2-2016

Februar 2/2016 Jahrgang 21 

HF- und 

Mikrowellentechnik 

Herausforderung 

und Chancen 

für die Distribution 

WDI, Seite 6

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Editorial 

Das Internet der Dinge braucht 

Short-Range Devices 

deckt er auch den Bereich Sicherheit 

vorbildlich ab. 

Technische Beratung und Distribution 

Das Internet der Dinge (Internet of 

Things, IoT) erobert schleichend 

unsere Haushalte und verändert 

unseren gesamten Alltag. Leistungsoptimierter 

Kurzstreckenfunk 

(Short-Range Devices) spielt 

dabei eine bedeutende Rolle. Denn 

beim heutigen und zukünftigen IoT 

geht es um mehr als um intelligente 

Computersysteme. Ziel ist es vielmehr, 

für einen komfortableren und 

sichereren Alltag der Menschen zu 

sorgen. Alltagsgegenstände sollen 

dazu miteinander vernetzt sein 

und untereinander kommunizieren. 

Ein Grundbestandteil dabei bleibt 

zwar die RFID-Technologie, von 

der einst die Idee des IoT ausging. 

Doch das moderne IoT besitzt 

smarte Devices, die auch Zustände 

erfassen und Aktionen ausführen 

können. Beispiele gefällig? Kühlschränke 

füllen selbstständig Vorräte 

wieder auf, Waschmaschinen 

arbeiten erst dann, wenn der Strom 

besonders günstig ist, das auf eine 

Verpackung gerichtete Smartphone 

zeigt, welche Lieferwege das Produkte 

hinter sich hat und woher es 

stammt, Autobatterien melden automatisch, 

dass sie leer sind, Autofahrer 

lernen per App, wie sie Sprit 

sparen können, Beleuchtung reagiert 

auf Musik oder das Wetter. Oder 

offene Fenster schließen sich nach 

Verlassen des Hauses selbständig, 

und Steckdosen schalten sich nur 

dann ein, wenn man im Raum ist. 

Im Jahr 2020 soll sich die Anzahl 

der internetfähigen Geräte verdreifacht 

haben. Viele davon werden 

auf Funktechnik basieren. Es ist 

daher kein Wunder, dass die ULE 

Alliance seit Anfang 2015 ein Zertifizierungsprogramm 

für Produkte 

anbietet, die auf dem Ultra-Low- 

Energy-Standard (ULE) basieren. 

Der Energie sparende Standard nutzt 

DECT-Frequenzen und ermöglicht 

die einfache Verknüpfung verschiedener 

Smart-Home-Komponenten 

unabhängig vom Hersteller. Dabei 

Die erforderliche Reichweite der 

Funkkommunikation im IoT beginnt 

bei wenigen Zentimeter. RFID und 

NFC (Near-Field Communication) 

leisten dies und verwenden dazu 

die induktive Kopplung. RFID- 

Transponder der neusten Generation 

verbrauchen unter 30 μW. Aktive 

NFC-Einheiten lassen sich in ein 

Mobiltelefon integrieren. So sind in 

beiden Fällen auch Reichweiten von 

mehreren Metern möglich. Leider 

können RFID und NFC infolge ihrer 

Einfachheit nicht auf den etablierten 

Internetprotokollen aufbauen. Dazu 

muss ein hochoptimiertes Funkprotokoll 

eingefügt werden. 

Anschlussfähigkeit über die letzten 

100 m stellt im Wesentlichen das 

Reichweitenextrem bei Funkübertragung 

im IoT dar. Außerhalb dieses 

Bereichs liegen nur noch wenige 

Anwendungen. Eine ganze Palette 

von Funktechnologien scheint hier 

für das IoT geeignet. Dazu gehören 

Ant+, Bluetooth, Edge, IrDA, NFC, 

WLAN/WiFi, Zigbee und Z-Wave. 

Neuere und in Entwicklung befindliche 

WPAN-Standards (Wireless 

Personal Area Networks) wie Zig- 

Bee kommen mit sehr wenig Energie 

aus – ein bedeutender Vorteil. 

Die Favoriten für die „last 100 

meters“ sind Bluetooth Low-Energy, 

IEEE 802.15.4 Devices und WLAN/ 

WiFi. Bluetooth LE weist bei richtiger 

Anwendung den geringsten 

Eigenverbrauch auf und könnte 

daher die Nummer 1 werden. Bluetooth 

LE arbeitet bidirektional auf 

2,45 GHz mit der Modulationsart 

FHSS und ist gemäß IEEE 802.15.1 

standardisiert. Viele IEEE 802.15.4 

Devices überzeugen mit dem Hauptvorteil 

der möglichen Erweiterung 

auf Router-Anwendungen. WLAN/ 

WiFi wiederum lässt sich vorteilhaft 

als drahtloses Backbone in 

Kombination mit anderen Technologien 

nutzen. WiFi arbeitet bidirektional 

auf 2,45 oder 5 GHz mit den 

Modulationsarten DSSS, FHSS und 

OFDM und ist nach IEEE 802.11 

standardisiert. 

Ing. Frank Sichla 

Redaktion hf praxis 

Wir suchen zur Verstärkung unseres 

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Inhalt 

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Zum Titelbild: 

Februar 2/2016 Jahrgang 21 

HF- und 


und Chancen 


WDI, Seite 6 


In dieser Ausgabe: 


und Chancen 


Globalisierung, das Internet allgemein 

oder IoT, die vertikalen 

Märkte, von Wireless, Automotive 

bis Wearables oder Medizintechnik, 

und die gestiegenen 

Erwartungen an einen herausragenden 

technischen Support 

beim Kunden steigern ständig 

die Anforderungen in der Elektronikbranche. 

Mehr ab Seite 6 

SRD: 

Short-Range Radio auf den Punkt gebracht 

Ein SRD ist ein hochintegriertes 

Sende-/Empfangssystem auf 

einem einzigen Chip, mit dem 

die Realisierung zahlreicher 

drahtloser Datenübertragungs- 

Applikationen gelingt. 8 

Design: 

Entwurf, Optimierung und Fertigung eines 

Ultra-Breitband- 

Empfängers 

Die vorliegende Fallstudie gibt einen 

Überblick über den Entwurf der HF- 

Schaltung und des Leiterplatten-Layouts 

eines Ultra-Breitband-HF-Empfängers. 

18 

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Quarze und Oszillatoren: 

Oszilliert Ihr schneller Operationsverstärker? 

Teil 2 

Nach der Erläuterung der Ursachen in Teil 1 gibt dieser abschließende 

Teil praktische Tipps zur Vermeidung von Oszillation und 

zur Erhöhung der Stabilität. 28 

Messtechnik: 

Benutzergenerierte Karten 

im Richtungs- und 

Interferenz-Analyzer IDA 2 

Oft ist es hilfreich, eigenes Kartenmaterial, 

Luftaufnahmen, Orthofotos oder 

Satellitenaufnahmen verwenden zu können, 

in denen die eigene Infrastruktur 

eingezeichnet ist. 38 

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4 4 

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2/2016 

Antennen: 

RF & Wireless 

Größere Reichweiten erzielen 

mit UHF- und VHF-Antennen 

Multichannel Streaming and Recording 

on Wideband Digital Receiver 48 

Zu den wichtigsten Systemkomponenten bei 

DGPS- und RTK-Anwendungen zählen nicht nur 

die Datenfunkmodule, sondern auch optimal abgestimmte 

Antennen – schließlich ermöglichen sie 

beim Empfangen und Senden der Korrekturdaten 

eine deutlich höhere Reichweite. 22 

Produkt-Portrait: 

Flexible dual-band FPC antennas for 

WiFi and ISM 49 

14-Bit-Empfänger-Subsystem 

für Direktmischung 

GaN RF Power Transistors in 10 to 200 

W Ratings 50 

Der LTM9004 von Linear Technology ist 

ein 14-Bit-Empfänger-Subsystem für direkte 

Umwandlung, das für den Einsatz als Empfänger 

hoher Linearität konzipiert wurde. 24 

Bluetooth: 

Microchip präsentiert nächste 

Bluetooth-Generation 

für Energiesparkonzepte 

Microchip hat sich auf die nächste Generation 

von Bluetooth Low Energy Lösungen (LE) eingestellt 

und präsentiert mit den Typen IS1870 und 

IS1871 zwei neue Bluetooth LE HF-ICs und mit 

dem BM70 ein neues Modul. 32 

Bluetooth Smart Controllers Transform 

Home Appliances into Smart Connected 

Devices 54 

Rubriken: 

Editorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 

Inhalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 

Titelstory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 

SRD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 

Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 

Antennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 

Produkt-Portrait . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 

Quarze und Oszillatoren . . . . . . . . . . . 28 

Baugruppen und Module . . . . . . . . . . . 31 

Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 

Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 

Elektromechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 

Bauelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 

RF & Wireless/Impressum. . . . . . . .48/54 


5

Titelstory 

Herausforderungen und Chancen für die 

Distribution 

Kein Industriezweig hat sich 

in den letzten Jahrzehnten 

so vielen Herausforderungen 

stellen müssen, wie die 

Elektronikbranche. Themen 

sind nicht nur die heute 

allgegenwärtige Globalisierung, 

das Internet allgemein oder 

IoT, die vertikalen Märkte, 

von Wireless, Automotive bis 

Wearables oder Medizintechnik, 

sondern vor allem auch die 

gestiegenen Erwartungen 

an einen herausragenden 

technischen Support beim 

Kunden. 

Foto: WDI AG, Christian Dunger, Mitglied 

des Vorstands der WDI AG 

All diesen Herausforderungen muss sich die 

Distribution jeden Tag stellen. Wie sieht ein 

Unternehmen, das im FCP-Bereich über 30 

Linien und ebenso viele im PEMCO-Bereich 

vertritt, die Marktchancen, vor allem aber 

den Nutzen der Distribution? 

Elektronik-Distribution im B2B–Bereich 

ist zweifelsohne äußerst beratungsintensiv. 

Im Mittelpunkt aller Bemühungen steht bei 

uns tagtäglich ein erlebbarer Mehrwert für 

den Entwickler und ein zusätzlicher Nutzen 

für die Performance des Kundenproduktes. 

Doch wie kann man seine Kunden in diesem 

schnelllebigen Markt auf lange Sicht 

nachhaltig binden, wie sich aus der Masse 

der Distributoren abheben? 

Kompetente technische Beratung 

Den Weg der Maximierung des Kundennutzens 

durch ausführliche, flexible und kompetente 

anwendungstechnische Beratung 

geht die WDI AG seit Jahren sehr erfolgreich. 

Mit den beiden Unternehmensbereichen 

FCP (Frequency Control Products) 

und PEMCO (Passive & Electromechanical 

Components) hat sich das Unternehmen auf 

fundierte technische Beratung und Design- 

In-Support beim Kunden spezialisiert. Ein 

gutes Beispiel für die innovative Distributionsstrategie 

ist auch das eigens entwickelte 

Online-Tool Quarzfinder, wo unter www. 

quarzfinder.de mehrere 1.000 Produkte 

von mehr als 25 Herstellern, inklusive der 

zugehörigen Spezifikationen, im pdf-Format 

hinterlegt sind. 

Stärken der Hersteller 

ausnutzen! 

Jeder Hersteller auf der Linecard der WDI 

AG verfügt über ganz spezifische und teilweise 

einmalige Fähigkeiten. Die Anzahl der 

Hersteller hilft dabei, denn nur so können 

wir uns auf die echten Kernkompetenzen 

der uns beliefernden Hersteller konzentrieren. 

Schließlich ist nicht jeder Hersteller 

mit all seinen Produkten gleich stark. Meist 

hat jeder eine klare Kernkompetenz, die oft 

nur einen sehr kleinen Teil seines Gesamtportfolios 

ausmacht. 

Daher bieten wir unterschiedliche Hersteller 

an und kombinieren die Stärken eines 

jeden Einzelnen zu einem technisch stimmigen 

und kommerziell wettbewerbsfähigen 

Gesamtportfolio. Wir haben Hersteller im 

Sortiment, die weit mehr als 200 Produkte 

anbieten und dies in einem fingerdicken 

Katalog. Eine echte technische, aber auch 

kommerzielle Kompetenz, ist jedoch vielleicht 

nur bei circa fünfzehn Produkten vor- 

6 hf-praxis 2/2016

K N O W - H O W V E R B I N D E T 

Titelstory 

EMV, WÄRME- 

ABLEITUNG UND 

ABSORPTION 

SETZEN SIE AUF 

QUALITÄT 

Maßgeschneiderte Produkte nach indi viduellen 

Vorgaben für kunden spezifische 

Anwendungen, hergestellt mittels 

modernster Technologie, stehen für 

uns im Vordergrund. 

Mehr als 25 Jahre Erfahrung, qualifizierte 

Beratung und applikative Unterstützung 

unserer Kunden sowie namhafte 

Kooperationspartner sind die Bausteine 

für unseren Erfolg. 

Zeichnungsteile 

mittels Schneidplotter 

Links und oben: Zwei typische Bilder aus dem Produktspektrum 

handen. Und nur diese fünfzehn Produkte 

interessieren uns. Das kommunizieren wir 

auch von Anfang an ganz offen gegenüber 

dem Hersteller. Es geht uns immer wieder 

darum, Kernkompetenzen zu kombinieren 

und aufeinander abzustimmen. Da es sehr 

viele Technologien im „Frequency Control“- 

Markt gibt, welche sich teilweise nur durch 

Feinheiten unterscheiden, kann man ein 

solches Konzept nicht mit zwei oder drei 

Lieferanten aufrechterhalten. 

Fokus: Support für den 

Entwickler 

Der Quarzfinder unterstützt den Entwickler, 

einen Quarz oder Oszillator entsprechend 

seiner Vorgaben und Wünsche zu finden. 

Im Fokus steht die Optimierung der üblicherweise 

zeitaufwändigen Produktsuche 

– der Quarzfinder bündelt herstellerübergreifend 

Informationen und macht Produktvorschläge. 

Die finale Auswahl des 

Produktes sowie die detaillierte Spezifikation 

übernimmt der Entwickler jedoch 

weiterhin selbst. 

Natürlich bieten wir unseren Kunden, neben 

der starken Technologiekompetenz, auch die 

üblichen Dienstleistungen eines modernen 

Distributionsunternehmens, wie etwa individuelle 

Logistikkonzepte, Konsignationsund 

Sicherheitsläger, EDI, KANBAN, JIT, 

kundenoptimierte Barcodierung sowie einen 

24-h-Programmierservice für Oszillatoren, 

aber Schnelligkeit ist nicht alles, sondern 

Grundvoraussetzung. 

Nutzen der Distribution 

Der Kunde erhält also Unterstützung, insbesondere 

im Entwicklungsumfeld bei der 

Auswahl des für ihn »richtigen« Produktes. 

Es werden baugleiche Alternativen und 

besonders gängige Spezifikationen und 

Bauformen empfohlen. Da wir in der Regel 

mit den Entwicklungsabteilungen unserer 

Kunden zu tun haben, zählt überwiegend 

die beste technische Lösung und zunächst 

weniger ein bestimmter Hersteller. Damit 

bekommt die Beratung eine höhere Objektivität, 

aufgrund der verfügbaren Herstellerbreite. 

Wenn Sie nur ein oder zwei Hersteller 

im Sortiment haben, werden Sie diese 

verkaufen (müssen), auch wenn dies in 

manchen Fällen vielleicht keine optimale 

technische oder kommerzielle Lösung für 

den Kunden darstellt. 

Firmenporträt: Was ist das 

Besondere an WDI? 

Mit über 30 Vertragslieferanten im Bereich 

„Frequency Control Products“ (Quarze & 

Oszillatoren) dokumentieren wir unser im 

europäischen Markt einzigartiges Distributions- 

und Produktkonzept. Fünf der bei WDI 

unter Vertrag stehenden Hersteller gehören 

zur weltweiten Top 15 hinsichtlich Umsatz 

und Stückzahlvolumen. 

Ergänzt wird das Portfolio durch ausgewählte, 

hochspezialisierte Hersteller weiterer 

Technologie- und Produktsegmente, wie z.B. 

für Anwendungen in Luft- und Raumfahrt, 

dem Automotive-Markt oder der Medizintechnik. 

Ein besonderes Differenzierungsmerkmal 

gegenüber der traditionellen Distribution 

ist unser sehr stark ausgeprägter 

Technik- und „Design-In“-Fokus, welcher 

uns erlaubt, Technologie auch in der Tiefe 

abzudecken, das heißt auch kundenspezifische 

Produkte für besondere Anwendungen 

oder auch gleichwertige Second-Source- 

Bauteile anzubieten. 

■ WDI AG 

www.wdi.ag 

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61231 Bad Nauheim 

T +49 (0)6032 9636-0 

F +49 (0)6032 9636-49 

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mittels Hoch leistungsstanze 

Zuschnitt 

„cut to length“ 

Herstellung 

von O-Ringen 

Zuschnitt von 

Rollenware 

Stanzteilherstellung 

mittels Swing-Beam- 

Presse 

Zuschnitt mittels 

Wasserstrahltechnik 

ELECTRONIC 

SERVICE GmbH

SRD 

Short-Range Radio auf den Punkt gebracht 

Ein Short-Range 

Radio oder Short- 

Range Device (SRD) 

ist in der Regel ein 

hochintegriertes Sende-/ 

Empfangssystem 

(Transmitter + 

Receiver = Transceiver) 

auf einem einzigen 

Chip, ein vielseitiger 

Baustein, mit dem 

die Realisierung 

zahlreicher drahtloser 

Datenübertragungs- 

Applikationen gelingt. 

Ein solches Kurzstrecken-Funksystem 

11:0 zu entwickeln, kann ein 

1/8_Inserat_4c_Layout 1 04.12.14 

anspruchsvolles Ziel sein, auf 

dessen Weg durchaus einige 

Stolpersteine und Fallen lauern. 

Dieser Beitrag bringt Grundlagen 

und will helfen, Schwierigkeiten 

zu umgehen. 

SDRs unterscheiden sich von 

anderen drahtlosen Devices, die 

etwa Bluetooth, Ultra-Wideband 

(UWB), WiFi oder ZigBee nutzen, 

durch ihre einfache Punkt- 

Komponenten und 

Systeme für HF- und zu-Punkt oder Punkt-zu-Multipunkt-Verbindung. 

Es erfolgt 


also keine Vernetzung. Dennoch 

ist eine große Zahl von Anwendungen 

möglich, s. Kasten und 

Bild 1. Bitte beachten: Auch 

die obigen vernetzten Anwendungen 

und andere werden 

manchmal unter „Short-Range“ 

Absorbierende Materialien eingeordnet. 

Übertragungsstrecken 

Ein digitales Kurzstrecken- 

Anschlüsse und Leitungen 

Funksystem wird im Wesentlichen 

durch 

Antennen/Antennensysteme 

EMV-Messzubehör 

Frequenzquellen 

• Funkfrequenz, 

Gehäuse und Frästeile 

Komponenten 

• Übertragungsprinzip (Ein- 

Schalter und Verteilsysteme oder Zweiweg), 

Verstärker/Verstärkersysteme 

• Modulationsart, 

• Übertragungsprotokoll, 

www.telemeter.info • Antenne bzw. abgestrahlte 

Leistung, 

Wir liefern Lösungen ... 

• Stromversorgung und 

• typische Reichweite 

gekennzeichnet. Weiterhin sind 

die Kosten von hoher Bedeutung. 

Eine breite Palette von Einchip-Transmittern, 

-Sendern 

und -Empfänger wird von verschiedenen 

Herstellern angeboten, 

wie der ADF7020, dessen 

Blockschaltung unser Aufmacherbild 

zeigt. 

Wahl der Frequenz 

Die Entwicklung hin zu immer 

höheren Frequenzen ist noch 

immer zu beobachten. Sie ist 

ganz einfach durch verbesserte 

Halbleitertechnologien möglich 

geworden. Höhere Bänder bieten 

mehr Kanalkapazität und sind 

bezüglich Ausbreitung einfacher 

kalkulierbar. 

• RFID 

• Garagentüröffner 

• Auto-Türschließanlage 

• Reifendruckmessung 

• Fernthermomenter 

• drahtlose Sensor-Telemetrie 

Die ISM-Bänder (s. Kasten) tragen 

den Hauptteil des Kurzstreckenfunks. 

In der Bundesrepublik 

Deutschland gilt u.a. auch 

der Bereich 149,995...150,005 

MHz als ISM-Band. Rechtlich 

anders gestellt, aber oft mit 

einem ISM-Band verwechselt 

wird das SRD-Band von 863 

bis 870 MHz, das europaweit 

exklusiv für Funkkommunikation 

mit kurzer Reichweite reserviert 

wurde. Für den internationalen 

Einsatz gibt es daher oft 

Geräte für wahlweise 433 MHz 

(ISM-Band Region 1), 868 MHz 

(SRD-Band Europa) oder 915 

MHz (ISM-Band Region 2). 

Doch wie soll man sich entscheiden, 

ob man vielleicht im 

868/915-MHz-Bereich oder etwa 

bei 434 MHz arbeitet? Die Frequenzauswahl 

braucht Vorgaben, 

Bedingungen. Man zieht daher 

SRD – die häufigsten Applikationen 

• ferngesteuertes Spielzeug 

• Gebäudeautomation 

• Sicherheitssysteme 

• drahtloses Patienten- 

Monitoring 

• industrielle Prozesskontrolle 


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SRD 

gleiche oder ähnliche Applikationen 

heran und setzt auf die dort 

verwendeten Frequenzen. Hierbei 

sollte man nicht vergessen, 

zu prüfen, ob modernste Spielarten 

nicht schon auf höheren 

Bändern arbeiten. Die meisten 

Einchip-Transceiver in Europa 

arbeiten bei 868 MHz sowie 

in den Bändern 2,4…2,5 GHz 

und 5,7...5,8 GHz. Besonders 

im Bereich 2,4…2,5 GHz sind 

lokale WiFi-Netzwerke ebenso 

angesiedelt wie Bluetooth, 

schnurlose Telefone, ZigBee, 

Mikrowellenöfen und andere 

Anwendungen. Dieses Band 

wird allerdings weltweit benutzt. 

Die Frequenzbereiche sind in 

der Regel Funkdiensten auf 

primärer oder sekundärer Basis 

zugewiesen. Beispielsweise im 

433-MHz-ISM-Band hat Amateurfunk 

Primärstatus. Sekundäre 

Anwendungen, wie DRDs, 

haben Störungen hinzunehmen. 

Bild 2 bringt eine Impression 

vom 433-MHz-ISM-Band in 

Deutschland. Es wird nicht 

mehr für neue Geräte verwendet. 

Bild 3 zeigt die Situation im 

868/915-MHz-Bereich. 

Insbesondere wenn man speziell 

für ISM gefertigte Chips nutzt, 

ist oft keine Genehmigung oder 

Lizenz erforderlich. Das fertige 

Produkt muss allerdings den 

ISM-Regeln entsprechen. Das 

häufigste Design-Problem liegt 

in einem ungünstigen Platinen- 

Layout. Der Entwickler sollte die 

Regeln kennen, die man beim 

Entwickeln einer HF-Platine 

anwenden muss. 

Die Frequenzwahl kann sich 

auch darauf gründen, dass 

Schwierigkeiten und Einschränkungen, 

die sich bei bestimmten 

Frequenzen ergeben, umgangen 

werden. Hierzu zählen in erster 

Linie mögliche Störungen 

aus der unmittelbaren Umgebung. 

Oder die Tatsache, dass 

868-MHz-Wellen Wände besser 

durchdringen als 2,4-GHz- 

Wellen. Weiter ist die frequenzabhängige 

Freiraumdämpfung 

(Streckendämpfung) zu beachten. 

Bild 4 zeigt diese für drei 

ISM-Bänder. 

Ist eine Frequenz ins Auge 

gefasst, werden die sich daraus 

Bild 1: Marktüberblick 

ergebenden Konsequenzen 

geprüft. Hierzu gehören z.B. 

die erforderliche Versorgungsleistung 

oder die Antennengröße. 

Übertragungsprinzip 

und Modulationsart 

Oft wird nur eine Einwegkommunikation 

verlangt. Das sind 

die kleinen bekannten Anwendungen, 

wie Garagentoröffner 

oder Fahrzeugtüröffner. Demgegenüber 

wächst jedoch der 

Markt für Anwendungen mit 

Zweiwegkommunikation. Hier 

sorgen Rückmeldungen für eine 

erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit. 

Nicht selten wurden ehemalige 

Einweg-Anwendungen 

zu Zweiweganwendungen weiterentwickelt. 

Das Datenaufkommen, die Frequenz 

und die Verhältnisse auf 

der Übertragungsstrecke bestimmen 

die Modulationsart. Für die 

Analogübertragung haben sich 

die klassiche Amplitudenmodulation 

(AM) und die Winkelmodulation 

(Frequenzmodulation 

oder Phasenmodulation) 

bewährt. AM punktet mit dem 

Vorteil eines schwankenden 

Trägers, sodass eine effiziente 

Übertragung möglich ist. Ein 

FM-System erreicht ein gutes 

Signal/Rausch-Verhältnis auch 

bei recht hoher Modulationsfrequenz 

(Breitband-FM mit 

z.B. 200 kHz als Standard pro 

Kanal). Zu beachten bzw. von 

Vorteil ist hier die FM-Schwelle, 

diese Modulationsart ist nicht 

linear. Der Träger wird allerdings 

ständig mit voller Amplitude 

ausgesendet. 

Eine bewährte digitale Modulationsart 

ist Amplitude-Shift 

Keying (ASK, Amplitudenumtastung). 

Man setzt sie vorteilhaft 

unter etwa 500 MHz ein. 

Weniger kritisch bezüglich der 

Frequenz und der Umgebung 

ist das Frequency-Shift Keying 

(FSK). Es bewährt sich daher in 

den neuen Reifendruck-Überwachungssystemen 

bei Fahrzeugen. 

Von Nachteil für die Energiebilanz 

ist die ständige Anwesenheit 

des Trägers. Im Frequenzbereich 

über 1 GHz ist oft die 

Modulationsart Direct Sequence 

Spread Spectrum (DSSS, direkt 

erzeugtes Spreizspektrum) anzutreffen. 

Diese Modulationsart 

bietet eine hohe Nachbarkanal-Unterdrückung 

und kann 

sich gut gegen eine hohe Belegungsdichte 

im Übertragungsband 

behaupten. Im Gegensatz 

zu AFK und FSK ist der Hardware-Aufwand 

aber beachtlich. 

Das Kommunikationsprotokoll 

Bekanntlich ist ein Übertragungsprotokoll 

eine Vereinbarung, 

nach der die Datenübertragung 

zwischen zwei oder 

mehreren Parteien abläuft. Es 

umfasst die Regeln, die Syntax, 

Semantik und Synchronisation 

der Kommunikation und kann 

durch Hardware und/oder Software 

implementiert werden. Auf 

der untersten Ebene definiert ein 

Protokoll das Verhalten der Verbindungs-Hardware. 

Übertragungsprotokolle unterscheiden 

sich stark in Zweck 

und Komplexität. Sie üben u.a. 

die Datenflusskontrolle aus 

(Handshaking), vereinbaren 

verschiedene Verbindungscha- 

ISM-Bänder bis 6 GHz 

6,765... 6,795 MHz A SRD 

13,553...13,567 MHz B SRD 

26,957...27,283 MHz B SRD 

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433,05...434,79 MHz A SRD* 

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SRD 

Bild 2: 433-MHz-Band-Spektrum in einer Großstadt (Quelle: Wikipedia) 

rakteristiken, definieren, wie 

eine Botschaft beginnt, endet 

und formatiert ist, umfassen oft 

Fehlerkorrekturverfahren und 

definieren das Beendigen der 

Verbindung. Viele Kommunikationsprotokolle 

sind in den 

RFCs der Internet Engineering 

Task Force (IETF) beschrieben. 

Für SRDs genügen die einfachsten 

Protokolle, da keine 

Vernetzung erfolgt. Die Auswahl 

des Übertragungsprotokolls ist 

praktisch an jeder beliebigen 

Stelle des Design-Prozesses 

denkbar. Hier wird dann u.a. 

die Struktur der Daten, die Art 

der Decodierung und die Form 

des Handshakings festgelegt. 

Außerdem zeigt sich, wie das 

System mit der Ressource Frequenz/Bandbreite 

umgeht. Für 

den Kurzstreckenfunk stehen 

einige Standardprotokolle zur 

Verfügung. Für die Auswahl entscheidend 

ist die Übertragungsart 

(Einweg/Zweiweg). 

Short-Range Devices machen es 

möglich, eigene Protokolle einzusetzen. 

Die Übertragung von 

zu Packets zusammengestellten 

Bytes minimiert den Stromverbrauch. 

Das Protokoll kann 

eine Adresse nutzen, um einen 

bestimmten Punkt zu definieren. 

Mehrfachaussendung verbessert 

die Übertragungssicherheit. 

Evaluation Boards, Protokoll- 

Software und Referenz-Designs 

werden von den Chip-Herstellern 

angeboten und erlauben die Entwicklung 

von Funkverbindungen 

in kurzer Zeit. 

Vorteile von Lithiumbatterien (Li+) 

• kompakte Größe 

• hohe Energiedichte 

• lange Lebensdauer (geringe Selbstentladung) 

• hoher Spitzenstrom möglich 

• großer Lager- und Betriebstemperaturbereich 

• relativ stabile Spannung 

Auswahl der Antenne 

Das herausragende Kennzeichen 

von Funktechnik sind die 

Antennen, darin unterscheiden 

sich funktechnische Anendungen 

von rein elektronischen. Die 

Antenne mit ihren vielfältigen 

Kennwerten (s. Kasten) ist auch 

das bestimmende Element eines 

Senders oder Empfängers. Ihr 

Einfluss auf die Leistungsmerkmale 

des Übertragungssystems 

ist enorm. Es kommt nicht nur 

darauf an, den optimalen Grundtyp 

zu wählen, sondern auch 

nähere Ausgestaltung, Orientierung 

im Raum und Ankoppelung 

an Sender/Empfänger sind 

entscheidend für Übertragungssicherheit, 

Gesamteffizienz und 

Störungsproblematik. 

Aufgrund ihrer hohen Bedeutung 

kann die Antenne durchaus 

wesentliche Eigenschaften 

des Systems bestimmen, wie 

Frequenz und Modulationsart. 

Der Kurzstreckenfunk bedient 

sich verschiedener Antennenformen, 

stark vertreten sind 

kleine (magnetische) Loops, 

die direkt auf der Leiterplatte 

ausgeführt werden. Aber auch 

elektrische Antennen, wie Viertelwellen-Monopol 

und Halbwellen-Dipol, 

sind anzutreffen. 

In kurzer Entfernung, wenn sich 

das Fernfeld aufgebaut hat, strahlen 

diese Antennen ein elektromagnetisches 

Feld ab. Die Empfangsantenne 

reagiert je nach 

Typ stärker auf magnetischen 

oder elektrischen Feldanteil. 

An erster Stelle bei der Antennenauswahl 

steht der verfügbare 

Platz. Ist dieser gering, ist eine 

hohe Funkfrequenz von Vorteil. 

Beim Short-Range Radio kann 

man grundsätzlich zwischen 

integrierten (internen) und externen 

(mit Kabel fest oder über 

Steckverbinder an Sender oder 

Empfänger gekoppelt) Antennen 

unterscheiden. 

Bei Loops auf der Platine ist 

die Dielektrizitätskonstante des 

Materials zu beachten. Aus ihr 

resultiert ein Verkürzungsfaktor: 

Die Welle breitet sich nicht 

so schnell aus wie im Vakuum. 

Magnetantennen sind grundsätzlich 

weniger anfällig auf die 

Umgebung, beispielsweise auf 

die Annäherung einer Hand. Bei 

einer Monopolantenne hat die 

Ausgestaltung der Massefläche 

einen großen Einfluss auf die 


Analog Devices 

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SRD 

Bild 3: Funkdienste im 868/915-MHz-Bereich 

Funktion, insbesondere auf das 

Richtdiagramm. 

Short-Range-Transceiver liefern 

HF-Ausgangsleistungen 

in der Größenordnung von 1 

mW (0 dBm) bis 100 mW (20 

dBm). Die in Vorzugsrichtung 

abgestrahlte Leistung (effektive 

Strahlungsleistung bzw. 

Equivalent Isotropic Radiated 

Power, EIRP) erhält man durch 

Multiplikation mit dem Gewinn 

der Antenne. Beträgt der Sender-Output 

z.B. 3 dBm und der 

Gewinn 7 dBm, so folgt eine 

EIRP von 10 dBm (10 mW). 

Nur wenige externe Bauteile 

genügen, um die Antenne an den 

Transceiver anzupassen, egal, ob 

Loop, Viertelwellen-Monopol 

oder Halbwellen-Dipol. 

Die beim Empfänger ankommende 

Leistung ist nicht nur von 

der Ausgangsleistung des Senders 

abhängig, sondern auch von 

Gewinn (Richtcharakteristik) 

und Ausrichtung der Antennen 

zueinander. 

Zur Stromversorgung 

Bei den Batterien und Akkus 

wurden in den letzten Jahrzehnten 

und Jahren Fortschritte 

erzielt, die sich in einer höheren 

Energiedichte und einer längeren 

Lebensdauer wiederspiegeln. 

Aktuell gibt es daher 

vielfältige Möglichkeiten zur 

Versorgung eines Kurzstrecken- 

Funksystems. Sie müssen nicht 

zwangsläufig eine Batterie nutzen, 

sondern können sich auch 

eines Busses (USB) bedienen. 

Bewährt haben sich wiederaufladbare 

Zellen (1,2 V), kleine 

Alkalinezellen (1,5 V) und Lithiumbatterien 

(3 V). Li+ Batterien 

bieten besonders viele Vorteile, 

s. Kasten. Zu beachten ist eine 

ungefähre Verdopplung des 

Innenwiderstands bei Abfall der 

Spannung auf 2,8 V. 

Relativ neu ist die Energieernte. 

Bereits 2010 hat die ehemalige 

Firma Jennic eine Technik 

demonstriert, bei der nur 100 

µJ an Energieernte von einem 

elektromechanischen Schalter 

ausreichen, um mehrere Funktelegramme 

in einem System 

zu übertragen. Verbraucht wird 

für 7 ms das Energieäquivalent 

von 7 mA bei 2 V entsprechend 

100 µJ. Damit führte Jennic als 

erster Anbieter von drahtlosen 

µCs vor, dass ZigBee-Kommunikation 

mit einem so niedrigen 

Energieangebot möglich ist. 

Die Batterielebensdauer stellt 

immer noch das Hauptproblem 

dar, besonders beim relativ 

stromintensiven Sender. Man 

sollte daher unbedingt auf den 

Wirkungsgrad der Senderendstufe 

schauen. Aber auch das 

gewählte Übertragungsprotokoll 

hat großen Einfluss auf die 

Energiebilanz. Darüberhinaus 

sollte die Batterielebensdauer 

unter weiteren Gesichtspunkten, 

wie Startup-Zeit, Mikrocontroller-Strombedarf, 

Verhältnis von 

Senden und Empfangen, Modulationsart 

oder Strombedarf im 

Standby/Sleep-Modus, betrachtet 

werden. Nicht zu vergessen 

ist die Selbstentladung. Sie hängt 

sehr von der Grundtechnologie 

der Batterie ab. 

Die Reichweite 

Hohe Datenraten verkürzen 

zwar die Sendezeit und sparen 

so Strom, schränken aber auch 

die Reichweite ein. 

• Absorptionsfläche (Wirkfläche) 

• Richtfaktor und Gewinn 

• Öffnungswinkel 

• Polarisation 

• Bandbreite (z.B. für SWR 2) 

Für Kurzstrecken-Funksysteme 

mit ihren hohen und sehr hohen 

Frequenzen gilt die quasioptische 

Reichweite. Es gibt im 

Freien eine direkte Welle, die 

sich fast wie Licht ausbreitet. 

Im Gegensatz zu Licht werden 

jedoch auch Gegenden kurz hinter 

dem Horizont noch erreicht, 

wenn die abgestrahlte Leistung 

ausreichend ist. Ungefähr 1 km 

Reichweite ist praktisch das 

Maximum. Bei vielen Anwendungen 

genügen jedoch bereits 

etwa 10 m. 

Die typische Reichweite hängt 

von einigen Faktoren ab, besonders 

von Frequenz, Sender-Ausgangsleistung, 

Antennengewinn 

und Empfängerempfindlichkeit. 

Auf den Gigahertz-Frequenzen 

haben im Inneren von Gebäuden 

reflektierende und dämpfende 

Objekte einen großen Einfluss 

Wichtige Antennenkennwerte 

• Impedanz (Fußpunktwiderstand) 

• Nebenkeulendämpfung 

• Vorwärts/Rückwärts-Verhältnis 

• Wirkungsgrad 

• Abmessungen 


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SRD 

ADI SRD Design Studio 

Bild 4: Verlauf der Freiraumdämpfung bei verschiedenen ISM- 

Bändern (Quelle: Matthew Loy/Iboun Sylla, Texas Instruments) 

und außerhalb von Gebäuden die 

atmosphärischen Bedingungen. 

All diese Faktoren können vom 

Designer nicht vorausgesehen 

werden, er muss sich auf Erfahrungswerte 

stützen. 

Die einfachste Steigerung der 

Reichweite gelingt zwar durch 

Erhöhung der Transmitter-Ausgangsleistung, 

ist jedoch aus 

Gründen der Energieeffizienz 

sowie wegen möglicher Störaussendungen 

problematisch. Leider 

wird diese simple Art der Reichweitensteigerung 

dennoch oft 

bevorzugt. Zu bedenken ist hier, 

dass ein PA-Wirkungsgrad sukzessive 

mit steigender Frequenz 

abfällt. Auf den höchsten Bändern 

braucht man also auch einen 

höheren Versorgungsstrom. Weiter 

steigen bei einfacher Ausgangsleistungserhöhung 

auch 

alle erzeugten unerwünschten 

Anteile (Sub-Harmonische oder 

Oberwellen) proportional an. 

Das könnte bestehende Vorschriften 

zur EMI (Electromagnetic 

Interference) verletzen. 

Besser, aber auch anspruchsvoller 

ist es, sich näher mit der 

Antenne zu befassen und z.B. 

zu versuchen, deren Effizienz zu 

erhöhen. Die Richtwirkung einer 

Antenne wird grob durch Richtfaktor 

und Gewinn beschrieben. 

Der Richtfaktor geht von 

einer verlustlosen Antenne aus, 

der Gewinn ist der Richtfaktor, 

reduziert um die Antennenverluste. 

Besonders dann, wenn es 

sich um elektrisch verkürzte oder 

zwangsläufig in absorbierender 

Umgebung montierte Antennen 

handelt, können diese enorm 

sein. Die einfachsten Antennen 

der Kurzstrecken-Funksysteme 

bieten Wirkungsgrade 

im Bereich von nur 10 bis 30%. 

Je empfindlicher der Empfänger, 

umso größer die mögliche Reichweite 

– eine ansonsten störarme 

Umgebung vorausgesetzt. Auch 

hier sollte das Thema Antenne 

Typischer Aufbau eines Short-Range Transceivers 

Ein typischer SRD Transceiver für 433/868/915 MHz enthält 

folgende Funktionsblöcke: 

• Frequency Shift Keying (FSK) 

• Gauß-Filter für FSK 

• Amplitude Shift Keying (ASK) 

• Gauß-Filter für On-Off Keying (OOK) 

• Datenverarbeitung mit 0,3 bis 200 kbits/s 

• Empfänger für mögliche Bit Error Rate (BER) von -107... 

-120 dBm 

• Sender/Power Amplifier (PA) für -15 bis + 13 dBm 

nicht vernachlässigt werden. 

Eine gut bündelnde und effiziente 

Empfangsantenne mit der 

richtigen Bandbreite kann eine 

mittelmäßige Empfindlichkeit 

des elektronischen Teils des 

Empfängers ausgleichen. Je 

höher die Antenne(n) im Außenbereich, 

umso größer sollte die 

Reichweite sein. Wenn es um 

die Empfängerempfindlichkeit 

geht, sollte man wissen, dass 

ASK als Modulation hier eine 

gute Basis für einen hohen Wert 

darstellt. Je höher die Frequenz, 

umso wichtiger ist die Empfängerempfindlichkeit, 

da mit steigender 

Frequenz das Außenrauschen 

(das sogenannte Antennenrauschen) 

fällt. Auch die 

Datenrate hat einen beachtlichen 

Einfluss: Geringe Geschwindigkeiten 

sind mit besseren Empfindlichkeitswerten 

verbunden. 

SRDs beschränken sich daher 

auf geringe Geschwindigkeiten 

im Bereich 1 bis 10 kbit/s. Nur 

in Ausnahmefällen geht man 

über 100 kbit/s. 

Last not least: 

die Kosten 

Diese Software wurde speziell 

für die Entwicklung von drahtlosen 

Short-Range-Systemen 

entwickelt. Das Tool erlaubt 

die Entwicklung und Optimierung 

solcher Systeme in 

kürzester Zeit. Die Realtime- 

Simulation vieler Parameters 

bei Nutzung der ADF7xxx- 

Familie von Transceivern und 

Transmittern ist möglich. Die 

Modulation kann sowohl im 

Zeit- als auch im Frequenzbereich 

dargestellt werden (Time 

und Frequency Domain). Weiterhin 

wird der allgemeine 

Entwicklungsprozess unterstützt 

durch Führung des 

Nutzers und Unterteilung 

des Prozesses in einzelne, gut 

überschaubare Schritte. Die 

Software ADI SRD Design 

Studio ist frei erhältlich von 

https://form.analog.com/ 

Form_Pages/RFComms/SRD- 

DesignStudio.aspx. 

Auch oder gerade im Bereich 

Short-Range Radio ist der Wettbewerbsdruck 

hoch, sodass 

Kostenüberlegungen sehr wichtig 

sind. Diese Funksysteme 

können fast nicht billig genug 

sein. Der Markt für integrierte 

Lösungen ist groß. Der Trend bei 

den Sende-ICs geht in Richtung 

Einfachheit. Obwohl die Anzahl 

der Pins relativ gering ist, genügt 

doch eine simple Peripherie, 

da die Hersteller schon integriert 

haben, was nur möglich 

ist. Es genügt ein Minimum an 

Anpass-Komponenten und ein 

einziger Entkoppelkondensator 

am Stromversorgungs-Pin. 

Das ermöglicht eine sehr kleine 

nur zweiseitig kupferkaschierte 

Platine. Trotzdem bleibt dem 

Designer eine recht hohe Flexibilität, 

um den Transmitter 

für seine Anwendung zu optimieren. 

Die Wahl der richtigen 

Entwicklungs-Software kann 

entscheidend sein nicht nur für 

den technischen, sondern auch 

für den wirtschaftlichen Erfolg 

(Beispiel s. Kasten). 

FS 

Referenzen 

Recommendation ITU-R 

SM.1896 (11/2011) Frequency 

ranges for global or regional 

harmonization of short-range 

devices 

Report ITU-R SM.2153-3 

(06/2012) Technical and 

operating parameters and 

spectrum use for short-range 

radiocommunication devices 

Report ITU-R SM.2154 

(09/2009) Short-range 

radiocommunication 

devices spectrum occupancy 

measurement techniques 


(09/2010) Short-range 

radiocommunication devices 

measurements 


(06/2011) Impact of emissions 

from short-range devices on 

radiocommunication services 


Erweitern Sie Ihr Design 

um Datenanbindung 

Microchip bietet eine Reihe drahtgebundener und drahtloser 

Kommunikationsprotokolle, einschließlich Peripherie und Lösungen, die bereits in die 

PIC® Mikrocontroller (MCUs) integriert sind. 

Funkanbindung ist möglich über: Wi-Fi®, Bluetooth®, 802.15.4/ZigBee® und unser 

eigenes Funknetzwerk-Protokoll MiWi. Zu den weiteren Datenanbindungsprotokollen 

zählen USB (Device, Host, OTG und Hubs), Ethernet, CAN, LIN, IrDA® und RS-485. 

Alle Protokolle werden durch kostenlose Software-Bibliotheken, kostengünstige 

Entwicklungsplattformen und kostenlose Muster unterstützt. 

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Der Name Microchip und das Logo, das Microchip-Logo und PIC sind eingetragene Warenzeichen; MiWi ist eine Marke der Microchip Technology Incorporated in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen Marken sind im 

Besitz der jeweiligen Eigentümer. © 2015 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS00001742B. MEC2012Ger09/15

Design 

Entwurf, Optimierung und Fertigung eines 

Ultra-Breitband-Empfängers 

Die vorliegende Fallstudie gibt 

einen Überblick über den Entwurf 

der HF-Schaltung und 

des Leiterplatten-Layouts eines 

Ultra-Breitband-HF-Empfängers. 

Äußerste Sorgfalt beim 

Design und ein perfektes Leiterplattenlayout 

führten dazu, 

dass bereits der erste Prototyp 

alle Spezifikationen erfüllte. Die 

Design-Herausforderung bestand 

darin, den kompletten HF-Empfänger 

– von der Antenne bis zur 

Digitalschnittstelle – in einem 

einzigen Durchgang zu entwerfen. 

Der Design-Erfolg war nicht 

zuletzt der Tatsache zu verdanken, 

dass der gesamte Entwicklungsprozess 

mithilfe leistungsfähiger 

Schaltungsdesign-Software 

innerhalb einer einzigen, 

integrierten Entwicklungsumgebung, 

NI AWR Design Environment 

Microwave Office, durchgeführt 

wurde. 

Die komplette Entwicklung des 

Ultra-Breitband-HF-Empfängers 

– vom Start bis zum fertigen 

Prototypen (siehe Bild 1) – 

Alessio Cacciatori 

Entwicklungsingenieur 

Cover Sistemi Srl 

www.ni.com 

Bild 1 

nahm insgesamt sieben Monate 

in Anspruch. 

Im ersten Schritt wurde die High- 

Level-Design- und System-Performance 

optimiert, dann wurden 

nacheinander das Schaltbild, 

das HF-Layout und schließlich 

das Elektromagnetik-(EM) 

Design optimiert. 

Das Layout wurde auf einer 

Leiterplatte mit sechs Metallisierungsebenen 

realisiert. Entwicklungsziele 

für den Ultra- 

Breitband-Empfänger waren 

u. a. eine Empfindlichkeit von 

–92 dBm bei einer Pulsbandbreite 

von >1 GHz. 

Antenne 

Der Ultra-Breitband-Empfänger 

enthält eine Antenne, die 

bereits zuvor von Cover Sistemi 

für UWB-Radargeräte entwickelt 

worden war. Die Antenne 

verwendet einen unkonventionellen 

elliptischen Strahler mit 

einem nicht damit verbundenen 

Reflektor zur Verbesserung des 

Antennengewinns. Bild 2 zeigt 

die Antenne und deren Richtcharakteristik. 

Bild 3 zeigt den 

Eingangsreflexionsfaktor (S11) 

über den vorgesehenen Arbeitsfrequenzbereich. 

Empfängerarchitektur 

Der Empfänger basiert auf einer 

I/Q-Direktwandler-Architektur 

mit analytischer Basisband- 

Signalextraktion. Er besteht 

aus den folgenden Funktionsblöcken: 

Antenne, Eingangsbandpassfilter, 

LNA (Low Noise 

Amplifier); je zwei Mischer 

(angesteuert mit Quadratur-LO- 

Signalen), Basisband-Tiefpassfilter, 

Verstärker und Quadra- 

Bild 2. UWB-Antenne und deren Richtcharakteristik. 


Design 

Bild 3: Eingangsreflexionsfaktor (S11) der Antenne über den UWB- 

Frequenzbereich. 

turdetektoren; ausgangsseitiger 

A/D-Wandler mit nachgeschalteter 

digitaler Signalverarbeitung. 

Low Noise Amplifier 

Das LNA-Design einschließlich 

Bias-Tee zur DC-Stromversorgung 

der aktiven Bauteile wurde 

mithilfe des AXIEM 3D Planar 

EM Simulators entwickelt. Der 

Verstärkerkern und das HF-Filter 

wurden 

co-designed, mit dem Ziel, in 

einem einzigen Durchgang die 

geforderten Werte für Außerband-Unterdrückung, 

Verstärkung 

und Rauschzahl zu erreichen. 

Bild 4 zeigt das Nichtlinear-Verhalten 

des LNA bei 

Ansteuerung mit realen Signaldaten 

aus Messungen. 

Mischer 

Zur I/Q-Abwärtsmischung wird 

ein handelsüblicher Breitbandmischer 

verwendet. Verteilte 

Eingangsfilter verleihen dieser 

Stufe die gewünschten Eigenschaften. 

Bild 5 zeigt eine EM- 

Simulation (AXIEM) des I/Q- 

Abwärtsmischers. 

Simulation / Validierung 

der gesamten 

Signalkette 

Die komplette Signalkette wurde 

auf der Post-Layout-Ebene simuliert, 

wobei für jeden Block das 

entsprechende AXIEM-Modell 

verwendet wurde (hierarchische 

NI (formerly AWR), der Innovations führer bei 

Hochfrequenz-EDA-Software, liefert Software, welche 

die Entwicklung von High-Tech-Produkten beschleunigt. 

Mit NI AWR Software als Ihre Hochfrequenz-Design- 

Plattform können Sie neuartige, preiswerte HF und RF 

Produkte schneller und zuverlässiger entwickeln. 

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tun kann: 

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Microwave Office für die Entwicklung von MMICs, 

Modulen und HF -Leiterplatten. 

Visual System Simulator für die Konzeptionierung 

von Kommunikationsarchitekturen. 

Analog Office für das Design von RFICs. 

AXIEM für 3D-Planar-Elektromagnetik-Analyse. 

Analyst für 3D-FEM-Elektromagnetik-Analyse. 

NI Germany | AWR Group | Olivier Pelhâtre | Tel: +49 170 916 4110 

Bild 4: Nichtlinear-Verhalten des LNA bei Ansteuerung mit realen 

Signaldaten. 

©2014 National Instruments. All rights reserved. Analog Office, AXIEM, AWR, Microwave Office, National Instruments, NI, and 

ni.com are trademarks of National Instruments. Other product and company names listed are trademarks or trade names of 

their respective companies. 


Design 

Bild 5: Verstärkungsfrequenzgang der EM-Simulation des 

kompletten Layouts im Vergleich zur Schaltungssimulation. 

Bild 6: Ergebnisse der Nichtlinear-Evaluierung des SNR über der 

Eingangsleistung. 

Extraktion). Die Simulation 

erfolgte in zwei verschiedenen 

Domänen (RF/ZIF, HF/Null-ZF) 

mit einer sehr großen Anzahl 

von Harmonischen – was bei der 

Simulation von UWB-Signalen 

unabdingbar ist. Der komplette 

Empfänger bis hin zum A/D- 

Wandler wurde außerdem mittels 

Multi-Rate Harmonic Balance 

(MRHB) simuliert. Für diese 

MRHB-Simulationen wurden 

reale Signaldaten aus Messungen 

an Sendern importiert. 

Bild 6 zeigt die Ergebnisse der 

Evaluierung des Nichtlinear- 

Signal/Rauschabstands (SNR, 

Signal-to-Noise Ratio) über der 

Eingangsleistung. 

Formale Prüfung, 

Freigabe und Produktionsphase 

Die komplette Leiterplatte (sechs 

Metallisierungsebenen) wurde in 

Microwave Office entwickelt – 

der gesamte Design- und Simulationsablaufs 

stützte sich auf 

Tools aus der NI AWR Design 

Environment. Die sich anschließende 

Produktionsvorbereitung 

umfasste die folgenden Schritte: 

Design Rule Check (DRC): 

Werden die Design-Richtlinien 

des Leiterplattenherstellers eingehalten? 

Layout vs. Schematic (LVS): 

Ist das Layout mit dem Schaltbild 

konsistent? 

Erzeugung der Produktionsdaten: 

• Gerber 

• Validierungsdaten für die Freigabe 

von Produktionsschritten 

durch den Kunden 

• Materialliste (BOM, Bill of 

Materials) 

• Bestückungsplan (Pick & 

place) 

Es wurde in Betracht gezogen, 

für die Leiterplattenfertigung das 

Schaltbild und das Layout noch 

einmal mit einem anderen EDA- 

Tool zu überarbeiten. Dieser 

zusätzliche Arbeitsschritt wäre 

jedoch zeitaufwändig gewesen. 

Unter Umständen fallen dabei 

auch zusätzliche Lizenzierungskosten 

an, falls das betreffende 

Tool nicht bereits vorhanden ist. 

Außerdem können sich beim 

Export/Import der Layout-Daten 

zwischen den Tools Fehler einschleichen. 

Der DRC war schnell erledigt. 

Es mussten lediglich Layout- 

Regeln auf der Basis der vom 

Leiterplattenhersteller vorgegebenen 

Spezifikationen für folgende 

Eigenschaften definiert 

werden: 

• Minimale Leiterbahnbreite / 

minimaler Leiterbahnabstand 

• Höhe/Durchmesser-Verhältnis 

und Bedeckung von Durchkontaktierungen 

• Mindestabmessungen von 

Lötmasken-Aussparungen 

im Bereich von Leiterbahnen 

• Lotpaste 

Layout vs. Schematic – Die 

LVS-Analyse stellte sicher, dass 

alle Layer angeschlossen und 

korrekt über Durchkontaktierungen 

miteinander verbunden 

waren und dass die Lötmasken 

für die Ober- und Unterseite der 

Leiterplatte die nötigen Aussparungen 

für die Bauteilanschlüsse 

aufwiesen. 

Produktions-Files: Gerber/ 

Drill – Gerber- und Excellon 

Drill-Files wurden extrahiert und 

dem Leiterplattenhersteller zur 

Produktion übergeben. 

Materialliste / Bestückungsplan 

(Pick & Place) – Bei 

einer kleinen Leiterplatte mit 

nur wenigen Bauteilen könnte 

man die Materialliste und den 

Bestückungsplan leicht von 

Hand erstellen. In diesem Fall 

handelte es sich jedoch um eine 

Leiterplatte mit über 500 Bauteilen. 

Das Layout an ein anderes, 

auf diese Aufgaben spezialisiertes 

Tool zu exportieren, ist mit 

dem Risiko von Inkompatibilitäten 

zwischen den Dateiformaten 

behaftet. Die Materialliste 

und der Bestückungsplan 

wurden deshalb mithilfe eines 

selbst geschriebenen Microwave-Office-Scripts 

erstellt. Die 

Pick-and-place-Ausgabedatei 

enthielt folgende Daten: 

• RefDes (eindeutige Produkt- 

ID) 

• Bauteil-ID (von AWR Vendor 

Libraries) für Materialbeschaffung 

• Bibliothek 

• X-Koordinate relativ zum Leiterplattenursprung 

• Y-Koordinate relativ zum Leiterplattenursprung 

• Rotation (Grad) 

• Montageebene 

Zusammenfassung 

Die vorliegende Fallstudie 

beschreibt die Entwicklung eines 

kompletten Ultra-Breitband-HF- 

Empfängers – von der Antenne 

bis zum A/D-Wandler-Eingang – 

innerhalb der Entwicklungsumgebung 

NI AWR Design Environment. 

Für alle Phasen, vom 

Schaltungsentwurf über Layout, 

EM-Simulation (AXIEM) und 

Harmonic-Balance-Simulation 

bis zum Leiterplatten-Design 

wurden ausschließlich Tools aus 

der AWR Design Environment 

verwendet. Die Entwicklungsumgebung 

stellt keine Tools 

für die Erstellung von Materiallisten 

und Pick-and-place- 

Spezifikationen bereit. Mithilfe 

des Scripting-Tools von Microwave 

Office konnten jedoch 

auch diese Aufgaben schnell und 

einfach erledigt werden, ohne 

die Entwicklungsumgebung zu 

verlassen. Die Durchführung 

des gesamten Entwicklungsprozesses 

auf einer einzigen, 

integrierten Design-Plattform, 

äußerste Sorgfalt beim Design 

und ein minutiöses Leiterplattenlayout 

führten zu einem auf 

Anhieb fehlerfreien Prototypen. 


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Antennen 

Größere Reichweiten erzielen mit UHF- und VHF-Antennen 

Die robusten und hochsensitiven Modems von Satel sorgen für eine hohe Reichweite, die sich mit 

den richtigen Antennen jedoch noch maßgeblich verbessern lässt 

Zu den wichtigsten Systemkomponenten 

bei DGPS- und 

RTK-Anwendungen zählen nicht 

nur die Datenfunkmodule, sondern 

auch optimal abgestimmte 

Antennen – schließlich ermöglichen 

sie beim Empfangen und 

Senden der Korrekturdaten eine 

deutlich höhere Reichweite. Der 

deutsche Satel-Exklusivpartner 

Welotec hat eine breite Auswahl 

von Antennen im Angebot. 

bis 6 GHz, Indoor- und Outdoor- 

Anwendungen, MIMO-Technologie 

sowie Antennen mit einem 

Betriebstemperaturbereich von 

-40 bis +80 °C für den Einsatz 

in rauen Umgebungen. 

Aufgrund der großen möglichen 

Reichweiten wird in Deutschland 

der VHF-Bereich gerne genutzt 

– besonders im ländlichen Raum. 

Hier bieten sich omnidirektionale 

oder gerichtete Antennen 

an der Basis sowie rundstrahlende 

Empfangsantennen an den 

Rovern an. Die an Land im VHF- 

Bereich üblicherweise eingesetzten 

Basisstationsantennen sind 

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Produkt-Portrait 

14-Bit-Empfänger-Subsystem für 

Direktmischung 

Der LTM9004 von Linear Technology 

ist ein 14-Bit-Empfänger- 

Subsystem für direkte Umwandlung, 

das für den Einsatz als 

Empfänger hoher Linearität z.B. 

in der Wireless-Infrastruktur bis 

zu Eingangsfrequenzen von 2,7 

GHz konzipiert wurde. Es handelt 

sich hier um einen integrierten 

µModul-Empfänger, 

der mit „System-in-a-package“- 

Technologie (SIP) einen Dual- 

14-Bit-A/D-Wandler mit hoher 

Geschwindigkeit, Tiefpassfilter, 

zwei rauscharme Differenzverstärker 

je Kanal mit konstanter 

Verstärkung und einen I/Q- 

Demodulator mit DC-Offset- 

Einstellung auf einem Chip 

vereint. 

Die direkte Umwandlungsarchitektur 

bietet gegenüber dem 

traditionellen Superhet mehrere 

Vorteile. Sie reduziert die Anforderungen 

an die HF-Eingangs- 

Filterung, da diese Architektur 

gegenüber Signalen auf der 

Spiegelfrequenz unempfindlich 

ist. Die HF-Bandpässe müssen 

lediglich starke Außerband- 

Signale ausreichend unterdrücken, 

damit sie das Front-end 

nicht überlasten. Die Direktumsetzung 

macht zudem ZF- 

Verstärker und Bandpass-Filter 

überflüssig, da das HF-Eingangssignal 

direkt ins Basisband 

heruntergemischt wird. 

Direkte Umsetzung hat natürlich 

auch ihre eigenen Implementierungsprobleme. 

Da das empfangene 

Signal und der LO die 

gleiche Frequenz haben, kann es 

sehr leicht zu LO-Abstrahlungen 

über die eigene Antenne kommen, 

die eventuell Regulierungs- 

Standards verletzen. 

Unerwünschte Basisbandsignale 

können auch durch die Nichtlinearität 

zweiter Ordnung des 

Empfängers generiert werden. 

Ein Ton auf einer beliebigen 

Frequenz, der in den Empfänger 

gelangt, verursacht einen 

Anstieg des DC-Offsets in den 

Basisband-Schaltungen. Deshalb 

sorgt der LTM9004 für Gleichstromoffsetkorrektur 

direkt hinter 

dem I/Q-Demodulator. Die 

direkte Eliminierung des DC- 

Offsets ist jedoch sehr problematisch. 

Die notwendige Verstärkung 

der Basisbandstufen 

vergrößert nämlich den Offset, 

da sich ihr Frequenzbereich bis 

DC erstreckt. 

Die Arbeitsweise des 

Mischers 

Das RF-Signal wird an die Eingänge 

der HF-Transconductance-Verstärker 

gelegt und dann 

in I/Q-Basisbandsignale demoduliert. 

Dazu werden Quadratur-LO-Signale 

verwendet, die 

intern mit Präzisions-Phasenschiebern 

aus einem externen 

LO-Signal erzeugt werden. An 

den RF- und LO-Eingängen 

sind Breitbandtransformatoren 

integriert, um unsymmetrische 

Signalanschlüsse zu ermöglichen. 

Im hohen Frequenzband 

(1,5 GHz bis 2,7 GHz) sind 

sowohl die RF- als auch die LO- 

Anschlüsse intern an 50 Ohm 

angepasst. Daher werden keine 

externen Anpassungskomponenten 

benötigt. Für die niederfrequenteren 

Bänder (700 MHz 

bis 1,5 GHz) kann ein einfaches 

Netzwerk mit Serien- und/oder 

Shunt-Kondensatoren zur Impedanz-Anpassung 

vorgesehen 

werden. Die Phasenbeziehung 

zwischen den I- und Q-Signalen 

ist konstant. Wenn die LO-Frequenz 

größer oder kleiner als 

die RF-Frequenz ist, haben die 

Ausgangssignale des Q-Kanals 

eine Phasenverschiebung von 

+90° oder – 90° gegenüber dem 

I-Kanal. 

Verstärker 

Jeder Kanal des LTM9004 

besteht aus zwei Stufen mit 

gleichstromgekoppelten, rauschund 

verzerrungsarmen, vollständig 

differentiell arbeitenden 

Op-Amps/ADC-Treibern. 

Jede Stufe implementiert - mit 

Unter Verwendung des 

Datenblatts: 

„LTM9004 - 14 –Bit Direct 

Conversion Receiver 

Subsystem“ 

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Bild 1: Typisches Anwendungsbeispiel mit dem LTM9004 



Bild 2: Funktionelles Blockdiagramm eines Kanals 

Bild 3: HF- 

Eingangsschaltung 

einem schnellen hochwertigen Operationsverstärker 

und passiven Präzisionskomponenten 

- ein 2-poliges aktives Tiefpassfilter. 

Der Tiefpass kann für verschiedene 

Grenzfrequenzen konfiguriert werden. Der 

LTM9004-AA implementiert zum Beispiel 

einen für 1,92 MHz entworfenen Tiefpass. 

HF-Eingang 

Bild 3 zeigt den RF-Eingang des Mischers, 

der aus einem integrierten Transformator 

und Transkonduktanz-Verstärkern hoher 

Linearität besteht. Die Primärseite des 

Transformators ist mit dem RF-Eingangs- 

Bild 4: 

Rückflussdämpfung 

des HF-Eingangs über 

der Frequenz 


25


UMTS-Uplink FDD-System 

Bild 5: LO-Eingangs-Interface 

Bild 6: Rückflussdämpfung über der Frequenz 

Pin verbunden, die Sekundärseite 

an die Differenzeingänge 

des Transkonduktanzverstärkers 

angeschlossen. Unter keinen 

Umständen sollte eine externe 

Gleichspannung an den RF-Pin 

gelegt werden. Gleichstrom, 

der in die Primärseite des integrierten 

Transformators fließt, 

kann Schaden verursachen. Ein 

Serien-DC-Blockkondensator 

sollte daher auf jeden Fall vorgesehen 

werden. 

Der HF-Eingang ist über einen 

weiten Frequenzbereich von 1,5 

bis 2,7 GHz angepasst, wobei 

die Eingangs-Rückflussdämpfung 

typisch besser als 10 dB 

ist. Beim Betrieb auf niedrigeren 

Frequenzen kann die Rückflussdämpfung 

mit dem in Bild 3 

gezeigten Netzwerk verbessert 

werden. C10 und C11 können 

für optimale Eingangsanpassung 

ausgewählt werden, wie Bild 4 

zeigt. Das Anpasselement C11 

lässt sich dann auch als Serien- 

DC-Block nutzen. 

LO-Eingang 

Der LTM9004 kann zusammen mit einem RF-Front-end zum 

Aufbau eines kompletten UMTS-Uplink-Empfängers verwendet 

werden. Das RF-Front-end besteht aus einem Diplexer 

sowie einem oder mehreren LNAs und Bandpassfiltern. Ein 

solches Front-end erreicht folgende typischen Leistungsdaten: 

RX-Frequenzbereich: 1920-1980 MHz 

HF-Verstärkung: maximal 15 dB 

AGC-Bereich: 

20 dB 

Rauschzahl: 

1,6 dB 

IIP2: 

50 dBm 

IIP3: 

0 dBm 

P1dB: 

-9,5 dBm 

Unterdrückung 

bei 20 MHz: 

2 dB 

Unterdrückung 

im TX-Band: 

95 dB 

Die Empfindlichkeit ist eine primäre Überlegung beim Design 

dieses Empfängers. Erforderlich ist ein Wert von

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Quarze und Oszillatoren 

Oszilliert Ihr schneller Operationsverstärker? Teil 2 

Die Entwickler von analogen 

Schaltungen mit 

HF-Operationsverstärkern 

haben oft große 

Schwierigkeiten damit, 

diese schwingsicher 

zu machen. Nach der 

Erläuterung der Ursachen 

in Teil 1 gibt dieser 

abschließende Teil 

praktische Tipps zur 

Vermeidung von Oszillation 

und zur Erhöhung 

der Stabilität. 

Neben einem nicht sorgfältig 

genug ausgelegten Rückkopplungspfad 

kann ein schneller 

Operationsverstärker durch verschiedene 

Arten von ungünstigen 

Belastungen wie auch durch eine 

unzureichend gestützte Betriebsspannung 

zur Selbstoszillation 

verleitet werden. 

Zu den 

Lastverhältnissen 

Wie die Rückkopplungskapazität 

die Phase Margin herabsetzen 

kann, so kann das auch 

die Lastkapazität. Bild 11 zeigt 

die Impedanz des LTC6268- 

Ausgangs über der Frequenz 

bei drei eingestellten Betriebsverstärkungen. 

Wichtig hierbei: 

Die Unity-Gain-Ausgangsimpedanz 

ist geringer als bei den 

höheren Verstärkungen. Dies 

ist eine Folge davon, dass die 

gesamte Ausgangsspannung 

rückgeführt wird. Der Grad der 

Rückkopplung bestimmt theoretisch 

direkt die Ausgangsimpedanz. 

Daher ist im mittleren 

Bereich die Impedanz bei einer 

Quelle: 

Does Your Op Amp Oscillate? 

Barry Harvey, Staff Design 

Engineer, Linear Technology 

Corp. 

Application Note 148, 

September 2014 

www.linear.com 

frei übersetzt von FS 

Spannungsverstärkung von 

10 (100) auch zehnmal (hundertmal) 

höher als die Output 

Impedance bei Einsverstärkung. 

Gewissermaßen nur ein Zehntel 

(Hundertstel) der Leerlaufverstärkung 

kann genutzt werden, 

um die Ausgangsimpedanz zu 

senken. Diese beträgt bei offener 

Schleife (Open-Loop, Leerlauf, 

keine Rückopplung) hier etwa 

30 Ohm, sodass bei einer Spannungsverstärkung 

von 10 wie 

auch 100 im hohen Frequenzbereich 

diese 30 Ohm auch erreicht 

werden, da die Leerlaufverstärkung 

hier bereits stark abgefallen 

ist. Besonders deutlich sieht 

man das natürlich bei der Verstärkung 

100. Hier liegt zwischen 

10 und 100 MHz keine 

ausreichend hohe Schleifenverstärkung 

(Leerlaufverstärkung 

minus Betriebsverstärkung auf 

der selben Frequenz) mehr vor, 

um die Open-Loop-Ausgangsimpedanz 

zu senken. 

Im Zusammenspiel mit der Ausgangsimpedanz 

führen kapazitive 

Lasten zu einem Phasenund 

Amplitudenversatz. Angenommen, 

eine 50-pF-Last wirkt 

mit 30 Ohm Ausgangsimpedanz 

zusammen, so entsteht ein Pol 

auf 106 MHz, wo die Phasen um 

-45° gedreht hat und die Spannung 

um 3 dB niedriger liegt. 

Auf dieser Frequency bewirkt der 

Verstärker selbst eine Phasendrehung 

von -295° und eine Verstärkung 

von 10 dB. Angenommen, 

es liegt eine Unity-Gain-Rückkopplung 

vor, dann ist Oszillation 

noch nicht zu befürchten, 

denn die Phase ist noch nicht 

um 360° (auf 106 MHz) gedreht. 

Auf 150 MHz jedoch hat der Verstärker 

selbst -305° Versatz und 

5 dB Gain. Die entsprechende 

Ausgangs-Polstelle hat einen 

Phasenversatz von 

-arc tan (150 MHz/106 MHz) 

= -55° 

und eine Verstärkung von 

1 

150 

1+ ⎛ ⎝ ⎜ MHz⎞ 

106 MHz⎠ 

⎟ 

2 

= 0, 

577 

entsprechend -4,8 dB. Mit den 

Werten des Verstärkers zusammen 

erhält man -360° Versatz 

und 0,2 dB Verstärkung und 

daher wieder einen Oszillator. 50 

pF sind aber die minimale Lastkapazität, 

welche den LTC6268 

zum Oszillieren bringt. 

Der meistbenutzte Weg, um den 

Einfluss des kapazitiven Anteils 

einer Last auf den Verstärker 

zu senken, besteht darin, der 

gesamten Last einen kleinen 

Widerstand in Reihe zu legen. 

Die Rückkopplung bleibt dabei 

direkt am Verstärkerausgang. 

Widerstandswerte von 10 bis 

50 Ohm limitieren den Phasenversatz 

und schützen so den 

Op Amp vor zu geringen kapazitiven 

Impedanzen bei hohen 

Frequenzen bzw. bei hohen 

Geschwindigkeiten. 

Ein Fehlverhalten, auch bei 

DC und niedrigen Frequenzen, 

entsteht durch den resistiven 

Aspekt der Last, ein limitierter 

Frequenzgang ist die Folge 

kapazitiver Lastanteile, und 

eine Signalverzerrung entsteht 

dann, wenn die Lastkapazität 

spannungsabhängig ist. Oszillation 

aufgrund zu hoher Lastkapazität 

kann oft unterbunden 

werden, indem man die Closed-Loop-Verstärkung 

erhöht. 

Dann wirkt der Rückkopplungs- 

Bild 11: Ausgangsimpedanz des LTC6268 über der Frequenz 



Bereich 20 bis 70 nH, besonders 

bei Bipolar-Ausgängen. 

Bild 12 (links): Die Ausgangsimpedanz mit induktiven Anteil, Bild 13 (rechts): Snubber am Ausgang 

Spannungsteiler wie bei geringen 

Frequenzen auch noch auf 

Frequenzen, wo die Phase in der 

Schleife um 360° gedreht wurde. 

Wenn der LTC6268 zum Beispiel 

mit einer Closed-Loop Gain von 

10 läuft, dann hat der Op Amp 

eine Verstärkung von of 10 V/V 

oder 20 dB auf 40 MHz, wo der 

Phasenversatz 285° beträgt. Um 

Oszillation zu erreichen, wird 

eine Ausgangs-Polstelle benötigt, 

welche zusätzliche 75° verursacht. 

Diese liegt gemäß 

-75° = -arc tan (40 MHz/f pole ) 

bei f pole = 10,6 MHz. Diese 

Polfrequenz entsteht durch eine 

Lastkapazität von 500 pF bei 30 

Ohm Output Impedance. Die 

Verstärkung an diesem Output 

Pole beträgt: 

1 

40 

1+ ⎛ ⎝ ⎜ MHz ⎞ 

10, 

6 MHz ⎠ 

⎟ 

2 

= 0, 

026 

Mit einem Open-Loop Gain von 

10 und ohne Last ware die Verstärkung 

10 x 0,026 = 0,26 auf 

der Oszillationsfrequenz, sodass 

in diesem Falle keine Selbsterregung 

auftritt, jedenfalls nicht 

hervorgerufen durch eine einfache 

Polstelle. Somit wurde 

eine von 50 auf 500 pF erhöhte 

Lastkapazität ermöglicht, indem 

lediglich die Betriebsverstärkung 

(Closed-Loop Gain) erhöht 

wurde. 

Fehlabgeschlossene Übertragungsleitungen 

sind ebenfalls 

sehr schlechte Lasten, da sie 

von mehreren Faktoren abhängige 

Impedanz- und Phasenverhältnisse 

am Op-Amp-Ausgang 

hervorrufen. Betrachten Sie dazu 

das Aufmacherbild. Es zeigt den 

Impedanzverlauf eines leerlaufenden 

Koaxialkabels. Wenn 

Ihr Verstärker das Kabel auch 

sicher bei geringen Frequenzen 

betreiben kann, so kann es dennoch 

auf höheren Frequenzen 

zur Oszillation kommen, da die 

Phase Margin nicht mehr ausreicht. 

Falls das Kabel auch unbelastet 

betrieben werden muss, dann 

kann ein in Serie vorgeschalteter 

Back-Match-Widerstand die 

Impedanzvariationen, welche 

der Op Amp sieht, reduzieren. 

Der Back-Match-Widerstand 

nimmt auch reflektierte Leistung 

auf, sodass der Verstärker 

bei entsprechender Phasenlage 

entlastet wird. Von Nachteil 

wäre allerdings, wenn der 

Back-Match-Widerstand die 

Anpassung am Op Amp ungünstig 

verändern würde. Dann wäre 

die Rückreflexion größer. 

Bild 12 zeigt ein etwas erweitertes 

Ersatzschaltbild des Ausgangs 

eines schnellen Op Amps. 

R OUT repräsentiert dabei z.B. 

die genannten 30 Ohm für den 

LTC6268, und nun kommt L OUT 

hinzu. Diese Induktivität setzt 

sich aus einer physikalischen 

Impedanz und einem elektronischen 

Equivalent einer Induktivität 

zusammen. Der erste Anteil 

entsteht durch das Gehäuse und 

Verbindungen, man sollte für 

diese chipexterne Induktivität bis 

zu 5 oder 15 nH kalkulieren. Je 

kleiner das Gehäuse, umso geringer 

ist sie. Die elektronisch generierte 

Induktivität liegt meist im 

Das Unschöne daran ist, dass 

L OUT mit C L eine Serienresonanz 

hat, sodass auf dieser Frequenz 

eine minimale Impedanz 

entsteht. In diesem Fall kann es 

einen besonders großen Phasenversatz 

geben, sodass Oszillation 

zu befürchten ist. Beispielsweise 

sei L OUT = 60 nH und CL = 50 pF. 

Das ergibt nach der bekannten 

Thomsonschen Gleichung Resonanz 

auf 92 MHz, also voll im 

Arbeitsbereich des LTC6268. 

Diese resonante Last kann nicht 

nur einen hohen Ausgangsstrom 

hervorrufen, sondern auch recht 

verschiedene Phasenverhältnisse 

rund um die Resonanzfrequenz 

bewirken. Bedauerlicherweise 

findet man L OUT nicht im Datenblatt, 

aber man kann die dadurch 

hervorgerufenen Effekte in der 

Impedanzdarstellung bei offener 

Schleife sehen. Generell sind 

diese Effekte bei Verstärkern 

mit Transitfrequenzen bis etwa 

50 MHz nicht von Bedeutung. 

Wie man ihnen bei Op Amps mit 

deutlich höherem Verstärkungs- 

Bandbreite-Produkt (GBF, 

Transitfrequenz) beikommen 

kann, zeigt Bild 13. R SNUB und 

C SNUB stellen das dar, was man 

Snubber oder Boucherot-Glied 

nennt. Seine Aufgabe besteht 

darin, die Gesamtgüte auf der 

Resonanzfrequenz herabzusetzen, 

möglichst auf etwa 1. R SNUB 

wird generell mit dem Betrag 

der Reaktanz von CL auf der 

Resonanzfrequenz bemessen. 

In diesem Beispiel beträgt sie 



Bild 14: Parasitäre Induktivitäten in den Betriebsspannungs- 

Zuleitungen 

-j35 Ohm. C SNUB wird so bemessen, 

dass R SNUB voll auf der Ausgangs-Resonanzfrequenz 

wirken 

kann. Seine Reaktanz muss also 

viel kleiner als die von CL sein 

bzw. seine Kapazität viel höher 

(Richtwert C SNUB = 10 x C L ). 

C SNUB sollte auch nicht zu klein 

sein, damit der Verstärker auf 

mittleren und geringen Frequenzen 

nicht unnötig belastet 

wird. Dann müsste man Einbußen 

bei Verstärkung, Flatness 

und Closed-Loop-Bandbreite 

hinnehmen. Allgemein ist der 

Snubber hilfreich, um reaktive 

Lasten zu „zähmen”, aber oft 

wird man nicht umhinkommen, 

ihn experimentell zu optimieren. 

Der invertierende Eingang eines 

Current-Feedback Amplifiers ist 

bekanntlich sehr niederohmig – 

und damit vergleichbar mit dem 

Ausgang in Bild 12. Auch auf 

diesem Wege ist also Oszillation 

möglich, wobei seine Eingangskapazität 

C PAR noch eine Rolle 

spielt. Diese hat einen internen 

und einen externen Ansteil, welchen 

man möglichst minimieren 

sollte. Allerdings ist ein Snubber 

an dieser Stelle nicht sinnvoll, 

da er die Betriebsverstärkung 

(Closed-Loop Gain) über der 

Frequenz ungünstig beeinflussen 

würden. 

Viele Verstärker zeigen bei 

hohen Frequenzen ein besonders 

auffälliges Verhalten der 

Eingangsimpedanz. Dies trifft 

ganz besonders auf Typen mit 

zwei Eingangstransistoren in 

Serie (Darlington-Schaltung) 

zu. Viele Verstärker haben auch 

ein npn/pnp-Transistorpaar im 

Eingang, welches sich ähnlich 

wie eine Darlington-Schaltung 

über der Frequenz verhält. Dabei 

gibt es Frequenzen, generell 

deutlich unter der GBF, wo der 

reelle Anteil an der Eingangsimpedanz 

negativ wird. Eine 

Quelle mit induktiver Impedanz 

kann dabei eine Resonanz 

mit der Eingangs- und mit der 

Board-Kapazität erzeugen, und 

der negative Realteil regt dann 

die Oszillation an. Wenn dann 

noch ein fehlabgeschlossenes 

Kabel ins Spiel kommt, so ist 

Oszillation auch auf mehreren 

anderen Frequenzen möglich. 

Man achte grundsätzlich auf den 

guten Abschluss eines Kabels am 

Eingang eines schnellen Operationsverstärkers. 

Zur Stromversorgung 

Die dritte Ursache für unerwünschte 

Oszillation ist der 

Betriebsspannungs-Bypass. Bild 

14 zeigt dazu die prinzipielle 

Gestaltung des Ausgangs vieler 

schneller Op Amps. L VS+ und 

L VS- sind unvermeidbare Serieninduktivitäten 

des Gehäuses 

und der Verbindung zur Last. 

Bild 15: Betriebsspannungs-Unterdrückung des LTC6268 

Eigentlich müsste man auch 

beim Bypass-Kondensator eine 

Ersatzinduktivität einzeichnen, 

denn auch dieser ist etwas 

induktiv. Man darf für L VS+ und 

L VS- je 3 bis 10 nH annehmen 

bzw. 12 bis 3,8 Ohm bei 200 

MHz. Immer dann, wenn einer 

der Ausgangstransistoren einen 

hohen hochfrequenten Strom 

zieht, entsteht ein Spannungsabfall 

an der Ersatzimpedanz. 

Bei 5 Ohm und 100 mA sind es 

z.B. 500 mV. 

Der „Rest” des Verstärkers benötigt 

einen vergleichsweise geringen 

Strom. In Bild 15 ist das 

Power Supply Rejection Ratio 

(PSRR, Betriebsspannungs- 

Unterdrückung) über der Frequenz 

für den LTC6268 aufgetragen. 

Ist also einer Betriebsspannung 

z.B. eine Wechselspannung 

von 10 MHz überlagert, so wird 

diese mit weniger als 40 dB 

unterdrückt. Die PSRR fällt mit 

1/f infolge der Frequenzkompensation, 

stoppt aber nicht bei 

0 dB (ca. 130 MHz), sondern 

fällt noch weiter bis -15 dB 

bei etwa 200 MHz. Ein solches 

Signal auf der Betriebsspannung 

erscheint also verstärkt auf dem 

Pfad des Nutzsignals. In diesem 

Fall kann sich der Verstärker 

infolge der L VS -Induktivitäten, 

zur Selbstoszillation hochschaukeln. 

Das ist der Grund, warum 

die Versorgungsleitungen sorgfältig 

abgeblockt werden müssen. 

Grundsätzlich müssen die 

Bypass-Kondensatoren viel 

größer sein als jede mögliche 

Lastkapazität. 

Wenn wir Frequenzen um 500 

MHz annehmen, dann bedeuten 

3 nH j31,4 Ohm und 10 nH 

j9,4 Ohm. Diese Werte sind hoch 

genug, damit der Ausgangstransistor 

allein anfängt zu oszillieren, 

unterstützt von den internen 

Reaktanzen, besonders bei größeren 

Ausgangsströmen, obwohl 

dann Transistor-Stromverstärkung 

und -Bandbreite zurückgehen. 

Besondere Vorsicht ist 

hier geboten, da die heutigen 

Halbleiter-Herstellungsprozesse 

geringste parasitäre Größen und 

somit hohe Bandbreiten ermöglichen, 

und dies auch bei hohen 

Ausgangsströmen. 

Schlussbemerkungen 

Abschließend ist festzustellen, 

dass der Designer nicht 

umhin kommt, die parasitären 

Kapazitäten und Induktivitäten 

inner- und außerhalb des ICs zu 

beachten, und zwar praktisch an 

jedem Anschluss eines Op Amps. 

Weiterhin ist die Art der Last zu 

berücksichtigen. 

Die Verstärker wurden so entwickelt, 

dass sie innerhalb einer 

normalen Umgebung stabil 

arbeiten. Jedoch erfordert jede 

Applikation ihre eigene Analyse. 


Baugruppen und Module 

Hochleistungs-T-Schalter 

für DC bis 4 GHz 

HF-LEISTUNGSVERSTÄRKER 

komplette Verstärker-Rack-Lösungen 

SATCOM-Verstärker 

TWTA - Verstärker 

SSPA - Verstärker 

HF-Hohlleiter 

Systeme & Subsysteme 

fl exible Hohlleiter 

Speisenetzwerke 

Drehkupplungen 

Antennenfeeds 

WR10 - WR650 

Filter 

An Komponenten für 

den Einsatz in Luft- und 

Raumfahrt werden höchste 

Anforderungen bezüglich 

Qualität und Zuverlässigkeit 

gestellt. Die Bauteile müssen 

äußeren Einflüssen wie 

Schock, Vibration, kosmischer 

Strahlung, Temperatur usw. 

widerstehen. 

Außerdem müssen sie bei kleinstmöglicher 

Bauweise einen größtmöglichen 

Funktionsumfang aufweisen. Gefordert 

wird ein Multitalent, sicher und robust – 

zusätzlich leicht und kompakt. 

Diese Anforderungen wurden für die 

Entwicklung der Schalterserie 511H von 

Telemeter zugrunde gelegt. Die Schalter 

verfügt über vier Anschlüsse, wobei 

immer jeweils zwei Schaltpositionen auf 

die beiden verbleibenden Kontakte umgeschaltet 

werden können – diese Schalter 

werden auch als „Transferschalter“ 

bezeichnet. 

Gegenüber herkömmlichen Transferschaltern 

mit zwei Umschaltpositionen besitzt 

der T-Schalter drei mögliche Schaltzustände. 

Hierdurch kann auf kleinstmöglichem 

Raum und mit geringem Gewicht 

eine maximale Funktionsbandbreite dargestellt 

werden. Verwendet werden diese 

Schalter in verschiedenen internationalen 

Satellitenprogrammen für Telekommunikation, 

TV, Rundfunk, Meteorologie 

sowie zur zivilen und militärischen 

Aufklärung. 

■ Telemeter Electronic GmbH 

www.telemeter.info 

HF- & MIKROWELLEN- 

KOMPONENTEN 

optische Strecken bis 40 GHz 

kundenspezifi sche Lösungen 

passive Komponenten 

aktive Komponenten 

Subsysteme 

Absorber 

DC - 100 GHz 

HF- & MIKROWELLEN- 

MESSTECHNIK 

Wireless- & Mobilfunktester 

Zeit- & Frequenzstandards 

Netzwerkanalysatoren 

GNNS-Simulatoren 

Signalgeneratoren 

Pulsgeneratoren 

Kalibrierkits 

Serie Freq. GHz VSWR 

(max.) 

Isolation 

dB (min.) 

Einfügedämpfung 

dB (max.) 

Gewicht 

g (max.) 

Anzahl Schaltzyklen 

(min.) 

Leistung 

W CW 

511H 0,36 - 0,38 1,22:1 60 0,10 210 100.000 200 

511H 1,0 — 8,8 1,25:1 60 0,24 670 100.000 35 

511H 2,5 — 4,38 1,25 :1 60 0,20 195 100.000 140 

511H DC— 4 1,25:1 60 0,25 95 100.000 260 

hf-praxis 2/2016 31 

Wir verstehen die Welle 

Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 90 376 

Email: info@emco-elektronik.de 

Internet: www.emco-elektronik.de

Bluetooth 

Microchip präsentiert nächste Bluetooth- 

Generation für Energiesparkonzepte 

Microchip hat sich auf 

die nächste Generation 

von Bluetooth Low 

Energy Lösungen 

(LE) eingestellt und 

präsentiert mit den 

Typen IS1870 und 

IS1871 zwei neue 

Bluetooth LE HF-ICs 

und mit dem BM70 ein 

neues Modul. 

Bild 1: Microchip erweiterte seine Bluetooth-Produktpalette um zwei Bluetooth-4.2-konforme ICs 

(IS1870/IS1871) und ein Bluetooth-Modul (BM70) 

Alle drei entsprechen der aktuellsten 

Bluetooth-4.2-Spezifikation, 

den weltweiten HF-Bestimmungen 

und der Zertifikation der 

Bluetooth Special Interest Group 

(SIG). Damit erweitert Microchip 

sein bestehendes Bluetooth-Portfolio. 

Es ist besonders 

für das Internet der Dinge und 

Bluetooth-Baken geeignet. Der 

Vorteil liegt im niedrigen Leistungsbedarf 

und der unproblematischen 

Bluetooth-LE-Konnektivität. 

Bild 2: System-Blockdiagramm auf Basis des IS1870 

Die neuen Bluetooth- 

LE-Komponenten 

sind nicht nur mit einem zertifizierten 

Bluetooth- 4.2-Firmware- 

Stack ausgestattet, sondern bieten 

zudem eine zweieinhalbmal 

höhere Datenübertragungsrate 

und eine höhere Verbindungssicherheit 

mit hochsicherer Verschlüsselung. 

Die Daten werden 

über den Bluetooth-Link 

im Transparent-UART-Modus 

gesendet und empfangen, was 


Bluetooth 

Funktionen und Eigenschaften 

• Bluetooth-4.2-konforme Module und Software 

bieten Entwicklern außerordentliche 

Flexibilität bei energiesparenden Designs für 

das Internet der Dinge 

• Firmware-Stack unterstützt bis zu zweieinhalbmal 

schnellere Datenübertragung und 

gibt Verbindungssicherheit 

• 256 kByte embedded Flash Memory 

• UART/SPI/I2C Interfaces werden unterstützt 

• Integrierter Quarzoszillator erfordert externen 

32-MHz-Quarz 

• unterstützt Temperatur-Sensor 

• 4-Kanal-PWM-Support (IS1870, 1-Kanal 

PWM-Support bei IS1871 

• 31 flexible GPIO-Pins beim IS1870, 16 PIO 

pins für IS1871-Konfiguration 

• Niedriger Leistungsverbrauch 

• Spitzenstrom: Tx 13 mA, RX 13 mA bei 

V BAT = 3,0 V 

• Kompakte Abmesssungen: 4x4 mm 32QFN 

(1871) und 6x6 mm 48QFN (1870) 

die Integration beliebiger Prozessoren 

oder Hunderter von PIC- 

Mikrocontrollern mit UART- 

Schnittstelle erleichtert. Das 

Modul unterstützt für Baken- 

Anwendungen den eigenständigen 

Betrieb ohne Host. 

IS1870/71 im Überblick: 

„Microchip Bluetooth Qualified 

Design ID” (QDID) wirksam 

nutzen indem sie ihr Produkt 

• Betrieb von Bluetooth-Baken ohne Host oder 

einfache Integration mit jeder MPU oder MCU 

mit UART-Schnittstelle 

• Optimiertes Leistungsprofil und platzsparende 

Gehäusevarianten 

• Zertifiziert für weltweite HF-Bestimmungen 

und Standards der Bluetooth Special Interest 

Group (SIG) 

Arbeitsbedingungen 

• Betriebsspannung: 1,9 V bis 3,6 V 

• Betriebstemperatur: -20 °C bis 70 °C 

HF- bzw. analoge Funktionen 

• Betrieb im ISM-Band von 2,402 bis 2,480 GHz 

• Kanäle 0 – 39 

• Empfänger-Empfindlichkeit: -90 dBm im 

BLE-Mode 

• Senderleistung: +2 dBm max. 

• Signalstärkemonitor (RSSI) 

Applikationen 

• Internet of Things 

• Wearable Electronics, Fitness, Healthcare 

• Bezahlwesen 

• Suchservice 

• Hausautomation 

• Industrielle Anwendungen 

mit Bluetooth SIG auszeichnen. 

Die eingebetteten Bluetooth- 

Stack-Profile schließen GAP, 

GATT, ATT, SMP und L2CAP 

sowie auch proprietäre Dienste 

für Transparent UART ein. Alle 

Module lassen sich mittels der 

windowsbasierten Werkzeuge 

von Microchip konfigurieren. 

Daneben stellt Microchip für 

den Entwickler die BM70 Bluetooth 

Low Energy PICtail/PICtail-Plus-Tochterplatine 

vor. 

Dieses neue Werkzeug dient der 

Codeentwicklung über die USB- 

Schnittstelle eines PCs oder in 

Verbindung mit den Mikrocontroller-Entwicklungsplatinen 

von Microchip, wie der Explorer 

16, der PIC18 Explorer und der 

Erweiterungsplatine PIC32 I/O. 

Das Bluetooth LE HF-IC 

IS1870 

in einem 48-poligen 6 mm x 

6 mm QFN-Gehäuse untergebracht. 

Das 30-polige BM70 

Bluetooth-LE-Modul mit oder 

ohne PCB-Antenne ist ab sofort 

erhältlich. Das IS1871 wird ab 

November in einem 32-poligen 

4 mm x 4 mm QFN-Gehäuse 

verfügbar sein. 

■ Microchip 

www.microchip.com 

Das Leistungsprofil 

dieser neuen Komponenten 

wurde auf niedrigsten Arbeitsstrom 

für eine lange Batterielebensdauer 

optimiert, während 

der Formfaktor auf 4 mm x 4 mm 

für die HF-ICs und auf 15 mm 

x 12 mm für die Module verringert 

wurde. Die Moduloptionen 

schließen behördliche HF-Zertifikate 

ein. Unzertifizierte Module 

(ungeschirmt/ohne Antenne) für 

kleinere und abgesetzte Antennen 

müssen sich einer HF-Zertifizierung 

mit dem Endprodukt 

unterziehen. 

Microchips Bluetooth- 

LE-Module 

werden mit kompletter Hardware, 

Software und allen notwendigen 

Zertifikaten ausgeliefert. 

Entwickler können ihre 

Bild 2: System-Blockdiagramm auf Basis des IS1871 


Messtechnik 

Schnellerer Test von HF-Leistungsverstärkern mit Keysights 

FPGA-basierten PXIe Measurement Accelerator 

Die Kunden wollen bei 

ihren Mobilfunkgeräten 

eine immer längere 

Akkulaufzeit und 

einen höheren 

Datendurchsatz. 

Entwicklungs- und 

Testingenieure müssen 

daher immer neue 

Methoden finden, um 

Linearität, Brandbreite 

und Wirkungsgrad von 

Funkbaugruppen zu 

verbessern. 

Bild 1 : Schematischer Aufbau der Referenzlösung. 

Michele Lupo 

Keysight Technologies 

www.keysight.com 

Oftmals geht es darum, den Wirkungsgrad 

des HF-Leistungsverstärkers 

zu verbessern, der einer 

der größten Stromverbraucher 

in einem Mobiltelefon ist. Eine 

weitere neue Herausforderung an 

Design und Test von Leistungsverstärkern 

steht schon vor der 

Tür: Modulationsformate mit 

160 MHz Bandbreite erfordern 

noch mehr Messbandbreite. Und 

natürlich sollen die Testzeiten 

immer weiter sinken, um den 

Durchsatz in der Produktion zu 

erhöhen. 

Leistungsverstärker (PA, Power 

Amplifier) sind wesentliche Baugruppen 

in Mobilfunkgeräten – 

und sie arbeiten notwendigerweise 

nichtlinear. Diese Nichtlinearität 

verbreitert aber das 

Spektrum, das dann Nachbarkanäle 

stört und möglicherweise 

die Normwerte für Emissionen 

außerhalb des Nutzbands nicht 

einhält. Auch im Nutzband verursacht 

Nichtlinearität Verzerrungen, 

welche die Bitfehlerrate 

(BER) und den Datendurchsatz 

des Kommunikationssystems 

verschlechtern. 

Bei neueren OFDM-Formaten 

ist der Scheitelfaktor der Ausgangsleistung 

(PAPR, Peak to 

Average Power Ratio) größer 

als früher. Pegelspitzen, die den 

Verstärker übersteuern, treten 

häufiger auf. Beides verschlechtert 

die Einhaltung des Sollspektrums, 

den Fehlervektor (EVM, 

Error Vektor Magnitude) und die 

Bitfehlerrate (BER, Bit Error 

Rate) des gesamten Signals. 

Manche Entwicklungsingenieure 

reagieren auf diese relativ 

seltenen Pegelspitzen dadurch, 

dass sie den Leistungsverstärker 

insgesamt niedriger aussteuern. 

Diese Methode ist aber aus 

Sicht des Wirkungsgrads eine 

Katastrophe: Derart angesteuerte 

Leistungsverstärker leisten 

typischerweise nur noch 10% 

bei praktisch gleichem Stromverbrauch, 

sie verschwenden 

somit praktisch 90% des Versorgungsstroms. 

Heutige HF-Verstärker unterstützen 

typischerweise mehrere 

Betriebsarten, Frequenzbereiche 

und Modulationsverfahren. Man 

braucht daher für solche Verstärker 

immer mehr Tests, mehrere 

tausend Tests sind nicht ungewöhnlich. 

Mit neuen Verfahren 

wie etwa Scheitelfaktorreduktion 

(CFR, Crest Factor Reduction), 

digitaler Vorverzerrung 

(DPD, Digital Pre-Distortion) 

und Leistungspegelsteuerung 

(ET, Envelope Tracking) kann 

man zwar die Leistung und den 

Wirkungsgrad des Verstärkers 

verbessern, aber man braucht 

dann noch mehr und noch kompliziertere 

Tests, die in Entwicklung 

und Produktion zusätzlich 

Zeit kosten. Wenn der Verstärker 

eine größere Bandbreite unterstützt, 

erfordert eine DPD-Messung 

eine bis zu fünfmal größere 

Bandbreite, bis zu 1 GHz und 

darüber hinaus. Das verkompliziert 

die Tests zusätzlich. 

Die Entwicklung hin zu höherer 

Integration der HF-Leistungsverstärker 

und der Frontend-Module 

(FEM) verbessert die Effizienz. 

Dazu unterstützt ein einziges 

Frontend-Modul mehr Frequenzbänder 

und Modulationsverfahren. 

Integriert man einen 

Modulator oder eine Stromversorgung, 

die dem Leistungspegel 

folgt, mit in das Frontend, 

spart man dadurch Bauvolumen 

im Mobilfunkgerät. Doch das 

erhöht wieder die Komplexität 

des Geräts, was dann wiederum 

mehr Tests erfordert. Das gleiche 

gilt beim Einbau von mehr 

Filter/Duplexerbänken, die eine 

breitere Palette von Frequenzbereichen 

unterstützen. 

Zusammen mit einem Kunden, 

einem führenden Entwicklungsteam 

für HF-Leistungsverstärker, 

ist Keysight die wichtigsten 

Fragen beim Test angegangen 


Messtechnik 

Bild 2: Blockschaltbild des PXIe Measurement Accelerator M9451A. 

und hat eine Referenzlösung 

für HF-Leistungsverstärker und 

Frontend-Module entwickelt. 

Die Lösung kombiniert Hardund 

Software von Keysight und 

anderen Herstellern mit quelloffenem 

Beispielcode, der für die 

Charakterisierung und den Test 

von HF-Leistungsverstärkern 

und FEM optimiert wurde. 

Entscheidende Hardwarebausteine 

der Lösung sind ein 

Vektornetzwerkanalysator, ein 

Vektorsignalgenerator und ein 

Vektorsignalanalysator von Keysight, 

allesamt in PXIe-Bauform 

(siehe Grafik in Bild 1). Diese 

Geräte wurden nach Geschwindigkeit 

und Leistungsfähigkeit 

ausgesucht. Keysight Signal 

Studio (N7614B), eine Signalerzeugungssoftware 

für den 

Test von Leistungsverstärkern, 

liefert dieser Lösung das Rückgrat, 

nämlich den Testablauf, 

unter anderem mit Messtechniken 

für CFR, ET und DPD. 

Signal Studio bietet eine Reihe 

von vordefinierten Testsignalen, 

der Ingenieur kann aber auch 

extern erzeugte I/Q-Signale in 

Signal Studio importieren. Die 

quelloffene Steuersoftware der 

Referenzlösung erlaubt eine enge 

Synchronisierung zwischen der 

Signalquelle und dem Arbiträrsignalgenerator; 

daraus resultiert 

ein optimaler zeitlicher Abgleich 

zwischen HF und den Signalen 

der Leistungspegelsteuerung. 

Schon früh wurden Geschwindigkeitsverbesserungen 

erzielt, 

in dem man sowohl in der 

Signalquelle als auch im Empfänger 

auf FPGA-Technologie 

zurückgriff. Damit wurde die 

Zeit verringert, die die Servoschleifen 

brauchen, um die 

erforderliche Ausgangsleistung 

des Testobjekts zu erreichen. 

Da die Leistungsservos nicht 

deterministisch arbeiten, konnte 

man nicht auf den Listenmodus 

zurückgreifen, um die Ausgangsleistung 

basierend auf den HF- 

Eingangspegeln zu korrigieren. 

Der Listenmodus stellt typischerweise 

die schnellste 

Methode der Ausführung von 

Testschritten dar. Keysight entwickelte 

daher für seinen PXIe- 

Vektorsignalgenerator einen 

schnellen Abstimmmechanismus 

im Basisband, der programmgesteuert 

Iterationen durchläuft, bis 

die korrekte Ausgangsleistung 

erreicht ist. Dieser Vorgang dauert 

typischerweise weniger als 

200 µs. Später implementierte 

Keysight in seinem PXIe-Vektorsignalanalysator 

M9391A eine 

Datenerfassungsmethode mit 

schneller Fourier-Transformation 

(FFT). In dieser Betriebsart 

errechnet das eingebaute FPGA 

des VSA aus den erfassten Daten 

eine FFT. Man kann aus ihr 

die Signalleistung für die Servoschleife 

entnehmen, mit den 

gleichen Daten aber auch zusätzlich 

das Nachbarkanalleistungsverhältnis 

(ACPR) messen. 

Einen noch größeren Geschwindigkeitszuwachs 

erzielte Keysight 

mit dem jüngst eingeführten 

PXIe Measurement Accelerator 

M9451A. Der Measurement 

Accelerator M9451A ist ein 

PFGA-basiertes PXIe-Modul. 

Setzt man ihn in der HF-Lei- 

stungsverstärker-und-FEM- 

Referenzlösung ein, taktet er 

in einigen zig Millisekunden 

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DPD- und ET-Messungen mit 

geschlossener und offener 

Schleife. Das ist gegenüber softwarebasierten 

Messungen eine 

Beschleunigung um den Faktor 

100. Die verbesserte Version 

der Referenzlösung bringt einen 

größeren Durchsatz bei unverändert 

hoher Genauigkeit bei der 

Messung der S-Parameter, der 

harmonischen Verzerrung, der 

Leistung und der Demodulation. 

In der folgenden Tabelle sind 

beispielhaft Zeiten aufgeführt, 

die die Referenzlösung für die 

Herausrechnung von Modellen 

für die digitale Vorverzerrung 

und ihre Anwendung braucht. 

Der PXIe Measurement Accelerator 

M9451A erreicht seine 

hohe Geschwindigkeit mit 

einem schnellen FPGA Stratix 

V von Altera und einer speziellen 

Verarbeitungsgateware 

für DPD und ET mit schneller 

Peer-to-Peer-Datenübertragung 

zwischen den in der Referenzlösung 

verwendeten PXIe- 

Vektorsignalanalysator(en) und 

PXIe-Vektorsignalgenerator(en). 

Aus dem DPD-Signal wird hardwarebeschleunigt 

das ET-Signal 

erzeugt, in ähnlicher Weise 

erfolgt eine schnelle Datenübertragung 

zum Arbiträrsignalgenerator 

über die PXI-Rückwand. 

Der farblich hinterlegte Bereich 

in Bild 2 zeigt die wesentlichen 

Funktionen der Hauptgruppe 

im PXIe Measurement Accelerator 

M9451A bezüglich digitaler 

Vorverzerrung (DPD) und 

Pegelsteuerung (ET). Die Datenzylinder 

stehen für zugeordnete 

Blöcke von IQ-Daten im 

Speicher des M9451A; Rechtecke 

stehen für Algorithmen, 

die im Beschleuniger eingebaut 

sind. Jedem Datenblock 

ist ein Datenhandle zugeordnet, 

jedem Algorithmen-Rechteck 

eine API-Methode. Eine Testsoftware 

steuert die Verarbeitung 

der Daten, in dem sie dafür 

sorgt, dass die Datenhandles der 

jeweils passenden API-Methode 

übergeben werden. Die schnelle 

Modell 

herausrechnen 

Datenübertragung zwischen dem 

Speicher des M9451A und der 

Hardware des PXIe-Vektorsignalgenerators 

M9381A erfolgt 

über Peer-to-Peer-(P2P)-PCI- 

Express. 

Das ideale Referenzsignal wird 

zunächst nicht-vorverzerrt in den 

Speicher des PXIe-VSG-ARB 

M9381A geladen und dann per 

P2P zum M9451A übertragen. 

Die Algorithmen zum Herausrechnen 

des Modells erstellen 

eine Tabelle (LUT, Look Up 

Table) oder zugeordnete Koeffizienten, 

aus denen der Vorverzerrer 

dann ein vorverzerrtes 

Signal im Datenzylinder „PA 

IN“ erzeugt. Die vorverzerrten 

Signaldaten werden dann via 

PCI direkt in den ARB-Speicher 

des VSG übertragen. Die 

Übertragung von Messdaten 

von der PXIe-Vektorsignalanalysator-Hardware 

M9391A oder 

M9393A zur Hardware M9451A 

erfolgt via P2P PCI Express. 

Um die Portierung der Testsoftware 

zu vereinfachen, unterstützt 

das API von Keysight Signal 

Studio die Programmierschnittstelle 

des Measurement Accelerators. 

Beispielsweise arbeitet 

der Measurement Accelerator 

mit der gleichen Tabelle (LUT) 

und den gleichen polynomialen 

Methoden zur Vorverzerrung 

(MOP, Memory Order Polynomial), 

sowohl in den Betriebsarten 

mit offener Schleife als 

auch denen mit geschlossener 

Schleife. 

Diese kurzen Testzeiten werden 

erreicht, ohne dass man Kompromisse 

bei Genauigkeit oder 

Ohne M9451A 

Modell 

anwenden 

Reproduzierbarkeit eingehen 

muss. Die Referenzlösung von 

Keysight liefert Programmierbeispiele 

für Testtechniken, die 

Reproduzierbarkeit und Testzeit 

bei der Durchführung von Leistungsmessungen 

optimieren 

Neuer PXIe-Vektortransceiver 

beschleunigt 

den Produktionstest 

Der PXIe-Vektortransceiver 

(VXT) Keysight M9420A hat 

das Ziel, den Durchsatz beim 

Test von HF-Leistungsverstärkern 

in der Produktion auf gleicher 

Grundfläche mehr als zu 

verdoppeln. Ein einzelnes PXIe- 

Chassis kann mit bis zu vier 

4-Slot-VXTs bestückt werden. 

Wahlweise kann ein kundenspezifisches 

System mit DIO- 

Karte und 1-Slot-VNA-Modul 

entwickelt werden. 

Um die Entwicklungszeit für ein 

Testsystem zu minimieren und 

die Zeit bis zur ersten Messung 

zu verkürzen, kann der VXT mit 

der PA-Referenzlösung eingesetzt 

werden. Die eingebaute 

Servoroutine bestimmt genau 

die letztendliche Ausgangsleistung 

des Leistungsverstärkers 

und entscheidet, ob das Gerät 

versandfertig ist. Herkömmliche 

Methoden zur Leistungsmessung 

arbeiteten entweder mit gewobbelten 

oder mit I/Q-Erfassungen 

mit nachfolgender Analyse per 

Software. Man kann eine softwarebasierte 

Analyse zwar mit 

einem schnelleren Prozessor 

beschleunigen, aber niemals in 

dem Maß, das mit einer Hardwarelösung 

erreichbar ist. Man 

Modell 

herausrechnen 

Mit M9451A 

Modell 

anwenden 

5 MHz 415,4 ms 48,7 ms 4,9 ms 21,8 ms 

20 MHz 1676,1 ms 172,5 ms 6 ms 63 ms 

Tabelle 1: Als Quellsignale dienten 500 µs lange Abschnitte aus einem 5-MHz- und einem 20-MHz- 

LTE-Signal. Mit „Herausrechnen“ ist die Zeit gemeint, die zur Analyse der VSA-Messdaten und zum 

Herausrechnen der DPD-LUT-Koeffizienten benötigt wird. Mit „Anwenden“ ist die Zeit gemeint, die 

benötigt wird, um das neu vorverzerrte Signal wieder in den VSG zurückzubringen. 

arbeitet daher neuerdings mit 

FPGA-basierten Messungen, 

mit denen auch der schnellste 

verfügbare Prozessor nicht mithalten 

kann. Der VXT mit seiner 

superschnellen PXI-Bauform in 

Kombination mit einer Echtzeit- 

FFT, die ein FPGA errechnet, 

reduziert die Gesamttestzeit wie 

in der folgenden Tabelle gezeigt. 

Zusammenfassung 

Systemarchitekten von Kommunikationssystemen, 

Entwickler 

von HF-Leistungsverstärkern 

und Testingenieure, die den Wirkungsgrad 

von Leistungsverstärkern 

erhöhen wollen, sollten die 

Mess- und Analysetechniken ins 

Auge fassen, die Keysights RF- 

Verstärker- und-Frontend-Referenzlösung 

bietet. 

Sie besteht aus einer Kombination 

von Messhardware von 

Keysight und einer branchenweit 

führenden Messsoftware. 

Die Lösung stellt spezielle Testmethoden 

für digitale Vorverzerrung 

und Leistungspegelsteuerung 

bereit und bietet einen 

bewährten Ansatz für die schnellere 

Entwicklung von Testsystemen 

und für größeren Durchsatz 

von der Entwicklung bis hin zur 

Produktion. In Verbindung mit 

Keysights neuem PXIe Measurement 

Accelerator M9451A 

ermöglicht sie anspruchsvolle 

Messungen wie Leistungspegelsteuerung, 

digitale Vorverzerrung 

und mehr mit bislang 

unerreichter Schnelligkeit und 

Genauigkeit. 

Wobbelerfassung/ 

Verarbeitung per Software 

Schnelle I/Q-Erfassung / 

Verarbeitung hardund 

softwarebasiert 

beschleunigte Verarbeitung 

mit FPGA / VXT PXIe 

Vektortransceiver 

Leistungsservo WCDMA 70 ms 20 ms 5,5 ms 

Leistungsservo FDD LTE 110 ms 20 ms 5,5 ms 

Tabelle 2: Das FDD-LTE-Signal hatte 10 MHz. Die Testzeit ist angegeben einschließlich Einrichtung und Messzeit für eine Iteration des 

Leistungsservos. 


Buch-Shop 

Das Buch beschreibt die 

Anwendung von diskreten 

Transistoren und erläu- 

Hochfrequenz-Transistorpraxis 

Schaltungstechnik, Einsatzprinzipien, Typen und 

Applikationen 

tert die Schaltungstechnik 

praxisorientiert mit einer 

Fülle ausgewählter Applikationsschaltungen. 

Frank Sichla, 

17,5 x 25,5 cm, 278 S., 

zahlr. Abb. und Tabellen 

ISBN 978-3-88976-153-8, 

beam-Verlag 2008, 24,- € 

Art.-Nr.:118070 

Aus dem Inhalt: 

• Bipolartransistoren 

• Grundschaltungen 

• Schaltungstricks 

• Anpassung 

• FETs im Überblick 

• FET-Grundschaltungen 

• Die Welt der Power- 

MOSFETs 

• Rund um die Kühlung 

• Transistorschaltungen 

richtig aufbauen 

• HF-Kleinsignal- 

Verstärkerschaltungen 

• Leis tungsverstärker 

• Oszillatorschaltungen 

• Senderschaltungen 

• Mess- und Prüftechnik 

Internationale Fachmesse und Kongress 

für Elektromagnetische Verträglichkeit 

Düsseldorf, 23. – 25.02.2016 

Das Branchenhighlight 

zur Elektromagnetischen 

Verträglichkeit 

e-emv.com 

Smith-Diagramm 

Einführung und Praxisleitfaden 

Vorgänge in HF-Systemen. 

Dieses Buch bietet eine 

grundlegende Einführung 

in den praxisnahen Aufbau 

und die Handhabung 

des Diagramms. 

Joachim Müller, 

21 x 28 cm, 117 S., 

zahlr. Abb. und Diagramme 

ISBN 978-3-88976-155-2, 

beam-Verlag 2009, 29,80 € 

Art.-Nr.: 118082 

Das Smith-Diagramm ist 

bis heute das wichtigste 

Instrument zur bildlichen 

Darstellung der Anpassung 

und zum Verständnis der 


• Der Weg zum Smith- 

Diagramm 

• Reflexionsfaktor 

• Rückflussdämpfung 

• Praxis mit dem Smith- 

Diagramm, u.a.: Kompensation 

von Blindanteilen, 

Ortslinie über 

Frequenz, Leitung als 

Transformator, elektrisch 

kurze bzw. lange Leitung, 

S-Parameter und Smith- 

Diagramm 

• Leitwert-Smith- 

Diagramm 

• Stubs 

• Anpassung, usw. 

Hier treffen die Keyplayer der Branche auf ein 

hochqualifiziertes Fachpublikum – seien Sie dabei. 

Bestellungen an: beam-Verlag, 

Postfach 1148, 35001 Marburg, 

info@beam-verlag.de 

Detaillierte Informationen: 

e-emv.com oder +49 711 61946-63

Messtechnik 

Benutzergenerierte Karten im Richtungs- und 

Interferenz-Analyzer IDA 2 

Oft ist es hilfreich, eigenes Kartenmaterial, 

Luftaufnahmen, 

Orthofotos oder Satellitenaufnahmen 

verwenden zu können, 

in denen die eigene Infrastruktur 

eingezeichnet ist. Narda verwendet 

für dieKartendarstellung 

im IDA2 das offene Slippy Map 

Tile System von OpenStreet- 

Map, das eine schnelle Darstellung 

ermöglicht und von vielen 

GIS-Programmen unterstützt 

wird. Dadurch können beliebige, 

am Markt verfügbare GIS-Programme 

wie z. B. Global Mapper 

zur Erstellung von Kartenmaterial 

für den IDA 2 verwendet 

werden. 

Das im IDA-2-Messsystem verwendete 

Kartenmaterial besteht 

aus mehreren Bild-Kacheln, 

den sogenannten Tiles, und 

basiert auf dem Slippy Map Tile 

System von OpenStreetMap. 

Die Bild-Kacheln werdenauf 

einem schnellen Rechner oder 

auf einem Server aus Vektorkartenmaterial 

gerendert und in 

einer vorgegebenen Ordnerstruktur 

auf der microSD-Karte des 

IDA 2-Messsystems abgelegt. 

Die Ordnerstruktur legt dabei 

zusammen mit dem Dateinamen 

die Zoomstufe bzw. die Georeferenzierung 

der Bildkachel fest. 

Das IDA-2-Messsystem setzt 

beim Anzeigen eines Kartenausschnitts 

die benötigten Bildkacheln 

ähnlich wie bei einem 

Mosaik wieder zu einer Gesamtkarte 

zusammen. 

Damit sich der Anwender in der 

Karte frei bewegen kann, werden 

je nach Zoomstufe bzw. Kartenausschnitt 

sehr viele Tiles benötigt. 

Um möglichst hoch aufgelöstes 

Kartenmaterial verwenden 

zu können, legt der Benutzer bei 

der Planung der Messkampagne 

den Bereich fest, in dem gemessen 

werden soll, und lädt nur die 

für diesen Bereich bzw. für diese 

Zoomstufen benötigten Tiles auf 

die microSD-Karte. 

Struktur der 

Kartendaten auf der 

microSD-Karte 

Grundsätzlich werden die Kartendaten 

(Tiles) nach dem Slippy 

Map Tile System von Open- 

StreetMap abgelegt. Zur besseren 

Verwaltung derKartendaten 

im Gerät gibt es jedoch eine 

zusätzliche Basisstruktur – in 

Bild 1 mit roten Rechtecken 

gekennzeichnet. 

Die mit grünen Rechtecken 

gekennzeichneten Elemente 

repräsentieren das Slippy Map- 

Format, welches auf der folgenden 

Seite genauer beschrieben 

wird. 

Zu allen erstellten Karten sollte 

immer die entsprechende Copyright-Information 

gespeichert 

werden. Hierzu legt man im 

Ordner „MapService“ eine Textdatei 

ab, welche in einer kurzen 

Zeile den Copyright-Text enthält. 

Beispiel: 

J:\ Maps\Tiles\ Beijing_City\ 

Mapnik\Copyright.txt 

Der Copyright-Text erscheint 

in der Anzeige am rechten Kartenrand. 

Bitte beachten Sie auch 

die Urheberrechtsbestimmungen 

und Nutzungsbedingungen ihres 

Kartenanbieters! 

Der Aufbau des 

Kartensystems im 

Detail 

Um Kartenmaterial für das IDA- 

2-Messsystem zu erzeugen, wird 

eine vektorbasierende Mercator-Karte 

in eine Rastergrafik 

gerendert und ähnlich einem 

Mosaik in Kacheln aufgeteilt. 

Die einzelnen Bildkacheln haben 

dabei eine Größe von 256 x 256 

Narda Safety Test Solutions 

www.narda-sts.com 

Bild 1: Ordner-/Datei-Struktur auf der microSD-Karte 


Messtechnik 

Bild 2: Copyright-Informationen ablegen 

Bild 3: Darstellung des Copyright-Texts am rechten Kartenrand Bild 4: Zoomstufe 0 ©OpenStreetMap contributors, CC BY-SA 

Pixeln und werden im PNG-Format 

abgelegt. 

Die Zoomstufe 0 bildet die ganze 

Welt in einer Kachel ab. Eine 

Erhöhung der Zoomstufe um 

eins bewirkt eine Vervierfachung 

derKachelanzahl, wodurch 

mehr Details sichtbar werden. 

Um die Anzahl der Kacheln 

pro Zoomstufe zu berechnen, 

kann folgende Formel verwendet 

werden: 

Anzahl Kacheln pro Zoomstufe 

= 2 Zoomstufe x 2 Zoomstufe 

Georeferenzierung und 

Kachelindizes 

Die Georeferenzierung der Bildkacheln 

erfolgt durch die Angabe 

der Zoomstufe und der Kachelindizes. 

Dabei sind die Zoomstufe 

und der Kachelindex X 

als Ordnername abgelegt. Der 

Kachelindex Y entspricht dem 

Dateinamen der Bildkachel: 

[Zoomstufe] / [X-Index] / 

[Y-index].png 

Als Konstante für den Erdradius 

verwendet das IDA-2-Messsystem 

einen Wert von 

6378137 m 

Weitere Details auf der 

OpenStreetMap Website. 

Bild 5: Erhöhung der Zoomstufe 

Beispiel: Kartenmaterial 

für IDA 2 mit Global Mapper 

erstellen 

Die hier vorgestellte Anleitung 

bezieht sich auf das GIS-Programm 

GlobalMapper in der 

Version 14.2.6. 

Kartenmaterial laden 

und bearbeiten 

Zuerst muss das gewünschte 

Kartenmaterial auf den PC gela- 

©OpenStreetMap contributors, CC BY-SA 

Bild 6: Global Mapper: Kartenmaterial laden 


Messtechnik 

Bild 7: Global Mapper - Create New Point \ TextFeature 

Bild 10: Global Mapper - Export 

Bild 8: Global Mapper - Eigene Elemente in die Karte einzeichnen 

Bild 9: Global Mapper - Karte mit vier (imaginären)Basisstationen 

den werden. Global Mapper 

unterstützt dabei sowohl rastergrafikbasierende 

(Bild-)Formate 

als auch das Rendern von vektorbasierenden 

Formaten. Hier 

einige Möglichkeiten: 

• Es können Daten von der Festplatte 

geladen werden. 

• Es können Daten aus Datenbanken 

verwendet werden. Es 

lassen sich Karten von Servern 

laden. 

• Es lassen sich Luftaufnahmen 

importieren, die beim Importgeoreferenziert 

werden. 

Bild 11: Exporteinstellungen 

„OSM Options“ 

Über Zeichenfunktionen wie 

z. B. „Create New Point \ Text 

Feature“ lassen sich weitere 

Details in die Karte eintragen. 

Dies ermöglicht z. B.das Einzeichnen 

der eigenen Infrastruktur. 

In diesem Beispiel wurdenvier 

(imaginäre) Basisstationen 

eingezeichnet. 

Kartenmaterial für IDA 

2 exportieren 

Um das Kartenmaterial im IDA 

2 verwenden zu können, muss 

man es exportieren und auf 

Bild 12: Exporteinstellungen 

„Export Bounds“ 

der microSD-Karte speichern. 

Hierzu klickt man im Hauptmenü 

des Programms Global 

Mapper auf den Menüpunkt 

File → Export → Export Web 

Format 

Im sich nun öffnenden Dialogfenster 

wählt man das Exportformat 

OSM (OpenStreetMap) Tiles 

Im nächsten Dialog (OSM Tiles 

Export Options) können noch 

einigeExporteinstellungen vorgenommen 

werden. 


Messtechnik 

Bild 13: Speichern unter… 

Bild 14: IDA 2 - Karte im Gerät auswählen 

Bild 15: Benutzergenerierte 

Karte im 

IDA 2 

Satellitenbildern abgeleitet 

wird… [Quelle: Wikipedia] 

OSM 

OpenStreetMap 

Georeferenzierung 

Unter dem Vorgang der Georeferenzierung, 

Geokodierung, Geotagging 

oder Verortungversteht 

man die Zuweisung raumbezogener 

Informationen, der Georeferenz, 

zu einem Datensatz. 

[Quelle: Wikipedia] 

Tiles 

Reiter „OSM Options“: 

Data Set Name: 

Hier lässt sich der Name der 

Karte angeben. 

Zoom Level Setup: 

Damit die Datenmenge nicht 

zu groß für die microSD-Karte 

wird, kannhier die maximale 

Zoomstufe und die Anzahl von 

kleineren Zoomstufen angegeben 

werden. Hierbei ist zu beachten, 

dass eine Verdopplung der 

Zoomstufe eine Vervierfachung 

der Tiles bedeutet (siehe „Der 

Aufbaudes Kartensystems im 

Detail“, Seite 3). 

Tile Image File Format: 

Hier muss zwingend „PNG“ 

gewählt werden. 

Transparenz und 

Zusatzoptionen 

Die weiteren Einstellungen im 

Reiter „OSM Options“ beziehen 

sich vornehmlich auf die 

Darstellung. Es ist zu beachten, 

dass Tiles im IDA 2 nicht 

transparent dargestellt werden. 

Folgende Einstellungen haben 

sich bewährt: 

• Transparency → Opaque 

• Save Vector Data if Displayed 

• ADVANCED: Fill to Tile 

Bounds 

• ADVANCED: Always Create 

8-Bit Palette PNG Files 

• ADVANCED: Export PNG 

for Transparent Tiles 

Reiter “Export Bounds”: 

Hier lässt sich der zu exportierende 

Kartenausschnitt festlegen. 

ImBeispiel wurde der Bildschirminhalt 

als Begrenzung gewählt. 

Beim Anklicken von „OK“ öffnet 

sich ein neues Dialogfenster, 

in dem derSpeicherort festgelegt 

werden kann. Die auf der 

microSD-Karte zuverwendende 

Ablagestruktur wurde auf Seite 

2 gezeigt. 

Nach dem Einstecken der so vorbereiteten 

microSD-Karte in den 

IDA 2 kann in der Kartenansicht 

(Direction Finding → Map) die 

benutzergenerierte Karte ausgewählt 

werden. 

Diese Karte kann nun im IDA2 

verwendet werden. 

Glossar 

GIS Geoinformationssystem 

Eine GIS-Software ermöglicht 

das Verarbeiten und Anzeigen 

geographischer Daten. 

Orthofoto 

Ein Orthofoto (griech. orthós: 

richtig, gerade, aufrecht) ist eine 

verzerrungsfreie und maßstabsgetreue 

Abbildung der Erdoberfläche, 

die durch photogrammetrische 

Verfahren aus Luft- oder 

Bildkacheln, aus denen eine 

Gesamtkarte – vergleichbar mit 

einem Mosaik – zusammengesetzt 

wird. 

Weitere Informationen 

Mercator-Projektion – Wikipedia 

http://de.wikipedia.org/wiki/ 

Mercator-Projektion 

Slippy map tilenames – Open- 

StreetMap – Wiki http://wiki. 

openstreetmap.org/wiki/Slippy_ 

map_tilenames 

http://en.wikipedia.org/wiki/ 

Orthophoto 

www.globalmapper.com/ 

Copyright-Information: Die beispielhaft 

verwendeten Kartenausschnitte 

ab Bild 7 stammen 

von TNRIS, dem Texas Natural- 

Resources Information System, 

einer Abteilung des Texas Water 

Development Board. ◄ 


Messtechnik 

Neue Module erweitern Netzwerk-Analyzer- 

Messfunktionen 

Anritsu stellt neue 

OTDR-Module für sein 

Next-Generation/All-in- 

One-Testgerät Network 

Master Pro MT1000A 

vor. 

Diese neuen OTDR-Module 

können im Standalone-Betrieb 

eingesetzt oder gleichzeitig 

mit einem vorhandenen Multirate-Transportmodul 

installiert 

werden. So wird eine robuste 

Handheld-Lösung geschaffen, 

die Außendiensttechniker zum 

Sicherstellen der Leistungsfähigkeit 

aller Netzarten, wie Mobilfunk-, 

Metro-, Zugangs- oder 

optischer Weitverkehrsnetze, 

verwenden können. 

Glasfaser 

wird weit verbreitet eingesetzt, 

um die benötigten Kapazitäten 

für die heutigen, sich ständig 

erweiternden Netze bereitzustellen. 

Um sicherzustellen, 

dass diese Netze die erwartete 

Leistung bringen, sind optische 

Zeitbereichsreflektometer-Tests 

(Optical Time Domain Reflectometer, 

OTDR) erforderlich, 

die die ordnungsgemäß ausgeführte 

Glasfaserinstallation 

nachweisen. Die neue Baureihe 

MT1000A der OTDR-Module 

bietet eine überragende Leistung 

und spezielle Prüfmodi für bei- 

spiellosen Bedienkomfort. Der 

Fiber Visualizer von Anritsu 

rationalisiert das optische Glasfaser-Testverfahren 

durch die 

Minimierung der vorzunehmenden 

Einstellungen und das 

Zusammenfassen der Ergebnisse 

in einer anschaulichen grafischen 

Übersicht, die sowohl 

die gesamte als auch einzelne 

Charakeristik darstellt. Zusätzlich 

vereinfacht der Fiber-to-the- 

Antenna-Modus das Testverfahren, 

indem sämtliche (!) Parametereinstellungen 

entfallen, 

um eine exakte Prüfung kurzer 

Glasfaserabschnitte – wie etwa 

solcher, die für Masten, Remote 

Radio Heads und Distributed 

Antenna Systems zum Einsatz 

kommen – zu gewährleisten. 

Beide Modi liefern farbcodierte 

Pass/Fail-Ergebnisse, die auf 

benutzerdefinierten Grenzwerten 

basieren. Fehlerhafte Ereignisse 

werden markiert und können 

einfach durch das Berühren der 

Schaltfläche überprüft werden. 

Wenn eine Glasfaserverbindung 

alle Kriterien erfüllt hat, können 

durch das Drücken einer Taste 

Dateien gespeichert und benutzerdefinierte 

Berichte erzeugt 

werden. Erfahrene Benutzer können 

auch problemlos zwischen 

der grafischen Übersicht und 

der aktuellen Kurve umschalten, 

wenn sie weitere Fasereigenschaften 

prüfen möchten. 

In Kombination mit dem preisgekrönten 

Multirate-Transportmodul 

MU100010A wird der 

MT1000A zum einzig notwendigen 

Tool, um die Einsatzbereitschaft 

eines Netzes zu gewährleisten. 

Seine vielfältigen Testfunktionen, 

darunter OTDR, 

Dämpfungstester, Steckverbinderprüfung 

gemäß IEC 61300- 

3-35, 10-MB- bis 10-GB-Ethernet, 

SONET/SDH/PDH, Fiberchannel-Technologie, 

OTN und 

CPRI, machen ihn zum optimalen 

Tool für Mobile-Fronthaul 

und -Backhaul, CRAN, 

Metro- und Zugangsnetze. Das 

gleichartige Bedienkonzept der 

verschiedenen Anwendungen 

reduziert die Lernkurve erheblich, 

wodurch die Zeiten für 

Montage und Fehlersuche verringert 

werden. Funktionen und 

Merkmale der nächsten Generation, 

wie beispielsweise WiFi/ 

Bluetooth-Unterstützung, und 

die gleichzeitige Fernbedienbarkeit 

von verschiedenen Standorten 

aus (Multiple Remote Control 

Operations) bringen zusätzlichen 

Mehrwert und erhöhen die 

Benutzerfreundlichkeit. 

Die neuen OTDR-Module verfügen 

über eine hohe Auflösung 

und einen großen Dynamikbereich 

von bis zu 46 dB 

und gewährleisten somit eine 

rasche und sorgfältige Überprüfung 

von Single- und Multimode-Glasfasern. 

Ein optischer 

Leistungsmesser und Lichtquellen 

sind bereits in Standardausrüstung 

enthalten und erhöhen 

das Einsatzpotential und steigern 

den Mehrwert. Optional 

ist ein optisches Fehlersuchgerät 

(Visual Fault Locator, VFL) 

erhältlich. Die Module sind 

sofort versandbereit und in zahlreichen 

verschiedenen Konfigurationen 

verfügbar. 

■ Anritsu Corp. 

www.anritsu.com 


Messtechnik 

HF-Empfänger vereint hohe 

Bandbreite und präzise FFT 

Die IZT GmbH erweiterte ihren leistungsfähigen 

R4000-Empfänger um eine neue 

Option. Die 32768-Punkt-FFT ermöglicht 

in Kombination mit der 120-MHz-Echtzeit-Bandbreite 

die zuverlässige Erfassung 

von schnellen Bursts und frequenzagilen 

Signalen. Damit können sogar die fortschrittlichsten 

Hopping-Signale mit sehr hohen 

Hop-Raten unter anspruchsvollen SNR- 

Umgebungen erfasst werden. Das Plug-in 

„Hopper Detector“ liefert Echtzeit-Informationen 

über die erfassten Hopper, einschließlich 

Bandbreite, Verweildauer und 

Time-of-Arrival-Informationen. 

Mit der neuen 32768-Punkt-FFT beträgt die 

Echtzeit-Frequenzauflösung weniger als 5 

kHz über die kompletten 120 MHz Bandbreite. 

Die Transformation wird mithilfe 

eines leistungsfähigen FPGAs realisiert. 

Mit der durchgängigen, lückenlosen Erfassung 

wird der R4000 zu einem leistungsfähigen 

Echtzeit-Signalanalysator. Neben der 

Information zur spektralen Leistungsdichte 

(PSD, Power Spectral Density) können auch 

IQ-Daten von Sub-Bändern oder der vollen 

Bandbreite abgefragt und an den Sensor- 

Controller weitergeleitet werden. 

Mit der ebenfalls verfügbaren 4096-Punkt- 

FFT wird eine Zeit-Auflösung für das Spektrum 

von nur 25,6 µs/Spektrum erreicht. 

Dies ist um Größenordnungen besser als bei 

Swept-Analyse-Techniken und erfüllt auch 

die Anforderungen bei extrem schnellen 

Hopping/Transienten-Signalen. Der Anwendungsbreich 

des IZT R4000 umfasst die leistungsstarke 

Digitalisierung von Signalen, 

Breitbandempfangs- und Signal-Collection- 

Systeme für COMINT- und ELINT-Applikationen, 

breitbandige Satelliten-Überwachung 

und kontinuierliche Breitband-Funksignal- 

Aufnahme. Der R4000 erreicht eine Momentan-Bandbreite 

von 120 MHz und umfasst 

einen Frequenzbereich von bis zu 18 GHz. 

Der IZT R4000 unterstützt auch Applikationen, 

die neben hoher Bandbreite einen 

erstklassigen Dynamikbereich benötigen. 

Die dabei in den typischen Einsatzumgebungen 

anfallenden großen Datenmengen 

kann der IZT R4000 in Echtzeit analysieren 

und speichern. Das HF-System kann sowohl 

die für ein Mehrbenutzersystem erforderlichen 

Daten wie auch die dazugehörigen 

parallel arbeitenden Signalanalyseprozesse 

verarbeiten. 

Konfigurierbare Preselektoren 

Der IZT R4000 enthält hochempfindliche, 

konfigurierbare Preselektoren zur Vermeidung 

von Signal-Overload-Problemen, 

sowie hochwertigste HF-Eingangsstufen und 

breitbandige Digitalisierung. Drei Modelle 

stehen je nach Anforderungen des Funkaufklärungs- 

oder Funküberwachungssystems 

zur Verfügung: Der Frequenzbreich 

von 3 GHz (IZT R4000-RF3) kann auf 6 

GHz (IZT R4000-RF6) und 18 GHz (IZT 

R4000-RF18) erweitert werden. 

■ IZT GmbH 

Innovationszentrum für 

Telekommunikationstechnik 

www.izt-labs.de 


Messtechnik 

Funkstörungen auf einen Blick erkennen 

Narda Safety Test Solutions gab seinen 

internen „Signal Guide“ zur kostenlosen 

Nutzung frei. Diese Datenbank enthält 

typische Messbilder vieler Funksignale 

gewissermaßen als Fingerabdruck. Durch 

Vergleich mit eigenen Messbildern lassen 

sich „gesunde“ Signale von Interferenzen 

und Störern unterscheiden. 

Hintergrund-Info 

Rundfunk und TV, analog und digital, 

Mobilfunk der zweiten, dritten und vierten 

Generation, Funk für Behörden, Polizei 

und Rettungswesen, WLAN, Industriesteuerungen 

– sie alle teilen sich mehr 

oder weniger überlappende Frequenzbänder, 

stören sich manchmal gegenseitig 

oder werden unabsichtlich oder vorsätzlich 

gestört. Um die Art der Störungen zu 

erkennen, muss man zunächst wissen, wie 

das ungestörte Signal aussieht. 

Der „Signal Guide“ von Narda Safety Test 

Solutions versammelt exemplarisch Zeitverläufe, 

Spektren und Spektrogramme. 

Der Benutzer kann über Kategorien, wie 

„Funkdienste“ oder „Modulationsarten“, 

zu den Messbildern und ihren Erklärungen 

gelangen oder sich in einer „Galerie“ die 

Messbilder anzeigen lassen, um ein ihm 

unbekanntes Signal zuzuordnen. Ein 

Anhang gibt Auskunft darüber, wie die 

Messbilder gewonnen wurden. 

Der „Signal Guide“ ist zugänglich über 

http://signals.narda-sts.com/. 

■ Narda Safety Test Solutions GmbH 

www.narda-sts.com 

Neue Labornetzteile bieten höhere Leistung 

Die bestehende MX-Labornetzteil-Serie 

von Telemeter wurde 

weiterentwickelt und erweitert. 

Es stehen nun zwei zusätzliche 

Labornetzteile mit max. 120 V 

und max. 20 A zur Verfügung. 

Das neue MX180T richtet sich 

an Anwender, die eine höhere 

Leistung, höhere Spannungen 

und höhere Ströme benötigen als 

mit dem MX100T. Die Gesamtleistung 

dieser Geräte beträgt 

nun 378 W. Diese neuen Labornetzeile 

stellen drei Ausgänge 

zur Verfügung. Bei den beiden 

High-Power-Ausgängen haben 

diese pro Kanal 30 V und 6 A. 

Beim Low-Power-Ausgang sind 

es 12 V und 3 A. Die Bedienung 

ist einfach und intuitiv durch die 

Tastatur und den Drehregler an 

der Frontseite. Durch das hintergrundbeleuchtete, 

hochauflösende 

LC-Display wird jeder 

Kanal übersichtlich dargestellt. 

Die eingestellten Werte können 

direkt im Gerät abgespeichert 

werden. Die neuen MX-Labornetzteile 

mit 3 Höheneinheiten 

bieten über 50 Möglichkeiten, 

die Spannungen und Ströme 

einzustellen. Für eine einfache 

Systemintegration ist die Serie 

MX180TP mit den Schnittstellen 

RS232, GPIB, USB und LAN 

(LXI) ausgestattet. 

■ Telemeter Electronic GmbH 

www.telemeter.info 


Messtechnik 

HF-Testadapter mit SMA-Anschluss 

Um BGAs, LGAs und QFNs unter Hochfrequenzbedingungen 

zu testen, stellte 

Ironwood Electronics (Vertrieb: EMC electro 

mechanical components GmbH) einen 

Testadapter mit SMA Anschlüssen vor. Der 

Prüfling wird durch Federkontakte, die in 

Bezug auf parasitäre Induktivitäten für diese 

Anwendung optimiert sind, kontaktiert. Auf 

einer Leiterplatte werden alle Signale zu 

den äußeren Anschlüssen geführt, sodass 

die Signale für den Test zugänglich sind. 

Um den Highspeed-Anforderungen gerecht 

zu werden, sind alle Leitungslängen minimiert 

und die Signale als differentielle Paare 

herausgführt. Das Leiterplattendesign bietet 

durch den Einsatz von blind und buried 

Vias niedrigste Induktivität und Kapazität 

und einen kontrollierten Wellenwiderstand, 

was wiederum für die Signalintegrität 

äußerst wichtig ist. Transmitter und Receiver 

des Testers werden an vier SMA-Buchsen 

angeschlossen. 

Die HF-Testadapter stehen für BGAs, LGAS 

und QFNs im Raster 0,35 mm und größer 

zur Verfügung. Der Temperaturbereich ist 

von -35 bis +125 °C spezifiziert. 

■ EMC electro mechanical components GmbH, info@emc.de, www.emc.de 

Buch-Shop 

Rauschen in 

Elektronik und 

Funkpraxis 

verstehen, vermeiden, berechnen 

und messen 

Ing. Frank Sichla, 

Großformat 21 x 28 cm, 124 S., 

viele Abbildungen und Diagramme, 

ISBN 978-3-88976-166-8, 

beam-Verlag 2015 18,90 € 

Rauschen ist ein komplexes, vielschichtiges 

Gebiet. Rausch-Berechnungen 

und -Messungen sind in der Nachrichtentechnik 

unvermeidlich. Dieses 

Buch vermittelt Schritt für Schritt die 

Grundlagen des Rauschens mit Schwerpunkt 

„Rauschpraxis im Hf-Bereich“. 

Es eignet sich für HF-Techniker und 

Studenten, Berufsschüler und Funkamateure 

gleichermaßen und bietet darüber 

hinaus, durch seine starke Ausrichtung 

auf die Praxis, jedem Anwender und 

Entwickler von Hochfrequenzschaltungen 

wertvolle Unterstützung. 


• Ursache und Charakter des 

thermischen Rauschens, thermische 

Rauschspannung 

• Verfügbare Rauschleistung und 

Rauschbandbreite 

• Antennenrauschen und 

Konsequenzen für Empfänger 

• Elektronisches Rauschen: Schrot-, 

Funkel- und Influenzrauschen 

• Eigenrauschen von Halbleitern 

• Rauschmaß, Rauschabstand und 

Empfindlichkeit 

• Rauschgrößen und deren 

Umrechnung 

• Die drei Rauschtemperaturen 

• Rauschen bei Parallel- und 

Kettenschaltung 

• Dämpfungen – Vorsicht, Falle! 

• Rauschen und Verstärkung 

• Effektiver Rauschfaktor und 

effektives Rauschmaß 

• Rauschen von MMICs, Operationsverstärkern, 

Puffern und 

Empfängern 

• Rauscheinfluss bei digitaler 

Modulation 

• Das Rauschen von Oszillatoren und 

Sendern u.v.m. 

Bestellungen an: beam-Verlag, Postfach 1148, 35001 Marburg, info@beam-verlag.de

Elektromechanik 

Online-Tool findet Steckverbinder für sämtliche Koaxialkabel 

In drei Schritten online 

zum richtigen Koax- 

Steckverbinder – das 

bietet der neue Kabel- 

Stecker-Finder von 

Telegärtner. 

Anwender müssen lediglich 

die Steckverbinder-Serie, den 

Kabelaufbau und die Dimension 

eingeben, dann findet das 

Tool alle passenden HF-Steckverbinder 

dazu. Besucher der 

Telegärtner-Website werden 

intuitiv zum passenden Ergebnis 

geführt. „Einfacher geht es 

nicht: Einkäufer finden genau 

wie Projektmanager und Entwickler 

schnell und einfach den 

passenden HF-Steckverbinder zu 

ihrem Koaxialkabel“, verspricht 

Lars Braach, Leiter Marketing- 

Kommunikation bei Telegärtner. 

Benutzerfreundlich, intuitiv und 

übersichtlich präsentiert sich das 

Tool. In drei Schritten lassen sich 

aus der Fülle an Möglichkeiten 

die passenden HF-Stecker zum 

vorliegenden HF-Kabel finden. 

Wählen die Anwender zunächst 

die Steckverbinder-Serie aus, 

gilt es danach, den Kabelaufbau 

zu benennen. Vorgegeben 

werden Kabel mit einem oder 

zwei Schirmgeflechten, mit Folie 

und Schirmgeflecht sowie Semi- 

Rigid- oder Semi-Flex-Kabel. 

In drei Schritten online zum richtigen Koax-Steckverbinder, das bietet der neue Kabel-Stecker-Finder 

von Telegärtner. 

Im dritten Schritt komplettiert 

die Angabe zur Kabeldimension 

beziehungsweise Durchmesser 

von Innenleiter, Dielektrikum 

und Kabelmantel die Suche. 

Unmittelbar danach zeigt eine 

übersichtliche Vorschlagsliste 

das passende Ergebnis mit dem 

einen passenden HF-Steckverbinder 

oder mehreren möglichen 

HF-Steckverbindern. 

Anwender wissen dann unmittelbar, 

welche Steckverbinder 

sie verwenden können. Aber 

auch wenn sich einmal kein passendes 

Ergebnis finden sollte, 

muss einem nicht bange werden. 

Dann generiert sich ein vorausgefülltes 

Anfrageformular, in 

dem alle Parameter der Sucheingabe 

eingetragen sind. Nach 

Eingabe der E-Mail Adresse 

und Absenden an Telegärtner, 

finden die Experten entweder 

eine Lösung oder prüfen eine 

Neuentwicklung. Der neue, 

kostenlose Kabel-Stecker-Finder 

von Telegärtner findet sich auf 

www.telegaertner.com unter dem 

Menüpunkt Onlinekatalog Coax. 

■ Telegärtner GmbH 

www.telegaertner.com 

Vorgegeben werden Kabel mit einem oder zwei Schirmgeflechten, mit 

Folie und Schirmgeflecht sowie Semi-Rigid- oder Semi-Flex-Kabel. 

Besucher der Telegärtner Website finden schnell den passenden 

HF-Steckverbinder zu ihrem Koax-Kabel. 


Bauelemente 

Bidirektionaler 

Richtkoppler für 

hohe Leistungen 

Der neue bidirektionale Richtkoppler 

SCBD-28-82HP+ von 

Mini Circuits ist für 50-Ohm- 

Systeme vorgesehen und erlaubt 

eine Durchgangsleistung von bis 

zu 100 W. Der Einsatzfrequenzbereich 

ist mit 600 bis 820 MHz 

spezifiziert. Es ist ein Gleichstrom 

bis 2 A möglich (DC Pass). 

Die Einfügedämpfung (Mainline 

Loss) wird mit typisch 0,1 

dB und maximal 0,2 dB angegeben 

und ist somit sehr gering. 

Die Richtschärfe (Directivity) 

beträgt typisch 23 dB und mindestens 

20 dB. Der Koppelfaktor 

(Coupling) ist mit typisch 28 

±1,3 dB spezifiziert. Die Rückflussdämpfung 

(Return Loss) an 

allen drei Ports wird mit mindestens 

20 dB und typisch 30 dB 

angegeben. 

Trotz der hohen möglichen 

Durchgangsleistung hat der 

Richtkoppler ein für Oberflächenmontage 

(Surface 

Mount Technology) geeignetes 

Gehäuse. Es misst lediglich 17,8 

x 8,1 x 5,1 mm. 

Der Koppler ermöglicht die 

gleichzeitige Anzeige von vorund 

rücklaufender Spannung/ 

Leistung. Damit gelingt es beispielsweise, 

eine automatische 

Anpassung zu bewerkstelligen. 

Es ergeben sich zahlreiche 

Anwendungsmöglichkeiten, 

beispielsweise in den Bereichen 

Cellular-Funk, ISM oder Wehrtechnik. 

Wichtige Grenzwerte 

• Arbeitstemperaturbereich 

-55 bis +65 °C 

• Lagertemperaturbereich 

-55 bis +100 °C 

• DC 2 A 

• Eingangsleistung 100 W 

Symmetrischer 

Mischer mit hoher 

Zuverlässigkeit 

Der Baustein SYM-R252HW+ 

von Mini-Circuits ist ein passiver 

Mischer mit acht Schottky-Dioden 

und drei Transformatoren. 

Die LO Power ist mit 17 dBm 

spezifiziert. Dieser Mischer ist 

im Frequenzbereich 10 bis 2500 

MHz (RF, LO) bzw. 10 bis 500 

MHz (IF) einsetzbar. Er hat ein 

geschirmtes Miniaturgehäuse 

für SMT mit den Abmessungen 

12,7 x 9,7 x 5,8 mm. Hermetisch 

versiegelte keramische Quads 

sichern dabei eine sehr hohe 

Betriebszuverlässigkeit. 

Die Mischerdämpfung wird mit 

typisch 6,5 dB angegeben. Der 

Interceptpunkt dritter Ordnung 

beträgt typisch 23 dBm, die 

Isolation zwischen LO und den 

anderen Ports wird mit typisch 

je 40 dB angegeben. Es eröffnen 

sich Applikationsmöglichkeiten 

bei mobilen und festen Funkanwendungen 

(UKW/KW-Sender 

und Empfänger) oder bei Peilund 

Messaufgaben. 

Weitere technische Daten 


-40 bis +85 °C 


-55 bis +100 °C 

• RF-Eingangsleistung max. 

200 mW 

Flexibles 50-Ohm- 

Koaxialkabel für 

Testzwecke 

Das flexible 50-Ohm-Koaxialkabel 

ULC SMSM+ von Mini- 

Circuits ist für Labor- und Testzwecke 

vorgesehen. Es wurde 

daher besonders robust konstruiert 

und besitzt Anschlüsse 

aus rostfreiem Stahl vom Typ 

SMA male. Das Kabel verbindet 

z.B. moderne Sub-Systeme 

in Testaufbauten, auch beim 

Feldeinsatz. 

Das Kabel ist 1,5 ft lang. Es ist 

ein kleiner Biegeradius möglich 

(2 inches dynamisch, 0,75 

inches statisch) bei weitgehendem 

Erhalt der Impedanz. Die 

Stabilität der Phasenlage ist 

besonders gut. Die Schirmung 

ist dreifach. 

Die Einfügedämpfung beträgt 

für 6...12 GHz typisch 1,1 dB. 

Auf 2 (6, 12, 18) GHz können 

bei 25 °C Umgebungstemperatur 

bis zu 210 (120, 82, 67) W 

übertragen werden. 



-55 bis +85 °C 


-55 bis +85 °C 

Richtkoppler für 2,7 

bis 7 GHz 

Von Mini-Circuits kommt ein 

neuer interessanter Richtkoppler, 

der ZADC-13-73+. Dabei handelt 

es sich um einen einfachen 

(unidirektionalen) 50-Ohm-Coupler 

für 4 W maximale Durchgangsleistung 

im Hauptpfad 

(Main Line). Er besitzt einen 

DC-Pass. 

Ein solcher Koppler ist geeignet 

für Applikationen, bei denen entweder 

Vor- oder Rücklauf erfasst 

werden müssen. Gegenüber 

einem bidirektionalen Koppler 

ergeben sich bessere technische 

Daten. Allgemein erlaubt dieser 

Koppler das Monitoring von 

Signalen in Höchstfrequenz- 

Sendepfaden. 

Das neue Bauteil bietet einen mit 

typisch 0,8 dB recht geringen 

Verlust in der Main Line. Ein 

DC-Strom bis 1 A kann durchfließen. 

Dieser Richtkoppler 

besitzt ein robustes Aluminiumgehäuse 

mit SMA-Anschlüssen. 

Es misst 50,8 x 50,8 x 19,1 mm. 

Er wird in Wehrtechnik, Luftfahrtelektronik 

oder Satellitenkommunikation 

eingesetzt. 



-55 bis +100 °C 


-55 bis +100 °C 

Sechsfach-Splitter/ 

Combiner für hohe 

Leistung 

Der neue Splitter/Combiner 

ZN6PD-272HP+ von Mini-Circuits 

ist für den Frequenzbereich 

von 650 bis 2750 MHz vorgesehen 

und kann bis zu 100 W auf 

sechs Ausgänge nominell ohne 

Phasenversatz aufteilen bzw. von 

dort zusammenführen. 

Die Einfügedämpfung des 

50-Ohm-Bauteils mit DC-Pass 

für SMT über dem theoretischen 

Minimum von 7,8 dB beträgt 

typisch 0,9 dB. Die Isolation 

wird mit typisch 25 dB angegeben. 

Der Baustein hat ein robustes 

und schirmendes Metallgehäuse 

mit den Maßen 204,7 x 82,6 x 

60,5 mm. Mögliche Anwendungen 

liegen in der Kommunikationstechnik 

(WiMAX, LTE), 

im Bereich WCDMA sowie in 

der Messtechnik (Labor) und im 

militärischen Bereich. 

Wichtige Grenzwerte 


-55 bis +60 °C 


-55 bis +100 °C 

• Verlustleistung 3 W 

• DC 1,2 A bzw. 200 mA/Port 

■ Mini-Circuits 



Test & Measurement 

Multichannel Streaming and Recording on Wideband 

Digital Receiver 

Keysight Technologies Inc. 

introduced multi-module synchronization 

for its M9703B 

AXIe high-speed digitizer/wideband 

digital receiver – increasing 

the total number of streaming 

and recording channels available 

with the M9703B. The new 

bundles options (-CB1/-CB2) 

enable multichannel phase coherent 

digital down conversion 

(DDC) which has applications 

in 5G, Radar and satellite communications, 

and aerospace & 

defense. 

With up to 320 MHz instantaneous 

bandwidth with tunable 

intermediate frequency, this 

high-speed digitizer meets the 

needs for new technology development 

in 5G wireless mobile 

broadband. Used with the recommended 

host computer configuration, 

the new options allow 

guaranteed recording time, storing 

all I/Q samples for later 

analysis. A command line software 

application is included in 

the bundle for an easy launch 

and control of the streaming and 

recording. 

As a component of the Keysight 

solution, the M9703B 

AXIe highspeed digitizer/wideband 

digital receiver (bundles 

-CB1/-CB2) allows customers 

to quickly characterize the channel 

behavior in these frequency 

bands and enables researchers to 

develop the necessary channel 

models for designing and validating 

air-interface alternatives. 

For other applications where 

gapless streaming and recording 

is not required but there is a need 

to simultaneously read while 

acquiring, the new signal processing 

firmware (-TSR option) 

enables simultaneous capture 

and transfer of triggered acquisition 

data to the host computer. 

■ Keysight Technologies 

www.keysight.com 

News 

Link Microtek Receives 

SC21 Industry Bronze 

Award 

Link Microtek has been presented with an 

SC21 industry bronze award in the 21st 

Century Supply Chains programme, which 

is administered by ADS, the national trade 

organisation representing the aerospace, 

defence, security and space industries. 

This widely recognised programme is designed 

to provide a structured framework 

for continuous improvement in both the 

business processes and manufacturing operations 

of participating companies, with the 

aim of raising performance throughout the 

supply chains in these key industry sectors. 

Commenting on the award, Steve Cranstone, 

managing director of Link Microtek, 

said: “Essentially SC21 is about 

increasing efficiency across all areas of 

The picture shows Phil Curnock (left), 

head of supply chain for ADS, presenting 

the industry bronze award to Link 

Microtek’s sales director, Stuart Hendry, 

at a recent SC21 Task Force conference 

in Bristol. 

a company’s activity, and that is exactly 

what Link Microtek has accomplished. 

The toolkits provided by the programme 

have enabled us to monitor and improve 

key metrics relating to delivery and quality, 

and where necessary we have made 

appropriate changes to our internal systems 

to ensure that performance levels are 

maintained.” 

Before SC21 awards are ratified, ADS 

validates the submitted delivery and quality 

metrics covering a rolling 12-month 

period by comparing them with figures 

obtained directly from the company’s 

customers. Having attained the necessary 

performance standards for the bronze 

award, Link Microtek will now be using 

its SC21 continuous sustainable improvement 

plan (CSIP) to ensure that further 

efficiencies are sought and implemented 

on an ongoing basis. 

■ Link Microtek 

www.linkmicrotek.com 


RF & Wireless 

Flexible dual-band FPC antennas for WiFi and ISM 

Figure 1: Dromus, Amoris and Montana: Easy to assemble 

antennas for WiFi and ISM 

Antenova announced three newstyle 

antennas: flexible dualband 

FPC antennas for Wi-Fi 

and ISM in industrial and consumer 

electronics applications. 

Two of the antennas, named Dromus 

and Amoris, are high performance 

dual band Wi-Fi antennas 

operating on the 2.4-2.5 GHz 

and 4.9-5.9 GHz wireless bands, 

including Wi-Fi 802.11a/b/g/j/n/ 

ac. They are suitable for access 

points, portable electronics, PC 

cards, games consoles, set-top 

boxes, network devices, and 

wearable technology. They are 

made to different dimensions, so 

that electronics manufacturers 

can select the best fit and performance 

for their wireless device. 

The third antenna, named Montana 

operates in the ISM bands of 

863-870 MHz and 902-928 MHz. 

This antenna is for use in industry, 

remote sensors, smart metering, 

medical devices, monitoring 

equipment, lighting, security and 

automotive applications. 

The flexible FPC antennas are 

each just 0.15 mm thick, and 

are supplied with a peel-back 

self-adhesive area to fix them 

inside a small electronic device, 

in various configurations. They 

are supplied complete with a 

cable and a connector to attach 

them to the underside covering 

or housing of a manufacturer’s 

electronic product. Each antenna 

weighs less than 0.5g. 

The three new antennas can be 

popped into the IPEX MHF 

(UFL) mating connector on a 

host PCB or wireless module, 

and are effectively “plug and 

play”. Antenova’s design team 

adopts a philosophy of Design 

For Integration (DFI) – an 

approach to antenna design 

which puts the integration into 

the customer’s device right at 

the heart of the design process. 

Antenova also provides technical 

assistance to customers during 

the testing stages of the design 

process. 

Dromus, Amoris and Montana 

are the first three antennas to 

ship from Antenova’s new family 

of “flexiiANT” products, which 

was announced in May this year. 

Their product names follow the 

company’s tradition of naming 

each antenna after a species of 

ant from around the globe. 

Commenting, Colin Newman, 

Managing Director at Antenova 

Figure 2: Amoris Dual-Band 

Wifi Antenna 

says: “The market opportunities 

are in the areas of energy, 

smart homes, healthcare, automotive, 

retail, and the new wearable 

technologies, and we have 

antenna solutions for all of these 

sectors.” The new flexible antennas 

are available to order now. 

■ Antenova Limited 

www.antenova-m2m.com 

Applications 

• Access Points 

• Portable Devices 

• PC-cards 

• Game Consoles 

• Set-Top-Box 

• Network Devices 

• Wearable devices 

• MIMO Systems 

Figure 3: 3D pattern at 2.45 GHz 

Figure 4: 3D pattern at 5,45 GHz 

Technical features of “Amoris” 

• Antenna for 2,4 - 2,5 GHz and 4,9 - 5,9 GHz applications: 

WiFi 802.11/b/g/j/n/ac 

• Polarization: Linear 

• Peak Gain: 2,8 dBi (2,4/2,5 GHz), 5,1 dBi (4,9/6,0 GHz) 

• Average Gain: -1,3 dBi/-1,2 dBi 

• Maximum return loss: -14 dB/-10 dB (2,4/4,9 GHz) 

• Impedance with matching: 50 Ohm 

• Operating temperature: -40 °C to +85 °C 

• Maintains high performance within device 

• 1,13 mm diameter RF cable with IPEX MHF connector 

• Self-Adhesive mounted 

• Quick integration minimizes design cycle 

• High performance 

• Available 3 standard cable lengths 

• Weight:

RF & Wireless 

News 

Pasternack Enters 

a Private-Label 

Agreement with 

Ducommun 

Incorporated 

Pasternack Enterprises Inc. 

has signed an agreement 

with Ducommun Incorporated, 

to private-label manufacture 

select Ducommun RF 

products under the Pasternack 

brand. This new partnership 

provides customers 

with urgent RF product needs 

access to a greater offering of 

industry-leading components 

through Pasternack with 24/7 

sales support, online purchasing 

and same-day shipping. 

Under the terms of this private-label 

agreement, Pasternack 

will now offer greater 

selections of in-stock and 

ready to ship portfolios of 

coaxial electromechanical 

switches, PIN diode switches, 

various waveguide components, 

as well as millimeter 

wave amplifiers. 

“In an effort to better support 

both our current and 

new development customers, 

we want our products to be 

conveniently available, and 

Pasternack offers them easy, 

around-the-clock access,” 

said Anthony J. Reardon, 

chairman and chief executive 

officer of Ducommun. 

“In addition, the agreement 

expands Ducommun’s reach 

to RF customers in such industries 

as medical, research and 

development, and colleges 

and universities.” 

“At Pasternack, our goal is 

to serve as the RF engineer’s 

single source for urgently 

needed RF products around 

the globe,” says Terry G. 

Jarnigan, Chief Executive 

Officer at Pasternack. “Our 

partnership with Ducommun 

expands Pasternack’s already 

vast selection of in-stock RF 

products, while ensuring we 

continue to maintain the components 

engineer’s need when 

they need them.” 

■ Pasternack 

www.pasternack.com 

Components 

High-Power Receive 

Protection Circuit 

Limiters 

Richardson RFPD announced 

the availability and full design 

support capabilities for two 

new high-power receive protection 

circuit limiters from 

Qorvo. Using Qorvo’s passive 

GaAs VPIN technology, the new 

devices do not require bias and 

are offered in small plastic overmold 

packages. This simplifies 

system integration while maximizing 

performance and protection. 

The limiters are ideal 

for commercial and military 

radar applications, communications 

systems and electronic 

warfare where protecting sensitive 

receive components from 

damage is critical. 

■ RFMW Ltd. 

www.rfmw.com 

Flexible/Twistable 

Waveguides Operate 

to 40 GHz Over Nine 

Frequency Bands 

Pasternack expands their waveguide 

product portfolio with the 

addition of new flexible waveguides 

that operate up to 40 GHz 

over nine frequency bands. This 

offering consists of 36 unique 

models of flexible waveguide 

twists ranging in size from 

WR-137 (as low as 5.85 GHz) 

to WR-28 (up to 40 GHz). 

Pasternack’s flexible/twistable 

waveguides, also referred to as 

a “flexguide”, utilize helically 

wound silver coated brass strips 

surrounded by a flexible and 

twistable, yet durable, neoprene 

sleeve. The ends of the waveguide 

are terminated with brass 

flanges available in nine waveguide 

sizes and multiple flange 

styles. Typical VSWR for these 

flexible waveguides ranges from 

1.05:1 up to 1.35:1 depending on 

waveguide size and frequency. 

Insertion loss performance is 

similar with typical levels as 

low as 0.07 dB. These waveguides 

will flex in both the E 

and H planes and can also twist. 

Flanges in lower frequency versions 

are available in both UG 

and CPR styles. 

The new flexible waveguides 

sections from Pasternack act as a 

malleable conduit in waveguide 

systems where there is not perfect 

alignment for a traditional 

rigid waveguide section. Often 

an ideal solution for test labs or 

prototyping, these flexible waveguides 

can easily be flexed and 

twisted to conform to various 

misalignments in waveguide 

systems. These flexible waveguide 

twists can be ordered in 

standard lengths including 12, 

24 and 36 inches with same-day 

shipping. The new flexible waveguide 

twists from Pasternack are 

in-stock and ready to ship now. 

■ Pasternack 

www.pasternack.com 

GaN RF Power Transistors 

in 10 to 200 W Ratings 

Ampleon announced the 

extension of its portfolio of 

GaN RF power transistors 

based on a 0.5 µm HEMT 

process technology. Comprising 

10, 30, 50 and 100 W 

devices, over ten transistors 

are currently available suitable 

for multiple applications 

such as drivers up to C band, 

through to 100 and 200 W 

push-pull packages for use 

in final stages up to S band. 

Housed in a compact and thermally 

stable ceramic package, 

the whole CLF1G family of 

devices are ideal for use in a 

broad range of applications 

that need to meet specific 

requirements of SWaP (size, 

weight and power). 

Optimized for best in class 

linearity, power efficiency, 

and broadband power performance, 

Ampleon’s GaN 

devices are available with 

electrical models, reference 

designs and demonstration 

boards. Typical applications 

include use in commercial 

aviation and radar applications, 

aerospace and defence 

systems, and broadband solutions. 

Devices available include the 

CLF1G0035S-50, a broadband 

50 W amplifier capable 

of operation from DC 

through to 3.5 GHz that is 

designed for operation up to 

50 V and having excellent 

VSWR (ruggedness) capabilities 

of 10:1. 100 W devices 

have just been released. 

Being a European supplier, 

Ampleon is a so called ITARfree 

(International Traffic in 

Arms Regulations) supplier, a 

factor that is appreciated by its 

customers in the worldwide 

A&D marketplace.Together 

with a line-up of reliable and 

cost effective LDMOS-based 

RF power transistors, the GaN 

portfolio complements and 

strengthens Ampleon’s RF 

power offerings to its customers, 

helping them to bring 

better solutions to market. 

■ Ampleon 

www.ampleon.com 


RF & Wireless 

Components 

Low Profile MEMS Filter Range and 

Filters Shortform Catalogue 

Euroquartz has launched a new range of 

low profile MEMS (Micro ElectroMechanical 

System) filter products offering major 

benefits of small size and very low profile 

making them ideal for use in embedded 

applications. The company has also published 

a new four page shortform catalogue 

covering its new MEMS filters and traditional 

RF filter ranges. 

Using the latest MEMS technology, it is 

possible to produce bandstop and bandpass 

filter products that offer a very low 

profile (0.5 mm) solution. The advantages 

of Euroquartz MEMS filters are their small 

size offering high reliability and high performance, 

covering the range from 2 to 50 

GHz. MEMS filter types available include 

bandpass, bandstop, lowpass, attenuator 

New 2.4 GHz WLAN/BT LTE 

Coexistence Filter 

Richardson RFPD Inc. announced the availability 

and full design support capabilities 

for a new 2.4 GHz WLAN/BT LTE coexistence 

filter from Qorvo: The 885128 

is a high-performance, high-power bulk 

acoustic wave (BAW) band-pass filter with 

extremely steep skirts. It simultaneously 

exhibits low loss in the WiFi band and high 

near-in rejection in the approximate LTE 

bands. The new BAW filter is specifically 

designed to enable coexistence of WiFi and 

LTE signals within the same device or in 

close proximity to one another. 

chip, time-delay line, substrate integrated 

waveguide (SIW) and micro-shielding. 

Offering a 1 dB insertion loss with 30 dB 

at 3 and 7.5 GHz attenuation they are ideal 

for microwave communication equipment 

such as base stations, wireless transceiver 

systems and small size RF front-end requirements. 

The new shortform catalogue provides 

basic specifications for a selection 

of the MEMS bandpass filters alongside 

discrete crystal filter designs, surface mount 

monolithic crystal filters and bandpass LC 

filter designs. 

Euroquartz custom LC and microwave filters 

offer a broad selection of frequencies, 

topologies and packages ranging from audio 

to 3 GHz and up to 200 W in power. Topologies 

include low pass, band pass, high 

pass and band reject. Special characteristics 

such as IM distortion, phase and amplitude 

match etc. are optimised during manufacturing. 

LC filters are available in a variety 

of packages including SMD and are compatible 

with modern automated manufacturing 

processes. 

Euroquartz also offers a wide range of cavity 

filters in band pass and notch types. A notch 

type filter attenuates a narrow band of frequencies 

while allowing all other frequencies 

to pass with only a slight loss. Band 

pass filters pass a narrow band of frequencies 

with very little loss while attenuating 

all other signals outside of the band. Cavity 

filters are available up to 960 MHz with any 

type of customer-specific connector and are 

factory tuned to the frequencies requested. 

■ Euroquartz Ltd. 

www.euroquartz.co.uk 

The filter exhibits excellent power handling 

capabilities and is offered with an 

industry-leading 1.1 x 0.9 x 0.50 mm small 

footprint. It is ideally suited for small cell, 

portable hotspots, WiFi routers and LTE 

gateways, smart meters, and WiFi access 

points applications. 

■ RFMW Ltd., www.rfmw.com 

News 

200 mm GaN-on-Si 

Technology Closer to 

Manufacturing 

Imec presented three novel aluminum 

gallium nitride (AlGaN)/ gallium 

nitride (GaN) stacks featuring optimized 

low dispersion buffer designs. 

Moreover, imec optimized the epitaxial 

p-GaN growth process on 200 mm silicon 

wafers, achieving e-mode devices 

featuring beyond state-of-the-art high 

threshold voltage (Vt) and high drive 

current (Id). 

To achieve a good, current-collapsefree 

device operation in AlGaN/GaNon-Silicon 

(Si) devices, dispersion must 

be kept to a minimum. Trapped charges 

in the buffer between the GaN-based 

channel and the silicon substrate are 

known to be a critical factor in causing 

dispersion. Imec compared the impact 

of different types of buffers on dispersion 

and optimized three types: a classic 

step-graded buffer, a buffer with 

low-temperature AlN interlayers, and 

a super lattice buffer. These three types 

of buffers were optimized for low dispersion, 

leakage and breakdown voltage 

over a wide temperature range and bias 

conditions. 

Imec also optimized the epitaxial p-GaN 

growth process demonstrating improved 

electrical performance of p-GaN 

HEMTs, achieving a beyond state-ofthe-art 

combination of high threshold 

voltage, low on-resistance and high 

drive current. The P-GaN HEMT results 

outperformed their MISHEMT counterparts. 

Imec’s GaN-on-Si R&D program aims at 

bringing this technology towards industrialization. 

Imec’s offering includes a 

complete 200 mm CMOS-compatible 

200 V GaN process line that features 

excellent specs on e-mode devices. 

Imec’s program allows partners early 

access to next-generation devices and 

power electronics processes, equipment 

and technologies, and speed up innovation 

at shared costs. Current R&D 

focuses on improving the performance 

and reliability of imec’s e-mode devices, 

while in parallel pushing the boundaries 

of the technology through innovation 

in substrate technology, higher levels 

of integration and exploration of novel 

device architectures. 

■ Imec 

www.imec.be 


448-RevQ_Final.indd 1

C O M P L I A N T 

POWER 

SPLITTERS 

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S 




448 rev Q 

DISTRIBUTORS 

11/19/15 5:31 PM

RF & Wireless/Impressum 

Bluetooth Smart Controllers Transform Home 

Appliances into Smart Connected Devices 

Nordic announced that OORT, 

a Wroclaw, Poland-based 

company specializing in connected 

devices and the Internet 

of Things (IoT), has selected 

Nordic’s multiple award-winning 

nRF51822 Bluetooth® 

Smart System-on-Chip (SoC) 

for its OORT Bluetooth Smart 

controllers. 

OORT’s Bluetooth Smart controllers 

enable home appliance 

manufacturers to turn any electronic 

or electromechanical 

device into a wirelessly connected 

one, thereby allowing 

consumers to directly control 

their smart devices via the OORT 

app on their iOS or Android 

Bluetooth Smart Ready smartphone 

or tablet. With the addition 

of a Bluetooth Smart Ready and 

Wi-Fi compatible OORT SmartHub, 

devices can also be operated 

when away from the home 

from a mobile device or through 

OORT’s Cloud platform on a 

standard web browser. 

The Nordic-powered OORT 

Bluetooth Smart controllers 

can be embedded into any 

existing device for example, 

washing machines, ovens, refrigerators, 

kettles, and coffee 

machines?without any changes 

to the original hardware, allowing 

manufacturers to turn the 

device from a prototype into a 

wirelessly connected one within 

six to nine months. 

From the iOS or Android app on 

the smartphone or tablet, users 

can locate any OORT connected 

device in range of their smartphone 

or tablet, name it, and add 

it to a group within the app, for 

example based on the room in 

which the device is located. The 

user can then control all of their 

wirelessly connected devices, 

setting rules, and creating scenarios 

around the operation of each 

device, for example turning on 

kitchen appliances in sequence 

as they are required. With the 

addition of the OORT SmartHub, 

the user can connect to their 

home remotely via the internet 

and control all of their devices 

from their smartphone, tablet, 

or via a web browser accessing 

a dedicated cloud platform. The 

SmartHub communicates with 

all the user’s connected devices 

via Bluetooth Smart and then 

uses WiFi to ‘push’ data to the 

Cloud. From the OORT Smart- 

Home Cloud platform automatic 

actions can be configured between 

connected devices, while 

the user can also collect information 

from the devices and process 

them into different reports, 

for example detailing how often 

each device is used or its power 

consumption. 

Nordic’s nRF51822 is a powerful 

and flexible multiprotocol 

SoC ideally suited for Bluetooth 

Smart and 2.4 GHz ultra 

low-power wireless applications. 

The nRF51822 is built around 

a 32-bit ARM Cortex M0 CPU 

with 256 kB/128 kB flash and 

32 kB/16 kB RAM. The embedded 

2.4 GHz transceiver is 

fully compliant with Bluetooth 

v4.2, the latest Bluetooth Smart 

specification. In the OORT Bluetooth 

Smart controllers, the 

nRF51822 SoC provides wireless 

connectivity to both iOS and 

Android-compatible Bluetooth 

Smart Ready devices. 

■ Nordic Semiconductor ASA 

www.nordicsemi.com 

hf-Praxis 

ISSN 1614-743X 

Fachzeitschrift für HFund 


• Herausgeber und Verlag: 

beam-Verlag 

35001 Marburg, Postfach 1148 

Tel.: 06421/9614-0 

Fax: 06421/9614-23 

info@beam-verlag.de 

www.beam-verlag.de 

• Redaktion: 

Dipl.-Ing. Reinhard Birchel (RB) 

Ing. Frank Sichla (FS) 

redaktion@beam-verlag.de 

• Anzeigen: 

Frank Wege 

Tel.: 06421/9614-25 

Fax: 06421/9614-23 

frank.wege@beam-verlag.de 

• English Contact: 

Myrjam Weide 

Fon.: +49-6421/9614-16 

m.weide@beam-verlag.de 

• Erscheinungsweise: 

monatlich 

• Satz und Reproduktionen: 

beam-Verlag 

• Druck & Auslieferung: 

Strube Druck & Medien oHG 

Der beam-Verlag übernimmt 

trotz sorgsamer Prüfung der 

Texte durch die Redaktion keine 

Haftung für deren inhaltliche 

Richtigkeit. 

Low-Power BLE 

Frontend Modules 

Skyworks offers two low-power 

Bluetooth low energy (BLE) 

frontend modules (FEMs) for 

connected home, wearable and 

industrial applications. The 

SKY66110-11 and SKY66111- 

11 FEMs operate between 2.4 

to 2.485 GHz, with power consumption 

of only 10 mA in transmit 

mode. They are suitable for 

products operating from coin 

cell batteries including sensors, 

beacons, smart watches, thermostats, 

smoke and carbon dioxide 

detectors, wireless cameras and 

audio headphones, hearing aids 

and medical pendants. 

The FEMs more than double the 

range when compared to a standalone 

system on chip solution. 

The SKY66111-11 FEM features 

adjustable output power. Each 

device comes in a small footprint 

3 x 3 x 0.8 mm, 16-pin multichip 

module solution. 

■ Skyworks 

www.skyworksinc.com 

Handels- und Gebrauchsnamen, 

sowie Warenbezeichnungen 

und dergleichen werden in der 

Zeitschrift ohne Kennzeichnungen 

verwendet. 

Dies berechtigt nicht zu der 

Annahme, dass diese Namen im 

Sinne der Warenzeichen- und 

Markenschutzgesetzgebung als 

frei zu betrachten sind und von 

jedermann ohne Kennzeichnung 

verwendet werden dürfen. 


…e.g. Radio Frequency & Surface Mount Components 

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Inductors, Cables, Antennas, Amplifiers, Switches, GaAs, GaN, SAW, Ceramic, LTCC, PCBs 

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…e.g. Microwave Products 

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GLOBES 

E L E K T R O N I K 

We are the World of 

Radio Frequency Electronics 

Couplers, Power Dividers/Combiners, Phaseshifter, Attenuators, Terminations, Mixers, Modulators, 

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Circulators/Isolators, Tubes, Cables, Connectors, Waveguide Components 

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Optical Transmission 

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…e.g. Special Products 

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