6 zeigen die Einsparungen<br />
bezüglich Kosten und Verlustleistung,<br />
die diese Architektur,<br />
verglichen mit handelsüblichen<br />
ASSPs, erzielen kann. In diesem<br />
Beispiel wird angenommen,<br />
dass ein Signal mit 20 MHz<br />
Bandbreite auf zwei Sende- und<br />
zwei Empfangskanälen übertragen<br />
wird. Zynq kann jedoch<br />
noch viel größere Bandbreiten<br />
und wesentlich mehr Antennen<br />
unterstützen.<br />
In diesem 2x2-20-MHz-LTE-<br />
Beispiel bietet die Zynq-Lösung<br />
bis zu 50% Einsparungen bei der<br />
Verlustleistung und eine Einsparung<br />
von 35 bis 40% an Materialkosten,<br />
gegenüber einer vergleichbaren<br />
ASSP-Implementierung.<br />
Darüber hinaus zeigt auch<br />
Bild 7, wie die Reduzierung der<br />
benötigten Komponentenanzahl<br />
bei der gleichen Funktion wie<br />
in Bild 4 dargestellt, in Einsparungen<br />
der Gehäusefläche um bis<br />
zu 66% gegenüber dem Beispiel<br />
in Bild 2 führt.<br />
Dies erlaubt eine deutliche Verkleinerung<br />
bei der erforderlichen<br />
Leiterplattenfläche. Die<br />
Equipment-Lieferanten können<br />
ihre Ausrüstungen damit deutlich<br />
verkleinern, wodurch eine<br />
höhere Integration möglich wird,<br />
die eine wesentlich kleinere<br />
Stellfläche für den Mast benötigt,<br />
als bisher möglich.<br />
Es gibt noch viele weitere deutliche<br />
Vorteile beim Einsatz von<br />
Zynq. Zynq reduziert die Komplexität<br />
und Kosten der Stromversorgung<br />
bei gleichzeitiger<br />
Steigerung der Zuverlässigkeit<br />
der Einheit. Diese Steigerung<br />
der Zuverlässigkeit hat Auswirkungen<br />
auf die Kosten im<br />
Back-End, die mit Rückläufern<br />
aus dem Feld zusammenhängen<br />
und ergibt eine höhere Zuverlässigkeit<br />
des gesamten Netzwerks.<br />
Zusätzlich reduziert die geringere<br />
benötigte Leistung die Wärmemenge,<br />
die abgeführt werden<br />
muss und ermöglicht es, kleinere<br />
und leichtere Kühlkörper und<br />
mechanische Komponenten zu<br />
verwenden.<br />
Und schließlich kombiniert die<br />
Zynq-Lösung die volle Flexibilität<br />
sowohl in der Hard- als<br />
auch der Software, so dass die<br />
Gerätespezifikationen erst später<br />
im Entwicklungszyklus festgelegt<br />
werden können. Dies verkürzt<br />
die Markteinführungszeit,<br />
mindert das Entwicklungsrisiko<br />
Weitere Informationen<br />
und unterstützt neue Funktionen<br />
auch lange, nachdem die Ausrüstung<br />
ausgeliefert wurde.<br />
Zusammenfassung<br />
Die explosionsartige Steigerung<br />
der Nachfrage nach allgegenwärtigen<br />
und schnell verfügbaren<br />
Daten treibt die ständige Innovation<br />
bei Antennenmasten und<br />
digitalen Funklösungen voran.<br />
Alle diese Lösungen haben eines<br />
gemeinsam - sie müssen kleiner,<br />
leichter, preiswerter und<br />
verlustleistungsärmer sein, aber<br />
gleichzeitig auch höher integriert<br />
und mit höherer Flexibilität ausgestattet<br />
sein, um den unterschiedlichen<br />
Anforderungen<br />
der Kommunikationsnetze zu<br />
entsprechen.<br />
Mit seinem Dual-Prozessor-<br />
Subsystem und der verlustleistungsarmen,<br />
programmierbaren<br />
Hochleistungs-Logik, ist<br />
Zynq die Lösung für viele der<br />
Herausforderungen, denen die<br />
Equipment-Lieferanten derzeitig<br />
gegenüberstehen, wenn sie versuchen,<br />
die Netzwerk-Betreiber<br />
optimal zu bedienen. Ob die Ausrüstung<br />
ein abgesetzter Sender,<br />
in die Antenne integrierter Sender<br />
oder eine aktive Antenne ist,<br />
die Zynq-EEP bietet die bisher<br />
nicht vorhandene Fähigkeit, Produkte<br />
mit maximaler Flexibilität<br />
und Integrationsdichte sowie den<br />
geringsten Kosten insgesamt,<br />
dem kleinsten Leistungsbedarf<br />
und dem niedrigsten Gewicht zu<br />
entwickeln.<br />
■ Xilinx, Inc.<br />
www.xilinx.com<br />
Weitere Informationen über die Zynq-EPP-Produkte von Xilinx<br />
erhält man über:<br />
http://www.xilinx.com/products/silicon-devics/epp/zynq-<br />
7000/index.htm.<br />
Zusätzlich zu FPGA- und EPP-Bausteinen liefert Xilinx auch<br />
Hochleistungs-IP-Cores für den Datenfunk in Form von<br />
DUC/DDC-, CFR- und DPD-Signalverarbeitungslösungen<br />
an, zusammen mit Schnittstellenlösungen für OBSAI/CPRI<br />
und JESD204 (A/B).<br />
Für weitere Informationen dazu, besuchen Sie bitte die Webseite:<br />
www.xilinx.com/applications/wireless-communications/<br />
index.htm<br />
12 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Wireless<br />
MIMO-Empfänger benötigen sehr<br />
leistungsstarke, passive Zweifach-Mischer<br />
Die MIMO-Technik<br />
(multiple input,<br />
multiple output) wird<br />
zunehmend in Systemen<br />
mit hoher Datenrate<br />
eingesetzt, wie Wi-Fi<br />
und drahtlosen 3G/4G-<br />
Kommunikations-<br />
Techniken. Die<br />
höheren Datenraten<br />
von MIMO-Systemen<br />
ergeben eine höhere<br />
Systemkomplexität<br />
und einen verbesserten<br />
Wirkungsgrad.<br />
Autoren:<br />
Bill Beckwith<br />
Senior RFIC Design Engineer<br />
Xudong Wang<br />
Senior RFIC Design Engineer<br />
Tom Schiltz<br />
Senior RFIC Design Engineer<br />
Linear Technology<br />
Corporation<br />
www.linear.com<br />
Einführung<br />
Um die Systemkomplexität<br />
und die Ausmaße zu reduzieren<br />
benötigen MIMO-Empfänger<br />
integrierte Schaltungen (ICs),<br />
die mehrere Kanäle handhaben<br />
können. Um diese Anforderung<br />
zu erfüllen deckt die passive,<br />
abwärts wandelnde Zweifach-<br />
Mischerfamilie LTC559x den<br />
Frequenzbereich von 600 MHz<br />
bis 4,5 GHz ab. Diese Mischerfamilie<br />
besteht aus den Mitgliedern<br />
LTC5590, LTC5591, LTC5592<br />
und LTC5593. Die Frequenzabdeckung<br />
und die typische<br />
3,3-V-Leistung jedes dieser<br />
Familienmitglieder ist in Tabelle<br />
1 aufgelistet. Diese Mischer bieten<br />
eine hohe Wandlungsverstärkung,<br />
eine kleine Rauschzahl<br />
(NF) und gute Linearität bei<br />
einer geringen DC-Leistungsaufnahme.<br />
Die typische Mischverstärkung<br />
beträgt 8 dB bei<br />
einem Intercept-Punkt 3. Ordnung<br />
(IIP3) von 26 dBm, einer<br />
Rauschzahl von 10 dB und 1,3<br />
W Leistungsaufnahme.<br />
Die Zweifach-Hochleistungsmischer<br />
der LTC559x-Familie<br />
eignen sich ideal für MIMO-<br />
Empfänger in der drahtlosen<br />
Kommunikationsinfrastruktur.<br />
Die Zweikanal-Bausteine<br />
reduzieren die Anzahl benötigter<br />
Bauteile, vereinfachen das<br />
Routen der LO-Signale und<br />
verringern die Leiterplatten-<br />
Bild 1: Blockdiagramm eines Zweikanal-Mischers<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 13
Wireless<br />
Bauteil<br />
HF-Bereich<br />
(GHz)<br />
fläche. Zusätzlich enthält jeder<br />
LTC559x integrierte HF- und<br />
LO-Symmetrieschaltungen<br />
(Baluns), Doppelbalance-<br />
Mischer, LO-Bufferverstärker<br />
und differenzielle ZF-Verstärker,<br />
was die Ausmaße, Komplexität<br />
und Kosten der gesamten Lösung<br />
weiter verringert.<br />
LO-Bereich<br />
(GHz)<br />
Verstärkung<br />
(dB)<br />
Beschreibung der<br />
Mischer<br />
Das vereinfachte Blockdiagramm<br />
in Bild 1 zeigt die Topologie<br />
der Zweifach-Mischer,<br />
die passive Doppelbalance-<br />
Mischerkerne verwendet, um<br />
die ZF-Ausgangsverstärker zu<br />
treiben. Diese Mischerkerne<br />
sind geschaltete Vierfach-MOS-<br />
FETs, die üblicherweise rund 7<br />
dB Mischverlust aufweisen. In<br />
diesem Fall wird dieser Verlust<br />
jedoch durch die Verstärkung des<br />
nachfolgenden ZF-Verstärkers<br />
mehr als nur kompensiert, was<br />
in einem Gewinn von insgesamt<br />
8 dB resultiert. Der differenzielle<br />
ZF-Ausgang wurde für Lasten<br />
von 200 Ohm optimiert.<br />
Der LO-Pfad verwendet eine<br />
gemeinsame Symmetrieschaltung,<br />
um den unsymmetrischen<br />
Eingang auf einen differenziellen<br />
LO zu wandeln und treibt dann<br />
unabhängige Bufferverstärker<br />
für jeden Kanal. Um ein unerwünschtes<br />
Load-Pulling des<br />
VCOs zu vermeiden, wird ein<br />
guter Abgleich der LO-Impedanz<br />
in allen Betriebs-Modi<br />
beibehalten. Bild 2 zeigt als Beispiel<br />
den Reflexionsverlust des<br />
LO-Eingangs des LTC5591 bei<br />
unterschiedlichen Betriebsbedingungen.<br />
Diese Eigenschaft<br />
eliminiert die Notwendigkeit,<br />
eine externe LO-Bufferstufe<br />
einsetzen zu müssen.<br />
Traditionelle Basisstationen<br />
stellen eine klimatisierte Umgebung<br />
bereit und erfordern, dass<br />
die Komponenten bei Temperaturen<br />
bis zu 85 °C einwandfrei<br />
arbeiten. Kleinere Zellen und<br />
Remote-Radio-Heads (RRH)<br />
sind eine rauere Umgebung für<br />
die Komponenten und erfordern<br />
einen problemlosen Betrieb bis<br />
zu Temperaturen von + 105 °C.<br />
Die LTC559x-Mischer wurden<br />
für diesen Temperaturbereich<br />
entwickelt und sind bei 105 °C<br />
getestet, um dieser Anforderung<br />
zu genügen.<br />
Um die Ausmaße der Lösung zu<br />
minimieren, sind die LTC559x-<br />
Mischer in ein kleines QFN-<br />
Gehäuse mit 5 mm x 5 mm Kantenlänge<br />
und 24 Anschlüssen<br />
eingebaut. Diese kleinen Gehäusemaße<br />
sind jedoch nur ein Teil<br />
der verkleinerten Ausmaße der<br />
Gesamtlösung. Der hohe Integrationsgrad<br />
reduziert die Anzahl<br />
nötiger externer Komponenten<br />
weiter auf rund 19, was Leiterplattenfläche,<br />
Komplexität und<br />
Kosten weiter verringert.<br />
Empfänger-Applikation<br />
IIP3 (dBm)<br />
NF (dB)<br />
LTC5590 0,6 – 1,7 0,7 – 1,5 8,7 26,0 9,7<br />
LTC5591 1,3 – 2,3 1,4 – 2,1 8,5 26,2 9,9<br />
LTC5592 1,6 – 2,7 1,7 – 2,5 8,3 27,3 9,8<br />
LTC5593 2,3 – 4,5 2,1 – 4,2 8,5 27,7 9,5<br />
Tabelle 1: Die Frequenzabdeckung und die 3,3-V-Leistungsdaten<br />
Das Funktionsdiagramm eines<br />
LTC59x-Mischers in einer Zweikanal-Konfiguration<br />
ist in Bild<br />
3 dargestellt. Unsymmetrische<br />
HF-Signale werden verstärkt<br />
und gefiltert, bevor sie an die<br />
Mischereingänge gelegt werden.<br />
In diesem Beispiel sind differenzielle<br />
ZF-Signalpfade dargestellt,<br />
was die Notwendigkeit<br />
eliminiert, eine ZF-Symmetrieschaltung<br />
einsetzen zu müssen.<br />
Das OFW-Filter (Oberflächenwellenfilter),<br />
ZF-Verstärker und<br />
das mit diskreten Elementen aufgebaute<br />
Bandpassfilter sind alle<br />
differenziell ausgeführt.<br />
OFW-Filter mit hoher Empfindlichkeit<br />
werden in vielen<br />
MIMO-Empfängern verwendet,<br />
um unerwünschte Spannungsspitzen<br />
(spurs) und Rauschen<br />
am Mischerausgang abzublocken.<br />
Die 8-dB-Wandlungsverstärkung<br />
der Mischer kompensiert<br />
die hohe Einfügedämpfung<br />
dieser Filter und reduziert ihren<br />
Einfluss auf das Grundrauschen<br />
des Systems. Die Gesamtleistung<br />
der Mischer ermöglicht es,<br />
den Filterverlust auszugleichen,<br />
damit der Empfänger die Anforderungen<br />
an die Empfindlichkeit<br />
und Störeinflüsse erfüllen kann.<br />
Eine weitere wichtige Spezifikation<br />
für Mehrkanal-Empfänger<br />
ist die Trennung zwischen<br />
den Kanälen. Die Kanal-zu-<br />
Kanal-Isolierung ist der ZF-<br />
Pegel am ungetriebenen Kanalausgang<br />
relativ zum ZF-Pegel<br />
am getriebenen Ausgang des<br />
Kanals. Dieser Parameter wird<br />
üblicherweise mit besser als 10<br />
dB als die Antenne-zu-Antenne-<br />
Isolierung spezifiziert, um eine<br />
abnehmende Systemleistung zu<br />
verhindern. Basierend auf ihrem<br />
präzisen IC-Design erzielen die<br />
LTC559x-Mischer über 45 dB an<br />
Kanal-zu-Kanal-Isolierung, was<br />
den meisten Anforderungen von<br />
mehrkanaligen Anwendungen<br />
genügt.<br />
Leistungsaufnahme<br />
und Ausmaße der<br />
Lösung<br />
Mit den Fortschritten bei den<br />
Mehrband-/Multimode-Topologien<br />
von Basisstationen und<br />
einer verfeinerten Systemdefinition<br />
von 4G-Kommunikationsnetzen,<br />
entwickeln sich<br />
die Systeme in der drahtlosen<br />
Kommunikationsinfrastruktur<br />
zu Plattformkonfigurationen,<br />
welche die Implementierung von<br />
unterschiedlichen Bändern oder<br />
Modi mit nur minimalen Änderungen<br />
in der Hard- und Software<br />
erlauben. Die LTC559x-<br />
Mischer haben all das gleiche<br />
Pinout, wodurch sie einfach auf<br />
dem gleichen Leiterplattenlayout<br />
für alle Bänder eingesetzt<br />
werden können.<br />
Das anhaltende Wachstum der<br />
drahtlosen Kommunikation hat<br />
auch den Einsatz von kleineren<br />
Zellen wie Picozellen und Femtozellen<br />
gefördert. Der Bedarf<br />
nach mehreren und kleineren<br />
Zellen plus der steigende Einsatz<br />
von Remote-Radio-Heads<br />
hat zu zusätzlichen Einschränkungen<br />
für die Systeme für die<br />
Kommunikationsinfrastruktur<br />
geführt, was eine höhere Integrationsdichte<br />
und kleinere Ausmaße<br />
der Lösung erfordert.<br />
Da die Anzahl der Zellen<br />
ansteigt, wird auch der Leistungsverbrauch<br />
zunehmend<br />
wichtig, da die Energiekosten<br />
proportional ansteigen. In<br />
Remote-Radio-Heads ist der<br />
thermische Stress auf der anderen<br />
Seite ein großes Problem<br />
Bild 2: LO-Reflexionsdämpfung des LTC5591 bei<br />
unterschiedlichen Betriebsbedingungen<br />
14 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Wireless<br />
und die DC-Leistungsaufnahme<br />
weiter zu senken.<br />
Zusammenfassung<br />
Die passiven Zweifach-Mischer<br />
der LTC559x-Familie bieten die<br />
hohe Leistungsfähigkeit, die<br />
benötigt wird, um die anspruchsvollen<br />
Anforderungen an die<br />
mehrkanaligen Empfänger in der<br />
heutigen Kommunikationsinfrastruktur<br />
zu erfüllen. Die Kombination<br />
der Mischer aus hoher<br />
Wandlungsverstärkung, geringer<br />
Rauschzahl und hoher Linearität<br />
verbessert die Leistungsfähigkeit<br />
des Systems insgesamt, wobei<br />
die geringe Verlustleitung und<br />
die kleinen Ausmaße der Lösung<br />
die strengen Anforderungen an<br />
die heutigen kleineren Basisstationen<br />
und Remote-Radio-<br />
Heads erfüllen.<br />
■ Linear Technology<br />
Corporation<br />
www.linear.com<br />
Bild 3: Der passive Zweifach-Mischer LTC559x in einer<br />
Empfängeranwendung<br />
auf Grund der Notwendigkeit<br />
des passiven Kühlens. Eine einfache<br />
Verkleinerung der Ausmaße<br />
ist nicht ausreichend, da<br />
reduzierte Ausmaße der Systeme<br />
in höheren Leistungsdichten,<br />
höheren Sperrschichttemperaturen<br />
und potenziell verminderter<br />
Zuverlässigkeit der Komponenten<br />
resultieren. Deshalb ist<br />
es nötig, gleichzeitig den Leistungsbedarf<br />
des Systems und<br />
seine Ausmaße zu reduzieren.<br />
Dieses Ziel ist anspruchsvoll,<br />
da die HF-Leistung davon nicht<br />
beeinflusst werden darf.<br />
sorgungsspannung beeinflusst<br />
wird, ist die P1db-Leistung, die<br />
ungefähr 11 dBm beträgt. Die<br />
P1db-Leistung ist ausgangsbegrenzt<br />
durch den Spannungshub<br />
am offenen Kollektor des ZF-<br />
Verstärkers, wenn die 200 Ohm<br />
Lastimpedanz getrieben werden.<br />
In Anwendungen in denen eine<br />
höhere P1db-Leistung nötig ist,<br />
sind die Mischer extra so ausgelegt,<br />
dass sie den Einsatz einer<br />
5-V-Versorgung am ZF-Verstärker<br />
erlauben. Die größere Spannung<br />
erhöht die P1db-Leistung<br />
auf über 14 dBm.<br />
THERM-A-GAP<br />
von<br />
TM<br />
HCS10<br />
In der Vergangenheit hätte die<br />
Kombination von zwei unabhängigen<br />
Mischern auf einem Chip<br />
in einer Verlustleistung von 2 W<br />
resultiert. Um diese Leistungsaufnahme<br />
zu reduzieren, sind<br />
die LTC559x-Mischer für einen<br />
Betrieb mit 3,3 V Versorgungsspannung<br />
anstatt 5 V ausgelegt.<br />
Diese Niederspannungs-Schaltungsdesigntechnik<br />
vermindert<br />
den Leistungsbedarf, ohne die<br />
Wandlungsverstärkung, IIP3<br />
oder die Rauschzahl zu beeinflussen.<br />
Der einzige Parameter,<br />
der von der kleineren Ver-<br />
Wie in Tabelle 1 gezeigt, erzielen<br />
die Zweifach-Mischer eine<br />
exzellente Leistungsfähigkeit<br />
und verbrauchen dabei nur 1,3<br />
W Leistung, wenn beide Kanäle<br />
aktiv sind. Um zusätzlich den<br />
Leistungsbedarf zu senken, kann<br />
jeder Kanal unabhängig vom<br />
anderen - bei Bedarf - abgeschaltet<br />
werden, indem man die unabhängige<br />
Aktivierungssteuerung<br />
benutzt. In Fällen, in denen eine<br />
reduzierte Linearität akzeptierbar<br />
ist, erlaubt es der ISEL-Pin<br />
den Anwendern auf einen Niederstrommodus<br />
umzuschalten<br />
- sehr geringe Verdrückungskräfte<br />
- Härte: 4 (Shore 00)<br />
- verfügbare Dicken: 0,25 mm bis 5,0 mm<br />
- Wärmeleitfähigkeit: 1 W/m-K<br />
- Temperaturbereich: -55 °C bis +200 °C<br />
- Trägermaterial: Glasfaser oder Aluminiumfolie<br />
- selbstklebende Version verfügbar<br />
- UL 94 V-0-getestet<br />
- RoHS-/REACH-kompatibel<br />
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hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 15
Wireless<br />
EnOcean-Funk ist internationaler Standard<br />
Die International Electrotechnical<br />
Commission (IEC) hat<br />
mit ISO/IEC 14543-3-10 einen<br />
neuen Standard für Funkanwendungen<br />
mit einem besonders<br />
niedrigen Energieverbrauch<br />
ratifiziert. Es ist der erste und<br />
einzige Funkstandard, der auch<br />
für Energy Harvesting-Lösungen<br />
- und damit für die batterielose<br />
Funktechnologie von EnOcean -<br />
optimiert ist. Zusammen mit den<br />
Anwendungsprofilen (EnOcean<br />
Equipment Profiles, EEPs) der<br />
EnOcean Alliance schafft dieser<br />
internationale Standard die Voraussetzungen<br />
für eine vollständig<br />
interoperable, offene Funktechnologie<br />
vergleichbar mit Standards<br />
wie Bluetooth oder WiFi.<br />
Der Standard steht unter www.<br />
iso.org <br />
zum Download bereit.<br />
Dolphin Systemarchitektur<br />
Die batterielose Funktechnologie ermöglicht ein<br />
sehr weit reichendes Signal mit äußerst geringen<br />
Mengen an Umgebungsenergie. Mit lediglich<br />
50 pWs sendet ein serienmäßig erzeugtes batterieloses<br />
Funkmodul im Freifeld ein Signal über<br />
eine Distanz von 300 m. Das Geheimnis liegt<br />
dabei in der Signaldauer: der gesamte Prozess<br />
wird in einem Tausendstel einer Sekunde ausgelöst,<br />
durchgeführt und abgeschlossen. Der<br />
batterielose Funkstandard zeichnet sich durch<br />
folgende Eigenschaften aus:<br />
Hohe Zuverlässigkeit<br />
• Die Iizenzfreien 868-MHz- und 315-MHz-<br />
Frequenzbänder mit 1 Prozent Duty Cycle<br />
• Eine Mehrfach-Telegrammaussendung mit<br />
Checksumme<br />
• Kurze Telegramme (ca. 1 ms) und dadurch eine<br />
sehr niedrige Kollisionswahrscheinlichkeit<br />
• Eine außerordentliche Reichweite: 30 m im<br />
Gebäude und bis zu 300 m im Freifeld<br />
• Repeater für Verlängerung der Reichweite<br />
Der neue Standard ist für Funksensoren<br />
und Funksensornetze<br />
mit besonders niedrigem Energieverbrauch<br />
ausgelegt. Dabei<br />
berücksichtigt er auch Sensornetzwerke<br />
mit Energy-Harvesting-Technologie,<br />
die ihre Energie<br />
aus der Umgebung bezieht:<br />
beispielsweise aus Bewegung,<br />
Licht oder Temperaturdifferenzen.<br />
Dieses Prinzip ermöglicht<br />
elektronische Steuerungssysteme,<br />
die unabhängig von einer<br />
externen Stromversorgung arbeiten.<br />
Ein Vorreiter auf diesem<br />
Gebiet ist die EnOcean GmbH,<br />
Entwickler der batterielosen<br />
Batterielose Funktechnologie<br />
Funktechnologie. Das Unternehmen<br />
produziert und vertreibt<br />
seit mehr als zehn Jahren wartungsfreie<br />
Funksensorlösungen<br />
für den Einsatz in der Gebäudeund<br />
Industrieautomation. Aktuell<br />
sind EnOcean-basierte Produkte<br />
• Die Sensoren kommunizieren uni- und bidirektional<br />
Geringer Energiebedarf<br />
• Sensorinformationen mit hoher Datenratenübertragung<br />
(125 kbit/s)<br />
• Geringer “Daten-Overhead”<br />
Interoperabilität<br />
• Das Funkprotokoll ist definiert und in Modulen<br />
integriert<br />
• Basis ist der internationale Funkstandard ISO/<br />
IEC 14543-3-10<br />
• Herstellerübergreifende Interoperabilität —<br />
durch definierte Sensorprofile in der En Ocean<br />
Alliance<br />
• Eine eindeutige Sende-ID (32 Bit)<br />
Koexistenz mit anderen Funksystemen<br />
• Keine Interferenz mit DECT, WLAN, PMR<br />
und anderen Systemen<br />
• Verifiziertes System-Design in industrieller<br />
Umgebung<br />
in über 250.000 Gebäuden weltweit<br />
installiert.<br />
Neue Marktpotenziale<br />
für Energy Harvesting<br />
Die internationale Standardisierung<br />
wird die Entwicklung und<br />
Implementierung von energieoptimierten<br />
Funksensoren und<br />
Funksensornetzen beschleunigen.<br />
Darüber hinaus wird sie<br />
neue Anwendungsgebiete und<br />
Märkte für Energy Harvesting-<br />
Lösungen erschließen. Neben<br />
dem bereits etablierten Markt<br />
für Haus- und Gebäudetechnik<br />
reichen weitere Einsatzmöglichkeiten<br />
von Smart Home, Smart<br />
Metering und Smart Grid bis<br />
hin zu Lösungen für Industrie,<br />
Logistik oder Transport.<br />
„EnOcean hat die Ausarbeitung<br />
des neuen Standards vom ersten<br />
Tag an unterstützt. Die Ratifizierung<br />
ist ein Meilenstein in unserer<br />
Firmengeschichte und bestätigt<br />
den Erfolg und das Potenzial<br />
der Energy Harvesting-Technologie.<br />
Die Standardisierung wird<br />
neue Impulse für die Nachfrage<br />
und Implementierung batterieloser<br />
Sensoren und Funkmodule<br />
geben. Gleichzeitig erwarten<br />
wir die Entwicklung von noch<br />
effizienteren Energy Harvesting-<br />
Lösungen, die verschiedenste<br />
Energiequellen nutzen“, sagte<br />
Laurent Giai-Miniet, CEO der<br />
EnOcean GmbH.<br />
Praxiserprobter<br />
Standard für höchste<br />
Interoperabilität<br />
Die aktuell mehr als 850<br />
En Ocean-basierten, interoperablen<br />
Produkte der EnOcean<br />
Alliance entsprechen bereits dem<br />
neuen Standard. Dadurch profitieren<br />
Entwickler und Hersteller<br />
von der umfassenden Praxiserfahrung,<br />
einer großen Produktund<br />
Installationsbasis sowie der<br />
langjährigen Informationsarbeit<br />
der EnOcean Alliance. Die<br />
EnOcean Alliance erarbeitet die<br />
Spezifikationen für die standardbasierten<br />
Anwendungen. Diese<br />
Anwendungsprofile (EEP, EnOcean<br />
Equipment Profiles) regeln<br />
16 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Wireless<br />
Enocean-Technologie<br />
die Interoperabilität der Produkte<br />
unterschiedlicher Hersteller.<br />
Sie sind für einen ultra-niedrigen<br />
Energieverbrauch optimiert<br />
und daher die ideale, bereits<br />
bewährte Ergänzung zum neuen<br />
Funkstandard. Auf diese Weise<br />
lassen sich herstellerunabhängig<br />
und gewerkeübergreifend intelligente,<br />
energieeffiziente Automationslösungen<br />
realisieren.<br />
„Der EnOcean-Funk ist schon<br />
jetzt eine fest etablierte Technologie<br />
für grüne, intelligente<br />
Gebäude und Anwendungen.<br />
Für die EnOcean Alliance ist die<br />
Ratifizierung des internationalen<br />
Standards ISO/IEC 14543-3-10<br />
eine der wichtigsten Grundlagen<br />
für den Ausbau des bereits sehr<br />
erfolgreichen und wachstumsstarken<br />
EnOcean-Ökosystems.<br />
Die Alliance wird als unabhängige,<br />
offene Organisation potenzielle<br />
Produkthersteller und Nutzer<br />
über die Vorteile des Standards<br />
informieren und weiterhin<br />
die Interoperabilität EnOceanbasierter<br />
Produkte sicherstellen“,<br />
sagt Graham Martin, Chairman<br />
der EnOcean Alliance.<br />
Technische<br />
Spezifikationen<br />
Der Standard deckt die Schichten<br />
1 bis 3 des OSI (Open Systems<br />
Interconnection)-Modells ab und<br />
umfasst damit den Physical, Data<br />
Link und Networking Layer. Die<br />
vollständige Bezeichnung des<br />
Standards lautet:<br />
ISO/IEC 14543-3-10 Information<br />
Technology -- Home Electronic<br />
Systems (HES) -- Part<br />
3-10: Wireless Short-Packet<br />
(WSP) Protocol optimized for<br />
Energy Harvesting -- Architecture<br />
and Lower Layer Protocols.<br />
EnOcean-Technologie<br />
Die Welt ist ein Ozean von Energie<br />
- davon war das Gründerteam<br />
von EnOcean bei der Unternehmensgründung<br />
fest überzeugt.<br />
Auf dieser Überzeugung basiert<br />
auch der Unternehmensname<br />
EnOcean: die Verschmelzung<br />
der englischen Wörter ,,energy”<br />
und „ocean”. Egal ob man auf<br />
einen Schalter oder auf eine<br />
Türklinke drückt, dabei wird<br />
stets Energie frei. Und genau<br />
diese Energie kann intelligent<br />
genutzt werden, als Ersatz für<br />
Batterien. So entstanden Funksensoren,<br />
die ihren Strombedarf<br />
aus der Umwelt beziehen: aus<br />
linearer Bewegung, Licht oder<br />
Temperaturdifferenz. Die aus der<br />
Umgebung gewonnene Energie<br />
reicht aus, um ein Funksignal<br />
zu versenden und so das Licht<br />
einzuschalten. Mit Hilfe intelligenter<br />
Software-Stacks kann die<br />
EnOcean-Technologie problemlos<br />
und einfach in verschiedenste<br />
Kundenapplikationen integriert<br />
werden. Das Funksignal von<br />
EnOcean verwendet die Frequenzbänder<br />
868 MHz und 315<br />
MHz und ist daher weltweit einsatzfähig.<br />
Die Telegramme sind<br />
nur eine Millisekunde lang und<br />
werden mit einer Datenübertragungsrate<br />
von 125 Kilobit pro<br />
Sekunde gesendet. Um Sendefehler<br />
auszuschließen, wird das<br />
Telegramm zudem innerhalb von<br />
40 Millisekunden zweimal wiederholt.<br />
Da die Datenpakete in<br />
zufälligen Intervallen gesendet<br />
werden, ist die Kollisionswahrscheinlichkeit<br />
sehr gering. Die<br />
Reichweite der EnOcean Funksensoren<br />
liegt bei 300 Metern<br />
im Freien und bis zu 30 Metern<br />
im Gebäudeinneren. Jedes EnOcean-Modul<br />
verfügt über eine<br />
einmalige 32-Bit-Identifikationsnummer,<br />
die Überschneidungen<br />
mit anderen Funkschaltern ausschließt.<br />
Mit der Dolphin-Systemarchitektur<br />
bietet EnOcean<br />
eine für Energy Harvesting-<br />
Anwendungen optimierte Plattform,<br />
mit der erstmals bidirektionale<br />
Funksensoren und -aktoren<br />
ohne Batterien realisierbar sind.<br />
Die flexibel erweiterbare Hardund<br />
Softwarearchitektur kann in<br />
verschiedenen Bereichen eingesetzt<br />
werden. Zentrale Bestandteile<br />
der Dolphin-Plattform sind<br />
die Module TCM 300, TCM 310,<br />
TCM 320 und USB 300 sowie<br />
das solarbetriebene Modul STM<br />
300. Die Sensormodul-Reihe<br />
STM 310 basiert auf dem EnOcean<br />
Dolphin-Chip und verfügt<br />
über eine Schnittstelle zu verschiedenen<br />
Energiewandlern -<br />
wie Solarzellen oder Thermowandler.Der<br />
neue mechanische<br />
Energiewandler ECO 200 in<br />
Kombination mit dem Funksendemodul<br />
PTM 330 eröffnet<br />
zudem neue Möglichkeiten und<br />
Einsatzgebiete für verschiedene<br />
batterielose Funkschaltelemente<br />
- sowohl in der Gebäudeautomation<br />
als auch in der Industrie oder<br />
für Haushaltsgeräte. Dank flexibler<br />
Programmiermöglichkeiten<br />
lassen sich mit diesen Komponenten<br />
umfassende energieautarke<br />
Anwendungen realisieren<br />
wie beispielsweise Fensterkontakte,<br />
Temperatur- und Feuchtesensoren<br />
sowie Licht-, Druckund<br />
Gassensoren oder Funk<br />
Positionsschalter und weitere<br />
verschiedene Industrieschalter.<br />
■ EnOcean GmbH<br />
www.enocean.com<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 17
Wireless<br />
Bluetooth Low-Energy<br />
Development Kit<br />
Bluetooth-Low-Energy-<br />
Module<br />
Seit April 2011 hat Bluegiga<br />
erste BLE-Module (Bluetooth<br />
Low Energy) sowie das BLE<br />
Starter Kit verfügbar. Nun gibt<br />
es das BLE Development Kit,<br />
mit dem Anwender Zugriff auf<br />
die Bluegiga-API-Script-Sprache<br />
und das sogenannte Profile<br />
Toolkit erhalten, im Vertrieb bei<br />
HY-Line Communication.<br />
Mit diesem Development Kit<br />
können nun „Stand-alone“- oder<br />
Host-MCU-basierte Applikationen<br />
in die Bluegiga-BLE-Module<br />
integriert werden.<br />
Ebenso lassen sich<br />
auch eigene BLE-<br />
Profile entwickeln.<br />
Das BLE Development<br />
Kit enth<br />
ä l t f o l g e n d e<br />
Komponenten:<br />
ein BLE Evaluation<br />
Board mit<br />
LCD, Potentiometer,<br />
Batteriemonitor,<br />
Temperatursensor,<br />
IOs und<br />
Dreiachsen-Beschleunigungssensor,<br />
ein Programmierkabel,<br />
einen BLD112 USB Stick, zwei<br />
BLD112-Module und einen BLE<br />
4.0 Single-Mode Stack. Zudem<br />
sind BLE-Beispielapplikationen<br />
für „Find Me Target“, „Health<br />
Thermometer“ und „Heart Rate<br />
Transmitter“ enthalten.<br />
■ HY-Line Communication<br />
Products<br />
www.hy-line.de/<br />
communication<br />
Die neue Funktechnik Bluetooth<br />
Low Energy geht an den Start,<br />
und bei HY-Line Communication<br />
Products sind die Produkte<br />
der Firma Bluegiga bereits verfügbar.<br />
Das BLE112 ist ein Single-Mode-Modul<br />
und BLED112<br />
ein USB-Dongle mit gleicher<br />
Technologie. Für den schnellen<br />
Start steht das BLE112 Starter<br />
Kit mit beiden Komponenten<br />
inklusive Software zur Verfügung.<br />
Die Module arbeiten bei<br />
Super Low Power bis zu 0,5 µA<br />
bei skalierbarer Reichweite von<br />
5 bis 200 m. Als Schnittstellen<br />
stehen UART, USB und SPI<br />
zur Verfügung; die integrierten<br />
GPIOs können z.B. zur Ansteuerung<br />
einer LED dienen. Das<br />
Bluetooth Low Energy Profile<br />
ist im Modul gespeichert und<br />
kann mittels einfacher Script-<br />
Sprache konfiguriert werden.<br />
■ HY-Line Communication<br />
Products<br />
www.hy-line.de/<br />
communication<br />
Low-Cost/Ultra-Low-Power-Einchiplösung für Bluetooth<br />
Der µBlue nRF8002 erweitert<br />
Nordic Semiconductors<br />
Bluetooth-Low-Energy-Produkte.<br />
Es handelt sich um<br />
eine kostenoptimierte, ultraleistungsarme<br />
und universelle<br />
Singlechip-Lösung für Bluetooth<br />
Smart Tags und Accessories.<br />
Der nRF8002 Bluetooth Low<br />
Energy SoC erfordert kein<br />
spezielles hochfrequenztechnisches<br />
Wissen für die Anwendung.<br />
Mithilfe des Nordic<br />
nRFgo-kompatiblen nRF8002<br />
Development Kits entsteht ein<br />
einfaches grafisches User Interface,<br />
welches es erlaubt, bei<br />
der Entwicklung nicht weiter<br />
zu gehen als zur Applikation<br />
des eingebauten Layers und<br />
Mapping-Inputs. Externe Komponenten,<br />
wie Knöpfe, LEDs<br />
oder Buzzer, entfallen. Das<br />
Development Kit enthält auch<br />
ein kleines coin cell-powered<br />
Tag-Design-Beispiel, das sich<br />
vielfach als nützlich erweist.<br />
Der nRF8002 ist in einem 5x5<br />
mm 2 messenden QFN-Package<br />
untergebracht und enthält einen<br />
vollständig qualifizierten Bluetooth-V4.0-Low-Energy-Protokoll-Stack,<br />
einen hochkonfigurierbaren<br />
Application Layer<br />
sowie einen eingebauten Support<br />
für eine Reihe von Bluetooth<br />
V4.0 Profiles einschließlich<br />
Find Me, Proximity, Alert<br />
Notifications und Battery Status.<br />
Dies macht den Chip in<br />
Kombination mit markführend<br />
geringer Leistungsaufnahme<br />
zur optimalen Lösung für batterieversorgte<br />
Low-Cost- und<br />
miniaturisierte Coin-Cell-<br />
Applikationen.<br />
Das Find-Me-Profil erlaubt<br />
die Bereinigung von kleinen,<br />
aber dennoch deplatzierten<br />
Objekten mit dem Bluetooth<br />
V4.0 Smartphone bei Feststellung<br />
von deren Lage. So ist ein<br />
akustischer Alarm bei Aktivierung<br />
einer unpassenden Taste<br />
möglich.<br />
Das Proximity-Profil fügt<br />
Out-of-Range-Funktionalität<br />
zum Find-Me-Profil hinzu.<br />
Zum Beispiel reagiert diese<br />
bei einem wireless Tag so,<br />
dass Alarme oder Sicherheitsblockierungen<br />
aktiviert werden,<br />
wenn eine spezifizierte<br />
Distanz (Verlassen eines Büros<br />
oder öffentlichen Platzes etc)<br />
zurückgelegt wird. Alternativ<br />
kann das Proximity-Profil<br />
Alarm geben, wenn das<br />
Smartphone in eine bestimmte<br />
Gegend kommt.<br />
Das Alert-Notification-Profil<br />
erlaubt die Anzeige bestimmter<br />
Ereignisse.<br />
Das Nordic nRF8002 ist mit der<br />
selben Plattformtechnologie<br />
aufgebaut wie sein nRF8001<br />
Vorgänger, sodass sich viele<br />
Gemeinsamkeiten ergeben:<br />
• Spitzenströme max. 13 mA<br />
• Laufzeit Monate bis Jahre<br />
mit einer Batterie<br />
• Ultra-Low-Power-Operation<br />
ohne externen 32-kHz-Quarz<br />
• On-Chip Battery Monitor<br />
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18 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
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Vielseitiger RFID-Reader<br />
Elatec RFID Systems bringt ein weiteres<br />
Mitglied der Produktfamilie TWN3 auf<br />
den Markt. Das RFID-Modul TWN3<br />
Mifare NFC stellt eine Brücke zwischen<br />
alten und neuen Funkchipstandards der<br />
13,56-MHz-Klasse dar und bietet Herstellern<br />
von Lesegeräten dadurch besondere<br />
Flexibilität und Zukunftssicherheit. Durch<br />
seine SAM-Unterstützung (Secure Access<br />
Module) ist das TWN3 Mifare NFC prädestiniert<br />
für Hochsicherheitsanwendungen,<br />
wie etwa kontaktlose Bezahldienste.<br />
Der neue TWN3-Reader ist NFC-fähig<br />
nach ISO 18092. Er ist programmierbar<br />
und wahlweise als PCB für den Einbau mit<br />
RS232-Anschluss oder als USB-Gerät im<br />
externen Gehäuse verfügbar. Er unterstützt<br />
die folgenden Transponder von Mifare:<br />
Classic 1k und 4k, DESFire EV1, Mini,<br />
Plus S, X, Pro X, SmartMX, Ultralight und<br />
Ultralight C. Weitere ISO14443A-Transponder<br />
wären Legic Advant, SLE44R35<br />
und SLE66Rxx. Dazu kommen die<br />
ISO14443B-Transponder Calypso, CEPAS,<br />
Moneo sowie SRI512, SRT512, SRI4K,<br />
SRIX4K und Sony FeliCa.<br />
Doch das TWN3 Mifare NFC kann noch<br />
mehr. Der dieses Jahr beginnende Rollout<br />
von NFC-fähigen Mobiltelefonen wird<br />
sehr bald zahlreiche Applikationen hervorbringen,<br />
in denen Telefone die Aufgaben<br />
von Chipkarten übernehmen, wie etwa<br />
Türöffner, Fahrschein oder Zahlungsmittel.<br />
Dieses Reader-Modul ist Teil dieser neuen<br />
Nahfunkwelt. So ist das TWN3 Mifare<br />
NFC auch auf kommende E-Payment-<br />
Anwendungen mit NFC-Smartphones<br />
vorbereitet.<br />
■ Elatec GmbH<br />
info-rfid@elatec.com<br />
www.elatec-rfid.com<br />
Bluetooth-USB-Stick mit 1 km Reichweite<br />
Mit dem neuen Blue-1000<br />
bringt Machine-to-Machine<br />
m2m Germany den ersten<br />
Bluetooth-USB-Stick mit einer<br />
Reichweite von bis zu 1.000 m<br />
auf den Markt.<br />
Eine weitere Besonderheit<br />
besteht in dem eigenen Bluetooth<br />
Stack sowie der integrierten<br />
iWRAP-Firmware<br />
von Bluegiga, die den Einsatz<br />
von Windows-Bluetooth-Treibern<br />
und -Stacks überflüssig<br />
macht. Damit sind Anwender<br />
also nicht mehr auf den Bluetooth-Stack<br />
des Betriebssystems<br />
angewiesen, sondern<br />
können direkt über eine virtuelle<br />
serielle Schnittstelle<br />
mit bis zu sieben Bluetooth-<br />
Geräten gleichzeitig kommunizieren.<br />
Selbst Notebooks,<br />
die nicht mehr über einen<br />
seriellen Anschluss verfügen,<br />
bekommen dank Blue-1000<br />
eine definierte Schnittstelle zur<br />
Bluetooth-Applikation.<br />
Der sehr robuste Blue-1000<br />
arbeitet im industriellen Temperaturbereich<br />
und ist langfristig<br />
verfügbar. Er ist optional<br />
mit Bluetooth Health Device<br />
Profile (HDP) erhältlich, womit<br />
sich Bluetooth in medizinische<br />
Anwendungen integrieren lässt,<br />
bei denen auch mehrere Geräte<br />
zeitgleich zusammenwirken<br />
können. Er adressiert Anwender<br />
in Industrie, Logistik und<br />
Warenwirtschaft oder im medizinischen<br />
Bereich (Krankenhäuser,<br />
Labore oder Pflegeeinrichtungen).<br />
Mit einem Blue-1000 Stick im<br />
Rechner hat beispielsweise ein<br />
Arzt sofort alle Daten in seiner<br />
Software und damit auf<br />
dem Monitor, die von den am<br />
Patienten angebrachten Bluetooth-Geräten<br />
gesendet werden.<br />
Das funktioniert mit dem<br />
Blue-1000 auch dann problemlos,<br />
wenn der Patient mehrere<br />
Räume entfernt ist. Gleichermaßen<br />
profitieren Mitarbeiter<br />
in größeren Lagern oder Fuhrparks.<br />
Handscanner etwa haben<br />
dank des Blue-1000 eine fünfbis<br />
sechsmal größere Reichweite<br />
als herkömmliche Geräte.<br />
■ m2m Germany GmbH<br />
mn@m2mgermany.de<br />
www.m2mgermany.de<br />
20 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Produkt-Highlights<br />
Wireless<br />
Bluetooth Low-Energy Development Kit<br />
Bluegiga hat nun erste BLE-<br />
Module (Bluetooth Low-<br />
Energy) sowie das BLE Starter<br />
Kit verfügbar. Jetzt gibt<br />
es das BLE Development<br />
Kit, mit dem die Anwender<br />
Zugriff auf die Bluegiga-<br />
API-Script-Sprache und das<br />
sogenannte Profile Toolkit<br />
erhalten (Vertrieb: HY-Line<br />
Communication).<br />
Mit diesem Development<br />
Kit können nun „stand alone“<br />
oder Host-MCU-basierte<br />
Applikationen in die Bluegiga-BLE-Module<br />
integriert<br />
werden. Ebenso können<br />
auch eigene BLE-Profile<br />
entwickelt werden. Das BLE<br />
Development Kit enthält folgende<br />
Komponenten: Ein<br />
BLE Evaluation Board mit<br />
LCD, Potentiometer, Batteriemonitor,<br />
Temperatursensor,<br />
IOs, 3-Achsen-Beschleunigungssensor,<br />
Programmierkabel,<br />
BLD112 USB Stick,<br />
zwei BLD112 Module und<br />
einen BLE 4.0 Single Mode<br />
Stack. Zudem sind BLE-Beispielapplikationen<br />
für „find<br />
me target“, „health thermometer“<br />
und „heart rate transmitter“<br />
enthalten. Weitere Informationen<br />
unter www.hy-line.<br />
de/Bluegiga.<br />
■ HY-Line Communication<br />
Products<br />
c-pfaff@hy-line.de<br />
www.hy-line.de/<br />
communication<br />
Die nächste Mobilfunk-Technologie: 4G/LTE<br />
Breitbandige Drehkupplungen<br />
Nach der Übernahme von<br />
Sage Labs durch Spectrum<br />
Microwave kann die Melatronik<br />
Nachrichtentechnik<br />
GmbH nun auch die Produkte<br />
dieses Herstellers von Hochfrequenzbauteilen<br />
anbieten.<br />
Insbesondere die breitbandigen<br />
Drehkupplungen<br />
(Rotary Joints) in Miniaturund<br />
In-Line-Ausführungen<br />
sind eine Erwähnung wert.<br />
Die Serie 345 sind Drehkupplungen<br />
für das Frequenzband<br />
DC bis 18 GHz, mit SMA-<br />
Steckern und entwickelt für<br />
Anwendungen bis zu 500 W<br />
Spitzenleistung. Sie haben<br />
einen extrem geringen Insertion<br />
Loss von typisch 0,2 dB.<br />
Die 351-Serie ist von DC<br />
bis 40 GHz einsetzbar und<br />
hat 2,92-mm-Stecker. Die<br />
typische Rotationsgeschwindigkeit<br />
beträgt 250 rpm. Desweiteren<br />
gibt es die 305er<br />
und 344er Serie. Diese Drehkupplungen<br />
haben N- oder<br />
TNC-Stecker und sind für<br />
Frequenzen von DC bis 12,4<br />
GHz bzw. 18 GHz konzipiert.<br />
Die Produkte mit N-Steckern<br />
können bis zu einer Spitzenleistung<br />
von 10 kW eingesetzt<br />
werden, typische Rotationsgeschwindigkeiten<br />
liegen bei<br />
500 rpm.<br />
■ Melatronik<br />
Nachrichtentechnik<br />
GmbH<br />
Tel.: 089/321076<br />
www.melatronik.de<br />
Steckverbindungen und Kabel höchster<br />
Qualität für HF-Anwendungen !<br />
Made in Italy !<br />
Erste Mobilfunknetze bieten<br />
die Möglichkeit, mit der<br />
neuen 4G/LTE-Technologie<br />
zu arbeiten. Bei Sierra<br />
Wireless (Vertrieb: HY-Line<br />
Communication Products)<br />
ist bereits jetzt die neue 4G/<br />
LTE-MC77xx-Familie im<br />
bekannten Mini-PCI-Express-<br />
Formfaktor verfügbar. Im<br />
Vergleich zur 3G-Technologie<br />
wird die Download- und<br />
Upload-Geschwindigkeit<br />
um ein Vielfaches erhöht:<br />
Bis zu 100 Mbps beträgt die<br />
Download-Geschwindigkeit,<br />
bis zu 50 Mbps die Upload-<br />
Geschwindigkeit. Unterstützt<br />
werden UMTS, HSPA+,<br />
GSM, GPRS und EDGE. Als<br />
zusätzliche Features bieten<br />
die Minicards eine USB-<br />
2.0-High-Speed-Schnittstelle<br />
und GPS One. Die Steuerung<br />
erfolgt via AT-Kommandos<br />
oder GobiAPI.<br />
■ HY-Line Communication<br />
Products<br />
c-pfaff@hy-line.de<br />
www.hy-line.de/Sierra<br />
www.electrade.com info@electrade.com<br />
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hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 21<br />
AnzBelco 91x132mm_<strong>2012</strong>.indd 1 16.07.12 11:01
Design<br />
Leistungsoptimierung von direkt wandelnden<br />
Empfängern mit sehr breiten Frequenzbändern<br />
Einleitung<br />
Zwischenfrequenzfreie (zero<br />
IF) Empfänger sind nicht neu;<br />
es gibt sie bereits seit einiger<br />
Zeit, und sie werden besonders<br />
häufig in mobilen Telefonen<br />
eingesetzt. Ihre Verwendung in<br />
Hochleistungs-Empfängern wie<br />
denen in Basisstationen für die<br />
drahtlose Kommunikation hatte<br />
jedoch nur eingeschränkt Erfolg.<br />
Dies hauptsächlich wegen ihres<br />
begrenzten Dynamikbereichs<br />
und weil ihre Funktionsweise<br />
nicht besonders gut verstanden<br />
wird. Ein neuer zwischenfrequenzfreier<br />
I/Q-Demodulator<br />
mit großer Bandbreite hilft, den<br />
Dynamikbereich zu erhöhen und<br />
die Bandbreitendefizite sowohl<br />
für den Haupt- als auch den<br />
DPD-Empfänger (digital predistortion)<br />
zu beseitigen und ermöglicht<br />
es 4G-Basisstationen,<br />
die ständig steigenden Bandbreitenanforderungen<br />
der mobilen<br />
Kommunikation kostengünstig<br />
zu erfüllen. Dieser Artikel diskutiert,<br />
wie man die Leistung<br />
optimieren kann, indem man<br />
die IM2-Nichtlinearität und den<br />
DC-Offset minimiert, die den<br />
Dynamikbereich von zwischenfrequenzfreien<br />
Empfängern<br />
einschränken und bietet damit<br />
eine brauchbare Alternative zu<br />
einer sonst großen Problematik<br />
im Design.<br />
Zwang zu immer<br />
höherer Bandbreite<br />
Bis vor kurzem mussten die<br />
meisten Basisstationen nur eine<br />
Kanalbandbreite von 20 MHz<br />
Michiel Kouwenhoven<br />
Design Manager<br />
John Myers, Design Engineer<br />
James Wong, Product<br />
Marketing Manager,<br />
High Frequency Products<br />
Vladimir Dvorkin<br />
Applications Engineering<br />
Manager<br />
Linear Technology<br />
Corporation<br />
Bild 1: Ersatzschaltung eines Basisbandausgangs für die Erweiterung der Bandbreite mit L = 18<br />
nH und C = 4,7 pF<br />
bieten, die typischerweise auf<br />
mehrere unterschiedliche Träger<br />
aufgeteilt wurde. Mit diesem<br />
20-MHz-Kanal war auch<br />
ein DPD-Empfänger mit 100<br />
MHz Bandbreite verbunden,<br />
um die Intermodulations-Störspitzen<br />
bis zur 5. Ordnung für<br />
eine effektive Störunterdrückung<br />
zu messen. Diese Anforderung<br />
kann allgemein sehr effektiv<br />
von Superhet-Empfängern mit<br />
hoher Zwischenfrequenz erfüllt<br />
werden. Heute jedoch werden<br />
solche Entwicklungen immer<br />
anspruchsvoller, da die Trends<br />
in der Industrie zu Basisstationen<br />
zwingen, die den Betrieb<br />
über die vollständigen 60-MHz-<br />
Bänder unterstützen. Das Erzielen<br />
dieser Eigenschaft hat signifikante<br />
Auswirkungen auf Kosteneinsparungen<br />
für die gesamte<br />
Produktion, Installation und<br />
den Betrieb.<br />
Um diese dreifach gesteigerte<br />
Bandbreite zu realisieren,<br />
muss die Bandbreite des DPD-<br />
Empfängers von 100 MHz auf<br />
300 MHz gesteigert werden.<br />
In 75-MHz-Bändern steigt die<br />
DPD-Bandbreite auf beachtliche<br />
375 MHz. Die Entwicklung<br />
eines Empfängers, der diese<br />
Bandbreite unterstützt ist jedoch<br />
nicht trivial. Das Rauschen steigt<br />
wegen der größeren Bandbreite,<br />
ein flacher Verstärkungsfrequenzgang<br />
ist schwierig zu<br />
erreichen und die erforderliche<br />
Abtastrate des A/D-Wandlers<br />
erhöht sich ebenfalls deutlich.<br />
Außerdem sind die Kosten von<br />
Bild 2: Mischverstärkung über der Basisbandfrequenz<br />
mit differenziellem Lastwiderstand und L/C-<br />
Bandbreitenerweiterung<br />
22 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Design<br />
Bild 3: Testaufbau für die IIP2-Kalibrierung mit einem 1-MHz-Tiefpassfilter, um die IM2-Komponenten auszuwählen<br />
Komponenten mit höherer Bandbreite<br />
auch deutlich höher.<br />
Bild 4: Ausgangsspektrum mit Tiefpassfilter<br />
Die bescheidene Bandbreite<br />
eines traditionellen Empfängers<br />
mit hoher Zwischenfrequenz<br />
ist nicht länger ausreichend,<br />
um das 300-MHz- oder noch<br />
höherfrequente Signal mit einer<br />
typischen Verstärkungsschwankung<br />
von ±0,5 dB zu liefern.<br />
Die 300-MHz-Basisbandbreite<br />
würde es erfordern, eine Zwischenfrequenz<br />
von minimal 150<br />
MHz zu wählen. Es ist jedoch<br />
nicht einfach, einen preisgünstigen<br />
A/D-Wandler mit einer<br />
Abtastrate von bis zu 600 MS/s<br />
zu finden, selbst bei 12 Bit Auflösung.<br />
Man muss daher Kompromisse<br />
eingehen und auf einen<br />
10-Bit-Wandler übergehen.<br />
Neuer I/Q-Demodulator<br />
beseitigt Bandbreiteneinschränkungen<br />
Der I/Q-Demodulator LTC5585<br />
von Linear Technology ist so<br />
entwickelt, dass er die direkte<br />
Wandlung unterstützt, was es<br />
dem Empfänger ermöglicht,<br />
das bereits erwähnte 300 MHz<br />
breite HF-Signal direkt in das<br />
Basisband umzusetzen. Die I-<br />
und Q-Ausgänge werden auf ein<br />
150 MHz breites Signal demoduliert,<br />
was nur die Hälfte der<br />
Bandbreite eines Empfängers<br />
mit hoher ZF entspricht. Um<br />
die Ebenheit der Verstärkung<br />
im Durchlassbereich von ±0,5<br />
dB zu erhalten, muss die –3-dB-<br />
Eckfrequenz des Bausteins weit<br />
über 500 MHz liegen.<br />
Der LTC5585 unterstützt die<br />
hohe Bandbreite mit einer<br />
abstimmbaren Basisbandausgangsstufe.<br />
Die differenziellen<br />
I- und Q- Ausgänge haben einen<br />
Pull-up-Widerstand mit 100<br />
Ohm an VCC parallel zu einer<br />
Filterkapazität von rund 6 pF<br />
(Bild 1). Dieses einfache RC-<br />
Netz ermöglicht den Aufbau<br />
von Chip-externen Tief- und<br />
Bandpassfilternetzen, um die<br />
Außerbandblocker zu unterdrücken<br />
und die Entzerrung der<br />
Verstärkungsgrenzfrequenz der<br />
Basisbandverstärkerkette, die<br />
auf den Demodulator folgt, zu<br />
erreichen. Mit einer ohm´schen<br />
differenziellen Ausgangslast<br />
von 100 Ohm zusätzlich zu den<br />
100-Ohm-Pull-up-Widerständen,<br />
erreicht die -3-dB-Bandbreite<br />
840 MHz.<br />
Erweiterung der Basisband-Bandbreite<br />
Eine einzige LC-Filtersektion<br />
kann verwendet werden, um die<br />
Bandbreite des Basisbandausgangs<br />
zu steigern. Bild 1 zeigt<br />
die äquivalente Basisbandschaltung<br />
des Chips mit der Basisband-Bandbreitenerweiterung.<br />
Mit einer 200-Ohm-Last, kann<br />
die -0,5-dB-Bandbreite von 250<br />
MHz auf 630 MHz erweitert<br />
werden, indem man eine Reiheninduktivität<br />
von 18 nH und eine<br />
Shunt-Kapazität von 4,7 pF einsetzt.<br />
Bild 2 zeigt die vielfältigen<br />
Ausgangsreaktionen, die mit<br />
unterschiedlichen Lasten möglich<br />
sind. Eine Reaktion kommt<br />
von differenziellen Lastwiderständen<br />
mit 200 Ohm und 10<br />
kOhm. Für eine 10-kOhm-Last<br />
kann die -0,5-dB-Bandbreite von<br />
150 MHz auf 360 MHz unter<br />
Einsatz einer Reihen-Induktivität<br />
von 47 nH und einer Shunt-<br />
Kapazität von 4,7 pF erweitert<br />
werden.<br />
Die Störspitzen der<br />
Intermodulation 2.<br />
Ordnung wirken sich<br />
aus<br />
In einem direkt wandelnden<br />
Empfänger fallen die Störprodukte<br />
der Intermodulation 2.<br />
Ordnung (IM2) direkt in das<br />
Band der Basisbandfrequenzen.<br />
Nimmt man das Beispiel zweier<br />
identischen HF-Leistungssignale,<br />
f1 und f2, die 1 MHz entfernt<br />
von 2140 MHz beziehungsweise<br />
2141 MHz liegen, während<br />
der LO 10 MHz Abstand<br />
von 2130 MHz hat, dann würde<br />
die resultierende IM2-Spitze<br />
auf f2 – f1, oder 1 MHz, fallen.<br />
Der LTC5585 hat die spezielle<br />
Fähigkeit, minimale IM2-Spitzen<br />
unabhängig von den I- und<br />
Q-Kanälen zu justieren, indem<br />
er externe Steuerspannungen<br />
verwendet. Bild 3 zeigt einen<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 23
Design<br />
typischen Aufbau für die IIP2-<br />
Messung und Kalibrierung. Die<br />
differenziellen Basisbandausgänge<br />
sind über eine Symmetrierschaltung<br />
kombiniert, und<br />
die 1-MHz-Differenzfrequenzkomponente<br />
wird mit einem<br />
Tiefpassfilter gewählt, um die<br />
starken Haupttöne bei 10 MHz<br />
und 11 MHz zu unterdrücken,<br />
die aus dem Komprimieren des<br />
Spektrumanalysator-Frontends<br />
herrühren.<br />
Ohne das Tiefpassfilter sind 20<br />
bis 30 dB Dämpfung und lange<br />
durchschnittliche Messzeiten<br />
mit dem Spektrumanalysator<br />
nötig, um eine aussagekräftige<br />
Messung zu erzielen. Wie<br />
in dem Ausgangsspektrum in<br />
Bild 4 gezeigt, fällt die IM2-<br />
Komponente vorhersehbar bei<br />
1 MHz in das Band. Die Kurve<br />
zeigt ebenfalls das IM2-Produkt<br />
vor und nach der Justierung, was<br />
den Pegel der Spitze um ungefähr<br />
20 dB reduziert, indem man<br />
die Steuerspannungen an den<br />
Automatische Load-Pulltm<br />
Messungen (LabView ,<br />
tm<br />
MathLab , C++, ActiveX)<br />
X-Parameter (PNA-X), S-<br />
Functions, Power-Contour,<br />
DC-IV und Device<br />
Loadlines, EVM, ACPR<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
IP2I- und IP2Q-Pins einstellt.<br />
Diese Einstellung reduziert die<br />
IM2-Spitze auf einen Pegel von<br />
-81,37 dBc.<br />
Mit dieser Fähigkeit, IIP2 zu<br />
optimieren, können zwei mögliche<br />
Strategien der IP2-Kalibration<br />
in Betracht gezogen werden.<br />
Eine kann ein Kalibrierschritt<br />
sein, der in der Fabrik durchgeführt<br />
wird und um den man sich<br />
nicht kümmern muss. In diesem<br />
Fall reicht ein einfaches Potentiometer<br />
für jeden Justierpin aus,<br />
wie in Bild 3 illustriert.<br />
Alternativ kann ein automatischer<br />
Kalibrieralgorithmus<br />
in einem geschlossenen Regelkreis<br />
in Software implementiert<br />
werden, der es ermöglicht, die<br />
Geräte periodisch zu kalibrieren.<br />
Für DPD-Empfänger kann diese<br />
Kalibrierung zusätzliche Hardware-Funktionsblöcke<br />
erfordern,<br />
um die beiden Testtöne<br />
zurück in den Empfängerkanal<br />
zu koppeln. Auf jeden Fall<br />
Load-Pull- und Noise-<br />
Testsysteme<br />
<br />
HAILP=Harmonic Active<br />
Injection Load-Pull (RF<br />
Power Amplifier Design)<br />
Multi-Purpose-Tuner<br />
(Harmonic-, Prematching-,<br />
Low-Vibration-Tuning)<br />
Noise-Parameter-<br />
Extraktion<br />
Waveguide-Tuner bis<br />
140GHz (Satelliten-<br />
Kommunikation,<br />
Automotive-Radar)<br />
Joystick-Modus:<br />
Impedanz-Tuning ohne<br />
PC!<br />
Vorführung gewünscht? Wir besuchen Sie gerne!<br />
TSS GmbH * St-Barbara-Str. 28 * 89264 Weißenhorn<br />
Tel: (07309) 9675-0 * http://www.tssd.com * email: info@tssd.com<br />
kann dies während eines Offline-Kalibrierzyklus<br />
ausgeführt<br />
werden. Eine solche Methode<br />
würde auch die aktuellen Faktoren<br />
der Betriebsumgebung in<br />
Betracht ziehen, die die Leistungsfähigkeit<br />
der Basisstation<br />
beeinflussen.<br />
Eine DC-Offsetspannung<br />
von Null hilft,<br />
den Dynamikbereich<br />
des A/D-Wandlers zu<br />
optimieren<br />
Eine ähnliche Einstellmöglichkeit<br />
ist auch in den Chip integriert,<br />
um die DC-Ausgangsspannung<br />
der I- und Q-Kanäle<br />
auf „0“ zu legen. Ein DC-Offset,<br />
ist ein Produkt, das von interner<br />
Fehlanpassung und Selbstmischung<br />
von LO- und HF-Eingangsleckströmen<br />
stammt und<br />
den Dynamikbereich des A/D-<br />
Wandlers einschränken kann,<br />
wenn die Signalkette durchgehend<br />
DC-gekoppelt ist. Um dies<br />
zu illustrieren: eine moderate<br />
DC-Ausgangs-Offsetspannung<br />
von 10 mV würde, wenn sie<br />
durch eine 20-dB-Verstärkungsstufe<br />
läuft, in einem DC-Offset<br />
von 100 mV am Eingang des<br />
A/D-Wandlers führen. Mit einem<br />
Eingangsspannungsbereich<br />
von 2 V Spitze zu Spitze eines<br />
12-Bit-A/D-Wandlers bewirkt<br />
dieser DC-Offset-Betrag eine<br />
effektive Reduzierung des Dynamikbereichs<br />
des A/D-Wandlers<br />
um 0,9 dB.<br />
Um die Leckströme zwischen<br />
den LO- und HF-Eingängen<br />
zu minimieren, sollte Sorgfalt<br />
aufgewendet werden, um diese<br />
beiden Signale voneinander zu<br />
isolieren. Im Leiterplatten-Layout<br />
sollte man die Leiterbahnen<br />
dieser beiden Signale voneinander<br />
separieren um Übersprechen<br />
zu verhindern. Das LO-Signal,<br />
selbst wenn es einen messbaren<br />
Leckstrom in den HF-Port gibt,<br />
mischt sich selbst und ergibt<br />
einen DC-Offset-Wert am Ausgang.<br />
Glücklicherweise ist der LO-<br />
Pegel üblicherweise konstant,<br />
so dass die DC-Offset-Spannung<br />
ebenfalls konstant ist und über<br />
die Einstellungen einfach zu<br />
beseitigen ist. Problematischer<br />
ist der HF-Eingang, der über<br />
unterschiedlich große Signalpegel<br />
variieren kann. Jedes in<br />
den LO-Eingang eingekoppelte<br />
Signal würde sich selbst mischen<br />
und eine dynamische DC-Offsetspannung<br />
erzeugen, wenn sich<br />
das Signal ändert. Dies stört das<br />
demodulierte Signal. Deshalb<br />
hilft das Kleinhalten der Leckströme,<br />
den DC-Offset auf ein<br />
Minimum zu begrenzen.<br />
Potenzielle<br />
Kostenvorteile der<br />
direkt wandelnden<br />
Empfänger<br />
Ein ZF-freier Empfänger ist<br />
besonders interessant wegen<br />
seiner potenziellen Kosteneinsparungen.<br />
Wie bereits erwähnt,<br />
wird das HF-Signal auf ein niederfrequentes<br />
Basisband demoduliert.<br />
Bei geringeren Frequenzen,<br />
wird die Entwicklung<br />
des Filters einfacher. Außerdem<br />
produziert die ZF-freie Demodulierung<br />
kein Abbild (image) im<br />
Basisband was die Notwendigkeit<br />
für ein relativ teures Oberflächenwellenfilter<br />
eliminiert.<br />
Der vielleicht attraktivste Vorteil<br />
von allen ist jedoch, dass<br />
die Abtastrate des A/D-Wandlers<br />
signifikant reduziert werden<br />
kann. In diesem Beispiel kann<br />
die 150 MHz Bandbreite der I-<br />
und Q-Basisbänder effektiv mit<br />
einem Zweifach-A/D-Wandler<br />
mit 310 MS/s gehandhabt werden,<br />
wie dem LTC2258-14 von<br />
Linear Technology, ohne zu<br />
einem wesentlich teureren A/D-<br />
Wandler mit höherer Abtastrate<br />
greifen zu müssen. ◄<br />
Zusammenfassung<br />
Da die Bandbreite und Leistung<br />
von Empfängern für<br />
die drahtlose Kommunikation<br />
steigen, bietet ein neuer<br />
breitbandiger Quadratur-<br />
Demodulator eine alternative<br />
Methode, die hilft, die<br />
architekturbedingten Mängel<br />
zu beseitigen, die Leistung<br />
des Empfängers steigert<br />
und gleichzeitig eine<br />
hervorragende Kostenstruktur<br />
aufweist.<br />
24 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
EMV<br />
Neuer Leistungsverstärker<br />
Der Verstärker 600A225 ist<br />
Teil der überarbeiteten A225-<br />
Serie von AR RF/Microwave<br />
Instrumentation. Die neuen<br />
Verstärker bieten eine größere<br />
Leistung und einen breiteren<br />
Frequenzbereich und sind<br />
dabei deutlich kleiner als die<br />
Vorgängermodelle. Die A225-<br />
Serie umfasst Modelle für<br />
Leistungen bis zu 16 kW im<br />
Frequenzbereich von 10 kHz<br />
bis 225 MHz. Der 600-W-Verstärker<br />
600A225 verfügt über<br />
ein digitales Bedienpanel mit<br />
3,75-Zoll-Display, Softkeys,<br />
die vom Menü zugeordnet<br />
werden, einen Drehknopf und<br />
vier fest zugeordnete Schalter<br />
für Steuerungsfunktionen<br />
und Statusberichte. Alle Verstärkerfunktionen<br />
können<br />
auch Remote über die IEEE-,<br />
RS232-, USB- oder Ethernet-<br />
Schnittstelle gesteuert werden.<br />
Das Modell 600A225 ist ein<br />
luftgekühlter Halbleiterverstärker<br />
für Anwendungen, bei<br />
denen Echtzeitbandbreite und<br />
ein hoher Gewinn benötigt<br />
werden. Anwendungen für das<br />
Modell 600A225 sind Störfestigkeitsmessungen,<br />
Antennenund<br />
Bauteilprüfungen, Wattmeter-Kalibrierungen,<br />
Teilchenbeschleuniger,<br />
Plasmaerzeugung<br />
oder Kommunikationsanwendungen.<br />
Die emv GmbH ist<br />
exklusiver Vertriebspartner<br />
von AR R/Mircowave Instrumetation<br />
in Deutschland und<br />
Österreich.<br />
■ emv GmbH<br />
www.emvgmbh.de<br />
Gleichtaktfilter für Hochgeschwindigkeits-<br />
Schnittstellen<br />
dank seines sehr viel geringeren<br />
Flächenbedarfs, eine hochdichte<br />
Montage von elektronischen<br />
Bauelementen und trägt so zu<br />
einer erheblichen Platzersparnis<br />
in elektronischen Geräten bei.<br />
■ TDK Corporation<br />
www.eu.tdk.com<br />
Die TDK Corporation hat das<br />
nach ihrer Meinung weltweit<br />
kleinste Gleichtaktfilter entwickelt,<br />
das nur 0,45x0,3x0,23<br />
mm 3 misst und damit um 75%<br />
kleiner ist als die aktuellen<br />
0806-Filter (IEC). Neben den<br />
sehr kleinen Abmessungen<br />
zeichnet sich das Dünnschicht-<br />
Gleichtaktfilter TCM0403S-<br />
350-2P durch seine hervorragende<br />
Leistungsfähigkeit aus.<br />
Mit einer Grenzfrequenz von<br />
7 GHz unterdrückt das Filter<br />
Gleichtaktrauschen ohne Verzerrung<br />
der differenziellen Hochgeschwindigkeitssignale.<br />
Somit<br />
ist es kompatibel mit verschiedenen<br />
Hochgeschwindigkeits-<br />
Schnittstellen, wie MIPI (Mobile<br />
Industry Processor Interface),<br />
USB 2.0 und USB 3.0. Die sehr<br />
gute Gleichtaktdämpfung bei<br />
2,4 GHz verbessert die WLAN-<br />
Empfangsempfindlichkeit von<br />
Smartphones, konventionellen<br />
Mobiltelefonen und anderen<br />
kompakten tragbaren Geräten.<br />
Diese Miniaturisierung wurde<br />
erreicht durch den Einsatz der<br />
fortschrittlichen Dünnschicht-<br />
Strukturierungstechnologie von<br />
TDK in Verbindung mit kompakten,<br />
hochpräzisen Spulenmuster-<br />
und Kontaktierungsprozessen.<br />
Das Filter unterstützt,<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 25
EMV<br />
Hochauflösende EMV-Scans<br />
von IC-Störemissionen<br />
Den ICs kommt<br />
hinsichtlich der<br />
EMV-Eigenschaften<br />
elektronischer<br />
Baugruppen eine<br />
zentrale Bedeutung<br />
zu. Sie fungieren<br />
sowohl als Quelle oder<br />
auch als Senke von<br />
elektromagnetischen<br />
Störungen.<br />
Bild 1: Typen von Nahfeldmikrosonden<br />
Dabei zeigen zurückliegend die<br />
messtechnischen Erfahrungen<br />
anhand von Volumen- und Pinscans<br />
mit Nahfeldmikrosonden,<br />
dass baugleiche, also funktionsund<br />
pinkompatible ICs sehr<br />
unterschiedliche EMV-Eigenschaften<br />
aufweisen können.<br />
Um ICs kostengünstig und mit<br />
guten EMV-Eigenschaften zu<br />
entwickeln, soll Entwicklern<br />
mit dem IC-Test-System auf<br />
der Basis von Nahfeldmikrosonden<br />
die Möglichkeit gegeben<br />
werden, vom Designbeginn<br />
an die EMV-Eigenschaften zu<br />
optimieren.<br />
Einleitung<br />
Eine Komponente des IC-Test-<br />
Systems ist die Messung von<br />
elektromagnetischen Störemissionen.<br />
Entsprechend internationaler<br />
EMV-Standards für ICs<br />
kommen Nahfeldmikrosonden<br />
zum Einsatz, die in ihren messtechnischen<br />
Parametern, wie<br />
Auflösung und Frequenzbereich,<br />
die Anforderungen der IEC-Normung<br />
deutlich überbieten.<br />
Dadurch gestatten sie die Messung<br />
der elektromagnetischen<br />
Störemission an ICs und an<br />
offenen DIEs und die präzise<br />
Lokalisierung der zugehörigen<br />
Feldquellen im IC bzw. im DIE.<br />
Entwicklungsbegleitend können<br />
so Redesignmaßnahmen am IC<br />
durchgeführt werden, die sich<br />
wiederum aus den Messergebnissen<br />
und daraus resultierenden<br />
bekannten EMV-Maßnahmen<br />
ableiten.<br />
Das Ziel ist die Minimierung der<br />
Emissionen der elektromagnetischen<br />
Störfeldquellen einerseits<br />
und andererseits eine zeitnah und<br />
kostengünstig zu erreichende<br />
EMV-Konformitätsprüfung.<br />
Autor:<br />
Dipl.-Ing. Joerg Hacker<br />
Tel. 0351 4300930<br />
Fax 0351 43009322<br />
Langer EMV-Technik GmbH<br />
Bild 2: Kalibriermessaufbau<br />
26 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
EMV<br />
Bild 3: Volumenscan über Streifenleiter mit vertikaler<br />
Magnetfeld-Mikrosonde<br />
Messsystem<br />
Die Messung der räumlichen<br />
Amplituden-Frequenz-Charakteristik<br />
von elektromagnetischen<br />
Aussendungen erfordert<br />
eine Architektur des IC-Test-<br />
Systems, welche die folgenden<br />
Komponenten umfasst: Neben<br />
einem Spektrumanalysator sind<br />
das erstens die Nahfeldmikrosonden,<br />
zweitens das Positioniersystem<br />
für die Mikrosonden und<br />
drittens die Software zur Steuerung<br />
des gesamten Messablaufes<br />
im IC-Test-System.<br />
Zur vollständigen Erfassung der<br />
EMV-Emissionen von ICs sind<br />
drei Arten von Nahfeldsonden<br />
Bild 1 und ein mindestens vierachsiges<br />
Positioniersystem für<br />
die Mikrosonden erforderlich:<br />
Eine E-Feldsonde zur Messung<br />
des elektrischen Feldes und zwei<br />
H-Feldsonden zur Messung des<br />
magnetischen Feldes. Die beiden<br />
Magnetfeldsonden unterschieden<br />
sich in ihrer Polarisationsebene:<br />
Die H-Feldsonde vom Typ „h“<br />
ist horizontal polarisiert und die<br />
H-Feldsonde Typ „v“ ist vertikal<br />
polarisiert. Somit besteht<br />
ein Set von Mikrosonden stets<br />
aus den Sondentypen E, Hh und<br />
Hv. Nur mit diesem Set sind alle<br />
Feldkomponenten der EMV-<br />
Emissionen zu erfassen.<br />
Das Positioniersystem platziert<br />
die Mikrosonden und ermittelt<br />
die Raumkoordinaten des elektromagnetischen<br />
Feldes. Physikalisch<br />
bedingt, hat die vertikal<br />
polarisierte H-Feldsonde zwei<br />
Nullstellen in ihrer Richtcharakteristik.<br />
Die in der Ebene<br />
der Vertikalsonde liegenden<br />
Feldkomponenten werden nur<br />
erfasst durch Drehung der Hv-<br />
Feldsonde. Als Positioniersystem<br />
kommt somit ein mindestens<br />
vierachsiges IC-Test-System mit<br />
x-, y-, z- und alpha-Achse zur<br />
Anwendung.<br />
Bild 2 zeigt eine prinzipielle<br />
Anordnung des IC-Test-Systems<br />
am Beispiel der Kalibriermessung<br />
von Mikrosonden. Die<br />
Nahfeldmikrosonden stehen in<br />
verschiedenen Abmessungen<br />
von 0,1 bis 0,5 mm (Sondenkopf-<br />
Innendurchmesser) zur Verfügung.<br />
Aufgrund ihrer Konstruktion<br />
gestatten sie die getrennte<br />
Untersuchung der elektrischen<br />
und magnetischen Emissionen an<br />
IC- und DIE-Oberflächen, Bonddrähten<br />
und Pins. Die Auflösung<br />
und Empfindlichkeit der Sonden<br />
erfordern ein präzises Positioniersystem,<br />
welches die Sonden<br />
punktweise im Messvolumen<br />
bewegt. Die eigentliche E- und<br />
H-Feldsonde ist als Sondenkopf<br />
an der Sondenspitze angeordnet.<br />
Die komplette Sonde ist eine<br />
Aktivsonde. Im Sondengehäuse<br />
ist ein Messverstärker integriert.<br />
Dieser wird über ein Bias Tee<br />
mit den für ihn erforderlichen 9<br />
V, 100 mA versorgt. Die Aktivsonde<br />
überstreicht in Abhängigkeit<br />
ihres Sondenkopfaufbaus<br />
den Frequenzbereich von min.<br />
1,5 MHz bis max. 6 GHz. Der<br />
Anwendungsbereich der IEC<br />
Norm IEC 61967-3 Part.3 von 10<br />
MHz bis 3 GHz wird mit diesen<br />
Sonden voll abgedeckt und überschritten.<br />
Grund der höheren Frequenzwahl<br />
für die Mikrosonden<br />
ist die andersartige Aufgabenstellung<br />
der EMV-Analyse über<br />
schnell taktende Schaltkreise.<br />
Der Ingenieur hat die Grundfrequenz<br />
des IC bei einigen MHz<br />
bis GHz und deren Vielfachen<br />
bis über 5 GHz zu prüfen.<br />
Das IC-Test-System für Nahfeldmikrosonden<br />
kann alle Typen<br />
von Mikrosonden aufnehmen.<br />
Diese werden durch das vierachsige<br />
Positioniersystem im Messvolumen<br />
punktweise bewegt.<br />
Die Positionskontrolle der<br />
Sondenspitze erfolgt durch ein<br />
Digitalmikroskop. Die kleinste<br />
Schrittweite beträgt 10 µm.<br />
Das IC-Test-System, der Spektrumanalysator<br />
und der Messablauf<br />
werden über PC gesteuert.<br />
Nach dem Programmstart der<br />
Steuer- und Bediensoftware des<br />
IC-Test-Systems werden die am<br />
System angeschlossenen Messund<br />
Steuergeräte initialisiert.<br />
Danach erfolgt die Einstellung<br />
der Messbereiche für den Spektrumanalysator<br />
und für das Positioniersystem<br />
über die grafische<br />
Bedienoberfläche. Anschließend<br />
wird ein Befehlssteuersatz zur<br />
Ausführung der Messalgorithmen<br />
gestartet. Alle ablaufenden<br />
Messungen werden automatisch<br />
Bild 4: PIN-Scan<br />
ausgeführt. Ermittelte Messdaten<br />
erscheinen in Echtzeit im Visualisierungsbereich<br />
am PC.<br />
Neben der Menüleiste umfasst<br />
die Bedienoberfläche zwei<br />
Gerätefelder für die Steuerung<br />
von Spektrumanalysator und<br />
Positioniersystem, das Scriptfenster<br />
für Messalgorithmen und<br />
den Visualisierungsbereich für<br />
2D- und 3D- Darstellungen der<br />
Messergebnisse.<br />
Nahfeldmikrosonden, Bediensoftware<br />
und die Gerätearchitektur<br />
des IC-Test-Systems<br />
ermöglichen es, abgestrahlte<br />
EMV-Emissionen zu messen und<br />
die Feldverteilung über dem IC<br />
zu charakterisieren.<br />
Messungen an Kalibrier-Streifenleitung<br />
Am Streifenleiter werden die<br />
Übertragungsfaktoren der<br />
Mikrosonden im Frequenzbereich<br />
von 1,5 MHz bis 6 GHz<br />
ermittelt. Der Messaufbau ist<br />
im Bild 2 dargestellt. Der Messung<br />
liegen folgende Parameter<br />
zugrunde: Die Streifenleitung hat<br />
eine Breite von 2 mm, eine Dicke<br />
von 35 µm und einen Abschluss<br />
von 50 Ohm. Der Fußpunkt der<br />
Sondenspitze ist 25 µm über<br />
dem Streifenleiter justiert. Die<br />
Speisung erfolgt über den Tracking-Generator<br />
des Spektrumanalysators<br />
mit 100 dBµV. Weitere<br />
Messungen zur Ermittlung<br />
der Übertragungsfaktoren von<br />
Nahfeldmikrosonden werden mit<br />
diesen Parametern durchgeführt.<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 27
EMV<br />
Bild 5: Volumenscan über Streifenleiter mit horizontaler<br />
Magnetfeld-Mikrosonde<br />
Die Kennlinie jeder Nahfeldmikrosonde<br />
wird so ermittelt und<br />
für spätere Kalibriermessungen<br />
gespeichert.<br />
Volumenscan über<br />
50-Ohm-Streifenleitung<br />
mit vertikaler<br />
H-Feldsonde<br />
Bild 3 zeigt eine 3D-Darstellung<br />
eines Volumenscans über<br />
der Kalibrier-Streifenleitung.<br />
Verwendet wurde die Nahfeldmikrosonde<br />
mit vertikaler<br />
Polarisation. Die Mikrosonde<br />
wurde quer über die Streifenleitung<br />
im Abstand von ca. 20<br />
µm bewegt. Die vertikal polarisierte<br />
Mikrosonde misst über<br />
dem Leiterzug hohe Magnetfeldstärken.<br />
Erkennbar im Bild 3 ist<br />
die hohe Selektivität der Sonde.<br />
Die räumliche Ausprägung des<br />
Magnetfeldes um die Streifenleitung<br />
wird sehr gut wiedergegeben.<br />
Ein weiterer Anwendungsbereich<br />
dieser Messmethode ist<br />
die selektive PIN-Messung an<br />
allen Seiten eines IC wie im Bild<br />
4 dargestellt. Die automatische<br />
selektive Messung der EMV-<br />
Emissionen aller Pins erfolgt in<br />
sehr kurzer Zeit.<br />
Etwa 60 Pins pro Minute sind<br />
messbar. Mit dieser Methode<br />
ist ein spezielles EMV-Messverfahren<br />
entwickelt worden, um<br />
allgemeingültige Bewertungen<br />
aller Pins des Halbleiters in kurzer<br />
Zeit vornehmen zu können.<br />
Volumenscan über<br />
50-Ohm-Streifenleitung<br />
mit horizontaler<br />
H-Feldsonde<br />
Bild 5 zeigt in 3D-Darstellung<br />
das Messergebnis des Volumenscans<br />
mit einer horizontal<br />
polarisierten Mikrosonde über<br />
der gleichen Streifenleitung. Im<br />
Unterschied zur vertikal polarisierten<br />
Sonde wird bei der Horizontalsonde<br />
die Lage der Mitte<br />
der Kalibrier-Streifenleitung<br />
mit hoher Selektivität gemessen.<br />
Die Messauflösung kann<br />
bis zu 50 µm betragen. Intensive<br />
Magnetfelder befinden sich an<br />
den Kanten des Streifenleiters.<br />
Hier befinden sich die jeweiligen<br />
lokalen Maxima des Volumenscans.<br />
Bei gleichem Messvolumen<br />
und gleicher Sondenauflösung<br />
erhält man hier das entgegengesetzte<br />
Sondenverhalten:<br />
Vertikalsonde:<br />
Maximum über dem Leiterzug<br />
Horizontalsonde:<br />
Minimum über dem Leiterzug<br />
Volumenscan über IC<br />
Im Bild 6 ist das Messergebnis<br />
des Volumenscans eines IC<br />
dargestellt. Das Messvolumen<br />
beträgt 11 x 11 x 1,6 mm über<br />
einem IC mit 44 Pins. Eingesetzt<br />
wurde eine horizontal<br />
orientierte Mikrosonde. Die<br />
Lokalisierung der Feldquellen<br />
ist sehr anschaulich und leicht<br />
möglich. Die Feldverteilung an<br />
der Oberfläche lässt Schlüsse auf<br />
die innere IC Struktur zu. Bei<br />
der räumlichen Darstellung des<br />
Magnetfeldes werden die Orte<br />
gleicher Feldstärke durch ISO-<br />
Linien verbunden und in ihrer<br />
Intensität farbig dargestellt (rot:<br />
intensive Störausstrahlung). Am<br />
Ende der Messung stehen für<br />
alle Frequenzen des Messintervalls<br />
die Oberflächenscans zur<br />
Verfügung und zwar pro Frequenzpunkt<br />
und pro Volumenebene<br />
ein kompletter Oberflächenscan.<br />
Durch Auswahl der<br />
Peaks im gemessenen kumulativen<br />
Spektrum und Einstellung<br />
der zugehörigen Frequenz in der<br />
Auswertesoftware werden über<br />
den Frequenzwert des Oberflächenscans<br />
die Feldquellen der<br />
Störemissionen lokalisierbar.<br />
Surfacescan über IC<br />
Bild 7 zeigt das Messergebnis<br />
für die Surface-Scan-Messung<br />
am gleichen IC mit seinen 44<br />
Pins. Die Mikrosonde wurde in<br />
10-µm-Schritten auf einer Messebene<br />
von 11 x 11 mm Fläche<br />
geführt. Bei geringer Messzeit<br />
sind bei diesem Beispiel keine<br />
größeren Unterschiede in den<br />
Darstellungen erkennbar. Wird<br />
die Messfläche zu hoch über dem<br />
IC festgelegt sind bestimmte HF-<br />
Quellen nicht mehr erkennbar.<br />
Zusammenfassung<br />
Es werden elektromagnetische<br />
Störfeldquellen in ICs und<br />
offenen DIEs lokalisiert und ihre<br />
Emissionen unter Verwendung<br />
hochauflösender EMV-Scans<br />
schrittweise entwicklungsbegleitend<br />
minimiert. Die Messung der<br />
elektromagnetischen Störemission<br />
erfolgt mit Nahfeldmikrosonden,<br />
Spektrumanalysator und<br />
einem hochauflösenden Positioniersystem,<br />
das gleichzeitig die<br />
Raumkoordinaten des elektromagnetischen<br />
Feldes bestimmt.<br />
Mit der dreidimensionalen grafischen<br />
Darstellung der Messergebnisse<br />
notwendiger Weise in<br />
mehreren Ebenen als räumliche<br />
Amplituden-Frequenz-Charakteristik<br />
werden die Hot-Spots der<br />
EMV-Emissionen aufgespürt.<br />
Das EMV-Testsystem ist einsetzbar<br />
zur Charakterisierung<br />
des elektromagnetischen Emissionsverhaltens<br />
von ICs. Es lassen<br />
sich funktions- und pinkompatible<br />
ICs für Komponentenanwendungen<br />
hinsichtlich ihrer EMV-<br />
Eigenschaften genau klassifizieren.<br />
Anhand der Messungen an<br />
der Kalibrier-Streifenleitung mit<br />
unterschiedlichen Nahfeldmikrosonden,<br />
dass eine Abschätzung<br />
von zu erwartenden Feldern<br />
unterteilt in E- und H-Feld<br />
möglich ist. Innerhalb kurzer<br />
Zeit und mit reproduzierbaren<br />
Ergebnissen können Messungen<br />
im Nahfeldbereich durchgeführt<br />
werden.<br />
Unter Beachtung der Parameter<br />
wie Abstand (Seite/Höhe),<br />
Schrittweite und anliegender<br />
Feldstärken können unterschiedlich<br />
feine Strukturen aufgelöst<br />
und getrennt nach Feldart gemessen<br />
werden. Auflösungen im<br />
100-µm–Bereich lassen einen<br />
genauen Einblick über Verteilung<br />
und Stärke von Feldern<br />
und deren möglichen Störaussendungen<br />
zu.<br />
Am IC lassen sich Übereinstimmungen<br />
von Strom- und Feldmessung<br />
ermitteln. Als Ergebnis<br />
dieser Messung kann das Spektrum<br />
und der Wirkungsbereich<br />
extrahiert werden. Im Visualisierungsbereich<br />
ist erkennbar,<br />
dass Unterscheidungen zwischen<br />
einzelnen Pins in Abhängigkeit<br />
der Feldrichtung möglich sind.<br />
Damit sind wichtige Hilfsmittel<br />
für die IC–Entwicklung gegeben.<br />
An kleinen Strukturen, wie<br />
an offenen DIEs, lassen sich<br />
mit Hilfe der Nahfeldmikrosonden<br />
sowohl das E– als auch<br />
das H-Feld getrennt bestimmen.<br />
Durch die Messung des H-Feldes<br />
können die Stromlaufpfade des<br />
IC im Nahfeld verfolgt werden.<br />
(siehe Bild 6)<br />
Der erforderliche Zeitaufwand<br />
für diese aussagefähige Messmethode<br />
liegt im Bereich weniger<br />
Stunden und fällt im praktischen<br />
Laborbetrieb insofern nicht ins<br />
Gewicht, da die gesamte Messung<br />
automatisch abläuft, einschließlich<br />
der vollständigen<br />
Dokumentation aller Messergebnisse<br />
und Messparameter.<br />
28 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
EMV<br />
Bild 6: Volumenscan über IC: 3D-Darstellung der ISO-<br />
Feldlinien bei Frequenzpeak 50 MHz<br />
Bild 7: Surface Scan über IC: 3D-Darstellung der ISO-<br />
Feldlinien bei Frequenzpeak 50 MHz<br />
Die Messmethode ist weiterhin<br />
einsetzbar, um IC-Entwicklern<br />
ein leistungsfähiges Werkzeug<br />
zur Verfügung zu stellen, entwicklungsbegleitend<br />
die Bewertung<br />
des erreichten Qualifikationsstandes<br />
des Halbleiters<br />
vornehmen zu können. Werden<br />
IC-Muster verschiedener Entwicklungsstufen<br />
ausgemessen,<br />
so ist es dem Entwickler möglich,<br />
die Auswirkung seiner<br />
Änderung am IC im Nahfeldbereich<br />
zu messen und zu bestim-<br />
men. Damit können frühzeitig<br />
im Entwicklungsprozess des<br />
ICs Rückschlüsse gezogen und<br />
bekannte EMV-Maßnahmen<br />
bereits während der laufenden<br />
Entwicklung vorgenommen<br />
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hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 29
EMV<br />
Magnetfeldspule erzeugt Felder bis 1,2 kA/m<br />
Teseq bietet eine neue<br />
Magnetfeldspule<br />
an, die für<br />
Magnetfeldprüfungen<br />
Felder von bis zu 1,2<br />
kA/m erzeugt.<br />
Die INA 703 wurde speziell zur<br />
Prüfung nach den Standards<br />
IEC 61000-4-8 (Netzfrequenz-<br />
Magnetfelder), IEC 61000-4-9<br />
(gepulste Magnetfelder) und<br />
IEC 61000-4-10 (oszillierende<br />
Magnetfelder) entwickelt. Sie ist<br />
besonders für Anwendungen in<br />
den Bereichen Medizintechnik,<br />
Militär, Luftfahrt, Raumfahrt<br />
und Industrie geeignet.<br />
Durch die Verwendung einer<br />
Multiturn-Konfiguration<br />
(37 Windungen) kann die INA<br />
703 bis zu 1 kA/m erzeugen. Die<br />
Spule kommt – wie die leitungsgeführten<br />
Störfestigkeitsprüfgeräte<br />
der TESEQ ProfLine –<br />
mit einer programmierbaren<br />
Stromversorgung für min. 30 A.<br />
Dadurch sind Tests mit einem<br />
Erweiterte EMV-Lösungen<br />
für die folgenden Branchen:<br />
Automobile, Unterhaltungselektronik,<br />
Telekommunikation,<br />
Medizintechnik, Luft- und<br />
Raumfahrt, Verteidigung. Die<br />
Produktionsstätten befinden<br />
sich in Luterbach, Schweiz<br />
und in Berlin, Deutschland.<br />
Über TESEQ<br />
Stromklirrfaktor (THD) von<br />
max. 8% gemäß IEC 61000-<br />
4-8 möglich. Dies kann nur mit<br />
einer verzerrungsarmen Sinuswelle<br />
erfüllt werden, die mit<br />
einer programmierbaren Wechselspannungsquelle<br />
erzeugt wird.<br />
Prüfung verschiedener<br />
Netzfrequenzen<br />
Vertriebs- und Servicebüros<br />
in der Schweiz sowie in<br />
Deutschland, Großbritannien,<br />
Frankreich, USA, Japan,<br />
China, Singapur und Taiwan.<br />
Zugelassene Prüflabors in der<br />
Schweiz sowie in Deutschland,<br />
Großbritannien, Singapur,<br />
Japan und in den USA.<br />
Die programmierbare Stromversorgung<br />
hat auch den Vorteil,<br />
dass verschiedene Netzfrequenzen<br />
geprüft werden können<br />
– nicht nur 50 und 60 Hz<br />
gemäß IEC 61000-4-8, sondern<br />
auch DC und 16,7 Hz, wie einige<br />
Bahnnormen (EN 50121-4) vorschreiben.<br />
Zusammen mit einer<br />
NSG 1007 als Stromquelle kann<br />
die INA 703 Felder mit Gleichstrom<br />
und Frequenzen bis 400<br />
Hz in Schritten von 0,1 Hz<br />
erzeugen.<br />
Gute Reglung der<br />
Prüfamplitude<br />
Anschlüsse auf Windungen 1<br />
und 5 bietet eine höhere Genauigkeit<br />
bei der Generierung von<br />
niedrigamplitudigen Magnetfeldern.<br />
Die erforderliche Spulenantriebsspannung<br />
wird durch<br />
Verringerung des Übersetzungsverhältnisses<br />
der Spule erhöht.<br />
Dies schafft einen geeigneten<br />
Eingangsspannungsbereich, der<br />
eine gute Reglung der Prüfamplitude<br />
ermöglicht. Der Anschluss<br />
auf Windung 1 dient primär für<br />
Prüfungen gemäß IEC 61000-4-9<br />
und IEC 61000-4-10, da beide<br />
Standards nur eine Spulenwindung<br />
erfordern.<br />
Für Prüfungen gemäß IEC<br />
61000-4-9 kann die INA 703<br />
dank dem INA 752 Wellenformadapter<br />
mit jedem klassischen<br />
Kombinationswellengenerator<br />
verwendet werden. Beim<br />
Anschluss an einen Wellengenerator<br />
für die Erzeugung langsamer<br />
Schwingungen ermöglicht<br />
die INA 703 problemlos<br />
Prüfungen gemäß IEC 61000-<br />
4-10. Die INA 703 ist auch optimal<br />
für den Einsatz mit MFO-<br />
6501- oder 6502-Stromquellen<br />
und Teseq-Generatoren der Serie<br />
NSG 3000 geeignet, um kontinuierlich<br />
und kurzzeitig (drei<br />
Sekunden) Netzfrequenzfelder<br />
von bis zu 120 A/m bei 50 und<br />
60 Hz zu erzeugen.<br />
Dank des U-förmigen, stabilen<br />
Aluminiumfußes mit Rädern<br />
kann die INA 703 schnell und<br />
einfach nahe dem Prüfling oder<br />
um ihn herum aufgestellt werden.<br />
Die Spule ist 1x1 m 2 groß<br />
und hat ein homogenes Feldvolumen<br />
von 60x60x50 cm 3 .<br />
Fazit<br />
Die INA 703 bietet einen kontinuierlichen<br />
Netzfrequenzstrom<br />
von maximal 10 A, einen kurzfristigen<br />
Netzfrequenzstrom von<br />
maximal 35 A für drei Sekunden,<br />
eine kontinuierliche Netzfrequenz-Feldstärke<br />
von max.<br />
330 A/m sowie eine kurzfristige<br />
Netzfrequenz-Feldstärke von<br />
max. 1.1 kA/m für drei Sekunden.<br />
Der maximale Impulsstrom<br />
von 1.5 kA ist mit einer 8/2-<br />
µs-Welle möglich, die maximale<br />
Pulsfeldstärke beträgt 1.2 kA/m.<br />
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ISO 9001 ISO 14001 AS 9100<br />
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U.S. Patents<br />
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®
Messtechnik<br />
Wireless-Testset für Forschung und<br />
Entwicklung<br />
Agilent Technologies Inc. präsentierte<br />
das neue Wireless-Testset<br />
E5515E 8960 Series 10, das<br />
es ermöglicht, das Verhalten von<br />
2/3/3.5G-Designs unter Stressbedingungen<br />
bei maximaler Datenrate<br />
zu testen. Das E5515E, eine<br />
Weiterentwicklung des Wireless-<br />
Testsets 8960, bietet zwei Downlink-Pfade,<br />
einen leistungsfähigeren<br />
Prozessor und weitere<br />
signifikante Hardware-Verbesserungen.<br />
Es ermöglicht die<br />
lückenlose Erfassung von DC-<br />
HSDPA-Verkehr mit Datenraten<br />
bis 42 Mb/s und die Analyse<br />
aller Arten von Handovers zwischen<br />
2/3G und LTE. In Verbindung<br />
mit dem LTE-Testset Agilent<br />
PXT E6621A ermöglicht es<br />
umfassende 2/3/3.5G/LTE-Tests.<br />
Das Wireless-Testset E5515E<br />
unterstützt außerdem die neusten<br />
TD-SCDMA-Leistungserweiterungen,<br />
wie TD-HSDPA-2,8-<br />
Mbit/s-IP-Datenverbindungen,<br />
TD-HSUPA-Signalisierung und<br />
-Test-Mode-Verbindungen sowie<br />
TD-SCDMA-Protokoll-Logging.<br />
Damit ist das neue E5515E<br />
noch besser gerüstet für die Herausforderungen<br />
bei der Entwicklung<br />
von 3.5G-Produkten.<br />
Das Wireless-Testset E5515E<br />
erfüllt die ständig steigenden<br />
Testanforderungen der Breitband-Mobilfunkindustrie<br />
im<br />
Bereich Forschung und Entwicklung.<br />
Es ergänzt das E5515C,<br />
welches auch weiterhin eine<br />
robuste Lösung für reproduzierbare,<br />
standardkonforme<br />
2/3/3.5G-Messungen in Forschung/Entwicklung<br />
und Produktion<br />
darstellt. Vorhandene<br />
Testsets E5515C können zum<br />
E5515E aufgerüstet werden.<br />
■ Agilent Technologies<br />
www.agilent.com<br />
Neue WaveAce-Serie mit<br />
7-Zoll-Widescreen-Display<br />
Testsockel für -55 bis +200 °C<br />
Aries Electronics (Vertrieb:<br />
Infratron) bietet eine neue<br />
Serie von Testsockeln für<br />
Temperaturtest und Burn-in-<br />
Applikationen von -55 bis<br />
+200 °C an. Die neue Sockelgeneration<br />
verfügt über eine<br />
nur 0,45 mm kurze Kontaktstrecke<br />
und ist sowohl für<br />
HF- als auch für Hochstrom-<br />
Anwendungen geeignet.<br />
Das Innenleben kann an alle<br />
Gehäuseformen mit Footprint-<br />
Rastermaßen von 0,4 mm und<br />
größer angepasst werden.<br />
Die typischen Kontaktkräfte<br />
betragen 20...30 g pro Kontakt.<br />
■ Infratron GmbH<br />
info@infratron.de<br />
www.infratron.de<br />
Ab sofort ist die hervorragend<br />
optimierte und brandneue<br />
WaveAce-Serie bei Telemeter<br />
Electronic erhältlich. Die<br />
zweikanaligen WaveAce<br />
1000-Modelle verfügen über<br />
eine Abtastrate von bis zu 1<br />
GS/s und einem Speicher von<br />
2 MPkte bei Bandbreiten von<br />
40, 70 und 100 MHz. Sowie<br />
die zwei- als auch vierkanaligen<br />
WaveAce 2000-Modelle<br />
zeichnen sich durch Bandbreiten<br />
von 70 bis 300 MHz<br />
und einer Abtastrate bis<br />
zu 2 GS/s aus. Alle neuen<br />
WaveAce Oszilloskope haben<br />
ein großes 7‘‘ Widescreen-<br />
Display und leistungsstarke<br />
Debugging-Werkzeuge wie<br />
z.B. 32 automatische Messparameter,<br />
Mathematikfunktionen,<br />
Pass/Fail-Maskentest,<br />
Fernsteuerbarkeit und einer<br />
Aufzeichnungsfunktion für<br />
Messsignale. Außerdem verfügt<br />
der WaveAce über einen<br />
großen internen Speicher für<br />
bis zu 20 Signale, 20 Einstellungen<br />
sowie zwei zusätzliche<br />
Referenzsignale. Für<br />
externe Speichermedien stehen<br />
zwei USB-Anschlüsse zur<br />
Verfügung. Diese leistungsstarken<br />
Kombinationen und<br />
Eigenschaften machen den<br />
WaveAce zum besten Oszilloskop<br />
um Debugging-Prozesse<br />
zu vereinfachen!<br />
■ Telemeter Electronic<br />
www.telemeter.info<br />
32 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Messtechnik<br />
Handheld-Kabel- und Antennenanalysator<br />
Die Anritsu Company präsentierte<br />
mit dem Kabel- und Antennenanalysator<br />
Site Master S331L<br />
eine neue Generation robuster<br />
Handheld-Messgeräte für den<br />
Feldeinsatz. Der benutzerfreundliche<br />
S331L läuft acht Stunden<br />
lang mit einer Batterieladung.<br />
Das Gerät ist ein kostengünstiges<br />
Tool für Aufbau, Wartung und<br />
Inbetriebnahme von Funknetzen.<br />
Der S331L ermöglicht schnelle<br />
und genaue Rückflussdämpfungs-,<br />
Kabeldämpfungs- und<br />
DTF-Messungen (Distance-to-<br />
Fault, Fehlerort-Entfernung) im<br />
Frequenzbereich von 2 MHz bis<br />
4 GHz. Er bietet unter allen Site-<br />
Master-Modellen die höchste<br />
HF-Einstrahlfestigkeit. Die<br />
Wobbelgeschwindigkeit von 1,5<br />
ms (typ.) pro Datenpunkt spart<br />
Arbeitszeit und erleichtert die<br />
Identifizierung intermittierender<br />
Probleme in Echtzeit. Der eingebaute<br />
InstaCal-Kalibrator ermöglicht<br />
eine unkomplizierte,<br />
schnelle und präzise Kalibrierung<br />
bei einfachem Anschluss<br />
an das Gerät.<br />
Zur Standardausstattung zählt<br />
ebenfalls ein internes Leistungsmessgerät.<br />
Dank intelligenter<br />
Stromsparfunktionen ist die<br />
Batterielaufzeit in der Praxis oft<br />
wesentlich länger als die spezifizierten<br />
acht Stunden. Der S331L<br />
basiert auf dem praxisbewährten<br />
Site-Master-Design.<br />
Das Gerät ist staub- und spritzwassergeschützt,<br />
besitzt einen<br />
7-Zoll-TFT-Touchscreen und<br />
wiegt einschließlich Batterie<br />
weniger als 2 kg. Die Messdatenverwaltung<br />
ist besonders einfach.<br />
Über 1.000 Dateien lassen<br />
sich speichern. Im Lieferumfang<br />
befindet sich die Software<br />
SweepMasters DIRECT, ein<br />
benutzerfreundliches Online-<br />
System, das es ermöglicht,<br />
Messkurven zu erfassen, hochzuladen<br />
und an den Bedarfsträger<br />
auszuliefern. Messkurven<br />
können als Links zu den gespeicherten<br />
Messkurven per eMail<br />
verschickt werden oder in Form<br />
eines .PDF-Reports. Der S331L<br />
lässt sich mit Sweep Sweep<br />
Master Pro- oder Line Sweep<br />
Tools kombinieren. Sweep<br />
Master Pro- ist ein unternehmensweites<br />
Web-basiertes Line<br />
Sweep- und Tracking Tool für<br />
große Installations- und Wartungsprojekte.<br />
Line Sweep Tools<br />
ist eine kostenlose Software für<br />
häufige Anwendungen.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
LPRS launch easyRadio Advanced<br />
Connect2 Development Platform<br />
Scan QR code or visit<br />
www.lprs.co.uk to see<br />
the Connect2 set up<br />
in under 2 minutes !<br />
Incorporating the new Connect2 Development Platform with the unique LPRS<br />
easyRadio Advanced (eRA) protocol makes radio connectivity even faster<br />
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hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 33
Messtechnik<br />
Vierkanal-Oszilloskope mit USB-Stromversorgung<br />
Die PicoScope-<br />
3000-Serie von<br />
Hochleistungs-<br />
Oszilloskopen wurde<br />
um sechs vierkanalige<br />
Modelle erweitert.<br />
Sie bieten eine maximale Abtastrate<br />
von 1 GS/s (bis zu 10<br />
GS/s effektiv bei wiederholten<br />
Signalen), Eingangsbandbreiten<br />
von 60 bis 200 MHz und einen<br />
Pufferspeicher mit einer Kapazität<br />
von 4 bis 128 Megasample.<br />
Mit dem neuen FlexiPower-<br />
System können die Oszilloskope<br />
nach Bedarf mit USB-Stromversorgung<br />
oder Netzstrom betrieben<br />
werden. Sie verfügen über<br />
ein neues, schlankes Gehäuse<br />
und sind wahlweise mit einem<br />
integrierten Funktionsgenerator<br />
oder einem Generator für<br />
anwenderdefinierte Wellenformen<br />
erhältlich. Die neuen<br />
Modelle eignen sich somit ideal<br />
für Entwickler und Techniker,<br />
die einen kompletten Prüfstand<br />
in Form eines einzelnen Geräts<br />
benötigen.<br />
Neben den standardmäßigen<br />
Oszilloskop- und Spektrumanalysator-Funktionen<br />
bietet die<br />
PicoScope-Software eine Reihe<br />
weiterer Funktionalitäten wie<br />
die serielle Entschlüsselung,<br />
Maskengrenzprüfungen, einen<br />
segmentierten Speicher und<br />
erweiterte Trigger – ein Funktionsumfang,<br />
der bei Oszilloskopen<br />
anderer Hersteller oft<br />
nur gegen Aufpreis erhältlich<br />
ist. PicoScope wird auf dem<br />
Windows-PC ausgeführt und<br />
bietet eine großformatige, übersichtliche<br />
Anzeige für Wellenformen,<br />
die einfaches Zoomen<br />
und Schwenken per Tastatur<br />
oder Maus gestattet. Zum weiteren<br />
Funktionsumfang zählen<br />
Persistenzanzeigen mit hoher<br />
Aktualisierungsgeschwindigkeit<br />
für Wellenformen, Rechenkanäle,<br />
automatische Messungen<br />
mit Statistik, programmierbare<br />
Alarme und Entschlüsselung<br />
von I 2 C-, UART/RS232-, SPI-,<br />
CAN-, LIN-Bus- und Flex-<br />
Ray-Signalen. Softwareaktualisierungen<br />
werden regelmäßig<br />
kostenlos bereitgestellt.<br />
Die erweiterten Trigger-Modi<br />
umfassen Impulsbreite, Intervall,<br />
Fenster, Fenster-Impulsbreite<br />
und aussetzer, Ebenen-<br />
Aussetzer, Runt-Impuls, variable<br />
Hysterese und Logik. Die<br />
Triggerung ist vollständig digital<br />
und bietet somit einen geringeren<br />
Jitter, höhere Genauigkeit<br />
und eine bessere Spannungsauflösung<br />
als die analogen Trigger,<br />
die von vielen anderen Oszilloskopen<br />
verwendet werden.<br />
Ein kostenloses Software Development<br />
Kit ermöglicht es dem<br />
Anwender, die neuen Oszilloskope<br />
über eigene Anwendungen<br />
zu steuern. Das SDK enthält<br />
Beispielprogramme in C, C++,<br />
Excel und LabVIEW und kann<br />
mit jeder Programmiersprache<br />
eingesetzt werden, die C-Aufrufkonventionen<br />
unterstützt.<br />
■ Pico Technology<br />
www.picotech.com<br />
Neue Mehrkanalmodule für Analyzer<br />
Aufbauend auf dem Signal Quality<br />
Analyzer MP1800A stellte Anritsu neue<br />
32-Gbit/s-Bitfehlerrate-Tester-Module mit<br />
eingebautem Pulse-Pattern-Generator und<br />
Error Detector vor. In dieser neuen Konfiguration<br />
für optische Geräte mit hohen<br />
Übertragungsgeschwindigkeiten für Verbindungstests<br />
unterstützt der MP1800A die<br />
Signalintegritätsanalyse mit Ausgangspegeln<br />
von hoher Qualität und mit hoher<br />
Amplitude sowie eine Fehlerdetektion mit<br />
hoher Eingangsempfindlichkeit.<br />
Da Internetverkehr und andere IP-Datenverbindungen<br />
weiter stark zunehmen, stehen<br />
alle globalen Netzbetreiber vor der<br />
Herausforderung, eine erhöhte Netzkapazität<br />
zur Übertragung großer Datenmengen<br />
zu/von Rechenzentren, Servern sowie<br />
über Langstrecken-Datenverbindungen<br />
anzubieten. Daher verbessert man die<br />
Datenübertragungs-Technologie in allen<br />
Abschnitten von Tk-Netzen und von Verbindungen<br />
innerhalb der Rechentechnik<br />
mit dem Ziel, Übertragungsgeschwindigkeiten<br />
von 100 bis 400 Gbit/s zu unterstützen.<br />
Es kommen entsprechende Modelle<br />
elektronischer und optischer Baugruppen<br />
und Module auf den Markt.<br />
Anritsu wird für den MP1800A vier neue<br />
Module vorstellen, die sowohl eine höhere<br />
Kanaldichte als auch eine verbesserte Flexibilität<br />
bei der Konfiguration bieten. Die<br />
gleichzeitige Erzeugung von reinen Pseudozufallsfolgen<br />
sowie die BER-Analyse<br />
werden auf bis zu vier Kanälen pro jeweiligem<br />
PPG- und ED-Modul unterstützt.<br />
Jeder in den neuen 32-Gbit/s-Karten enthaltene<br />
Kanal gestattet einen Datenmuster-<br />
Synchronisation und die individuelle Einstellung<br />
der Verzögerung für eine hochpräzise<br />
Evaluierung des Übersprechens<br />
bei der Übertragung von Mehrkanälen.<br />
Die Einführung des neuen Pulse-Pattern-<br />
Generators und der neuen Fehlerdetektor-<br />
Module befähigt die aktuelle Plattform des<br />
MP1800A dazu, ihre Highend-Funktionalitäten<br />
zu erweitern und bietet eine größere<br />
Auswahl an Optionen für die Signalintegritätsanalyse<br />
bei einer höheren Geschwindigkeit<br />
in einem einzigen Gehäuse.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
34 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Messtechnik<br />
Analyse von WLAN-Signalen mit 160 MHz Bandbreite<br />
Noch befindet sich der neue<br />
WLAN-Standard IEEE 802.11ac<br />
in der Standardisierung. Wer<br />
schon heute Chipsets und<br />
Module danach entwickeln<br />
will, der kann mit dem Signalund<br />
Spektrumanalysator R&S<br />
FSW erstmals WLAN-Signale<br />
über die volle Bandbreite mit<br />
einzigartiger Genauigkeit analysieren.<br />
Auch für die Generierung<br />
standardkonformer WLAN-<br />
Signale im Labor bietet Rohde<br />
& Schwarz die passende Messtechnik.<br />
Der auf dem bewährten OFDM-<br />
Verfahren basierende Standard<br />
IEEE 802.11ac definiert Bandbreiten<br />
von 20, 40, 80 sowie<br />
160 MHz. Diese viermal höhere<br />
Bandbreite im Vergleich zu vorherigen<br />
Standards ermöglichen<br />
Datenraten von bis zu 6,9 Gbit/s.<br />
Mit der neuen Option R&S<br />
FSW-K91ac kann der R&S<br />
FSW ein WLAN-Signal nach<br />
IEEE 802.11ac in seiner gesamten<br />
Bandbreite von bis zu 160<br />
MHz aufzeichnen und demodulieren.<br />
Möglich macht das seine<br />
integrierte Demodulationsbandbreite<br />
von 160 MHz. Eine wichtige<br />
Messung ist die Error Vector<br />
Magnitude (EVM) als Maß<br />
für die Modulationsqualität.<br />
Der Standard fordert für IEEE<br />
802.11ac Implementierungen für<br />
256 QAM als Modulation einen<br />
Wert für die EVM von -32 dB.<br />
Dies sicher zu messen, erfordert<br />
wiederum eine sehr geringe<br />
EVM des Messgeräts, die beim<br />
R&S FSW unter -45 dB liegt,<br />
bei einer hohen Messgeschwindigkeit<br />
von weniger als 100 ms<br />
pro Messung.<br />
Zusätzlich profitieren Entwickler<br />
von Komponenten und Modulen<br />
für IEEE 802 beim R&S FSW<br />
von einem 12,1-Zoll-Touchscreen,<br />
auf dem sie sich mehrere<br />
Messungen und unterschiedliche<br />
Anwendungen parallel anzeigen<br />
lassen können (MultiView).<br />
Auch seine Vektorsignalgeneratoren<br />
sowie die Basisband-<br />
Signalgeneratoren hat Rohde<br />
& Schwarz um den Standard<br />
IEEE 802.11ac erweitert. Mit<br />
den Optionen R&S SMx-K86<br />
generieren die Geräte Signale<br />
in den definierten Bandbreiten<br />
von 20, 40 und 80 MHz.<br />
Zudem lassen sich die Signale<br />
auf Basis der Simulationssoftware<br />
R&S WinIQSIM2TM mit<br />
der R&S SMx-K286 erzeugen.<br />
Für Signale in 80+80 contiguous<br />
Software zum Testen von LTE-Smartphones<br />
Die Anritsu Corp. hat die Markteinführung<br />
zweier neuer Softwareoptionen für den<br />
Signaling Tester MD8475A bekanntgegeben.<br />
Mit den neuen Softwareoptionen sind<br />
zusätzliche Betriebs- und Funktionstests<br />
für LTE-Smartphones sowohl im Bereich<br />
der IMS (IP- Multimedia-Subsysteme) als<br />
auch des ETWS (Erdbeben- und Tsunami-<br />
Warnsystems) möglich. Diese Softwareoptionen<br />
sind als Erweiterung zum Smart-<br />
Studio-Paket und zur Einführung einer<br />
erweiterten CSCF-Option (Call Session<br />
Control Function) erhältlich. Dahinter<br />
stehen Steuerfunktionen für Mutimedia-<br />
Sessions.<br />
Diese erweiterten Funktionen ermöglichen<br />
das Überprüfen und Verifizieren von<br />
Kundenzufriedenheit für die kommerzielle<br />
Markteinführung von LTE-Smartphones<br />
und mobilen Kommunikationsgeräten, die<br />
IMS- und ETWS-Dienste unterstützen.<br />
Das neue Software Release ist Teil des<br />
gesamtstrategischen Portfolios an Prüfund<br />
Überwachungslösungen von Anritsu<br />
für die Entwicklung, Nutzung und für den<br />
kommerziellen Erfolg von LTE-Netzen.<br />
Beim Signaling Tester MD8475A handelt<br />
es sich um einen Basisstation-Simulator,<br />
der Hardware und Software in sich<br />
vereint und so die volle Bandbreite an<br />
Mobilfunktechnologie einschließlich LTE,<br />
W-CDMA, GSM/GPRS etc. abdeckt. Die<br />
und non-contiguous sowie 160<br />
MHz Bandbreite steht eine Kombination<br />
aus dem Basisbandgenerator<br />
R&S AFQ 100B und<br />
der HF-Signalquelle R&S SGS<br />
zur Verfügung. Die Signalgeneratoren<br />
decken neben WLAN<br />
sämtliche Standards wie GSM/<br />
EDGE, 3GPP WCDMA, HSPA,<br />
LTE, WiMAXTM und Bluetooth<br />
gleichzeitig ab.<br />
Die Optionen R&S FSW-K91/<br />
K91ac für die Analyse von<br />
WLAN-Signalen nach IEEE<br />
802.11ac und die Bandbreitenerweiterung<br />
R&S FSW B160 sind<br />
ab sofort bei Rohde & Schwarz<br />
erhältlich. Die Optionen R&S<br />
SMx-K86 und R&S SMx-K286<br />
für die Generierung von WLAN-<br />
Signalen nach IEEE 802.11ac<br />
sind für die Vektorsignalgeneratoren<br />
R&S SMU200A, R&S<br />
SMJ100A, R&S SMATE200A,<br />
R&S SMBV100A sowie für<br />
die Basisbandgeneratoren<br />
R&S AMU200A und R&S<br />
AFQ100A/B bei Rohde &<br />
Schwarz erhältlich.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.de<br />
SmartStudio-Software MX847570A für<br />
den MD8475A bietet eine leicht zu bedienende<br />
grafische Benutzeroberfläche zum<br />
Einstellen der Parameter für jede Art von<br />
Verbindungstest. Anritsu hat mit diesem<br />
neuen Release die Funktionalität der Software<br />
durch Hinzufügen der CSCF-Serverfunktion<br />
zum Steuern von IMS-Diensten<br />
sowie die Public-Warning-Service-Center-<br />
Funktion (öffentlicher Warndienst) für die<br />
Steuerung von ETWS-Diensten erhöht.<br />
Weiter bietet die Installation der neuentwickelten<br />
erweiterten CSCF-Option<br />
die Möglichkeit, absichtlich abnormale<br />
Betriebszustände zu generieren. Diese<br />
stellen ja die Grundvoraussetzungen für<br />
das Testen von IMS-Diensten an Smartphones<br />
dar.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 35
Baugruppen<br />
Mobilfunklösungen für Small-Cell-Basisstationen<br />
Avago Technologies kündigte die Verfügbarkeit<br />
von mehreren neuen Mobilfunkprodukten<br />
für Macrocells und 3G/4G-Small-<br />
Cell-Basisstationen sowie mobile GPS-<br />
Systeme an.<br />
Die Leistungsverstärker der MGA-43x28-<br />
Serie eignen sich für die Endstufenverstärkung<br />
von Picozellen und Femtocell-<br />
Unternehmenssystemen. Sie bieten eine<br />
Verstärkung von 34 bis 40 dB bei einem<br />
Wirkungsgrad im Bereich von 13,8...15%.<br />
Die Leistungsverstärker sind dreistufig<br />
angelegt und zeigen eine Linearität von 50<br />
dBc ACLR (Adjacent-Channel Leakage<br />
Ratio, Nachbarkanalableitung) mit 27,3<br />
dBm Ausgangsleistung bei einer Vorspannung<br />
von 5 V.<br />
MAG-43428, 43528 und 43628 sind für<br />
unterschiedliche Frequenzbereiche vorgesehen:<br />
entweder 3 GPP Band 5, 2/25 oder<br />
1. Alle werden mit dem 0,25-µm-GaAs-<br />
Enhancement-Mode-pHEMT-Prozess hergestellt<br />
und enthalten einen integrierten<br />
Detektorblock. Die Verstärker im 5x5 mm 2<br />
messenden Gehäuse haben eine 50% kleinere<br />
Grundfläche als vergleichbare Bauteile auf<br />
dem Markt.<br />
Die Serie MGA-16x16 extrem rauscharmer<br />
symmetrischer Verstärker enthält ein integriertes<br />
aktives Bias und eine Abschaltfunktion.<br />
Diese Verstärker sind ideal geeignet<br />
für Mobilfunk-Infrastruktur-Applikationen,<br />
wie Transceiver-Platinen für Basisstationen,<br />
Remote Radio Head, Mastverstärker und<br />
Basisstations-Verbinder. Die symmetrischen<br />
LNAs zeigen eine hervorragende Rückflussdämpfung<br />
(S11 18 dB min.) und verbessern<br />
somit die Signalqualität. Mit ihrer Rauschzahl<br />
von 0,25 dB bei 900 MHz eignen sich<br />
MAG-16116, 16216 und 16316 jeweils für<br />
das Frequenzband 450 bis 1.450 MHz, 1.440<br />
bis 2.350 MHz und 1.950 bis 2.700 MHz.<br />
Die neuen Verstärker bieten eine Verstärkung<br />
von 18,5 dB und mit 19,1 dB bei<br />
900 MHz eine doppelt so hohe Linearität<br />
wie vergleichbare Bauteile. Wird eine DC-<br />
Spannung an einen Steueranschluss angelegt,<br />
dann wird der Verstärker abgeschaltet<br />
und überbrückt, wenn das System schon<br />
eine ausreichende Signalstärke hat. Dadurch<br />
wird eine Übersteuerung und Signalverzerrung<br />
vermieden.<br />
Ganz aktuell wird auch ein Filter-LNA-<br />
Modul vorgestellt, das mobile Navigationssysteme<br />
und integrierte GPS/GNSS-<br />
Systeme in Tablet PCs und Mobiltelefonen<br />
vereinfacht. Das AGPS-F001 vereint ein<br />
patentiertes FBAR-Filter von Avago und<br />
einen rauscharmen GaAs-E-pHEMT-Verstärker<br />
in einem einzigen Gehäuse und<br />
sichert damit Avagos Marktführerschaft bei<br />
integrierten LNA/Filter-Lösungen in GPS-<br />
Applikationen. Diese Kombination bewirkt<br />
eine außergewöhnlich gute Unterdrückung<br />
über den Cell/DCS/PCS/WLAN-Frequenzbereich<br />
zwischen 43 und 53 dBc, je nach<br />
dem Frequenzbereich des Signals. Die Linearität<br />
ist 10 dBm höher im OOB IIP3 als bei<br />
vergleichbaren Lösungen.<br />
Der AGPS-F001 hat eine typische Rauschzahl<br />
von 1,7 dB, und die Rauschzahl-Abweichungen<br />
werden sehr genau kontrolliert,<br />
um eine konsistente Leistung von Bauteil<br />
zu Bauteil zu gewährleisten. Mit einem<br />
CMOS-kompatiblen Abschaltkontakt kann<br />
das AGPS-F001 heruntergefahren und der<br />
Strombedarf auf weniger als 1 µA reduziert<br />
werden. Im Normalbetrieb ziehen Filter/<br />
Verstärker 5,5 mA an 2,7 V und liefern eine<br />
Verstärkung von 16,5 dB bei 1,575 GHz.<br />
Alle Verstärker und Filter/Verstärker befinden<br />
sich in einem kleinen unbedrahteten<br />
Gehäuse – die Serie MGA-16x16 im<br />
4x4x0,85 mm 2 großen QFN-Gehäuse mit<br />
16 Kontakten, die Serie MGA-43x28 im<br />
5x5x1 mm 2 messenden QFN-Gehäuse mit<br />
28 Kontakten und der AGPS-F001 in einem<br />
2,3x1,7x0,9 mm 2 großen QFN-Gehäuse mit<br />
sechs Anschlüssen.<br />
■ Avago Technologies<br />
www.avagotech.com<br />
Filter und Entstörprodukte<br />
Neu im Lieferprogramm von Telemeter<br />
Electronic sind „Cosite Equipment“ und<br />
„Cosite Analysen“. Darunter versteht man<br />
Hardware-Lösungen und Analysen zur<br />
Verhinderung störender Beeinflussung<br />
von Funkanlagen an der gleichen Basis.<br />
Beabsichtigtes Stören von außen ist ebenfalls<br />
ein wichtiges Thema. Sehr verbreitete<br />
Einsatzgebiete sind Standorte mit einer<br />
hohen Konzentration an Funksignalen,<br />
wie z. B. auf Schiffen, Landfahrzeugen<br />
oder in Flugzeugen. Diese Thematik ist<br />
äußerst komplex und erfordert Kompetenz<br />
und Erfahrung eines echten Experten.<br />
Folgende Lösungen werden für diese Störungsproblematik<br />
angeboten:<br />
• Filter, Hopping-Filter und abstimmbare<br />
Filter bis etwa 2 GHz<br />
• integrierte Hardware-Lösungen – individuell<br />
zugeschnittene Kaskaden (ICE<br />
Equipment)<br />
• Analysen und Dienstleistungen/Beratungen<br />
Natürlich sind die angebotenen integrierten<br />
Hardware-Lösungen und Analysen/Dienstleistungen<br />
sehr kundenspezifisch und<br />
Ergebnisse intensiver Beratungsgespräche.<br />
Jedoch existiert mit den abstimmbaren Filtern<br />
ein breites Standardprogramm, das in<br />
den unterschiedlichsten Bereichen seine<br />
Anwendung findet. So sind neben Anwendungen<br />
in der Wehrtechnik durchaus auch<br />
solche im kommerziellen Bereich möglich<br />
und wirtschaftlich.<br />
Die schnell abstimmbaren Filter und Hopping-Filter,<br />
die als Standard (EAR99)<br />
erhältlich sind, haben SMD- oder koaxiale<br />
SMA-Anschlüsse. Die Abstimmbereiche<br />
liegen je nach Modell zwischen 1,5 oder<br />
3.000 MHz. Weiter umfasst das Grundprogramm<br />
Varianten mit einem breitbandigen<br />
Abstimmbereich.<br />
■ Telemeter Electronic<br />
www.telemeter.info<br />
36 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Baugruppen<br />
Neue TV-Tuner ermöglichen niedrige<br />
Systemkosten<br />
Silicon Laboratories Inc. stellte die nächste<br />
Generation von TV-Tunern vor, die beste<br />
HF-Leistung, Support für alle weltweiten<br />
TV-Standards und die geringsten Stückkosten<br />
bieten. Die Si21x8-Reihe basiert auf<br />
neuster TV-Tuner-Technik und auf vier<br />
Generationen patentierter Architekturverbesserungen.<br />
Die Baureihe umfasst fünf<br />
TV-Tuner-ICs, die für hybride Analog/Digital-iDTV-Geräte,<br />
rein analoge oder digitale<br />
TV-Geräte, tragbare TV-Geräte, DVD- und<br />
Blu-Ray-Recorder sowie terrestrische und<br />
Kabel-Settop-Boxen ausgelegt sind.<br />
Auf der Basis von Silicon Labs’ patentierter<br />
TV-Tuner-Architektur bietet die Si21x8-<br />
Reihe beste Empfindlichkeit und Kanalselektivität<br />
und wird in nahezu alle führenden<br />
TV-Markengeräte eingebaut. Durch<br />
HF-Verbesserungen entstand die höchste<br />
Toleranz bei WiFi- und LTE-Interferenzen,<br />
ohne externe Filter einsetzen zu müssen.<br />
Das reduzierte Grundrauschen des Tuner-<br />
ZF-Ausgangs ermöglicht zudem den besten<br />
Videosignal-Rauschabstand für analogen<br />
TV-Empfang. Die Kombination all dieser<br />
Verbesserungen ergibt im Gegensatz zu<br />
anderen TV-Tunern ein klareres, weniger<br />
körniges TV-Bild und ermöglicht den Empfang<br />
von wesentlich mehr Kanälen.<br />
Hochqualitativer Analog-TV-Empfang<br />
ist im Markt für TV-Tuner weiterhin von<br />
Bedeutung. Obwohl einige wenige Länder<br />
komplett auf digitalen Rundfunk umgestellt<br />
haben, müssen heute noch mehr als<br />
95% der TV-Empfänger weltweit analoges<br />
Fernsehen unterstützen. Analogfernsehen in<br />
China, Indien und Südostasien repräsentiert<br />
immer noch etwa 20% des weltweiten TV-<br />
Markts. In diesen Regionen müssen analoge<br />
TV-Tuner oft eine hohe Toleranz gegen nicht<br />
standardgemäße TV-Signalbedingungen<br />
aufweisen. Basierend auf drei früheren<br />
Generationen weltweiter Feldtests und der<br />
Integration durch verschiedene Tier-1-TV-<br />
Hersteller ermöglicht die hohe HF-Performance<br />
der Si21x8-Familie einen robusten<br />
Analog-TV-Empfang, selbst wenn nicht standardgemäße<br />
Signalbedingungen vorliegen.<br />
Die Si21x8-Reihe erfordert nur wenige<br />
externe, kostengünstige, passive Bauelemente<br />
und ermöglicht somit die günstigste<br />
Stückliste aller heute erhältlichen TV-Tuner.<br />
Im Gegensatz zu anderen Produkten erfordern<br />
die Si21x8-TV-Tuner keinen Balun<br />
(Symmetrierglied) am HF-Eingang. Ein<br />
neuer integrierter Power-on-Reset-Monitor<br />
und die Möglichkeit, mit nur einer einzigen<br />
3,3-V-Versorgung betrieben zu werden,<br />
verringern die Systemkosten weiter.<br />
Fortschrittlicher integrierter ESD-Schutz<br />
spart Kosten bei hochleistungsfähigen TV-<br />
Modulen, die eine höhere ESD-Immunität<br />
erfordern. Wie bei früheren TV-Tunern von<br />
Silicon Labs erfordert die Si21x8-Familie<br />
keine externen drahtgewickelten Induktivitäten,<br />
Regelkreis-Filterkondensatoren oder<br />
Oszillator-Lastkapazitäten.<br />
Die Si21x8-Familie weist eine Leistungsaufnahme<br />
von weniger als 500 mW auf,<br />
womit TV- und STB-Hersteller die Energy-<br />
Star- und andere Energieeffizienz-Standards<br />
erfüllen können. Diese Standards entwickeln<br />
sich ständig weiter und werden ein entscheidender<br />
Faktor bei der Bauteilauswahl. Eine<br />
niedrigere Stromaufnahme verringert die<br />
Wärmeentwicklung, was sich vor allem in<br />
Multi-Tuner-TV- und STB-Designs vorteilhaft<br />
auswirkt.<br />
Wie bei allen TV-Tunern von Silicon Labs<br />
unterstützt auch die Si21x8-Familie alle<br />
weltweiten TV-Rundfunkstandards. Für<br />
hohe Flexibilität bei der Anpassung der TV-<br />
Tuner an verschiedene Systemarchitekturen<br />
sorgen Pin-zu-Pin-Kompatibilität und eine<br />
gemeinsame Software-API. Damit kann<br />
ein einzelnes Modul oder Leiterplattendesign<br />
mehrere TV- und STB-Anwendungen<br />
für digitalen und analogen TV-Empfang<br />
adressieren.<br />
■ Silicon Laboratories Inc.<br />
www.silabs.com<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 37
Produkt-Portrait<br />
Lösungen für das Mobilfunknetz<br />
der nächsten Generation<br />
Maxim Integrated<br />
Products, Inc. stellte<br />
mehrere essenzielle<br />
HetNet-Lösungen<br />
für das Basestation-<br />
Equipment der<br />
nächsten Generation<br />
vor. Dabei handelt es<br />
sich um Single-Chip-<br />
Multiband-Transceiver,<br />
breitbandige<br />
Verstärkerblöcke,<br />
Digital-/Analogwandler<br />
(DACs) für die direkte<br />
HF-Synthese sowie<br />
intelligente, digitale<br />
Point-of-Load-Regler.<br />
Das mobile Radio Access Network<br />
(RAN) entwickelt sich zu<br />
einem heterogenen Netz, das<br />
eine ganze Reihe diversifizierter<br />
Analog- und Mixed-Signal-<br />
Lösungen für die Basisstationen<br />
erfordert. Diese Funktionen werden<br />
für die Haupt-Übertragungswege<br />
der Funksignale, die Basisband-Verarbeitung<br />
und die zur<br />
Leistungsumwandlung dienenden<br />
Knoten benötigt. Maxim bietet<br />
für das HetNet neue Lösungen<br />
an, die eine hohe Dichte an integrierten<br />
analogen Funktionen<br />
mit großer Dynamik, geringer<br />
• Single-Chip Femtocell-Transceiver<br />
• WCDMA/HSPA+, Band I, V und VIII<br />
• mehrere LNA-Eingänge für WCDMA, PCS<br />
und G/M Macrocell Monitoring<br />
• Hohes Integrationsniveau: Fractional-n-Synthesizer<br />
für LO-Erzeugung, keine Tx-SAW-<br />
Filter erforderlich, integrierte PA-Treiber,<br />
12-Bit-AFC-DAC für TCXO, Temperatursensor<br />
auf dem Chip, Referenz-Clock u.v.m.<br />
• Optimierte Empfänger-Leistung: hohe Empfindlichkeit,<br />
Sigma-Delta-ADC mit großem<br />
Hauptmerkmale des MAX2550-2553<br />
Leistungsaufnahme und einem<br />
hohen Zuverlässigkeitsniveau<br />
verbinden.<br />
Unter dem heterogenen Netzwerk<br />
HetNet versteht man die<br />
koordinierte Einrichtung wichtiger<br />
Elemente der 3G/4G-<br />
Mobilfunk-Infrastruktur, bei<br />
denen es sich um Makro- und<br />
Kleinzellen-Basisstationen,<br />
Femtozellen in Privatwohnungen<br />
sowie die Backhaul-Strukturen<br />
für den Mobilfunk handelt.<br />
All diese Netzwerkelemente wirken<br />
zusammen, um den hohen<br />
Datendurchsatz, den hohen Grad<br />
an Mobilität und die herausragende<br />
Qualität für die Nutzer zu<br />
erzielen, die mobile Breitband-<br />
Anwender heute vom 3G/4G-<br />
Netz erwarten. Vor dem Hintergrund<br />
des explosionsartig<br />
wachsenden Bedarfs an mobiler<br />
Medien- und Datennutzung<br />
wird die HetNet-Architektur<br />
den Teilnehmern überall eine<br />
zuverlässige und reibungslose<br />
Konnektivität bieten.<br />
Single-Chip-Transceiver<br />
MAX2550–MAX2553<br />
Dieser Single-Chip-Transceiver<br />
für Kleinzellen verbessert<br />
die Netzabdeckung im privaten<br />
Bereich und steigert die Netzwerk-Kapazität.<br />
Er ist zum 3GPP<br />
TS25.104 femtocell Standard<br />
für Band I, V und VIII konform<br />
und ist mit mehreren Ein- und<br />
Ausgängen ausgestattet. Der<br />
vollständig integrierte Sender/<br />
Empfänger ermöglicht kompakte<br />
Transceiver für Dongles<br />
und unabhängige Femtozellen-<br />
Produkte, da er die Zahl der<br />
externen Bauteile reduziert.<br />
Dynamikbereich, einfache AGC-Implementation;<br />
Verstärkung, Träger-Null und Seitenband-Unterdrückung<br />
vorabgeglichen<br />
• 60 dB Verstärkungsregelbereich<br />
• Schleifenbetrieb vom Tx-Basisband-Input<br />
zum Rx-Basisband-Ausgang<br />
• MAX-PHY Schnittstelle<br />
• SPI-Lesen-/Schreiben<br />
• Steuerung über serielles 4-Draht-Interface<br />
• Preiswertes 7 mm x 7 mm TQFN Package<br />
Das serielle MAX-PHY-Interface<br />
von Maxim verringert die<br />
Anzahl der erforderlichen IC-<br />
Anschlüsse drastisch.<br />
Der Empfänger verträgt eine sehr<br />
hohe Blockerleistung und ist<br />
sehr rauscharm, was eine höhere<br />
Datenrate und größere Reichweitenermöglicht.<br />
Betriebsarten mit<br />
extrem niedriger Leistung sind<br />
möglich.<br />
MAX2550-MAX2553 umfasst<br />
eine Familie stiftkompatibler<br />
Sender/Empfänger, die<br />
alle wichtigen WCDMA- und<br />
cdma2000-Bänder abdeckt. Alle<br />
Transceiver werden durch eine<br />
4-Draht-Schnittstelle gesteuert.<br />
Der MAX2550 wird im kompakten<br />
7 mm x 7 mm TQFN<br />
geliefert und ist für den Temperaturbereich<br />
von –40 °C bis<br />
+85 °C spezifiziert.<br />
Weitere zugehörige<br />
Bausteine:<br />
• MAX5879 – DAC für die<br />
direkte HF-Synthese, geeignet<br />
für Multicarrier, Multiband-<br />
und Multistandard-<br />
Makrozellen und Kleinzellen<br />
sowie Wireless-Backhaul-<br />
Sender.<br />
• MAX2870 – Extrem breitbandiger<br />
Synthesizer (23,5 MHz<br />
bis 6 GHz) mit integriertem<br />
VCO für die Multiband-LO-<br />
Frequenzsynthese in Basisstationen.<br />
• MAX15301 – Digitaler Pointof-Load-Controller<br />
auf Basis<br />
der InTune-Technik mit automatischer<br />
Kompensation,<br />
integriertem FET-Treiber und<br />
integrierter PMBus-Telemetrie<br />
ermöglicht hocheffiziente,<br />
intelligente Power-Management-Knoten<br />
für Funk- und<br />
Basisband-Einheiten.<br />
• MAX2612–MAX2616 –<br />
Breitbandige Verstärkerblöcke<br />
für Frequenzen von 40 MHz<br />
bis 4 GHz<br />
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38 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
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10/27/11 10:16 AM
Bauelemente<br />
Strom sparender, rauscharmer Mischer<br />
Integrated Device Technology<br />
Inc. kündigte einen verzerrungsarmen<br />
Diversity-Mischer<br />
für 4G-Funk-Basisstationen an.<br />
Der neue Baustein aus der Zero-<br />
Distortion-Reihe verringert die<br />
Leistungsaufnahme in LTE- und<br />
TDD-Wireless-Kommunikationsarchitekturen<br />
(Time-Division<br />
Duplexing).<br />
Er ist ein wichtiges HF-Produkt<br />
in IDTs Strategie, um der<br />
Branche eine komplette Funkkarten-Signalkette<br />
von der<br />
Antenne bis zu den digitalen<br />
Signalprozessoren bereitstellen<br />
zu können. Der IDTF1162<br />
ist ein Strom sparender, verzerrungsarmer<br />
dualer HF-zu-ZF-<br />
Mischer (2.300...2.700 MHz)<br />
mit einem äußerst linearen (43<br />
dBm) Intercept Point dritter Ordnung<br />
(IP3) für hohe Interkanal-<br />
Modulationsfestigkeit.<br />
Damit eignet er sich für Mehrträger-<br />
und Multimode-Mobilfunksysteme,<br />
wie sie in Transceivern<br />
für 4G-Basisstationen<br />
zu finden sind. Im Vergleich<br />
zu Produkten vom Mitbewerbern<br />
verbessert der IDTF1162<br />
die IM3-Verzerrung um 18 dB<br />
und reduziert gleichzeitig die<br />
Leistungsaufnahme um 40%<br />
(typ. 1.150 mW). Dies senkt die<br />
Anforderungen an die Kühlkörper<br />
auf der Funkkarte, und Infrastrukturanbieter<br />
können eine<br />
höhere Frontend-Verstärkung<br />
nutzen, was zu einem bis zu 0,4<br />
dB besseren SNR führt.<br />
Der IDTF1162 bietet eine<br />
schnelle Einschwingzeit und<br />
eine konstante LO-Eingangsimpedanz.<br />
Kunden können damit<br />
den Mischer zwischen TDD-<br />
Empfangsslots abschalten und<br />
somit Strom sparen. Der Baustein<br />
arbeitet bei einer dauerhaften<br />
Gehäusetemperatur von<br />
100 °C, was ein wichtiges Merkmal<br />
für ICs in dicht bestückten<br />
Funksystemen ist. Wie andere<br />
HF-Mischer von IDT ist auch<br />
der IDTF1162 anschlusskompatibel<br />
zu anderen Bausteinen<br />
am Markt, was ein einfaches<br />
Aufrüsten ermöglicht.<br />
■ IDT GmbH<br />
idteurope@idt.com<br />
www.idt.com<br />
Neue Suppressor-<br />
Dioden<br />
Die Endrich<br />
Bauelemente<br />
GmbH hat<br />
das neue<br />
Ableit-/Suppressor-Diodenarray<br />
PLR0524-T73 des<br />
Herstellers ProTek in ihr<br />
Sortiment aufgenommen.<br />
Suppressor-Dioden sind<br />
Überspannungsschutz-Bauteile<br />
auf Halbleiterbasis. Insbesondere<br />
sind diese Bauteile<br />
für den Schutz von Hochgeschwindigkeits-Datenleitungen<br />
(Ethernet-, DVI-,<br />
USB- und HDMI) geeignet.<br />
Mit den neuen Bauteilen<br />
im DFN-10-Gehäuse können<br />
vier Leitungen gleichzeitig<br />
vor elektrostatischer<br />
Entladung (ESD) bis zu 25<br />
kV geschützt werden. Die<br />
neuen Dioden zeichnen sich<br />
durch eine Klemmspannung<br />
von 9 V bei 6 A sowie einen<br />
Leckstrom von 0,5 µA aus.<br />
Zudem erfüllen sie die aktuellen<br />
RoHS- und REACH-<br />
Anforderungen.<br />
■ Endrich Baulemente<br />
Vertriebs GmbH<br />
www.endrich. com<br />
Miniatur-Breitband-Richtkoppler für Wireless-Anwendungen<br />
AVX Corp. präsentierte einen<br />
neuen Breitband-Richtkoppler<br />
mit großem Richtverhältnis.<br />
Der ITF High Directivity LGA<br />
basiert auf einer Dünnschicht-<br />
Multilayer-Technologie, die<br />
dem Miniaturbauteil hervorragende<br />
elektrische Eigenschaften<br />
über einen weiten<br />
Frequenzbereich verleiht und<br />
die für zuverlässige automatische<br />
Bestückung erforderliche<br />
Robustheit gewährleistet.<br />
Der Koppler im 0402-Chip-<br />
Format bietet 20 dB Richtverhältnis<br />
und einen konstanten<br />
Kopplungsfaktor (24 ±2<br />
dB) über 700...2.700 MHz.<br />
Der neue Koppler ist mit HF-<br />
Wireless-Systemen unterschiedlicher<br />
Art kompatibel<br />
und eignet sich ideal für mobile<br />
Kommunikation, Satelliten-<br />
TV-Empfänger, GPS, Fahrzeugortungssysteme,<br />
Wireless-LANs<br />
und Anpassungsnetzwerke.Weitere<br />
Vorteile<br />
sind: geringe Bauhöhe, hervorragende<br />
Lötbarkeit, effiziente<br />
Wärmeabfuhr und 3 W<br />
Belastbarkeit; zudem richten<br />
die Bauteile sich beim Reflow-<br />
Löten selbst aus.<br />
Die neuen Koppler haben bleifreie,<br />
Sn100-Nickellot-plattierte<br />
Anschlüsse, sind mit<br />
automatischen Lötverfahren<br />
(Reflow-, Wellen- und Dampfphasen-Löten)<br />
kompatibel<br />
und eignen sich für manuelles<br />
Löten. Der Betriebstemperaturbereich<br />
beträgt -40 bis +85 °C.<br />
Die elektrischen Eigenschaften<br />
werden zu 100% getestet.<br />
■ AVX Corporation<br />
www.avx.com<br />
40 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Bauelemente<br />
Zukunftsweisende Bauteile führender Hersteller<br />
Vielseitige GPS-<br />
Verstärkerlösungen<br />
Der koreanische Hersteller ASB<br />
bietet eine umfangreiche Palette<br />
an leistungsstarken Verstärkern<br />
für GPS, Galileo, Beidu/Compass<br />
und Glonas. Diese Produkte<br />
zeichnen sich nicht nur durch<br />
hervorragende Gewinn- und<br />
Rauschzahlen aus, sondern überzeugen<br />
auch durch eine besonders<br />
hohe Flexibilität des Frequenzgangs.<br />
ASB bemüht sich,<br />
hierbei möglichst wenige externe<br />
Komponenten zur Anpassung<br />
des Bausteins zu nutzen.<br />
Mit dem ASL563 offeriert ASB<br />
einen zweistufigen Verstärker<br />
mit einem Gain von 25 dB bei<br />
einer Rauschzahl von 1,1 dB.<br />
Der Baustein bietet die Option,<br />
zwischen den beiden Stufen ein<br />
externes Filter vorzusehen.<br />
Der ASL226 ist ebenfalls ein<br />
zweistufiger LNA mit einer<br />
typischen Verstärkung (spannungsabhängig<br />
2,2...5 V) von<br />
23,5 bis 30,5 dB bei einer<br />
Rauschzahl zwischen 0,95 und<br />
1,2 dB.<br />
Der ASL30G ist ein 3-V-LNA<br />
für DC bis 6 GHz, der bei 1.575<br />
MHz einen Gewinn von 30 dB<br />
bei einer Rauschzahl von 0,8<br />
dB und 20 mA Stromaufnahme<br />
aufweist.<br />
ASB erarbeitet gerne kundenspezifische<br />
Testboards und Beschaltungen,<br />
die auf die jeweilige<br />
Applikation und deren Anforderungen<br />
perfekt abgestimmt sind.<br />
Interessante<br />
Bluetooth-Low-<br />
Energy-Lösung<br />
Bluetooth Low Energy (BLE)<br />
im Rahmen der Bluetooth-<br />
V4.0-Spezifikation eröffnet<br />
neue Dimensionen für die Entwicklung<br />
von energieeffizienten<br />
Wireless-Produkten. Die<br />
BLE-Lösung von EM Microelectronic<br />
für Single-Mode<br />
erlaubt Ultra-Low-Power Connectivity<br />
und Datentransfer für<br />
Applikationen, die bisher an<br />
Leistungsaufnahme, Formfaktor<br />
oder Komplexität anderer<br />
Wireless-Standards scheiterten.<br />
EM Microelectronic stellte mit<br />
dem EM9301 eine Lösung für<br />
BLE-Konnektivität vor, die RF,<br />
Baseband, Mikrocontroller und<br />
qualifizierten Bluetooth V4.0<br />
Stack mitbringt und einfach an<br />
beliebige Hostcontroller anbindbar<br />
ist. Der EM9301 unterstützt<br />
Master- und Slave-Mode nach<br />
BT4.0. Der Betriebsspannungsbereich<br />
reicht von 0,8 bis 3,6 V.<br />
Die Datenrate liegt bei 1 Mbit/s.<br />
Die Stromaufnahme beschränkt<br />
sich dabei auf 12,5 mA (RX)<br />
und 12 mA (TX) und sinkt im<br />
Powerdown-Mode auf 800 nA.<br />
Der Bluetooth Low-Energy<br />
Transceiver EM9301 steht im<br />
MLF24-Gehäuse mit 5x5 mm 2<br />
zur Verfügung – für Großserien<br />
ist auch eine Lieferung als Die<br />
möglich. Entsprechende Evaluation-<br />
und Developmentkits<br />
sind verfügbar.<br />
CompoTEK ist seit Anfang <strong>2012</strong><br />
Vertriebspartner von EM Microelectronic.<br />
Spread-Spectrum-<br />
Oszillatoren auf<br />
MEMS-Basis<br />
CompoTEKs langjähriger Partner<br />
SiTime bietet leistungfähige<br />
Spread-Spectrum-Oszillatoren<br />
zur EMI-Optimierung an. Die<br />
Oszillatoren sind in zwei Gehäusevarianten<br />
(7x5 und 5x3,2 mm 2 )<br />
erhältlich und erlauben ein Dropin-Replacement<br />
für jeden gängigen<br />
quarzbasierten Oszillator.<br />
Mit dem SiT9002 bietet SiTime<br />
ein Produkt für den Frequenzbereich<br />
von 1 bis zu 880 MHz an.<br />
Der Center-Spread reicht von<br />
±0,125 bis ±2%, der Down-<br />
Spread von -0,125 bis -4%. Der<br />
Oszillator ist mit einer Stabilität<br />
von bis zu 25 ppm im Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85<br />
°C erhältlich.<br />
Auch diese Oszillatoren zeichnen<br />
sich durch die SiTimetypische<br />
Robustheit gegen jede<br />
Art von äußeren Einflüssen, wie<br />
Schock, Vibration und Temperaturänderungen,<br />
aus. Als Muster<br />
sind sie innerhalb von zwei bis<br />
drei Werktagen und in Produktionsstückzahlen<br />
in drei bis vier<br />
Wochen verfügbar.<br />
■ CompoTEK<br />
sitime@compotek.de<br />
www.compotek.de<br />
Low-Cost-Miniquarze für Funkmodule<br />
Der Vertikalmarkt „Funkmodule Sub 1<br />
GHz“ wächst weiter sehr stark. Gepaart<br />
mit einer umfangreichen Entwicklungsunterstützung,<br />
bietet der Quarzspezialist<br />
Petermann-Technik Low-Cost-SMD-<br />
Quarze im Keramikgehäuse 3,2x2,5 mm 2<br />
mit sehr engen Frequenztoleranzen an. Die<br />
in Reinräumen gefertigten Quarze können<br />
im Frequenzbereich von 12 bis 60 MHz im<br />
Grundton mit Toleranzen ab 8 ppm geliefert<br />
werden. Als Arbeitstemperaturbereiche<br />
sind 0/+40 °C und -40/+125 °C möglich.<br />
Selbstverständlich kann dieser Quarz der<br />
Serie SMD03025/4 anhand der Automotive<br />
Norm AECQ200 qualifiziert werden.<br />
Um den Kunden einen sehr kurzen Timeto-Market<br />
bieten zu können, unterstützen<br />
die Spezialisten der Petermann-Technik<br />
Kunden mit Applikationsanalysen, Schaltungsanalysen,<br />
Schaltungsentwicklung und<br />
Schaltungssymulationen als technischen<br />
Mehrwert. Auch Referenzdesigns stehen<br />
zur Verfügung.<br />
■ Petermann-Technik GmbH<br />
info@petermann-technik.de<br />
www.petermann-technik.de<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 41
Chipsatz ebnet Weg zu kleineren Smartphones<br />
Maxim Integrated Products Inc. gab<br />
bekannt, dass sein neuster Power-SoC-<br />
Chipsatz im Galaxy S III für den Quad-<br />
Core-Applikationsprozessor Exynos 4412<br />
die Voraussetzungen für kleinere, deutlich<br />
flachere und erheblich energieeffizientere<br />
Smartphones schafft. Denn dieser<br />
Chipsatz erfüllt sämtliche Anforderungen<br />
hinsichtlich Power-Management, Laden<br />
und USB-Multiplexing. Mit seiner optimalen<br />
Kombination aus Größe und Flexibilität<br />
übernimmt er die Stromversorgung<br />
des Applikationsprozessors und<br />
des Basisband-Prozessors von Samsung<br />
und sorgt dabei für maximale Akkulaufzeiten<br />
und verbesserte USB-Konnektivität.<br />
Beim Management der Stromversorgung<br />
erreicht der Chipsatz einen um<br />
bis zu 20% höheren Umwandlungs-Wirkungsgrad<br />
als die vorige Generation. Die<br />
einzigartige Green-Mode-Architektur mit<br />
Spannungsreglern und Subreglern verlängert<br />
zusammen mit der proprietären Low-<br />
Power-Prozesstechnologie in Submicron-<br />
Geometrie die Akkulaufzeit. Der Chipsatz<br />
sorgt außerdem für schnellstmögliches<br />
Aufladen des Akkus bei minimaler Wärmeentwicklung.<br />
Hoher Integrationsgrad<br />
und fortschrittliche Designtechniken verringern<br />
die Abmessungen, Bauhöhe und<br />
Anzahl der externen Bauelemente, sodass<br />
Smartphones noch flacher werden können.<br />
Das dritte Power SoC verfügt neben dem<br />
Akkulader über einen Haptik-Motor-Treiber,<br />
hochpräzise ModelGauge-Technologie<br />
zur Maximierung der Batterielebensdauer<br />
und die Fähigkeit, einen USB-Anschluss<br />
sowohl zum Laden als auch zum Anschließen<br />
von Zubehör zu nutzen.<br />
■ Maxim Integrated Products<br />
www.maxim-ic.com<br />
Digital abstimmbare Kondensatoren<br />
Peregrine Semiconductor Corp. hat mit den<br />
Typen PE64101 und PE64102 zwei neue<br />
digital abstimmbare Kondensatoren (DTCs)<br />
mit 5 Bit Auflösung vorgestellt. Die 32-stufigen<br />
DTCs sind für die DuNE-Abstimmtechnologie<br />
von Peregrine in abstimmbaren<br />
Breitband-Netzwerken konzipiert. Sie dienen<br />
zur Antennenanpassung, verbessern die<br />
Systemeffizienz und verringern die Schaltungskomplexität<br />
in kostenempfindlichen<br />
Anwendungen, wie RFIDs (HF-Etiketten),<br />
Phasenschiebern und drahtlosen Kommunikationeinrichtungen,<br />
um nur einige zu nennen.<br />
Der PE64102 hat bei Parallelschaltung<br />
ein Abstimmverhältnis von 7,4:1 und einen<br />
Kapazitätsbereich von 1,88 bis 14 pF in<br />
391-fF-Schritten. Der PE64101 wartet mit<br />
einem Abstimmungsverhältnis von 4,3:1 und<br />
einem Kapazitätsbereich von 1,38 bis 5,9 pF<br />
in 146-fF-Schritten in Parallelschaltung auf.<br />
Beide Kondensatoren sind mit 2x2 mm 2<br />
messenden QFN-Gehäusen erhältlich. Die<br />
neuen DTCs benötigen nur 75 µA im Normalbetrieb<br />
und 45 µA in Bereitschaft, sodass<br />
sie besonders für batteriebetriebene Geräte<br />
geeignet sind. Sie weisen über einen weiten<br />
Abstimmungsbereich eine Linearität<br />
(IIP3) von 60 dBm auf, sind immun gegen<br />
Latch-up und können in Serien- oder Parallelschaltung<br />
betrieben werden. Für die<br />
Ansteuerung ist eine SPI-Schnittstelle vorgesehen.<br />
Sie machen die Abstimmungsarchitektur<br />
einfacher und verbessern die Leistung<br />
unterschiedlicher Anwendungen in Industrie,<br />
Wehrtechnik und Luftfahrt, Kfz- und<br />
Medizintechnik und Infrastrukturmärkten.<br />
Peregrine bietet auch Evaluationskits zur<br />
Messung der Anpassung und der Verluste<br />
der neuen DTCs an.<br />
■ Peregrine Semiconductor Corp.<br />
www.psemi.com<br />
Hochfrequenz-TCXO mit SMT-Gehäuse<br />
Greenray Industries Inc. hat<br />
die Verfügbarkeit ihrer temperaturkompensierten<br />
Quarzoszillatoren<br />
(TXCO) der Serie<br />
T1215 bekanntgegeben. Der<br />
T1215 nutzt ein hermetisch<br />
abgeschlossenes SMT-Keramikgehäuse<br />
mit robuster Konstruktion<br />
und misst 9x7x2,8<br />
mm 3 . Er sorgt für eine durchgängig<br />
zuverlässige Frequenzregelung<br />
in Umgebungen mit<br />
starker Stoß- und Vibrationseinwirkung.<br />
Die Beschleunigungsempfindlichkeit<br />
bis 5x10 -10 /g gewährleistet<br />
ein verbessertes Phasenrauschen<br />
bei starken Vibrationen<br />
und hoher Beschleunigung.<br />
Möglich sind Frequenzen im<br />
Bereich von 750 kHz bis 800<br />
MHz bei CMOS-, LVPECLsowie<br />
LVDS-Ausgang. Die<br />
Versorgungsspannung beträgt<br />
3,3 bzw. 5 V. Das Design beruht<br />
auf einem hochpräzisem AT-<br />
Quarz und ermöglicht eine<br />
zuverlässige und dauerhafte<br />
Frequenzleistung über einen<br />
spezifizierten Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C oder<br />
-55 bis +125 °C. Der integrierte<br />
Phasen-Jitter im Bereich von<br />
10 kHz bis 20 MHz liegt unter<br />
3 ps (RMS) bei 800 MHz. Eine<br />
Konformitätsprüfung nach der<br />
Militärnorm MIL-PRF-55310<br />
ist möglich.<br />
■ WDI AG<br />
info@wdi.ag<br />
www.wdi.ag<br />
www.quarzfinder.de<br />
42 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Bauelemente<br />
Neuartiger Lastverteilungs-<br />
Controller<br />
Linear Technology Corp. präsentierte den<br />
LTC4370, einen neuartigen Lastverteilungs-Controller<br />
mit Rückstromsperre. Der<br />
LTC4370 befreit den Entwickler von den<br />
Einschränkungen und der Komplexität herkömmlicher<br />
Lastverteilungsverfahren und<br />
bietet ihm eine einfachere, schnellere und<br />
Platz sparende Lösung für die Lastverteilung<br />
zwischen zwei Stromversorgungen.<br />
Durch sein diodenartiges Verhalten verhindert<br />
der Controller, dass eine ausgefallene<br />
Stromversorgung das gesamte System kollabieren<br />
lässt.<br />
Entwickler von Hochzuverlässigkeitssystemen<br />
verwenden oft redundante Architekturen,<br />
bei denen die Ausgänge zweier<br />
gleichartiger Stromversorgungen über<br />
Dioden parallelgeschaltet (ODER-verknüpft)<br />
sind. Sollte eine der beiden Stromversorgungen<br />
ausfallen, so übernimmt die<br />
jeweils andere die Versorgung der Last. Die<br />
Systemzuverlässigkeit erhöht sich noch<br />
weiter, wenn beide Stromversorgungen<br />
gleichzeitig arbeiten und jeweils die Hälfte<br />
des Laststroms liefern. Niedrigere Ströme<br />
bedeuten niedrigere Betriebstemperaturen;<br />
bei jeder Temperaturreduktion um 10 K verringert<br />
sich die Ausfallrate um die Hälfte.<br />
Die Stromaufteilung bringt noch weitere<br />
Vorteile mit sich: Das System erholt sich<br />
schneller von einem Netzspannungsausfall,<br />
und die Stromversorgungen können in der<br />
Nähe ihres Wirkungsgradmaximums betrieben<br />
werden. Bisherige Lastverteilungslösungen<br />
erforderten eine aktive Steuerung<br />
der Stromversorgungen über deren Trimmanschlüsse<br />
oder Regelkreise. Zudem erforderten<br />
sie einen Lastverteilungsbus und eine<br />
vom Stromversorgungstyp abhängige Stabilitätskompensation.<br />
Der LTC4370 steuert<br />
n-Kanal-MOSFETs, die jeweils in Serie mit<br />
einer der Stromversorgungen liegen. Diese<br />
MOSFETs verhalten sich wie Dioden mit<br />
variabler Durchlassspannung. Der LTC4370<br />
steuert die Durchlassspannung der MOS-<br />
FET-Dioden in der Weise, dass die Unterschiede<br />
zwischen den Ausgangsspannungen<br />
der beiden Stromversorgungen gerade ausgeglichen<br />
werden und die Ausgangsströme<br />
der beiden Stromversorgungen gleich<br />
groß sind. Zur Begrenzung der MOSFET-<br />
Verlustleistung ist der maximal zulässige<br />
Spannungsabfall über dem MOSFET über<br />
einen externen Widerstand einstellbar. Der<br />
Controller unterstützt Stromversorgungen<br />
mit Ausgangsspannungen zwischen 0 und<br />
18 V. Bei einem Ausfall einer der beiden<br />
Stromversorgungen begrenzt der schnell<br />
schaltende MOSFET den Lastspannungseinbruch<br />
und den Shoot-Through-Strom.<br />
Jeder der MOSFETs kann über einen Enable-Anschluss<br />
individuell abgeschaltet werden.<br />
Der On-Zustand wird über Status-Pins<br />
signalisiert. Diese Statussignale können<br />
beispielsweise zur Ansteuerung einer roten<br />
LED verwendet werden, die einen etwaigen<br />
Ausfall der Lastverteilung anzeigt. Die Lastverteilungsfunktion<br />
ist abschaltbar, sodass<br />
der Chip auch als ein zweikanaliger „Ideale-<br />
Diode“-Controller eingesetzt werden kann.<br />
Der LTC4370 ist für die kommerziellen und<br />
industriellen Temperaturbereiche spezifiziert<br />
und im 16-poligen DFN- (4x3 mm)<br />
oder MSOP-Gehäuse erhältlich.<br />
■ Linear Technology Corp.<br />
www.linear.com<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 43
Bauelemente<br />
Connectivity-Kit steigert Produktivität<br />
Xilinx kündigte die<br />
Verfügbarkeit des<br />
Kintex-7-FPGA-<br />
Connectivity-Kits<br />
an, mit dem man<br />
fortschrittliche serielle<br />
I/O-Designs für eine<br />
breite Palette von<br />
Anwendungen mit<br />
hoher Bandbreite<br />
kreieren kann.<br />
Xilinx ist der weltweit führende<br />
Anbieter von All-Programmable-Technologien<br />
und Bausteinen, die weit über<br />
die traditionelle programmierbare<br />
Logik hinausgehen, um<br />
sowohl die Programmierbarkeit<br />
in Hard- als auch Software<br />
sicher zu stellen, um<br />
damit digitale als auch analoge<br />
Mixed-Signal-Funktionen<br />
zu integrieren und neue<br />
Wege der programmierbaren<br />
Verbindungstechnik sowohl<br />
in monolithischen als auch<br />
Über Xilinx<br />
Das Kintex-7-FPGA-Connectivity-Kit<br />
steigert die Produktivität<br />
der Entwickler deutlich,<br />
da es ein vollständig validiertes<br />
und unterstütztes Referenzdesign<br />
enthält, das eine komplette PCIe-<br />
Lösung mit einem DDR3-Subsystem<br />
integriert, was sowohl die<br />
HDL als auch den kompletten<br />
Software-Stack einschließt.<br />
Dieses besonders optimierte<br />
Referenzdesign kann in Produktionssystemen<br />
eingesetzt werden<br />
oder als erprobte Basis für Modifikationen<br />
durch die Anwender,<br />
3D-ICs mit mehreren Chips<br />
zu erschließen. Die Produkte<br />
des Unternehmens sind eng<br />
mit den Entwicklungsumgebungen<br />
der nächsten Generation<br />
und IP gekoppelt, um<br />
eine breite Palette an Kundenbedürfnissen<br />
zu befriedigen,<br />
angefangen bei programmierbarer<br />
Logik bis hin<br />
zur Integration von programmierbaren<br />
Systemen.<br />
Weitere Informationen finden<br />
Sie unter www.xilinx.com.<br />
was die Zeitspanne zur Markteinführung<br />
signifikant verkürzt.<br />
Umfangreiche Entwicklungsumgebung<br />
Das Kintex-7-Connectivity-<br />
Kit ist eine umfangreiche Entwicklungsumgebung,<br />
die ein<br />
20-GBit/s-Targeted-Reference-<br />
Design enthält, um sofort mit der<br />
Applikationsentwicklung starten<br />
zu können. Das Referenzdesign<br />
integriert die 12,5-GBit/s-<br />
GTX-Transceiver des Kintex-7-Bausteins<br />
und PCIe x 8<br />
Gen2 Hard-Block mit einem<br />
Hochleistungs-10G-DMA-IP-<br />
Core von Northwest Logic,<br />
zweifach-10G-Ethernet-Links,<br />
die ein 10GBASE-R-PHY-<br />
Interface nutzen, einen virtuelle<br />
FIFO-Speichercontroller, der die<br />
Schnittstelle zu einem externen<br />
DDR3-Speicher darstellt und<br />
den AMBA-AXI4-Standard<br />
(Advanced eXtensible Interface<br />
4) unterstützt.<br />
Hochleistungslösung<br />
für Applikationen mit<br />
hoher Bandbreite<br />
Das Referenzdesign versorgt die<br />
Entwickler mit einer Hochleistungslösung<br />
für Applikationen<br />
mit hoher Bandbreite. Ebenfalls<br />
geliefert werden die Software-<br />
Treiber, Treiber-Quellcode und<br />
eine GUI, um es dem Anwender<br />
zu erlauben, das Design schneller<br />
zu bedienen und zu evaluieren.<br />
Das Kit selbst besteht aus einem<br />
Kintex-7-FPGA-Basis-Board<br />
KC705 mit einer schnellen<br />
FMC-Tochterkarte von Faster<br />
Technology, die bis zu vier<br />
10-GBit/s-SFP+-Schnittstellen<br />
bietet. Zwei von ihnen werden<br />
in der TRD genutzt, um den<br />
Entwicklern ein Beispiel aus<br />
der realen Welt zu geben, als<br />
Referenz für ihre schnellen seriellen<br />
I/O-Designs der nächsten<br />
Generation.<br />
Die 28-nm-Kintex-7-Familie ist<br />
auf extrem niedrige Verlustleistung<br />
getrimmt, kostet im Vergleich<br />
zur vorigen FPGA-Generation<br />
nur halb so viel und verbraucht<br />
nur die Hälfte an Strom.<br />
Kintex-7-FPGAs bieten eine sehr<br />
hohe Logikdichte und bis zu 32<br />
Hochleistungs-GTX-Transceiver<br />
mit bis zu 12,5-GBit/s Übertragungsrate<br />
und einer seriellen<br />
Spitzenbandbreite von 800<br />
Gbit/s.<br />
■ Xilinx<br />
www.xilinx.com<br />
44 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
Bauelemente<br />
Hermetisch dichter<br />
High Gain Mixer mit<br />
hoher Bandbreite<br />
Der MRA-42+ (LO Power +7<br />
dBm) ist für den Frequenzbereich<br />
von 1000 bis 4200 MHz<br />
ausgelegt und kann im Temperaturbereich<br />
von –55 °C bis 125 °C<br />
betrieben werden. Die maximale<br />
HF-Eingangsleistung beträgt<br />
50 mW, die DC-Spannung 5<br />
V. Der MRA-42+ kombiniert<br />
einen Doppelbalance-Mischer<br />
mit einem sehr rauscharmen ZF-<br />
Verstärker, und kann als aktiver<br />
Mischer mit hoher Verstärkung<br />
im Bereich von 1000 bis 4200<br />
MHz sehr effizient eingesetzt<br />
werden. Die MRA-Serie bietet<br />
dem Designer wegen ihrer<br />
sehr geringen Abmesssungen<br />
die Möglichkeit, zusätzliche<br />
Komponenten wie z.B. Filter,<br />
Abschwächer, Schalter etc. einzubauen,<br />
je nach Bedarf. Die<br />
Schottky-Diode und der MMIC-<br />
Verstärker werden auf ein mehrschichtiges,<br />
integriertes LTCC-<br />
Substrat geklebt, und unter<br />
einer kontrollierten Stickstoffatmosphäre<br />
mit einem mit Gold<br />
überzogenem Deckel und eutektischem<br />
Au-Sn-Lötmittel abgedichtet.<br />
Diese sehr kompakten<br />
aktiven Mischer werden nach<br />
Mil-Anforderungen auf größere<br />
und kleine Lecks, Wärmeschock,<br />
Vibration, Beschleunigung und<br />
mechanischen Schlag getestet.<br />
Einige wichtige Merkmale:<br />
• Große Bandbreite: 1000 bis<br />
4200 MHz<br />
• Hohe Mischverstärkung: typ.<br />
11,5 dB<br />
• LR-Entkopplung: 35 dB typ.<br />
• Doppel-Balance LTCC-<br />
Mischer<br />
• niedrige Kosten<br />
• geringe Abmessungen: .300“<br />
x.250“ x.060“<br />
• keramisches, hermetisches,<br />
mit Stickstoff gefülltes<br />
Gehäuse<br />
Anwendungen: zellular, PCN,<br />
WCDMA, Radar, Kommunikation<br />
Monolithischer<br />
Verstärker mit flachem<br />
Verstärkungsverlauf<br />
und hohem IP3<br />
Der CMA-62+ ist ein RoHSkonformer<br />
Breitbandverstärker<br />
in HBT-Technologie, der<br />
einen sehr flachen Frequenzgang<br />
über einen großen Frequenzbereich<br />
aufweist, bei gleichzeitig<br />
hohem IP3. Eingangs- und Ausgangsrückflussdämpfung<br />
sind<br />
sehr groß, so dass keine externe<br />
Anpassung erforderlich ist. Der<br />
MMIC-Verstärker wird auf ein<br />
integriertes LTCC-Multilayer-<br />
Substrat geklebt und dann unter<br />
einer kontrollierten Schutzatmosphäre<br />
luftdicht mit einem mit<br />
Gold überzogenen Deckel und<br />
eutektischem AuSn-Lötmittel<br />
verschlossen.<br />
Einige wichtige Merkmale::<br />
• Breitbandig: 0,01 bis 6,0<br />
Gigahertz<br />
• Sehr hohe Verstärkung bei<br />
flachem Frequenzgang: 15<br />
dB ±0.8 dB von 50 bis 6000<br />
MHz bzw. ±0.20 dB über 700<br />
bis 2700 MHz<br />
• Hoher IP3: 39 dBm typisch<br />
bei 0,05 Gigahertz, 37 dBm<br />
typisch bei 0,8 Gigahertz<br />
• Keine externen Abgleich-<br />
Komponenten benötigt<br />
• Eingangs- und Ausgangsrückflussdämpfung<br />
von 10 - 23 dB<br />
bis zu 3 Gigahertz, ohne dass<br />
externe Komponenten zum<br />
Abgleich benötigt werden<br />
8-Wege/0°-Koaxial-<br />
Leistungs-Teiler/<br />
Kombinierer für 600 bis<br />
3600 MHz<br />
Der ZB8PD-362+ ist für 50 Ohm<br />
Anpassung ausgelegt und überstreicht<br />
ein weites Frequenzband.<br />
Er kann im Temperaturbereich<br />
von –55 °C bis 100 °C<br />
betrieben werden und verträgt<br />
als Teiler eine maximale Eingangsleistung<br />
von 10 W. Die<br />
maximale interne Verlustleistung<br />
liegt bei 0.875.<br />
Einige wichtige Merkmale:<br />
• breitbandig: 600 bis 3600 MHz<br />
• niedriger Einfügungsverlust:<br />
typ. 1,0 dB<br />
• gute Entkopplung: 25 dB typ.<br />
• robustes, abgeschirmtes<br />
Gehäuse<br />
Anwendungen: WiMax, LTE,<br />
WCDMA, Zellulare Infrastruktur<br />
Ultrarauscharmer,<br />
monolithischer Verstärker<br />
mit hohem IP3<br />
Der PMA2-252LN+ von Mini-<br />
Circuits ist ein E-PHEMT-Verstärker<br />
für 1,5 bis 2,5 Gigahertz.<br />
Seine Kombination von niedrigem<br />
Rauschen und hohem IP3<br />
macht diesen Verstärker ideal<br />
geeignet für Anwendungen in<br />
empfindlichen Empfängern. Der<br />
Verstärker arbeitet mit 3 bis 4 V<br />
Betriebsspannung.<br />
Einige wichtige Merkmale:<br />
• Ultra Low Noise Design, 0,8<br />
dB bei 1,8 Gigahertz<br />
• Hoher IP3, +30 dBm bei 1,8<br />
Gigahertz<br />
• einstellbarer Strom zwischen<br />
25 bis 80 mA<br />
• 8-pin-MCLP Package mit<br />
Abmessungen von 2 mm x<br />
2 mm<br />
• Maximale Eingangsleistung<br />
+27 dBm<br />
• Hohe Zuverlässigkeit<br />
Koaxialer Leistungs-<br />
Teiler/Kombinierer<br />
Der ZF3RSC-542+ ist ein ohmscher<br />
3-Wege-0°-Teiler, der von<br />
DC bis 5400 MHz eingesetzt<br />
werden kann. Das Bauelement<br />
ist für den Betriebstemperaturbereich<br />
von –40 °C bis 85<br />
°C geeignet, verträgt als Teiler<br />
eine maximale Eingangsleistung<br />
von 0.1 W und hat eine interne<br />
Verlustleistung von 0.386 W<br />
maximal.<br />
Einige wichtige Merkmale:<br />
• sehr breitbandig: DC bis 5400<br />
MHz<br />
• flacher Frequenzgang von typ.<br />
0.38 dB.<br />
• robustes, abgeschirmtes<br />
Gehäuse<br />
• geringe Kosten<br />
■ Mini Circuits<br />
www.minicircuits.com<br />
5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) ,<br />
/ > 0<br />
M M M I A = JH @ A<br />
5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) , / > 0<br />
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B H<br />
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hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 45
Test & Measurement<br />
Cost-Effective Millimeter-Wave Signal Analysis Solution<br />
Agilent Technologies Inc.<br />
announced that its EXA signal<br />
analyzer is now the industry‘s<br />
most cost-effective millimeterwave<br />
signal analyzer, covering<br />
frequencies up to 44 GHz. With<br />
external mixing, it can cover up<br />
to 325 GHz. The result is easier,<br />
more accurate millimeter-wave<br />
measurements.<br />
The need to test and operate<br />
systems in the millimeter-wave<br />
range continues today. Additionally,<br />
the growing demand for<br />
higher resolution radar, imaging<br />
and sensor systems, along<br />
with multi-gigabit wireless and<br />
fiber data communications, has<br />
fostered increasing interest in<br />
high-frequency components<br />
and systems. The EXA‘s extended<br />
capabilities and enhanced<br />
performance in millimeterwave<br />
measurements effectively<br />
address this need, while offering<br />
a lower-cost alternative.<br />
Like other Agilent X-Series signal<br />
analyzers, the EXA is versatile,<br />
expandable, offers the<br />
broadest set of measurement<br />
applications, and can be easily<br />
upgraded. In addition, its portability<br />
versus the PXA signal<br />
analyzer (16 kg versus 22 kg)<br />
makes it ideal for millimeterwave<br />
applications in aerospace/<br />
defense and wireless communications<br />
backhaul.<br />
The EXA‘s exceptional sensitivity<br />
(< -140 dBm/Hz across the<br />
V-band with Agilent‘s smart harmonic<br />
mixers) enables accurate<br />
measurement of spurs and harmonics.<br />
Along with its excellent<br />
phase-noise performance (-106<br />
dBc/Hz typical at 10 kHz offset,<br />
1 GHz carrier), the EXA is able<br />
to meet tighter regulations and<br />
test requirements for millimeterwave<br />
device design and performance<br />
verification.<br />
The EXA is a member of the<br />
Agilent X-Series signal analyzers,<br />
with frequency coverage<br />
from 10 Hz to 44 GHz. The<br />
X-Series is an evolutionary<br />
approach to signal analysis that<br />
spans instruments, measurements<br />
and software, including<br />
more than 25 industry-leading<br />
measurement applications that<br />
cover cellular communication,<br />
wireless connectivity, digital<br />
video and other purposes.<br />
■ Agilent<br />
www.agilent.com<br />
Bluetooth Low-Energy RF Test Option for Wireless Connectivity Test Set<br />
Agilent Technologies Inc.<br />
announced a Bluetooth lowenergy<br />
test as an option on the<br />
N4010A wireless connectivity<br />
test set for device and module<br />
makers.<br />
The Agilent N4010A test set<br />
with the new Bluetooth lowenergy<br />
Tx/Rx option gives<br />
manufacturers and design houses<br />
reliable and efficient test<br />
solutions for Bluetooth lowenergy<br />
applications. The new<br />
test solution helps speed product<br />
development and accelerate<br />
the time to volume production.<br />
Bluetooth low-energy technology<br />
enables long operational<br />
life with minimal power<br />
consumption for applications<br />
such as mobile communications,<br />
sports and fitness, health<br />
care, security, and home entertainment.<br />
The N4010A wireless connectivity<br />
test set for Bluetooth lowenergy<br />
delivers:<br />
- A versatile, multiformat,<br />
one-box test set designed for<br />
Bluetooth, WLAN a/b/g/n and<br />
Zigbee applications. (It covers<br />
product lifecycle from development<br />
and integration through<br />
to production, delivering the<br />
lowest cost of ownership in<br />
one single-box solution.)<br />
- The new Option 109 supports<br />
nonsignaling Bluetooth<br />
low-energy Tx/Rx testing in<br />
external PC-hosted software<br />
for both single-mode and dualmode<br />
Bluetooth low-energy<br />
applications.<br />
- Low-cost and efficient testing<br />
of the evolving Bluetooth<br />
devices and modules covering<br />
Bluetooth 1.1, 1.2, 2.0+ EDR,<br />
Bluetooth audio and Bluetooth<br />
low energy. (The Bluetooth<br />
low-energy Tx/Rx option complies<br />
with the latest Bluetooth<br />
4.0 core specification for RF<br />
test requirements.)<br />
■ Agilent<br />
www.agilent.com<br />
46 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
RF & Wireless<br />
Test & Measurement<br />
RFMW Announces USB<br />
Controlled Phase Shifter<br />
from Telemakus, LLC<br />
Wireless<br />
LPRS Fortronic<br />
Update<br />
Rick Winscott of US company Quilix has<br />
married together two ‚easy‘ technologies<br />
by developing an Arduino ‚shield‘ for the<br />
LPRS „easyRadio Advanced“ low power<br />
radio modules.<br />
Arduino is an open-source electronics prototyping<br />
platform based on flexible, easyto-use<br />
hardware and software. It‘s intended<br />
for artists, designers, hobbyists, and anyone<br />
interested in creating interactive objects or<br />
environments. More on Arduino on http://<br />
www.arduino.cc/<br />
Winscott comments on easyRadio „All you<br />
need is power, ground, and two serial-capable<br />
pins and you have reliable bi-directional<br />
communication between microcontrollers,<br />
desktops, laptops, or whatever. No frustrations<br />
over pairing, and no twiddles with<br />
configuration. I haven‘t seen anything like<br />
this product in the States.“<br />
In combination with the Arduino platform<br />
remote sense and control applications can<br />
now be developed and tested with great<br />
ease and speed. David Schmider, Technical<br />
Director at LPRS comments - „this really<br />
RFMW, Ltd. announces application and<br />
sales support for the Telemakus TEP8000-6<br />
RF, digital phase shifter. This laboratory<br />
quality phase shifter has a minimum phase<br />
range of 360 degrees with 12-bit, 0.25 degree<br />
resolution and operates over the bandwidth<br />
of 4 to 8 GHz. Maximum RF input for linear<br />
operation is +10 dBm. Typical insertion<br />
loss through the TEP8000-6 is only 5 dB.<br />
When coupled with the TEA8000-6 USB<br />
controlled RF attenuator, a gain and phase<br />
control system can be created. Applications<br />
include phased array antenna testing. Weighing<br />
less than an ounce each, Telemakus test<br />
devices represent the latest technology in<br />
low cost, transportable test equipment. Each<br />
unit‘s graphical user interface (GUI) is resident<br />
in on-board Flash memory making them<br />
„plug and play“ for Window‘s* based PCs.<br />
■ Telemakus, LLC Stocking Distributor<br />
RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
New USB Controlled Digital<br />
Attenuators Offer Input<br />
Power Up to 2 W<br />
Vaunix Technology Corporation has<br />
announced the addition of three new models<br />
to their family of LDA Series Digital Attenuators.<br />
This product family now offers attenuators<br />
with up to 90 dB of programmable<br />
attenuation through 6 GHz.<br />
The LDA-302P-H, LDA-302P-1 and LDA-<br />
302P-2 all have input power of up to 2 W and<br />
frequency coverage of 10 to 3000 MHz. All<br />
units are powered and controlled by connection<br />
to a PC or self-powered USB hub, and<br />
highlights the point of easyRadio, a simple<br />
to use RF link that removes the headache<br />
of writing configuration software“<br />
In addition to manufacturing the highly<br />
successful easyRadio Advanced (eRA)<br />
wireless modules in the UK, the full LPRS<br />
product range now includes, narrow band<br />
are programmable for fixed attenuation or<br />
swept attenuation ramps directly from the<br />
included graphical user interface software.<br />
Easily programmable for ATE applications,<br />
the LDA Digital Attenuators can also<br />
be used in WiMAX, 3G, 4G, LTE, DVB<br />
Fading Simulators, and engineering and<br />
production test labs.<br />
■ Vaunix<br />
www.vaunix.com<br />
long range wireless modules from CDP, the<br />
IQRF range of wireless networking components,<br />
the IQVC range of visual control<br />
panels together with antenna, wireless key<br />
fobs and a wide range of sensor products.<br />
■ LPRS<br />
www.lprs.co.uk<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 47
RF & Wireless<br />
Wireless<br />
Unique Wi-Fi ANT+ bridge can collect and send wireless<br />
sensor data to Internet<br />
„ANT+ wireless sensors are<br />
usually only designed to communicate<br />
out to about 3 m so<br />
have traditionally had to be tied<br />
to some kind of hub device such<br />
as a sports watch or USB stick to<br />
collect data,“ explains Joe Tretter,<br />
VP of Engineering at North<br />
Pole Engineering. „With the<br />
WASP you can move that ANT+<br />
data straight to the Internet or<br />
some other end-point - such as<br />
a smartphone or tablet - using a<br />
low-cost Wi-Fi network.“<br />
In operation the WASP is easy<br />
to use and highly robust. It has<br />
a single (screen) button on its<br />
OEM-brandable interface that<br />
users push to join a pre-configured<br />
Wi-Fi network and if for<br />
any reason the WASP can‘t join<br />
that network (a possible scenario<br />
in real-world operating environments)<br />
- they simply push<br />
the button again to instruct the<br />
WASP to create its own Wi-Fi<br />
network. It will then receive data<br />
automatically from any ANT+<br />
device within the vicinity and<br />
send that to the Internet. And if<br />
it can‘t connect (another realworld<br />
possibility) it will store<br />
the data within its 16-MB internal<br />
memory and transmit it once<br />
it regains Internet access.<br />
■ North Pole Engineering<br />
www.npe-inc.com<br />
Nordic ANT wireless<br />
connectivity<br />
tinyurl.com/NordicANT<br />
Nordic Semiconductor ASA<br />
announced that a unique Nordic<br />
nRF24AP2-based Wi-Fi to<br />
ANT+ bridge gateway device<br />
has been developed by U.S.<br />
electrical engineering specialist<br />
North Pole Engineering. The<br />
device allows wireless data from<br />
more than 60 ANT+ sensors to be<br />
recorded, analyzed, and uploaded<br />
to the Internet via Wi-Fi for<br />
the first time in applications such<br />
as group gym classes (e.g. indoor<br />
cycling, rowing, and aerobics),<br />
team sports, and remote health<br />
monitoring.<br />
Available now and called the<br />
‚WASP‘, this portable Wi-Fi<br />
ANT+ bridge employs a classleading<br />
Nordic nRF24AP2-8CH<br />
8-channel ANT Connectivity IC<br />
(integrated circuit or ‚chip‘) and<br />
essentially receives data from<br />
connected ANT+ devices at up<br />
to 1Mbps and translates the data<br />
into Wi-Fi packets, making it<br />
available to any Wi-Fi (IEEE<br />
802.11 b/g/n) connected device.<br />
The WASP can also create its<br />
own 11 Mbps Wi-Fi network and<br />
so can be used outdoors powered<br />
by an internal rechargeable<br />
lithium-ion battery for up to<br />
6-hours even in its most powerhungry<br />
continuous scan mode.<br />
AR‘s family of 1 - 2.5 GHz Microwave Amplifiers designed to<br />
provide an alternative to TWTAs<br />
AR RF/Microwave Instrumentation has introduced<br />
a line of solid-state microwave amplifiers<br />
that can offer an alternative solution to<br />
Traveling Wave Tube Amplifiers (TWTAs) and<br />
provide additional benefits to users.<br />
Models 100S1G2z5 (100 watts), 250S1G2z5<br />
(250 watts) and 500S1G2z5 (500 watts) each<br />
cover the 1 - 2.5 GHz frequency range. Their<br />
cost and size is equivalent to TWTAs, but these<br />
new amplifiers also provide superior linearity,<br />
harmonic suppression, lower noise level, superior<br />
mismatch tolerance, and 100% rated power<br />
to any load. All of which adds up to better value<br />
and a reduced cost of ownership.<br />
The new family of amplifiers is ideal for EMC/<br />
EMI, wireless, communication, multi-tone testing,<br />
radar, and research applications, as well as<br />
Software<br />
for those test applications where low distortion<br />
modulation envelopes are desired.<br />
■ AR RF/Microwave Instrumentation<br />
www.arworld.us<br />
New release of the free Analog Devices<br />
SPICE Simulation Tool<br />
Analog Devices, Inc. announced a new release of<br />
the NI Multisim Component Evaluator - Analog<br />
Devices Edition. In collaboration with National<br />
Instruments the new version of the free tool adds<br />
features and functionality to provide engineers<br />
with an easy-to-use environment for the simulation<br />
of linear circuits using ADI components.<br />
The new release of the Multisim - ADI Edition<br />
includes more than 870 models of ADI‘s linear<br />
components. By pairing these components with<br />
intuitive simulation features and SPICE analyses,<br />
engineers can now visualise and evaluate linear<br />
performance, making this critical step of circuit<br />
design easier, faster and far more productive. The<br />
free component evaluation tool is available for<br />
download on ADI‘s website at http://www.analog.com/multisim.<br />
■ Analog Devices, www.analog.com<br />
48 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
RF & Wireless<br />
Software<br />
CST and Nuhertz present new filter design flow<br />
Filter design is a challenging<br />
task in electrical engineering<br />
that can be greatly simplified<br />
by the use of filter synthesis<br />
tools such as FilterSolutions<br />
by Nuhertz. FilterSolutions<br />
provides instant, accurate filter<br />
designs in various media including<br />
Distributed Line, Lumped<br />
Element, Digital and Active filters.<br />
Users are presented initially<br />
with a set of solutions that<br />
meet the transfer functions of<br />
the filter circuit. The designer<br />
can then select the most appropriate<br />
function, taking the required<br />
design characteristics such<br />
as size, materials or layout<br />
limitations into consideration.<br />
The real-world calculation of<br />
parasitic responses can also be<br />
considered.<br />
However, if a distributed filter<br />
design is considered, the analysis<br />
in FilterSolutions may not<br />
be sufficient to take 3-Dimensional<br />
elements and arbitrary<br />
coupling effects into account.<br />
The employment of a 3D electromagnetic<br />
field simulator is<br />
often required. CST and Nuhertz<br />
now provide a solution which<br />
enables users of FilterSolutions<br />
software to export their<br />
results directly into CST STU-<br />
DIO SUITE. Prior to exporting<br />
the Nuhertz filter design to CST<br />
STUDIO SUITE, the user is<br />
able to manipulate the pole and<br />
zero crossings of the filter. The<br />
design, including parameterization,<br />
is then transferred to<br />
CST DESIGN STUDIO where<br />
a block schematic representation<br />
is automatically produced as the<br />
basis of an automatically created<br />
3D model. Using the new<br />
CST MICROWAVE STUDIO<br />
Method of Moments based multilayer<br />
solver a fast and accurate<br />
3D analysis of the filter can be<br />
performed.<br />
System assembly and modeling<br />
(SAM), introduced with<br />
CST STUDIO SUITE <strong>2012</strong>,<br />
helps users to add other 3D elements,<br />
such as connectors and<br />
housings, to the filter design,<br />
and facilitates the management<br />
and overall optimization of the<br />
complete design.<br />
About Nuhertz<br />
Nuhertz Technologies, LLC is<br />
the creator of design software<br />
for low and high frequency<br />
filter synthesis and analysis.<br />
FilterSolutions, a CAE program<br />
used to design and analyze<br />
filter networks, includes<br />
capability for the synthesis of<br />
digital filters, analog filters<br />
at arbitrarily low frequencies,<br />
and distributed element<br />
filters at RF and microwave<br />
frequencies.FilterSolutions<br />
software can instantly compute<br />
microstrip or stripline<br />
geometries to build distributed<br />
element networks from<br />
user-defined S- or G-transfer<br />
function values. Nuhertz<br />
also provides analysis tools to<br />
account for custom modifications<br />
and real-world parasitic<br />
effects. Engineers looking for<br />
active, passive and digital-filter<br />
designs will find this tool<br />
to be very helpful for lowpass,<br />
highpass, bandpass and bandreject<br />
filters.<br />
■ Nuhertz<br />
www.nuhertz.com<br />
A narrated video describing<br />
the design verification of a<br />
Ring Resonator filter, designed<br />
in FILTERSOLUTIONS,<br />
and then exported into CST<br />
STUDIO SUITE, is available<br />
on the Nuhertz Technologies<br />
homepage, and can be viewed<br />
at http://www.nuhertz.tv/videos/<br />
CST%20Studio%20Suite%20<br />
RingRes_controller.swf.<br />
■ CST<br />
http://www.cst.com<br />
CST Pushes Boundaries for Model Complexity<br />
There is an increasing need to model ever<br />
more complex devices more realistically.<br />
This helps avoid additional cost and time<br />
intensive prototyping cycles but can put a<br />
great strain on computational resources.<br />
The memory efficiency and the robustness<br />
of explicit time domain methods<br />
and the accuracy of the Perfect Boundary<br />
Approximation (PBA) have established<br />
the CST MICROWAVE STUDIO (CST<br />
MWS) transient solver at the forefront of<br />
large and detail rich electromagnetic field<br />
simulation. The upcoming release of CST<br />
MWS will now allow users to leave the<br />
2 billion meshcell (more than 20 billion<br />
unknowns) limit behind them. By employing<br />
cluster computing, through a message<br />
passing interface (MPI) implementation,<br />
in combination with cutting edge Graphics<br />
Processing Unit (GPU) computing, CST<br />
MWS enables customers to tackle simulations<br />
of this size within a reasonable<br />
time frame.<br />
CST develops and markets high performance<br />
software for the simulation of electromagnetic<br />
fields in all frequency bands.<br />
Its success is based on the implementation<br />
of leading edge technology in a userfriendly<br />
interface. CST’s customers are<br />
market leaders in industries as diverse as<br />
Telecommunications, Defense, Automotive,<br />
Electronics, and Medical Equipment.<br />
Today CST employs 190 sales, development,<br />
and support personnel, and enjoys<br />
a leading position in the high frequency<br />
3D EM simulation market.<br />
CST STUDIO SUITE is the culmination of<br />
many years of research and development<br />
into the most accurate and efficient computational<br />
solutions for electromagnetic<br />
designs. It comprises CST’s tools for the<br />
design and optimization of devices operating<br />
in a wide range of frequencies - static<br />
to optical. Analyses may include thermal<br />
and mechanical effects, as well as circuit<br />
simulation. CST STUDIO SUITE benefits<br />
from an integrated design environment<br />
which gives access to the entire range of<br />
solver technology. System assembly and<br />
modeling facilitates multi-physics and cosimulation<br />
as well as the management of<br />
entire electromagnetic systems. CST STU-<br />
DIO SUITE can offer considerable product<br />
to market advantages such as shorter<br />
development cycles, virtual prototyping<br />
before physical trials, and optimization<br />
instead of experimentation.<br />
■ CST<br />
www.cst.com<br />
hf-praxis 9/<strong>2012</strong> 49
RF & Wireless<br />
Software<br />
Breakthroughs in Power<br />
Amplifier Module Design<br />
Agilent Technologies Inc. unveiled<br />
new technologies and breakthroughs<br />
for RF power amplifier design. These<br />
capabilities and more will be part of<br />
the next major release of Agilent‘s flagship<br />
Advanced Design System. Agilent<br />
demonstrated ADS <strong>2012</strong>-along with a<br />
range of solutions for everything from<br />
circuit-level modeling through system<br />
verification for general RF, microwave,<br />
4G communications, and aerospace/<br />
defense applications at IMS <strong>2012</strong>/IEEE<br />
MTT-S in Montréal, Canada. Agilent‘s<br />
new technologies and breakthroughs<br />
for RF power amplifier design include:<br />
- Side-by-side finite element method<br />
electromagnetic simulation of different<br />
technologies to analyze electromagnetic<br />
interactions between ICs and interconnects,<br />
wire bond and flip-chip solder<br />
bumps in typical multichip RF power<br />
amplifier modules.<br />
- Model support for the new artificial<br />
neural network-based Agilent<br />
NeuroFET model, extracted by Agilent<br />
EEsof‘s IC-CAP device modeling<br />
software, which enables more accurate<br />
FET modeling and simulation results<br />
(for high-power GaN FET amplifiers,<br />
for example).<br />
- Improved integration with Electromagnetic<br />
Professional software. Threedimensional<br />
EM components from<br />
EMPro can now be saved as database<br />
cells for use directly in ADS.<br />
- The immediate beta release of the<br />
new ADS electro-thermal simulator to<br />
select customers. Based on a full 3-D<br />
thermal solver natively integrated into<br />
ADS, this new capability incorporates<br />
dynamic temperature effects to improve<br />
accuracy in „thermally aware“ circuit<br />
simulation results.<br />
- Enhancements to the ADS Load Pull<br />
DesignGuide, such as adding mismatch<br />
simulation to indicate device or<br />
amplifier sensitivity to load VSWR or<br />
phase angle.<br />
- Enhancements to the Amplifier DesignGuide,<br />
including extensive updates<br />
that make it easy to see amplifier performance<br />
at a specific output power or<br />
a specific amount of gain compression.<br />
■ Agilent<br />
www.agilent.com<br />
Products<br />
Euroquartz launches new oscillators for<br />
low cost EMI reduction<br />
Frequency control specialist, Euroquartz<br />
has introduced a new range of low EMI<br />
oscillators that are a ‘drop-in’ replacement<br />
for standard clock oscillators. The new<br />
low EMI oscillator range offers a low-cost<br />
solution to expensive EMI problems. The<br />
oscillators are ideal for use in a wide range<br />
of applications and provide an ideal solution<br />
to EMI by approaching the problem at<br />
source – the system clock oscillator. The<br />
low EMI oscillators, designated HM572<br />
‘N’ series, use spread spectrum (dithered)<br />
techniques to reduce EMI emissions from the<br />
oscillator by 8 to 15 dB. In most electronic<br />
systems, the principal cause of EMI is the<br />
system clock so it makes sense to reduce this<br />
at source rather than relying on traditional<br />
methods of patching up systems with ferrite<br />
beads, ground planes, metal shielding and<br />
similar costly additions. Spread spectrum<br />
technology spreads the mode energy over<br />
a wider bandwidth<br />
and, as the low<br />
EMI oscillator<br />
spread spectrum<br />
technique operates<br />
in the kHz region,<br />
the process is<br />
transparent to the<br />
oscillator operating<br />
frequency.<br />
T h e l o w E M I<br />
oscillators are<br />
housed in standard<br />
7 x 5 x 1.4 mm<br />
surface mount<br />
packages and are<br />
a direct ‘drop in’<br />
replacement for<br />
standard oscillators,<br />
providing<br />
the shortest and<br />
lowest-cost route<br />
t o s o l v e E M I<br />
problems. The<br />
a v a i l a b l e f r e -<br />
quency range is<br />
from 8 to 128 MHz<br />
and specifications<br />
include a choice<br />
of spread type and<br />
modulation depth.<br />
The modulation<br />
carrier frequency<br />
varies from 31.25<br />
kHz minimum<br />
to 62.5 kHz maximum dependent upon<br />
operating frequency and the specification<br />
required. Frequency stability is from<br />
±25ppm to ±100ppm over both commercial<br />
(0 to 70 °C) and industrial (-40 to +85 °C)<br />
temperature ranges. Euroquartz HM572N<br />
series oscillators are RoHS compliant and<br />
are ideal for a wide range of applications<br />
including printers and multi-function<br />
devices, digital copiers, PDAs, networking,<br />
LAN/WAN, routers, computer storage<br />
systems (CD-ROM, VCD, DVD, HDD),<br />
scanners, modems, projectors, embedded<br />
systems, musical instruments, automotive<br />
electronics, GPS car navigation systems,<br />
LCD PC monitors and LED TVs, ADSL,<br />
PCMCIA equipment, still digital cameras<br />
and medical devices.<br />
■ Euroquartz Ltd<br />
www.euroquartz.co.uk<br />
50 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
RF & Wireless<br />
Skyworks Unveils Revolutionary Front-end Solution<br />
SkyOne Incorporates All Popular 2G, 3G<br />
and 4G Bands as well as Switches and Filters<br />
for an Unprecedented Level of Integration<br />
and Carrier Coverage Skyworks Solutions,<br />
Inc., an innovator of high reliability analog<br />
semiconductors enabling a broad range of<br />
end markets, today announced that it has<br />
launched a breakthrough front-end system<br />
that integrates all RF and analog content<br />
between the transceiver and antenna for<br />
simplified design within demanding next<br />
generation mobile platforms. Leveraging<br />
Skyworks' silicon integration expertise,<br />
advanced manufacturing technologies<br />
and proprietary techniques, SkyOne is the<br />
world's first semiconductor device to condense<br />
multiband power amplifiers and high<br />
throw switches along with all associated filtering,<br />
duplexing and control functionality<br />
into a single, ultra-compact package - all<br />
in less than half the area of the industry's<br />
most advanced approach. At the same time,<br />
this groundbreaking solution provides the<br />
world's best linearity and power added efficiency<br />
(PAE) for smart RF integration. As<br />
a result, SkyOne offers smartphone, tablet<br />
and ultrabook OEMs significant board<br />
space savings, ease of implementation, performance<br />
and time to market advantages.<br />
Even as radio content and complexity continue<br />
to rise, consumers are demanding<br />
increasingly thinner and lighter mobile platforms<br />
with increased talk/data access time.<br />
To meet this challenge, SkyOne optimizes<br />
performance beyond what is possible with<br />
less integrated devices and incorporates<br />
all popular 2G, 3G and 4G/LTE protocols<br />
enabling seamless global network roaming<br />
and extended battery life.SkyOne enhances<br />
the carrier connectivity experience<br />
independent of operator or region. Future<br />
devices will leverage the best of new process,<br />
circuit design and advanced interconnect<br />
technology to create further disruptive<br />
improvements in size, performance and<br />
band integration.<br />
About Skyworks‘ Family of<br />
SkyOne Front-End Solutions<br />
• 2G / 3G / 4G power amplifiers<br />
• Support for bands 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13,<br />
17 and 20<br />
• Quad band GSM/EDGE power amplifiers<br />
and filters<br />
• All associated duplexer functionality<br />
• Integrated CMOS switches and control<br />
functions<br />
• DCS/PCS Rx filters<br />
■ Skyworks Solutions, Inc.<br />
www.skyworksinc.com<br />
Sub 1.0 dB Noise Figure Amplifiers Supporting Cellular Infrastructure, Smart Energy,<br />
Public Safety Radio and other ISM Band Applications<br />
Skyworks today unveiled two new series<br />
of high performance and low power LNAs<br />
for multiple industrial, scientific, medical<br />
(ISM) bands and next generation cellular<br />
infrastructure applications. Skyworks‘<br />
newest low noise amplifiers enable enhanced<br />
wireless receiver sensitivity, wider<br />
dynamic range and a high level of design<br />
flexibility. With the addition of these latest<br />
devices, Skyworks now powers solutions<br />
with continuous coverage from 30 to 3000<br />
MHz. Various customers are already leveraging<br />
Skyworks‘ devices for power line<br />
monitoring and security systems, government<br />
radio networks, in-building wireless<br />
devices and cell signal boosters.<br />
Discrete Low Power Low Noise<br />
Amplifiers<br />
as low as 5 mA. The LNAs are manufactured<br />
in a miniature, 2 x 2 mm restriction<br />
of hazardous substances compliant, surface<br />
mount technology package.<br />
Highly Integrated Low Noise<br />
Amplifiers<br />
The SKY67215-11 (400 - 700 MHz),<br />
SKY67216-11 (500 - 1200 MHz),<br />
SKY67221-11 (1600 - 2100 MHz) and<br />
SKY67226-11 (2100 - 3000 MHz) are<br />
designed for next generation wireless<br />
infrastructure applications including femto<br />
and pico cell access points micro base stations,<br />
tower mounted amplifiers, remote<br />
radio units and in-building repeaters/cell<br />
signal boosters. These fully integrated<br />
LNAs are fully matched to 50 Ohms and<br />
require only a single, external component.<br />
The internal biasing and matching network<br />
eliminates the need for costly external<br />
components, customer tuning and greatly<br />
reduces required board space. These LNAs<br />
also greatly reduce customer design-in<br />
time and overall circuit complexity. The<br />
LNAs are manufactured in a compact, 4<br />
x 4 mm multi-chip module based restriction<br />
of hazardous substances compliant,<br />
Both new enhancement mode GaAs<br />
pHEMT based LNA families offer excellent<br />
return loss, very low noise figure<br />
(
pwrSplitsprd448revJ.indd 1
C O M P L I A N T<br />
POWER<br />
SPLITTERS<br />
COMBINERS<br />
NOW!<br />
from2 kHz to18 GHz<br />
as low as79 ¢<br />
Die größte Auswahl der Industrie:<br />
Mini-Circuits bietet Tausende The von Industry’s Power-Splitter/Combinern Largest Selection für includes Anwendungen THOUSANDS von 2<br />
kHz bis 18 GHz und of models, Leistungen from bis 2 kHz zu 300 to 18 Watt GHz, an. at Dabei up to können 300 watts Sie unter power, Koaxial-, and in<br />
Flat-pack- und SMD-Ausführungen für 50- und 75-Ohm-Anwendungen wählen.<br />
coaxial, flat-pack, and surface-mount housings for 50 and 75 Ω systems.<br />
Das Programm From 2-way umfasst through Leistungs-Splitter/Combiner-Modelle<br />
48-way designs, with 0°, 90°, or 180°<br />
mit 2 bis 48 Wegen in 0°-, 90°-, und 180°-Konfigurationen, mit hervorragender<br />
phase configurations, Mini-Circuits power splitters/combiners offer<br />
Leistung in Bezug auf Einfügungsdämpfung, VSWR sowie Amplituden- und Phasen-<br />
Unsymmetrie. Jahrzehntelange<br />
outstanding performance<br />
Erfahrungen<br />
for<br />
mit<br />
insertion<br />
verschiedenen<br />
loss, isolation,<br />
Technologien<br />
and VSWR.<br />
haben<br />
das möglich Decades gemacht, of experience von Kernen with und multiple Drähten, technologies über Stripline make und it all Halbleiter possible, bis from hin<br />
core & wire, microstrip, and stripline, to semiconductors and zu LTCC-Keramik. ceramics.<br />
Get easy-to-find, Ausführlichen detailed data Daten and und performance Leistungskurven, curves, S-parameters,<br />
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S<br />
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®<br />
U.S. Patents<br />
7739260, 7761442<br />
ISO 9001 ISO 14001 AS 9100<br />
®<br />
P.O. Box 350166, Brooklyn, New York 11235-0003 (718) 934-4500 Fax (718) 332-4661<br />
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IF/RF MICROWAVE COMPONENTS<br />
DISTRIBUTORS<br />
448 rev J<br />
5/11/12 10:42 AM
Fachliteratur/Impressum<br />
Digital Signal Processing<br />
Instant Access<br />
hf-Praxis<br />
James D. Broesch, Dag Stranneby,<br />
William Walker, Taschenbuch, Format<br />
15,2 x 1,3 x 22,9 cm, Elsevier 2008<br />
ISBN 978-0750689762, ca. 32 Euro<br />
Blick ins Buch<br />
Dieses Buch aus der „Instant-Access“-<br />
Reihe liefert einem im Bereich der Elektronik<br />
arbeitenden Ingenieur, der Geräte mit<br />
Signalverarbeitungsfunktionen entwickelt,<br />
einen raschen Einblick in die Grundlagen<br />
bzw. ermöglicht eine bequeme Auffrischung<br />
bereits vorhandener Kenntnisse. Das Buch<br />
vermittelt nicht nur die DSP-Grundlagen in<br />
komprimierter Form mit der notwendigsten<br />
Mathematik sondern befasst sich u.a. auch<br />
mit linearen Systemen, digitalen Filtern und<br />
digitaler Kompression. Zahlreiche Abbildungen,<br />
Graphiken und Tabellen sowie Tipps<br />
und Tricks für den Ingenieur, der rasch für<br />
seine Entwicklung die nötigen Informationen<br />
benötigt, runden den Inhalt ab.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
Wozu DSP?<br />
Das Analog-Digital-Interface<br />
Das allgemeine Modell der digitalen Signalverarbeitung<br />
Mathematik für DSP<br />
Transformationen<br />
Digitale Filter<br />
DSP-Applikationen<br />
Digitale Signalprozessoren<br />
ISSN 1614-743X<br />
Fachzeitschrift für HFund<br />
Mikrowellentechnik<br />
• Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
35001 Marburg, Postfach 1148<br />
Tel.: 06421/96140<br />
Fax: 06421/961423<br />
E-Mail: info@beam-verlag.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
• Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Reinhard Birchel (RB)<br />
Dipl.-Ing. Dirk Matuszczak (DM)<br />
Joachim Müller (JM)<br />
Ing. Frank Sichla (FS)<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
• Anzeigen:<br />
Frank Wege<br />
Tel.: 06421/961425<br />
Fax: 06421/961423<br />
frank.wege@beam-verlag.de<br />
• Erscheinungsweise:<br />
monatlich<br />
• Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
• Druck:<br />
Strube Druck & Medien oHG<br />
• Auslieferung:<br />
VU Verlagsunion KG<br />
Wiesbaden<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz<br />
sorgsamer Prüfung der Texte durch<br />
die Redaktion keine Haftung für<br />
deren inhaltliche Richtigkeit.<br />
Handels- und Gebrauchsnamen,<br />
sowie Warenbezeichnungen und<br />
dergleichen werden in der Zeitschrift<br />
ohne Kennzeichnungen verwendet.<br />
Dies berechtigt nicht zu der<br />
Annahme, dass diese Namen im<br />
Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu<br />
betrachten sind und von jedermann<br />
ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
54 hf-praxis 9/<strong>2012</strong>
RF- und Mikrowellen-<br />
Messtechnik neu definiert<br />
Modulare Hardware und offene Software<br />
Erhöhen Sie Geschwindigkeit, Präzision und Flexibilität Ihrer Testanwendungen<br />
im RF- und Mikrowellenbereich mit der modularen Hardware und der offenen<br />
Software von National Instruments. Im Gegensatz zu traditionellen Messgeräten,<br />
die aufgrund des technologischen Fortschritts schnell veraltet sind, setzen Sie<br />
mit der Systemdesignsoftware NI LabVIEW und NI-PXI-Hardware die aktuellsten<br />
Technologien bei PC-Bussen, Prozessoren und FPGAs ein.<br />
WIRELESS-TECHNOLOGIEN<br />
National Instruments unterstützt zahlreiche<br />
Wireless-Standards, darunter:<br />
LTE<br />
802.11a/b/g/n/ac<br />
WCDMA/HSPA/HSPA+<br />
GSM/EDGE<br />
CDMA2000/EV-DO<br />
Bluetooth<br />
>> Weitere Informationen finden Sie hier: ni.com/redefine<br />
089 7413130<br />
© <strong>2012</strong> | National Instruments, NI, ni.com und LabVIEW sind Marken der National Instruments Corporation.