5-2018
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
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Mai 5/<strong>2018</strong> Jahrgang 23<br />
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Robust, zuverlässig, langlebig –<br />
elektromechanische HF-Relais<br />
Telemeter, Seite 20
Tiny Size and High Power<br />
COUPLERS<br />
up to 300W from 20-6000 MHz!<br />
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Platz space? zur Verfügung? Mini-Circuits’ Dann ist growing die wachsende selection Palette of bi-directional bidirektionaler and und<br />
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Editorial<br />
So viel steht fest: 5G braucht GaN<br />
2010 ging in Deutschland das<br />
erste LTE-Netz (4G, vierte<br />
Mobilfunk-Generation) in<br />
Betrieb. Obwohl dabei noch<br />
längst nicht alle Möglichkeiten<br />
ausgeschöpft sind, tüftelt man<br />
bereits am Nachfolger 5G und<br />
schwärmt von Leistungsdaten,<br />
die dem Fachmann wie dem<br />
unbedarften Anwender den<br />
Atem verschlagen. Ebenfalls<br />
bemerkenswert: Die führende<br />
Position in Sachen 5G hat sich<br />
weder ein amerikanisches noch<br />
ein europäisches noch ein japanisches<br />
Unternehmen erkämpft,<br />
sondern eins aus China namens<br />
Huawei. Es wurde 1988 gegründet<br />
und beschäftigt derzeit etwa<br />
150.000 Mitarbeiter; über einen<br />
Börsengang wird gemunkelt. Im<br />
fernen China hegt man bezüglich<br />
5G folgende Vorstellungen:<br />
• bis zu hundertfach höhere<br />
Datenrate als beim jetzigen<br />
LTE (d.h. bis zu<br />
10.000 Mbit/s)<br />
• in etwa tausendfach höhere<br />
Kapazität<br />
• weltweit 100 Milliarden<br />
Mobilfunkgeräte gleichzeitig<br />
ansprechbar<br />
• extrem niedrige Latenzzeiten<br />
(um 1 ms)<br />
• Energieverbrauch pro übertragenem<br />
Bit 0,1% gegenüber<br />
LTE<br />
• um 90% geringerer Stromverbrauch<br />
je Mobildienst<br />
• läuft auf Frequenzen zwischen<br />
3,4 und 30 GHz und<br />
darüber<br />
Das sind in der Tat atemberaubende<br />
Leistungsdaten, insbesondere<br />
Geschwindigkeiten:<br />
Ein 5G-Smartphone mit entsprechendem<br />
Stick könnte dann<br />
über 600 mal schneller einen<br />
Film laden als der beste DSL-<br />
Anschluss, oder eine DVD wäre<br />
in rund vier Sekunden komplett<br />
bespielt! Somit wird die fünfte<br />
Generation der Wireless-Technologie<br />
voraussichtlich das „Netzwerk<br />
der Netze“ schaffen. Eine<br />
enorme Herausforderung auch<br />
für Mobilnetzbetreiber.<br />
Bruno Jacobfeuerborn, Chief<br />
Technology Officer der Deutschen<br />
Telekom AG, stellte allerdings<br />
fest, dass es in der Branche<br />
unterschiedliche Auffassungen<br />
davon gibt, was 5G tatsächlich<br />
ist. Angesichts der aktuellen Entwicklungen<br />
bei 4G sowie der<br />
rein technischen Evolution sei<br />
es nicht leicht, zu bestimmen,<br />
wo 4G enden und wo die nächste<br />
Generation beginnen wird. LTE<br />
Advanced sei nicht die letzte<br />
Station auf dem Weg zu 5G, der<br />
Nachfolger LTE Advanced Pro<br />
verspräche sehr viel. So ist es<br />
gut vorstellbar, dass 4G höchstwahrscheinlich<br />
als Bestandteil<br />
eines generischen 5G-Standards<br />
übernommen wird und<br />
somit den Grundstein für dessen<br />
Leis tungsfähigkeit bildet, um<br />
die wesentlichen, vorwiegend<br />
auf den Nutzer ausgerichteten<br />
Anforderungen mobiler Breitbandverbindungen<br />
zu erfüllen.<br />
Doch ob fortschrittliches 4G mit<br />
cloud-basierten Funktionen oder<br />
ein 5G, das von einem deutlich<br />
anderen Geschäftsmodell ausgeht<br />
als dem aktuell gültigen –<br />
die neuen Mobilfunktechnologien<br />
benötigen, um die immensen<br />
Datenmengen in kurzer<br />
Zeit bewältigen zu können, die<br />
schnellsten Halbleiterkonzepte,<br />
die es gibt. Hier ist Gallium<br />
Nitride (GaN) die erste Wahl.<br />
Denn GaN bietet bestechende<br />
Voraussetzungen, um eine hohe<br />
Leistungsdichte, eine hohe Effizienz<br />
und eine hohe Verstärkung<br />
bei kleinsten Schaltgeschwindigkeiten<br />
zu erreichen. Wie die<br />
Entwickler von Formel-1-Rennwagen<br />
können die Designer von<br />
drahtlosen Netzwerken damit<br />
ihre Systeme haargenau auf bestmögliche<br />
Performance trimmen.<br />
Firmen wie Verizon, Qualcomm,<br />
Qorvo, Macom oder NanoSemi<br />
haben bereits Erfahrungen mit<br />
der ultrabreiten Linearisierung<br />
von GaN-basierten Geräten insbesondere<br />
für massive MIMO-<br />
Applikationen gesammelt. Ihre<br />
Wahl fiel auf GaN, weil damit<br />
die Herausforderungen von<br />
5G-Systemen bezüglich Frequenzbändern,<br />
Kosten, Performance<br />
und Komplexität am<br />
besten unter einen Hut zu bringen<br />
sind. Wie diese auch aussehen<br />
mag, mit GaN sind sie für<br />
die Zukunft gerüstet.<br />
Ing. Frank Sichla<br />
hf-praxis<br />
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Hochfrequenztechnik, Opto- und<br />
Industrieelektronik sowie<br />
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hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 3
Inhalt/Impressum<br />
hf-Praxis<br />
ISSN 1614-743X<br />
Fachzeitschrift für HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
• Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14<br />
35039 Marburg<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
info@beam-verlag.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
• Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Reinhard Birchel (RB)<br />
Ing. Frank Sichla (FS)<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
• Anzeigen:<br />
Myrjam Weide<br />
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m.weide@beam-verlag.de<br />
• Erscheinungsweise:<br />
monatlich<br />
• Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
• Druck & Auslieferung:<br />
Brühlsche<br />
Universitätsdruckerei<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer<br />
Prüfung der Texte durch die Redaktion keine<br />
Haftung für deren inhaltliche Richtigkeit.<br />
Handels- und Gebrauchs namen, sowie<br />
Warenbezeichnungen und dergleichen<br />
werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />
verwendet.<br />
Dies berechtigt nicht zu der Annahme, dass<br />
diese Namen im Sinne der Warenzeichenund<br />
Markenschutzgesetzgebung als frei zu<br />
betrachten sind und von jedermann ohne<br />
Kennzeichnung verwendet werden dürfen.<br />
Mai 5/<strong>2018</strong> Jahrgang 23<br />
HF- und<br />
Robust, zuverlässig, langlebig –<br />
elektromechanische HF-Relais<br />
Telemeter, Seite 20<br />
Mikrowellentechnik<br />
PXI Source<br />
Measure Unit<br />
bietet sechsfache<br />
Kanaldichte<br />
National Instruments stellte<br />
die neue Source Measure<br />
Unit (SMU) PXIe-4163<br />
vor, die eine sechsmal<br />
höhere Kanaldichte als<br />
bisherige PXI-SMUs von<br />
NI bietet und sich für das<br />
Testen von RF-, MEMSsowie<br />
Mixed-Signalund<br />
anderen analogen<br />
Halbleiterbauelementen<br />
eignet. 35<br />
Zum Titelbild:<br />
Robust, zuverlässig, langlebig:<br />
Elektromechanische HF-Relais<br />
haben viele Anwendungen<br />
Im GHz-Bereich führt kaum ein Weg an<br />
HF-Relais vorbei. Die Wahl des richtigen<br />
Relais hängt dabei von vielen Faktoren ab.<br />
Dieser Beitrag vermittelt einen Einblick in die<br />
Grundlagen elektromechanischer HF-Relais und<br />
gibt Empfehlungen für den Einsatz konkreter<br />
Relaistypen. 20<br />
Rubriken in diesem Heft:<br />
Editorial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
Inhalt/Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
Kommunikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
Schwerpunkt<br />
Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />
Titelstory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46<br />
Funkmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48<br />
EMV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53<br />
Kommunikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54<br />
Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55<br />
RF Wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60<br />
Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78<br />
Optischer Spektrumanalysator für die Produktion von<br />
Telekommunikationsgeräten<br />
Der neue AQ6360 von Yokogawa ist ein op ti scher Spektrumanalysator für<br />
den Labortisch, der für den Produktionstest von Datenkommunikations- und<br />
Telekommunikationsgeräten sowie Laserdioden, optischen Transceivern und<br />
optischen Verstärkern entwickelt wurde. 44<br />
4 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Software unterstützt Einführung moderner Mobilfunktechnologien<br />
Die Anritsu Corporation hat eine geplante Erweiterung der Software für das<br />
Universal Wireless Test Set MT8870A bekanntgeben, um so die neuen<br />
5G-Sub-6 GHz-New Radio-HF-Messstandards<br />
von 3GPP zu unterstützen. 47<br />
Switchable<br />
Oscillators Offer<br />
Frequency a la<br />
Carte<br />
Euroquartz has launched<br />
a new range of switchable<br />
crystal oscillators offering<br />
users the ability to provide<br />
four different frequencies.<br />
The new QuikXO HC_JF<br />
series oscillators are<br />
available in frequencies<br />
from 15 to 2100 MHz<br />
with a choice of outputs<br />
including LVCMOS (up<br />
to 250 MHz), LVPECL,<br />
LVDS and CML<br />
differential. 73<br />
RF Modules<br />
Speed Time to Market<br />
Microsemi announced the ZL70123,<br />
a new RF base station module for<br />
implantable devices utilizing the Medical<br />
Implant Communication Service RF<br />
band. The new module was developed<br />
specifically for external controllers<br />
and monitors of implantable medical<br />
devices. 68<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 5<br />
5
Kommunikation<br />
Neues SoC-Modul bietet maximale Leistung<br />
Das Mercury+ XU1<br />
SoC Modul von<br />
Enclustra ist ein<br />
äußerst leistungsfähiges<br />
Multitalent.<br />
Basierend auf dem Xilinx Zynq<br />
UltraScale+ MPSoC, vereint es<br />
sechs ARM Cores, eine Mali-<br />
400MP2 GPU, bis zu 4 GByte<br />
extrem schnelles DDR4 ECC<br />
SDRAM, zahlreiche Standardschnittstellen,<br />
294 User-I/<br />
Os und bis zu 747.000 LUT4-<br />
Äquivalente. Damit bietet das<br />
Mercury+ XU1 das Maximum<br />
der zurzeit möglichen Leistung<br />
auf einer Fläche kleiner als eine<br />
Kreditkarte.<br />
Extrem schnell und<br />
sehr flexibel<br />
Mit dem Mercury+ XU1 präsentiert<br />
Enclustra das wohl<br />
schnellste und universellste<br />
Xilinx Zynq UltraScale+<br />
MPSoC basierende SoC Modul.<br />
Das Mercury+ XU1 bietet eine<br />
enorme Rechenleistung: Die<br />
in einem 16-nm-FinFET+ Prozess<br />
gefertigte programmierbare<br />
Logik mit bis zu 747.000<br />
LUT4-Äquivalenten wird von<br />
einem 64 Bit ARM quad-core<br />
Cortex-A53 mit bis zu 1333<br />
MHz Taktfrequenz und einem<br />
32 Bit ARM dual-core Cortex-<br />
R5 mit 533 MHz Taktfrequenz<br />
ergänzt. Neben den gängigen<br />
Standardschnittstellen stehen<br />
bis zu 4 GByte DDR4 ECC<br />
SDRAM mit einer Bandbreite<br />
von 19.2 GByte/s, 16 GB eMMC<br />
Flash sowie 64 MByte quad SPI<br />
Flash zur Verfügung – und dies<br />
alles auf einer Fläche von nur<br />
74 x 54 mm.<br />
Zusätzlich zu den 294 User-I/<br />
Os verbinden 16 MGTs mit je<br />
bis zu 12.5 Gbit/s Datenrate,<br />
ein PCIe Gen2 x4, zwei USB-<br />
3.0- sowie zwei Gigabit-Ethernet-Anschlüsse<br />
das Mercury+<br />
XU1 mit der Außenwelt. Für<br />
den Betrieb wird nur eine einzige<br />
Versorgungsspannung zwischen<br />
5 und 15 V benötigt.<br />
Referenzdesign und<br />
Linux auf Knopfdruck<br />
Enclustra bietet für seine Produkte<br />
einen umfassenden<br />
Design-in-Support. In Kombination<br />
mit dem Mercury+ PE1-300<br />
oder Mercury+ PE1-400 Base<br />
Board bildet das Mercury+ XU1<br />
eine leistungsfähige Entwicklungs-<br />
und Prototypenplattform.<br />
Die zwei LPC-Stecker auf dem<br />
Mercury+ PE1-300 bzw. der<br />
eine HPC-FMC-Stecker auf dem<br />
Mercury+ PE1-400 eröffnen das<br />
große Angebot an Aufsteckkarten<br />
verschiedenster Hersteller.<br />
So sind zum Beispiel Karten mit<br />
ADCs, DACs, Leistungsstufen<br />
für die Motoransteuerung oder<br />
für RF-Anwendungen verfügbar.<br />
Die ausführliche Dokumentation<br />
und das Referenzdesign<br />
machen die Inbetriebnahme zur<br />
Leichtigkeit. Neben dem User<br />
Manual sind das User Schema,<br />
ein 3D-Modell (STEP), der PCB<br />
Footprint (Altium, OrCAD,<br />
PADS, EAGLE) sowie die Leitungslängen<br />
der IO-Signale<br />
verfügbar.<br />
Mit dem Enclustra Build Environment<br />
lässt sich für die<br />
Enclustra SoC Module mit integriertem<br />
ARM-Prozessor Linux<br />
im Handumdrehen kompilieren.<br />
Über eine grafische Oberfläche<br />
werden Modul und Base<br />
Board ausgewählt. Danach lädt<br />
das Enclustra Build Environement<br />
den passenden Bitstream,<br />
First Stage Boot Loader (FSBL)<br />
und die benötigten Quellcodes<br />
herunter. Anschliessend wird<br />
U-Boot, Linux und das auf Busy-<br />
Box basierte Root- Dateisystem<br />
kompiliert.<br />
Dank des Familienkonzepts mit<br />
kompatiblen Steckverbindern<br />
können auf demselben Base<br />
Board verschiedene Modultypen<br />
eingesetzt werden. Wird zum<br />
Beispiel kein ARM-Prozessor<br />
benötigt, kann stattdessen das<br />
Mercury+ KX2 FPGA Module<br />
auf demselben Base Board verwendet<br />
werden.<br />
■ Enclustra GmbH<br />
www.enclustra.com<br />
Perfekte Kontrolle, extrem vielseitig – die L-Band Matrix XTreme 80<br />
Schnelle und flexible Distribution<br />
von Signalen setzt<br />
in vielen Fällen den Einsatz<br />
einer Schaltmatrix voraus. Das<br />
Modell XTreme 80 liefert für<br />
das L-Band höchste Flexibilität<br />
bei gleichzeitig kompaktem<br />
Design. Symmetrische Konfigurationen<br />
von Ein- und Ausgängen<br />
wie z.B. 32 x 32 sind<br />
hierbei ebenfalls möglich wie<br />
unsymmetrische z.B. 16 x 64.<br />
Maximal 80 Ports finden hierbei<br />
in einem platzsparenden<br />
2 HE 19-Zoll Gehäuse Platz.<br />
Im laufenden Betrieb tauschbare<br />
Controller-Karten, Lüftereinheiten<br />
sowie Netzteile<br />
garantieren bestmögliche Verfügbarkeit<br />
und hohe Ausfallsicherheit.<br />
Profitieren Sie in<br />
Ihrer Anwendung ganz speziell<br />
von Eigenschaften wie einem<br />
Frequenzbereich von 950 bis<br />
2.200 MHz oder den vielfältige<br />
Anschlussmöglichkeiten<br />
wie SMA, BNC oder F-Type<br />
Steckverbinder, wahlweise 50<br />
oder 75 Ohm. Zahlreiche Kontrollmöglichkeiten<br />
über Web<br />
Browser basiertes Interface<br />
sowie SNMP oder TCP/IP runden<br />
die perfekte Kontrolle ab.<br />
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6 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Schwerpunkt in diesem Heft:<br />
Stromversorgung<br />
Bauelemente mit geringem Stromverbrauch<br />
Driftfreier Operationsverstärker<br />
benötigt nur 1,3 µA<br />
Analog Devices, Inc. präsentierte mit dem<br />
LTC2063 einen driftfreien Operationsverstärker,<br />
der sich - bei einer Betriebsspannung<br />
von 1,8 V - mit einem Stromverbrauch<br />
von nur 1,3 µA typ. (2 µA max.) begnügt.<br />
Der Micropower-Operationsverstärker<br />
zeichnet sich durch kompromisslose Spezifikationen<br />
aus, u.a. durch eine maximale<br />
Eingangs-Offsetspannung von nur 5 µV<br />
bei 25 °C sowie eine maximale Temperaturdrift<br />
von nur 0,06 µV/K im Bereich von<br />
-40 bis +125 °C. Der maximale Eingangs-<br />
Biasstrom beträgt lediglich 15 pA bei 25 °C<br />
bzw. 100 pA über den Temperaturbereich<br />
von -40 bis +125 °C. Diese Spezifikationen<br />
ermöglichen die Verwendung hochohmiger<br />
Gegenkopplungswiderstände, wodurch der<br />
Stromverbrauch gering bleibt, ohne dass die<br />
Genauigkeit leidet.<br />
Rail-to-rail-Eingänge und -Ausgänge vereinfachen<br />
den Betrieb an einer unipolaren<br />
Spannungsquelle und vergrößern den Dynamikbereich.<br />
Der Operationsverstärker enthält<br />
ein EMI-Filter mit einer Dämpfung von 114<br />
dB bei 1,8 GHz. Durch das geringe 1/f-Rauschen,<br />
eignet sich der LTC2063 bestens<br />
zur Verstärkung und Aufbereitung niederfrequenter<br />
Sensorsignale in industriellen<br />
und automobilen Hochtemperatursystemen<br />
sowie für mobile und Funksensornetzwerk-<br />
Anwendungen.<br />
Der LTC2063 ist im SOT-23- oder SC70-<br />
Gehäuse erhältlich. Die SC70-Version bietet<br />
einen Shutdown-Modus, der den Ruhestrom<br />
auf 90 nA reduziert. Das ermöglicht<br />
gepulste Sensoranwendungen mit ultrageringem<br />
Stromverbrauch während der inaktiven<br />
Perioden. Beispielsweise begnügt<br />
sich ein im Datenblatt beschriebener, mit<br />
kleinem Tastverhältnis arbeitender Sauerstoffsensor<br />
mit einem durchschnittlichen<br />
Stromverbrauch von nur 200 nA. Ein<br />
Anwendungsbeispiel ist das Referenzboard<br />
für drahtlose Strommessung, DC2369A,<br />
das den Operationsverstärker LTC2063,<br />
das SmartMesh-IP-Modul LTP5901-IPM<br />
und weitere Micropower-Komponenten<br />
zu einer galvanisch getrennten Plattformen<br />
für Strommessungen kombiniert, die durch<br />
kleine Batterien gespeist wird und mit einer<br />
Batterieladung jahrelang läuft.<br />
Leistungsmerkmale:<br />
• sehr geringer Betriebsstrom: max. 2 µA<br />
• Offsetspannung: max. 5 µV<br />
• Offsetspannungsdrift: max. 0,02 µV/K<br />
• Eingangs-Biasstrom: typ. 3 pA, max.<br />
30 pA (-40 bis +85 °C), max. 100 pA<br />
(-40 bis +125 °C)<br />
• integriertes EMI-Filter<br />
(114 dB Dämpfung bei 1,8 GHz)<br />
• Shutdown-Stromaufnahme: typ. 90 nA,<br />
max. 170 nA<br />
• Rail-to-Rail-Ein- und Ausgänge<br />
• Betriebsspannungsbereich:<br />
1,7 bis 5,25 V<br />
• AVOL: typ. 140 dB<br />
• geringer Ladungsverlust beim Hochfahren<br />
in gepulsten Anwendungen<br />
• spezifizierte Temperaturbereiche: -40<br />
bis +85 °C & -40 bis +125 °C<br />
• sechspoliges SC70- oder fünfpoliges<br />
TSOT-23-Gehäuse<br />
■ Analog Devices,<br />
Power by Linear<br />
www.linear.com<br />
MEMS-Oszillatoren mit<br />
niedrigem Strombedarf<br />
Neu im Programm von Schukat sind die<br />
siliziumbasierten MEMS-Oszillatoren der<br />
Serie SiT8008BI von SiTime. Sie punkten<br />
mit einem niedrigen Stromverbrauch<br />
und sind für spezifische Anforderungen<br />
unterschiedlicher Anwendungen vorprogrammiert.<br />
Dazu wurden Blanks mit einer<br />
Betriebsspannung von 2,5 bis 3,2 V und<br />
±25ppm Frequenzstabilität gewählt. Als<br />
Low-Power-Taktgeber mit kleiner Bauform<br />
bieten die Oszillatoren gute Performance und<br />
hohe Zuverlässigkeit. Aufgrund ihrer Maße<br />
von 2,5 x 2 x 0,75 mm sowie 3,2 x 2,5 x<br />
0,75 mm eignen sie sich vor allem für den<br />
Einsatz als Taktgeber für Prozessoren und<br />
FPGAs, Netzwerk-Switches und Gateways,<br />
CCTV und Überwachungsausrüstungen.<br />
Die SiTime-MEMS-Oszillatoren arbeiten<br />
im Frequenzbereich von 1 bis 110 MHz bis<br />
auf die sechste Dezimalstelle genau. Dabei<br />
geht ihr Temperatureinsatzbereich von -40<br />
bis +85 °C. Die Serie SiT8008BI von SiTime<br />
ist in den gängigsten Frequenzen ab Lager<br />
erhältlich, kundenspezifische Programmierungen<br />
sind kurzfristig lieferbar.<br />
■ Schukat electronic Vertriebs GmbH<br />
www.schukat.com<br />
32,768-kHz-Oszillator mit<br />
kleinem Stromverbrauch<br />
Micro Crystal hat das populäre 32-kHz-<br />
Oszillatormodul weiterentwickelt und bietet<br />
es nun in einem Gehäuse von nur 1,2<br />
x 2 x 0,7 mm an. Im hermetisch dichten<br />
Package ist außer dem IC auch der Quarz<br />
untergebracht. Mit einer CMOS-Last liegt<br />
der gesamte Stromverbrauch bei nur 1,4 µA.<br />
Im Standby-Mode läuft der Oszillator weiter<br />
(0,45 µA), somit muss keiner Anlaufzeit<br />
wie bei AT-Oszillatoren Rechnung getragen<br />
werden. Durch die Kalibration während<br />
8 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Marktübersicht ®<br />
der Modulfabrikation ist die Genauigkeit<br />
der Frequenz höher als bei Lösungen mit<br />
externem Quarz.<br />
Die Speisespannung kann zwischen 1,6 und<br />
5,5 V liegen. Der geringe Stromverbrauch<br />
und das kleine Package bieten daher beste<br />
Voraussetzungen für den Einsatz in z.B.<br />
Wearables und Fitnessarmbändern, IoT,<br />
Smart Pens, industriellen Einplatinen-Computern<br />
und Mikrocontrollern, medizinischen<br />
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LTC6258/59/60 und<br />
LTC6261/62/63 mit Verstärkungs-Bandbreite-Produkten<br />
(GBW) von 1,3 MHz bei<br />
20 µA Betriebsstrom bzw. 720 MHz bei<br />
3,3 mA Betriebsstrom erweitert. Sie sind<br />
für eine Betriebsspannung von 1,8 V bis<br />
5,25 V ausgelegt, verfügen über Rail-torail-Ein-/Ausgänge<br />
und sind in Versionen<br />
mit Shutdown-Modus erhältlich, die während<br />
inaktiver Perioden noch weniger Strom<br />
verbrauchen. Die Verstärker zeichnen sich<br />
durch eine Eingangsoffsetspannung von<br />
max. 400 µV aus und sind über den industriellen<br />
(I-Version, –40 °C bis +85 °C)<br />
sowie den erweiterten Temperaturbereich<br />
(H-Version, –40 °C bis +125 °C) vollständig<br />
spezifiziert.<br />
Bei einem Betriebsstrom von nur 20 µA<br />
pro Verstärker erzielt der LTC6258/59/60<br />
ein Verstärkung-Bandbreite-Produkt von<br />
1,3 MHz und eine Slew-Rate von 240 V/<br />
ms. Die neuen Operationsverstärker enthalten<br />
EMV-Eingangsfilter mit einer Dämpfung<br />
von 45 dB bei 1 GHz. Sie arbeiten stabil<br />
bei jeder beliebigen Verstärkung und jeder<br />
beliebigen kapazitiven Last.<br />
Die Typen LTC6261/62/63 erreichen ein<br />
GBW-Produkt von 30 MHz und eine Slew-<br />
Rate von 7 V/µs bei einem Betriebsstrom von<br />
jeweils nur 240 µA. Das Breitbandrauschen<br />
ist mit nur 13 nV spezfiziert. Sie arbeiten<br />
stabil bei beliebiger Verstärkung und bei<br />
kapazitiven Lasten bis 1 nF.<br />
Die einkanaligen Ausführungen LTC6258<br />
und LTC6261verwenden ein 2 x 2 mm<br />
großes DFN-Gehäuse, die zweikanaligen<br />
LTC6259 und LTC6262 sind ebenfalls im<br />
2 mm x 2 mm großen DFN-Gehäuse verfügbar,<br />
außerdem im 8-poligen SOT-23-<br />
und im MSOP-8-Gehäuse. Die Version mit<br />
Shutdown-Modus verwendet ein MSOP-10-<br />
Gehäuse, die Vierkanal-Typen LTC6260 und<br />
LTC6263 ein MSOP-16-Gehäuse.<br />
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hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 9<br />
9
Marktübersicht Stromversorgung<br />
Bauelemente für Stromversorgungen<br />
65-V/8-A-Synchron-<br />
Abwärtsregler<br />
Analog Devices präsentierte den LT8645S,<br />
einen 8-A-Synchron-Abwärts-Schaltregler<br />
für Eingangsspannungen bis 65 V. Die<br />
einzigartige Silent-Switcher-2-Architektur<br />
dieses Reglers minimiert die Fläche emissionsverursachender<br />
Stromschleifen („hot<br />
loops“) mithilfe von zwei internen Eingangskondensatoren<br />
sowie internen BSTund<br />
INTVCC-Kondensatoren.<br />
Weniger Störemissionen<br />
Diesem Konzept und weiteren Maßnahmen<br />
wie z.B. exakt definierte Schaltflanken,<br />
integrale Massefläche und Verwendung<br />
von Kupfersäulen anstelle von Bonddrähten<br />
ist es zu verdanken, dass der LT8645S drastisch<br />
weniger Störemissionen erzeugt als<br />
herkömmliche Regler. Das hervorragende<br />
EMV-Verhalten ist unabhängig vom Leiterplattenlayout;<br />
das vereinfacht das Design<br />
und verringert das Design-Risiko, auch bei<br />
Verwendung zweiseitiger Leiterplatten. Bei<br />
2 MHz Schaltfrequenz hält der LT8645S die<br />
Grenzwerte nach CISPR 25, Class 5 über<br />
den gesamten Lastbereich locker ein.<br />
Bei Bedarf können die Störemissionen mittels<br />
Spread-Spectrum-Frequenzmodulation<br />
noch weiter reduziert werden. Dank seiner<br />
Synchrongleichrichter-Topologie erreicht<br />
der LT8645S, bei einer Schaltfrequenz von<br />
2 MHz, einen Wirkungsgrad von 94%. Durch<br />
den weiten Eingangsspannungsbereich von<br />
3,4 bis 65 V ist der neue Regler eine optimale<br />
Lösung für Transportsysteme mit zwei<br />
Batterien als Energiequelle, für 48-V-Automobil-<br />
und für Industrie-Anwendungen.<br />
Seine internen, energieeffizienten Schalter<br />
können bei Ausgangsspannungen bis hinab<br />
zu 0,97 V einen Dauerausgangsstrom von<br />
bis zu 8 A liefern.<br />
Im Burst Mode verringert sich der Ruhestrom<br />
des LT8645S auf nur 2,5 µA. Der<br />
Regler eignet sich dadurch hervorragend<br />
für automobile und sonstige Transportsysteme,<br />
bei denen der Regler ständig in<br />
Bereitschaft sein muss und dabei möglichst<br />
wenig Strom verbrauchen soll. Das einzigartige<br />
Design des LT8645S gewährleistet<br />
unter allen Betriebsbedingungen eine sehr<br />
niedrige Dropout-Spannung von nur 60 mV<br />
bei 1 A. Der Regler kommt dadurch bei<br />
Anwendungen im Automobil problemlos<br />
mit Kaltstartbedingungen zurecht.<br />
■ Analog Devices GmbH<br />
www.analog.com<br />
Controller für 60-V-Synchron-Abwärtsregler<br />
Analog Devices, Inc. präsentiert mit<br />
dem LTC7800, einen Synchron-DC/DC-<br />
Abwärtsreglercontroller, der Schaltfrequenzen<br />
bis 2,25 MHz unterstützt und<br />
durch Verwendung kleinerer Bauteile eine<br />
höhere Leistungsdichte ermöglicht. Die<br />
Mindest-On-Zeit von nur 45 ns ermöglicht<br />
es, bei konstant 2 MHz eine Eingangsspannung<br />
von 24 V auf 3,3 V umzusetzen.<br />
Durch die hohe Schaltfrequenz verursacht<br />
der Regler keine Störungen in sensiblen<br />
Frequenzbändern, wobei er durch die Synchrongleichrichter-Topologie<br />
einen Wirkungsgrad<br />
von bis zu 95% erreicht. Der<br />
Burst Mode hält den Leerlauf-Ruhestrom<br />
unter 50 µA.<br />
Die Eingangsspannung des LTC7800 kann<br />
zwischen 4 und 60 V liegen; das bedeutet,<br />
dass der Chip bei Anwendungen im Automobil<br />
einerseits hohe Eingangsspannungsspitzen<br />
„abfedert“, andererseits aber auch<br />
beim Kaltstart des Motors noch eine ausreichende<br />
Ausgangsspannung liefert. Durch<br />
den weiten Eingangsspannungsbereich eignet<br />
sich der Chip außerdem für eine Vielzahl<br />
von Batterie- und Akkutypen. Durch<br />
die von 0,8 bis 24 V einstellbare Ausgangsspannung<br />
und den hohen Ausgangsstrom<br />
von maximal 20 A eignet sich der Controller<br />
bestens für 12- oder 24-V-Anwendungen<br />
im Automobil, in Schwermaschinen, Industriesteuerungen<br />
sowie in der Robotik und<br />
Telekommunikation.<br />
Der LTC7800 enthält monolithisch integrierte,<br />
leistungsfähige 1,1-Ohm-MOSFET-<br />
Gate-Treiber. Der Controller kann mit einer<br />
festen Schaltfrequenz zwischen 320 kHz<br />
und 2,25 MHz betrieben oder mit einem<br />
externen Taktsignal im gleichen Frequenzbereich<br />
synchronisiert werden. Der Entwickler<br />
kann zwischen drei verschiedenen<br />
Leichtlast-Betriebsarten wählen: kontinuierlich,<br />
Pulse Skipping oder Burst Mode<br />
für minimale Ausgangsspannungswelligkeit<br />
bei geringer Last. Die Current-Mode-Architektur<br />
vereinfacht die Regelkreiskompensation,<br />
sorgt für schnelles Einschwingen und<br />
gewährleistet hervorragende Regeleigenschaften.<br />
Der Chip unterstützt zwei Arten<br />
der Ausgangsstrommessung: Messung des<br />
Spannungsabfalls über dem Gleichstromwiderstand<br />
der Ausgangsinduktivität (DCR-<br />
Methode, maximaler Wirkungsgrad) oder<br />
Verwendung eines Strommesswiderstands.<br />
Bei einer Ausgangsüberlastung begrenzt<br />
die Current-Foldback-Funktion die Wärmeentwicklung<br />
des MOSFETs. Weitere<br />
Besonderheiten sind das große maximale<br />
Tastverhältnis von 98% (nützlich beim<br />
Betrieb an einer weitgehend leeren Batterie);<br />
ein interner LDO, der es erlaubt, die<br />
Gate-Treiberspannung von der Eingangsspannung<br />
oder aus einer Hilfsspannungsquelle<br />
(EXTVCC) zu beziehen; und ein<br />
„Power good“-Ausgangssignal.<br />
Der LTC7800 verwendet ein 20-poliges,<br />
t h e r m i s c h o p t i m i e r t e s 3 x 4 - m m -<br />
QFN-Gehäuse und ist zum LTC3891<br />
anschlusskompatibel. Der Controller ist<br />
in einer Version für den erweiterten und<br />
den industriellen Sperrschichttemperaturbereich<br />
(–40 bis +125 °C) und in einer<br />
Hochtemperaturversion (–40 bis +150 °C)<br />
für Automobil-Anwendungen erhältlich.<br />
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10 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
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störende Intermodulationsprodukte, Welligkeiten oder andere durch Reflexionen<br />
verursachte Probleme im Signalverarbeitungstrakt zu eliminieren. Diese Filter<br />
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Marktübersicht Stromversorgung<br />
Invertierender EN55022-Class-B-konformer µModule-Regler<br />
Analog Devices, Inc. präsentierte<br />
den LTM4651, einen<br />
nicht galvanisch getrennten,<br />
invertierenden µModule-<br />
Regler, der eine positive Eingangsspannung<br />
in eine negative<br />
Ausgangsspannung von<br />
26,5 bis 0,5 V umwandelt. Der<br />
LTM4651 hat einen Eingangsspannungsbereich<br />
von 3,6 bis<br />
58 V, verwendet ein nur 15<br />
x 9 x 5,01 mm großes BGA-<br />
Gehäuse und kann Standard-<br />
Eingangsspannungen von 5,<br />
12 oder 24 V in eine Ausgangsspannung<br />
von -5, -12 oder -15<br />
V umwandeln. Der LTM4651<br />
erfüllt die Anforderungen des<br />
EMV-Standards EN55022<br />
Class B für IT-Produkte. Durch<br />
die Kombination aus weitem<br />
Eingangsspannungsbereich<br />
und hervorragender elektromagnetischer<br />
Verträglichkeit<br />
eignet sich der Regler sehr gut<br />
für Anwendungen unter widrigen<br />
Umgebungsbedingungen.<br />
Der LTM4651 enthält alle<br />
Funktionsblöcke eines invertierenden<br />
Reglers einschließlich<br />
Induktivität, MOSFETs<br />
und Kompensationsschaltung.<br />
Das µModule kommt<br />
völlig ohne externe Bauteile<br />
aus – das unterscheidet es von<br />
alternativen Lösungen, die<br />
einen externen Pegelumsetzer<br />
benötigen. Der LTM4651 kann<br />
einen Ausgangsstrom von bis<br />
zu 4 A und eine Ausgangsleistung<br />
von bis zu 24 W liefern.<br />
Zur Erhöhung der Ausgangsleistung<br />
können mehrere Regler<br />
LTM4651 parallel geschaltet<br />
werden. Die Schaltfrequenz ist<br />
über einen einzigen Widerstand<br />
im Bereich von 250 kHz bis 3<br />
MHz einstellbar. Der LTM4651<br />
ist intern gegen Überstrom und<br />
Übertemperatur geschützt und<br />
für den Temperaturbereich von<br />
-40 bis +125 °C spezifiziert.<br />
■ Analog Devices/Linear<br />
Technology<br />
www.linear.com<br />
Hochintegrierter Abwärtsregler-Akkulader liefert<br />
unterbrechungsfreien Notstrom<br />
Analog Devices präsentierte mit<br />
dem LTC4091 ein vollständiges<br />
LiIon-Akku-Notstrom-Managementsystem<br />
für 3,45 bis 4,45 V<br />
auf Betriebsspannungsschienen,<br />
die auch während eines längeren<br />
Netzspannungsausfalls funktionsfähig<br />
bleiben müssen. Der<br />
LTC4091 enthält einen monolithischen<br />
36-V-Abwärtsregler<br />
mit adaptiver Ausgangssteuerung,<br />
der sowohl eine Systemlast<br />
mit Betriebsspannung versorgt<br />
als auch einen externen<br />
Akku lädt, beides mit hohem<br />
Wirkungsgrad. Wenn die primäre<br />
Betriebsspannung verfügbar<br />
ist, kann der Chip bis zu 2,5<br />
A Gesamtausgangsstrom und<br />
bis zu 1,5 A Ladestrom für 4,1-<br />
oder 4,2-V-Einzelzellen-LiIon-<br />
Akkus liefern.<br />
Fällt die primäre Betriebsspannung<br />
aus, schaltet der LTC4091<br />
automatisch über eine interne<br />
„ideale Diode“ oder einen externen<br />
Transistor die Ausgänge in<br />
der Weise um, dass die Systemlast<br />
durch den Notstromakku<br />
versorgt wird. Bei Verwendung<br />
der internen „idealen Diode“<br />
beträgt der maximale Ausgangsstrom<br />
4 A, bei Verwendung eines<br />
externen Transistors ist der Ausgangsstrom<br />
nur durch die Strombelastbarkeit<br />
des Transistors<br />
und des Akkus begrenzt. Zum<br />
Schutz empfindlicher Lasten<br />
ist der Laststrom auf 4,45 V<br />
begrenzt. Die PowerPath-Steuerung<br />
im LTC4091 gewährleistet<br />
bei einem Ausfall der primären<br />
Betriebsspannung eine unterbrechungsfreie<br />
Umschaltung<br />
auf Akkubetrieb und verhindert<br />
bei kurzgeschlossenem Eingang<br />
einen Rückstrom aus dem Akku.<br />
Der LTC4091 ist gegen Eingangsüberspannungen<br />
bis 60 V<br />
geschützt und dadurch weitgehend<br />
unempfindlich gegenüber<br />
Überspannungstransienten. Die<br />
Akkuladeschaltung im LTC4091<br />
bietet zwei per Pin wählbare,<br />
auf LiIon-Akkus abgestimmte<br />
Ladespannungen: die Standardspannung<br />
4,2 V und eine alternative<br />
Spannung von 4,1 V.<br />
Weitere Besonderheiten sind<br />
Soft-Start- und Frequenz-Foldback-Funktion<br />
zur Begrenzung<br />
des Ausgangsstroms während<br />
des Hochfahrens und bei Überlastung,<br />
Erhaltungsladefunktion,<br />
automatisches Wiederaufladen,<br />
Vorladen bei tiefentladenem<br />
Akku, zeitgesteuerte Beendigung<br />
des Ladevorgangs, Temperaturregelung<br />
des Ladestroms<br />
und Thermistor-Anschluss für<br />
temperaturgesteuertes Laden.<br />
Der LTC4091 ist in einem flachen<br />
(0,75 mm), 22-poligen,<br />
3x6-mm-DFN-Gehäuse mit<br />
rückseitiger Kühlfahne zur Wärmeableitung<br />
untergebracht. Der<br />
Chip ist in einer E- und einer<br />
I-Version erhältlich, die beide<br />
für den Betriebstemperaturbereich<br />
von -40 bis +125 °C spezifiziert<br />
sind.<br />
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12 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
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555 rev A<br />
555 rev A.indd 1 8/16/17 3:19 PM
Marktübersicht Stromversorgung<br />
Controller für<br />
150-V-Synchron-<br />
Abwärts-/Aufwärtsregler<br />
Der LTC3779 von Analog Devices ist ein<br />
extrem energieeffizienter (bis zu 99% Wirkungsgrad)<br />
Synchron-Abwärts-/Aufwärtsregler-Controller<br />
mit vier Schaltern, der nur<br />
eine einzige Induktivität benötigt. Der Regler<br />
liefert eine geregelte Ausgangsspannung,<br />
die größer oder kleiner als die Eingangsspannung<br />
oder genauso groß sein kann.<br />
Der Controller ist für Eingangsspannungen<br />
von 4,5 bis 150 V ausgelegt und wurde für<br />
Anwendungen mit hoher Betriebsspannung<br />
oder in denen hohe Spannungsspitzen<br />
auftreten können entwickelt. In solchen<br />
Anwendungen macht der Controller externe<br />
Überspannungsschutz-Bauteile entbehrlich.<br />
Er eignet sich dadurch optimal für Anwendungen<br />
im Transportwesen, in der Industrie<br />
und beim Militär.<br />
Die Ausgangsspannung ist von 1,2 bis 150 V<br />
einstellbar, der maximale Ausgangsstrom<br />
ist von den externen Bauteilen abhängig<br />
und kann bis zu einigen -zig Ampere betragen.<br />
Der LTC3779 enthält leistungsfähige<br />
n-Kanal-MOSFET-Gate-Treiber, deren Ausgangsspannung<br />
im Bereich von 6 bis 10 V<br />
einstellbar ist. Dadurch lässt sich sowohl<br />
bei Verwendung von MOSFETs, die für<br />
Ansteuerung mit Logikpegel ausgelegt sind,<br />
als auch bei Verwendung von solchen mit<br />
Standard-Schwellenspannungen der Wirkungsgrad<br />
maximieren. Der LTC3779 hat<br />
einen NDRV-Anschluss zur Ansteuerung<br />
eines optionalen externen n-Kanal-MOS-<br />
FETs, der als LDO- Linearregler fungiert<br />
und die IC-Betriebsspannung liefert. Der<br />
EXTVcc-Anschluss ermöglicht es, den<br />
LTC3779 durch die Ausgangsspannung oder<br />
eine sonstige Quelle mit einer Spannung<br />
von bis zu 36 V zu speisen und dadurch die<br />
Verlustleistung zu reduzieren und den Wirkungsgrad<br />
zu verbessern.<br />
■ Analog Devices,<br />
Power by Linear<br />
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Bidirektionaler<br />
elektronischer<br />
Schutzschalter<br />
Der LTC4368 ist ein Controller für einen<br />
elektronischen Schutzschalter, der Geräte<br />
mit Betriebsspannungen von 2,5 bis 60 V<br />
zuverlässig vor fehlerhaften Spannungen<br />
und Strömen schützt. Typische Anwendung<br />
sind batteriebetriebene, portable Systeme im<br />
Automobil und in der Industrie. Der Controller<br />
steuert zwei antiseriell geschaltete<br />
n-Kanal-MOSFETs, die im Normalbetrieb<br />
einen niederohmigen Strompfad bilden und<br />
bei Überstrom (in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung)<br />
in den Sperrzustand schalten.<br />
Der LTC4368 ist in zwei Varianten verfügbar:<br />
Beim LTC4368-1 erfolgt die Rückstromabschaltung,<br />
sobald die Spannung am<br />
Strommesswiderstand 50 mV übersteigt;<br />
beim LTC4368-2 beträgt diese Ansprechschwelle<br />
3 mV. Der LTC4368 ist für den<br />
kommerziellen Temperaturbereich von<br />
0 bis +70 °C, den industriellen Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C sowie den<br />
Automotive-Temperaturbereich von -40<br />
bis +125 °C spezifiziert und im 10-poligen<br />
MSOP-Gehäuse oder im 3 x 3 mm großen<br />
DFN-Gehäuse verfügbar.<br />
■ Analog Devices,<br />
Power by Linear<br />
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Silent-Switcher-µModule-<br />
Regler im kleinen<br />
Gehäuse<br />
Der LTM8063 von Analog Devices ist ein<br />
2-A-µModule-Abwärts-Schaltregler für Eingangsspannungen<br />
bis 40 V in einem 6,25 x<br />
4 mm-BGA-Gehäuse. Die Silent-Switcher-<br />
Architektur minimiert die Störemissionen,<br />
dadurch erfüllt der LTM8063 die Anforderungen<br />
des EMV-Standards CISPR 22 Class<br />
B. Bei 12 V Eingangsspannung, 5 V Ausgangsspannung<br />
und 85 °C Umgebungstemperatur<br />
kann der LTM8063 einen Dauerstrom<br />
von bis zu 2 A (2,5 A Spitze) liefern. Der<br />
bis 40 V spezifizierte Eingangsspannungsbereich<br />
ermöglicht es, den Regler auch an<br />
ungeregelten Eingangsspannungsquellen von<br />
12 bis 24 V oder an Quellen mit schwankender<br />
Spannung zu betreiben. Die Ausgangsspannung<br />
ist im Bereich von 0,8 bis 15 V einstellbar,<br />
so dass sowohl Niederspannungen,<br />
beispielsweise für I/O-Schnittstellen, als<br />
auch Hilfsspannungen für Digital-ICs und<br />
die gängigen Systembusspannungen 3,3, 5<br />
und 12 V erzeugt werden können.<br />
Die Schaltfrequenz lässt sich über einen<br />
externen Widerstand im Bereich von<br />
200 kHz bis 2,2 MHz programmieren oder<br />
mit einem externen Taktsignal synchronisieren.<br />
Der LTM8063 bietet vier Betriebsarten:<br />
Burst Mode, Pulse-Skipping, Pulse-<br />
Skipping mit Spread-Spectrum-Modulation<br />
und externe Synchronisation. Der für den<br />
Betriebstemperaturbereich von -40 bis +125<br />
°C spezifizierte Regler eignet sich aufgrund<br />
seiner Architektur optimal für störsignalempfindliche<br />
Signalverarbeitungsanwendungen,<br />
wie z.B. Imaging oder HF-Systeme.<br />
■ Analog Devices,<br />
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Stromversorgung im<br />
Fehlerfall<br />
Der LTM4645 von Analog Devices ist ein<br />
25-A-µModule-Abwärtsregler, der n+1-<br />
Redundanz unterstützt. Das bedeutet: Mehrere<br />
(n) Regler dieses Typs können parallelgeschaltet<br />
werden, während ein weiterer<br />
Regler (+1) als Redundanz vorgehalten wird.<br />
Falls einer der Regler einen Fehler erkennt<br />
und abgeschaltet werden muss, bleiben die<br />
übrigen Regler funktionsfähig und gewährleisten,<br />
dass die Last weiterhin mit dem<br />
vollen Betriebsstrom versorgt wird. Ein<br />
Beispiel: Zur Versorgung einer 75-A/1-V-<br />
Last, beispielsweise eines ASICs, werden<br />
drei LTM4645 benötigt (75 A = 3 x 25 A),<br />
wenn man auf Redundanz verzichtet.<br />
Durch Hinzufügen eines vierten, ebenfalls<br />
parallelgeschalteten LTM4645 erhält man<br />
eine 3+1-redundante Stromversorgung.<br />
Dadurch ist beim Ausfall eines der vier<br />
Regler weiterhin eine ununterbrochene<br />
14 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
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Marktübersicht Stromversorgung<br />
Stromversorgung der Last gewährleistet.<br />
Bei einer Fehlfunktion eines der Regler<br />
signalisiert dieser einem vorgelagerten Hot-<br />
Swap-Controller, dass er sich selbst vom<br />
Strompfad abtrennt. Die verbleibenden<br />
drei Regler sorgen dann für die Aufrechterhaltung<br />
der Stromversorgung. Das n+1-<br />
Redundanz Feature des LTM4645 ist in<br />
Anwendungen gefragt, in denen Systemsicherheit<br />
und -integrität oberste Priorität<br />
haben. Typische Beispiele sind Datenzentren,<br />
Luft-/Raumfahrt, Banktransaktionen<br />
und cloud-basierte Systeme.<br />
■ Analog Devices,<br />
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Prioritizer LTC4418 für<br />
2 Spannungsquellen<br />
Neu im Bauelemente-Portfolio von Analog<br />
Devices, Inc. ist der LTC4418, ein Spannungsquellen-Prioritizer<br />
mit zwei Eingängen<br />
für Systeme mit Betriebsspannungen<br />
von 2,5 bis 40 V. Elektronische Systeme<br />
enthalten oft einen Energiespeicher in Form<br />
einer Batterie oder eines Supercaps, der sie<br />
bei einer Netzunterspannung oder einem<br />
Netzausfall mit Notstrom versorgt – sei es,<br />
damit das System während eines Transports<br />
zu einem anderen Einsatzort funktionsfähig<br />
bleibt, dass keine Speicherinhalte<br />
verloren gehen bzw. das System im Notfall<br />
geordnet heruntergefahren werden kann.<br />
Der LTC4418 versorgt die Last im Normalbetrieb<br />
aus der Hauptstromversorgung,<br />
die eine höhere Priorität als die Notstromversorgung<br />
hat. Das kann beispielsweise<br />
ein Netzadapter oder eine Batterie sein. Im<br />
Falle eines Netzspannungseinbruchs oder<br />
-ausfalls schaltet der Prioritizer automatisch<br />
auf die Notstromversorgung, in der Regel<br />
eine Batterie oder ein Supercap. Dank seiner<br />
maximalen Schaltspannung von 40 V er mit<br />
Spannungsquellen unterschiedlichster Art<br />
kompatibel, von Netzadaptern über USB-<br />
Ports und Supercaps bis zu Akkus/Batterien<br />
aus Li-Ion- oder NiMH-Zellen.<br />
■ Analog Devices,<br />
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Aktiver Gleichrichter-<br />
Controller<br />
Der Eingangsspannungsbereich von 3 bis<br />
42 V macht den Aktiven Gleichrichter Controller<br />
LTC8672 ideal geeignet für Automobilanwendungen,<br />
die mit Kaltstart- und<br />
Stop-Start-Situationen zurechtkommen<br />
müssen, bei denen Eingangsspannungen bis<br />
hinab zu 3 V und durch Lastabwurf verursachte<br />
Transienten bis 40 V auftreten können.<br />
Der LT8672 treibt einen externen n-Kanal-<br />
MOSFET, und regelt dessen Source-Drain-<br />
Spannungsabfall auf 20 mV. Dadurch ist die<br />
Verlustleistung so gering, dass sich ein kostspieliger<br />
Kühlkörper erübrigt. Durch sein<br />
ultraschnelles Transientenverhalten erfüllt<br />
der Controller die hohen Anforderungen von<br />
Automobil-Anwendungen, die eine Gleichrichtung<br />
von Eingangsspannungswelligkeit<br />
mit Frequenzen bis 100 kHz erfordern.<br />
Durch seinen sehr geringen Stromverbrauch<br />
von nur 20 µA im Normalbetrieb und 3,5 µA<br />
im Shutdown-Modus eignet sich der Controller<br />
optimal für Systeme, die ständig in<br />
Betrieb sein müssen.<br />
Durch seine niedrige Mindesteingangsspannung<br />
von nur 3 V und den geringen<br />
Spannungsabfall von nur 20 mV senkt der<br />
LT8672 die Mindestspannungsanforderungen<br />
beim Kaltstart oder im Stop-Start-<br />
Betrieb. Bei einem Ausfall oder Kurzschluss<br />
der Spannungsquelle schaltet der Controller<br />
extrem schnell ab und minimiert dadurch<br />
Rückstrom-Transienten. Der LT8672EMS<br />
verwendet ein MSOP-10-Gehäuse. Die<br />
Version LT8672IMS (industrielle Anwendungen)<br />
ist für den Sperrschicht-Temperaturbereich<br />
von -40 bis +125 °C spezifiziert<br />
und getestet, während die Hochtemperaturversion<br />
LT8672HMS für den Bereich von<br />
-40 bis +150 °C spezifiziert und getestet ist.<br />
■ Analog Devices,<br />
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72-V-Hybrid-DC/DC-<br />
Abwärts-Controller<br />
Analog Devices, Inc. kündigte mit dem<br />
LTC7821 den industrieweit ersten synchronen<br />
Abwärts-Controller in Hybrid-Ausführung<br />
an. Die Kombination aus einer Switched-Capacitor-Schaltung<br />
und einem synchronen<br />
Abwärts-Controller ermöglicht,<br />
gegenüber traditionellen Abwärtsregler-<br />
Lösungen, eine Reduzierung der Abmessungen<br />
um bis zu 50%.<br />
Diese Verbesserung wird durch eine dreimal<br />
höhere Schaltfrequenz ermöglicht. Weitere<br />
Vorteile sind die geringen elektromagnetischen<br />
Störaussendungen und die reduzierte<br />
Belastung des MOSFET infolge des<br />
sanft schaltenden Frontends anzuführen,<br />
was ideale Voraussetzungen für die nächste<br />
Generation nicht isolierter Zwischenspannungs-Anwendungen<br />
in Stromverteilungs-<br />
Architekturen, Datenkommunikations- und<br />
Telekommunikations-Anwendungen sowie<br />
in den kommenden 48-V-Bordnetzen auf<br />
dem Automobilsektor ergibt.<br />
Der LTC7821 enthält eine Vielzahl proprietärer<br />
Schutzfunktionen, um robusten<br />
Betrieb in einem weiten Anwendungsbereich<br />
zu ermöglichen. Zum Beispiel entfällt<br />
in einem Design auf Basis des LTC7821<br />
der normalerweise bei Switched-Capacitor-<br />
Schaltungen auftretende Inrush-Strom, da<br />
die Kondensatoren während der Start-up-<br />
Phase vorgeladen werden.<br />
Der LTC7821 überwacht außerdem die<br />
Systemspannung, den Strom und die Temperatur<br />
auf etwaige Fehler und nutzt einen<br />
Messwiderstand für den Überstromschutz.<br />
■ Analog Devices,<br />
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16 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messhilfen zum Optimieren der<br />
Stromversorgung<br />
Marktübersicht Stromversorgung<br />
Mehrkanal-<br />
Leistungsmesssonde<br />
Mit der neuen Mehrkanal-Leistungsmesssonde<br />
R&S RT-ZVC02/04 können Anwender<br />
über große Strom- und Spannungsbereiche<br />
hinweg ohne Bereichsumschaltung messen.<br />
So lassen sich die Leistungsaufnahmen von<br />
Chipsets, Funkmodulen oder sogenannten<br />
Wearables wie Smartwatches überwachen.<br />
In Kombination mit einem R&S RTE oder<br />
R&S RTO Oszilloskop kann jetzt auch der<br />
Stromverbrauch eindeutig mit analogen und<br />
digitalen Steuersignalen korreliert werden.<br />
Die Batterielebensdauer von tragbaren,<br />
drahtlosen Geräten lässt sich so bereits in<br />
der Elektronikentwicklung optimieren.<br />
Eine lange Batterielebensdauer ist bei Mobilfunkgeräten,<br />
Internet-of-Things-Modulen<br />
oder Wearables ein wichtiges Komfortmerkmal.<br />
Um den Energieverbrauch möglichst<br />
gering zu halten, arbeiten diese Produkte<br />
mit niedrigen Ruheströmen und nur sehr<br />
kurzen Aktivitätsphasen mit höherem Stromverbrauch.<br />
Zur Erfassung des tatsächlichen<br />
Energieverbrauchs ist eine außergewöhnlich<br />
hohe Messdynamik notwendig. Häufig werden<br />
mehrere Messkanäle benötigt, da verschiedene<br />
Module der Elektronikschaltung<br />
zu verschiedenen Zeiten aktiviert werden.<br />
Gleichzeitige Messung von bis<br />
zu vier Strömen<br />
Die mehrkanalige Leistungsmesssonde R&S<br />
RT-ZVC02/04 adressiert diese Anwendung:<br />
Sie ermöglicht die gleichzeitige Messung<br />
von bis zu vier Strömen und vier Spannungen<br />
mit sehr hoher Messdynamik. Die<br />
Messdaten werden über die digitale Logikschnittstelle<br />
an das R&S RTE oder R&S<br />
RTO-Oszilloskop übertragen und zeitsynchron<br />
mit den analogen Kanälen des Oszilloskops<br />
am Display angezeigt.<br />
Die Messsonde enthält für jeden Stromoder<br />
Spannungsmesskanal einen 18-Bit-<br />
AD-Wandler. Dadurch ist ohne Umschaltung<br />
im gewählten Strommessbereich das<br />
Messen von sehr kleinen Ruheströmen im<br />
µA- oder nA-Bereich sowie hohen Stromspitzen<br />
bis in den A-Bereich möglich.<br />
Dank der Bandbreite von 1 MHz und einer<br />
Abtastrate von 5 MSa/s können auch sehr<br />
kurze Strompulse erfasst werden, wodurch<br />
sich der tatsächliche Energieverbrauch<br />
korrekt ermitteln lässt. Drei umschaltbare<br />
interne Shunts ermöglichen eine optimale<br />
Strombereichsauswahl. Für kundenspezifische<br />
Strommessbereiche, oder wenn die<br />
Strommessung möglichst nahe am Testobjekt<br />
erfolgen soll, kann ein beliebiger externer<br />
Shunt verwendet werden.<br />
Bis zu 16 zusätzliche Kanäle<br />
Die R&S RT-ZVC02 Power Probe bietet je<br />
zwei, die R&S RT-ZVC04 je vier Stromund<br />
Spannungskanäle, welche zusätzlich<br />
zu den analogen Oszilloskop-Kanälen zur<br />
Verfügung stehen. Bis zu zwei R&S RT-<br />
ZVC02/04 Tastköpfe lassen sich an ein<br />
R&S RTE oder R&S RTO Oszilloskop<br />
anschließen, womit maximal 16 zusätzliche<br />
Messkanäle verfügbar sind. Damit können<br />
auch kritische Power-Up-Sequenzen von<br />
CPU-Mainboards oder FPGA-Schaltungen<br />
automatisiert getestet werden.<br />
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Power-Rail-Tastkopf erweitert Messbandbreite<br />
Die Qualität der Stromversorgung empfindlicher<br />
elektronischer Schaltkreise hat<br />
entscheidenden Einfluss auf deren Funktion<br />
und Leistung. Bei Embedded Designs mit<br />
integrierten HF-Modulen ist dies besonders<br />
kritisch: HF-Signale können auf die<br />
Versorgungsspannungen empfindlicher<br />
elektronischer Komponenten wie Mikroprozessoren,<br />
schnelle Speicherbausteine<br />
oder empfindliche Analogschaltungen eingekoppelt<br />
werden und die Funktionsfähigkeit<br />
des Geräts beeinträchtigen.<br />
Für das Aufspüren solcher Probleme bietet<br />
der neue R&S RT-ZPR40 eine Bandbreite<br />
von 4 GHz über eine direkte SMA- oder<br />
50-Ohm-Pigtail-Koaxialverbindung. Der<br />
Tastkopf eignet sich besonders gut für die<br />
R&S RTO2000 Oszilloskope mit 4 und 6<br />
GHz Bandbreite. In dieser Kombination<br />
kann der Anwender die leistungsfähige<br />
FFT-Funktionalität sowie die serielle Protokolldekodierung<br />
dieser Oszilloskope<br />
für seine Analysen nutzen. Der Tastkopf<br />
ist aber auch vollständig kompatibel mit<br />
dem R&S RTE1000 sowie mit den neuen<br />
Embedded Oszilloskopen R&S RTM3000<br />
und R&S RTA4000.<br />
R&S RT-ZPR40 und R&S RT-ZPR20 bieten<br />
ein außergewöhnlich geringes Eigenrauschen<br />
und höchste Empfindlichkeit<br />
dank 1:1-Teilerverhältnis. Mit dem großen<br />
Offset-Bereich können die Tastköpfe mit<br />
Offset-Spannungen von bis zu 60 V messen,<br />
sodass sie sich für eine breite Palette<br />
von Spannungsversorgungen eignen. Das<br />
integrierte hochgenaue DC-Voltmeter<br />
verifiziert DC-Toleranzfenster und misst<br />
gleichzeitig den DC-Anteil einer Stromversorgung<br />
mit einer Genauigkeit von<br />
0,1%. Sowohl der Messwert als auch die<br />
Signalspannung werden an das Oszilloskop<br />
übertragen und angezeigt. Zur Qualifizierung<br />
von Spannungsversorgungen für<br />
hochsensible elektronische Komponenten<br />
wie CPUs oder FPGAs kann somit parallel<br />
zum DC-Pegel gleich die Welligkeit<br />
(Ripple) vermessen werden.<br />
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hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 17
Marktübersicht Stromversorgung<br />
Fertige Stromversorgungen<br />
Stromversorgung mit variabel schaltbaren Kanälen und vielfältigem Überlastschutz<br />
Rohde & Schwarz präsentierte<br />
eine neue Stromversorgungsserie,<br />
bestehend aus der R&S<br />
NGE102 mit zwei Kanälen<br />
sowie der R&S NGE103 mit<br />
drei Kanälen. Die robusten<br />
Geräte sind einfach zu bedienen<br />
und eignen sich für zahlreiche<br />
Anwendungen im Schulungsbereich,<br />
in Entwicklungslaboren<br />
sowie in der Fertigung.<br />
Sie verfügen über geregelte<br />
Lüfter und sind entsprechend<br />
leise.<br />
Die Geräte liefern eine Versorgung<br />
mit bis zu 33,6 W pro<br />
Kanal bei geringer Welligkeit.<br />
Die Spannung kann bis zu 32<br />
V und der Strom bis 3 A pro<br />
Kanal betragen. Zudem zeichnet<br />
sich die R&S NGE100<br />
durch einige Komfortfunktionen<br />
aus, die in dieser Preisklasse<br />
sonst nicht geboten<br />
werden.<br />
Alle Kanäle sind separat galvanisch<br />
getrennt und potentialfrei<br />
ausgelegt sowie elektrisch<br />
identisch aufgebaut. So lassen<br />
sich damit selbst komplexe<br />
Schaltungen ohne Erdungsprobleme<br />
versorgen. Anwender<br />
haben die Möglichkeit, sie in<br />
Reihe oder parallel zu schalten<br />
(z.B. zwei Kanäle in Reihe für<br />
64 V, oder zwei Kanäle parallel<br />
für 6 A). Darüber hinaus<br />
bietet die Stromversorgung<br />
R&S NGE100 besonders flexibel<br />
einstellbare Schutzmöglichkeiten,<br />
da für jeden Kanal<br />
Maximalwerte für Spannung,<br />
Strom und Leistung eingegeben<br />
werden können. Die eingestellte<br />
elektronische Sicherung<br />
lässt sich zudem mit anderen<br />
Kanälen verlinken. Sobald bei<br />
einem der verlinkten Kanäle<br />
der Grenzwert überschritten<br />
wird, werden alle stromlos<br />
geschaltet. Eine einstellbare<br />
verzögerte Reaktionszeit verhindert,<br />
dass die Versorgung<br />
bei kurzzeitigen Stromspitzen<br />
abschaltet.<br />
Die kleinen und kompakten<br />
Stromversorgungen sind als<br />
Tischgeräte oder mit einem<br />
Rack-Adapter als 19-Zoll-Einschübe<br />
verwendbar. Die Geräte<br />
lassen sich über die integrierte<br />
USB-Schnittstelle fernsteuern<br />
oder optional über LAN oder<br />
WLAN. Des Weiteren steht<br />
eine digitale Trigger-Option<br />
zur Verfügung. Die Optionen<br />
lassen sich einfach per Keycode<br />
aktivieren.<br />
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Hochgenaue Spannungsquelle<br />
Das Evaluierungsboard EVAL-AD5791SDZ<br />
mit LTZ1000-Referenzboard<br />
Der D/A-Wandler AD5791 kann - zusammen<br />
mit den Bauteilen LTZ1000, ADA4077<br />
und AD8675/AD8676 - zur Entwicklung<br />
einer programmierbaren Spannungsquelle<br />
verwendet werden, die eine Auflösung von<br />
1ppm mit 1ppm INL und einer Langzeitdrift<br />
von besser 1ppm FSR erreicht.<br />
Mit dieser leistungsstarken Kombination<br />
lassen sich Systeme realisieren, die Radiologen<br />
gestochen scharfe Bilder mit hoher<br />
Auflösung und hohem Kontrast liefern und<br />
ihnen so Einblicke in kleinere anatomische<br />
Strukturen ermöglichen. Dies ist nur eine<br />
von vielen Anwendungen für diese programmierbare<br />
Spannungsquelle. Weitere<br />
Applikationen, die eine Genauigkeit von<br />
1ppm verlangen, finden sich in folgenden<br />
Bereichen:<br />
Wissenschaft, Medizin, Luftfahrt und<br />
Messtechnik<br />
• bildgebende Systeme für die Medizin<br />
• Laserstrahl-Positioniervorrichtungen<br />
• Vibrationssysteme<br />
Test- und Messtechnik<br />
• ATE<br />
• Massenspektrometrie<br />
• Source Measure Units (SMU)<br />
• Datenerfassung/Analysatoren<br />
Industrieautomatisierung<br />
• Halbleiterfertigung<br />
• Prozessautomatisierung<br />
• Stromversorgungssteuerung<br />
• weiterentwickelte Robotik<br />
Bei Test- und Messsystemen verbessert die<br />
Auflösung und Genauigkeit von 1ppm die<br />
Genauigkeit und Granularität des Testequipments<br />
insgesamt, was zu feinerer Steuerung<br />
und Anregung externer Quellen und Nano-<br />
Aktuatoren führt. In der Industrieautomatisierung<br />
liefert die Auflösung und Genauigkeit<br />
von 1ppm die Präzision, die erforderlich<br />
ist, um einen Betätiger im Nanometerbereich<br />
zu bewegen oder zu positionieren.<br />
Der Präzisionswandler AD5791<br />
Beim AD5791 handelt es sich um einen<br />
20-Bit-D/A-Wandler mit ungepuffertem<br />
Spannungsausgang und einer relativen Genauigkeit<br />
von 1ppm (1 LSB INL) sowie 1<br />
LSB DNL (garantiert monoton). Das Bauteil<br />
weist eine Temperaturdrift von 0,05ppm/K,<br />
ein Rauschen von 0,1ppmSS sowie eine<br />
Langzeitstabilität von besser 1ppm auf. Im<br />
AD5791 enthalten ist eine Präzisions-R-2R-<br />
Architektur, bei der modernste Dünnfilmwiderstände<br />
zur Anpassung zum Einsatz<br />
kommen. Der D/A-Wandler arbeitet an einer<br />
bipolaren Versorgungsspannung von bis zu<br />
18 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Marktübersicht Stromversorgung<br />
AD5791-DAC-Leiterstruktur<br />
Vereinfachte Blockschaltung der Referenz<br />
LTZ1000<br />
33 V und kann mit einer positiven Referenz<br />
im Bereich von 5 bis -2,5 V und einer negativen<br />
Referenz im Bereich von VSS 2,5 bis<br />
0 V getrieben werden. Der AD5791 nutzt<br />
eine vielseitige serielle 3-Draht-Schnittstelle,<br />
die mit Taktfrequenzen bis 35 MHz arbeitet<br />
und kompatibel ist zu Standard SPI, QSPI,<br />
Microwire und DSP-Schnittstellenstandards.<br />
Die Referenz LTZ1000<br />
Beim LTZ1000 handelt es sich um eine<br />
ultrastabile temperatursteuerbare Referenz,<br />
die 7,2 V zur Verfügung stellt und ein Rauschen<br />
von lediglich 1,2 µV Spitze-Spitze<br />
aufweist. Ferner sind eine hohe Langzeitstabilität<br />
und eine Temperaturdrift von<br />
0,05ppm/K spezifiziert. Das Bauteil enthält<br />
eine Buried-Zener-Referenz, einen Heizwiderstand<br />
zur Temperaturstabilisierung<br />
und einen Transistor als Temperaturfühler.<br />
Externe Komponenten dienen zum Einstellen<br />
der Betriebsströme sowie zur Temperaturstabilisierung<br />
der Referenz – dies sorgt<br />
für maximale Flexibilität sowie beste Langzeitstabilität<br />
und Rauschverhalten.<br />
Die OPVs<br />
Der ADA4077 ist ein hochgenauer und<br />
rauscharmer Operationsverstärker mit einer<br />
Kombination aus extrem niedriger Offsetspannung<br />
und sehr niedrigen Eingangs-Bias-<br />
Strömen. Verglichen mit JFET-Verstärkern,<br />
sind die niedrigen Bias- und Offset-Ströme<br />
relativ unempfindlich gegenüber Umgebungstemperaturen<br />
von bis zu 125 °C. Die<br />
Ausgänge sind stabil mit kapazitiven Lasten<br />
von über 1000 pF ohne externe Kompensation.<br />
Die Bauteile AD8675/AD8676 sind<br />
genaue Rail-to-Rail-Operationsverstärker<br />
mit ultrageringen Werten für Offset, Drift<br />
und Spannungsrauschen, kombiniert mit sehr<br />
niedrigen Eingangs-Bias-Strömen über den<br />
vollen Betriebstemperaturbereich.<br />
Schaltkreisbezogene<br />
Überlegungen zum Rauschen<br />
Niederfrequenzrauschen muss auf einem<br />
Minimum gehalten werden, um eine Beeinträchtigung<br />
der DC-Leistungsfähigkeit<br />
der Schaltung zu vermeiden. Bei einer<br />
Bandbreite von 0,1 bis 10 Hz erzeugt der<br />
AD5791 ein Rauschen von etwa 0,6 µV<br />
Spitze-Spitze. Jeder ADA4077 erzeugt ein<br />
Rauschen von 0,25 µVSS, während der<br />
AD8675 ein Rauschen von 0,1 µVSS und<br />
der LTZ1000 ein Rauschen von 1,2 µVSS<br />
erzeugt. Bestimmte Widerstandswerte wurden<br />
gewählt, um sicherzustellen, dass ihr<br />
Johnson-Rauschen nicht wesentlich zum<br />
Gesamtrauschen beiträgt.<br />
Die Referenzpuffer zum Treiben der REFPund<br />
REFN-Pins des AD5791 müssen für<br />
Verstärkungsfaktor 1 konfiguriert werden.<br />
Alle zusätzlichen Ströme, die durch einen<br />
Verstärkungseinstellwiderstand (Gain Setting<br />
Resistor) in die Mess-Pins der Referenz<br />
fließen, mindern die Genauigkeit des<br />
DACs. Die INL des AD5791 ist nur wenig<br />
empfindlich gegenüber dem Eingangs-Bias-<br />
Strom der Verstärker, die als Referenzpuffer<br />
dienen.<br />
Um einen niedrigen Temperaturdriftkoeffizienten<br />
für das Gesamtsystem beizubehalten,<br />
müssen alle gewählten Einzelbauteile<br />
eine geringe Temperaturdrift aufweisen.<br />
Der AD5791 hat einen TK von 0,05ppm<br />
FSR/K, der LTZ1000 bietet 0,05ppm/K und<br />
der ADA4077 sowie der AD8675 leisten<br />
einen Beitrag von 0,005ppm FSR/K bzw.<br />
0,01ppm FSR/K. Langzeitdrift ist ein weiterer<br />
wichtiger Parameter, der die Genauigkeit<br />
eines Systems erheblich begrenzen<br />
kann. Die Langzeitstabilität für den AD5791<br />
beträgt typisch weniger als 0,1ppm/1000 h<br />
bei 125 °C. Eine Langzeitstabilität in der<br />
Gegend von 1 µV pro Monat lässt sich mit<br />
dem LTZ1000 erreichen.<br />
Laborergebnisse<br />
Der INL-Fehler wurde im Labor bei Umgebungstemperatur<br />
gemessen, indem der Eingangs-Code<br />
am AD5791 vom Skalennullpunkt<br />
zum Skalenendwert mit einem Code-<br />
Schritt von 5 variiert wurde. Die Spannung<br />
am Ausgang des Ausgangspuffers (AD8675)<br />
wurde bei jedem Code mit einem 8,5-Digit-<br />
DVM aufgezeichnet. Die Ergebnisse lagen<br />
deutlich innerhalb der ±1-LSB-Spezifikation.<br />
Das Rauschen beim Skalenmittelwert betrug<br />
1,1 µVSS, beim Skalenendwert 3,7 µVSS.<br />
Der Rauschbeitrag jedes Spannungsreferenzpfads<br />
wird durch den DAC gedämpft,<br />
wenn Skalenmittelwertcode (Mid-Scale<br />
Code) gewählt wird – dadurch die kleinere<br />
Rauschzahl für Skalenmittelwert-Code.<br />
Die System-Langzeitdrift wurde bei 25 °C<br />
gemessen. Der AD5791 wurde auf 5 V (¾<br />
Scale) programmiert und die Ausgangsspannung<br />
alle 30 min über eine Zeit von 1000<br />
h gemessen. Driftwerte unter 1ppm FSR<br />
wurden beobachtet.<br />
Schlussbemerkung<br />
Neben seiner einfachen Handhabung bietet<br />
der AD5791 eine garantierte Genauigkeit<br />
von 1ppm. Allerdings ist die Wahl der richtigen<br />
Bauteile bzw. der Spannungsreferenz<br />
entscheidend, um die Präzisionsspezifikationen<br />
des AD5791 voll auszunutzen. Niedrige<br />
Werte für Rauschen, Temperaturdrift und<br />
Langzeitdrift sowie die hohe Genauigkeit<br />
der Bauteile LTZ1000, ADA4077, AD8676<br />
und AD8675 verbessern die Spezifikationen<br />
für Systemgenauigkeit, Stabilität und Wiederholbarkeit<br />
über Temperatur und Zeit.<br />
Autor:<br />
Michael Lynch<br />
Analog Devices,<br />
www.analog.com<br />
Den kompletten Artikel lesen Sie im Internet unter:<br />
https://www.beam-verlag.de/fachartikelarchiv-hf-technik/stromversorgung/<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 19
Titelstory<br />
Robust, zuverlässig, langlebig:<br />
Elektromechanische HF-Relais haben viele<br />
Anwendungen<br />
Im GHz-Bereich<br />
führt kaum ein<br />
Weg an HF-Relais<br />
vorbei. Die Wahl<br />
des richtigen Relais<br />
hängt dabei von vielen<br />
Faktoren ab. Dieser<br />
Beitrag vermittelt<br />
einen Einblick in<br />
die Grundlagen<br />
elektromechanischer<br />
HF-Relais und gibt<br />
Empfehlungen für<br />
den Einsatz konkreter<br />
Relaistypen.<br />
Autor:<br />
Tobias Rieger<br />
Telemeter Electronic GmbH<br />
info@telemeter.de<br />
www.telemeter.info<br />
Unzählige Anwendungen in<br />
der Hochfrequenz-Signaltechnik<br />
erfordern für Schaltaufgaben<br />
die hervorragenden Eigenschaften<br />
elektromechanischer<br />
Relais. Die Auswahl des richtigen<br />
Bauteils hängt von vielen<br />
Faktoren ab, unter Anderem<br />
von der HF-Schaltleistung und<br />
der zu schaltenden Frequenz.<br />
Um die Kundenwünsche immer<br />
optimal erfüllen zu können, hat<br />
die Firma Telemeter Electronic<br />
GmbH nun mit TEleRel eine<br />
Marke ins Leben gerufen, die<br />
keine Wünsche offen lässt.<br />
Charakteristik, Vorteile<br />
und Grenzen<br />
Zunächst ein kurzer Einblick in<br />
die Charakteristik, die Vorteile,<br />
aber auch die Grenzen elektromechanischer<br />
HF-Relais: HFund<br />
Mikrowellen-Schalter leiten<br />
Signale über Übertragungswege<br />
mit einem hohen Wirkungsgrad.<br />
Mit der Leistungsfähigkeit von<br />
HF- und Mikrowellenschalter-<br />
Konstruktionen sind mehrere<br />
elektrische Parameter verbunden,<br />
von denen vier jedoch,<br />
aufgrund ihrer starken gegenseitigen<br />
Abhängigkeit, für den<br />
Entwickler von grundlegender<br />
Bedeutung sind: Isolation, Einfügedämpfung,<br />
Schaltzeit und<br />
Belastbarkeit.<br />
Die Isolation ist ein Maß dafür,<br />
wie effektiv ein Schalter ein<br />
Signal trennen kann. Es ist die<br />
Dämpfung zwischen den Eingangs-<br />
und Ausgangsports der<br />
Schaltung bzw. des konkreten<br />
Schalters. Die Einfügedämpfung<br />
ist ein relatives Maß für die<br />
Leistung, die im eingeschalteten<br />
Zustand verloren geht. Die Einfügedämpfung<br />
ist der kritischste<br />
Parameter für einen HF-Designer,<br />
da er merklich zur Rauschzahl<br />
des Systems beitragen kann.<br />
Die Schaltzeit ist die Zeitspanne,<br />
die ein Schalter benötigt, um den<br />
Zustand vom eingeschalteten<br />
in den ausgeschalteten Zustand<br />
und umgekehrt zu ändern. Dieser<br />
Zeitraum kann von einigen<br />
Mikrosekunden bei Hochleistungsschaltern<br />
bis zu einigen<br />
Nanosekunden bei Kleinsignalschaltern<br />
betragen. Die Belastbarkeit<br />
ist die maximale HF-Eingangsleistung,<br />
die der Schalter<br />
ohne dauerhafte Verschlechterung<br />
der elektrischen Leistung<br />
aushalten kann.<br />
Die Lebensdauer elektromechanischer<br />
HF-Relais ist sicherlich<br />
ein begrenzender Faktor. Telemeter-Markenrelais<br />
erfüllen mit<br />
rund 1 Mio. spezifizierter Schaltzyklen<br />
im Standard bereits die<br />
Anforderungen vieler Anwendungen<br />
im HF-Bereich.<br />
Ausführungen und<br />
Einteilungen<br />
HF- und Mikrowellen-Schalter<br />
können in zwei primäre Gruppen<br />
eingeteilt werden: elektromechanische<br />
Relais und Halbleiterschalter.<br />
Nachfolgend soll<br />
jedoch nur auf die elektromechanischen<br />
Schalter eingegangen<br />
werden.<br />
Es sind verschiedene Konfigurationen<br />
möglich, die von einpoligen<br />
Einschaltern (Single-<br />
Throw, SPST) über Umschalter<br />
(Double-Throw, SPDT) mit bis<br />
18 Ausgängen (SP18T) reichen<br />
können. Transferschalter sind<br />
hierbei ebenfalls erhältlich und<br />
zweipolig/zweipolig (2P2T) einwie<br />
ausgangsseitig ausgelegt.<br />
Sie haben vier Ports mit zwei<br />
möglichen Schaltzuständen und<br />
können Lasten zwischen zwei<br />
Quellen schalten.<br />
Elektromechanische HF-Schalter<br />
verfügen in der Regel über eine<br />
größere Bauform, da sie eine<br />
Reihe von Spulen und mechanischen<br />
Kontakten enthalten.<br />
Wie bei gewöhnlichen Relais<br />
bewegen elektrisch gespeiste<br />
Spulen die Relaiskontakte.<br />
Elektromechanische Relais<br />
haben eine niedrige Einfügedämpfung<br />
(typisch 85 dB) und können Signale<br />
mit Geschwindigkeiten im<br />
Millisekundenbereich schalten.<br />
Die wichtigsten Vorteile<br />
sind, dass sie von Gleichstrom<br />
(DC) und Signalen bis in den<br />
Millimeterwellenbereich (50+<br />
GHz) arbeiten können und nicht<br />
für elektrostatische Entladung<br />
(ESD) anfällig sind. Darüber<br />
hinaus können sie hohe Leistungspegel<br />
(bis zu mehreren<br />
tausend Watt Spitzenleistung)<br />
verarbeiten.<br />
Zuverlässigkeit und<br />
lange Lebensdauer<br />
Bei elektromechanischen HF-<br />
Schaltern sind aber auch einige<br />
wenige Einschränkungen zu<br />
beachten. Ihre Standardbetriebsdauer<br />
ist in der Regel auf ungefähr<br />
eine Million Schaltzyklen<br />
begrenzt. Darüber hinaus können<br />
sie aufgrund ihres Aufbaus gegenüber<br />
Vibrationen empfindlich<br />
sein. Die Betriebsdauer bezieht<br />
sich auf die Anzahl der Zyklen,<br />
die der elektromechanische HF-<br />
20 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Titelstory<br />
Test completion date: Sept. 12, 2017<br />
Fig. 1. RF data. (a) VSWR. (b) Insertion loss. (c) Isolation.<br />
Grafik zu SWR (links), Insertion Loss (Mitte) und Isolation (rechts)<br />
Schalter bei Erfüllung aller HFund<br />
Wiederholgenauigkeitsanforderungen<br />
erfüllen kann. Die<br />
Relais der Serie TEleRel liefern<br />
hier überzeugende Werte, siehe<br />
Grafik. Hierbei wurde ein Modell<br />
der Serie TR 02 im Frequenzbereich<br />
bis 20 GHz einem Dauertest<br />
mit 10 Mio. Schaltzyklen<br />
unterzogen. Ausgewertet wurden<br />
die kritischen Parameter SWR<br />
(Stehwellenverhältnis), Einfügedämpfung<br />
(Insertion Loss) und<br />
Isolation. Wie die Grafik verdeutlicht,<br />
wurden diese Parameter<br />
jeweils nach 1, 5 und 10<br />
Mio. Schaltzyklen ausgewertet.<br />
Hierbei zeigt sich, dass sich die<br />
Werte über den gesamten Testverlauf<br />
stabil verhalten – was<br />
für ein dauerhaft zuverlässiges<br />
Schalten von Signalen ein wichtiges<br />
Qualitätsmerkmal darstellt.<br />
Markenrelais der Serie TEleRel<br />
garantieren in der Standardausführung<br />
immer 1 Mio. Schaltzyklen,<br />
die Option „High Performance“<br />
garantiert 5 Mio.<br />
Schaltzyklen. Die längere<br />
Lebensdauer basiert hierbei auf<br />
einem robuster konstruierten<br />
Aktuator und Übertragungselementen,<br />
die für magnetische<br />
Effizienz und mechanische Steifigkeit<br />
optimiert wurden. Die<br />
Option ist für nahezu alle Serien<br />
der Marke TEleRel entsprechend<br />
erhältlich.<br />
Anwendungen mit einer breiten<br />
Frequenzabdeckung von DC bis<br />
40 GHz und geringer Einfügedämpfung<br />
sind Kandidaten für<br />
elektromechanische HF-Schalter,<br />
der Marke TEleRel wobei<br />
High-Rel-Versionen bevorzugt<br />
werden, wenn eine hohe Langlebigkeit<br />
absolut notwendig ist.<br />
Ausstattungs merkmale<br />
passend zu jeder<br />
Anwendung<br />
Diese Schalterkonstruktionen<br />
bieten dem Systemdesigner<br />
sogar noch zusätzliche Funktionen.<br />
Ein Beispiel sind Lasten<br />
mit reellen 50 Ohm. Jede ungenutzte<br />
offene Übertragungsleitung<br />
in einer Schalterschaltung<br />
hat die Möglichkeit, bei Mikrowellenfrequenzen<br />
zu schwingen.<br />
Die Resonanz könnte dazu<br />
führen, dass Strom zurück zur<br />
aktiven Quelle reflektiert und<br />
diese beschädigt wird, insbesondere<br />
in einem System, das<br />
bei einer Frequenz von 26 GHz<br />
oder höher arbeitet, bei der die<br />
Isolation stark abfällt. Viele<br />
Übertragungsleitungen sind<br />
so ausgelegt, dass sie 50 Ohm<br />
Impedanz aufweisen, sodass HF-<br />
Schalter, die ohmsche 50-Ohm-<br />
Lasten enthalten, wenig Energie<br />
reflektieren.<br />
Elektromechanische HF-Schalter<br />
werden als terminierte oder<br />
nichtterminierte Versionen<br />
geliefert. In terminierten Versionen<br />
ist der ausgewählte Pfad<br />
geschlossen, wenn alle Pfade<br />
mit 50-Ohm-Abschlüssen<br />
abgeschlossen sind, sodass der<br />
gesamte Strom isoliert wird.<br />
Einfallende Signalenergie wird<br />
durch den Abschlusswiderstand<br />
absorbiert, sodass keine Signale<br />
zurück reflektiert werden. Nicht<br />
abgeschlossene Schalter haben<br />
keine 50-Ohm-Abschlüsse.<br />
Daher muss die Impedanzanpassung<br />
an einem anderen Teil<br />
des Systems stattfinden, um<br />
Reflexionen zu reduzieren.<br />
Nicht abgeschlossene Schalter<br />
haben jedoch den Vorteil einer<br />
geringeren Einfügedämpfung.<br />
Eine interne Terminierung ist<br />
für die Serien TR02 bis TR10<br />
erhältlich. Diese decken somit<br />
viele Anwendungen mit einem<br />
Bedarf vom Umschalter bis hin<br />
zum Zehnfachschalter entsprechend<br />
ab.<br />
Die mechanische<br />
Qualität ist<br />
entscheidend<br />
Bei elektromechanischen HF-<br />
Schaltern ist auch der Aktuatormechanismus<br />
besonders wichtig.<br />
Wenn die Spule erregt wird,<br />
bewegt das induzierte Magnetfeld<br />
die Aktuatoren, welche die<br />
Kontakte öffnen oder schließen.<br />
Mehrfachschalter ab dem Modell<br />
SP3T werden typischerweise in<br />
der Ausführung „normally open“<br />
angeboten. Sobald keine Spulenspannung<br />
mehr anliegt, öffnen<br />
sich alle Ausgangskontakte. So<br />
kann es zu keiner fehlerhaften<br />
Signalübertragung kommen.<br />
Ergänzend hierzu existieren<br />
sogenannte „failsafe“ Modelle,<br />
die ohne anliegende Spulenspannung<br />
immer auf eine bekannte<br />
Position zurück kehren, meistens<br />
Ausgang 1.<br />
Andere Modelle verfügen über<br />
eine „Latching“-Option. Sie<br />
haben keine Standardposition<br />
und behalten die letzte geschaltete<br />
Position bei. Latching-Relais<br />
sind nützlich, wenn Stromverbrauch<br />
und Verlustleistung ein<br />
Problem darstellen. Die Spule<br />
für einen Kontakt verbraucht<br />
nur für einen Augenblick Strom,<br />
während das Relais abschaltet.<br />
Danach kann die Spulenspannung<br />
wieder entfallen.<br />
Ein weiteres Merkmal, welches<br />
elektromechanische HF-Schalter<br />
ebenfalls bieten können, besteht<br />
aus zusätzlichen Hilfsgleichstromkontakten,<br />
die mit der<br />
Spule verbunden sind und die<br />
HF-Pfade schalten. Diese Hilfskontakte<br />
steuern normalerweise<br />
Indikatoren, welche die Position<br />
von HF-Pfaden signalisieren. Sie<br />
können z.B. verwendet werden,<br />
um einem externen Steuersystem<br />
Statusinformationen über das<br />
HF-Relais zu geben.<br />
Die Qual der<br />
Steckerwahl<br />
Elektromechanische HF-Schalter<br />
sind in verschiedenen Gehäusegrößen<br />
und Steckerkonfigurationen<br />
erhältlich. Die meisten<br />
Koaxialschalter-Designs verwenden<br />
SMA-Steckverbinder<br />
für den Betrieb bis 26 GHz. Designs,<br />
die bis zu 40 GHz arbeiten,<br />
verwenden typischerweise 2,92-<br />
mm- oder K-Anschlüsse. Koaxialschalter,<br />
die mit mehr Leistung<br />
(bis zu mehreren hundert Watt<br />
CW) arbeiten, können größere<br />
N-Typ-, TNC- oder sogar SC-<br />
Anschlüsse verwenden.<br />
Die Bauformen reichen von Standardgehäusen,<br />
die nicht gegen<br />
Umwelteinflüsse geschützt sind,<br />
bis hin zu High-Rel-Ausführungen,<br />
die hermetisch versiegelt<br />
sind, um harten Bedingungen<br />
standzuhalten.<br />
Vielfältig, modular<br />
und auch<br />
kundenspezifisch<br />
Die Tabelle soll eine Übersicht<br />
über alle erhältlichen Serien der<br />
TEleRel-Markenrelais geben.<br />
Für eine Bestellung ist grundsätzlich<br />
zu wählen, welche<br />
Anzahl an Schaltpositionen<br />
der Schalter bieten soll. Weiter<br />
werden wichtige Optionen, wie<br />
die Schalterart (z.B. failsafe)<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 21
Titelstory<br />
Leistungskurve<br />
Mittlere Leistung (W)<br />
VSWR<br />
Verlustfaktor<br />
1, 5 : 1 0,96<br />
2,0 : 1 0,88<br />
2,5 : 1 0,84<br />
3,0 : 1 0,75<br />
3,5 : 1 0,70<br />
4,0 : 1 0,64<br />
4,5 : 1 0,60<br />
5,0 : 1 0,56<br />
Frequenz (GHz)<br />
Diese Leistungskurve bezieht sich auf folgende Rahmenbedingungen:<br />
• Umgebungstemperatur +20°C<br />
• Meereshöhe 0<br />
• VSWR 1 : 1<br />
• Leistungslos geschalten<br />
Bestellschlüssel<br />
Schalterart Funktion/ Spulen- Anschlüsse Frequenzbereich Actuator/Ansteuerung Spezialoptionen<br />
Konfiguration spannung<br />
TR XX- X XX X XX X -XX<br />
TEleRel 01 = DPDT F = Failsafe 12 Volt C = SC weiblich 01 = DC bis 1 GHz 0 = Mit Überspannungsschutz C = Positive common<br />
TEleRel 02 = SPDT L = Latching 18 Volt K = 2.92 mm weiblich 03 = DC bis 3 GHz ohne TTL/self-cutoff D = Sub-D<br />
TEleRel 03 = SP3T N = Normally Open 24 Volt L = 2.4 mm weiblich 04 = DC bis 4 GHz 1 = Mit TTL-Treiber E = Erweiterter Temperaturbereich<br />
TEleRel 04 = SP4T 28 Volt N = N weiblich 05 = DC bis 5 GHz 2 = Self cutoff (nur bei latching) H = High performance<br />
TEleRel 05 = SP5T S = SMA weiblich 12 = DC bis 12,4 GHz 3 = Self cutoff & TTL (5 Mio. Schaltzyklen)<br />
TEleRel 06 = SP6T 16 = DC bis 16 GHz (nur bei latching) I = Indikatoren<br />
TEleRel 07 = SP7T 18 = DC bis 18 GHz 4 = Ohne Überspannungsschutz L = Low PIM<br />
TEleRel 08 = SP8T 26 = DC bis 26,5 GHz ohne TTL/self cutoff M = Moisture seal<br />
TEleRel 09 = SP9T 40 = DC bis 40 GHz 5 = Mit Binär Decoder (BCD) N = Ohne Befestigungsbügel<br />
TEleRel 10 = SP10T bei DPDT<br />
TEleRel 11 = SP11T P = Hohe Leistung<br />
TEleRel 12 = SP12T T = Terminierung<br />
TEleRel 13 = SP13T V = V-Bauform<br />
TEleRel 14 = SP14T Y = Y-Bauform<br />
TEleRel 15 = SP15T<br />
TEleRel 16 = SP16T<br />
TEleRel 17 = SP17T<br />
TEleRel 18 = SP18T<br />
***Bitte beachten Sie, dass einige Optionen modellabhängig nicht verfügbar sind***<br />
Übersicht über alle erhältlichen Serien der TEleRel-Markenrelais<br />
Deutschland<br />
Telemeter Electronic GmbH<br />
Joseph-Gänsler-Str. 10, 86609 Donauwörth<br />
Tel. +49 906 70693-0, Fax +49 906 70693-50<br />
info@telemeter.de, www.telemeter.info<br />
sowie die Schaltspannung und<br />
die gewünschten Anschlüsse,<br />
gewählt. Je nach Modellreihe<br />
decken TEleRel-Markenrelais<br />
einen Frequenzbereich bis zu<br />
40 GHz ab. Zur perfekten Integration<br />
in die kundenseitige<br />
Anwendung stehen zahlreiche<br />
Optionen, wie Sub-D Steckverbinder<br />
zum Anschluss der Steuerspannung,<br />
TTL-Funktionalität,<br />
Indikatoren, High-Power- oder<br />
High-Performance-Modelle, zur<br />
Verfügung.<br />
Sofern kein Standardmodell<br />
für die geplante Anwendung<br />
verfügbar ist, entwickelt man<br />
Schweiz<br />
Telemeter Electronic GmbH<br />
Romanshornerstr. 117, 8280 Kreuzlingen<br />
Tel. +41 71 6992020, Fax +41 71 6992024<br />
info@telemeter.ch, www.telemeter.info<br />
bei Telemeter auch bereits ab<br />
kleinen Serienmengen kundenspezifische<br />
Varianten. Spezielle<br />
Bauformen, Hochspannungstauglichkeit,<br />
erweiterte Frequenzbereiche<br />
oder eine spezielle<br />
Gestaltung der Label nach<br />
Kundenvorgabe, z.B. mit QR<br />
Code, stellen hierbei nur einen<br />
Tschechische Republik<br />
Telemeter Electronic s.r.o.<br />
České Vrbné 2364, 37011 České Budějovice<br />
Tel.+420 38 5310637, Fax +420 38 5510124<br />
info@telemeter.cz, www.telemeter.info<br />
kleinen Ausschnitt an maßgeschneiderten<br />
Optionen dar.<br />
Ergänzt wird dies durch weitere<br />
Service-Leistungen wie<br />
Lagerhaltung von bevorzugten<br />
Standardmodellen, Bevorratung<br />
über Rahmenverträge und<br />
bedarfsgerechte Just-in-Time-<br />
Lieferungen. ◄<br />
Blatt_2_für alle_Schalter_Serie TR_08_2017 – Jede Wiedergabe oder Vervielfältigung von Text und Bild ist nur mit Genehmigung von Telemeter Electronic GmbH gestattet. Irrtum und Änderungen vorbehalten!<br />
22 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
Echtzeituhr mit nur 40 nA Stromverbrauch<br />
Das neue RTC-Modul RV-<br />
3028-C7 setzt den neuen Maßstab<br />
für geringsten Stromverbrauch:<br />
40 nA bei einer Versorgungspannung<br />
von 3 V. Die<br />
hohe Genauigkeit von ±1ppm<br />
bei Raumtemperatur macht<br />
eine Kalibrierung während der<br />
Fertigung überflüssig.<br />
Das Gehäuse von nur 3,5 x<br />
1,5 x 0,8 mm kombiniert den<br />
Quarz mit der RTC-Schaltung<br />
und bietet auch einen<br />
integrierten Batterie-Backupschalter.<br />
Der extrem geringe<br />
Stromverbrauch ermöglicht die<br />
Verwendung von MLCC-Kondensatoren<br />
zur Abdeckung der<br />
Backup-Zeit. Zusammen mit<br />
einem Event-Detektionseingang<br />
bietet das universelle<br />
RTC-Module alle Voraussetzungen<br />
für Wearables, medizinische<br />
Geräte und stromarme<br />
IoT-Anwendungen.<br />
Weitere Eigenschaften<br />
der Real Time Clock:<br />
• individuelle Kalibrierung<br />
in der Herstellung<br />
• integrierter 32,768-kHz-<br />
Quarzkristall<br />
• Event-Eingang zum Setzen<br />
eines Zeitstempels auch im<br />
Ruhemodus<br />
• Batterieumschaltung mit<br />
Ladeerhaltungsfunktion,<br />
ideal auch für MLCC und<br />
Supercaps<br />
• Spannungsbereich<br />
1,2 bis 5,5 V<br />
• Ultra-Miniatur-Keramik-<br />
SMD-Gehäuse<br />
• Jahr, Monat, Datum,<br />
Wochentag, Stunden,<br />
Minuten und Sekunden<br />
• 32-Bit-Unix-Zeitzähler,<br />
z.B. für Sicherheitscode-<br />
Berechnungen<br />
• I²C-Schnittstelle 400 kHz<br />
Markus Hintermann, Internationaler<br />
Produktemanager bei<br />
der Micro Crystal AG in der<br />
Schweiz, zu diesem Produkt:<br />
„Das RTC-Modul RV-3028-C7<br />
setzt den neuen Meilenstein im<br />
Bereich der Zeitreferenzen. Die<br />
Kombination aus Timing und<br />
Batterie Backupschaltung mit<br />
dem branchenweit niedrigsten<br />
Stromverbrauch erhöht die<br />
Autonomie unter rauen Bedingungen<br />
und wird zur ersten<br />
Wahl für Wearable- und IoT-<br />
Anwendungen.”<br />
■ Micro Crystal AG<br />
info@microcrystal.ch<br />
www.microcrystal.ch<br />
Hochstabiler Ultra-Niederspannungs-TCXO<br />
Funktion an Pin 1 ermöglicht<br />
den Stromsparbetrieb. Im Disable-Modus<br />
beträgt der Stromaufnahme<br />
nur 3 µA.<br />
(IoT), in persönlichen Navigationsgeräten<br />
(PND), tragbaren<br />
Testgeräten, Wearables sowie in<br />
der drahtlosen Kommunikation.<br />
IQD Frequency Products, Ltd.<br />
www.iqdfrequencyproducts.<br />
com<br />
IQDs neue temperaturkompensierte<br />
Quarzoszillator-Familie<br />
IQXT-225 kommt mit einer<br />
extrem geringen Versorgungsspannung<br />
von nur 1,2 V aus und<br />
bietet dabei eine hervorragende<br />
Frequenzstabilität von ±0,5ppm<br />
über einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -30 bis +85 °C. Die<br />
Stromaufnahme wird mit 1,7 mA<br />
angegeben. Eine Enable/Disable-<br />
Häufig verwendete<br />
Frequenzen<br />
Folgende sechs häufig verwendete<br />
Frequenzen stehen<br />
zur Verfügung 16,368, 16,369,<br />
19,2 MHz, 26, 33,6 und 38,4<br />
MHz. Der neue TCXO IQXT-<br />
225 verfügt über einen Clipped-Sinewave-Ausgang<br />
und<br />
ist für eine Lastimpedanz von<br />
10 kOhm//10 pF ausgelegt. Der<br />
neue TCXO bietet ein Phasenrauschen<br />
von -135 dBc/Hz bei<br />
1 kHz Offset und zeichnet sich<br />
durch eine Hochlaufzeit von 2<br />
ms aus.<br />
Dieses in einem hermetisch versiegelten<br />
Keramikgehäuse von 2<br />
x 1,6 x 0,7 mm untergebrachte<br />
Bauteil eignet sich optimal für<br />
Anwendungen, bei denen die<br />
Batterielebensdauer von entscheidender<br />
Bedeutung ist, typischerweise<br />
für Internet of Things<br />
Verpackungsoptionen<br />
sind „Rollenware“ oder „Gurtabschnitt“.<br />
Ab sofort steht eine<br />
Reihe von Standardspezifikationen<br />
ab Lager zur Verfügung –<br />
entweder direkt bei IQD oder<br />
über die umfassende Palette<br />
weltweiter Distributoren. Detaillierte<br />
Datenblätter finden Interessenten<br />
unter www.iqdfrequencyproducts.com.<br />
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hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 23
Messtechnik<br />
Wie erhält man bei Rauschzahlmessungen<br />
mit kalter Rauschquelle korrekte Ergebnisse?<br />
Bild 1: Bei einem aktiven (signalverstärkenden) Bauteil ist das Ausgangsrauschen stets stärker als<br />
das Eingangsrauschen multipliziert mit dem Verstärkungsfaktor des Bauteils. Das bedeutet, dass<br />
das SNR am Ausgang kleiner als das SNR am Eingang ist. Der Rauschfaktor F ist daher stets größer<br />
als 1 bzw. die Rauschzahl stets größer als 0 dB<br />
Wie ist die Rauschzahl<br />
definiert?<br />
Rauschfaktor und Rauschzahl<br />
sind wichtige Kenndaten von<br />
Hochfrequenzsystemen. Diese<br />
Werte sind ein Maß für die Stärke<br />
des Rauschens, das einem Signal<br />
beim Durchlaufen des Systems<br />
hinzugefügt wird oder – anders<br />
ausgedrückt – ein Maß für die<br />
dadurch verursachte Verringerung<br />
des Signal/Rauschabstands<br />
(SNR, signal-to-noise ratio). Bei<br />
dem „System“ kann es sich beispielsweise<br />
um einen einfachen<br />
Verstärker handeln, oder auch<br />
um eine komplexere Schaltung,<br />
bestehend aus einem Frequenzumsetzer<br />
mit Verstärkern,<br />
Mischern und Filtern. Die Ursache<br />
dafür, dass sich der Signal/<br />
Autor:<br />
David Ballo<br />
Keysight Technologies<br />
www.keysight.com<br />
Rauschabstands verringert, ist<br />
in der Regel elektrisches Rauschen,<br />
das von aktiven Bauteilen<br />
im System hervorgerufen wird.<br />
Der Rauschfaktor (F) ist das Verhältnis<br />
des SNR am Eingang zum<br />
SNR am Ausgang des Systems.<br />
Bei jedem aktiven (im Sinne von:<br />
signalverstärkenden) Bauteil ist<br />
das Ausgangsrauschen stärker<br />
als das Eingangsrauschen multipliziert<br />
mit dem Verstärkungsfaktor<br />
des Bauteils. Das bedeutet,<br />
dass der SNR am Ausgang<br />
kleiner als der SNR am Eingang<br />
ist. F ist daher stets größer als 1<br />
(Bild 1). Die Rauschzahl (NF,<br />
noise figure) ist nichts anderes<br />
als der Rauschfaktor in Dezibel:<br />
NF = 10·log(F).<br />
Es gibt im Wesentlichen zwei<br />
Rauschzahl-Messmethoden.<br />
Am häufigsten wird das Y-Faktor-<br />
oder Heiß/Kaltquellen-<br />
Messverfahren angewandt. Es<br />
gibt sowohl Spektrumanalysator-basierte<br />
Testlösungen als<br />
auch dedizierte Rauschzahl-<br />
Analysatoren. Für Rauschzahlmessungen<br />
nach der Y-Faktor-<br />
Methode benötigt man eine<br />
kalibrierte, ein/ausschaltbare<br />
Rauschquelle; in der Regel<br />
wird hierfür eine speziell für<br />
Rauschmessungen optimierte<br />
Avalanche-Diode verwendet. Bei<br />
abgeschalteter Dioden-Betriebsspannung<br />
(„kalte Quelle“) produziert<br />
die Rauschquelle genau<br />
so viel Rauschen wie ein entsprechender<br />
Abschlusswiderstand<br />
bei Raumtemperatur. Bei<br />
eingeschalteter Betriebsspannung<br />
(„heiße Quelle“) erzeugt<br />
sie infolge des Lawinendurchbruchs<br />
ein wesentlich stärkeres<br />
elektrisches Rauschen als ein<br />
Abschlusswiderstand bei Raumtemperatur.<br />
Die Stärke dieses<br />
zusätzlichen Rauschens (excess<br />
noise) wird durch eine Tabelle<br />
mit Excess-Noise-Ratio- (ENR)<br />
Werten charakterisiert. Da das<br />
Messobjekt (DUT, device-undertest)<br />
bei der Y-Faktor Methode<br />
mit zwei unterschiedlichen Eingangsrauschpegeln<br />
angesteuert<br />
wird, liefert die Messung, außer<br />
der Rauschzahl, auch gleich den<br />
Verstärkungsfaktor.<br />
Bei der Kaltquellen-Methode<br />
kommt, wie der Name bereits<br />
andeutet, lediglich eine kalte<br />
Rauschquelle in Form eines<br />
Abschlusswiderstands zum<br />
Einsatz; die Messung wird in<br />
der Regel bei Raumtemperatur<br />
durchgeführt. Der Verstärkungsfaktor<br />
muss in diesem Fall<br />
durch eine separate Messung<br />
bestimmt werden. Die meisten<br />
Vektor-Netzwerkanalysatoren<br />
(VNA) arbeiten nach dieser<br />
Methode. Die Verstärkungsfaktormessung<br />
ist nichts anderes als<br />
eine gewöhnliche S-Parameter-<br />
Messung. Dank des vektoriellen<br />
Messverfahrens (Amplitudenund<br />
Phasenmessung) erlaubt<br />
ein VNA ausgeklügelte Fehlerkorrekturverfahren;<br />
dadurch<br />
erzielt man eine wesentlich<br />
höhere Messgenauigkeit als mit<br />
der Y-Faktor-Methode. Dieser<br />
Vorteil kommt insbesondere bei<br />
On-wafer- und In-fixture-Messungen<br />
sowie in automatisierten<br />
Testumgebungen zum Tragen,<br />
wo die Rauschquelle nicht direkt<br />
an das Testobjekt angeschlossen<br />
werden kann.<br />
VNA-basierte<br />
Kaltquellen-<br />
Rauschzahlmessungen<br />
Kaltquellen-Rauschzahlmessungen<br />
bestehen aus zwei Teilen.<br />
Im ersten Teil werden die S-Parameter<br />
des Testobjekts gemessen.<br />
Als Stimulussignalquelle dient<br />
dabei der VNA-interne Sinusgenerator,<br />
der Frequenzgang<br />
wird mithilfe der Standardmessempfänger<br />
im VNA gemessen.<br />
Die S-Parameter-Messungen<br />
erfolgen mit den üblichen Einstellungen<br />
für Vorwärts- und<br />
Rückwärts-Signalpegel, Ausgangsabschwächung<br />
und ZF-<br />
Bandbreite. Im zweiten Teil wird<br />
die Ausgangsrauschleistung des<br />
Testobjekts bei ausgeschaltetem<br />
Sinusgenerator mithilfe eines<br />
24 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
VNA-internen, rauscharmen<br />
Messempfängers gemessen. Für<br />
die Rauschleistungsmessung<br />
werden spezielle Einstellungen<br />
angewandt, die nichts mit den<br />
S-Parameter-Messungen zu tun<br />
haben. Diese betreffen u. a. die<br />
Rauschbandbreite des Rauschmessempfängers,<br />
die Anzahl<br />
der zu mittelnden Messungen<br />
und die Umgebungstemperatur<br />
des als kalte Rauschquelle dienenden<br />
Eingangs-Abschlusswiderstands.<br />
Zur Optimierung der<br />
Rauschzahl-Messgenauigkeit<br />
sollten die Teile 1 und 2 jeweils<br />
separat optimiert werden.<br />
Kalibrierung der<br />
Rauschzahlmessung<br />
Wie die Rauschzahlmessung<br />
selbst besteht auch die Kalibrierung<br />
von Kaltquellen-Rauschzahlmessungen<br />
aus zwei Teilen.<br />
Im ersten Teil wird eine<br />
S-Parameter-Kalibrierung zur<br />
Ermittlung der normalen Vektor-Fehlerkorrekturkoeffizienten<br />
durchgeführt. Danach wird der<br />
Rauschmessempfänger kalibriert.<br />
Dabei wird ermittelt, wie<br />
viel Rauschleistung von den<br />
rohen (unkorrigierten) Rauschmessdaten<br />
subtrahiert werden<br />
muss, damit ausschließlich das<br />
vom Messobjekt verursachte<br />
Rauschen angezeigt wird. Die<br />
vom Rauschmessempfänger<br />
erzeugte und gemessene<br />
Rauschleistung ist von dessen<br />
Verstärkung, Bandbreite<br />
und Rauschzahl abhängig. Je<br />
höher die Verstärkung und je<br />
größer die Messbandbreite des<br />
Messempfängers sind, desto<br />
größer ist auch die gemessene<br />
Rauschleistung. Der Gesamtbeitrag<br />
des Messempfängers ist<br />
demnach proportional zu seinem<br />
Verstärkung-Bandbreite-<br />
Produkt. Verstärkung und Bandbreite<br />
können separat gemessen<br />
werden, oder zusammen als ein<br />
Produkt. Bei der Rauschquellenbasierten<br />
Methode zur Charakterisierung<br />
eines Rauschempfängers<br />
wird das Verstärkungs-<br />
Bandbreite-Produkt gemessen.<br />
Dabei ist es nicht möglich, die<br />
Rauschbeiträge von Verstärkung<br />
und Bandbreite einzeln zu quantifizieren.<br />
Bild 2: Ergebnisse einer Kalibrierung unter Verwendung einer „schlechten“ Rauschquelle, die<br />
dadurch emuliert wurde, dass einer „guten“ Rauschquelle ein 3-dB-Abschwächer nachgeschaltet<br />
wurde, ohne die ENR-Tabelle entsprechend anzupassen. Die Ergebnisse verdeutlichen, warum<br />
ein Through-Adapter kein geeignetes Verifikationsnormal ist: Die Ergebnisse sind verrauscht und<br />
liegen auch dann um 0 dB herum, wenn die Verstärkung des Messempfängers nicht korrekt kalibriert<br />
wurde. Bei der Messung der Rauschzahl eines signalverstärkenden Bauteils (obere Kurve) führt die<br />
fehlerhafte Kalibrierung zu falschen Ergebnissen. Bei Verwendung eines Through-Adapters würde<br />
man das nicht erkennen<br />
Der PNA-X bietet eine alternative<br />
Methode zur Bestimmung<br />
des Verstärkungs-Bandbreite-Produkts<br />
unter Verwendung<br />
einer Rauschquelle. Diese<br />
Methode erfordert ein Leistungsmessgerät<br />
(Power Meter) als<br />
Kalibriernormal und misst Verstärkung<br />
und Bandbreite des<br />
Rauschmessempfängers separat.<br />
Zunächst wird die Ausgangsleistung<br />
der HF-Signalquelle<br />
im PNA-X mithilfe des<br />
Leistungsmessgeräts über den<br />
gewünschten Frequenzbereich<br />
kalibriert. Danach wird die kalibrierte<br />
Signalquelle zur Kalibrierung<br />
der Verstärkung des<br />
Rauschmessempfängers verwendet.<br />
Anschließend wird für<br />
jeden Frequenzpunkt innerhalb<br />
des interessierenden Frequenzbereichs<br />
ein Signal über das ZF-<br />
Filterbandbreite des Messempfängers<br />
gewobbelt. Dann wird<br />
durch Integration der Messdaten<br />
die äquivalente Rauschbandbreite<br />
bestimmt. Schließlich wird<br />
aus den so ermittelten Verstärkungs-<br />
und Bandbreite-Werten<br />
das Verstärkungs-Bandbreite-<br />
Produkt berechnet.<br />
Verifikation der<br />
Rauschzahlkalibrierung<br />
Nach Abschluss einer Rauschzahlkalibrierung<br />
sollte man diese<br />
verifizieren. Hierbei empfiehlt<br />
es sich, die beiden Teile der<br />
Rauschzahlmessung separat zu<br />
verifizieren. Zur Verifikation des<br />
S-Parameter-Teils können die<br />
Standardmethoden zur S-Parameter-Verifikation<br />
angewandt<br />
werden. Am einfachsten misst<br />
man ein Through-Kabel oder<br />
einen Through-Adapter und<br />
stellt sicher, dass die S21-Kurve<br />
keine Welligkeit aufweist und<br />
bei etwa 0 dB oder ein wenig<br />
darunter liegt. S11 und S22 misst<br />
man mithilfe eines Open- bzw.<br />
Short-Standards; auch diese<br />
Kurven sollten um 0 dB herum<br />
liegen. Falls ein Verifikationskit<br />
verfügbar ist, können weitere<br />
Verifikationsnormale wie z. B.<br />
ein Abschwächer oder ein definiert<br />
fehlangepasster Wellenleiter<br />
vermessen werden. Den<br />
Rauschmessempfänger-Teil der<br />
Kalibrierung unter Verwendung<br />
eines Through-Bauteils wie z. B.<br />
Kabel oder Abschwächer zu verifizieren,<br />
ist aus zwei Gründen<br />
unzweckmäßig. Erstens produziert<br />
ein passives Through-Bauteil<br />
– im Gegensatz zu einem<br />
Verstärker – kein zusätzliches<br />
Rauschen. Das bedeutet, dass<br />
man mit dem Through-Bauteil<br />
oder Abschwächer die gleiche<br />
Rauschleistung misst wie während<br />
der Kalibrierung. Wenn<br />
man zwei schwache Rauschsignale<br />
voneinander subtrahiert,<br />
weist die Differenz starke<br />
zufällige Schwankungen (Jitter)<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 25
Messtechnik<br />
Bild 3: Die oberste Kurve verdeutlicht, dass nach einer Kalibrierung unter Verwendung der<br />
„schlechten“ Rauschquelle die gemessenen ENR-Werte mit den Werten in der nicht modifizierten<br />
Tabelle übereinstimmen, obwohl die tatsächlichen ENR-Werte um 3 dB darunter liegen. Bei einem<br />
System, das unter Verwendung eines Leistungsmessgeräts kalibriert wurde, (untere Kurve),<br />
werden die ENR-Werte der modifizierten Rauschquelle korrekt angezeigt. Misst man die nicht<br />
modifizierte Rauschquelle (ohne den 3-dB-Abschwächer) nach einer Leistungsmessgerätebasierten<br />
Kalibrierung, sind die Messergebnisse nahezu identisch mit der ENR-Tabelle, was man<br />
an der guten Übereinstimmung den beiden oberen Kurven erkennt. Das bedeutet, dass die mit dem<br />
Leistungsmessgerät durchgeführte Kalibrierung des Rauschmessempfängers korrekt ist<br />
auf. Mit zunehmender Frequenz<br />
steigt auch dieses Messkurvenrauschen<br />
an, und die Empfindlichkeit<br />
des Rauschmessempfängers<br />
nimmt ab. Zweitens kann<br />
man unter Verwendung eines<br />
passiven Bauteils nicht verifizieren,<br />
ob das Verstärkung-Bandbreite-Produkt<br />
des Messempfängers<br />
korrekt gemessen wurde.<br />
Bild 2 demonstriert dieses Konzept<br />
an einem Beispiel. Die<br />
Abbildung zeigt das Ergebnis<br />
einer Kalibrierung unter Verwendung<br />
einer „schlechten“<br />
Rauschquelle, die dadurch „hergestellt“<br />
wurde, dass dem Ausgang<br />
der Rauschquelle ein 3-dB-<br />
Abschwächer nachgeschaltet<br />
wurde, ohne die ENR-Tabelle<br />
zu korrigieren. Solchermaßen<br />
kalibriert, zeigt die untere Kurve<br />
die Rauschzahl eines Through-<br />
Adapters. Die Messkurve liegt<br />
zwar, wie erwartet, bei etwa 0<br />
dB, weist aber wegen der oben<br />
diskutierten Anwesenheit von<br />
zusätzlichem Rauschen Spitze-<br />
Spitze-Schwankungen von etlichen<br />
dB auf. Die obere Kurve<br />
zeigt die nach dieser Kalibrierung<br />
gemessene Rauschzahl<br />
eines Verstärkers. Beim Vergleich<br />
mit einer korrekten Kalibrierung<br />
erkennt man, dass die<br />
„schlechte“ Kalibrierung Ergebnisse<br />
mit einem Fehler von etwa<br />
3 dB liefert. Trotz der „schlechten“<br />
Kalibrierung liegt die<br />
Messkurve dennoch um etwa 0<br />
dB herum. Das zeigt, dass eine<br />
Messung an einem Bauteil, das<br />
kein zusätzliches Rauschen<br />
produziert (z.B. Adapter oder<br />
Abschwächer), ungeeignet ist,<br />
um die Kalibrierung des Rauschmessempfängers<br />
zu verifizieren.<br />
Es ist besser, den Rauschmessempfänger<br />
mithilfe einer<br />
Rauschquelle zu kalibrieren, die<br />
eine zusätzliche Rauschleistung<br />
bekannter Größe produziert. Da<br />
das ENR gemessen und auf dem<br />
Bildschirm des Vektor-Netzwerkanalysators<br />
angezeigt werden<br />
kann, eignet sich eine präzise<br />
Rauschquelle, die nicht für die<br />
Kalibrierung verwendet wurde,<br />
bestens als Verifikationsnormal.<br />
Schauen wir uns zunächst einmal<br />
an, was geschieht, wenn für<br />
Kalibrierung und Verifikation die<br />
gleiche Rauschquelle verwendet<br />
wird. In unserem Beispiel<br />
verwenden wir die „schlechte“<br />
Rauschquelle mit dem 3-dB-<br />
Abschwächer. Aus der obersten<br />
Messkurve in Bild 2 ist ersichtlich,<br />
dass das gemessene ENR<br />
der „schlechten“ Rauschquelle<br />
mit der nicht modifizierten ENR-<br />
Tabelle übereinstimmt – obwohl<br />
das tatsächliche zusätzliche<br />
Rauschen um 3 dB geringer ist<br />
als das der nicht modifizierten<br />
Rauschquelle.<br />
Das lässt sich folgendermaßen<br />
verallgemeinern: Die ENR-Messung<br />
einer beliebigen, für die<br />
Rauschzahlkalibrierung verwendeten<br />
Rauschquelle liefert stets<br />
die in deren ENR-Tabelle enthaltenen<br />
Werte, ganz gleich, ob<br />
das von ihr gelieferte Rauschen<br />
tatsächlich den Tabellenwerten<br />
entspricht oder nicht. Wenn die<br />
Kalibrierung mithilfe eines Leistungsmessgeräts<br />
erfolgte, liefert<br />
die Messung der „schlechten“<br />
Rauschquelle korrekte, nämlich<br />
um etwa 3 dB kleinere ENR-<br />
Werte (untere Kurve in Bild<br />
3). Misst man die nicht modifizierte<br />
Rauschquelle (ohne den<br />
3-dB-Abschwächer) nach einer<br />
Leistungsmessgeräte-basierten<br />
Kalibrierung, sind die Messergebnisse<br />
nahezu identisch mit<br />
der ENR-Tabelle, was man an<br />
der guten Übereinstimmung den<br />
beiden oberen Kurven erkennt.<br />
Das bedeutet, dass die mit dem<br />
Leistungsmessgerät durchgeführte<br />
Kalibrierung des Rauschmessempfängers<br />
korrekt ist.<br />
Zusammenfassung<br />
Die VNA-basierte Kaltquellen-<br />
Rauschzahlmessmethode liefert<br />
– u. a. dank ausgeklügelter<br />
Fehlerkorrekturverfahren<br />
– hochgenaue Ergebnisse. Das<br />
gilt insbesondere für On-waferund<br />
In-fixture-Messungen sowie<br />
für automatisierte Tests. Kaltquellen-Messungen<br />
bestehen<br />
aus zwei Teilen: S-Parameter-<br />
Messung und Rauschleistungsmessung.<br />
Sowohl während der<br />
Kalibrierung als auch bei Messungen<br />
am Testobjekt sollten<br />
diese beiden Teile unabhängig<br />
voneinander optimiert werden.<br />
Zur Verifikation der Rauschzahlkalibrierung<br />
sollte man die<br />
S-Parameter-Kalibrierung und<br />
die Rauschleistungskalibrierung<br />
separat verifizieren. Die Messung<br />
des ENR einer als „gut“<br />
bekannten und nicht zur Kalibrierung<br />
verwendeten Rauschquelle<br />
ist der richtige Weg zur<br />
Verifikation der Kalibrierung<br />
eines Rauschmessempfängers.<br />
Weitere Informationen über<br />
VNA-basierte Kaltquellen-<br />
Rauschzahlmessungen finden<br />
Sie in den folgenden Applikationsberichten:<br />
“High-Accuracy Noise Figure<br />
Measurements Using the PNA-X<br />
Series Network Analyzer”<br />
( Keysight Literaturnummer<br />
5990-5800EN)<br />
“Optimizing On-Wafer Noise<br />
Figure Measurements Up to<br />
67 GHz”<br />
(Keysight Literaturnummer<br />
5991-2524EN) ◄<br />
26 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
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Erwähnte Firmen- und Produktnamen sind zum Teil eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Hersteller. Irrtum und Änderung vorbehalten. © <strong>2018</strong> Meilhaus Electronic.
Messtechnik<br />
Erste Signaling-Testlösung für Bluetooth LE<br />
Für viele Hersteller von Bluetooth-LE-Komponenten<br />
ist es<br />
eine Herausforderung, Module<br />
und Sensoren standardkonform<br />
zu testen. Den Geräten fehlt oft<br />
die Anschlussmöglichkeit für<br />
eine Steuerleitung, um sie mit<br />
dem für Bluetooth LE vorgeschriebenen<br />
Direct Test Mode<br />
(DTM) zu prüfen. Rohde &<br />
Schwarz bietet jetzt die Möglichkeit,<br />
diese Geräte mit dem R&S<br />
CMW270 Wireless Connectivity<br />
Tester wie bei Bluetooth Classic<br />
über die Luftschnittstelle (OTA)<br />
zu testen.<br />
Bluetooth Low<br />
Energy (LE)<br />
hat sich als eine wichtige Übertragungstechnik<br />
für das Internet<br />
der Dinge (IoT) entwickelt. Man<br />
findet Bluetooth-LE-Komponenten<br />
in verschiedensten Anwendungen<br />
zum Beispiel in der Automobilindustrie,<br />
im Sport- und<br />
Gesundheitswesen, in der Konsumelektronik<br />
sowie im Smart-<br />
Home-Bereich. Die Funksensoren<br />
sind oft sehr klein und im<br />
Gerät integriert. Bei der Erstellung<br />
der Testspezifikationen für<br />
Bluetooth LE im Jahr 2010 hat<br />
die Bluetooth SIG keinen Signaling<br />
Test Mode über die Luftschnittstelle<br />
spezifiziert, sondern<br />
nur einen Direct Test Mode über<br />
eine Steuerleitung. Viele kleine<br />
Bluetooth LE Devices bieten<br />
keine Möglichkeit, diese Steuerleitung<br />
anzuschließen. Rohde &<br />
Schwarz präsentiert nun eine<br />
erste Lösung für Bluetooth LE<br />
Signaling Tests, mit der Hersteller<br />
ihre Geräte und Komponenten<br />
einfacher testen können.<br />
Die Signaling-Testlösung prüft<br />
per OTA-Messungen mit dem<br />
R&S CMW270 die HF-Eigenschaften<br />
eines Bluetooth-LE-<br />
Prüflings im Betriebsmodus. Auf<br />
diese Weise lässt sich zum Beispiel<br />
der Pegel, die Modulation<br />
und die Empfängerempfindlichkeit<br />
eines Gerätes ermitteln. Die<br />
Bluetooth-LE-Signaling-Funktionalität<br />
des R&S CMW270<br />
dient als Basis für die komplexen<br />
Messaufgaben und die vielen<br />
verschiedenartigen Bluetooth-Anwendungen,<br />
die sich<br />
durch das rasante Wachstum im<br />
IoT-Bereich ergeben. Die R&S<br />
CMW-Plattform ist somit eine<br />
zukunftssichere Investition auch<br />
für die nächsten Generationen<br />
der Bluetooth-Spezifikationen.<br />
Umfassender Bluetooth<br />
HF-Tester<br />
Mit dem R&S CMW270 kann<br />
der Anwender alle Bluetooth<br />
HF-Tests durchführen von Bluetooth<br />
Classic über Bluetooth LE<br />
bis zum aktuellsten Standard<br />
Bluetooth 5. Neben Signaling<br />
Tests und Tests im Direct Test<br />
Mode können eine Vielzahl von<br />
Audiotests an direkten Bluetooth<br />
BR/EDR-Verbindungen<br />
(Basic Rate/Enhanced Data<br />
Rate) durchgeführt werden. Der<br />
R&S CMW270 eignet sich vor<br />
allem für Tests in der Entwicklungsphase<br />
und für Pre-Conformance-Tests<br />
in Vorbereitung auf<br />
die Bluetooth-SIG-Qualifikation.<br />
Der Wireless Connectivity<br />
Tes ter R&S CMW270 arbeitet<br />
mit einem parametrischen<br />
Testkonzept, das zum Beispiel<br />
das Anlegen von anwendungsspezifischen<br />
Messabläufen ermöglicht.<br />
Die Bandbreite des<br />
Testers wurde auf 160 MHz<br />
erweitert. Damit sind auch<br />
WLAN-HF-Tests aller IEEE<br />
802.11a/b/g/n/ac-Standards einschließlich<br />
802.11ax möglich.<br />
Darüber hinaus sind für das<br />
Gerät jetzt HF-Tests für ZigBee-<br />
Komponenten verfügbar, die<br />
zum Beispiel im Smart-Home-<br />
Bereich eingesetzt werden.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Signalqualitätsanalysator<br />
wurde zertifiziert<br />
Die Anritsu Corporation gab<br />
bekannt, dass ihr Signalqualitätsanalysator-R<br />
(SQA-R)<br />
MP1900A seitens des PCI-SIG<br />
Konsortiums als Lösung zum<br />
Durchführen von Konformitätsprüfungen<br />
für PCI Express 3.0<br />
Link Equalization (Link EQ)-<br />
Tests und Receiver (Rx)-Jitter-<br />
Toleranz-Tests zertifiziert wurde.<br />
Mit der Unterstützung für PCI<br />
Express 3.0 sowie der Erweiterbarkeit<br />
auf PCI Express 4.0 und<br />
5.0 trägt der MP1900A zur Kontrolle<br />
der Anlageninvestitionen<br />
bei. Er unterstützt dabei verschiedene<br />
Tests, beispielsweise<br />
Tests der elektrischen Charakteristik<br />
der physikalischen Schicht<br />
(PHY Layer) und Protokolltests<br />
– unter Verwendung eines hochwertigen<br />
Wellenform-Pulsmustergenerators<br />
(PPG) und eines<br />
Fehlerdetektors (ED) mit hoher<br />
Empfindlichkeit.<br />
Die integrierte Lösung erfüllt<br />
die Anforderungen des Marktes,<br />
Prüfzeiten serieller Hochge-<br />
28 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
schwindigkeits-Bus-Schnittstellen<br />
während der Entwicklungsphase<br />
zu verkürzen. Diese<br />
Prüfungen sind aufgrund der<br />
komplexen Messverfahren und<br />
der Notwendigkeit zum Sicherstellen<br />
von Interkonnektivität<br />
zunehmend zeitaufwendiger<br />
geworden. Die zertifizierte Testlösung<br />
vernetzt den SQA-R<br />
MP1900A mit dem Serial Data<br />
Analyzer SDA830Zi-B von<br />
Teledyne LeCroy, der über eine<br />
Bandbreite von bis zu 30 GHz<br />
und über eine Abtastrate von<br />
80 GS/s verfügt. Die Lösung<br />
lässt sich problemlos erweitern<br />
und unterstützt dadurch zukünftige<br />
PCI Express 4.0- und PCI<br />
Express 5.0-Standards.<br />
Integrierte Lösung<br />
Techniker können die integrierte<br />
Lösung zur Kalibrierung des<br />
PHY-Layers von PCI Express<br />
3.0 (8 GT/s)-Add-in-Cards und<br />
Systemplatinen nutzen, sowie für<br />
Link EQ-Tests zur Verifizierung<br />
des Verbindungstatus des Prüfobjekts<br />
(DUT) einsetzen. Rx-Tests<br />
zum Messen der Belastungstoleranz<br />
des DUT können ebenfalls<br />
durchgeführt werden. Die Nutzung<br />
des SQA-R, der mit der<br />
branchenweit besten Leistung<br />
aufwartet, sowie des SDA830Zi-<br />
B unterstützt eine Testdurchführung<br />
mit hoher Wiederholbarkeit<br />
sowie die Fehlersuchanalyse.<br />
Das Einbeziehen des SDA des<br />
Herstellers Teledyne LeCroy<br />
ermöglicht ferner Tests auf der<br />
Übertragungsseite und gewährleistet<br />
damit eine umfassende<br />
Testlösung für PCI Express<br />
3.0-Prüfobjekte.<br />
Der Mehrkanal-Bitfehlerraten-Tester<br />
(BERT) SQA-R<br />
MP1900A verfügt über den branchenweit<br />
besten Pulsmustergenerator<br />
auf hohem Niveau und<br />
mit hoher Wellenformqualität. Er<br />
zeichnet sich durch einen geringen<br />
Eigenjitter (intrinsischen Jitter)<br />
von 115 fs und hochgenaue<br />
Quellen zur Jittererzeugung<br />
(SJ, RJ, SSC, BUJ) aus. Weiterhin<br />
steht eine Rauschquelle<br />
zum Erzeugen von CM-I/DM-I/<br />
Weißem Rauschen zur Verfügung.<br />
Das Messgerät enthält<br />
einen Fehlerdetektor mit hoher<br />
Eingangsempfindlichkeit von<br />
15 mV mit eingebetteter Taktrückgewinnung.<br />
Dadurch sind<br />
exakte BER-Tests möglich, die<br />
selbst mit einem sehr kleinen,<br />
geschlossenen Auge durchgeführt<br />
werden können.<br />
Er vefügt zudem über eine Link-<br />
Training-Funktion sowie eine<br />
Link-Training- und Status-State-<br />
Machine (LTSSM)-Analysefunktion,<br />
die es in einem BERT<br />
vorher nicht gab. Durch diese<br />
einzigartigen Funktionen ist der<br />
MP1900A für zahlreiche Anwendungen<br />
gut geeignet, darunter für<br />
Konformitätsprüfungen, Margin-Tests<br />
und zum Durchführen<br />
der Fehlersuche. Zusätzlich bietet<br />
der MP1900A einen All-in-<br />
One-Support zur PAM4-Evaluierung<br />
von optischen 200G- und<br />
400G-Ethernetmodulen und<br />
Netzwerkschnittstellenkarten<br />
(NICs), wie sie in Rechenzentren<br />
Verwendung finden sowie<br />
zum Testen von PCI-Express-<br />
Schnittstellen, die für Geräte der<br />
nächsten Generation in Rechenzentren<br />
eingeführt werden, um<br />
die Investitionskosten zu senken.<br />
■ Anritsu, Corp.<br />
www.anritsu.com<br />
WAVES<br />
ARE OUR<br />
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SIGNALVERTEILER VON NOVOTRONIK:<br />
STATE OF THE ART<br />
Wir von novotronik haben eine ganz klare<br />
Leidenschaft: das Teilen von Signalen.<br />
Wir bieten unseren Anwendern bereits seit 1994<br />
perfekt funktionierende Übertragungstechnologie –<br />
von der Standardlösung bis zur individuellen<br />
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Immer mit maximaler Qualität und Performance.<br />
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hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 29
Messtechnik<br />
Neue Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
Rigol Technologies<br />
stellte als Ergänzung<br />
zu den Lowcost-<br />
Spektrumanalysatoren<br />
der DSA800-<br />
TG-Familie die<br />
neuen Echtzeit-<br />
Spektrumanalysatoren<br />
der Serie RSA5000 vor.<br />
Der Spektrumanalysator RSA5065-TG verfügt über digitale IF-Technologie für exakte Messungen<br />
von 9 kHz bis 6,5 GHz<br />
Rigol Technologies, Inc.<br />
info-europe@rigol.com<br />
www.rigol.com<br />
Die Geräte basieren auf der<br />
neuen, von Rigol entwickelten<br />
Ultra-Real-Technologie als<br />
komplette Plattform, mit der<br />
es unter Anderem möglich ist,<br />
Echtzeitmessungen durchzuführen.<br />
Die Serie RSA5000<br />
zeichnet sich durch eine kompakte<br />
elegante Bauweise, die<br />
Bedienung über Touchscreen<br />
und vielfältige Einsatzmöglichkeiten<br />
aus und kann durch den<br />
zusätzlichen 3.2/6,5-GHz-Tracking-Generator<br />
auch als skalarer<br />
Netzwerk-Analyzer genutzt<br />
werden. Der RSA5000 hat ein<br />
10,1 Zoll großes kapazitives<br />
Multitouch-Display mit 800 x<br />
480 Pixel Auflösung und bezieht<br />
seine Eingangssignale über<br />
eine 50-Ohm-Typ-N-Buchse.<br />
Anschlüsse zu einem PC sind<br />
über Ethernet-LAN und USB<br />
möglich sowie optional über<br />
GPIB. Der optionale Tracking-<br />
Generator des RSA5000-TG<br />
liefert -40 bis 0 dBm Ausgangsleistung<br />
mit ±3 dB Flatness von<br />
1 MHz bis 6,5 GHz für SWR-<br />
Messungen oder Skalaranalysen.<br />
Die RSA5000-Serie ist modular<br />
aufgebaut und beinhaltet vier<br />
Funktionen:<br />
• RTSA<br />
Echtzeit-Spektrumanalysator bis<br />
zu einer Bandbreite von 40 MHz<br />
• GPSA<br />
Spektrumanalysator mit herausragender<br />
Performance<br />
• EMI<br />
Pre-Compliance-Tests nach<br />
CISPR-Vorgaben (mit der Software<br />
S1210)<br />
• VSA<br />
Digitale Demodulation (Option,<br />
geplant in Q2/<strong>2018</strong>)<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
erledigen wichtige Funktionen<br />
in vielen Testlabors und werden<br />
oftmals gleichgesetzt mit<br />
hohen Kosten. Mit dem Echtzeit-<br />
Spektrumanalysator RSA50xx-<br />
TG steht für Anwender mit<br />
anspruchsvollen Analyseaufgaben<br />
und gleichzeitig limitierten<br />
Budgets eine kostengünstige<br />
Alternative zur Verfügung.<br />
Dieses komplett ausgestattete<br />
Instrument verfügt über die voll<br />
digitale IF-Technologie (Intermediate<br />
Frequency) für genaue<br />
und hochauflösende Messungen<br />
von 9 kHz bis 3,2 bzw. 6,5 GHz.<br />
RT-SA-Modul<br />
Die Echtzeitbandbreite beträgt<br />
standardmäßig 25 MHz und kann<br />
optional auf 40 MHz erweitert<br />
werden. Somit lässt sich das<br />
Gerät flexibel an die Anforderungen<br />
anpassen. Durch die sehr<br />
schnelle Berechnung der FFT<br />
lässt sich bei dem Gerät eine<br />
100%ige Erfassungswahrscheinlichkeit<br />
mit korrekter Amplitude<br />
(POI – Probability of Intercept)<br />
von 7,45 µs erreichen. Das Gerät<br />
kann trotzdem kleinste Signale<br />
bis 25 ns erfassen. Somit ist es<br />
möglich, Signale zu erfassen, die<br />
mit einem normalen Spektrumanalysator<br />
nicht mehr gemessen<br />
werden können. Durch den<br />
entstehenden hohen Informationsgehalt<br />
lassen sich unterschiedliche<br />
Messungen wie<br />
eine Dichtigkeitsdarstellung<br />
über die Frequenz, ein Spektrogramm<br />
oder Zeitbereich darstellen.<br />
Alle Darstellungen können<br />
auch gleichzeitig angezeigt<br />
werden. Mit dem vielseitigen<br />
Frequenzmaskentrigger (FMT)<br />
lassen sich schwer ermittelbare<br />
Signale erfassen. Mittels unterschiedlicher<br />
Filterarten sowie<br />
30 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
jeweils sechs verschiedenen<br />
RBW-Breiten lässt sich das<br />
Gerät optimal auf die jeweilige<br />
Applikation einstellen.<br />
Weitere Details sind die FFT-<br />
Rate von bis zu 146,484 FFT/s,<br />
ein integrierter FMT und<br />
Leistungstrigger sowie die<br />
Schnittstellen für USB, LAN,<br />
HDMI und GPIB (optional).<br />
GP-SA-Modul<br />
Ein Spektrumanalysator dient<br />
zur Darstellung von Signalamplituden<br />
in Abhängigkeit von der<br />
Frequenz und bietet dem Benutzer<br />
eine Auswahl von IF-Filtern,<br />
um die angezeigte Bandbreite zu<br />
verringern und ein dediziertes<br />
Signal aus dem umgebenden<br />
Rauschen zu isolieren. Durch<br />
die digitale IF-Technologie des<br />
RSA5000 lassen sich die Abweichungen<br />
der Amplitude über die<br />
Zeit und Frequenz im Vergleich<br />
zu analogen Filtern merklich<br />
reduzieren. Die effektive Messgeschwindigkeit<br />
ist mehr als<br />
doppelt so schnell wie bei der<br />
DSA800-Serie. Amplitudenwerte<br />
lassen sich mit der integrierten<br />
Dämpfung (Einstellbar von 0<br />
bis 50 dB) mit bis zu 30 dBm<br />
messen. Die typische Phasenrauschleistung<br />
des RSA5000<br />
beträgt -108 dBc/Hz @ 1 GHz<br />
bei einem Abstand von 10 kHz<br />
zum Trägersignal und ist einmalig<br />
in dieser Preisklasse.<br />
Weitere Daten:<br />
Der RSA5000 verfügt über Filter<br />
mit 3-dB-Bandbreitenauflösung<br />
(RBW), die sich von 1 Hz<br />
bis 10 MHz in 1-3-10-Abstufung<br />
einstellen lassen, sowie<br />
über Video-Bandbreitenfilter<br />
(VBW) von 1 Hz bis 10 MHz in<br />
1-3-10-Abstufung. Der Anwender<br />
kann Frequenzbereiche von<br />
1 Hz Breite bis zur vollen Bandbreite<br />
von 6,5 GHz des Instruments<br />
einstellen.<br />
• DANL bis<br />
Messtechnik<br />
Mit Bestnoten in Dynamik versteckten Störern<br />
auf der Spur<br />
Bild 1: Nicht selten muss im Bereich von „ein paar Picowatt“ gemessen werden, während man auf einem Dach von Antennen mit<br />
Sendeleistungen von mehreren hundert Watt umgeben ist. In solchen Momenten spielt der SignalShark die Stärken seines hohen<br />
Dynamikbereichs aus<br />
Narda Safety Test Solutions<br />
GmbH<br />
info.narda-de@l3t.com<br />
www.narda-sts.com<br />
Wo gewöhnliche Spektrumanalysatoren<br />
bei der Störersuche<br />
schon längst ihren Dienst quittieren<br />
mussten, legt der SignalShark<br />
erst richtig los – umringt<br />
von dominanten Pegeln, erfasst<br />
er mit Topwerten in punkto<br />
Dynamik zuverlässig deutlich<br />
kleinere Signale, die sonst hoffnungslos<br />
untergehen würden.<br />
Mit dem SignalShark präsentiert<br />
Narda Safety Test Solutions<br />
einen Monitoring Receiver, der<br />
leistungsfähig, tragbar und flexibel<br />
sowie auch für zukünftige<br />
Anforderungen mobiler sowie<br />
stationärer Einsätze bestens<br />
geeignet ist. Er vereint minimales<br />
Rauschen mit hoher Immunität<br />
gegenüber Intermodulation.<br />
Gezielt einen HDR<br />
entwickelt<br />
Die HF-Messtechnikspezialisten<br />
aus Pfullingen haben ihre<br />
jüngste Entwicklung gezielt für<br />
die schnelle und sichere Detektion<br />
und Analyse, Klassifizierung<br />
und Lokalisierung von HF-<br />
Emissionen zwischen 8 kHz und<br />
8 GHz konzipiert.<br />
Bei einer der häufigsten Messaufgaben<br />
in der Nachrichtentechnik,<br />
dem Betrachten von<br />
Signalpegeln über der Frequenz,<br />
profitieren Anwender in besonderer<br />
Weise von dem außergewöhnlich<br />
hohen Dynamikbereich<br />
des SignalShark. „High<br />
Dynamic Range“ (HDR) steht<br />
dabei für seine einzigartige<br />
Fähigkeit, problemlos kleine<br />
Pegel in einem Umfeld deutlich<br />
größerer zuverlässig zu<br />
erfassen, die sonst sehr leicht<br />
„untergehen“. HDR erfordert<br />
den äußerst schwierigen Spagat<br />
zwischen hoher Empfindlichkeit<br />
für kleine Pegel und<br />
größtmöglicher Unempfindlichkeit<br />
gegen Übersteuern infolge<br />
großer Pegel in der unmittelbaren<br />
Nähe.<br />
Neben seiner hohen Echtzeitbandbreite<br />
von 40 MHz ist die<br />
Dynamik unbestritten eine weitere<br />
Paradedisziplin des Handhelds,<br />
in der der SignalShark die<br />
Branche aufhorchen lässt.<br />
32 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
Ungestört kleine<br />
Pegel messen<br />
Bild 2: Eine häufige Situation bei der Suche nach versteckten Störern: Das Messgerät muss in<br />
der Lage sein, kleine Pegel unbekannter Störer sicher zu erfassen. Und das oftmals direkt neben<br />
einer Antenne, die viel höhere Pegel abstrahlt. Hier glänzt der SignalShark mit seinem hohen<br />
Dynamikbereich, durch den er sogar in solchen schwierigen Situationen kleine Pegel zuverlässig<br />
messen kann<br />
Obwohl der Vergleich<br />
hinkt...<br />
Transfers von HDR in andere<br />
Disziplinen sollten ein deutlicheres<br />
Bild von der eigentlichen<br />
Problematik zeichnen<br />
können, die mit dem Begriff<br />
Dynamik einhergeht. So existiert<br />
das Kürzel beispielsweise<br />
auch in der Fotografie oder in<br />
der Akustik. Bei Fotos spricht<br />
man von High-Dynamic-Range-<br />
Images, wenn große Helligkeitsunterschiede<br />
immer noch sehr<br />
detailreich wiedergeben können.<br />
In den dunkleren Bereichen sind<br />
deutlich Konturen zu erkennen,<br />
während hellere Abschnitte<br />
wie Abbildungen von Wolken<br />
bei Sonnenschein gleichzeitig<br />
immer noch genügend Zeichnung<br />
besitzen, also nicht überbelichtet<br />
nur noch weiße Flächen<br />
zeigen. HDR von der HF-Messtechnik<br />
in die Akustik übertragen,<br />
könnte man so skizzieren,<br />
dass die feinenTöne einer Querflöte<br />
beispielsweise sogar direkt<br />
neben einem aktiven Presslufthammer<br />
im Straßenbau noch<br />
deutlich zu hören sind.<br />
Obwohl der Vergleich sicherlich<br />
hinkt, lässt sich die Leistung des<br />
Signal Shark damit zumindest<br />
qualitativ durchaus vergleichen<br />
bzw. verdeutlichen.<br />
In der Praxis kommt es häufig<br />
zu kniffligen Situationen, etwa<br />
wenn Messtechniker dicht an<br />
UKW-Antennen oder Basisstationen<br />
von Mobilfunkanbietern<br />
sehr empfindlich messen wollen,<br />
um kleinere Pegel unbekannter<br />
Störer aufzuspüren. Während<br />
im Mobilfunk heutzutage in<br />
erster Linie Kommunikationsund<br />
Komfort-Gesichtspunkte<br />
überwiegen, stehen im Flughafenbetrieb<br />
beispielsweise<br />
Sicherheitsaspekte im Vordergrund.<br />
Beim Flugfunk, etwa dem<br />
Funkverkehr zwischen Passagiermaschinen<br />
und dem Tower,<br />
hat es der Anwender mit sehr<br />
empfindlichen sicherheitsrelevanten<br />
Messungen im Bereich<br />
um die 120 MHz zu tun. Doch<br />
auf dem Dach desselben Towers<br />
läuft zur selben Zeit permanent<br />
das Rundum-Radar etwa bei 2,4<br />
GHz und sendet Pulse in Megawatt-Größenordnung<br />
in die Luft.<br />
Ein gewöhnlicher Spektrumanalysator<br />
stößt hier früh an seine<br />
Grenzen, da er in der Regel im<br />
Gegensatz zum SignalShark<br />
weder über einen hohen Dynamikbereich<br />
noch über einen<br />
sogenannten Preselector verfügt.<br />
Durch einen Preselector ist ein<br />
Messgerät in der Lage für die<br />
Messung störende Frequenzbereiche,<br />
hier die 2,4 GHz, zu<br />
unterdrücken. Das garantiert<br />
dem Anwender, unabhängig von<br />
der Pegelsituation in der näheren<br />
Umgebung jederzeit realistische<br />
Messergebnisse.<br />
Hochwertige<br />
Komponenten in<br />
einem durchdachten<br />
Konzept<br />
Zur konzeptionellen Lösung<br />
solch einer Herkulesaufgabe<br />
mussten die Narda-Entwickler<br />
einen immensen Aufwand<br />
betreiben. In jahrelanger intensiver<br />
Entwicklungsarbeit ist ein<br />
ebenso komplexes wie ausgeklügeltes<br />
System entstanden. Ein<br />
optimales Zusammenspiel aus<br />
einem cleveren Schaltplankonzept<br />
und hochwertigen Komponenten.<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 33
Messtechnik<br />
Bild 3: Grafische Darstellung der ITU-Empfehlung zum idealen Receiver über den angegebenen<br />
Datenblattwerten zum „High Dynamic Range“ des SignalShark. Der Vergleich zeigt eine nahezu<br />
vollkommene Deckung beider Diagramme und verdeutlicht auf diese Weise unabhängig und neutral<br />
die in seiner Geräteklasse überragenden HDR-Qualitäten des neuen Monitoring Receivers von Narda<br />
STS<br />
Die Vorverstärker und der<br />
rauscharme erste Mischer<br />
bestimmen das niedrige Eigenrauschen<br />
(Displayed Average<br />
Noise Level, DANL) des<br />
SignalShark. Bei der Störersuche<br />
ist eine hohe Empfindlichkeit<br />
ein absolutes Muss. Ist sie<br />
beeinträchtigt, lässt sich dieser<br />
Makel im Nachhinein unmöglich<br />
wieder korrigieren. Doch<br />
erst aus der idealen Kombination<br />
des DANL quasi mit seinen<br />
beiden Gegenspielern, den<br />
„Parametern für Unempfindlichkeit“,<br />
Intermodulation zweiter<br />
(IP2) und dritter Ordnung (IP3),<br />
schließlich resultiert der hervorragende<br />
Dynamikbereich des<br />
SignalShark. Damit verhindert<br />
er problemlos, dass die großen<br />
Pegel jene kleineren überlagern<br />
und somit für ihn „unsichtbar“<br />
machen.<br />
Der ideale Empfänger<br />
laut ITU<br />
Die International Telecommunication<br />
Union (ITU) hat in ihrem<br />
„Handbook Spectrum Monitoring“<br />
beschrieben, wie der nach<br />
ihrem Dafürhalten ideale Empfänger<br />
aussehen sollte: minimales<br />
Rauschen und unempfindlich<br />
gegenüber Intermodulation<br />
– beziffert durch die drei<br />
Parameter DANL, IP2 und IP3<br />
(zwischen 20 MHz und 3 GHz).<br />
Die Benchmark dieser untereinander<br />
so stark abhängigen<br />
Größen also. Dabei ist es wichtig,<br />
dass die drei Faktoren, die<br />
je nach Geräteeinstellung stark<br />
variieren können, unbedingt in<br />
der gleichen Einstellung angegeben<br />
werden.<br />
Der SignalShark weist zwischen<br />
20 MHz und 3 GHz folgende<br />
Werte auf: DANL = -159<br />
dB (mW/Hz), IP2 = 30/40 dBm<br />
und IP3 = 12 dBm. Ein Vergleich<br />
macht deutlich, dass die<br />
Spezifikationen des Narda STS<br />
nahezu identisch mit den theoretisch<br />
ermittelten Idealwerten der<br />
ITU sind. Während ein DANL<br />
von -174 dB (mW/Hz) das physikalische<br />
Limit eines Analysators<br />
bei Raumtemperatur beziffert,<br />
beträgt die laut ITU erstrebenswerte<br />
Größe -162 dB (mW/<br />
Hz). Die beiden übrigen Werte<br />
für die Harmonische und Intermodulation<br />
sind fast deckungsgleich.<br />
Die Gegenüberstellung<br />
der Narda-Datenblattwerte mit<br />
den theoretischen „Traumwerten“<br />
der ITU – besonders ihre<br />
hochgradige Übereinstimmung<br />
– belegt ebenso eindrucksvoll<br />
wie unabhängig und neutral die<br />
in dieser Geräteklasse branchenweit<br />
einzigartigen HDR-Qualitäten<br />
des SignalShark.<br />
Fazit<br />
Normalerweise sind universelle<br />
Stärken besonders auf extrem<br />
unterschiedlichen Terrains<br />
untrennbar mit Teileinbußen in<br />
speziellen Nischenanwendungen<br />
verknüpft. Quasi zugunsten eines<br />
guten Kompromisses „zu vertretbaren<br />
Kosten erkauft“. Doch der<br />
Einsatz hochwertiger Komponenten<br />
und besonders sein ausgeklügeltes<br />
Konzept machen<br />
den SignalShark zur rühmlichen<br />
Ausnahme. Denn ganz gleich,<br />
für welche Aufgabe die Neuentwicklung<br />
gerade eingesetzt<br />
wird – sie repräsentiert ohne<br />
Abstriche den Stand der Technik<br />
als idealen Monitoring Receiver<br />
mit Bestwerten in punkto Eigenrauschen<br />
und unempfindlich gegenüber<br />
Intermodulation.<br />
Nicht minder überzeugen die<br />
exzellenten Daten und Fähigkeiten<br />
als Realtime Handheld<br />
Analyzer sowie „Direction-<br />
Finding“- und Localization-<br />
System HF-Experten aus Industrie<br />
und Forschung. Sie machen<br />
den SignalShark zum perfekten<br />
Instrument für aktuelle und<br />
zukünftige mobile und stationäre<br />
Einsätze in der HF-Messtechnik.<br />
Hervorzuheben sind<br />
hierbei zunächst die Parameter<br />
Vielseitigkeit, Flexibilität und<br />
ein durch Faktoren wie Touchscreen<br />
sowie Mobilität generell<br />
geprägtes besonders benutzerfreundliches<br />
Bedienkonzept.<br />
Zudem sind der Frequenzbereich<br />
von 8 kHz bis 8 GHz, die extrem<br />
hohe Sweep Rate von 40 GHz/s<br />
und die Echtzeitbandbreite von<br />
40 MHz für ein Handheldgerät<br />
sehr überzeugend.<br />
Besonders deutlich kommt dieser<br />
technologische Entwicklungssprung<br />
in Verbindung mit seinem<br />
extrem hohen Dynamikbereich<br />
zum Ausdruck. In punkto<br />
HDR verbindet das Gerät zwei<br />
Eigenschaften, die sich im Prinzip<br />
diametral entgegenstehen:<br />
Empfindlichkeit und Unempfindlichkeit.<br />
Wie erfolgreich die<br />
enormen Anstrengungen der Entwickler<br />
hier wirklich sind, drückt<br />
sich am einprägsamsten in der<br />
nahezu kompletten Übereinstimmung<br />
der HDR-Parameter<br />
mit den theoretischen „Traumwerten“<br />
der Institution ITU aus.<br />
Der allgemeine technische Fortschritt,<br />
die neueste Technik und<br />
hochwertige Komponenten tragen<br />
sicherlich ihren Teil zu dieser<br />
mehr als außergewöhnlichen<br />
Entwicklung bei. Doch mit entscheidend<br />
für diese greifbaren<br />
Qualitäten sind die langjährige<br />
Erfahrung des Herstellers in der<br />
Branche, detaillierte Kenntnisse<br />
des Marktes und der Bedarfe<br />
seiner Akteure, die allesamt in<br />
den SignalShark eingeflossen<br />
sind. ◄<br />
34 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
National Instruments<br />
stellte die neue Source<br />
Measure Unit (SMU)<br />
PXIe-4163 vor, die<br />
eine sechsmal höhere<br />
Kanaldichte als<br />
bisherige PXI-SMUs<br />
von NI bietet und sich<br />
für das Testen von<br />
RF-, MEMS- sowie<br />
Mixed-Signal- und<br />
anderen analogen<br />
Halbleiterbauelementen<br />
eignet. „Hochgradig disruptive Technologien<br />
wie 5G, das IoT und<br />
autonome Fahrzeuge zwingen<br />
Unternehmen dazu, Halbleitertests<br />
effizienter zu gestalten,<br />
sei es im Labor oder in der<br />
Produktion“, so Eric Starkloff,<br />
Executive Vice President of Global<br />
Sales and Marketing bei NI.<br />
„Halbleitertests sind ein strategischer<br />
Schwerpunkt für NI.<br />
Deshalb entwickeln wir sowohl<br />
unsere Softwareplattform als<br />
auch unsere PXI-Hardware stetig<br />
weiter, z. B. mit dieser neuen<br />
PXI-SMU, um Chiphersteller<br />
bei der Bewältigung ihrer wichtigsten<br />
Herausforderungen zu<br />
unterstützen.“<br />
Semiconductor Test<br />
System (STS)<br />
Halbleiterhersteller nutzen das<br />
Semiconductor Test System<br />
(STS) von NI aufgrund des<br />
hohen Durchsatzes, der geringen<br />
Prüfkosten und der kompakten<br />
Größe für Produktionsbereiche.<br />
Die neue SMU PXIe-<br />
4163 erweitert das System nun<br />
um eine höhere Kanaldichte für<br />
mehr Parallelität bei Multi-Site-<br />
Anwendungen und ermöglicht<br />
Messungen in Laborqualität in<br />
einem für die Produktion geeigneten<br />
Formfaktor. Dank dieser<br />
Eigenschaften kann dieselbe<br />
Messhardware vom Validierungslabor<br />
bis zur Produktion<br />
eingesetzt werden, was die Korrelation<br />
von Messdaten vereinfacht<br />
und die Markteinführung<br />
beschleunigt.<br />
Die neue SMU PXIe-4163 kann<br />
sowohl in STS-Konfigurationen<br />
als auch in Stand-alone-PXI-<br />
Systemen eingesetzt werden.<br />
Zu den wichtigsten Produkteigenschaften<br />
gehören:<br />
• bis zu 24 Kanäle in einem PXI-<br />
Express-Steckplatz<br />
• ±24 V pro Kanal<br />
• bis zu 100 mA (stromziehend/-<br />
liefernd) pro Kanal<br />
• 100 pA Stromempfindlichkeit<br />
• bis zu 100 kS/s Abtast- und<br />
Update-Rate<br />
Messtechnik<br />
PXI Source Measure Unit bietet sechsfache<br />
Kanaldichte<br />
National Instruments, NI<br />
www.ni.com<br />
• SourceAdapt zur Reduzierung<br />
von Überschwingungen und<br />
Oszillationen<br />
• interaktive Software für die<br />
Konfiguration und Fehlerbehebung<br />
• bis zu 408 hochpräzise SMU-<br />
Kanäle in einem PXI-Chassis<br />
(Platzbedarf: 4 HE)<br />
• vollständige Kompatibilität<br />
mit dem STS einschließlich<br />
Systemverkabelung, Kalibrierung<br />
und Pinzuordnung<br />
Das seit 2014 erhältliche STS<br />
bietet einen völlig neuen Ansatz<br />
für das Testen von Halbleiterbauelementen.<br />
Basierend auf<br />
der PXI-Plattform ermöglicht<br />
es Anwendern die Erstellung<br />
intelligenterer Testsysteme.<br />
Die PXI-Plattform umfasst u.a.<br />
Vektorsignal-Transceiver mit<br />
1 GHz Bandbreite, SMUs für fA-<br />
Signale, die branchenführende<br />
kommerzielle Testmanagementsoftware<br />
TestStand sowie mehr<br />
als 600 PXI-Produkte von DC<br />
bis zum mm-Wellen-Bereich. ◄<br />
5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) ,<br />
/ > 0<br />
1 D H <br />
M M M I A = J H @ A 2 = H J A H <br />
5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) , 6 A/ A B> 0 " ' # % " # B &<br />
%<br />
H<br />
K I J H " '<br />
# ! ! " A ? A D A E <br />
6 A A B = N " ' # % # <br />
- = E E B ( I A = J H @ A<br />
5 ; 5 6 - - / - 4 6 -<br />
5 ) 6 - 1 6 - 7 1 ) 6 1 <br />
4 . K @ 9 2 - 6 - <br />
- 6 9 1 + 7 / > E I " / 0 <br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 35
Messtechnik<br />
Tragbare Richtantenne R&S HE400 macht<br />
Störungssuche leicht<br />
Die tragbare<br />
Richtantenne R&S<br />
HE400 löst nach<br />
fast zehn Jahren<br />
ihre erfolgreiche<br />
Vorgängerin R&S<br />
HE300 und deren<br />
Derivate ab. In<br />
Verbindung mit dem<br />
tragbaren Monitoring-<br />
Empfänger R&S PR100<br />
oder den Handheld-<br />
Spektrumanalysatoren<br />
R&S FSH und R&S<br />
FPH ermöglicht<br />
sie die präzise<br />
Richtungsbestimmung<br />
eines Senders oder einer<br />
Störquelle.<br />
Bild 1: Zur R&S HE400 sind derzeit fünf Aufsteckmodule lieferbar.<br />
Im Bild das Modul R&S HE400 VHF am tragbaren Empfänger R&S<br />
PR100.<br />
Der Nutzerkreis für portable<br />
Funkerfassungsgeräte, mit denen<br />
man auch (hand)peilen kann, ist<br />
weit gefächert. Neben Mobilfunknetzbetreibern<br />
und Regulierungsbehörden<br />
haben auch<br />
Objektschützer, Militär und<br />
Nachrichtendienste Verwendung<br />
dafür. Je nach Einsatzgebiet setzt<br />
man den Empfänger oder einen<br />
der Spektrumanalysatoren ein,<br />
das neue Antennensystem R&S<br />
HE400 passt zu allen.<br />
kHz und 8 GHz abdecken, und<br />
einem gerätespezifischen Kabelsatz<br />
(Bild 1). Griff und Antennenmodule<br />
sind aus PC-ABS-<br />
Kunststoff bzw. Aluminium.<br />
So wird ein niedriges Gewicht<br />
(ca. 1 kg) bei gleichzeitig hoher<br />
Schlagfestigkeit erreicht. Die<br />
Stromversorgung erfolgt über<br />
den Empfänger oder Spektrumanalysator,<br />
was zur Gewichtsreduktion<br />
beiträgt, da keine Batterien<br />
mehr in der Antenne benötigt<br />
werden.<br />
Am ergonomisch geformten<br />
Griffstück sind die beiden Bedienelemente<br />
(Auslösetaste und<br />
Umschalttaste) mit Daumen<br />
und Zeigefinger leicht zu erreichen.<br />
Bei längerem Gebrauch<br />
empfiehlt sich der Einsatz der<br />
im Lieferumfang enthaltenen<br />
Armstütze, die an das Griffstück<br />
angesteckt wird (Bild 2). Der in<br />
den Handgriff integrierte rauscharme<br />
Verstärker (LNA) lässt sich<br />
über die Umschalttaste zuschalten.<br />
Außerdem enthält der Handgriff<br />
einen elektronischen Kompass<br />
sowie einen dualen GPSund<br />
GLONASS-Empfänger. Die<br />
hierüber gewonnenen Positionsund<br />
Richtungswerte werden an<br />
den angeschlossenen Empfänger<br />
übertragen, der außerdem den<br />
Typ des angesteckten Antennenmoduls<br />
und den aktuellen Status<br />
des LNA automatisch erkennt.<br />
Feldstärkewerte werden daher<br />
stets korrekt angezeigt, ohne<br />
dass der Benutzer irgendwel-<br />
Autor:<br />
Maik Reckeweg<br />
Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.de<br />
Leicht, kompakt und<br />
intuitiv zu bedienen<br />
Die R&S HE400 besteht aus<br />
dem Handgriff, einem von derzeit<br />
fünf lieferbaren Aufsteckmodulen,<br />
die zusammen den<br />
Frequenzbereich zwischen 8,3<br />
Bild 2: Mit der ansteckbaren Armstütze lässt sich die Antenne<br />
lange ermüdungsfrei halten.<br />
36 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
Bild 3: Anzeige von Feldstärke, Kompass und GPS-Daten auf dem<br />
R&S PR100.<br />
Bild 5: Im Delta-Modus lässt sich die Senderrichtung durch<br />
Minimum-Peilung sehr genau ermitteln.<br />
che Einstellungen vornehmen<br />
muss (Bild 3).<br />
Zum Starten einer vorher im<br />
Empfänger definierten Messung<br />
oder Aktion muss der Benutzer<br />
lediglich die Auslösetaste am<br />
Griffstück drücken. Mittels Triangulation<br />
lässt sich die Position<br />
des Senders ermitteln und auf<br />
einer Karte darstellen.<br />
Module und Kabel<br />
Bild 4 zeigt die lieferbaren<br />
Antennenmodule. Zu den vom<br />
Vorgängermodell R&S HE300<br />
bekannten Schleifenmodulen<br />
für den HF- und VHF-Bereich<br />
sowie einem breitbandigen logarithmisch-periodischen<br />
Modul<br />
für UHF und SHF sind zwei<br />
neue Module hinzugekommen:<br />
• Das Ultrawideband-Modul<br />
R&S HE400UWB überdeckt<br />
den Frequenzbereich von 30<br />
MHz bis 6 GHz. Für viele<br />
Anwendungen ist somit gar<br />
kein Modulwechsel mehr erforderlich.<br />
Dies ermöglicht die<br />
Kombination von zwei Einzelantennen<br />
in einem gemeinsamen<br />
Radom, die über einen<br />
Diplexer zusammengeschaltet<br />
sind.<br />
• Das Cellular-Modul R&S<br />
HE400CEL für die Mobilfunkbänder<br />
von 700 MHz bis<br />
2,5 GHz verwendet ein besonderes<br />
Verfahren zur wesentlich<br />
genaueren Richtungsbestimmung<br />
als es z. B. mit<br />
logarithmisch-periodischen<br />
oder Schleifen-Antennen möglich<br />
ist. Es verwendet zwei<br />
nebeneinander angeordnete<br />
Breitbanddipole, die sich per<br />
Knopfdruck unterschiedlich<br />
zusammenschalten lassen.<br />
Im Normal-Modus werden<br />
sie gleichphasig zusammengefasst,<br />
was zu einem relativ<br />
breiten, nach vorne gerichteten<br />
Strahlungsdiagramm führt. Im<br />
Delta-Modus hingegen sind<br />
die beiden Dipole gegenphasig<br />
erregt, wodurch im Strahlungsdiagramm<br />
ein scharfer Einzug<br />
in Richtung der Sichtlinie entsteht<br />
(Bild 5).<br />
Bild 4: Die lieferbaren Antennenmodule nach Frequenzbereich.<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 37
Messtechnik<br />
Bild 6: Alles griffbereit: Im<br />
Transportkoffer finden alle<br />
Antennenmodule und der<br />
Empfänger Platz.<br />
In der Praxis wird die grobe<br />
Richtung zunächst im Normal-<br />
Modus ermittelt. Danach schaltet<br />
man in den Delta-Modus und<br />
bewegt die Antenne nur noch im<br />
Winkelbereich des zuvor ermittelten<br />
Maximums. Nun kann<br />
die Richtung mithilfe des sehr<br />
schmalen Einzugs im Strahlungsdiagramm<br />
über Minimum-<br />
Peilung hochpräzise bestimmt<br />
werden.<br />
Konfigurierbarkeit<br />
und Zubehör<br />
Die R&S HE400 lässt sich individuell<br />
an die Anforderungen des<br />
Kunden anpassen. Die in Bild 4<br />
gelisteten Antennenmodule werden<br />
einfach aufgesteckt und per<br />
Überwurfmutter gesichert. Zur<br />
Adaptierung an eines der drei<br />
aktuell nutzbaren Empfängermodelle<br />
dienen gerätespezifische<br />
Kabelsätze, die der Anwender<br />
schnell selbst montiert und im<br />
Servicefall auch leicht austauschen<br />
kann.<br />
Als Zubehör sind - neben einem<br />
robusten Transportkoffer mit<br />
Stauraum für die Antenne, mit<br />
sämtlichen Antennenmodulen<br />
und den Monitoring-Empfänger<br />
R&S PR100 (Bild 6) - auch zwei<br />
kompaktere Stofftaschen erhältlich,<br />
in denen je nach Ausführung<br />
bis zu vier Module untergebracht<br />
werden können. Die<br />
im unteren Bereich des Griffs<br />
angebrachte Gewindebuchse ermöglicht<br />
die Montage auf einem<br />
Stativ, z. B. dem leichten R&S<br />
HE400Z4 mit Kugelkopf. ◄<br />
Bild 7: R&S HE400CEL für Messungen in den Mobilfunkbändern.<br />
Die abnehmbare Armstütze ermöglicht ermüdungsfreies Arbeiten.<br />
R&S HE400 – die wichtigsten Eigenschaften<br />
Frequenzbereich<br />
• 8,3 kHz bis 8 GHz über 5 wechselbare Antennenmodule<br />
• Ultrawideband-Modul von 30 MHz bis 6 GHz<br />
Hoher Bedienungskomfort<br />
• Ergonomische Formgebung und geringes Gewicht<br />
• Ansteckbare Armstütze<br />
• Gut erreichbare Bedienknöpfe<br />
Umfangreiche Funktionalität integriert<br />
• Empfindlicher Vorverstärker (LNA)<br />
• GPS-/GLONASS-Empfänger<br />
• Elektronischer Kompass<br />
• Polarisations- und Modulerkennung<br />
Hochpräzise Richtungsbestimmung<br />
• Eindeutige, nach vorne gerichtete Strahlungsdiagramme<br />
• Exakte Minimumpeilung durch speziellen Delta-Modus<br />
des Moduls R&S HE400CEL<br />
Zubehör<br />
• Transportkoffer und verschiedene Stofftaschen<br />
• Leichtes Stativ mit Kugelkopf<br />
• Empfängerspezifische Kabelsätze<br />
Bild 8: Ultrawideband-Modul R&S HE400UWB bei der<br />
Fehlersuche.<br />
Bild 9: bei der Suche nach einem Störer im Mobilfunkbereich.<br />
38 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
Hochgenauer frequenzselektiver Leistungsmesskopf<br />
Der neuartige Leistungsmesskopf<br />
R&S NRQ6 ist für<br />
Frequenzen von 50 MHz bis<br />
6 GHz ausgelegt und bestimmt<br />
bandbegrenzt die Durchschnittsleistung<br />
(Continuous Average)<br />
eines Übertragungskanals bis<br />
zu einer Signalbandbreite von<br />
100 MHz.<br />
Der R&S NRQ6 vereint die<br />
Genauigkeit eines Leistungsmessers<br />
mit der Dynamik eines<br />
Spektrumanalysators. Als einziger<br />
Leistungsmesskopf im<br />
Markt liefert er bis zu einer<br />
unteren Leistungsmessgrenze<br />
von -130 dBm extrem genaue<br />
und schnelle Messergebnisse.<br />
Damit ist, auch dank der hervorragenden<br />
Linearität, die Kalibrierung<br />
der Ausgangsleistung<br />
von Sendern problemlos mit nur<br />
einem Gerät möglich.<br />
Durch die bandbegrenzte Leistungsmessung<br />
reduziert sich<br />
der gemessene Rauschanteil im<br />
Signal zum Teil erheblich, sodass<br />
die Leistung bis zu -130 dBm<br />
messbar ist. Der Anwender muss<br />
dabei keine Kompromisse bei<br />
Geschwindigkeit oder Messgenauigkeit<br />
eingehen. Herkömmliche<br />
Diodenmessköpfe<br />
stoßen dagegen aufgrund des<br />
höheren gemessenen Rauschanteils<br />
bei etwa -70 dBm an ihre<br />
physikalischen Grenzen.<br />
Webbasierte<br />
Ansteuerung über das<br />
LAN<br />
Der Leistungsmesskopf wird<br />
über LAN mit einem Web-<br />
Interface bedient, das neben der<br />
Continuous Average Messung<br />
auch eine Trace-Darstellung zur<br />
Analyse gepulster Signale ermöglicht.<br />
Zusätzlich gibt es die<br />
Möglichkeit, die im Mobilfunkbereich<br />
übliche ACLR-Messung<br />
durchzuführen. Hierfür stehen<br />
bereits vordefinierte Filter z.B.<br />
gemäß 3GPP Spezifikationen<br />
wie LTE zu Verfügung. Außerdem<br />
wird der Anwender durch<br />
zahlreiche Autoset-Funktionen<br />
unterstützt. So können die Messfrequenz<br />
und die Signalbandbreite<br />
automatisch bestimmt und<br />
eingestellt werden.<br />
HF-Frontend für Vektor-<br />
Signalerfassung<br />
Basierend auf einem IQ-Empfänger,<br />
kann der R&S NRQ6 auch<br />
als HF-Frontend zum Erfassen<br />
von IQ-Signalen genutzt werden.<br />
In Kombination mit der optional<br />
erhältlichen I/Q- R&S NRQ6-K1<br />
ist es möglich, die gemessenen<br />
IQ-Signale auszulesen, Datenschnittstelle<br />
über das LAN auf<br />
einen Rechner zu laden und dort<br />
zu analysieren. Mit der Software<br />
R&S VSE Vector Signal Explorer<br />
bietet Rohde & Schwarz eine<br />
Vielzahl von Messfunktionen zur<br />
Vektor Signalanalyse wie z.B.<br />
EVM, ACLR.<br />
Senderkalibrierung mit<br />
einfachem, kompaktem<br />
Messaufbau<br />
Interessant ist der frequenzselektive<br />
Leistungsmesskopf<br />
zum Beispiel als kompaktes<br />
Einzelmessgerät zur Kalibrierung<br />
von Sendern. Komplexe<br />
Testaufbauten mit Splitter und<br />
Spektrumanalysator sind dabei<br />
unnötig. Mit dem R&S NRQ6<br />
können Anwender einfach und<br />
mit höchster Genauigkeit den<br />
Sender-Frequenzgang bestimmen<br />
und kalibrieren. Im zweiten<br />
Schritt nutzt man die extrem gute<br />
Linearität von 0,02 dB über den<br />
gesamten Dynamikbereich, um<br />
die Leistung bis hin zu kleinsten<br />
Pegeln zu kalibrieren.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Hohe Leistung – kompaktes<br />
Design<br />
Leistungsverstärker sind in modernen<br />
Messanwendungen unerlässlich. Mit dem<br />
Verstärker SU210BP100 als kompaktes<br />
Tischgerät lässt sich hierbei maximale<br />
Flexibilität garantieren.<br />
Dieser Verstärker zeichnet sich besonders<br />
durch seinen großen Frequenzbereich von<br />
20 bis 1000 MHz und der hohen Ausgangsleistung<br />
von 100 W aus. Das kompakte<br />
Design (300 x 400 x 133,5 mm) ist<br />
ebenfalls von Vorteil. Neben diesem Gerät<br />
sind zahlreiche weitere Verstärker in dieser<br />
Bauform erhältlich.<br />
Signale effizient erzeugen<br />
Ein Funktionsgenerator kann beliebig<br />
geformte Ausgangssignale erzeugen. Arbiträrgeneratoren<br />
werden in Forschung, Entwicklung<br />
und Service sowohl zur Schaltungsentwicklung<br />
und -optimierung sowie<br />
zu Prüfungszwecken als auch zur Fehlersuche<br />
eingesetzt.<br />
Mit der Funktions-, Arbiträr- und Pulsgenerator-Serie<br />
TGF3000 von Aim-TTi ist es<br />
dem Anwender möglich, Frequenzen von<br />
160 MHz zu erzeugen. Dies ist auf zwei<br />
identischen Vollleistungskanälen möglich,<br />
die unabhängig oder in gekoppelten oder<br />
in Tracking-Modi arbeiten können. Eine<br />
gute Vertikalauflösung von 14 bis 16 Bit<br />
bei einer Abtastrate von 400 bis 800 MS/s<br />
zeichnet diese Serie aus. Die Geräte dieser<br />
Serie können auch idealerweise als Funktionsgenerator<br />
eingesetzt werden. Schnittstellen<br />
wie USB, LAN/LXI, RS232 machen<br />
sie vielseitig.<br />
■ Telemeter Electronic GmbH<br />
www.telemeter.info<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 43
Messtechnik<br />
Optischer Spektrumanalysator für die<br />
Produktion von Telekommunikationsgeräten<br />
Yokogawa Test &<br />
Measurement hat jetzt<br />
eine kosteneffektive<br />
Lösung für den Test von<br />
Telekommunikationsgeräten<br />
während und<br />
nach der Produktion<br />
vorgestellt.<br />
Yokogawa Deutschland GmbH<br />
http://tmi.yokogawa.com/de<br />
Der neue AQ6360 ist ein<br />
op tischer Spektrumanalysator<br />
für den Labortisch, der für den<br />
Produktionstest von Datenkommunikations-<br />
und Telekommunikationsgeräten<br />
sowie Laserdioden,<br />
optischen Transceivern und<br />
optischen Verstärkern entwickelt<br />
wurde. Es bietet eine doppelt so<br />
schnelle Messgeschwindigkeit<br />
wie andere OSA-Modelle für<br />
F&E-Zwecke. Der praktische<br />
optische Freistrahleingang unterstützt<br />
Singlemode- sowie Multimodefaser-Tests<br />
optimal.<br />
„Bei Produktionstests sind es<br />
Faktoren wie Messgeschwindigkeit,<br />
robuste Konstruktion und<br />
niedrige Kapitalkosten, die ein<br />
Testinstrument für den Kunden<br />
attraktiv machen“, sagt Terry<br />
Marrinan, Vizepräsident Sales<br />
& Marketing, Yokogawa Europe<br />
& South-East Asia: „Mit dem<br />
AQ6360 haben wir ein Gerät<br />
entwickelt, das die Anforderungen<br />
an die Wirtschaftlichkeit<br />
erfüllt, die von unseren Kunden<br />
gefordert wird, Unternehmen,<br />
die hohe Stückzahlen produzieren,<br />
ohne Kompromisse bei<br />
der Qualität und Zuverlässigkeit<br />
einzugehen zu müssen. Gerade<br />
dafür sind unsere Messgeräte<br />
bekannt.“<br />
Zu den wichtigsten Leistungsmerkmalen<br />
gehören ein Wellenlängenbereich<br />
von 1200 bis<br />
1650 nm, eine wählbare Wellenlängenauflösung<br />
von 0,1 bis 2<br />
nm, eine Wellenlängengenauigkeit<br />
von ±0,02 nm, ein Dynamikbereich<br />
von 55 dB und<br />
ein Messbereich von +20 bis<br />
-80 dBm. Die Auflösung und<br />
die Genauigkeit bleiben über<br />
den gesamten Wellenlängenbereich<br />
erhalten. Der AQ6360<br />
verfügt über die relevanten Leistungsdaten,<br />
um genaue Messungen<br />
des Seitenmoden-Unterdrückungsverhältnisses<br />
(SMSR)<br />
durchzuführen – ein Schlüsselparameter<br />
bei Lasertests in einer<br />
Produktionslinie. Der AQ6360<br />
kann auch in Verbindung mit<br />
einem Bitfehlerraten-Prüfgerät<br />
(BERT) eingesetzt werden, um<br />
die Mittenwellenlänge und die<br />
spektrale Breite von Transceivern<br />
und Laserdioden-Modulen<br />
zu messen.<br />
Das neue Gerät zeichnet sich<br />
auch durch einen neuartigen<br />
Monochromator mit einem einfacheren<br />
Design aus. Daher ist<br />
es robuster und erfordert kein<br />
„Optical Alignment“, wenn das<br />
Instrument bewegt wurde. Mit<br />
einem kompakten Gehäuse von<br />
nur 4 HE ist der AQ6360 optimal<br />
für den Einsatz in Produktionsumgebungen<br />
mit begrenztem<br />
Platzangebot. Der hochauflösende,<br />
reaktionsschnelle<br />
8,4-Zoll-Touchscreen macht die<br />
Bedienung einfach und intuitiv.<br />
Im Gegensatz zu anderen<br />
optischen Spektrumanalysatoren<br />
mit einem fasergekoppelten Eingang<br />
akzeptiert der AQ6360<br />
dank seines optischen Freistrahleingangs<br />
optische Mehrmodenfaser,<br />
ohne durch hohe Einfügedämpfung<br />
beeinträchtigt zu<br />
werden, die aus der Nichtübereinstimmung<br />
zwischen Multimode-<br />
und Singlemode-Fasern<br />
resultiert. Daher kann ein frei in<br />
den Raum strahlender Laser von<br />
einem Wafer, einem Chip oder<br />
einer Baugruppe effizient unter<br />
Verwendung einer Multimodefaser<br />
erfasst werden, was zu<br />
weiteren Verbesserungen der<br />
Durchsatzgeschwindigkeit führt.<br />
Der AQ6360 ist standardmäßig<br />
mit Ethernet- und GPIB-Schnittstellen<br />
für „Remote Control“<br />
oder dem Aufbau automatisierter<br />
Testsysteme ausgestattet. Dank<br />
der optionalen integrierten Wellenlängen-Referenzquelle,<br />
die<br />
die Wellenlängen-Kalibrierungsfunktion<br />
ermöglicht, ist hier die<br />
Wellenlängengenauigkeit immer<br />
garantiert. ◄<br />
44 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Messtechnik<br />
S-Parameter, harmonische Analyse und Active Load-Pull<br />
bis THz messen<br />
1 THz und darüber schneller und<br />
genauer verlässliche Messungen<br />
zu machen. Mit der Software<br />
unterstützt bsw alle gängigen, am<br />
Markt befindlichen Extender und<br />
in Kürze auch alle großen Anbieter<br />
von Netzwerkanalysatoren.<br />
Im Rahmen der Zusammenarbeit<br />
mit der bsw TestSys tems &<br />
Consulting AG wird diese den<br />
Vertrieb und den Support für<br />
Deutschland, Österreich und die<br />
Schweiz übernehmen.<br />
Die bsw hat sich auf schlüsselfertige<br />
Komplettsysteme für den<br />
Halbleitertest, sowie HF-Messtechnik<br />
für die Elektronik- und<br />
Telekomindustrie und den Forschungs-<br />
und Entwicklungsbereich<br />
spezialisiert.<br />
■ bsw TestSystems &<br />
Consulting AG<br />
www.bsw-ag.com<br />
Die bsw TestSystems & Consulting<br />
AG und Vertigo Technologies<br />
BV haben zum 1. 3.<br />
<strong>2018</strong> ihre Zusammenarbeit auf<br />
dem Gebiet der S-Parameter-<br />
Messung, harmonische Analyse<br />
und Active Load-Pull bei<br />
Frequenzen bis in den Terahertz-Bereich<br />
bekanntgegeben.<br />
Im Rahmen der Zusammenarbeit<br />
übernimmt die bsw<br />
in den deutschsprachigen Ländern<br />
den Vertrieb und Support<br />
der von Vertigo Technologies<br />
entwickelten Produkte. Neben<br />
Kalibrationssubstraten, aktuell<br />
bis 325 GHz, hat das niederländische<br />
Spin-off der TU Delft mit<br />
der Software mmWave Studio<br />
ein Produkt entwickelt, mit dem<br />
S-Parameter-Messungen, aber<br />
auch Messungen inkl. der harmonischen<br />
Frequenzen, Signalcharakterisierung<br />
und Active<br />
load-pull bis 1,1 THz gemacht<br />
werden können. Die Hard- und<br />
Software schließt die Lücke zwischen<br />
bisherigen HF-Messungen<br />
und dem wachsenden Interesse,<br />
auch bei höheren Frequenzen bis
Software<br />
Benutzerfreundliche EMV-Precompliance-Software<br />
mit neuen Features<br />
EMCview von Alldaq, die einfache PC-<br />
Software für die entwicklungsbegleitende<br />
Prüfung der EMV-Konformität (EMV-Precompliance)<br />
gibt es ab sofort als Version 3.0.<br />
Die Software ist bekannt für das einfache<br />
Bedienkonzept und über 170 standardspezifische<br />
EMV-Messungen, die als EMCview-<br />
Projekt vordefiniert sind.<br />
Neu hinzugekommen ist nun die Möglichkeit,<br />
einzelne Frequenzsegmente gezielt<br />
zu vermessen, um dadurch Zeit zu sparen.<br />
Dies macht Sinn, nachdem der Bereich einer<br />
Störfrequenz bereits eingegrenzt wurde und<br />
im Rahmen der Schaltungsoptimierung wiederholt<br />
vermessen werden soll.<br />
Im ebenfalls neuen Pseudo-Messempfänger-Modus<br />
verweilt der Spektrumanalysator<br />
an diskreten Frequenzpunkten und<br />
macht Messungen im sogenannten Zero-<br />
Span-Modus, anstatt einen mit „Span” definierten<br />
Frequenzbereich zu durchfahren<br />
(Sweep-Modus).<br />
Eine Besonderheit von EMCview und absolut<br />
konkurrenzlos in dieser Klasse ist der<br />
„RF-Coverage“-Modus. In dieser grundlegend<br />
neuen Betriebsart können Anwender<br />
eine Pegelmessung in Abhängigkeit der<br />
GPS-Koordinaten durchführen, z.B. zur<br />
Vermessung der Funkabdeckung entlang<br />
einer Bahnlinie.<br />
Überarbeitete Korrektur- und Definitionsdateien<br />
sowie eine Lupenfunktion<br />
zur detaillierten Kurvenbetrachtung runden<br />
die Neuheiten ab. Aktuell werden die<br />
Spektrumanalysatoren der DSA-Serien<br />
von Rigol sowie die SSA3000X-Serie von<br />
Siglent unterstützt. Voraussetzung ist jeweils<br />
die Aktivierung der EMI-Filter- und Quasi-<br />
Peak- Detektor-Option.<br />
Die EMCview-Lizenz ist an die Seriennummer<br />
des Spektrumanalysators gebunden.<br />
Ein erweitertes, deutschsprachiges PDF-<br />
Handbuch ist im Download-Paket enthalten.<br />
Für Kunden, die bereits ältere EMCview-Versionen<br />
im Einsatz haben, ist das<br />
Update kostenlos. Interessenten können<br />
eine kostenlose Demo-Version anfordern.<br />
Preislich vorteilhaft sind die EMV-Precompliance-Bundles,<br />
die man unter www.alldaq.<br />
com/emv-wizard zusammenstellen kann.<br />
■ Alldaq, www.alldaq.com<br />
Neue Testplattform<br />
für Entwicklung von<br />
5G-Chipsätzen<br />
Die Anritsu Corporation kündigte ihre neue<br />
5G-Testplattform an, die dabei helfen soll,<br />
die Entwicklung von Testverfahren für<br />
5G-Chipsätze für Qualcomm Technologies,<br />
Inc., eine Tochtergesellschaft der Qualcomm<br />
Incorporated, zu unterstützen. Anritsu koope-<br />
46 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
K N O W - H O W V E R B I N D E T<br />
riert mit Qualcomm mit dem Ziel, die Testentwicklung<br />
für Geräte wie beispielsweise<br />
Basisband-Chips zu unterstützen. Anritsus<br />
Testplattform für 5G, das Kommunikationssystem<br />
der nächsten Generation, welches<br />
auf 4G LTE folgt, soll Qualcomm Technologies<br />
dabei unterstützen, die kommenden<br />
5G-NR-Technologien zu kommerzialisieren.<br />
Anritsu bietet dazu Mess lösungen an, die<br />
eine frühzeitige Einführung von 5G-Mobilfunkdiensten<br />
unterstützen und spielt damit<br />
eine Schlüsselrolle beim Umstieg von<br />
4G-LTE- auf 5G-Systeme.<br />
Anritsu hat seine neue Testplattform für<br />
5G für die neuesten Technologien konzipiert,<br />
wie etwa für Signalverarbeitungs- und<br />
Strahlformungsarchitekturen im Breitbandbereich,<br />
gefordert von ultraschnellen, großen<br />
Datenmengen 5G-Verbindungen. Die All-in-<br />
One-Plattform unterstützt Milli meterwellenund<br />
Sub-6 GHz-HF-Tests sowie Protokolltests.<br />
Die Non-Standalone-Spezifikationen<br />
von 3GPP zum Sicherstellen der Koexistenz<br />
mit sowohl 4G- als auch 5G-Netzen<br />
erfordern eine fortschrittliche und stabile<br />
4G-Testumgebung, und Anritsu mit seinen<br />
zehn Jahren Erfahrung bei der Bereitstellung<br />
von 4G-Testlösungen will dazu beitragen,<br />
dass eine reibungslose und baldige<br />
Entwicklung von 5G NR erfolgt.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
Software unterstützt<br />
Einführung moderner Mobilfunktechnologien<br />
Die Anritsu Corporation hat eine geplante<br />
Erweiterung der Software für das Universal<br />
Wireless Test Set MT8870A bekanntgeben,<br />
um so die neuen 5G-Sub-6 GHz-New Radio-<br />
HF-Messstandards von 3GPP zu unterstützen.<br />
Die verbesserten Softwareoptionen für<br />
5G-Sub-6 GHz-NR-Uplink-Tx-Mess- und<br />
Downlink-Waveform-Dateien werden Non-<br />
Signaling-basierte 5G Sub-6 GHz-TRx-Tests<br />
unterstützen.<br />
Als Reaktion auf das im Dezember bekanntgegebene<br />
3GPP Release 15, das die 5G-NR-<br />
Standards definiert, setzen Telekommunika-<br />
Software<br />
tionsanbieter darauf, ein Rollout kommerzieller<br />
5G-Dienste mit zahlreichen Funktionen<br />
vorzunehmen und kündigen einen beschleunigten<br />
Zeitplan für Praxistests an. Obwohl<br />
der 5G-NR-Standard von 3GPP die Nutzung<br />
von Frequenzbändern bis 52,6 GHz festlegt,<br />
werden die in der frühen Einführungsphase<br />
genutzten Frequenzbänder auf das Sub-6-<br />
GHz-Spektrum fokussiert sein.<br />
Dies hat den Vorteil, die Dienste mit Frequenzen<br />
nahe an 4G LTE anzubieten, wie beispielsweise<br />
die Versorgung in den Bereichen<br />
Mobilität und Weitbereichsnetze, in denen<br />
5G bis etwa im Jahr 2020 erwartungsgemäß<br />
eine wichtige Rolle spielen wird. Die<br />
Unterstützung des Sub-6-GHz-Standards<br />
für Lieferanten von 5G-Endgeräten wird<br />
voraussichtlich der erste Schritt sein.<br />
Das Universal Wireless Test Set MT8870A<br />
ist ein Messgerät für die Massenproduktion<br />
verschiedener Arten von Mobilfunk-Kommunikationsgeräten<br />
und -anlagen sowie<br />
-modulen. In der Haupteinheit des Messgeräts<br />
sind vier Hochleistungstester integriert,<br />
und jeder einzelne Tester unterstützt das parallele<br />
voneinander unabhängige Messen von<br />
bis zu vier Mobilfunkgeräten und -modulen.<br />
Mit einem lückenlosen Frequenzband von<br />
bis zu 6 GHz und einer Bandbreite von<br />
160 MHz als Standardfunktionen benötigt<br />
die fortschrittliche MT8870A-Plattform<br />
keine Hardware-Upgrades, um die von<br />
3GPP definierten 5G Sub-6-GHz-Testbedingungen<br />
zu unterstützen. Dadurch wird<br />
es Anwendern ermöglicht, die Funktionen<br />
auf 5G Sub-6 GHz NR zu erweitern und<br />
gleichzeitig die Kosten für Upgrades zu<br />
minimieren.<br />
Die leistungsfähige MT8870A-Plattform<br />
unterstützt zudem die Durchführung kontinuierlicher<br />
Tests an Fertigungslinien von<br />
Mobilfunkendgeräten der nächsten Generation,<br />
in denen die Mobilfunktechnologien<br />
4G + 5G + 11ax + Bluetooth 5 integriert<br />
sind, was zu einer Senkung der Kosten für<br />
Tests an Fertigungslinien beiträgt.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
EMV, WÄRME<br />
ABLEITUNG UND<br />
ABSORPTION<br />
SETZEN SIE AUF<br />
QUALITÄT<br />
Elastomer- und Schaumstoffabsorber<br />
Europäische Produktion<br />
Kurzfristige Verfügbarkeit<br />
Kundenspezifisches Design<br />
oder Plattenware<br />
-EA1 & -EA4<br />
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)<br />
bzw. 4 GHz (EA4)<br />
Urethan oder Silikon<br />
Temperaturbereich von 40°C bis 170°C<br />
(Urethanversion bis 120°C)<br />
Standardabmessung 305mm x 305mm<br />
MLA<br />
Multilayer Breitbandabsorber<br />
Frequenzbereich ab 0,8GHz<br />
ReflectivityLevel 17db oder besser<br />
Temperaturbereich bis 90°C<br />
Standardabmessung 610mm x 610mm<br />
Hohe Straße 3<br />
61231 Bad Nauheim<br />
T +49 (0)6032 96360<br />
F +49 (0)6032 963649<br />
info@electronicservice.de<br />
www.electronicservice.de<br />
ELECTRONIC<br />
SERVICE GmbH<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 47<br />
47
Funkmodule<br />
Hamming-Distanz beim Modul NK-2.4Y<br />
von Circuit Design<br />
Wie verbessert eine Hamming-Distanz von 6 die Zuverlässigkeit der Kommunikation?<br />
Das 2,4-GHz-Modul<br />
NK-2,4Y von Circuit<br />
Design, Inc. ist ein<br />
Fernsteuermodul<br />
zur Übertragung von<br />
Schaltsignalen. Um eine<br />
zuverlässige und sichere<br />
Kommunikation zu<br />
gewährleisten, verfügt<br />
NK-2.4Y über eine<br />
CRC-Fehlererkennung,<br />
die eine Hamming-<br />
Distanz von 6 erreicht.<br />
Dies verhindert<br />
Fehlfunktionen des<br />
Systems.<br />
Anmerkung:<br />
Gemäß IEC 870-5-1<br />
„Telecontrol equipment and<br />
systems Part 5 Transmission<br />
protocol Section One –<br />
Transmission frame formats“<br />
wird für die Formatklasse<br />
FT3 die Hamming-Distanz<br />
6 empfohlen, die sich für<br />
Systeme mit besonders<br />
hohen Anforderungen an die<br />
Datenintegrität eignet<br />
Autor: John Bell<br />
Circuit Design GmbH<br />
info@circuitdesign.de<br />
www.circuitdesign.de<br />
Was ist Fehlererkennung? In<br />
jedem Kommunikationsmedium<br />
sind immer Rauschen und<br />
Interferenzen vorhanden. Insbesondere<br />
ist die Nutzfrequenz<br />
ständig von Rauschen und Interferenzen<br />
anderer Signalquellen<br />
beeinträchtigt. In analoger<br />
Kommunikation tritt Rauschen<br />
als permanente Artefakte im<br />
Signal auf und kann nicht entfernt<br />
werden. Die Kombination<br />
von Signal mit Rauschen hat zur<br />
Folge, dass der Empfänger das<br />
Signal nicht richtig lesen kann<br />
und daher nicht richtig reagiert.<br />
Durch Hinzufügen zusätzlicher<br />
Bits (Redundanz-Bits) zu den<br />
Daten kann der Empfänger diese<br />
zusätzlichen Bits betrachten und<br />
die Daten analysieren, um festzustellen,<br />
ob während der Übertragung<br />
ein Fehler aufgetreten ist.<br />
Fehlererkennung und<br />
-korrektur<br />
Wenn der Empfänger die Daten<br />
analysiert, kann er das Auftreten<br />
von Fehlern erkennen, jedoch<br />
nicht immer feststellen, welche<br />
Bits beschädigt wurden. Dieser<br />
Prozess entspricht der Fehlererkennung.<br />
Wenn der Empfänger<br />
die Positionen erkennen und<br />
identifizieren kann, an denen der<br />
Fehler aufgetreten sind, so ist er<br />
in der Lage, die betroffenen Bits<br />
zu korrigieren. Dies wird als<br />
Fehlerkorrektur bezeichnet und<br />
ermöglicht die normale Fortsetzung<br />
der Kommunikation.<br />
Hamming-Distanz<br />
Wenn Hamming implementiert<br />
wird, speichert der Empfänger<br />
eine Tabelle aller gültigen Bit-<br />
Codes (Codewörter), die bei der<br />
Übertragung verwendet werden.<br />
Um ein Codewort in ein anderes<br />
zu ändern, kippen wir Bits. Die<br />
Anzahl der gekippten Bits entspricht<br />
der Hamming-Distanz.<br />
Für eine Datenlänge von 3<br />
Bit kann jedes Codewort zwischen<br />
000 bis 111 (d.h. 000 -><br />
001...111) visuell unter Verwendung<br />
eines Gitters mit acht<br />
Punkten dargestellt werden.<br />
Für andere Datenlängen gelten<br />
dann entsprechende Gitter. Jede<br />
Bewegung entlang der Linie<br />
repräsentiert eine Bitänderung<br />
oder Hamming-Distanz von 1.<br />
Gültige Codewörter in einem<br />
System können blau markiert<br />
sein.<br />
Die minimale Hamming-Distanz<br />
ist die minimale Anzahl von<br />
Zügen, um von einem Codewort<br />
zu einem anderen zu gelangen.<br />
Wenn wir über die Hamming-<br />
Distanz sprechen, bezieht es sich<br />
normalerweise auf diesen Mindestwert.<br />
Zum Beispiel benötigt<br />
in System 3 der kürzeste Pfad zu<br />
einem anderen Codewort drei<br />
Züge. Lassen Sie uns nacheinander<br />
jedes System betrachten.<br />
In System 1 werden alle Codewörter<br />
als gültig behandelt und<br />
es ist somit keine Fehlererkennung<br />
möglich. Ein Zug von<br />
einem gültigen Codewort aus<br />
führt immer zu einem anderen<br />
gültigen Codewort.<br />
Um in System 2 von einem gültigen<br />
Codewort zu einem anderen<br />
Codewort zu wechseln, wird<br />
genau ein ungültiges Codewort<br />
durchlaufen. Die Gesamtbewegung<br />
entspricht einer minimalen<br />
Hamming-Distanz von 2. Der<br />
Empfänger kann das Auftreten<br />
eines 1-Bit-Fehlers erkennen,<br />
wenn das Codewort auf ungültigen<br />
Punkten landet, aber da<br />
dieses ungültige Codewort genau<br />
in der Mitte zwischen zwei gültigen<br />
Codewörtern liegt, kann er<br />
das richtige gesendete Codewort<br />
nicht bestimmen. Daher ist hier<br />
keine Fehlerkorrektur möglich.<br />
In System 3 ist der Mindestabstand<br />
zwischen den 2 gültigen<br />
Codewörtern 3. Das Auftreten<br />
eines 1- oder 2-Bit-Fehlers<br />
kann erkannt werden, aber nicht<br />
das Auftreten eines 3-Bit-Fehlers<br />
(gelangt einfach zu einem<br />
anderen gültigen Codewort).<br />
Jedoch kann man sehen, dass<br />
das System nun einen 1-Bit-<br />
Fehler korrigieren kann, indem<br />
es das nächste gültige Codewort<br />
daneben betrachtet und feststellt,<br />
dass dieses das gesendete Codewort<br />
ist.<br />
48 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Funkmodule<br />
Tabelle 1: Anzahl der Fehler, die mit unterschiedlichen Hamming-Distanzen erkannt und korrigiert werden können<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 49
Funkmodule<br />
Um ein zuverlässiges Kommunikationssystem<br />
zu realisieren,<br />
bietet es sich also an, die<br />
Hamming-Distanz zu erhöhen.<br />
Hierfür kann man weniger gültige<br />
Codewörter oder mehr Bits<br />
verwenden. Natürlich müssen<br />
dadurch größere Datenmengen<br />
in einem Kommunikationsmedium<br />
mit fester Kapazität gesendet<br />
werden.<br />
Das oben Erwähnte lässt sich<br />
erweitern und dahingehend verallgemeinern,<br />
was mit größeren<br />
Hamming-Distanzen geschehen<br />
würde. Die Codewörter<br />
sind in Tabelle 1 organisiert.<br />
Die Hamming-Distanz definiert<br />
den Abstand zwischen gültigen<br />
Codewörtern. Alle ungültigen<br />
Codewörter stecken in grünen<br />
Feldern.<br />
Kommunikationsfehler<br />
Es wird davon ausgegangen,<br />
dass das Übertragen von Schaltsignalen<br />
eine einfache Funkanwendung<br />
ist und kein komplexes<br />
Design erfordert. Manchmal<br />
jedoch sind mehrere Empfänger<br />
vorhanden, und es muss präzise<br />
gesteuert werden, welche Empfänger<br />
reagieren sollen.<br />
Die Grafik bringt ein Beispiel.<br />
Ein Signal wird gesendet, um<br />
Empfänger 1 zu sagen, dass<br />
er antworten soll. Wenn Daten<br />
falsch interpretiert werden, wird<br />
möglicherweise der falsche<br />
Empfänger (Empfänger 3) adressiert,<br />
was die Sicherheit des<br />
Systems beeinträchtigt.<br />
det. Die Konsequenz daraus ist,<br />
dass eine Hamming-Distanz von<br />
6 erreicht wird.<br />
Außerdem fügt der HF-IC standardmäßig<br />
vor der Übertragung<br />
der Funkkommunikationsdaten<br />
seine eigenen CRCs zu den endgültigen<br />
Daten hinzu. Dies dient<br />
dazu, sicherzustellen, dass die<br />
Daten das Zielmodul erreichen.<br />
Es garantiert nicht die Kohäsion<br />
der NK-2.4Y-Nutzdaten.<br />
Aus diesem Grund wird eine<br />
separate CRC (mit einer Hamming-Distanz<br />
von 6) nur für die<br />
NK-2.4Y-Nutzdaten durchgeführt,<br />
um eine korrekte Datenkommunikation<br />
zu gewährleisten.<br />
Die Analogie besteht darin, sich<br />
vorzustellen, wie Briefe verschickt<br />
werden. Die Adresse auf<br />
dem Umschlag ist in einem Standardformat<br />
geschrieben, sodass<br />
er den Empfänger auch erreicht.<br />
Der Inhalt des Umschlags ist<br />
dafür irrelevant. Wenn die<br />
Adresse nicht lesbar ist, wird<br />
sie nicht zugestellt. Dies entspricht<br />
der vom HF-IC durchgeführten<br />
CRC.<br />
Wenn der Umschlag den Empfänger<br />
erreicht, kann sein Inhalt<br />
untersucht werden. Dies entspricht<br />
der NK-2.4Y-CRC mit<br />
seiner Hamming-Funktion, die<br />
auf die NK-2.4Y-Nutzdaten<br />
angewendet wird, wenn die<br />
Daten vom Ziel-HF-IC empfangen<br />
werden.<br />
NK-2.4 Nutzdaten<br />
Nachfolgend die NK-2.4Y-<br />
Nutzdaten mit ihren Prüfdaten<br />
der NK-2.4Y-CRC (Hamming-<br />
Distanz 6):<br />
Wenn diese Daten vom HF-IC<br />
verarbeitet werden, fügt es den<br />
entsprechenden Header und den<br />
endgültigen CRC für die Funkübertragung<br />
hinzu.<br />
NK-2.4Y-Empfang<br />
Wenn das Ziel-HF-IC die Daten<br />
empfängt, führt es zuerst seine<br />
CRC aus (die Adresse auf der<br />
Ebene „Umschlag“):<br />
Wenn das in Ordnung ist, wird<br />
die CRC für die NK-2.4Y-Nutzdaten<br />
ausgeführt („Inhalt“ des<br />
Briefs):<br />
Sind alle Prüfungen zufriedenstellend<br />
verlaufen, kann das<br />
Modul die Anfrage bearbeiten.<br />
Fazit<br />
Im vorherigen Diagramm kann<br />
man sehen, was ohne CRC oder<br />
Überprüfung der Nutzdaten passieren<br />
kann.<br />
Durch die Einbindung von CRC<br />
mit einer entsprechenden Hamming-Distanz<br />
in die Nutzdaten<br />
ist eine sichere und zuverlässige<br />
Kommunikation möglich.<br />
Wenn Fehler festgestellt werden,<br />
verwerfen alle Empfänger<br />
die Daten, und keiner wird eine<br />
Reaktion zeigen. Dies verhindert<br />
Fehlfunktionen des Systems aufgrund<br />
von Übertragungsfehlern.<br />
Da die Übertragung kontinuierlich<br />
ist, führt NK-2.4Y keine<br />
Fehlerkorrektur durch, sondern<br />
wartet einfach auf das nächste<br />
Übertragungspaket. ◄<br />
Hamming-Distanz<br />
und NK-2.4Y<br />
Am Anfang wurde die Grundidee<br />
erläutert, wie Datenfehler<br />
mit der Hamming-Funktion<br />
erkannt (und gegebenenfalls<br />
auch korrigiert) werden können.<br />
Zur Implementierung der<br />
Hamming-Funktion in der Praxis<br />
gibt es verschiedene Techniken.<br />
Die Hamming-Funktion, die an<br />
den NK-2.4Y-Nutzdaten durchgeführt<br />
wird, ist von der CRC-<br />
Methode abgeleitet und verwendet<br />
keine speziellen Codewörter<br />
wie oben. Die bei NK-2.4Y verwendete<br />
CRC (Cyclic Redundancy<br />
Check) wird hier als Fehlererkennungsverfahren<br />
verwen-<br />
Beispiel für Kommunikationsfehler<br />
50 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
a Knowles Precision Devices brand<br />
TM<br />
a Knowles Precision Devices brand<br />
TM<br />
Funkmodule<br />
WiFi/Bluetooth-Modul im M.2-Formfaktor<br />
MSC Technologies hat sein Produktportfolio<br />
um das leistungsstarke WiFi/Bluetooth-<br />
Kombimodul SPB228 von H&D Wireless<br />
(Schweden) erweitert und dieses, bereits<br />
vollimplementiert auf den MSC-SMARC-<br />
Modulen, auf der embedded world präsentiert.<br />
Dieses neue Modul unterstützt dual<br />
frequency 802.11 a/b/g/n/ac mit einem 2 x<br />
2 Multi-User Radio und Bluetooth 5.0 Dual<br />
Mode. Mit seinen kompakten Abmessungen<br />
von 12 x 16 mm in dem lötbaren M.2-1216-<br />
Formfaktor und dem erweiterten Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C ist das Kombinmodul<br />
optimal für vielfältige High-End-<br />
Anwendungen geeignet. Es basiert auf dem<br />
Marvell Chipset 88W8997, welcher Langzeitverfügbarkeit<br />
garantiert.<br />
Das WiFi/Bluetooth-Kombimodul SPB228<br />
unterstützt 802.11ac mit verschiedenen<br />
Modulations- und Coding-Schemes wie<br />
MCS0 bis MCS9, VHT20 bis VHT80 und<br />
BPSK, CCK, QPSK, 16QAM, 64QAM<br />
sowie 256QAM für WLAN, was Datenraten<br />
von bis zu 866,7 Mbit/s bei Nutzung des<br />
2x2 Multi-User MiMo erlaubt. Das Bluetooth<br />
5.0 bietet sowohl Bluetooth Classic<br />
wie auch Bluetooth-LE-Funktionalität und<br />
dies auch bei simultaner Nutzung des WiFi-<br />
Systems. Koexistenz-Funktionen werden<br />
zu Bluetooth aber auch zu LTE unterstützt.<br />
In dem hochintegrierten Modul sind RF,<br />
Baseband/MAC, Bluetooth Engine, RF-Filter<br />
und der Oszillator vereint. Das SPB228<br />
wird von einem Linux OS auf einem Host<br />
Controller gesteuert. Die Host-Schnittstellen<br />
unterstützen USB 3.0, SDIO und PCIe.<br />
Zusätzlich werden ein PCM Audio Interface<br />
und weitere Schnittstellen geboten.<br />
Auch die Funkschnittstelle bietet exzellente<br />
Leistungswerte mit einer Empfangsempfindlichkeit<br />
von bis zu -98 dBm und einer<br />
Ausgangsleistung von maximal 16 dBm,<br />
was eine gute Funkreichweite garantiert.<br />
Dank der modernen Chip-Technologie lässt<br />
sich ein geringer Stromverbrauch sogar im<br />
Sendemodus erreichen, wie z.B. 350 mA in<br />
2,4 GHz 802.11 /b mode (1 Mbps).<br />
Als Sicherheitsfunktionen werden WEPund<br />
WPA/WPA2-Verschlüsselung geboten.<br />
Weitere Software-Funktionen sind WiFi<br />
Direct; die simultane Nutzung von SoftAP<br />
und Station Mode sind möglich. MSC<br />
Technologies hat eine volle Integration des<br />
SPB228-Moduls auf seinen neuen SMARC-<br />
2.0-Modulen MSC SM2S-ZUSP und MSC<br />
SM2S-IMX8M vorgenommen. Alle gebotenen<br />
Funktionen werden voll unterstützt. Im<br />
Board Support Package dieser Boards sind<br />
die Treiber bereits enthalten. Zur schnellen<br />
Systemintegration stehen Referenz-Designs<br />
und Evaluation Tools zur Verfügung.<br />
■ MSC Technologies GmbH<br />
www.msc-technologies.eu<br />
Fahrt in Richtung<br />
vollelektrisch<br />
Summ, Summ. Piep, Piep<br />
AEC-Q200<br />
KONDENSATOREN UND EMI-FILTER FÜR<br />
AUTOMOTIVE-ANWENDUNGEN<br />
● Standard- und großformatige<br />
MLCCs<br />
● Sicherheitszertifizierte MLCCs<br />
● EMI-Filter mit drei Anschlüssen<br />
● X2Y integrierte passive<br />
Komponenten<br />
● StackiCap-Kondensatoren mit<br />
hohem CV<br />
● Open-Mode- & Tandem-<br />
Kondensatoren<br />
● X8R Hochtemperatur- MLCCs<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 51
Funkmodule<br />
Neue WiFi-Bausteine für das IoT<br />
Silicon Labs bringt ein neues<br />
WiFi-Portfolio auf den Markt,<br />
mit dem sich die Entwicklung<br />
leistungsempfindlicher, batteriebetriebener<br />
WiFi-Produkte<br />
vereinfachen lässt, zu denen<br />
IP-Sicherheitskameras, Kassen-<br />
(PoS-)Terminals sowie medizintechnische<br />
Geräte für den Endverbraucher<br />
zählen. Die auf eine<br />
herausragende Energieeffizienz<br />
optimierten Transceiver WF200<br />
und Module WFM200 unterstützen<br />
2,4 GHz 802.11 b/g/n<br />
WiFi und liefern dabei die hohe<br />
Leis tung sowie die zuverlässige<br />
Konnektivität, die angesichts<br />
der steigenden Zahl von vernetzten<br />
Geräten in Heim- und<br />
in kommerziellen Netzwerken<br />
notwendig ist.<br />
„Wir haben das erste Low-<br />
Power-WiFi-Portfolio geliefert,<br />
das speziell für IoT entwickelt<br />
wurde, um Durchbrüche<br />
in sicheren, batteriebetriebenen<br />
Designs von vernetzten Geräten<br />
zu verwirklichen, die bisher einfach<br />
nicht möglich waren“, sagte<br />
Daniel Cooley, Senior Vice President<br />
und General Manager für<br />
IoT-Produkte bei Silicon Labs.<br />
„Es ist wohl nicht weiter überraschend,<br />
dass wir eine starke<br />
Kundennachfrage nach einer<br />
WiFi-Technologie feststellen,<br />
die in die knappen Strom- und<br />
Platz-Budgets batteriebetriebener<br />
Geräte passt und Endbenutzer<br />
davon befreit, sich an<br />
Wechselstromquellen anschließen<br />
zu müssen.“<br />
Markteinführung<br />
beschleunigen<br />
Laut IHS Mark it wird der Markt<br />
für WiFi-Geräte in Low-Power-<br />
IoT-Endknotenanwendungen<br />
voraussichtlich von 128 Millionen<br />
Einheiten pro Jahr im<br />
Jahr 2016 auf 584 Millionen<br />
Einheiten pro Jahr bis 2021<br />
wachsen. Mit dem WFM200,<br />
dem, laut Hersteller, weltweit<br />
kleinsten vorzertifizierten SiP-<br />
Modul mit integrierter Antenne,<br />
können Entwickler die Markteinführung<br />
von batteriebetriebenen<br />
WiFi-Produkten beschleunigen<br />
und diese miniaturisieren. Der<br />
Transceiver WF200 von Silicon<br />
Labs bietet eine kostengünstige<br />
Option für Anwendungen mit<br />
hohen Stückzahlen; gleichzeitig<br />
erhalten Entwickler die Flexibilität,<br />
spezielle Anforderungen an<br />
das Systemdesign zu erfüllen,<br />
beispielsweise die Verwendung<br />
externer Antennen.<br />
Der Transceiver WF200 und<br />
das Modul WFM200 mit ihrer<br />
hohen Energieeffizienz bieten<br />
eine Reihe von Vorteilen für<br />
WiFi-fähige IoT-Anwendungen:<br />
• außergewöhnlich geringe<br />
Sendeleistung (TX: 138 mA)<br />
und Empfangsleistung (RX:<br />
48 mA)<br />
• durchschnittlicher WiFi-<br />
Stromverbrauch 200 µA<br />
(DTIM = 3), was zu einem<br />
extrem niedrigen Energieverbrauch<br />
des Systems beiträgt<br />
• überlegene Leistungsübertragungsbilanz<br />
von 115 dBm für<br />
WiFi-Übertragungen mit großer<br />
Reichweite<br />
• QFN32-Transceiver mit geringem<br />
Platzbedarf von 4 x 4 mm<br />
und LGA52-SiP-Modul mit<br />
6,5 x 6,5 mm<br />
• ausgezeichnete Antennendiversität<br />
und kabellose Koexistenz<br />
in überfüllten 2,4-GHz-<br />
Umgebungen<br />
• fortschrittliche Sicherheitstechnologie:<br />
sichere Boot- und<br />
Host-Schnittstelle, Hardware-<br />
Kryptographie-Beschleunigung<br />
mit Unterstützung von<br />
AES, PKE und TRNG<br />
• Vorzertifizierung durch FCC,<br />
CE, IC, Südkorea und Japan<br />
zur Minimierung der Entwicklungszeit,<br />
des Aufwands sowie<br />
des Risikos<br />
• umfassende Entwicklungs-<br />
Tools und Drahtlos-Starter-Kit<br />
mit Embedded- und Linux-<br />
Host-Treibern, sodass Entwickler<br />
in wenigen Minuten<br />
durchstarten können<br />
Silicon Labs bemustert zurzeit<br />
ausgewählte Kunden mit<br />
WF200-Transceivern und<br />
WFM200-SiP-Modulen; Produktionsmengen<br />
sind für Q4<br />
<strong>2018</strong> geplant. Weitere Informationen<br />
auf www.silabs.com/lowpower-wi-fi.<br />
■ Silicon Labs<br />
www.silabs.com<br />
52 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
EMV<br />
EMV-Abschirmzelt als<br />
Ergänzung für EMV<br />
Alldaq stellte die zweite Generation des<br />
EMV-Abschirmzelts von Tekbox vor.<br />
Das Zelt mit der Bezeichnung TBST-<br />
120/60/60/2 kann sowohl zur Abschirmung<br />
von Störungen von außen eingesetzt werden<br />
als auch bei Störfestigkeitsmessungen,<br />
um die Umgebung vor ungewollten Störimpulsen<br />
zu schützen. Mit einer Größe von<br />
120 x 60 x 60 cm kann es beispielsweise<br />
EMV-Precompliance-Equipment wie eine<br />
Netznachbildung (LISN) oder eine TEM-<br />
Zelle bis zu einer Gesamtlänge von knapp<br />
1,2 m aufnehmen (z.B. die TBTC3 von<br />
Tekbox).<br />
Das Abschirmzelt besteht aus zwei Lagen<br />
leitfähigen Gewebes, welches mithilfe<br />
eines stabilen Aluminium-Profilrahmens<br />
aufgespannt wird. Die seitliche Filterplatte<br />
dient zur Durchführung von Versorgungs-<br />
und Signalleitungen. Es stehen<br />
ein 240-V/10-A-AC-Netzfilter, zwei<br />
240-V/10-A-DC-Filter und vier Koaxial-<br />
Durchführungen (3 x Typ N und 1 x BNC)<br />
zur Verfügung. Die große Zugangsöffnung<br />
wird mit leitfähigem Klettband rundum<br />
HF-dicht verschlossen.<br />
Der größte Vorteil des Abschirmzelts ist<br />
die hervorragende Dämpfung durch das<br />
Der Tekbox TBFL1 kombiniert<br />
einen Transienten-<br />
Limiter (Begrenzer), einen<br />
Abschwächer (Dämpfungsglied)<br />
und ein Hochpassfilter<br />
in einem Gerät.<br />
Er wird in den Signalpfad<br />
eingeschleift, um den Eingang<br />
von Spektrumanalysator<br />
oder Messempfänger<br />
optimal zu schützen. Dies<br />
gilt insbesondere für die<br />
Schirmgewebe von besser als 58 dB im<br />
Bereich DC bis 1,5 GHz. Damit eignet es<br />
sich sowohl für die Messung abgestrahlter<br />
als auch leitungsgebundener Störungen.<br />
Externes Störspektrum, welches die Interpretation<br />
der Messergebnisse oft unnötig<br />
erschwert, kann dadurch zuverlässig ausgeblendet<br />
werden. Auch für Störfestigkeitsmessungen<br />
lässt sich das Abschirmzelt<br />
einsetzen und verhindert so Störungen der<br />
Messtechnik und der Umgebung.<br />
Die Außenabmessungen (B x T x H) betragen<br />
120 x 60 x 60 cm. Dank der großen<br />
Öffnung von 85 x 35 cm ist das Abschirmzelt<br />
gut zugänglich. Es lässt sich anhand<br />
der mitgelieferten Aufbauanleitung problemlos<br />
zusammenbauen.<br />
■ Alldaq GmbH Computersysteme<br />
info@alldaq.com<br />
www.alldaq.com<br />
Transienten-Limiter, Abschwächer und<br />
Hochpass in Einem<br />
Messung leitungsgebundener<br />
Störaussendung oder<br />
anderer Messungen, bei<br />
denen der Eingangspegel<br />
nicht vorhergesagt werden<br />
kann oder zufällige Überlastung<br />
auftreten kann.<br />
PIN- und Schottky-Dioden<br />
in Kombination mit einem<br />
mehrstufigen 10-dB-<br />
Abschwächer ergeben ein<br />
Gerät, welches kontinuierliche<br />
HF-Eingangspegel<br />
von bis zu 5 W (37 dBm)<br />
aushält. Eine Gasentladungsröhre<br />
bietet zusätzlichen<br />
Schutz vor Transienten<br />
hoher Spannung.<br />
Außerdem unter drückt<br />
das 9-kHz-Hochpassfilter<br />
Oberschwingungen, die<br />
von der Netzspannung<br />
herrühren. Mit einem<br />
Schwellwertpegel von<br />
11 dBm und einem flachen<br />
Frequenzgang im Bereich<br />
9 kHz bis 600 MHz kann<br />
der TBFL1 im gesamten<br />
Bereich leitungsgebundener<br />
Störaussendung<br />
und bei vielen weiteren<br />
Applikationen eingesetzt<br />
werden.<br />
■ Alldaq GmbH<br />
Computersysteme<br />
www.alldaq.com<br />
Ihr Partner für<br />
EMV und HF<br />
Messtechnik-Systeme-Komponenten<br />
EMV-<br />
MESSTECHNIK<br />
Absorberräume, GTEM-Zellen<br />
Stromzangen, Feldsonden<br />
Störsimulatoren & ESD<br />
Leistungsverstärker<br />
Messempfänger<br />
Laborsoftware<br />
ANTENNEN-<br />
MESSTECHNIK<br />
Positionierer & Stative<br />
Wireless-Testsysteme<br />
Antennenmessplätze<br />
Antennen<br />
Absorber<br />
Software<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
MESSTECHNIK<br />
Puls- & Signalgeneratoren<br />
Zeit- & Frequenzzähler<br />
Netzwerkanalysatoren<br />
Spektrumanalysatoren<br />
Leistungsmessköpfe<br />
HF-Schaltfelder<br />
EMV-ZUBEHÖR<br />
LWL-Übertragungsstrecken<br />
Abschlusswiderstände<br />
Adapter & HF-Kabel<br />
Netznachbildungen<br />
Dämpfungsglieder<br />
Richtkoppler<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 53<br />
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 90 376<br />
Email: info@emco-elektronik.de 53<br />
Internet: www.emco-elektronik.de
Fachbücher für die<br />
Praxis<br />
Praxiseinstieg<br />
in die<br />
Spektrumanalyse<br />
Joachim Müller,<br />
21 x 28 cm, 198 Seiten,<br />
zahlr. überwiegend farbige<br />
Abb. Diagramme, Plots<br />
ISBN 978-3-88976-164-4,<br />
beam-Verlag 2014, 38,- €<br />
Art.-Nr.: 118106<br />
Ein verständlicher Einstieg<br />
in die Spektrumanalyse -<br />
ohne höhere Mathematik,<br />
der Schwerpunkt liegt auf<br />
der Praxis mit Vermittlung<br />
von viel Hintergrundwissen.<br />
Hintergrundwissen:<br />
• Der Zeit- und Frequenzbereich,<br />
Fourier<br />
• Der Spektrumanalyzer<br />
nach dem Überlagerungsprinzip<br />
• Dynamik, DANL und Kompression<br />
• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor,<br />
EMV-Detektoren<br />
• Die richtige Wahl des<br />
Detektors<br />
• Moderne Analyzer, FFT,<br />
Oszilloskope mit FFT<br />
• Auswahl der Fensterung<br />
- Gauß, Hamming, Kaiser-<br />
Bessel<br />
• Die Systemmerkmale und<br />
Problemzonen der Spektrumanalyzer<br />
•<br />
Hochfrequenz-<br />
Transistorpraxis<br />
Schaltungstechnik,<br />
Einsatzprinzipien, Typen<br />
und Applikationen<br />
Frank Sichla,<br />
17,5 x 25,5 cm, 278 Seiten,<br />
zahlr. Abb. und Tabellen<br />
ISBN 978-3-88976-153-8,<br />
beam-Verlag 2008, 24,- €<br />
Art.-Nr.:118070<br />
Das Buch beschreibt die<br />
Anwendung von diskreten<br />
Transistoren und erläutert<br />
die Schaltungstechnik praxisorientiert<br />
mit einer Fülle<br />
ausgewählter Applikationsschaltungen.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
• Bipolartransistoren<br />
• Grundschaltungen<br />
• Schaltungstricks<br />
• Anpassung<br />
• FETs im Überblick<br />
• FET-Grundschaltungen<br />
• Die Welt der Power-MOS-<br />
FETs<br />
• Rund um die Kühlung<br />
• Transistorschaltungen<br />
richtig aufbauen<br />
• HF-Kleinsignal-<br />
Verstärkerschaltungen<br />
• Leis tungsverstärker<br />
• Oszillatorschaltungen<br />
• Senderschaltungen<br />
• Mess- und Prüftechnik<br />
Smith-Diagramm<br />
Einführung und<br />
Praxisleitfaden<br />
Joachim Müller,<br />
21 x 28 cm, 117 Seiten,<br />
zahlr. Abb. und Diagramme<br />
ISBN 978-3-88976-155-2,<br />
beam-Verlag 2009, 29,80 €<br />
Art.-Nr.: 118082<br />
Das Smith-Diagramm ist bis<br />
heute das wichtigste Instrument<br />
zur bildlichen Darstellung<br />
der Anpassung und zum Verständnis<br />
der Vorgänge in HF-<br />
Systemen. Dieses Buch bietet<br />
eine grundlegende Einführung<br />
in den praxisnahen Aufbau<br />
und die Handhabung des<br />
Diagramms.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
• Der Weg zum Smith-Diagramm<br />
• Reflexionsfaktor<br />
• Rückflussdämpfung<br />
• Praxis mit dem Smith-Diagramm,<br />
u.a.: Kompensation<br />
von Blindanteilen, Ortslinie<br />
über Frequenz, Leitung als<br />
Transformator, elektrisch<br />
kurze bzw. lange Leitung,<br />
S-Parameter und Smith-Diagramm<br />
• Leitwert-Smith-<br />
Diagramm<br />
• Stubs<br />
• Anpassung, usw.<br />
Praxiseinstieg<br />
in die<br />
vektorielle<br />
Netzwerkanalyse<br />
Joachim Müller,<br />
21 x 28 cm, 142 Seiten,<br />
zahlr. Abb. und Tabellen<br />
ISBN 978-3-88976-159-0,<br />
beam-Verlag 2011, 32,- €<br />
Art.-Nr.: 118100<br />
Hochwertige vektorielle Netzwerkanalysatoren<br />
sind inzwischen<br />
leicht zu Bedienen und<br />
auf Handheldgröße verkleinert.<br />
Fehlt nur noch eine geräteneutrale<br />
Anleitung zum erfolgreichen<br />
Einstieg in die tägliche<br />
Praxis. Dieses Buch stellt die<br />
Grundlagen des Messaufbaus<br />
anschaulich dar.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
• Hintergründe zur vektoriellen<br />
Netzwerkanalyse<br />
• S-Parameter, Netzwerkparameter<br />
• Der Datenaustausch im Touchstone<br />
Fileformat<br />
• Grundfunktionen in der Gerätetechnik<br />
• Kalibrierung – Festlegung der<br />
Messbezugsebene<br />
• Messungen an Antennen<br />
• Untersuchungen an<br />
Leitungen<br />
• Messungen an Bauteilen<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter<br />
www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
Bauelemente<br />
Hochimpulsfeste Widerstände mit industriell<br />
führenden Eigenschaften<br />
TT Electronics, PLC<br />
www.ttelectronics.com<br />
TT Electronics stellte die<br />
HPWC-Serie (High Pulse Withstanding<br />
Chip) hochimpulsfester<br />
Widerstände vor. Diese Bauteile<br />
sind so konzipiert, dass sie die<br />
Spannungs- und Leistungsspitzen<br />
für einseitige Chipwiderstände<br />
maximieren. Damit ist die<br />
HPWC-Serie ideal für Schutzund<br />
Entladeanwendungen in<br />
kompakten Stromversorgungen<br />
und Leistungsreglern geeignet,<br />
bei denen eine Widerstandstoleranz<br />
von 5% benötigt wird.<br />
Verfügbar in vier Bauformen<br />
von 0805 bis 2512, widerstehen<br />
HPWC-Widerstände Spitzenspannungen<br />
von 6,5 kV und<br />
Spitzenleistungen bis 3 kW für<br />
eine Impulsdauer von 0,1 ms.<br />
Die Widerstandswerte reichen<br />
von 1R0 bis 100K bzw. 0,25 bis 2<br />
W. Sie sind eine Weiterentwicklung<br />
der PWC-Widerstände von<br />
TT Electronics, bei der jedoch<br />
der Widerstandwert nicht über<br />
das Lasertrimmen sondern über<br />
eine genaue Prozesscontrolle<br />
beim Siebdruck erreicht wird.<br />
Durch ihre verbesserten Impulseigenschaften<br />
sind diese Dickschicht-Chipwiderstände<br />
optimal<br />
für den Einsatz in Stromversorgungen,<br />
Leistungsschaltern,<br />
Antriebssystemen sowie als<br />
Eingangsschutz medizinischer<br />
Monitore. Somit sind sie interessant<br />
für Entwickler kompakter<br />
SMD-Schaltkreise in Leistungswandlern,<br />
Motorsteuerungen und<br />
Schutzanwendungen im industriellen<br />
und medizinischen Bereich.<br />
Die zunehmende Bedeutung<br />
von Distributed Power Management<br />
(DPM) und intelligenten<br />
Antriebssteuerungen im Industrie-<br />
und Automationsbereich<br />
lässt den Bedarf nach solchen<br />
Produkten steigen. Größe und<br />
Gewicht der Bauteile müssen<br />
dabei reduziert und der Impulsschutz<br />
sowie die Zuverlässigkeit<br />
zwecks Erfüllung von EMV-<br />
Anforderungen erhöht werden.<br />
Die kompakten Abmessungen<br />
der HPWC-Widerstände von<br />
TT Electronics minimieren den<br />
Platzbedarf auf der Leiterplatte.<br />
Durch den Verzicht auf Lasertrimmen<br />
werden Stromengpässe<br />
(Current Crowding) und somit<br />
Hotspots konsequent vermieden,<br />
was die Produktzuverlässigkeit<br />
deutlich erhöht. Im Zuge dessen<br />
hat die HPWC-Serie eine deutlich<br />
höhere Impulsfähigkeit als<br />
Produkte von Mitbewerbern.<br />
Aus Käufersicht bieten die<br />
HPWC-Widerstände maximalen<br />
Impulsschutz bei vorgegebenen<br />
Leiterplatten-Abmessungen,<br />
sparen Platz und erhöhen die<br />
Zuverlässigkeit. ◄<br />
Keramik-Chipinduktivitäten im 0402-Format bieten hohe Güten<br />
Die neuen keramischen Chipinduktivitäten<br />
in gewickelter Ausführung aus der<br />
Coilcraft-Baureihe 0402DC überzeugen<br />
mit den branchenweit höchsten Q-Faktoren<br />
im Format 0402 (metrisch 1005) –<br />
bis zu 162 bei 2,4 GHz – und sorgen so<br />
für extrem geringe Verluste in Hochfrequenzschaltungen.<br />
Die Baureihe ist in 26<br />
Standardinduktivitätswerten von 3,0 nH<br />
bis 120 nH erhältlich. 73 weitere Werte<br />
sind auf Anfrage erhältlich, wozu auch die<br />
mit 0,1-nH-Stufung von 2,8 nH bis 10 nH<br />
gehören. Die meisten Werte sind mit einer<br />
2%-Toleranz erhältlich.<br />
Die Baureihe 0402DC überzeugt durch<br />
einen drahtgewickelten Aufbau für höchste<br />
Eigenresonanzen bis zu 16 GHz. Sie bietet<br />
mit gerade einmal 37 mOhm einen DCR-<br />
Wert, der beträchtlich unter dem anderer<br />
Chipinduktivitäten im 0402-Format liegt.<br />
Die Chipinduktivitäten aus der 0402DC-<br />
Baureihe sind die optimale Wahl für die<br />
Impedanzanpassung bei Antennen in den<br />
Frequenzbändern 700 bis 960 und 1710 bis<br />
2700 MHz. Die Gehäuse im 0402-Format<br />
eignen sich perfekt für Smartphones<br />
und Tablets.Die Induktivitäten aus der<br />
0402DC-Baureihe sind RoHS-konform<br />
und können bei einer Höchsttemperatur<br />
von 260 °C reflow-gelötet werden. Die<br />
Anschlüsse sind folgendermaßen aufgebaut:<br />
Zinn auf Nickel auf Silber-Platin-<br />
Dickfilm.<br />
Wie bei allen Bauelementen von Coilcraft<br />
können auch für die Baureihe 0402DC<br />
kostenlose Testmuster und umfassende<br />
technische Datenblätter unter www.coilcraft.com<br />
bestellt bzw. heruntergeladen<br />
werden. Die Bauelemente sind ab Lager<br />
verfügbar und können online über buy.coilcraft.com<br />
oder telefonisch über die nächste<br />
Coilcraft-Vertriebsstelle bestellt werden.<br />
■ Coilcraft Europe<br />
sales@coilcraft-europe.com<br />
www.coilcraft-europe.com<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 55
Bauelemente<br />
I/Q-Demodulator für 0,3 bis 9 GHz<br />
Eingangsfrequenz<br />
Der LTC5594 eignet sich optimal<br />
für drahtlose 5G-Mikrowellen-Infrastrukturplattformen,<br />
die<br />
eine Bandbreite von 1 GHz oder<br />
mehr und einen hohen Dynamikbereich<br />
benötigen, um die<br />
Modulation hoher Ordnung<br />
und die Anforderungen an die<br />
erforderlichen Gigabit-Datenraten<br />
zu unterstützen. Zusätzlich<br />
bietet der Baustein Vorteile<br />
für weitere Anwendungen wie<br />
Breitband-Mikrowellen-Punktzu-Punkt-Backhaul,<br />
Hochleistungs-GPS-Systeme,<br />
Satellitenkommunikation,<br />
Flugzeugavionik,<br />
HF-Test-Equipment und<br />
Radarsysteme. Seine hervorragende<br />
Linearität und Spiegelunterdrückung<br />
sind besonders<br />
geeignet für Applikationen von<br />
DPD-Empfängern (digital predistortion).<br />
Über einen Enable-Pin kann ein<br />
externer Controller den Baustein<br />
abschalten. Ist er deaktiviert, zieht<br />
er nur 20 µA. Muster und Produktionsmengen<br />
sind ab sofort<br />
erhältlich. Weitere Informationen<br />
findet man unter www.linear.com/<br />
product/LTC5594.<br />
Analog Devices kündigte den<br />
LTC5594 an, einen breitbandigen,<br />
extrem linearen, echten<br />
ZIF-Demodulator (true zero-IF)<br />
mit einer I- und Q-Bandbreite<br />
von 1 GHz bei 1 dB Abweichung.<br />
Dabei hat der Demodulator<br />
typisch 37 dB Spiegelunterdrückung.<br />
Nutzt man den seriellen<br />
Port des Chips, ermöglicht<br />
der Baustein die Korrektur von<br />
I- und Q-Phase und Amplitude<br />
und kann damit so abgestimmt<br />
werden, dass er eine Spiegelunterdrückung<br />
von über 60<br />
dB erreicht. Diese Eigenschaft<br />
vereinfacht die Kalibrierung<br />
wesentlich, verbessert die Empfängerleistung<br />
deutlich und reduziert<br />
die FPGA-Ressourcen, die<br />
nötig sind, um das falsche Image<br />
auf null zu setzen. Zusätzlich hat<br />
der Baustein integrierte Basisbandverstärker<br />
mit einstellbarer<br />
Verstärkung, die einen maximalen<br />
Wandlungsgewinn von 9,2<br />
dB bei 5,8 GHz liefern. Im HF-<br />
Eingang befindet sich ein integrierter<br />
Breitband-Balun, der<br />
einen massebezogenen, mit 50<br />
Ohm abgeschlossenen Betrieb<br />
von 500 MHz bis 9 GHz erlaubt.<br />
Der selbe Eingang kann für<br />
kleinere Frequenzen zwischen<br />
300 und 500 MHz abgeglichen<br />
werden, indem man den Wert<br />
nur einer einzigen externen<br />
Abgleichkomponente ändert.<br />
Die hohe Integrationsdichte<br />
des Demodulators resultiert in<br />
einer minimalen Anzahl externer<br />
Komponenten und geringen<br />
Ausmaßen der gesamten Lösung.<br />
Bei Nutzen des integrierten seriellen<br />
Ports kann die komplette<br />
Kalibrierung einfach festgelegt<br />
werden. Neben der Spiegelunterdrückung<br />
lässt sich auch die<br />
Linearität einschließlich IP2,<br />
der Klirrfaktor 2. und 3. Ordnung<br />
sowie der IP3 optimieren.<br />
Darüber hinaus kann die DC-<br />
Ausgangsspannung mit dem<br />
seriellen Port auf null gelegt werden,<br />
um eine DC-Kopplung zum<br />
A/D-Wandler für einen echten<br />
ZIF-Betrieb zu erlauben. Einmal<br />
bei Raumtemperatur kalibriert,<br />
sind diese Leistungskenndaten<br />
sowohl bei Kälte als auch Hitze<br />
innerhalb der festgelegten Temperaturgrenzwerte<br />
am Gehäuse<br />
von -40 bis +105 °C bemerkenswert<br />
stabil.<br />
Der LTC5594 wird mit einem<br />
5 x 5 mm großen Plastik-QFN-<br />
Gehäuse mit 32 Anschlüssen<br />
geliefert. Der Demodulator arbeitet<br />
an 5 V und verbraucht nominal<br />
470 mA. Die Basisbandverstärker<br />
können selektiv deaktiviert<br />
werden, sodass der Demodulator<br />
dann mit 250 mA auskommt.<br />
Von Mini-Circuits kommt<br />
mit dem MSP2TA-26-12+<br />
ein äußerst zuverlässiger und<br />
robuster Umschalter (SPDT<br />
Switch), welcher den Kontakt<br />
zur einen Seite unterbricht,<br />
bevor er mit der anderen Seite<br />
kontaktiert.<br />
Es gibt intern zwei 50-Ohm-<br />
Terminierungswiderstände, an<br />
die das nicht weitergeleitete<br />
Signal gelegt wird. Dieser<br />
Schalter ist für Signale mit<br />
Frequenzen von 0 bis 26,5<br />
GHz geeignet und bietet eine<br />
extrem hohe mögliche Schalthäufigkeit<br />
von 10 Millionen,<br />
welche sich auf 100 Millionen<br />
ausweiten lässt, falls eine<br />
routinemäßige Fabrikreinigung<br />
erfolgt. Die Steuerung<br />
erfolgt mit nominell 12 V DC.<br />
Die typische Schaltgeschwindigkeit<br />
beträgt dann 20 Millisekunden.<br />
Die Durchgangsdämpfung<br />
wird mit 0,25 dB<br />
Weitere Kenndaten:<br />
• OIP3 37 dBm @ 5,8 GHz<br />
• Verstärkung 8 dB, einstellbar<br />
in 1-dB-Schritten<br />
• maximale Leistungsverstärkung<br />
9,2 dB @ 5,8 GHz<br />
■ Analog Devices, Inc.<br />
www.analog.com<br />
Hochzuverlässiger elektromechanischer<br />
Schalter für bis zu 26,5 GHz<br />
angegeben, die Isolation mit<br />
80 dB. Der MSP2TA-26-12+<br />
ist geeignet für viele Anwendungen,<br />
wie das Umschalten<br />
von automatischem Test-<br />
Equipment und das Redundanz-Schalten.<br />
Das Bauteil hat<br />
ein robustes Aluminiumgehäuse<br />
mit den Abmessungen<br />
2 x 2,25 x 0,5 Zoll. Dieses ist<br />
mit SMA-Buchsen und optional<br />
mit Schienen für horizontale<br />
oder vertikale Montage<br />
ausgestattet.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Schaltleistung<br />
cold max. 20 W<br />
• Schaltleistung hot max. 1 W<br />
• Steuerspannung max. 13 V<br />
• Steuerstrom bei 12 V typ.<br />
350 mA<br />
• SWR bei 1...12 GHz typ. 1,2<br />
■ Mini-Circuits<br />
www.minicircuits.com<br />
56 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Bauelemente<br />
Koaxialer Zweiweg-Splitter/<br />
Combiner für 2 bis 4,2 GHz<br />
• Einfügedämpfung<br />
max. 0,4 dB<br />
• SWR max. 1,15<br />
MMIC-Richtkoppler für 4 bis<br />
20 GHz<br />
Das Mini-Circuits-Produkt ZAPDQ-4+ ist<br />
ein koaxialer 90°-Zweiweg-Splitter/Combiner<br />
zum Einsatz in Applikationen mit<br />
Signalfrequenzen von 2 bis 4,2 GHz. Dieser<br />
Leistungsteiler verarbeitet Eingangssignale<br />
mit bis zu 1W bei 0,4 dB Einfügedämpfung<br />
über den theoretischen 3 dB und<br />
bei 22 dB Isolation. Mit 1 dB Amplituden-<br />
Unbalance und 5° Phasen-Unbalance (relativ<br />
zu 90°) ist der Splitter optimal geeignet<br />
für eine breite Palette von Applikationen,<br />
bei denen ein 90°-Phasenversatz gefordert<br />
wird (I/Q-Modulatoren, Gegentaktverstärker,<br />
Antenneneinspeisungen und andere).<br />
Der Leistungsteiler ZAPDQ-4+ verwendet<br />
ein robustes und schirmendes Gehäuse aus<br />
einer Aluminiumlegierung mit den Abmessungen<br />
2 x 2 x 0,75 Zoll. Es ist entweder mit<br />
SMA- oder mit N-Anschlüssen ausgestattet.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperatur<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Lagertemperatur<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Impedanz 50 Ohm<br />
• Verlustleistung max. 125 mW<br />
• Amplituden-Unbalance<br />
max. 1 dB<br />
• Phasen-Unbalance max. 8°<br />
• Isolation min. 16 dB<br />
• Einfügedämpfung max. 0,9 dB<br />
Koaxialer 16-Weg-Splitter/<br />
Combiner für 695 bis<br />
2700 MHz<br />
Von Mini-Circuits kommt mit dem ZB16PD-<br />
272-75F+ ein koaxialer 16-Weg-Leistungsteiler<br />
für 75-Ohm-Systeme mit Signalfrequenzen<br />
zwischen 695 und 2700 MHz, wie<br />
z.B. Anwendungen für CATV, WiMAX,<br />
L-Band und mehr. Dieses Produkt verarbeitet<br />
eine HF-Leistung von bis zu 5 W als<br />
ein Splitter und weist eine Einfügedämpfung<br />
von 1 dB (über den theoretischen 12<br />
dB), 24 dB Isolation, ein nominelles SWR<br />
von 1,4 sowie typisch 0,3 dB Amplituden-<br />
Unbalance und 5° Phasen-Unbalance auf.<br />
Dieser Splitter/Combiner wird mit einem<br />
robusten Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung<br />
mit den Maßen 13,25 x 6 x 0,88<br />
Zoll mit Anschlüssen vom F-Typ geliefert.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperatur<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Lagertemperatur<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Gleichstrom max. 1 A<br />
(16 x 125 mA)<br />
• Amplituden-Unbalance<br />
max. 0,9 dB<br />
• Phasen-Unbalance max. 11°<br />
• Isolation min. 14 dB<br />
• Einfügedämpfung<br />
max. 1,2 dB<br />
Adapter für 2,4-mm-Buchsen<br />
und bis 50 GHz<br />
Signalfrequenz<br />
Eine in der Industrie führende Werthaltigkeit<br />
weist der von Mini-Circuits produzierte<br />
Adapter 24M-24M+ zur Verbindung von<br />
zwei 2,4-mm-Buchsen auf (Konzept Male<br />
to Male). Er erweitert das Produktangebot<br />
von Mini-Circuits in Richtung 40 bis 50<br />
GHz, sodass Kunden mehr Möglichkeiten<br />
zum Einsatz erhalten. Dieses Modell weist<br />
0,15 dB Einfügedämpfung bei sehr flachem<br />
Verlauf über den Bereich DC bis 50 GHz<br />
auf. Das SWR wird mit typisch 1,04 bis 50<br />
GHz angegeben. Konstruiert aus rostfreiem<br />
Stahl, misst das Produkt nur 0,685 Zoll in<br />
der Länge und 0,362 Zoll im Durchmesser.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperatur<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Lagertemperatur<br />
-55 bis +100 °C<br />
Der von Mini-Circuits produzierte Richtkoppler<br />
EDC21-24+ ist ein MMIC mit 21 dB<br />
Koppelfaktor und einem Einsatzfrequenzbereich<br />
von 4 bis 20 GHz. Dieses Modell<br />
weist ±2 dB Koppel-Flatness über den vollen<br />
Einsatzfrequenzbereich auf. Der Verlust in<br />
der Mainline wird mit 0,7 dB angegeben, die<br />
Rückflussdämpfung mit typisch 18 dB und<br />
die Richtschärfe mit typisch 19 dB. Dieser<br />
Richtkoppler verträgt maximal fünf Minuten<br />
lang bis zu 15 dBm HF-Eingangsleistung.<br />
Er hat ein 4 x 4 mm QFN-Gehäuse. Eine<br />
externe Terminierung ist nicht erforderlich.<br />
Hergestellt mit GaAs-MMIC-Technologie,<br />
weist dieser Richtkoppler eine herausragende<br />
Reproduzierbarkeit der Daten auf und<br />
ist daher geeignet für Volume-Produktion.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperatur<br />
-40 bis +85 °C<br />
• Lagertemperatur<br />
-65 bis +150 °C<br />
• Eingangsleistung<br />
max. 29,5 dBm<br />
• Mainline-Verlust<br />
bei 4...8 (15...20) GHz<br />
typ. 0,4 (0,9) dB<br />
max. 1 (2) dB<br />
• Koppelgrad<br />
bei 4...8 (15...20) GHz<br />
typ. 22 (21) dB<br />
max. 25,8 (24,2) dB<br />
min. 18,7 (17,5) dB<br />
• Richtschärfe<br />
bei 4...8 (15...20) GHz<br />
typ. 21 (14) dB<br />
min. 17,2 (9,1) dB<br />
• Return Loss Eingang & Ausgang<br />
bei 4...8 (15...20) GHz<br />
typ. 26 (21) dB<br />
• Return Loss Messausgang<br />
bei 4...8 (15...20) GHz<br />
typ. 19 (21) dB<br />
■ Mini-Circuits<br />
www.minicircuits.com<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 57
Bauelemente<br />
Synchroner abwärts wandelnder<br />
150-V-Zweifach-DC/DC-Controller<br />
Analog Devices kündigte den<br />
Power-by-Linear-Baustein<br />
LTC7810 an, einen nichtisolierten,<br />
synchronen, abwärts<br />
wandelnden Hochspannungs-<br />
DC/DC-Controller mit zwei<br />
Ausgängen, der sämtliche<br />
N-Kanal-MOSFET-Leistungsstufen<br />
ansteuert. Sein Eingangsspannungsbereich<br />
geht von 4,5<br />
bis 140 V Endwert. Der Baustein<br />
arbeitet mit Hochspannungseingängen<br />
oder einem<br />
Eingang, der hohe Spannungsspitzen<br />
aufnimmt, was externe<br />
Überspannungsschutzbauteile<br />
erübrigt. Der LTC7810 arbeitet<br />
mit bis zu 100% Tastgrad, wenn<br />
die Eingangsspannung auf 4,1 V<br />
abfällt, was ideal für Applikationen<br />
im Transportwesen, der<br />
Industrie, Robotik und Datenkommunikation<br />
ist.<br />
Die Ausgangsspannung kann<br />
zwischen 1 und 60 V mit Ausgangsströmen<br />
von bis zu 20 A<br />
pro Kanal mit hohen Wirkungsgraden<br />
bis zu 96% eingestellt<br />
werden. Der Baustein zieht<br />
im Schlafmodus bei einer Eingangsspannung<br />
von 48 V nur 16<br />
µA Strom, wobei die Ausgänge<br />
auf 12 und 3,3 V geregelt sind,<br />
was sich gut für ständig eingeschaltete<br />
Systeme eignet. Eine<br />
interne Ladungspumpe erlaubt<br />
den Betrieb mit 100% Tastgrad<br />
im Dropout, eine nützliche<br />
Eigenschaft, wenn er von einer<br />
Batterie während der Entladung<br />
versorgt wird. Die Spread-Spectrum-Option<br />
reduziert abgestrahlte<br />
und leitungsgebundene<br />
Emissionen. Die leistungsstarken<br />
N-Kanal-MOSFET-Gate-Treiber<br />
des LTC7810 können auf 6, 8<br />
oder 10 V programmiert werden,<br />
um die Verwendung von MOS-<br />
FETs mit Logikpegel oder Standardschwellwert<br />
zu ermöglichen<br />
und den Wirkungsgrad zu maximieren.<br />
Um bei Anwendungen<br />
mit hoher Eingangsspannung<br />
eine zu große Verlustleistung auf<br />
dem Chip zu vermeiden, kann<br />
der LTC7810 das Gate eines<br />
optionalen externen N-Kanal-<br />
MOSFETs ansteuern und arbeitet<br />
damit als ein Linearregler mit<br />
geringem Dropout, um das IC<br />
zu versorgen. Der EXTVCC-<br />
Pin ermöglicht die Versorgung<br />
des LTC7810 vom Ausgang des<br />
Reglers oder einer anderen verfügbaren<br />
Quelle, was die Verlustleistung<br />
weiter reduziert und den<br />
Wirkungsgrad verbessert.<br />
Der LTC7810 arbeitet mit einer<br />
wählbaren festen Frequenz<br />
zwischen 50 und 750 kHz<br />
und ist synchronisierbar mit<br />
einem externen Takt von 75 bis<br />
720 kHz. Der Anwender kann<br />
zwischen Forced-Continuous-,<br />
Pulse-Skipping- oder Burst-<br />
Modus wählen, wobei letzterer<br />
eine geringe Restwelligkeit bei<br />
kleinen Lasten aufweist. Seine<br />
Current-Mode-Architektur bietet<br />
eine einfache Kompensierung<br />
der Regelschleife, schnelles Einschwingen<br />
und exzellente Ausregelung<br />
von Betriebsspannungsschwankungen.<br />
Für höchste Effizienz<br />
kann die Strombestimmung<br />
durch Messen des Spannungsabfalls<br />
an der Ausgangsspule<br />
erfolgen oder durch Einsatz eines<br />
optionalen Fühlwiderstands.<br />
Eine kurze Einschaltdauer von<br />
minimal 90 ns ermöglicht hohe<br />
Abwärtswandelverhältnisse bei<br />
hoher Schaltfrequenz. Strom-<br />
Foldback begrenzt die Verlustleistung<br />
an den MOSFETs während<br />
Überlastbedingungen. Weitere<br />
Features sind eine einstellbare<br />
Eingangsüberspannungs-Sperre<br />
und Soft-Start.<br />
Der LTC7810 ist mit einem<br />
thermisch verbesserten eLQFP-<br />
Gehäuse mit 7 x 7 mm Kantenlänge<br />
und 48 Anschlüssen verfügbar.<br />
Unbelegte Pins werden<br />
genutzt, um den Pin-Abstand für<br />
hohe Spannung zu vergrößern.<br />
Es gibt zwei Sperrschichttemperatur-Varianten,<br />
einen erweiterten<br />
und einen industriellen<br />
Temperaturbereich von -40 bis<br />
+125 °C sowie eine Hochtemperatur-Automobilversion<br />
mit<br />
-40 bis +150 °C.<br />
■ Analog Devices, Inc.<br />
www.analog.com<br />
Kleinste gekoppelte Speicherdrossel<br />
Die WE-DPC HV (Double Power<br />
Choke High Voltage) ist eine magnetisch<br />
geschirmte und gekoppelte SMD-Speicherdrossel<br />
mit zwei identischen Windungen,<br />
die eine sehr hohe Isolationsspannung von<br />
1,5 kV aufweist. Sie ist das kleinste Produkt<br />
dieser Art im Portfolio von Würth<br />
Elektronik eiSos.<br />
Mit der Speicherdrossel der Größe 5030<br />
wird ein 40% geringerer Gleichstromwiderstand<br />
im Vergleich zu Konkurrenzprodukten<br />
errreicht. Zudem kann der Kunde<br />
aus Induktivitätswerten zwischen 1 und<br />
47 µH wählen.<br />
Das neue Produkt WE-DPC HV eignet sich<br />
optimal für SEPIC-, Flyback-, Zeta- und<br />
Multi-Output-Buck-Konverter. Es kann<br />
als Speicherdrossel in Serien- und Parallelschaltungen<br />
eingesetzt werden. Die<br />
WE-DPC HV bietet Funktionsisolierung<br />
für 250-V RMS -Nennspannung. Kostenlose<br />
Muster der neuen SMD-Speicherdrossel<br />
sind ab sofort verfügbar. Alle Produkte<br />
sind ab Lager lieferbar.<br />
■ Würth Elektronik eiSos GmbH & Co.<br />
KG<br />
www.we-speed-up-the-future.com<br />
www.we-online.de<br />
58 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
Bauelemente<br />
Isoliertes Hochleistungs-<br />
Gate-Treiber-Board<br />
Synchroner ab- und aufwärts<br />
wandelnder Controller<br />
Analog Devices, Inc. stellte in<br />
Zusammenarbeit mit der Microsemi<br />
Corporation das branchenweit<br />
erste Hochleistungs-Evaluation-Board<br />
für Halbbrücken-<br />
SiC-Leistungsmodule mit bis<br />
zu 1200 V und 50 A bei Schaltfrequenzen<br />
von 200 kHz vor.<br />
Es wurde entwickelt, um die<br />
Zuverlässigkeit neuer Designs<br />
zu verbessern und zugleich die<br />
Notwendigkeit zur Erstellung<br />
zusätzlicher Prototypen zu reduzieren<br />
- dies spart wertvolle Zeit,<br />
senkt die Kosten und verkürzt die<br />
Time-to-Market für Kunden aus<br />
den Bereichen Leistungswandlung<br />
und Energiespeicherung.<br />
Das Gate-Treiber-Board kann<br />
als Funktionsblock in komplexeren<br />
Topologien, beispielsweise<br />
Vollbrücken- oder mehrstufigen<br />
Wandlern, sowie zum Debugging<br />
von Kundenlösungen verwendet<br />
werden. Darüber hinaus kann es<br />
als Evaluierungsplattform oder<br />
in wandlerähnlichen Konfigurationen<br />
zum Test sowie zur Evaluierung<br />
des isolierten Gate-Treibers<br />
ADuM4135 mit iCoupler-<br />
Digitalisolationstechnologie von<br />
Analog Devices und dem DC/<br />
DC-Treiber LT3999 in einem<br />
Hochleistungssystem fungieren.<br />
Das Hochleistungs-Evaluation-Board<br />
ermöglicht SiC-<br />
Leistungsmodulen von Microsemi,<br />
Vorteile wie eine gemeinsame<br />
Testbench, eine höhere<br />
Leistungsdichte für reduzierte<br />
Abmessungen und Kosten sowie<br />
isoliertes und leitendes Substrat<br />
und minimale parasitäre Kapazitäten<br />
für höhere Effizienz,<br />
Leistungsfähigkeit und ausgezeichnetes<br />
Wärmemanagement<br />
bereitzustellen. Aufgrund dieser<br />
Eigenschaften eignet sich<br />
das Board für Anwendungen<br />
wie zum Beispiel Systeme<br />
zum Laden von Elektro- und<br />
Hybrid-Elektrofahrzeugen, DC/<br />
DC-Wandlern, Schaltnetzteilen,<br />
Steuerungen für Hochleistungsmotoren<br />
und Betätigungssysteme<br />
für die Luftfahrt sowie<br />
Plasma/Halbleiter-Equipment,<br />
Laser und Lötsysteme, MRTs<br />
und Röntgengeräte.<br />
Produkt-Highlights:<br />
• Halbbrücken-Topologie<br />
• 1200 V, 50 A bei 200 kHz<br />
• >100 kV/µs CMTI<br />
• 1,2 kV galvanische Isolation<br />
• unabhängige High- und Low-<br />
Side-PWM-Eingänge (Single<br />
Control mit 70 ns Totzeit für<br />
Tests)<br />
• 1 LT3999 + 1 ADuM4135<br />
(High- und Low-Side)<br />
• komplett getesteter Entsättigungsschutz<br />
• niederinduktive und Hochstrom-Anschlüsse<br />
für V+, V-<br />
und AC-Phasenanschluss<br />
• unterstützt Microsemi-Halbbrücken-SiC-Leistungsmodule<br />
in Standard-SP1-Gehäusen<br />
■ Analog Devices, Inc.<br />
www.analog.com<br />
Analog kündigte den Power-by-<br />
Linear-IC LTC3777 an, einen<br />
synchronen ab-/aufwärts wandelnden<br />
150-V-Controller mit<br />
vier integrierten Schaltern und<br />
hohem Wirkungsgrad (bis zu<br />
99%), der mit Eingangsspannungen<br />
über, unter oder gleich<br />
der geregelten Ausgangsspannung<br />
arbeitet. Sein Eingangsspannungsbereich<br />
von 4,5 bis<br />
150 V macht ihn für Hochspannungsquellen<br />
geeignet, auch gibt<br />
es einen Eingang, der hohe Spannungsspitzen<br />
verträgt.<br />
Um in Anwendungen mit hoher<br />
Eingangsspannung eine hohe<br />
Verlustleistung im Chip zu verhindern,<br />
hat der LTC3777 für<br />
den eigenen Stromverbrauch<br />
eine schaltende Bias-Versorgung<br />
mit hohem Wirkungsgrad und<br />
geringem Ruhestrom. Die Ausgangsspannung<br />
des LTC3777<br />
kann bei Ausgangsströmen von<br />
einigen zehn Ampere, abhängig<br />
von der Wahl der externen<br />
Komponenten, zwischen 1,2<br />
und 150 V eingestellt werden.<br />
Mit einem einzigen Bauteil<br />
lässt sich eine Ausgangsleistung<br />
von bis zu 500 W bereitstellen.<br />
Höhere Leistungen sind möglich,<br />
wenn mehrere Bausteine<br />
parallel geschaltet werden. Die<br />
leistungsstarken N-Kanal-MOS-<br />
FET-Gate-Treiber des LTC3777<br />
lassen sich zwischen 6 bis 10 V<br />
einstellen, was den Einsatz von<br />
MOSFETs mit Logikpegel oder<br />
mit Standardschwellwerten ermöglicht.<br />
Der LTC3777 hat eine proprietäre<br />
Current-Mode-Control-<br />
Architektur, die in den Abwärts-,<br />
Aufwärts- und Ab-/Aufwärts-<br />
Betriebsarten eine feste Frequenz<br />
sicherstellt. Die Betriebsfrequenz<br />
kann mit einem externen<br />
Takt zwischen 50 und 600 kHz<br />
synchronisiert werden, wobei die<br />
Ein-/Ausgangs-Konstantstromschleife<br />
die Versorgung zum<br />
Laden einer Batterie und den<br />
Übelastschutz übernimmt. Um<br />
den Wirkungsgrad bei kleinen<br />
Lasten zu maximieren, kann der<br />
Anwender entweder zwischen<br />
dem erzwungen kontinuierlichen<br />
Modus oder diskontinuierlichem<br />
Betrieb wählen. Weitere<br />
Eigenschaften sind der nahtlose<br />
Übergang zwischen Betriebsbereichen,<br />
eine Power-Good-Spannungsüberwachung,<br />
einstellbare<br />
Soft-Start- und Eingangsüberspannungs-Sperre<br />
sowie die<br />
Trennung der Ausgangsspannung<br />
beim Abschalten.<br />
Der LTC3777 ist lieferbar mit<br />
einem e-LQFP-Gehäuse mit 48<br />
Anschlüssen und Pin-Skipping<br />
für ausreichend große Pinabstände<br />
bei hohen Spannungen.<br />
Versionen für den erweiterten<br />
und den industriellen Temperaturbereich<br />
von -40 bis +125 °C<br />
sind ebenfalls verfügbar.<br />
■ Analog Devices, Inc.<br />
www.analog.com<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 59
Integrated Circuits and Component EMC Testing<br />
also a greater emphasis on operational<br />
environments to ensure<br />
proper performance, and public<br />
safety.<br />
Almost every Electromagnetic<br />
Interference (EMI) and Electromagnetic<br />
Compatibility (EMC)<br />
problem ultimately starts or ends<br />
at an electronic circuit. Due to<br />
the focus on energy savings and<br />
reduced power consumption,<br />
there is an increased demand for<br />
low power ICs and circuits designed<br />
with reduced supply voltages.<br />
This results in the degradation<br />
of circuit immunity levels<br />
as incident RF disturbances<br />
can easily influence a lowerpower<br />
circuit. Therefore, it is<br />
required to evaluate the performance<br />
of these components for<br />
both EMI and EMC during the<br />
design stage.<br />
If you are in the business of producing<br />
IC products that are built<br />
to operate in demanding electromagnetic<br />
environments, then<br />
you must also take precautionary<br />
measures to test and pass all the<br />
regulatory EMI and safety requirements<br />
to achieve early time to<br />
market and profitability.<br />
So, how can one test these electronic<br />
“components” to electromagnetic<br />
fields? EMC testing is<br />
performed to ensure these components<br />
can be used in the intended<br />
environment (i.e. 5G, IoT,<br />
Drones automobiles and more)<br />
without failing, degrading or<br />
causing other equipment to fail.<br />
The International Electrotechnical<br />
Commission (IEC) established<br />
a standard for measuring the<br />
electromagnetic interference and<br />
susceptibility to characterize ICs<br />
up to 1 GHz, IEC 62132. IEC<br />
62132-1 provides general information<br />
on the measurement of<br />
conducted and radiated electromagnetic<br />
susceptibility. Table<br />
1 provides an overview of IEC<br />
62132 standard.<br />
AR Application Note #76,<br />
www.arworld.us<br />
Can you imagine the world<br />
without Electronic devices?<br />
Today’s electronic gadgets,<br />
machines and appliances have<br />
become an integral part of our<br />
lives. This is most apparent with<br />
recent developments in technology<br />
like drones, Mobile internet,<br />
medical devices, Internet of<br />
Things (IoT) and autonomous<br />
vehicles. The “core” of these<br />
amazing technologies are built<br />
with today’s faster and smarter<br />
electronic components.<br />
Due to the demand for high<br />
performing electronic devices,<br />
multi-chip package (MCP) and<br />
system-on-a-chip (SoC) technologies<br />
have become widely<br />
employed. In addition, as operating<br />
frequencies of these<br />
emerging technologies (IoT and<br />
5G) have increased and circuits<br />
used in those technologies have<br />
become more complex, it has<br />
become impossible to ignore the<br />
large amounts of parasitic emissions<br />
generated by such complex<br />
integrated circuits (ICs).<br />
Most IC devices operate within<br />
the Radio Frequency (RF) spectrum.<br />
When these devices coexist<br />
with many other products,<br />
the RF spectrum becomes more<br />
congested and creates a complex<br />
electromagnetic environment.<br />
The heart or core of these electronic<br />
devices – “components”<br />
– must be hardened to operate<br />
safely and reliably in the intended<br />
electromagnetic environment.<br />
Additionally, the more<br />
electronic devices that these<br />
technologies interact and coexist<br />
with, the greater the potential<br />
for disturbance (RF interference)<br />
among them. The largest<br />
challenge for emerging applications<br />
will be RF compliance of<br />
products and their component<br />
parts, not only with regard to<br />
regulatory requirements, but<br />
60 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
RF & Wireless<br />
Table 1: IEC 62132 EMC test standard and some of its parts<br />
Part of<br />
IEC 2132<br />
Standard Title Test Coupling to Frequency Range &<br />
Modulation<br />
1 General conditions and<br />
definitions<br />
2 Transverse electromagnetic<br />
(TEM) cell<br />
Test<br />
Type<br />
Integrated circuits 150 kHz - 1 GHz NA<br />
EUT and/or Wiring harness<br />
150 kHz - 1 GHz,<br />
1 kHz, 80% AM or<br />
100% Pulse<br />
3 Bulk current injection (BCI) EUT Pins and Wiring harness 150 kHz - 1 GHz,<br />
Idisturbance = 10 mA min.<br />
4 Direct RF power injection (DPI) EUT Pins 150 kHz - 1 GHz,<br />
1 kHz, 80% AM<br />
5 Workbench Faraday<br />
cage method<br />
EUT and/or Wiring harness<br />
In a nutshell, component EMC testing addresses two categories of RF interference:<br />
150 kHz - 1 GHz,<br />
1 kHz, 80% AM<br />
• EMI: Emissions testing measures RF interference that is radiated or conducted from the component. Emissions from any<br />
component can cause malfunctions in nearby components/equipment.<br />
• EMC: Susceptibility testing measures the component/device’s immunity to external RF interference that are conducted or<br />
radiated into the component/device.<br />
RI<br />
CI<br />
CI<br />
CI<br />
Emissions testing confirms that<br />
the device is unlikely to interfere<br />
with other devices, while<br />
Susceptibility testing confirms<br />
that the device will keep operating<br />
despite outside interference.<br />
The Transverse Electromagnetic<br />
(TEM) cell test method is used<br />
for measuring the emissions or<br />
immunity of an integrated circuit<br />
between 150 kHz to 1 GHz. The<br />
frequency range of this method<br />
is limited by the characteristics<br />
of the TEM cell.<br />
Either a two-port TEM cell or a<br />
one-port TEM cell may be used.<br />
A two-port TEM cell is referred<br />
to as a TEM cell while a one-port<br />
TEM cell is referred to as a wideband<br />
Gigahertz TEM (GTEM)<br />
cell. Emissions from an EUT<br />
can be measured off these ports,<br />
or RF signals can be injected<br />
into these ports to create electric<br />
fields inside the TEM cell<br />
(Figure 1 shows the basic test<br />
set-up for TEM and GTEM cell<br />
immunity test setup).<br />
To reduce variations from test<br />
to test, components are mounted<br />
to special boards. The test<br />
board controls the geometry and<br />
orientation of the EUT relative<br />
to the cell and eliminates any<br />
connecting leads within the cell.<br />
Rotating the test board in the<br />
four possible orientations in the<br />
wall port of the TEM or GTEM<br />
cell is required to determine the<br />
sensitivity of the EUT to induced<br />
magnetic fields.<br />
The injected CW or Pulse disturbance<br />
signal exposes the EUT<br />
to a plane wave electromagnetic<br />
field where the electric field<br />
component is determined by the<br />
injected voltage and the distance<br />
between the EUT and the septum<br />
of the cell. The intent of this test<br />
method is to provide a quantitative<br />
measure of the RF immunity<br />
of ICs (refer to IEC 61000-4-20<br />
for TEM cell characteristics of<br />
RI testing).<br />
Using this method, the RF immunity<br />
of the EUT shall be evaluated<br />
at critical frequencies. Critical<br />
frequencies are frequencies<br />
that are generated by, received<br />
by, or operated by the EUT.<br />
Critical frequencies include,<br />
but are not limited to oscillator<br />
frequencies, clock frequencies,<br />
data frequencies, etc. (refer to<br />
IEC 62132-1 for more test specific<br />
requirements).<br />
The BCI test, defined in IEC<br />
62132-3, is a method for measuring<br />
the immunity of the IC<br />
in the presence of conducted RF<br />
disturbances. It differs from the<br />
general immunity test set-ups, as<br />
described in IEC 61967-1, requiring<br />
monitoring of output signals<br />
to determine if the IC is affected<br />
by the RF. Figure 2 shows the<br />
basic test set-up for BCI testing.<br />
Table 2 shows the frequency<br />
steps and table 3 the test severity<br />
levels for BCI testing.<br />
The bulk current injection (BCI)<br />
and direct power injection (DPI)<br />
method have become standard<br />
test methods. Because the BCI<br />
test uses a current injection probe<br />
to inject magnetically coupled<br />
electromagnetic (EM) fields,<br />
there is a significant difference<br />
between the power supplied by<br />
the radio frequency (RF) generator<br />
and that transferred to the<br />
integrated circuit (IC).<br />
As mentioned above DPI testing<br />
is another method of EMC characterization<br />
of IC components.<br />
DPI testing measures the immunity<br />
of an integrated circuit as a<br />
function of the effective power<br />
transmitted to the circuit. However,<br />
due to impedance mismatch,<br />
Figure 1: TEM cell immunity test set-up<br />
GTEM cell immunity test set-up<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 61
RF & Wireless<br />
Figure 2: Basic BCI test-up<br />
most of the RF power delivered<br />
by the generator is reflected<br />
towards the source, and only a<br />
small amount enters the PCB<br />
and IC under test. To evaluate<br />
the immunity of an IC, the forward<br />
power needed to cause<br />
malfunction is measured. The<br />
malfunction may be classified<br />
from A to D according to the<br />
performance classes defined in<br />
IEC 62132-1. Figure 3 shows a<br />
typical DPI test setup.<br />
Many approaches have been proposed<br />
to enhance the immunity<br />
of ICs. A commonly used method<br />
is to have an IC with on-chip<br />
decoupling capacitors (RC circuit)<br />
which showed the highest<br />
immunity to RF energy. However,<br />
the actual power injected<br />
using an AR amplifier to the<br />
IC depends on the frequency<br />
of injected EM noise and the<br />
transfer characteristics of the<br />
measurement equipment, the<br />
PCB, the package, and the IC<br />
impedance. IEC 62132-3 recommends<br />
a minimum of a 50-watt<br />
linear amplifier for BCI testing<br />
to overcome these factors and<br />
deliver the necessary power to<br />
produce the required test level.<br />
The condition whereby the output<br />
impedance of an RF amplifier<br />
differs from that of the load<br />
is said to be a “mismatch”. The<br />
extent of mismatch can be characterized<br />
in terms of Voltage<br />
Standing Wave Ratio (VSWR).<br />
In its simplest form, VSWR is<br />
the ratio of the source output<br />
impedance to the load impedance<br />
at a given frequency.<br />
AR has taken the conservative<br />
and reliable approach to design<br />
VSWR tolerant amplifiers that<br />
will operate without damage or<br />
oscillation with any magnitude<br />
and phase of the source and<br />
load impedance (see ARI app<br />
note #27A).<br />
AR’s new U-series, 50U1000,<br />
class A, VSWR tolerant, solidstate<br />
amplifier is the product of<br />
choice of many IC manufacturers<br />
for component BCI testing.<br />
Using this new VSWR tolerant<br />
and power transfer efficient<br />
amplifier, the real injected<br />
power into the IC is achieved,<br />
and used as a reference for the<br />
new required power level to test<br />
the IC susceptibility.<br />
The largest geometry found in<br />
an integrated circuit is the leadframe.<br />
The size of the leadframe<br />
is in the range of a few centimeters<br />
or smaller. For a frequency<br />
range below 1 GHz, this leadframe,<br />
as well as the structures<br />
on-chip, are not regarded as<br />
efficient antennas for the reception<br />
of unwanted RF energy. It<br />
is the cable harness and/or the<br />
traces of a printed circuit board<br />
which constitute efficient antennas.<br />
Thus, an IC receives the<br />
unwanted RF energy through<br />
the pins connected to the wires<br />
of such cables. Because of this,<br />
the electromagnetic immunity<br />
of an IC can be characterized<br />
by conducted RF disturbances<br />
(i.e. RF forward power) instead<br />
of field parameters as is usually<br />
the case in module and/or system<br />
level testing.<br />
The test levels and required forward<br />
power depend on the application<br />
of the EUT and the pin<br />
tested. The maximum forward<br />
power level of a CW (continuous<br />
wave) RF signal for testing an<br />
externally unprotected IC-pin is<br />
up to approx. 5 W (37 dBm). If<br />
the IC pin is designed to operate<br />
with external protection, then the<br />
maximum forward power level<br />
can be decreased.<br />
IEC 62132-4 recommends an<br />
amplifier with a higher power<br />
capability (10–50 W) than needed<br />
for the maximum forward<br />
power level (i.e. 5 W). The<br />
output impedance of the power<br />
source shall be 50 Ω (recommended<br />
VSWR
RF & Wireless<br />
Figure 3: Basic Direct Power Injection (DPI) test-up<br />
RF power source shall be at least<br />
20 dB below the carrier level.<br />
AR’s new U-series, class A,<br />
VSWR tolerant, solid-state<br />
amplifiers exceed the standards<br />
and IC manufacturers’ requirements<br />
for direct power injection<br />
testing. Also, AR offers a wide<br />
range of highly linear solid state,<br />
VSWR tolerant class A amplifiers<br />
(A and U-Series) which are<br />
highly recommended for both<br />
BCI and DPI component testing<br />
(DPI test set up shown in figure<br />
3). It should be noted the direct<br />
injection of RF disturbance to<br />
the IC package is very small, and<br />
often negligible compared to the<br />
disturbance injected through the<br />
connected cables(s). Hence there<br />
is the IEC 62132-5 workbench<br />
method which is derived from<br />
the IEC 61000-4-6 (see ARI app<br />
note #66). The method described<br />
assumes that supply and signal<br />
cable(s) are attached to an electrically<br />
small test board, with<br />
dimensions i.e. 0.15 m at 1 GHz.<br />
These connected cables become<br />
the dominant antennas; the induced<br />
RF disturbance is injected to<br />
the test board via these “antennas”.<br />
Using this concept, the RF<br />
performance of the circuit board<br />
layout, the IC supply decoupling,<br />
and discrete components<br />
(capacitors and inductors) can<br />
be measured.<br />
AR’s emcware provides automated<br />
EMC testing and report<br />
generation for all types of userdefined<br />
test profiles. It is configured<br />
in modules based on<br />
different types of EMC testing.<br />
Within each module, there are<br />
predefined test profiles based on<br />
EMC standard test requirements.<br />
The emcware suite is designed<br />
to be user-friendly yet extremely<br />
flexible. To make testing<br />
more flexible, it is designed to<br />
allow the user to select between<br />
manual and automatic signal routing.<br />
Automatic signal routing is<br />
implemented using up to two AR<br />
RF/Microwave Instrumentation<br />
Model SC2000 System Controllers.<br />
It is a standalone software<br />
application designed to operate<br />
on a Microsoft Windows operating<br />
system computer.<br />
Summary<br />
In every product sector new<br />
emerging technologies (IoT,5G,<br />
drones, automobiles, and others)<br />
rely increasingly on highly<br />
robust and efficient electronic<br />
components for critical operation.<br />
There is a growing concern<br />
on their performance and coexistence<br />
in the presence of an<br />
electromagnetic environment. It<br />
is crucial for an integrated circuit<br />
to operate without error in<br />
the presence of relatively high<br />
RF levels, while also limiting<br />
EMI levels to avoid damage or<br />
disruption to other components<br />
within the multi-chip packages.<br />
By following the techniques<br />
outlined in this application<br />
note, and through the selection<br />
of AR’s appropriate test solutions,<br />
manufacturers are able to<br />
design robust integrated chips,<br />
enabling emerging technologies<br />
to operate reliably without EMC<br />
or EMI problems. Furthermore,<br />
New<br />
E-Commerce<br />
Website<br />
by using AR’s emcware greater<br />
efficiency is gained, while also<br />
achieving increased quality of<br />
test results. If you would like to<br />
learn more, feel free to contact<br />
one of our applications engineers<br />
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hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 63
RF & Wireless<br />
Gyeongsang National University uses NI AWR Software to<br />
analyze Signal Interference in passive UHF RFID-Systems<br />
Figure 1: Overall block diagram of an RFID tag-to-reader communication link configured to analyze the performance impact<br />
in a UHF RFID system under an interference signal.<br />
Application: RFID System<br />
Software: NI AWR Design<br />
Environment, Visual System<br />
Simulator<br />
National Instruments<br />
www.ni.com/awr<br />
Ultra-high frequency (UHF)<br />
radio-frequency identification<br />
(RFID) technology is being<br />
adopted by a variety of applications<br />
such as inventory control<br />
tracking, race timing, attendee<br />
tracking, access control,<br />
and more. Several sub-1 GHz<br />
wireless technologies are being<br />
standardized and developed that<br />
operate at a specific frequency<br />
within the 902...928 MHz industrial,<br />
scientific, and medical<br />
(ISM) bands. However, a significant<br />
challenge is performance<br />
degradation of UHF RFIDs due<br />
to RF interference.<br />
Prof. Wang-Sang Lee and his<br />
team used NI AWR Design<br />
Environment, specifically Visual<br />
System Simulator (VSS) system<br />
design software, to consider the<br />
electromagnetic interference<br />
(EMI) effects of an RFID signal<br />
against the sub 1 GHz wireless<br />
communication signal and to<br />
analyze the impact of RF interference<br />
from a Gaussian frequency-shift<br />
keying (GFSK)<br />
modulated signal in a passive<br />
UHF RFID system.<br />
Figure 1 shows an overall block<br />
diagram of an RFID tag-to-reader<br />
communication link confi-<br />
Figure 2: Simulated BER performance of the UHF RFID system<br />
64 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
RF & Wireless<br />
Figure 3: Simulated BER performance of the UHF RFID system<br />
gured to analyze the performance<br />
impact of an interference signal<br />
in a UHF RFID system.<br />
The block diagram consists of<br />
the backscatter signal generation<br />
of the RFID tag, GFSK-modulated<br />
interference signal generation<br />
with a frequency sensitivity<br />
of 17.675 Hz/V, communication<br />
channel, and demodulation of<br />
the UHF reader.<br />
To simplify the simulation analysis,<br />
RF front-end circuits such<br />
as transmit and receive antennas,<br />
a bandpass filter, an RF switch<br />
for time-division multiplexing<br />
(TDD), an amplifier, and a downconversion<br />
mixer, were omitted.<br />
To compare the EMI effects of<br />
the UHF RFID system, it was<br />
assumed that the system was<br />
a line-of-sight communication<br />
system with an additive white<br />
Gaussian noise (AWGN) communication<br />
channel. The reflection<br />
characteristics of the environment<br />
were not considered.<br />
The backscattered RFID and<br />
interference signals were reduced<br />
by antenna characteristics<br />
and the operating distance. The<br />
modulation index of the UHF<br />
RFID system was 0.8 and the<br />
data rate of those signals was<br />
50 kpbs.<br />
Figure 2 shows the simulated bit<br />
error rate (BER) performance of<br />
the UHF RFID system with an<br />
amplitude shift-keying (ASK)<br />
signal at 920 MHz against a<br />
GFSK-modulated interference<br />
signal with different operating<br />
frequencies where the power difference<br />
of signals between the<br />
RFID tag and the interference<br />
signals was 6 dB.<br />
Figure 3 shows the simulated<br />
BER performance of the UHF<br />
RFID system with an ASK signal<br />
against a GFSK-modulated interference<br />
signal at 920 MHz for<br />
varying power differences between<br />
the backscattered RFID<br />
and interference signal.<br />
Why NI AWR Design Environment?<br />
Through membership in<br />
the AWR University Program,<br />
Prof. Lee and his team had access<br />
to the complete suite of NI AWR<br />
software tools. The intuitiveness<br />
of the VSS software and detailed<br />
descriptions of each element<br />
enabled the team to quickly and<br />
easily analyze the RFID system.<br />
Additionally, the VSS examples<br />
related to recent RF system<br />
simulations available through<br />
the knowledgebase were very<br />
helpful, as was the responsive<br />
technical support staff.<br />
Company Profile<br />
Gyeongsang National University<br />
(GNU) is a national university<br />
governed under the ministry of<br />
education of the Republic of<br />
Korea. Located in Jinju, South<br />
Gyeongsang Province, GNU<br />
represents the South Gyeongsang<br />
Province of South Korea as one<br />
of 10 flagship Korean national<br />
universities. ◄<br />
Aktion Deutschland Hilft<br />
Das starke Bündnis bei Katastrophen<br />
Wenn Menschen durch große Katastrophen in Not geraten, helfen wir.<br />
Gemeinsam, schnell und koordiniert. Aktion Deutschland Hilft - Bündnis<br />
deutscher Hilfsorganisationen.<br />
Spendenkonto (IBAN): DE62 3702 0500 0000 1020 30<br />
Jetzt Förderer werden unter: www.Aktion-Deutschland-Hilft.de<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 65
RF & Wireless<br />
Inter-Operability Test<br />
to Accelerate the<br />
Development and<br />
Deployment of 5G<br />
Networks<br />
Keysight Technologies, Inc. announced<br />
successful inter-operability testing of<br />
Keysight’s User Equipment (UE) Emulation<br />
Solution and Samsung’s new 5G<br />
base station based on 5G New Radio<br />
(NR) standards. „Samsung is a leader in<br />
5G technologies and Keysight is pleased<br />
to partner with them on this sub-6 GHz<br />
5G gNB testing,” said Kailash Narayanan,<br />
vice president and general manager,<br />
Wireless Device and Operators group,<br />
Keysight Technologies. „We will continue<br />
to advance our UE Emulation Solution<br />
to deliver powerful test capabilities<br />
that enable parametric and functional<br />
testing of 5G base station equipment.”<br />
Keysight and Samsung have agreed to<br />
align their plans to enable 5G base station<br />
testing and build an ecosystem of<br />
interoperable products. „We are pleased<br />
to be working with Keysight,“ said<br />
Wonil Roh, vice president and head of<br />
the Technology Strategy Group, Networks<br />
Business, Samsung Electronics.<br />
„As one of the world’s leading test and<br />
measurement companies, Keysight has<br />
delivered a complete end-to-end 5G<br />
NR test solution that meets our specific<br />
needs, and offers the flexibility to<br />
deal with different configurations and<br />
test scenarios.“<br />
Combining Samsung’s comprehensive<br />
product portfolio with Keysight’s protocol,<br />
measurement, simulation and<br />
analysis expertise, the two companies<br />
are accelerating the development and<br />
deployment of 5G networks. “Our new<br />
UE Emulation Solution clearly reflects<br />
the synergy of Keysight’s recent acquisition<br />
of Ixia,” said Giampaolo Tardioli,<br />
vice president, Network Access unit,<br />
Keysight. This solution combines<br />
Keysight’s industry-leading RF measurement<br />
experience with Ixia’s bestin-class<br />
UE emulation framework to<br />
handle a wide range of demanding<br />
requirements and a variety of configurations<br />
for 5G.“<br />
■ Keysight Technologies, Inc.<br />
Keysight Technologies Deutschland<br />
GmbH<br />
www.keysight.com<br />
New RF Equalizers<br />
RLC Electronics‘ gain and line loss equalizers<br />
combine filter and attenuator technology<br />
to achieve a desired response to 40 GHz. The<br />
typical curves that follow are representative<br />
of commonly requested responses, including<br />
both linear and half-sine responses.<br />
SWR is dependent on frequency of operation,<br />
complexity of equalized response,<br />
and bandwidth of response. Power handling<br />
is dependent on the physical size of the<br />
absorptive elements. Since these elements<br />
decrease in size with increasing frequency,<br />
power handling by 10 GHz is usually in the<br />
hundredths of watts. The power capability<br />
of these devices is seldom an issue, since<br />
their usage is generally in receive stages or<br />
in the low power sections preceding transmit<br />
amplifiers. These units are used to compensate<br />
for such things as cable or system<br />
gain/losses, to gain flatness in amplifiers,<br />
and compensate for devices such as couplers<br />
and filters which have frequency dependent<br />
outputs and allow for compensation to<br />
ensure a flat response.<br />
■ RLC Electronics, Inc.<br />
www.rlcelectronics.com<br />
Absorptive Bessel Filters to<br />
30 GHz<br />
RLC Electronics‘ 4th Order Absorptive<br />
Bessel Filters provide the excellent group<br />
delay response of Bessel filters while<br />
maintaining impedance matching far into the<br />
stop band. Resistive elements are designed<br />
into these filters, resulting in a response that<br />
closely mimics the classic Bessel in both<br />
amplitude and phase. These filters are used<br />
in digital systems where truthful reproduction<br />
of waveforms is important. These filters<br />
are now available with -3 dB cut off<br />
frequencies as high as 30 GHz. A surface<br />
mount configuration is available to 4 GHz.<br />
■ RLC Electronics, Inc.<br />
www.rlcelectronics.com<br />
Power Sensor Delivers USB,<br />
LAN and PoE Connectivity<br />
Boonton has begun shipping the new<br />
CPS2000 series of True Average Connected<br />
Power Sensors. With USB, LAN and PoE<br />
connectivity, a robust set of drivers, and bestin-class<br />
measurement speed, the CPS2000<br />
series was designed to simplify integration<br />
and shorten test times in manufacturing and<br />
ATE environments. As RF and wireless<br />
technology becomes increasingly ubiquitous<br />
there is pressure to drive down the cost<br />
of test for next generation devices in areas<br />
such as 5G networks, driverless vehicles<br />
and electronic warfare. CPS2000 sensors<br />
address the challenges faced by manufacturing<br />
test engineers by providing lower cost<br />
of test, higher measurement throughput and<br />
greater up time, all packaged into a future<br />
proof instrument with a variety of connectivity<br />
capabilities.<br />
The CPS2000 shortens test times with<br />
unmatched throughput rates of >100 measurements<br />
per second. The wide frequency,<br />
50 MHz to 8 GHz, and measurement,<br />
-40 dBm to +20 dBm, ranges provide high<br />
performance at a great price and ensures<br />
the ability to test a wide variety of cutting<br />
edge devices. The intuitive user interface<br />
and powerful programming tools provide<br />
easy access to all measurements as well<br />
as special features, such as multi-channel<br />
measurements, channel-to-channel math<br />
and strip chart recording. These product<br />
specifications and features position the<br />
CPS2000 as an ideal tool for high-volume<br />
manufacturing test.<br />
■ Boonton/AR<br />
www.ar-deutschland.com<br />
Wireless M-Bus Module with<br />
Integrated Sensor Interfaces<br />
Radiocrafts AS announced two new Wireless<br />
M-Bus modules, both with integrated<br />
sensor interfaces. The new modules are<br />
66 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
RF & Wireless<br />
ideal for making Wireless Sensor Networks<br />
(WSN) or Low Power Wide Area Network<br />
(LPWAN) with wireless sensors. Meeting<br />
the demand for easy access to sensor data,<br />
the new modules rely on a proven, robust<br />
and widely deployed protocol, the Wireless<br />
M-Bus standard (EN 13757). The protocol<br />
is very power efficient and ideal for sensors<br />
with an operating lifetime of 10 - 20 years<br />
on a single cell battery. The 169 MHz narrowband<br />
solution is recently gaining a lot<br />
of market traction as it is an optimal solution<br />
for Industrial sensor networks, where<br />
reliability, robustness and security are of<br />
great importance.<br />
The RC1180-MSM operates at 868 MHz,<br />
and RC1701HP-MSM operates at 169 MHz,<br />
an expansion of the RC1180-MBUS3<br />
and RC1701HP-MBUS4 industry proven<br />
modules. The new modules offer a dedicated<br />
interface for a number of industrial and<br />
environmental sensors, such as temperature,<br />
humidity and gas. The sensors are carefully<br />
selected to enable users to build complete<br />
sensor nodes by just adding the sensor, an<br />
antenna and a power supply to the compact<br />
MSM module. Sensor interfaces supported<br />
includes analogue inputs, GPIO, SPI and I 2 C.<br />
Wireless M-Bus is of particular interest<br />
for environmental sensors in buildings, at<br />
larger plants and as a part of a smart city<br />
IoT network, as the infrastructure often is<br />
already present due to utility meter reading<br />
systems. 868 MHz are widely used for reading<br />
household meters in Neighbourhood<br />
Area Networks (NAN), while 169 MHz<br />
with its much larger coverage due to the<br />
ultra-narrowband technology are used for<br />
gas and water meters in LPWAN networks.<br />
■ Radiocrafts AS<br />
sales@radiocrafts.com<br />
www.radiocrafts.com<br />
Power Shunt Up to 600 A<br />
The new HS series from KOA is ideal for<br />
sensing currents up to 600 A. Constructed<br />
using a solid metal alloy resistance element<br />
with copper terminations the device provides<br />
superior corrosion and heat resistance<br />
and has excellent pulse resistance. This new<br />
shunt-series offers a large current detection<br />
by ultra-low resistance of 100 ohms. It provides<br />
a high accuracy sensing with dedicated<br />
detection terminals as well as a high<br />
reliability by its robust construction. Even<br />
with its small size (40 x 15 mm) it offers<br />
a high performance. 2D code marking for<br />
individual resistance information is possible.<br />
Customer specific shapes are also available<br />
on request. The HS series is EU-RoHS compliant<br />
and AEC-Q200 qualified.<br />
■ wts electronic components GmbH<br />
info@wts-electronic.de<br />
www.wts-electronic.de<br />
LDMOS 150 W Transistor for<br />
S-band Radar<br />
Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />
and full design support capabilities<br />
for a new 150 W peak power LDMOS<br />
transistor from NXP Semiconductors. The<br />
AFT31150N is designed for applications<br />
operating at frequencies between 2700<br />
and 3100 MHz. It is suitable for use in<br />
pulse applications. The new transistor is<br />
characterized with series-equivalent largesignal<br />
impedance parameters and is internally<br />
matched for ease-of-use. It is qualified<br />
up to a maximum of 32 V operation, with<br />
integrated ESD protection and greater negative<br />
gate source voltage range for improved<br />
Class C operation. The new device is included<br />
in NXP’s product longevity program<br />
with assured supply for a minimum of 15<br />
years after launch.<br />
The AFT31150N is ideally suited for commercial<br />
S-band radar systems, maritime radar<br />
and weather radar applications. Additional<br />
key features of the AFT31150N include:<br />
• P1dB 51.8 dBm<br />
• Power gain 17 dB @ 3100 MHz<br />
• Efficiency 50%<br />
• Thermal resistance 0.042 °C/W<br />
■ Richardson RFPD, Inc.<br />
www.richardson.com<br />
Sensor Board With<br />
Integrated Sensors for<br />
WSN<br />
Radiocrafts AS announced a new Sensor<br />
Board development tool with integrated<br />
environmental and industrial<br />
sensors, supporting Wireless M-Bus<br />
and Sigfox networks. The new board<br />
is ideal for proof-of-concept of Wireless<br />
Sensor Networks (WSN) and Low<br />
Power Wide Area Network (LPWAN)<br />
with wireless sensors. The new Sensor<br />
Boards are new tools to provide easeof-design<br />
allowing product developers<br />
to easily build prototype networks with<br />
real industrial sensors to get as close as<br />
possible to the final network configuration<br />
with a minimum investment in<br />
development time and resources.<br />
The Sensor Board supplements the<br />
recently introduced compact sensor<br />
modules from Radiocrafts. The sensor<br />
modules for Sigfox (SSM) and the<br />
Wireless M-Bus (MSM) provide direct<br />
interfaces for a number of industrial and<br />
environmental sensors, such as temperature,<br />
humidity and gas. The sensors<br />
are carefully selected to enable users<br />
to build complete sensor nodes by just<br />
adding the sensor, an antenna and a<br />
power supply to the compact MSM<br />
module. Sensor interfaces supported<br />
includes analogue inputs, GPIO, SPI<br />
and I 2 C.<br />
The Sensor Board is a development tool<br />
based on the new modules, offering a<br />
range of industry sensors on the board<br />
such as Temperature/Humidity sensor,<br />
Gas/pressure sensor, Accelerometer,<br />
Magneto-resistive/Hall sensor, Light<br />
sensor, Digital and Analogue inputs.<br />
It´s offered in different variants; two<br />
variants for Sigfox based on RC1682-<br />
SSM (Europe) and RC1692HP-SSM<br />
(US, Australia); and two variants for<br />
Wireless M-Bus based on RC1180-<br />
MSM (868 MHz) and RC1701HP-<br />
MSM (169 MHz).<br />
The Sensors Boards including all sensors<br />
measure only 71 x 71 mm with<br />
USB interface for power supply. Developments<br />
Kits are available now.<br />
■ Radiocrafts AS<br />
sales@radiocrafts.com<br />
www.radiocrafts.com<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 67
RF & Wireless<br />
4x4 MIMO Sector<br />
Antennas Offer 120°<br />
Beamwidth<br />
RF Modules Speed Time to Market<br />
RFMW, Ltd. announced design and<br />
sales support for 4x4 MIMO/MANET<br />
sector antennas from Southwest Antennas.<br />
The 1009-036 is a quad polarized<br />
design while the 1009-34 is a dual<br />
polarized design. Both antennas offer<br />
12 dBi of gain and handle 50 W of RF<br />
power. Integral mounts offer 0 to 15<br />
degrees of adjustable elevation downtilt<br />
in 2.5 degree increments. The four<br />
input connectors are Type N female and<br />
the radome is made of white, UV stable<br />
Kydex. Model 1009-036 supports<br />
frequencies from 4.4 to 5 GHz. Model<br />
1009-34 supports 2.2 to 2.5 GHz. Used<br />
in base station infrastructure applications<br />
and Mesh network radios, these<br />
antennas come complete with hardware<br />
for mounting to one or two inch<br />
diameter poles.<br />
25 dB Low Distortion<br />
Power Doubler Supports<br />
CATV<br />
RFMW, Ltd. announced design and<br />
sales support for Qorvo’s CATV power<br />
doubler model QPA3248. Offering a<br />
unique feature of adjusting DC current<br />
via an additional pin out, the QPA3238<br />
allows distortion optimization versus<br />
power consumption over a wide range<br />
of output levels. Operating from 45<br />
to 1003 MHz, return loss is 17 dB for<br />
faster design times. Gain is 24.5 dB<br />
minimum with a low noise figure of 4<br />
dB. The QPA3248 draws 480 mA maximum<br />
from a 24 V supply and is offered<br />
in a SOT-115J package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
www.rfmw.com<br />
Microsemi Corporation announced the<br />
ZL70123, a new radio frequency (RF) base<br />
station module for implantable devices utilizing<br />
the Medical Implant Communication<br />
Service (MICS) RF band. The new module<br />
was developed specifically for external controllers<br />
and monitors of implantable medical<br />
devices. Microsemi’s ZL70123 base station<br />
module, when combined with the company’s<br />
existing ZL70323 implant module, provides<br />
a complete solution for achieving the highest<br />
performance in next-generation medical<br />
networks (Med-Net). Both modules are<br />
based on the latest generation of Microsemi’s<br />
ultralow power (ULP), MICS-band, radio<br />
transceiver chip, which has been deployed in<br />
more than three million implantable devices<br />
over the last ten years.<br />
Radio frequency technology is increasingly<br />
being used in a wide variety of medical<br />
implantable applications, including cardiac<br />
care, physiological monitoring (e.g.,<br />
insulin monitoring), pain management and<br />
obesity treatments. According to a recent<br />
report from P&S Research, the market for<br />
active implantable devices, which includes<br />
pacemakers, defibrillators and neurostimulators,<br />
is expected to grow at an eight percent<br />
compound annual growth rate (CAGR)<br />
over the next five years, reaching nearly $ 29<br />
billion by 2023. Microsemi’s new ZL70123<br />
base station module is ideally suited for the<br />
unique needs of this growing market.<br />
Microsemi’s Med-Net radio operates in the<br />
402 to 405 MHz MICS band. Multiple ULP<br />
wake-up options are supported, including a<br />
2.45 GHz, industrial, scientific and medical<br />
(ISM) band, wake-up option. The existing<br />
Microsemi ZL70323 implant module<br />
implements all RF-related functions needed<br />
to deploy an implant node in a MICSband<br />
RF telemetry system. It consumes less<br />
than 6 mA when transmitting or receiving<br />
data and consumes just 10 nA when in its<br />
sleep state. The integrated antenna tuning<br />
circuit allows the module to be used with a<br />
wide range of implant antennas (as nominal<br />
antenna impedance is 100+j150 ohms).<br />
The module includes the following major<br />
blocks:<br />
• ZL70103-based MICS-band RF transceiver<br />
with integrated matching network,<br />
SAW filters for suppression of unwanted<br />
blockers and antenna tuning<br />
• 2.45-GHz wake-up receiver matching<br />
network<br />
• Integrated 24 MHz reference frequency<br />
crystal<br />
• Decoupling capacitors<br />
The new Microsemi ZL70123 base station<br />
module includes all RF-related functions<br />
required to deploy external device functions<br />
in a MICS-band RF telemetry system. It is<br />
designed to meet regulatory requirements<br />
including Federal Communications Commission<br />
(FCC), European Telecommunications<br />
Standards Institute (ETSI) and International<br />
Electrotechnical Commission (IEC) standards.<br />
Additional features include:<br />
• Integrated matching network with a<br />
nominal 50 ohm RF port<br />
• Bandpass filter for suppression of<br />
unwanted blockers<br />
• 2.45 GHz wake-up transmitter with a<br />
nominal 50 ohm RF port<br />
• Fully shielded, 18 × 12 × 3 mm package<br />
■ Microsemi, Corp.<br />
www.microsemi.com<br />
68 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
RF & Wireless<br />
Small Form Factor Omni<br />
Antenna<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales<br />
support for small form factor antenna from<br />
Southwest Antennas. The 1001-202 is a<br />
half-wave dipole, omni antenna for 2.1<br />
to 2.5 GHz applications. Measuring only<br />
4.29 inches in height, it offers 2.15 dBi of<br />
peak gain. The antenna features a tough,<br />
black, G10 fiberglass radome and a blackchrome,<br />
TNC(m), non-rotating, RF connector,<br />
making the antenna ideal for lowvisibility<br />
or tactical applications such as<br />
tactical hand-held radios, body-worn radio<br />
systems, unmanned robotics platforms and<br />
other applications where size and weight are<br />
critical. Capable of handling up to 50 W of<br />
RF power, the 1001-202 antenna has a vertical<br />
elevation beamwidth of 77 degrees.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
www.rfmw.com<br />
Millimeter-Wave Removable<br />
End Launch Connectors<br />
Pasternack has just released a new line of<br />
high-speed end launch connectors. These<br />
new removable end launch connectors are<br />
perfect for signal integrity measurements,<br />
coplanar waveguide, chip evaluations,<br />
SERDES, substrate characterization, 25 GbE<br />
and test fixture applications.<br />
Pasternack’s new series of high-speed end<br />
launch connectors is comprised of four<br />
models that provide SWR as low as 1.10:1<br />
and a maximum operating frequency of 40 to<br />
110 GHz. Connector options include 1 mm<br />
end launch (110 GHz), 1.85 mm end launch<br />
(67 GHz), 2.92 mm end launch (40 GHz) and<br />
2.4 mm end launch (50 GHz). These highperformance<br />
end launch connectors don’t<br />
require soldering, are re usable and have a<br />
compact profile with a 0.350 inch mounting<br />
width. They feature an outer conductor<br />
made of stainless steel and a gold-plated<br />
beryllium copper center contact. These<br />
highspeed end launch connectors are ideally<br />
suited for high-speed digital and mmWave<br />
system development.<br />
■ Pasternack<br />
www.pasternack.com<br />
3 GHz Sector Antennas with<br />
Improved Performance<br />
KP Performance Antennas announced that<br />
it has released new high performance,<br />
3 GHz sector antennas to its portfolio for<br />
use in WISP networks. KP’s expanded line<br />
of 3 GHz sector antennas consists of four<br />
new models including the KP-3SX4-65<br />
quad-port 18 dBi sector, the KP-3S3S-65SA<br />
which features two 3 GHz antennas in one<br />
radome, the KP-3DP65S-45 18 dBi Dual<br />
Polarized sector, and the KP-3DP120S-45<br />
3 GHz sector which is specially designed<br />
for LTE applications.<br />
The unique design of these antennas minimizes<br />
interference by utilizing a 65 degree<br />
gain pattern and ±45 degree slant dual polarization<br />
scheme. They are designed to provide<br />
high gain and maximum coverage and<br />
feature improved front-to-back and pattern<br />
roll off that allows for higher spectral efficiency.<br />
These antennas operate in the popular<br />
frequency range of 3.3 to 3.8 GHz and<br />
deliver SWR from 1.5 to 1.7.<br />
■ KP Performance Antennas<br />
www.kpperformance.com<br />
Ultra-Low Power<br />
Transceiver for<br />
Bluetooth 5<br />
In the Internet of Things, numerous<br />
tiny sensor nodes are embedded in our<br />
environment. Reducing the power consumption<br />
and enabling operation at low<br />
supply voltage of IoT radio transceivers<br />
is key to enable reliable multi-year battery<br />
life of the billions of IoT devices<br />
in our environment. Furthermore, new<br />
applications are empowered by reducing<br />
power consumption and supply<br />
voltage, such as leave-behind sensors<br />
or wearables.<br />
Imec, together with Renesas, developed<br />
a fully-integrated, highly energy efficient<br />
BT5 transceiver which showcases<br />
the best RX figure-of-merit (FoM) and<br />
the lowest supply voltage among the<br />
state-of-the-art (0.8 V). A low supply<br />
voltage of 0.8 V is beneficial because<br />
it extends battery life by up to 50%,<br />
reduces the complexity of the power<br />
management unit, and allows the use<br />
of a wider range of energy sources such<br />
as energy harvesters.<br />
The transceiver consists of a novel<br />
phase-tracking RX, a digital TX based<br />
on an all-digital PLL (ADPLL) and a<br />
PHY-layer digital baseband. A hybrid<br />
loop filter enhances interference tolerance,<br />
in conjunction with precise frequency<br />
control enabled by the ADPLL.<br />
The receiver fronted achieves a sensitivity<br />
of -95 dBm, while consuming only<br />
2.3 mW (non-duty-cycled) at 0.8 V.<br />
The transceiver chip is implemented in<br />
40 nm CMOS, with a core area of only<br />
0.8 mm 2 , including on-chip matching.<br />
■ Imec<br />
www.imec-int.com<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 69
RF & Wireless<br />
VSS Test Bench for Verizon 5G Technical<br />
Forum Downlink System<br />
Figure 1: VZ5G downlink system<br />
with corresponding transmitter and<br />
receiver setup<br />
Figure 2: 100-MHz-wide signal before and after the DUT<br />
Figure 3: CCDF measurements with input and output to the DUT<br />
National Instruments<br />
www.ni.com/awr<br />
Current 4G waveforms are not<br />
capable of supporting escalating<br />
demand for faster, more robust<br />
communication. What is needed<br />
is more spectrum, more and<br />
smaller cells, power efficiency,<br />
new modulation schemes, higher<br />
data rates, high-directivity antennas,<br />
and lower latency.<br />
The ideal waveform for the 5G<br />
next generation of communications<br />
will be capable of supporting<br />
high data-rate and widebandwidth<br />
communications.<br />
It will enable energy-efficient<br />
operation, have low latency for<br />
long and short-burst transmis-<br />
Figure 4: CCDF measurements with input and output to the DUT<br />
70 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
RF & Wireless<br />
Figure 5: Plot of received demodulated IQ constellation for both<br />
xPDCCH and xPDSCH<br />
Figure 6: ACPR measurements that represent the channels for the<br />
VZ5G specification<br />
sion modes, and will be capable<br />
of fast switching between<br />
the uplink and downlink.<br />
From several proposals in May<br />
2017, the 3GPP standards organization,<br />
as well as Ericsson, are<br />
now converging towards using<br />
cyclic-prefix orthagonal frequency<br />
division multiplexing<br />
(CP-OFDM) as the waveform<br />
of choice for 5G New Radio<br />
(NR). CP-OFDM is used by<br />
LTE and ranks best on the performance<br />
indicators that matter<br />
most: compatibility with multiantenna<br />
technologies such as<br />
MIMO, high spectral efficiency,<br />
and low implementation complexity.<br />
It is less susceptible to<br />
phase noise and Doppler effects<br />
than other multicarrier systems<br />
and has a high peak-to-average<br />
power ratio (PAPR) like other<br />
OFDM signals. Verizon 5G<br />
(VZ5G) Technical Forum has<br />
also chosen CP-OFEM, a key<br />
difference being that Verizon’s<br />
CP-OFDM has a variable 15-120<br />
kHz carrier spacing.<br />
In anticipation of the need for<br />
NI AWR Design Environment<br />
users to have the ability to simulate<br />
Verizon 5G signals, Visual<br />
System Simulator (VSS) system<br />
simulation software now offers<br />
a Verizon 5G test bench that<br />
Figure 7: EVM versus output power sweep measurement showing<br />
EVM characteristics as a function of output power<br />
Figure 8: Example test bench where<br />
the DUT can be replaced by a DUT of<br />
choice in order to evaluate system<br />
performance according to VZ5G<br />
specifications<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 71
RF & Wireless<br />
allows designers to simulate 5G<br />
device under test (DUTs) in the<br />
Verizon downlink system and,<br />
alternatively, perfom error vector<br />
magnitude (EVM) and adjacent<br />
channel power ratio (ACPR)<br />
measurements.<br />
VSS VZ5G Downlink<br />
System Test Bench<br />
This application example<br />
demonstrates the VZ5G downlink<br />
transmission, which includes<br />
the physical broadcast channel<br />
(PBCH), physical downlink<br />
control channel (PDCCH), and<br />
physical downlink shared channel<br />
for data (PDSCH). The corresponding<br />
transmitter and receiver<br />
have already been set up,<br />
along with a behavioral amplifier<br />
DUT in between, as shown in<br />
Figure 1. The example has been<br />
configured to enable the user to<br />
perform various measurements.<br />
Figure 2 is a 100-MHz-wide<br />
signal before and after the DUT.<br />
Some spectral regrowth can be<br />
seen at the output of the spectrum.<br />
Some complementary<br />
cumulative distribution (CCDF)<br />
measurements have been set up<br />
in Figure 3, where the input and<br />
output to the DUT are shown.<br />
There is also a parallel power<br />
sweep measurement being performed<br />
on the signal operating<br />
on the AM-to-AM curve. The<br />
IQ constellation plot in Figure<br />
5 shows the received demodulated<br />
IQ constellation for both the<br />
xPDCCH and xPDSCH.<br />
Figure 6 shows ACPR measurements<br />
at the 100 MHz and 200<br />
MHz offset, which represent the<br />
channels for the VZ5G specification.<br />
The EVM versus input<br />
power and output power sweep<br />
measurement in Figure 7 shows<br />
the EVM characteristics as a<br />
function of output power.<br />
By replacing the DUT element<br />
in the diagram with the user’s<br />
DUT element of choice, this<br />
example can be quickly turned<br />
into a VZ5G-based test bench<br />
to evaluate system performance<br />
according to VZ5G specifications<br />
(Figure 8).<br />
Conclusion<br />
The VZ5G downlink system test<br />
bench within VSS enables designers<br />
to simulate 5G DUTs in the<br />
Verizon downlink system and<br />
also perform EVM and ACPR<br />
measurements. Because VZ5G<br />
specifications are in the early<br />
stages and therefore changing<br />
constantly, the current implementation<br />
in VSS will be updated<br />
according to developments.<br />
The advantage of the VSS signal<br />
generator is that it is built from<br />
basic building blocks, so when<br />
specifications change, the parameters<br />
in the root blocks can<br />
be updated without having to<br />
change hard code. When final<br />
specifications are made, the current<br />
VSS signal channel model<br />
(SCM) in the 5G channel model<br />
will be updated to the final configuration<br />
defined in 3GPP. ◄<br />
MIL-DTL (ML) Series<br />
Power Dividers &<br />
Couplers<br />
MECA Electronics’ latest New<br />
Product Offering, ML series<br />
Power Dividers and Couplers<br />
designed to meet applicable<br />
portions of MIL-DTL-23971,<br />
MIL-DTL-15370 and MIL-<br />
STD-202. These models are<br />
designed for precision electrical<br />
performance, high reliability<br />
and intended for use in<br />
harsh environments from low<br />
orbit space & satellite to high<br />
altitude defense applications.<br />
These models are available with<br />
our standard screening process<br />
which incorporates a level of<br />
thermal screening combined<br />
with verification of electrical<br />
and mechanical performance<br />
features. In addition they are<br />
also available with enhanced<br />
levels of screening for qualification<br />
and verifications as<br />
required. To request add the<br />
ML prefix to any 80X series<br />
Power Divider or 750,765 or<br />
780 series Couplers.<br />
Broadband 4-Way<br />
SMA Power Dividers<br />
500 MHz – 6.000 GHz<br />
MECA Electronics’ latest New<br />
Product Offering, 4-way compact<br />
broadband of Power Dividers<br />
covering 0.500-6.000 GHz<br />
(804-2-3.250) encompassing<br />
Public Safety through ISM<br />
bands. With typical performance<br />
of; VSWR’s of 1.30:1 &<br />
1.25:1, Isolation 21 dB, Insertion<br />
Loss 1.5 dB and exceptional<br />
Amplitude & Phase Balance<br />
of 0.6 dB & 10 degrees max.<br />
This is in addition to the family<br />
of 2, 4, 8 & 16 way splitters in<br />
various connector styles and<br />
IP60 & 67/68 ratings.<br />
Broadband 2-Way<br />
TNC Power Dividers<br />
500 MHz – 6.000 GHz<br />
MECA Electronics’ latest New<br />
Product Offering, 2-way compact<br />
broadband of Power Dividers<br />
covering 0.500-6.000 GHz<br />
(802-6-3.250) encompassing<br />
Public Safety through ISM<br />
bands. With typical performance<br />
of; VSWR’s of 1.20:1 &<br />
1.25:1, Isolation 22 dB, Insertion<br />
Loss 0.6 dB and exceptional<br />
Amplitude & Phase Balance<br />
of 0.3 dB & 5 degrees max.<br />
This is in addition to the family<br />
of 2, 4, 8 & 16 way splitters in<br />
various connector styles and<br />
IP60 & 67/68 ratings.<br />
Broadband 4-Way<br />
BNC Power Dividers<br />
500 MHz – 6.000 GHz<br />
MECA Electronics’ latest New<br />
Product Offering, 4-way broadband<br />
of Power Divider covering<br />
0.500-6.000 GHz (804-<br />
8-3.250) encompassing Public<br />
Safety through ISM bands. With<br />
typical performance of VSWR’s<br />
of 1.30:1 & 1.40:1, Isolation<br />
21 dB, Insertion Loss 1.2 dB<br />
and exceptional Amplitude &<br />
Phase Balance of 0.6 dB & 10<br />
degrees max. This is in addition<br />
to the family of 2, 4, 8 & 16 way<br />
splitters in various connector<br />
styles and IP60 & 67/68 ratings.<br />
■ MECA Electronics, Inc.<br />
www.e-MECA.com<br />
72 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
RF & Wireless<br />
Switchable Oscillators Offer Frequency a la Carte<br />
Euroquartz has launched a new range of<br />
switchable crystal oscillators offering users<br />
the ability to provide four different frequencies.<br />
The new QuikXO HC_JF series oscillators<br />
are available in frequencies from 15<br />
to 2100 MHz with a choice of outputs including<br />
LVCMOS (up to 250 MHz), LVPECL,<br />
LVDS and CML differential. High current<br />
steering logic (HCSL) differential outputs<br />
are available for frequencies up to 700 MHz.<br />
Integrated phase jitter performance of 150 fs<br />
maximum makes these crystal oscillators<br />
particularly suitable for high frequency<br />
applications.<br />
QuikXO HC_JF series crystal oscillators<br />
are available at low cost and can be delivered<br />
in days for prototypes with a choice of<br />
supply voltages – 1.8, 2.5 or 3.3 V – across<br />
the range apart from LVPECL with 2.5 and<br />
3.3 V only. Customers can select any four<br />
frequencies in the range and the oscillator<br />
can switch to each as required, useful in<br />
frequency bus distribution applications on<br />
multi-processor boards where several frequencies<br />
are required for the different processors.<br />
The four chosen frequencies can<br />
all be synchronised from the single crystal<br />
oscillator instead of trying to sequence multiple<br />
clocks to achieve switching in of the<br />
various processors.<br />
Frequency selection is made using two<br />
logic control pads FS0 and FS1 to provide<br />
the four user selectable frequencies with<br />
frequency select timing of 2.5 ms maximum.<br />
Frequency stability specifications of<br />
±25, ±50 and ±100 ppm over both commercial<br />
(-10 to +70 °C) and industrial (-40 to<br />
+85 °C) temperature ranges are available<br />
as standard. Other specifications include<br />
maximum ageing of ±3ppm in first year,<br />
duty cycle of 50% ± 5%, rise times of 0.35<br />
ns maximum and current consumption from<br />
62 to 99 mA typical. RoHS compliant, the<br />
new QuikXO HC_JF crystal oscillators are<br />
housed in industry standard 8-pad, 7 x 5 mm<br />
surface mount packages.<br />
■ Euroquartz, Ltd.<br />
www.euroquartz.co.uk<br />
New EMI Components<br />
Manufacturers of electronic<br />
equipment for Hi-Rel applications<br />
often struggle to meet<br />
stringent EMC and safety<br />
standards. Knowles Precision<br />
Devices (KPD) has a range of<br />
EMI components, under the<br />
SYFER brand, that particularly<br />
appeal to designers in the<br />
medical implantable and space<br />
sectors as well as industrial,<br />
automotive, aerospace and<br />
telecom applications.<br />
The increasing use of SMD<br />
filters over conventional panel<br />
mounted filters has simplified<br />
assembly methods, reduced<br />
production costs and enabled<br />
smaller volumetric efficiencies<br />
to be gained giving a greater<br />
choice of options to the<br />
designer - particularly shorter<br />
lead-times for development<br />
samples.<br />
KPD continues to refine existing<br />
ranges, explore new ones<br />
and bring on board new materials,<br />
like lead free dielectrics.<br />
For example, the SYFER E01<br />
and E07 ranges of feed through<br />
MLCC ‘C’ filters now have<br />
extended working voltages<br />
from 25 to 200 Vdc, and in<br />
certain cases up to 500 Vdc.<br />
This will significantly broaden<br />
the market for these devices.<br />
These surface mount EMI filter<br />
3 terminal chip devices are designed<br />
to offer reduced inductance<br />
compared to conventional<br />
MLCC’s when used in<br />
signal line filtering. The filtered<br />
signal passes through the chip’s<br />
internal electrodes with the<br />
‘noise’ filtered to the grounded<br />
side contacts, resulting in reduced<br />
length noise transmission<br />
paths. Available in C0G/NP0 &<br />
X7R di electrics, in case sizes<br />
0805 to 1812. Current ratings<br />
are 300 mA to 3 A with voltage<br />
ratings of 25 to 200 Vdc (500<br />
Vdc in some case sizes).<br />
Particularly effective in replacing<br />
conventional array filters<br />
in medical implantable devices<br />
is the SYFER E03 (X2Y)<br />
range. Available in case sizes<br />
from 0805 to 2220 these are<br />
integrated passive devices featuring<br />
both common and differential<br />
mode capacitors in a<br />
single MLCC chip. C0G and<br />
X7R dielectric versions are<br />
both available options. X7R<br />
dielectric versions are available<br />
with KPD‘s proven FlexiCap<br />
termination which is strongly<br />
recommended for new designs.<br />
Ideal for both signal and power<br />
lines, and ensuring impressive<br />
EMI filtering performance, is<br />
the SYFER SBSP range of<br />
surface mount pi-filters. With<br />
a size of only a 1206 chip they<br />
offer an unbeatable combination<br />
of size and performance.<br />
Ideal for telecoms, power<br />
supplies and industrial electronic<br />
equipment. The operating<br />
temperature range of -55<br />
to +125 °C ensures they are<br />
also suitable for mil/aerospace<br />
applications. The use of X7R<br />
and C0G ceramic dielectrics<br />
sees capacitance values from<br />
22 pF to 150 nF with a 1 A current<br />
rating. They have working<br />
voltages up to 100 Vdc.<br />
■ Knowles Precision Devices<br />
www.knowlescapacitors.<br />
com<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 73
RF & Wireless<br />
GaN/Si RF Material<br />
Technology at the Core of<br />
EU 5G Project SERENA<br />
EpiGaN, a leading European supplier<br />
of GaN (Gallium Nitride) technology<br />
solutions, has a key position in the new<br />
EU research project SERENA (gan-on-<br />
Silicon Efficient mm-wave euRopean<br />
systEm iNtegration platform). SERENA<br />
sets out to develop a beamforming<br />
system platform for mm-wave multiantenna<br />
arrays and to enable the functional<br />
performance of a hybrid analog/<br />
digital signal processing architecture<br />
beyond mainstream CMOS integration.<br />
SERENA started in January <strong>2018</strong> will<br />
run for 36 months.<br />
The objective of SERENA is a proofof-concept<br />
prototype for optimizing<br />
the power efficiency and cost of mmwave<br />
multi-antenna array systems. The<br />
SERENA architecture will be suitable<br />
for a wide range of applications such as<br />
safety radar, high-speed wireless communications,<br />
as well as imaging sensors<br />
for 5G and autonomous vehicles, all<br />
of which rely on active antenna arrays<br />
and electronic beam steering. The fundamental<br />
challenge is to produce highperformance<br />
antenna systems for the<br />
mm-wave range at viable price-points<br />
and low energy consumption.<br />
The SERENA value chain will be based<br />
on breakthroughs in Gallium Nitride<br />
on Silicon (GaN-on-Si) technology<br />
and state-of-the-art volume packaging.<br />
These elements are contributed by Epi-<br />
GaN through its GaN epi-wafer technology.<br />
EpiGaN‘s GaN epi-wafer technology<br />
with its pioneering in-situ SiN<br />
capping layer provides superior surface<br />
passivation and device reliability. Plus,<br />
it enables contamination-free processing<br />
in existing standard Si-CMOS<br />
infrastructures. In-situ SiN structuring<br />
allows the use of pure and ultra-thin AlN<br />
layers as barrier materials. By reducing<br />
the short-channel transistor effects this<br />
results in superior mmW performance.<br />
GaN is a key enabler of 5G wireless<br />
communication. 5G requires exceptionally<br />
high-speed connections for multimedia<br />
streaming, virtual reality, M2M,<br />
or autonomous driving. A fully developed<br />
IoT will experience lower latency<br />
and promote both spectrum and energy<br />
efficiency. To realize these benefits, 5G<br />
systems need to rely on new semiconductor<br />
technologies – such as GaN – to<br />
fuel these ground-breaking innovations.<br />
■ EpiGaN<br />
www.epigan.com<br />
Broadband GaN Solid State<br />
Power Amplifier<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales<br />
support for a multi octave bandwidth, GaN,<br />
solid state power amplifier from Aethercomm.<br />
Model Number SSPA 6.0-18.0-30<br />
operates from 6 to 18 GHz and delivers<br />
30 watts (typ.) of saturated output power to<br />
the load. Typical small signal gain is 45 to<br />
55 dB while typical power gain is 40 to 45<br />
dB. A PA Enable Command is used to gate<br />
the PA on and off. On time is specified at<br />
40 uSec maximum and Off time at 10 µs<br />
maximum. Standard features include reverse<br />
polarity protection, output short and open<br />
circuit protection and over/under voltage<br />
protection. The SSPA 6.0-18.0-30 broadband<br />
power amplifier module is packaged<br />
in a rugged housing that can be used in high<br />
shock and vibration environments with base<br />
plate temperatures from -40 to +70 °C.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
8x8 MIMO Sector Antenna for<br />
the 5 GHz Band<br />
KP Performance Antennas announced today<br />
that it has introduced a new 34-inch-tall<br />
MIMO sector antenna operating in the popular<br />
5 GHz band that features 8 inputs and<br />
HV-polarization. KP’s new KP-5HVX8-65<br />
sector antenna features dual-horizontal/<br />
vertical-polarization with a 65° azimuth<br />
beamwidth and eight ports, all within a single<br />
34-inch radome. It delivers high gain<br />
over a wide bandwidth of 4.9 to 6.4 GHz<br />
with up to 17.5 dBi gain at 5.9 GHz. The<br />
antenna is supplied with a robust, universal<br />
adjustable bracket with wide U-bolts for<br />
mounting on poles or tower legs up to 3.5<br />
inches in diameter.<br />
This new sector antenna from KP Performance<br />
has eight 5 GHz ports with collocated<br />
patterns all facing in the same direction.<br />
Connecting two four-port radios provides<br />
additional redundancy and can be leveraged<br />
to increase capacity by using separate channels<br />
on each radio. Pairing the sector with<br />
two of Mimosa’s A5C radios (4 ports each)<br />
provides an additional 2 dBi beamforming<br />
gain, which allows for extremely long shots<br />
with Mimosa’s high client speeds. Four of<br />
these antennas mounted to a tower provides<br />
complete 360° coverage which can be<br />
increased to six antennas for more dense<br />
applications.<br />
■ KP Performance Antennas<br />
www.kpperformance.com<br />
High-Voltage Coupled<br />
Inductors<br />
Coilcraft debutd its new LPD8035V Series<br />
of miniature, high-voltage 1:1 coupled<br />
inductors at the Applied Power Electronics<br />
Conference (APEC) in San Antonio, Texas.<br />
The LPD8035V provides 1500 Vrms, oneminute<br />
isolation (hipot) between windings<br />
from a package that measures just 7.92 x 6.4<br />
x 3.5 mm, providing users with significant<br />
size and cost reductions over conventional<br />
bobbin-wound alternatives. It is ideal for<br />
Flyback, SEPIC and isolated-Buck converter<br />
designs.<br />
The LPD8035V Series is currently offered<br />
in six inductance values ranging from 4.7 to<br />
150 µH. It provides peak current ratings up<br />
to 2.7 Amps, which represents a 40% increase<br />
over previous generation products. It also<br />
has a tight coupling coefficient (min. 0.97).<br />
LPD8035V coupled inductors are qualified<br />
to AEC-Q200 Grade 3 standards (-40<br />
to +85 °C ambient), making them suitable<br />
for automotive and other high-temperature<br />
applications. They feature RoHS compliant<br />
74 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
RF & Wireless<br />
matte tin over silver-platinum-glass frit terminations<br />
and are halogen free.<br />
■ Coilcraft<br />
www.coilcraft.com<br />
2x2 MIMO Sector Antennas<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales<br />
support for Southwest Antennas’ 2x2 sector<br />
antennas for MIMO radios. The 1009-037 is<br />
designed for frequencies from 4.4 to 5 GHz.<br />
Model 1009-035 covers frequencies from<br />
2.2 to 2.5 GHz. Both antennas offer 12 dBi<br />
minimum gain and handle RF power levels<br />
up to 50 W. These 2x2 antennas offer 120<br />
degrees of azimuth beamwidth featuring a<br />
dual polarized design with 1x 45 degree slant<br />
left and 1x 45 degree slant right. Integral<br />
mounts offer 0 to 15 degrees of adjustable<br />
elevation downtilt. The two input connectors<br />
are Type N female and their radomes<br />
are made of white, UV stable Kydex. Used<br />
in base station infrastructure applications,<br />
MIMO/MANET and Mesh network radios,<br />
these antennas come complete with hardware<br />
for mounting to one or two inch diameter<br />
poles enabling rapid deployment of<br />
networks for event management and security.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
Ultra Low-Noise Amplifier for<br />
SDARS<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales<br />
support for the Qorvo QPL6202 LNA.<br />
This ultra low-noise amplifier is designed<br />
for SDARS active antenna modules and<br />
features 0.55 dB noise figure at 2.3 GHz.<br />
Offering >20 dB of flat gain across the<br />
band of 2.3 to 2.345 GHz, the QPL6202<br />
incorporates active bias to maintain performance<br />
over temperature and is adjustable<br />
for optimal linearity. Drawing 55 mA from<br />
a 4.5 V supply, this LNA has an integrated<br />
shutdown control pin and is available in a<br />
2 x 2 mm package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
LTE FEM Targets IoT<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales<br />
support for a Skyworks Solutions, low<br />
power, frontend module. The SKY68001-31<br />
is an LTE, universal, multi-band FEM for<br />
Cat-M, NB-IoT, smart energy and asset tracking<br />
applications. Featuring an integrated<br />
multi-band power amplifier, antenna switch,<br />
MIPI controller, Tx filter, Rx filter and<br />
output matching, the SKY68001-31 saves<br />
PCB area and simplifies designs. Transmit<br />
power is 24 dBm with gain as high as 32<br />
dB. Low leakage current of 0.4 microamps<br />
is a key benefit for battery operated IoT<br />
devices. Compatible with any system-onchip<br />
(SoC), it’s offered in a low profile, 4<br />
x 5 mm package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
5G Ready mmWave Bias Tee<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales<br />
support for MECA’s 2.9 mm, 40 GHz Bias<br />
Tee. The 209K-MF-5 offers the ability to<br />
inject and retrieve both DC and RF signals<br />
in transmission lines; used for biasing active<br />
devices without the need for additional<br />
bias lines. The 209K-MF-5 operates down<br />
to 100 MHz for applications ranging from<br />
test and measurement to OC768 transmitters<br />
and receivers. Featuring a maximum<br />
insertion loss of 3 dB at 40 GHz, it’s rated<br />
up to 25 V and 150 mA. Typical RF to bias<br />
port isolation is 30 dB.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
GaN-on-Si MMIC<br />
Power Amplifiers for<br />
Massive MIMO 5G<br />
MACOM Technology Solutions, Inc.<br />
announced its new MAGM series<br />
of GaN-on-Si-based MMIC power<br />
amplifiers (PAs) optimized for massive<br />
MIMO antenna systems targeted<br />
for 5G wireless basestation infrastructure.<br />
Providing wideband performance<br />
simultaneously covering bands 42 and<br />
43 with flat power and superior power<br />
efficiency compared to legacy LDMOS<br />
technology, MACOM’s new MAGM<br />
PA Series delivers GaN performance<br />
at LDMOS-like cost structures at scaled<br />
volume production levels in fully<br />
integrated MMIC packaging for simplified,<br />
cost-effective 5G basestation<br />
manufacturing.<br />
MAGM Series MMIC PAs are specifically<br />
tailored for mainstream 5G<br />
basestation architectures, meeting<br />
and surpassing the power density and<br />
thermal requirements of 64-element<br />
massive MIMO antenna arrays, with<br />
a pathway to exceeding the performance<br />
of LDMOS technology, at scaled<br />
volume level production cost structures<br />
and supply capacities that can’t be<br />
achieved with competing GaN-on-SiC<br />
technology.<br />
Designed with MACOM proprietary<br />
wideband circuit topology, the PAs<br />
meet the stringent 5G TDD linearity<br />
requirement using off the shelf digitalpre-distortion<br />
(“DPD”) systems. Compared<br />
to earlier generation multichipformat<br />
GaN-on-Si modules, costs are<br />
further lowered through a reduction in<br />
packaging and design complexity. Leveraging<br />
this ideal performance and cost<br />
with the capacity scale manufacturing<br />
afforded by MACOM’s partnership<br />
with ST Microelectronics, MACOM’s<br />
GaN-on-Si solutions are expected to be<br />
able to significantly improve customers’<br />
time to market.<br />
■ MACOM Technology Solutions, Inc.<br />
www.macom.com<br />
hf-praxis 5/<strong>2018</strong> 75
GVA-60+<br />
GVA-84+<br />
GVA-62+<br />
GVA-63+<br />
GVA-91+ 1W Power<br />
GVA-123+ Ultra-Wideband,<br />
0.01-12 GHz<br />
GVA-82+<br />
GVA-83+<br />
PLIFIERS<br />
NOW<br />
DC* to 12 GHz<br />
Unsere GVA amplifiers neuen Verstärker now offer vom more Typ GVA options bieten and noch more mehr capabilities Fähigkeiten<br />
und to support Möglichkeiten your als needs. ihre Vorgänger, The new um GVA-123+ Ihre Ansprüche provides zu erfüllen. ultrawideband<br />
Der neue GVA-123+<br />
performance<br />
zeichnet<br />
with<br />
sich<br />
flat gain<br />
durch<br />
from<br />
eine<br />
0.01<br />
ultra-breitbandige<br />
to 12 GHz, and<br />
Verstärkung<br />
von 10 MHz bis 12 GHz mit sehr geringer Flatness aus, und<br />
das<br />
new<br />
neue<br />
model<br />
Modell<br />
GVA-91+<br />
GVA-91+<br />
delivers<br />
liefert<br />
output<br />
Ausgangsleistungen<br />
power up to 1W<br />
bis<br />
with<br />
zu 1<br />
power<br />
W bei<br />
bemerkenswerter added efficiency Effizienz. up to 47%! Diese These neuen new MMIC-Verstärker amplifiers sind are die<br />
perfekte perfect solutions Lösung für for viele many Applikationen applications von from Zellularanwendungen cellular to satellite and bis<br />
hin more! zum The Satellitenbereich GVA series now und covers darüber bands hinaus! from Die DC GVA-Serie to 12 GHz ermöglicht<br />
nun Frequenzbereiche von DC bis 12 GHz mit<br />
with<br />
verschiedenen<br />
Hinweise: *Low frequency Die untere cut-off Cutoff-Frequenz determined by coupling wird zum cap. Teil durch Koppelkondensatoren<br />
bestimmt. For GVA-60+, Für GVA-60+, GVA-62+, GVA-63+, GVA-62+, and GVA-63+ GVA-123+ und low GVA-123+ cut off at 10 sind MHz. 10 MHz typisch,<br />
für For den GVA-91+, low jedoch cut off 869 at 869 MHz. MHz. Der GVA-62+ kann den RFMD SBB-4089Z<br />
ersetzen, der GVA-63+ den RFMD SBB-5089Z (siehe Datenblätter für Details).<br />
NOTE: GVA-62+ may be used as a replacement for RFMD SBB-4089Z<br />
GVA-63+ may be used as a replacement for RFMD SBB-5089Z<br />
See model datasheets for details<br />
up to 1W Output Power<br />
from94 ¢<br />
ea. (qty.1000 )<br />
Kombinationen various combinations von Verstärkung, of gain, P1dB, P1dB, IP3, IP3 and und noise Rauschen, figure to um fit your Ihren<br />
Applikationen application. Based optimal on zu high-performance entsprechen. Basierend InGaP auf HBT einer technology, High-Performance-InGaP-HBT-Technologie,<br />
these amplifiers are unconditionally<br />
verfügen<br />
stable<br />
diese<br />
and<br />
Verstärker<br />
designed<br />
über<br />
for<br />
kleine<br />
a<br />
SOT-89-Gehäuse, arbeiten an einfachen * 5 V und sind bedingungslos<br />
stabil.<br />
single<br />
Alle<br />
5V supply<br />
Modelle<br />
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tiny SOT-89<br />
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Non-Linear Simulation Models for ADS<br />
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Mini-Circuits ®<br />
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458 rev R<br />
GVA Ad 458 rev R.indd 1<br />
9/18/17 11:45 AM
ZVA<br />
super ultra wideband<br />
AMPLIFIERS<br />
up to +27 dBm output... 0.1 to 21 GHz<br />
Eine Ultra sehr wide große coverage Bandbreite super und ein flat superflacher gain make Verstärkungsverlauf<br />
our ZVA family ideal<br />
machen for ECM, die instrumentation, Verstärker der and ZVA-Serie test systems. zu optimalen With output Bausteinen power up für<br />
ECM-Anwendungen, to 0.5 Watts, they’re simply Anzeige- some sowie of the Mess- most und usable Testsysteme. amplifiers you’ll Eine<br />
Ausgangleistung<br />
find, for a wide range<br />
von über<br />
of applications<br />
500 mW ermöglicht<br />
and architectures!<br />
jedoch darüber hinaus<br />
viele weitere attraktive Anwendungen und Architekturen.<br />
All of our ZVA models are unconditionally stable, ruggedly<br />
Alle ZVA-Modelle arbeiten bedingungslos stabil, sind robust aufgebaut<br />
constructed, and able to withstand open or short circuits at full<br />
und vertragen Leerlauf sowie Kurzschluss am Ausgang bei voller<br />
Ausgangsleistung.<br />
output. For more details, from data sheets to environmental ratings,<br />
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Weitere All models Informationen IN STOCK! – vom Datenblatt über Umweltbedingungen,<br />
RoHS compliant<br />
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Alle Ultra-Breitbandverstärker sind Lagertypen.<br />
NEW!<br />
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929 95<br />
ea.<br />
Electrical Specifications (-55 to +85°C base plate temperature)<br />
Model Frequency Gain P1dB IP3 NF Price $ *<br />
(GHz) (dB) (dBm) ( dBm) (dB) (Qty. 1-9)<br />
ZVA-183WX+ 0.1-18 28±2 27 35 3.0 1479.95<br />
ZVA-183GX+ 0.5-18 27±2 27 36 3.0 1479.95<br />
ZVA-183X+ 0.7-18 26±1 24 33 3.0 929.95<br />
ZVA-213X+ 0.8-21 26±2 24 33 3.0 1039.95<br />
* Ein<br />
* Heat Kühlkörper sink must ist erforderlich, be provided um die Temperatur to limit base der Basisplatte plate temperature.To zu senken. Bei Bestellung order mit<br />
Kühlkörper with heat muss sink, das x remove vor der Modellnummer “X” from model entfernt number werden, der and Preis add erhöht $50 sich to um price. 50 $.<br />
Wideband Performance<br />
183W+<br />
183G+<br />
183+<br />
213+<br />
I I I I I I<br />
0.1 0.5 0.7 0.8 Frequency (GHz) 18 21<br />
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Mini-Circuits ®<br />
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440 rev W<br />
DISTRIBUTORS<br />
440 RevW_widbandAmpAd.indd 1 9/18/17 11:43 AM
Verstärker<br />
Vielseitige, voll integrierte TWT-Rackverstärker<br />
TMD mit Sitz in England steht seit rund<br />
50 Jahren für höchste Qualitäts- und Leistungsstandards<br />
im Bereich Leistungsverstärker<br />
für Labor- und Militäranwendungen.Die<br />
intelligenten, vielseitigen Hochleistungsverstärker<br />
der PTCM-Baureihe<br />
bieten überragenden Bedienkomfort und<br />
sind gleichzeitig leicht zu warten. Die<br />
Verstärker eignen sich ideal für Anwendungen<br />
im Bereich EMV (elektromagnetischer<br />
Verträglichkeit, gestrahlte Störfestigkeitsprüfungen),<br />
Kommunikation, elektronische<br />
Kampfführung (EW), Radar,<br />
HF- Komponententests und Forschung<br />
& Entwicklung (F&E).<br />
Eingebaute Intelligenz....<br />
verspricht TMD für ihre komplett neu<br />
konzipierte Verstärkerserie basierend auf<br />
Wanderfeldröhrentechnologie (kurz TWT).<br />
Die PTCM-Verstärkerserie bedient Frequenzbereiche<br />
bis 40 GHz mit Leistungen<br />
von bis zu 50 kW. Die Verstärker werden<br />
speziell auf maximale Feldstärke für die<br />
vorgesehene Testumgebung getuned.<br />
Zu den Vorteilen, die diese Verstärker<br />
bieten, gehören Selbsttest, Fehlerdiagnose,<br />
modulare austauschbare Leiterplatten<br />
mit Steckern, Ethernet- Fernsteuerung<br />
und -Überwachung sowie VSWR-<br />
Reflexionsschutz. Ein „System-on-Chip“<br />
(SOC) stellt das Herzstück der Verstärkerserie<br />
und steuert bzw. synchronisiert<br />
alle Stromrichterschaltkreise in Echtzeit<br />
sowie alle Überwachungs-, Steuerungs-,<br />
Datenprotokollierungs- und Benutzerschnittstellenfunktionen.<br />
Darüber hinaus ermöglicht das modulare<br />
System mit 6 Höheneinheiten in 19-Zoll-<br />
Einbaugehäuse eine Reihe von Konfigurationsoptionen<br />
entsprechend den Kundenanforderungen.<br />
So besteht zum Beispiel<br />
für Hochleistungsanforderungen die Möglichkeit,<br />
zwei Einzelverstärker (TWT’s)<br />
in einem 12-HE-Einbaugehäuse zu kombinieren.<br />
Die Verstärker der PTCM-Serie<br />
wurden für anspruchsvolle militärische<br />
Standards mit ausgezeichnetem Wärmemanagement<br />
entwickelt und bieten<br />
höchste MTBFs (mittlere Betriebsdauer<br />
zwischen Ausfällen) und beweisen damit<br />
ihre Zuverlässigkeit.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
www.emco-elektronik.de<br />
Die perfekte Synergie… HF-Schaltfelder jetzt auch von Prâna<br />
EMCO Elektronik GmbH<br />
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Die LT-Verstärkerserie wurde<br />
kürzlich durch eine neue Transistorfamilie<br />
aufgewertet. Prâna<br />
R&D mit Sitz in Brieve, Frankreich<br />
entwickelt und fertigt seit<br />
mehr als 50 Jahren HF- Leistungsverstärker<br />
in Klasse-A-<br />
Betrieb.<br />
Die neuen Hochleistungsschaltfelder<br />
fügen sich daher perfekt<br />
in die aktuellen Verstärkermodellserien<br />
von Prâna ein.<br />
Mit kundenspezifischer Auslegung<br />
auf höchstem technischem<br />
Niveau, reihen sich die<br />
HF-Schaltfelder optisch perfekt<br />
in den Verbund hauseigener Verstärker<br />
mit unterschiedlichen<br />
Frequenzbereichen und Leistungsklassen<br />
ein. Selbstverständlich<br />
lassen sich auch Bestandssysteme<br />
unserer Marktbegleiter<br />
mit den neuen HF-Schaltfeldern<br />
aufwerten. Am Ende resultiert<br />
für den Anwender ein Gesamtsystem<br />
mit einer individuellen<br />
Ein-/Ausgangs - und Peripheriebeschaltung.<br />
Durch die neuen HF-Schaltfelder<br />
von Prâna erübrigen sich in<br />
vielen Bereichen der HF-Technik<br />
aufwendige Verkabelungen<br />
und zudem lässt sich ein hoher<br />
Automatisierungsgrad erreichen<br />
Moderne Fernsteuerschnittstellen<br />
(Ethernet, USB, GPIB und<br />
RS232) machen die Ansteuerung<br />
bzw. Einbindung in eine Softwareumgebung<br />
spielend einfach.<br />
Die aktuelle Geräteserie ist frei<br />
konfigurierbar und ermöglichtden<br />
Einsatz von HF-Relais mit<br />
einem Eingang und bis zu 12<br />
Ausgängen. Je nach Signalbandbreite<br />
(DC bis 12,4 GHz<br />
als Standard) und Signalleistungen<br />
(bis zu 2 kW) stehen unterschiedliche<br />
Auswahlmöglichkeiten<br />
zur Verfügung. Sowohl die<br />
Lage (Front- oder Rückseite) als<br />
auch die Konnektortypen (typ.<br />
SMA, N, 7/16) werden je nach<br />
Kundenwunsch umgesetzt. ◄<br />
78 hf-praxis 5/<strong>2018</strong>
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to 33GHz!<br />
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33 GHz!<br />
Die Micro kompakten Lambda's breitbandigen<br />
Compact Wideband<br />
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Ideal for Main Local Oscillator for Test Equipment,<br />
Receivers and VSAT Applications<br />
Ideal als Lokal-Oszillator für Testausrüstung, Empfänger und<br />
VSAT-Anwendungen, speziell auch für 5G Anwendungen<br />
Die The Modellreihe MLSP-Series MLSP of YIG-Based von Breitband-YIG-Synthesizern wideband synthesizers liefert Für For weitere more information Informationen about zur the<br />
eine provide Frequenzauflösung 1 kHz frequency von resolution 1 kHz im over Frequenzbereich<br />
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zwischen 20 GHz frequency 600 MHz und range. 20 Power GHz. Die levels gesamte of +8 Modellreihe<br />
to +13 dBm Produkten contact Micro wenden Lambda Sie Wireless. sich bitte an<br />
verfügt<br />
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dBm;<br />
band<br />
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Bandabstimmungsgeschwindigkeit beträgt 6 ms. Kompakte<br />
speed is 6mSec. Compact size will fit a 2 slot PXI chassis.<br />
Größe, passt in ein PXI-Gehäuse mit 2 Steckplätzen.<br />
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Modellreihe MLSW-series MLSW Modellreihe MLBS-series MLBS<br />
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