11-2018

November 11/2018 Jahrgang 23
HF- und
Mikrowellentechnik
In fünf Schritten zur Auswahl des
richtigen HF-Leistungsverstärkers
AR Deutschland, Seite 74

596 Rev Orig.indd 1 DISTRIBUTORS
9/12/18 4:41 PM

Editorial
Technische Beratung und Distribution
Welche Bedeutung haben
Fachmessen?
Autor:
Bernhard Strasser
Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
Seit Gründung von Telemeter
Electronic im Jahr 1964 stellen
wir als eines von sehr wenigen
Unternehmen ununterbrochen
auf der electronica aus, so auch
2018 mit zwei Messeständen.
Die Informationslandschaft hat
sich seit den neunziger Jahren
mit dem Internet jedoch vollständig
verändert. Daher stellen
sich u.a folgende Fragen: Warum
gibt es trotz der überall sofort
verfügbaren Informationen
immer noch Messen? Warum
ist das Format nahezu unverändert?
Warum sind Messen wie
die electronica so erfolgreich?
Unsere Antwort lautet: Messeauftritte
sind ein sehr bedeutender
Weg, neue Kunden zu
gewinnen und näher kennen
zu lernen.
Nicht nur die electronica ist ein
riesiges Forum, das nationale
und internationale Fachleute
zusammenbringt. Sie schafft in
der anonymen digitalen Welt die
Basis für direkten persönlichen
Kontakt. Wir haben gerade in
den letzten beiden Jahren festgestellt,
dass viele Unternehmen
ihren Mitarbeitern in Einkauf
und Entwicklung wieder verstärkt
die Möglichkeit bieten,
Fachmessen zu besuchen.
Im Gespräch zwischen Besuchern
und Ausstellern werden
sehr oft konkrete Aufgabenstellungen
diskutiert. Die Aussteller
zeigen neue Produkte und
bekommen sofort ein Feedback
vom Fachpublikum. Deswegen
ist neben anderen Aktivitäten,
um bekannt zu werden, wie
z.B. das Schalten von Google-
AdWords und Anzeigen in Fachzeitschriften,
der Messeauftritt
unverändert wichtig.
Heute sind es Konsumenten
oder B2B-Kunden gewohnt,
sehr stark zu filtern und sich
ganz bewusst mit den Dingen zu
beschäftigen die auch wirklich
wichtig sind. Deswegen sehe
ich es eher kritisch, die Besucher
zusätzlich gezielt mit Werbung
z.B. auf das Smartphone
zu versorgen.
Aus meiner persönlichen Erfahrung
heraus erscheint es mir
wichtig, den Besuchern am
Messestand Aufmerksamkeit
zu schenken und wenn sie Interesse
zeigen, auch aktiv auf sie
zuzugehen.
Zuhören und die Bedürfnisse
verstehen, ist gefordert und
nicht, in einem Redeschwall alle
Infos und News an den Mann
oder die Frau zu bringen.
Der Messestand ist hier die einzigste
Möglichkeit, direkt aufeinander
zuzugehen. Im persönlichen
Gespräch gelingt ein
Austausch von Informationen
schnell und einfach.
Fazit: Messen sind auch heute
eine absolut aktuelle und zeitgemäße
Plattform im B2B-
Bereich, um die passenden Produkte
und Lieferanten für die
anstehenden Neuentwicklungen
zu finden. Die Besucher können
sich sehr einfach einen Eindruck
von ausgestellten Mustern und
dem Personal am Stand machen.
Ein guter persönlicher Kontakt
zwischen Anwender und Lieferant
erzeugt auf beiden Seiten
Vertrauen und ist die Basis für
eine gute Zusammenarbeit. ◄
Oszillatoren, Filter
und Quarze
Für Anwendungen im Bereich
Kommunikation, Industrie, Militär,
Automotive und Raumfahrt
OCXO
illat TCXO
Stratum 3/3E
XO
VCXO/VCSO
EMXO
VCO
MEMS
LC
SAW
Cavity
Quarz
Filter
Keramisch
LTCCC
Dünnfilm nfilm
Nordwest
ICM
B 0
West
B1
Oszillatoren
Halle B5,
Stand 548.
Nord
C 4
C5
B 2 B 3 B 4 B 5
B 6
www.
municom GmbH
Fuchsgrube 4
83278 Traunstein
info@municom.de
Tel. +49 86116677-99 EN ISO 9001:2015
C6
Ost
Besuchen Sie uns auf der
vom 13. bis 16. November
.de
hf-praxis 11/2018 3

Inhalt 11/2018
Die ganze Bandbreite
der HF-und MW-Technik
Are you ready for 5G?
Work with one of the worlds leading
5G component & system providers
Titelstory:
Five Steps to Selecting the Right RF Power
Amplifier
You need an RF power amplifier. You have measured the power
of your signal and it is not enough. You may even have decided
on a power level in Watts that you think will meet your needs.
Are you ready to shop for an amplifier of that wattage? 74
5G Components & Systems
▶ Amplifiers
▶ Filters
▶ Attenuators
▶ Switches
▶ Multipliers
▶ Mixers
▶ Transmitters
▶ Receivers
▶ Couplers
▶ Waveguide straights, bends, twists
...and various other products for
RF and microwave applications
www.tactron.de • info@tactron.de
Schwerpunkt Quarze und Oszillatoren ab S. 6:
Messtechnik ab S. 40:
Die verschiedenen
Typen von Quarzoszillatoren
In diesem Beitrag werden
die verschiedenen Ausprägungen
von Quarzoszillatoren
näher vorgestellt.
Es handelt sich
um den unkompensierten
Oszillator, den spannungsgesteuerten
Quarzoszillator,
den temperaturgeregelten
Quarz oszillator und den
Quarzofen. 32
HF-Leistungs- und Antennenmessgeräte
Zur Leistungsüberwachung in HF-Systemen gibt es verschiedene
TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG
Möglichkeiten. Eine einfache Methode bieten hierbei die
Bunsenstr. 5/II ▪ D-82152 Martinsried
Leistungs- und Antennenmessgeräte von COMM-connect. 40
Tel.: +49 (0)89 89 55 69 0 ▪ Fax: +49 (0)89 89 55 69 29
4 4
hf-praxis 11/2018

Bauelemente ab S. 6:
Bauen Sie Ihren
eigenen Vektor-
Netzwerkanalysator!
Mit dem UVNA-63 hat Mini-Circuits
ein Mikrowellen-Transceiver-Kit
vorgestellt, welches alle
Komponenten enthält, die man
zum Aufbau eines voll funktionsfähigen
Vektor-Netzwerk analysators
(VNAs) benötigt. 62
EMV ab S. 70:
EMV-Probleme in der Praxis, Teil 2
Dem Elektronikentwickler sind mittlerweile zahlreiche Maßnahmen
zur Verbesserung der EMV von z.B. Leiterplatten bekannt.
Wie viel diese
Maßnahmen
jeweils im Einzelfall
wert sind,
erkennt man
oft erst bei der
Abstrahlungsmessung.
70
Visit us at stand C3/148
electronica 2018
RF & Wireless ab S. 80:
Integrated Rotary
Joint and Slip-Ring
Assembly
Link Microtek has introduced
a compact new integrated
rotary joint and slip-ring
assembly (RJSA) for use in
the stabilised antennas of
both commercial and military
Ka-band satellite-on-themove
(SOTM) communication
systems. These systems are
deployed on mobile ground
vehicles, ships or aircraft to
provide broadband network
access for high-data-rate
applications such as realtime
high-definition video
or transmission of telemetry
data. 81
hf-praxis 11/2018 5

HF- und
Mikrowellentechnik
Schwerpunkt in diesem Heft:
Quarze und Oszillatoren
Extrem stromsparende Realtime Clock
EM Microelectronic –
Marin SA
info@emmicroelectronic.com
www.emmicroelectronic.com
Leistungsstarke
HF-Filter
■ Durchführungsfilter
■ Festwert-Filter
■ Abstimmbare Filter
■ Filterbänke
Wir liefern Lösungen...
www.telemeter.info
EM Microelectronic, die Ultra-
Lowpower-Halbleiterfirma der
Swatch Group, stellte mit dem
EM3028 ein extrem stromsparendes
Realtime-Clock-Modul
(RTC) vor, das neue Maßstäbe
bezüglich Genauigkeit und
Stromkonsum setzt. Das EM3028
ist an erster Stelle für „grüne“
IoT-Anwendungen gedacht. Es
erreicht eine um 50% verlängerte
Akkulaufzeit und doppelte
Genauigkeit im Vergleich zum
Wettbewerb. Die Gerätelebensdauer
wird verlängert und Stücklistenkosten
sinken.
Optimale Lösung
EM RTCs sind die optimale
Lösung für verlängerte Autonomie
im Internet der Dinge,
indem sie genaue Arbeitsintervalle
für die leistungshungrigen
Elemente vorgeben und somit
eine extrem positive Benutzererfahrung
übermitteln. Häufiges
Laden oder Ersetzen von Batterien
in tragbaren Geräten gehört
zur Vergangenheit. Das EM3028
ist auch ein optimaler Partner
der EMs Energieharvesting ICs.
Diese einzigartige Kombination
erlaubt in manchen Fällen
volle Autonomie über die ganze
Lebensdauer.
Hohe Genauigkeit
und Langzeitstabilität
Die hohe Genauigkeit und Langzeitstabilität
dieser RTC garantieren
konstante Leistung über
die gesamte Lebensdauer ohne
6 hf-praxis 11/2018
Inserat_HF_Filter.indd 1 20.12.17 11:25

Quarze und Oszillatoren
zusätzliche Benutzerkalibrierung. Die 1ppm-
Genauigkeit garantiert eine erstaunliche
Präzision von 30 s über ein Jahr, doppelt
so gut wie die besten RTCs heute auf dem
Markt, und verbraucht dabei ein Energieäquivalent
von vier Tropfen Wasser pro Tag.
Backup-Funktion,
Die integrierte Backup-Funktion, gekoppelt
mit dem extrem niedrigen Stromverbrauch,
erlaubt es, Geräte im Stromsparmodus auch
nach mehreren Jahren wieder aufzuwecken.
Dies mit sehr niedrigen Stücklistenkosten.
Zu den weiteren wichtigen
Merkmale
des EM3028 gehören ein 32-Bit-Unix-Timer,
eine Spannung von nur 1,2 V, Plug&Play,
Werkskalibration sowie Konfiguration und
Benutzerparameter im nichtflüchtigen internen
Speicher. Sie gehen auch bei einem totalem
Stromausfall nie verloren. Das extrem
kleine Gehäuse macht das Modul sehr gut
geeignet für die Integration in kleine, tragbare
Anwendungen.
Das EM3028 ist erhältlich als eigenständiger
Baustein oder als individuelles, anwendungsspezifisches
Modul in Kombination
mit anderen Bauteilen aus dem EM-Portfolio,
wie Energieharvesting, EM9304-BLE-
Controller und einer Vielzahl von Sensorlösungen.
◄
Beheizter Oszillator (OCXO)
in der Bauform 9,7 x 7,5 mm
Taitien Electronics, Vertrieb durch die WDI
AG, hat die neue NN-Serie ofenstabilisierter
Quarzoszillatoren (OCXOs) vorgestellt.
Mit Taitiens herausragender Expertise in der
Quarzherstellung und durch zuverlässige
Langzeittests wurde eine sehr enge Frequenzstabilität
von ±5ppb bei -20 bis +70
°C und ±10ppb bei -40 bis +85 °C sowie ein
herausragendes Phasenrauschen erreicht. Bei
einer Spannungsversorgung von 3,3 oder 5
V haben die Oszillatoren einen sehr geringen
Stromverbrauch im stationären Zustand bei
Raumtemperatur und mit einer Alterung von
32,768-kHz-Quarzresonator für beste Zuverlässigkeit
auf kleinstem Raum
Die Micro Crystal AG treibt die Miniaturisierung
bei quarzen weiter. Der
32,768-kHz-Quarz CM9V-T1A 0.3
wird nun im modernsten und dünnsten
Gehäuse mit einer Dicke von 0,3 mm
angeboten. Die Größe von nur 1,6 x 1
x 0,3 mm erfüllt die Voraussetzung für
engste Biegeradien, komplementär zu
den flexiblen Dünnfilmbatterien von
www.renata.com. Dies Quarze eignen sich
optimal für Smartcards, smarte Textilien
(e-textile), Wearables und Sportarmbänder,
integrierte Module (embedded) und
medizinische Pflaster.
■ Micro Crystal AG
info@microcrystal.ch
www.microcrystal.ch
±4,6ppm gesamt über 20 Jahre sind sie sogar
Stratum3-konform. Die im Frequenzbereich
von 10 bis 40 MHz erhältlichen OCXOs
mit der von Taitien patentierten Formosa-
ASIC-Technologie liefern die branchenweit
beste Referenztaktleistung in einem 9,7 x
7,5 mm messenden SMD-Gehäuse und sind
somit optimal für Anwendungen wie kleine
Basisstationen, SyncE, IEEE 1588 PTP und
Netzwerkschalter.
■ WDI AG
info@wdi.ag
www.wdi.ag
Meilenstein im Bereich der
Zeitreferenzen
Der Schweizer Hersteller Micro Crystal,
vertrieben durch die WDI AG, stellt mit der
RV-3028-C7 die weltweit erste Echtzeituhr
(RTC) mit nur 40 nA Stromverbrauch vor.
Eine Kombination aus Timing und Batterie-Backupschaltung
mit dem branchenweit
niedrigsten Stromverbrauch soll die Autonomie
unter rauen Bedingungen erhöhen
und so zur ersten Wahl für Wearable- und
IoT-Anwendungen werden.
Mit einem Stromverbrauch von nur 40
nA bei einer Versorgungspannung von 3
V sowie einer hohen Genauigkeit von ±1
ppm bei Raumtemperatur, welche eine spätere
Kalibrierung in der Fertigung des Kunden
überflüssig macht, setzt Micro Crystals
jüngstes RTC-Modul neue Maßstäbe. Die
RV-3028-C7 kombiniert in einem winzigen
3,5 x 1,5 x 0,8 mm SMD-Gehäuse den Quarz
mit der RTC-Schaltung und bietet sogar
einen integrierten Batterie-Backupschalter.
Zusammen mit dem extrem geringen Stromverbrauch
ermöglicht dies die Verwendung
von MLCC-Kondensatoren oder Super-Caps
zur Überbrückung der Backup-Zeit.
Weitere Features sind ein großer Eingangsspannungsbereich
von 1,2 bis 5,5 V, ein
32-Bit-Unix-Zeitzähler (z.B. für Sicherheitscode-Berechnungen)
sowie eine 400
kHz I²C-Schnittstelle.
Die Kombination aus weitem Versorgungsspannungsbereich,
extrem geringem Stromverbrauch,
zusätzlicher Batterie-Backupschaltung
und Event-Detektionseingang
8 hf-praxis 11/2018

Quarze und Oszillatoren
®
macht das universelle RTC-Module RV-
3028-C7 flexibel einsetzbar und bietet alle
Voraussetzungen für beispielsweise Wearables,
mobile medizinische Geräte und
verbrauchssensitive IoT-Anwendungen.
Oszillatoren mit extrem
niedrigem Phasenjitter
Der in Großbritannien ansässige Spezialist
für frequenzbestimmende Bauteile Euroquartz
Ltd, vertrieben durch die WDI AG,
lanciert die neue Oszillatorserie EQHJ
mit einem extrem niedrigen Phasenjitter
von maximal 50 fs. Erhältlich sind die
Oszillatoren mit LVCMOS-Ausgang und
einer Versorgungsspannung von 1,8, 2,5
oder 3,3 V.
Entwickelt wurde die EQHJ-Serie für
Anwendungen, die ein extrem niedriges
Phasenrauschen erfordern. Hierzu gehören
z.B. Flachbildschirme, Videostreaming-
Systeme über externe Kabel (z.B. LDI),
serielle Highspeed-Kommunikationsverbindungen
wie Serial ATA & FireWire,
SONET, xDSL, SDH, Set-Top-Box und
Ethernet-Karten.
Die Oszillatoren sind in den Frequenzen
von 5 bis 50 MHz erhältlich und bieten
eine Frequenzstabilität von ±25 ppm über
den industriellen Arbeitstemperaturbereich
von -40 bis +85 °C. Verfügbar sind
die drei SMD-Standardbauformen 7 x 5
x 1,4 mm, 5 x 3,2 x 1,2 mm und 3,2 x 2,5
x 1 mm. Die Stromaufnahme reicht von
typischerweise 3 bis maximal 10 mA für
die größte Bauform.
Des Weiteren bietet die EQHJ-Serie eine
Lastkapazität von 15 pF (CMOS), eine
typische Startup-Zeit von 0,8 ms (maximal
5 ms) und eine Symmetrie von 50%
(±5 %). Charakteristische Anstiegszeiten
sind 5 ns für die kleinste Größe, bis zu 1,5
ns für die größte Bauform (maximal 10 ns
für alle Größen). Die maximale Alterung
beträgt ±3 ppm im ersten Jahr (±2 ppm in
jedem weiteren Jahr). Das Phasenrauschen
ist mit 48 fs typisch bei 3,3 V und 118 fs
typisch bei 1,8 V spezifiziert.
■ WDI AG
www.wdi.ag
WWW.AARONIA.DE
HIGH RANGE
DRONE
DETECTION
SYSTEM
270
90
RF Detection System with
24/7 recording and automatic
signal-classification in real-time
High-Performance-Synthesizer für bis zu 34 GHz
Moderne HF-Systeme zur Signalaussendung
benötigen in erster Linie eine
extrem stabile Frequenzquelle. Mit der
Serie SLSM5 bietet die Firma Telemeter
Electronic nun eine Synthesizer-Modellreihe,
die einen erweiterten Frequenzbereich
bis zu 34 GHz abdeckt.
Damit eignet sie sich für zahlreiche Kommunikationsanwendungen
speziell im
zukunftsweisenden Bereich 5G-Mobilfunk.
Die zuverlässige und bewährte
Modellreihe zeichnet sich besonders
durch eine hohe Leistungsfähigkeit bis zu
34 GHz aus. Die Frequenz ist in 1-kHz-
Schritten einstellbar. Die Quellen sind
mit einer internen Referenz (TCXO
und OCXO) oder einem externen Referenzeingang
(10 MHz) ausgestattet.Über
ein serielles Steuersignal, wie eine Multi-
Drop-RS-485-Schnittstelle oder optional
über USB, kann der Synthesizer
in 1-kHz-Schritten abgestimmt werden.
Zahlreiche Standardmodelle sind mit
sehr kurzer Lieferzeit schnell verfügbar.
■ Telemeter Electronic GmbH.
www.telemeter.info
High Range, 15km and more
Detects the UAV & Operator
Passive & Fully Automatic
Optional Countermeasures
Telefon: +49 6556 9019 350
Mail: mail@aaronia.de
Web: www.aaronia.de
MADE IN GERMANY
hf-praxis 11/2018 9
9

Quarze und Oszillatoren
Extrem kleine Hochfrequenz-Grundtonquarze
IQD hat neue Schwingquarze auf den
Markt gebracht, die im Grundtonmodus bis
200 MHz betrieben werden können. Die
Quarze sind in einem hermetisch dichten
4-Pad-Keramikgehäuse 2,5 x 2 x 0,6 mm
(IQCX-152) und 2 x 1,6 x 0,5 mm (IQXC-
153) verfügbar. Um die EMV zu verbessern,
verbinden zwei Pads den Metalldeckel
mit Masse. Im höheren Frequenzbereich,
70 bis 200 MHz, beträgt die Frequenztoleranz
im besten Fall ±30 ppm. Über den
gesamten industriellen Betriebstemperaturbereich
von -40 bis +85 °C und bei der passenden
Lastkapazität, die zwischen 8 und
30 pF liegt, beträgt die Stabilität ±30 ppm.
IQXC-152 und IQXC-153 ermöglichen den
Entwicklungsingenieuren, mit höheren Frequenzen
im Grundtonmodus zu arbeiten.
Dadurch wird die Verwendung einer PLL
oder eines Schwingkreises überflüssig, die
die dritte, fünfte oder siebte Harmonische
liefern. Bei der Erzeugung von höheren Frequenzen,
z.B. 2,4 GHz, bietet eine höhere
Startfrequenz den Vorteil, dass der Jitter
beziehungsweise das Phasenrauschen in
der Schaltung reduziert wird.
Als Verpackungsmöglichkeiten stehen
Tape and Reel oder Cut Tape zur Verfügung.
Detaillierte Datenblätter sind unter
www.iqdfrequencyproducts.de verfügbar.
■ IQD
www.iqdfrequencyproducts.de
Interessante Differenzausgang-
Quarzoszillatoren
fügbar, decken einen Betriebstemperaturbereich
von -40 bis
+105 °C ab, verwenden Standard-Anschußbelegungen
und
sind mit LV-PECL-, LVDS- und
HCSL-Ausgängen verfügbar.
Besondere Merkmale:
• äußerst geringer Jitter
• Gehäusegrößen: 7 x 5, 5 x 3,2
und 3,2 x 2,5 mm
• erweiterter Temperaturbereich:
-40 bis +105 °C
• Stabilität: ±20, ±25, ±30, ±50
und ±100 ppm
• Stromverbrauch: bis zu 25 mA
maximal
• verschiedene Differentialausgangs-Optionen:
LVPECL,
LVDS und HCSL
• Betriebsspannung:
2,5 und 3,3 V (2,375...3,6 V)
CelsiStrip ®
Thermoetikette registriert
Maximalwerte durch
Dauerschwärzung.
Bereich von +40 ... +260°C
GRATIS Musterset von celsi@spirig.com
Kostenloser Versand ab Bestellwert
EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)
www.celsi.com
www.spirig.com
Die Epson Europe Electronics
GmbH bietet eine komplette
Bandbreite an hochleistungsfähigen
und kostenoptimierten
differential SPXOs mit einem
geringen Stromverbrauch bis zu
maximal 25 mA in einer Vielzahl
von standardmäßigen kleinen
Gehäusen, um jeder Anwendung
gerecht zu werden. Die SPXOs
werden in drei Bauweisen angeboten:
AT, AT HFF und AT+PLL.
Epson verwendet herkömmliche
AT-Cut-Quarze und PLLs
für kommerzielle Lösungen mit
optimalem Preis/Leistungs-Verhältnis.
Um einen extrem geringen
Jitter auch bei höheren Frequenzen
zu liefern, setzt Epson
Hochfrequenz-Fundamental-
Quarze ein, die auch Frequenzen
bis 170 MHz im Grundwellenmodus
erlauben. Alle Timingprodukte
von Epson verwenden ausschließlich
Grundmode-Quarze
für eine sehr hohe Zuverlässigkeit.
Epsons SPXOs mit Differenzausgang
sind in den Größen von
3,2 x 2,5 bis zu 7 x 5 mm ver-
■ Epson Europe Electronics
GmbH
info@epson-electronics.de
www.epson-electronics.de
10 hf-praxis 11/2018

K N O W - H O W V E R B I N D E T
MEMS-Oszillatoren mit I²C/
SPI-Schnittstelle ermöglichen
In-System-Programmierung
Quarze und Oszillatoren
Broadcasting sowie in Test- und Messgeräten.
Datenblätter und Muster können unter
sitime@spezial.com angefordert werden.
■ SE Spezial-Electronic GmbH
www.sitime-spezial.com
Eine Zusammenarbeit, die
Früchte trägt
EMV, WÄRME­
ABLEITUNG UND
ABSORPTION
SETZEN SIE AUF
QUALITÄT
Elastomer- und Schaumstoffabsorber
Europäische Produktion
Kurzfristige Verfügbarkeit
Kundenspezifisches Design
oder Plattenware
Eine Programmierung der benötigten Frequenz
direkt in der Applikation ermöglichen
SiTimes neue Elite-Platform-Oszillatoren
SiT3521 und SiT3522 (Vertrieb: SE
Spezial-Electronic). Über die integrierte I²C/
SPI-Schnittstelle können sowohl die Output-
als auch die Pulling-Frequenz beliebig
oft geändert werden.
Niedriger Jitterwert
Die Produktfamilie besticht durch einen
extrem niedrigen Jitterwert von 0,21 ps.
Dank der einzigartigen DualMEMS- und
TurboCompensation-Technologien wird
zudem eine außergewöhnliche dynamische
Performance erreicht. So sind die mit einem
Low-Drop-Spannungsregler (LDO) ausgestatteten
Oszillatoren auch weitestgehend
gegen schnelle Temperaturveränderungen,
Schock und Vibration (0,1 ppb/g) resistent.
Die SiT3521/22-Serien bieten dem Anwender
zwei In-System-Programmieroptionen:
Zum einen kann die gewünschte Ausgangsfrequenz
in 1-Hz-Schritten programmiert
werden. Der SiT3521 unterstützt dabei
Frequenzen zwischen 1 bis 340 MHz, der
SiT3522 zwischen 340 bis 725 MHz. Zum
anderen lässt sich die Frequenz über die
integrierte I²C/SPI-Schnittstelle mit hoher
Linearität um bis zu ±3200 ppm ziehen. Das
weite Frequenzspektrum von 1 bis 725 MHz,
13 programmierbare Zugbereichsoptionen
von ±25 bis ±3200 ppm, variable Spannungen
von 2,5 bis 3,3 V und die drei verschiedenen
Ausgangssignaltypen LVPECL,
LVDS oder HCSL erschließen dem Anwender
eine Vielzahl unterschiedlichster Kombinationsmöglichkeiten.
Die SiT3521/22-Serien eignen sich perfekt
für den Ersatz mehrerer Timing-Komponenten
in Systemen, die verschiedene Frequenzen
benötigen und in störanfälligen
Umgebungen verwendet werden. Zahlreiche
solcher Anwendungen finden sich beispielsweise
in den Bereichen Telekommunikation,
Netzwerktechnik, Server, Storage,
hf-praxis 11/2018
Das Geyer-Design- und Testcenter hat
in enger Zusammenarbeit mit der Firma
Teleconnect für deren Produkte einen
Schwingquarz entwickelt, der perfekt auf
die Schaltungsanforderungen und Übertragungsqualität
konzipiert wurde. Gefordert
waren ein geringer Serienwiderstand
und enge Toleranzen in kleiner Baugröße,
die im KX-7 Gehäuse mit der Frequenz
von 40,96 MHz realisiert werden konnten.
Der Quarz kommt jetzt in den Produkten
SHDSL.EVB.1CH V1.0, SHDSL.EVB.4CH
V1.0 und SHDSL.M2.xCH (als 1-, 2- und
4-Kanal-Variante) sehr umfangreich zum
Einsatz und ist auf Intels SHDSL-Chipset
abgestimmt. Diese Produkte finden Eingang
in die unterschiedlichsten Applikationen, wie
Öl- und Gasexploration oder Überwachung
und Steuerung von Automatisierungstechnik.
32,768-kHz-Oszillator
mit extrem geringer
Stromaufnahme
Mit der Modellbezeichnung KXO-V32T
bietet Geyer ab sofort einen 32,768-kHz-
Oszillator mit extrem geringer Stromaufnahme
von nur noch 0,1 µA an. Durch die
Frequenzstabilität von ±10 ppm typisch bei
-40 bis +85 °C ist dieser Oszillator neben
stromsensiblen auch für anspruchsvolle
Anwendungen bestens geeignet. Mit seiner
Baugröße von 3,2 x 1,5 x 0,9 mm findet der
Oszillator Anwendung in IoT, M2M, Navigationsystemen,
Wearables Sensors, Sicherheitstechnik,
Smart Grid und Autonomem
Fahren. Muster sind ab Lager lieferbar. Ausführliche
Informationen bei:
■ Geyer-Electronic
www.geyer-electronic.de
11
-EA1 & -EA4
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)
bzw. 4 GHz (EA4)
Urethan oder Silikon
Temperaturbereich von ­40°C bis 170°C
(Urethanversion bis 120°C)
Standardabmessung 305mm x 305mm
MLA
Multilayer Breitbandabsorber
Frequenzbereich ab 0,8GHz
Reflectivity­Level ­17db oder besser
Temperaturbereich bis 90°C
Standardabmessung 610mm x 610mm
Hohe Straße 3
61231 Bad Nauheim
T +49 (0)6032 9636­0
F +49 (0)6032 9636­49
info@electronic­service.de
www.electronic­service.de
ELECTRONIC
SERVICE GmbH

Quarze und Oszillatoren
Intelligente Systeme und ihr Bedürfnis nach
Genauigkeit
Energieeinsparung durch Verwendung eines präzisen 32-kHzweak-up-Taktes
in BLE-Systemen
Domotik oder Heimautomatisierung
ist ein Beispiel für intelligente
Systeme, die bereits heute
verwendet werden und für einwandfreie
Funktion ein präzises
Timing erfordern. Ein Smart
Home Steuerungssystem benötigt
genaue Taktung um intelligent
zu sein, Gewohnheiten
zu lernen und datenbasierte
Entscheidungen zu treffen, die
zukünftige Verhaltensweisen und
Bedürfnisse vorhersehen. Daten,
die von Sensoren erfasst werden,
sind nur stichhaltig, wenn die
Zeitbasen synchronisiert sind
und Systeme können nur hilfreich
sein, wenn die Reihenfolge
der Ereignisse in der richtigen
zeitlichen Abfolge aufgezeichnet
wird. Nehmen Sie als einfaches
Beispiel einen Türsensor, der ein
Flurlicht einschaltet. Wenn die
Zeitaufzeichnung des Türsensors
oder des Lichtschalters um
mehr als einen Bruchteil einer
Sekunde abweicht, erfährt der
Algorithmus nicht das richtige
Timing der erforderlichen Ereignisse
und das Licht wird nicht
zur richtigen Zeit eingeschaltet.
In der heutigen vernetzten
Welt wird die Genauigkeit der
Echtzeituhr (Real Time Clock,
RTC) immer bedeutender. Diese
Bedeutung wird zunehmen, je
mehr Objekte dem „Internet of
Everything“ beitreten. Die große
Wichtigkeit wird am Beispiel
der „Smart Meter“ ersichtlich,
die mehr Informationen und
Funktionen für einen besseren
Energieverbrauch bereitstellen.
Wenn in diesem Fall die Zähleruhr
zu schnell läuft oder auf
dem falschen Zeitintervall für
die Abrechnungsraten basiert,
könnten sämtliche Einsparungen
oder Vorteile verloren gehen.
Intelligenz wird über unsere
unmittelbare persönliche Umgebung
hinaus eingesetzt. Die
Strukturelle Überwachung von
Gebäuden und Brücken oder
Ölexploration unter Verwendung
seismischer Sensornetzwerke
heben beispielsweise die
Notwendigkeit einer präzisen
Zeitstempelung der gemessenen
Daten für Analyse und Vorhersage
hervor. Die Genauigkeit
dieser Systeme und die von ihnen
bereitgestellten Vorhersagedaten
sind direkt proportional zur Genauigkeit
der Zeitsynchronisation
der einzelnen Knoten.
Viele der heutigen Lösungen
verwenden teure und leistungshungrige
GPS-Empfänger oder
leistungsstarke RF-Netzwerke,
um im Takt zu bleiben. Die
Systeme von morgen werden
durch neue Timing-Technologien
ermöglicht, die hohe Präzision
bei minimalem Stromverbrauch,
geringem Platzbedarf
und niedrigen Kosten bieten.
Diese Systeme werden miniaturisierte
Ultra-Low-Power-, Präzisions-MEMS-basierte
Sensoren
und Oszillatoren verwenden.
Die Beziehung
zwischen geringer
Leistung und
Genauigkeit
Neben der Genauigkeit werden
Ultra-Low-Power-Technologien
bei der Entwicklung von AmI
essentiell sein. Geringer Energieverbauch
ist besonders ausschlaggebend
in Echtzeituhren,
die in autonomen, batteriebe-
Endrich Bauelemente
Vertriebs GmbH
www.endrich.com
SiTime
www.sitime.com
Kristallresonatorgröße im Vergleich zum MEMS-Resonator
12 hf-praxis 11/2018

Zugriff auf Alles von Überall –
und dabei noch ruhig schlafen
Intelligente, vernetzte und sichere
Designs erstellen
www.microchip.com/SmartConnectedSecure
Der Name Microchip und das Microchip-Logo sind eingetragene Warenzeichen von Microchip Technology Incorporated in den USA und in anderen
Ländern. Alle anderen Marken sind im Besitz der jeweiligen Eigentümer.
© 2018 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS00002758A. MEC2220Ger08/18

Quarze und Oszillatoren
Der Herzschlag der Ambient Intelligence
Der Schwerpunkt der AmI-Entwicklung
liegt darin, Prozessoren,
Sensoren künftig vorwiegend
durch den Einsatz von
Funktechnologie zu vernetzen,
um Verfahren und Alltagsaufgaben
zu erleichtern. Beispiele
finden sich bereits in der Gebäudeautomation
(Smart Home),
wo über PCs oder tragbare/
drahtlose Geräte wie Smartphones
der Status von Überwachungskameras,
Heizung, Rollläden,
Küchengeräten etc. mobil
abgefragt und geändert werden
kann. Bis hin zu Systemen, die
selbstregulierend arbeiten, die
Arbeitsumgebung gemäß Sensordaten
für das Wohlbefinden
der Beschäftigten anpassen
und Arbeit sichernde Aufgaben
übernehmen.
Zeit - die vierte Dimension -
wird in der Diskussion über die
zu erwartende Entstehung von
Ambient Intelligence (AmI) oft
übersehen. Da sich das IoT weiterentwickelt,
wird Intelligenz
eingesetzt, um elektronische
Systeme klüger, berechenbarer
und hilfreicher für unser tägliches
Leben zu machen.
Da alltägliche Systeme viel
intelligenter werden, werden
unsere Umgebungen dadurch
sensibel und anpassungsfähig.
Ohne eine Zeitbasis werden
diese Systeme jedoch nicht
nützlich sein und AmI wird
nicht realisiert werden. AmI
stützt sich auf Fortschritte in
Kommunikationsnetzwerken
und adaptiver Software. Dies
erfordert die Miniaturisierung
elektronischer Geräte und deren
Hardware wie Sensoren, Prozessoren
etc., die in unserer
Umgebung, im Falle von „wearable
computing“ sogar in die
Kleidung oder am Körper eingebettet
werden. Während AmI
auf diesen Innovationen aufbaut,
wird die Timing-Funktion
zunehmend wichtiger. Wie
der Herzschlag für den Menschen
ist für diese elektrischen
Systeme ein stabiler Takt unerlässlich.
Der Referenztakt, der
als Herzschlag des Systems fungiert,
ist auf vielen Ebenen elementar.
Der Taktgeber erweckt
das System zum Leben und
hält es mit der erforderlichen
Geschwindigkeit in Betrieb.
Präzise Zeitsignale werden
benötigt, um sicherzustellen,
dass die von Sensoren gemessenen
Informationen zeitgenau
auf die intelligenten Systeme
verteilt werden. Die Zeit ist
für diese Systeme von zentraler
Bedeutung. So wie AmI von
Fortschritten in den Funktionen
auf höherer Ebene abhängt,
müssen Timing-Lösungen im
Kern neue Technologien nutzen,
um AmI die Realität werden
zu lassen, die viele sich
vorstellen. Technologische
Fortschritte machen das Timing
genauer und zuverlässiger bei
gleichzeitig geringerem Stromverbrauch
und kleinerer Größe
- alles entscheidende Faktoren
für AmI-Systeme.
triebenen Systemen verwendet
werden, da diese Zeitreferenzen
kontinuierlich bereitgestellt
werden müssen. MEMS
und die CMOS-Technologien,
die sie unterstützen, werden
eine entscheidende Rolle spielen.
Moderne programmierbare
MEMS-kHz-Taktgeber verbrauchen
Mikro-Watt und verfügen
über einzigartige Funktionen wie
die SiTime NanoDrive Technologie,
um die Systemleistung weiter
zu reduzieren. Darüber hinaus
trägt die höhere Genauigkeit der
MEMS-Taktgeber dazu bei, den
Stromverbrauch auf Systemebene
durch Verlängerung der
Ruhezustandszeit (Sleep Mode)
zu reduzieren.
Die Wichtigkeit einer präzisen
Zeitmessung ist bei Verwendung
von „sleep mode wakeup
timers“ in Schlafmodus-Weckern
offensichtlich. Autonome batteriebetriebene
Knoten erfordern
Power-Down-Intervalle zwischen
Computer- und Datenübertragungen,
um Strom zu
sparen. In derzeitigen Anwendungen
ermöglichen Bluetooth
Low Energy (BLE) -Chip-Sätze
längere Ruhezeiten zwischen der
Informationsübertragung, was
zu Stromeinsparungen führt.
Jeder Knoten hat einen vordefinierten
Zeitschlitz, zu dem er
mit dem Host kommunizieren
muss, um die Verbindung aufrecht
zu erhalten und Daten zu
übertragen. Wenn die Aufweckund
Kommunikationsfunktionen
durch eine präzisere Taktung
effizienter und genauer ausgeführt
werden, kann die aktive
Phase minimiert und die Systemleistung
stark reduziert werden.
Die Frequenzstabilität, gemessen
in ppm (Part per million),
ist die wichtigste Kennzahl für
die Zeitgenauigkeit. Bild 1 zeigt
25% Energieeinsparung durch
den Austausch eines 200-ppm-
Quarzkristalls gegen einen programmierbaren
5-ppm-MEMS-
TCXO (temperaturkompensierter
Oszillator).
Gegenwärtig verwenden 4G-LTE-
Systeme DRX-Zyklen (diskontinuierlicher
Empfang Zyklen),
die eine präzisen sleep/weak-up
Zeit von 1,5 ?s erfordern, um
Mobiltelefone mit dem Netzwerk
verbunden zu halten. Die
Frequenzstabilität muss mit einer
Genauigkeit von besser als 1,5
ppm über einen Zeitraum von 1
bis 2 Sekunden in einer Umgebung
mit sich schnell ändernden
Temperaturen aufrechterhalten
werden. Ein Verlust der Konnektivität
würde zu einem großen
Mehraufwand im RF-Verkehr
und einem zusätzlichen Rechenaufwand
führen, um die Verbindung
zur Basisstation wiederzuerlangen.
In einer Zukunft, in
der Daten nahtlos zu und von
allgegenwärtigen Smart Devices
übertragen werden, mit Volumina,
die weit über das heutige
Niveau hinausgehen, wird die
Konnektivität enorm wichtig.
Die Taktbeständigkeit von 1,5
?s ist eine Herausforderung
für traditionelle quarzbasierte
Timing-Komponenten. Temperaturgradienten
von mehr als 10
°C pro Sekunde werden in heutigen
elektronischen Geräten
bereits gemessen. Unkompensierte
200-ppm-Quarzkristalle
zeigen typischerweise mehr als
14 hf-praxis 11/2018

EINE DESIGNPLATTFORM – KEINE HINDERNISSE
EINFACH
INTELLIGENTER
NI AWR DESIGN ENVIRONMENT
Die Plattform NI AWR Design Environment
integriert System-, Schaltungs- und
elektromagnetische Analysen für das
Design anspruchsvoller Wireless-Produkte,
von Basisstationen über Mobiltelefone
bis hin zur Satellitenkommunikation. Die
intuitive Bedienoberfläche, bewährte
Simulationstechnologien und die offene
Architektur der Plattform, die Lösungen
von Drittanbietern unterstützt, ermöglichen
erfolgreiches Entwickeln ohne jedes
Hindernis. Entwickeln Sie einfach intelligenter.
Erfahren Sie mehr unter ni.com/awr
Microwave Office | Visual System Simulator | Analog Office | AXIEM | Analyst
©2017 National Instruments. Alle Rechte vorbehalten. Analog Office, AXIEM, AWR, Microwave Office, National Instruments, NI und ni.com
sind Marken von National Instruments. Andere erwähnte Produkt- und Firmennamen sind Marken oder Handelsmarken der jeweiligen Unternehmen.

Quarze und Oszillatoren
3 ppm pro °C Temperatursteigungen,
was zu Frequenzfehlern
von mehr als 30 ppm in
1 Sekunde führt.
Ein Teil dieses Effekts kann
durch elektronische Temperaturkompensation
gemildert
werden; Quarzoszillatoren sind
jedoch durch eine langsame
thermische Kopplung zwischen
dem Quarzkristallresonator und
der elektronischen Temperaturkompensation
begrenzt, weshalb
Quarz-TCXOs nicht in der Lage
sind, auf schnelle Temperaturgradienten
effektiv zu reagieren.
Im Gegensatz dazu behalten
MEMS TCXOs die Frequenzgenauigkeit
bei schnellen Temperaturänderungen
bei und sind
eine einfache Lösung für den
Umgang mit schnellen Temperaturgradienten.
Anhaltendes Streben
nach geringer Leistung
und geringer Größe
Damit intelligente Systeme
weit verbreitet und in unsere
Umgebung eingebettet werden
können, müssen sie sehr klein
sein. Mikro- und Nanotechnologien
werden die erforderliche
Miniaturisierung ermöglichen.
MEMS-Resonatoren
messen weniger als 500 μm auf
jeder Seite und sind weniger als
200 μm hoch, wodurch sie 90%
kleiner sind als Resonatoren auf
Quarzbasis, die durch die Physik
bei der weiteren Größenreduzierung
begrenzt sind.
Chiphersteller haben begonnen,
hochpräzise MEMS-Resonatoren
in ihre Produkte zu integrieren,
um hochintegrierte
Multi-Chip-Module (MCM)
anzubieten - eine Entwicklung,
die durch die gekapselte
Silizium-MEMS-Technologie
möglich wird. Wenn der MEMS-
Resonator direkt auf dem IC
angebracht werden kann, hat er
im Zielsystem quasi null zusätzlichen
Plattenplatz.
Die Integration hat viele Vorteile
über die Größe hinaus. Durch
die Integration des Taktgebers
haben die Geräte nicht nur weniger
externe Pins, sondern verbrauchen
auch weniger Strom,
haben eine bessere Leistung und
Genauigkeit und erhöhen die
Zuverlässigkeit und Manipulationsresistenz.
Technologie arbeitet
zusammen
Mit der Verwirklichung der
Umgebungsintelligenz (AmI)
nimmt die Anzahl der digitalen
Objekte, die in unsere
Umgebung eingebunden sind,
zu. Diese Geräte müssen sehr
wenig Strom verbrauchen und
durch Miniaturisierung und
Integration unauffällig gemacht
werden. Die MEMS-Technologie
wird in Zukunft eine entscheidende
Rolle spielen und
Systeme kleiner, zuverlässiger,
stromsparender und effizienter
machen. Wichtig ist außerdem,
dass das MEMS-Timing intelligente
Geräte intelligenter macht,
indem sie genauer werden - eine
Notwendigkeit für Systeme, die
vorhersagbar und ansprechbar
sein sollen.
Danke an Markus Lutz, Gründer
und CTO von SiTime, für seine
Beiträge zu diesem Artikel. ◄
Fachbücher für die
Praxis
Praxiseinstieg in
die
vektorielle
Netzwerkanalyse
Joachim Müller,
21 x 28 cm, 142 Seiten, zahlr. Abb. und
Tabellen
ISBN 978-3-88976-159-0,
beam-Verlag 2011, 32,- €
Art.-Nr.: 118100
In den letzten Jahren ist es der Industrie
gelungen, hochwertige vektorielle Netzwerkanalysatoren
vom schwergewichtigen
Gehäuse bis auf Handheldgröße
zu verkleinern. Doch dem nicht genug:
Durch ausgefeilte Software wurden
einfache Bedienkonzepte bei steigender
Funktionalität erreicht.
Auch für den Funkamateur wird neuerdings
die Welt der Netzwerkanalyse
durch Selbstbauprojekte, deren Umfang
und Funktionalität den Profigeräten sehr
nahe kommen, erschlossen. Damit sind
die Voraussetzungen für die Anwendung
der vektoriellen Netzwerkanalyse im
Feldeinsatz aus Sicht der verfügbaren
Gerätetechnik geschaffen.
Fehlte noch die geräteneutrale Anleitung
zum erfolgreichen Einstieg in die
tägliche Praxis.
Das in Hard- und Software vom Entwickler
mit viel Engagement optimal
durchkonstruierte Gerät büßt alle seinen
hervorragenden Eigenschaften ein, wenn
sich beim Messaufbau grundlegende
Fehlerquellen einschleichen.
Dieses Buch beschäftigt sich mit den
Grundlagen des Messaufbaus, unabhängig
vom eingesetzten Gerät, um den
Praxiseinstieg zu meistern.
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
16 hf-praxis 11/2018

INTEGRIERTE FUNK-LÖSUNG
MIT DER GRÖSSTEN
BANDBREITE UND
MAXIMALER PERFORMANCE.
Der HF-Transceiver ADRV9009 bietet
als einzige Plattform Unterstützung für
2G, 3G, 4G und 5G. In Massive-MIMOund
Phased-Array-Radarsystemen
vereinfacht er das digitale Beamforming
und trägt durch die chipintegrierte
Handhabung der LO-Synchronisation
zur Verringerung der Komplexität bei.
Mit ihren schnellen Frequenzwechseln
macht die Transceiver-Plattform
außerdem das Design portabler
Prüfinstrumente effizienter.
WIRELESS
NEU ERFINDEN
– MIT DEM
TRANSCEIVER
ADRV9009.
Besuchen Sie uns auf der
13.-16. November, München, Deutschland
ADI – Halle C4, Stand 111
Arrow – Halle C4, Stand 412
#radioverse
ENTDECKEN SIE DEN
SCHNELLSTEN WEG ZU 5G
analog.com/RADIOVERSE-ADRV9009

Quarze und Oszillatoren
PLL/VCO-Lösung für HF-, Mikrowellen- und
Millimeterwellen-Anwendungen
Analog Devices, Inc. stellte den
Frequenzsynthesizer ADF4371
vor. Das hochmoderne Bauteil
enthält eine PPL-Schaltung
(Phase-Locked Loop) mit integriertem
spannungsgesteuerten
Oszillator (VCO) sowie interne
Low-Dropout-Regler (LDOs)
und Tracking-Filtertechnologie.
Konzipiert wurde der Frequenzsynthesizer
zur Entwicklung
von HF/Mikrowellen-Systemen,
welche höchste Anforderungen
für zahlreiche Märkte erfüllen
müssen. Dazu gehören Luftfahrt
und Verteidigung, Test
und Messtechnik, Kommunikations-Infrastruktur
sowie der
Bereich Hochgeschwindigkeits-
Wandler-Taktung. In die Entwicklung
des ADF4371 sind
die Erfahrungen bei HF- und
Mikrowellen-Synthesizern eingeflossen,
die Analog in über 25
Jahren gesammelt hat. Das so
entstandene Bauteil bietet von
allen derzeit verfügbaren Frequenzsynthesizern
die höchste
Frequenz und den größten HF-
Ausgangsbereich von 62,5 MHz
bis 32 GHz. Zusammen mit einer
sehr geringen PLL-Leistungskennzahl
(FOM) von -234 dBc/
Hz, sehr geringen Störungen
(-100 dBc typ.), niedrigem VCO-
Phasenrauschen (-134 dBc/Hz
bei 1 MHz Offset bei 8 GHz)
und mit interner Tracking-Filtertechnologie
ist der ADF4371
richtungsweisend in Leistungsdaten
und Adaptierbarkeit.
Seine funktionsreiche, äußerst
konfigurierbare Architektur
bedeutet, dass Entwickler jetzt
eine einzige, besonders kompakte
Synthesizer-Lösung einsetzen
können und damit fast jede
LO/Takt-Anforderung in den
genannten Frequenzbereichen
erfüllen können. Gleichzeitig
lassen sich die Entwicklungskosten
und -risiken reduzieren
sowie die Time to Market verkürzen.
Der ADF4371 ermöglicht die
Implementierung von hochauflösenden
(39 Bit) Fractional-
N- oder Integer-N-PLL-Frequenzsynthesizern,
sofern er in
Verbindung mit einem externen
Loop-Filter und einer externen
Referenzquelle verwendet wird.
Dank des Breitband-Mikrowellen-VCO-Designs
lassen
sich Frequenzen von 62,5 MHz
bis 32 GHz erzeugen. Darüber
hinaus bietet der neue Frequenzsynthesizer
branchenweit
geringste Werte für Jitter (36 fs
bei 10 GHz) und Referenzstörungen
(-100 dBc typ.) zusammen
mit Betriebstemperaturen
bis 105 ºC ohne „Lock”-Verlust.
Um Anwendungen mit sehr
geringen Abmessungen realisieren
zu können, bietet der
ADF4371 eine integrierte Stromversorgungsentkopplung,
integrierte
LDOs und integrierte
Tracking-Filter. Die Tracking-
Filtertechnologie kann Harmonische
und Sub-Harmonische
mit mindestens 30 dB über den
gesamten VCO-Bereich unterdrücken.
Dies reduziert die
Abmessungen der Gesamtlösung
enorm, speziell wenn Filter mit
festem Bereich erforderlich sind,
um die genannten Unterdrückungen
über Bandbreiten von
mehreren Oktaven zu erreichen.
Für Anwendungen, bei denen die
5G kann kommen!
Drahtlose Netzwerke der fünften Generation
(5G) sind sicherlich noch ein oder zwei
Jahre entfernt. Wachsende Anforderungen
an drahtlose Funktionalität von aktuellen
drahtlosen Kommunikationssystemen
(LTE) der vierten Generation (4G) erzeugen
nahezu übernatürliche Erwartungen
an drahtlose 5G-Netzwerke.
Um große Datenmengen mit Sprach- und
Videodiensten zu bewältigen, müssen
5G-Netze Frequenzen von 28 GHz und
höher nutzen und fortgeschrittene Übertragungsformate,
wie z.B. Time-Division-
Duplex (TDD) verwenden, um informationsbeladene
Signale zu übertragen.
Für drahtlose Systeme, die gebaut werden,
um diesen hohen Erwartungen gerecht zu
werden, sind stabile und leise Frequenzsynthesizer
nötig, die bei hohen Frequenzen
arbeiten. Ein solcher ist der phasenstabile
Oszillator KSFLO27T50-12-100 von
Synergy Microwave, Corp. Er wurde entwickelt,
um stabile, rauscharme Mischsignale
für die Frequenzumsetzung
von 28-GHz-5G-Signalen bereitzustellen,
sowie zum Mischen von Ka-Band-
Signalen von Radarsystemen. Das Gerät
liefert Signale mit niedrigem Phasenrauschen
aus einem Miniatur-Koaxialgehäuse
mit sehr geringem Stromverbrauch, um
die Anforderungen von 5G zu erfüllen.
■ EMCO Elektronik GmbH
www.emco-elektronik.de
18 hf-praxis 11/2018

FRANKONIA
EMC Test-Systems GmbH
Testsystem CIT-1000
zur leitungsgebundenen Störfestigkeitsprüfung
gem. IEC/EN 61000-4-6, BCI Tests gem.
ISO 11452-4 und MIL-STD 461
Zusatzoption: CIT-4K
-zusätzlicher 250W HF-Leistungsverstärker
-Für Messungen 4kHz - 1MHz
-Platzsparend auf dem CIT-1000 positionierbar
-Signalgenerator, HF-Leistungsverstärker, 3-Kanal
Leistungsmesser sowie ein Richtkoppler in einem
19" Gehäuse
-Mit folgenden HF-Leistungsverstärkern erhältlich:
25W / 75W / 180W
Full-compliance EMI-Receiver ERX-6
gem. CISPR 16-1-1 Ed 3.1 und MIL461G (FFT basiert)
-Kostengünstigster Full-Compliance EMI-Receiver seiner
Klasse
-Frequenzbereich 10 Hz - 6 GHz
-Standard Messempfänger Betrieb nach CISPR 16-1
sowie ältere EMV Standards
-FFT basierter Messempfänger Betrieb (über 6000x
schneller) (CISPR 16-1-1 Ed. 3.1)
-Mobile Nutzung mittels optionalem Akkupack oder
Integration in ein 19" Rack ist möglich
-Integrierter 20 dB Vorverstärker
-Integrierter Oszilloskop Modus bis 1 GHz
Frankonia EMC Test-Systems GmbH
Daimlerstr. 17
91301 Forchheim
www.frankonia-solutions.com
Tel.: 09191/73666-0
Email: sales@frankonia-emv.com

Quarze und Oszillatoren
Temperaturkompensierte Quarzoszillatoren
Seiko Epson Corporation stellte die
G-Serie von TCXOs vor. Entwickelt für
Netzwerksynchronisation, Small Cells
und Mikrowellen-Funkapplikationen,
bieten Epsons G-Serie von TCXOs eine
herausragende Stabilität, um alle gängigen
Netzwerk-Anforderungen und -Standards
zu unterstützen:
• Wireless: 3GPP LTE Local-Area and
Medium-Range
• SONET BITS/SETS: GR-1244-CORE
Stratum 3
• Packet Timing (Network Sync.): G.8262
EEC-1 & EEC-2 and Emerging G.826x
& G.827x ITU-T Specifications
Diese TCXOs werden in einem 5 x 3,2 x
1,45 mm großen Gehäuse untergebracht
und unterstützen eine Frequenzspanne
von 10 bis 50 MHz. Zusätzlich zu einer

20 YEARS
PETERMANN
TECHNIK
QUARZE, OSZILLATOREN & MEHR
WELCOME TO THE WORLD OF CLOCKING
PRODUKTSPEKTRUM:
+ SMD/THT Quarze
+ Quarzoszillatoren
+ Silizium (MEMS) Oszillatoren
+ 32.768 kHz Ultra LP Oszillatoren
+ MHz Ultra Low Power Oszillatoren
+ 32.768 kHz Quarze
+ Low Power Oszillatoren
+ Differential Oszillatoren
+ Spread Spectrum Oszillatoren
+ VCXO, VCTCXO
+ High Temperature Oszillatoren
+ Stratum3 Oszillatoren
+ Automotive Oszillatoren
+ SPXO, LPXO
+ TCXO, OCXO
+ ULPO, ULPPO
+ Keramikresonatoren
+ Quarzfilter
APPLIKATIONEN:
+ Wireless (WLAN, WIFI, Sub GHz)
+ Smartphones & Tablets
+ IoT
+ Wearables
+ M2M
+ GPS
+ Embedded
+ Industrial
+ Telecom
+ Medical
+ Automotive
+ Consumer
PRODUKTVORTEIL & SERVICE:
+ Passende Lösung für jede
Clocking Applikation
+ Höchste Qualität
+ Äußerst wettbewerbsfähige Preise
+ Sehr breiter Frequenzbereich
+ Erweiterter Temperaturbereich
von –55/+125°C
+ Umfangreicher Design-in-Support
+ Großserienbetreuung
+ Weltweite Logistikkonzepte
PETERMANN-TECHNIK GmbH
Lechwiesenstr. 13
86899 Landsberg am Lech
Deutschland – Germany
Tel +49 (0) 8191 – 30 53 95
Fax +49 (0) 8191 – 30 53 97
info@petermann-technik.de
WWW.PETERMANN-TECHNIK.DE

Quarze und Oszillatoren
MEMS-basierte Oszillatoren in der
Automobilindustrie
MEMS-Oszillatoren
vereinen geringen
Stromverbrauch und
extrem kleine Gehäuse
mit außergewöhnlicher
Frequenzstabilität
und Jitter-Leistung
über den gesamten
Temperaturbereich.
Fahrerassistenzsystem (FAS)
• Fernbereichsradar
• Sichtsystem
• Front-, Rück- und Umgebungskameras
User Interface
• Infotainmentsystem
• Konnektivität
(CAN/LAN)
Intelligente Systeme
• Getriebe- und Motorsteuerung
Bild 1: Anwendungsbereiche von MEMS-Oszillatoren
Autor:
Niels Hagen
Teamleitung FCP
WDI AG
www.wdi.ag
Seit Jahrzehnten sorgen Quarze
in Oszillatoren als Taktgeber für
stabile Frequenzen und in vielen
Anwendungen werden sie
nach wie vor erfolgreich eingesetzt.
Vor etwa zehn Jahren
kamen jedoch mikroelektromechanische
Systeme (MEMS)
auf den Markt. Hier werden in
Oszillatoren MEMS-Resonatoren
anstelle von Quarzen eingesetzt
und diese neue Technologie
gewinnt nach und nach
an Bedeutung. MEMS-basierte
Oszillatoren punkten mit hoher
Zuverlässigkeit, einem größeren
Betriebstemperaturbereich,
geringer Baugröße und niedrigem
Stromverbrauch. Durch
die im Jahr 2015 erfolgte Übernahme
von Micrel, das seiner-
Bild 2: LiDAR-Modul des FAS
22 hf-praxis 11/2018

UNIVERSITY PROJECTS Project No. 1:
DIY VECTOR NETWORK
ANALYZER KIT
Überbrückt Bridge the gap die Kluft between zwischen textbook Lehrbuch-Theorie theory and real-world und praktischer measurement Messtechnik
Jeder frischgebackene HF-Ingenieur muss zunächst das beim
Studium Every new Gelernte RF engineer mit den has Realitäten to make bei the praktischen connection Messungen between
im what Labor they unter learn einen the Hut classroom bringen. Mini-Circuits and the subtleties und Vayyar of practical haben
sich daher zusammengetan, um theoretisches Lehrplan-Wissen
measurements in the lab. Mini-Circuits and Vayyar have teamed • Hands-on learning tool for EM course work
in die Praxis einfließen zu lassen. Unser erstes Projekt ist das
up to make that experience part of the electromagnetic course
• Handliches Lern-Tool für Ausbildungskurse & Labor
Kit UVNA-63, welches alle Baugruppen zum Selbstbau eines voll
Complete kit for full 2-port vector measurement
curriculum. Our first project kit, UVNA-63 provides all the elements
• Komplettes Kit für volle Zweiport-Vector-Messungen
funktionsfähigen Vektor-Netzwerkanalysators enthält. Damit lassen
sich Open-access to the entire chain
you need S- Parameter-Algorithmen to build a fully functioning entwickeln vector network und Echtzeitmessungen
analyzer, develop • Freier Zugriff auf die ganze VNA-RF-Kette
durchführen.
S-Parameter algorithms, and perform real-time measurements of RF
• Programmierbar Programmable in in multiple verschiedenen software Software-
Besuchen devices. Visit Sie minicircuits.com www.minicircuits.com for support für notes, weitere software Informationen, examples,
Umgebungen
environments
Software-Beispiele und Zugang zu unserem Applikations-Team.
and access to our applications team. It’s part of our commitment and
Wir engagieren uns verantwortungsvoll, um die nächste Generation
von our responsibility HF-Ingenieuren to cultivate zu unterstützen, the next generation sie unsere of Industrie RF engineering weiter
vorangbringen talent that will drive wird. our industry forward.
LEARN MORE & PRE-ORDER NOW!
TM
www.minicircuits.com P.O. Box 350166, Brooklyn, NY 11235-0003 (718) 934-4500 sales@minicircuits.com
591_RevOr comp
DISTRIBUTORS
591_Rev Orig.indd 1
8/24/18 4:59 PM

Quarze und Oszillatoren
Der Prozessor erkennt und meldet
Kollisionswarnungen an das
Fahrzeug-Bordnetz.
Ein DSC400 MEMS-Taktgeber
steuert den Highspeed-ADC und
die FPGA-Prozessoren. Der
DSC400 ist ein Taktgeber mit
vier Ausgängen und geringem
Phasenrauschen, ideal für Hochgeschwindigkeits-FPGAs
und in
AEC-Q100 möglich.
Bild 3: Long Range Radar
System im FAS
Bild 3 zeigt ein Long Range
Radar-System im FAS. Der
DSP (digitaler Signalprozessor)
erzeugt Pulswellenformen, die
in der RF-Base Band Einheit in
Modulationssignale umgewandelt
werden und den 77-GHz-
Sender (RF TX) steuern.
seits zuvor Discera übernommen
hatte, konnte Microchip die
MEMS-Technologie erwerben.
Discera lieferte 2008 seine erste
Oszillatorenserie aus und hat
seitdem fast 100 Millionen Einheiten
hergestellt und verkauft.
MEMS-basierte Oszillatoren
und Taktgeber werden in der
Automobilindustrie hauptsächlich
in drei Bereichen angewendet.
Wie Abbildung 1 zeigt, sind
dies das Fahrerassistenzsystem
(FAS), die Benutzeroberfläche,
die Infotainment und Konnektivität
beinhaltet, sowie intelligente
Systeme, die für die
Getriebe- und Motorsteuerung
verantwortlich sind.
Bild 2 zeigt ein LiDAR-Modul
eines FAS. Ein FPGA (Field
Programmable Gate Array)
sorgt für die Signalerzeugung
und die Systemsteuerung. Die
vom FPGA erzeugten Impulse
werden verstärkt und an einen
Laser gesendet. Die empfangenen
Reflexionen werden dann
von einem Microchip Hochgeschwindigkeits-ADC
erfasst und
digitalisiert. Anschließend werden
die Daten an einen zweiten
FPGA-Bildprozessor gesendet.
Umgekehrt werden die Pulsreflexionen,
die den 77-GHz-Empfänger
(RF RX) erreichen, von
der Base Band Einheit demoduliert
und vom DSP verarbeitet.
Eine Microchip 32-Bit-MCU mit
CAN-Schnittstelle sorgt für die
Gesamtsystemsteuerung; Micro-
Fahrerassistenzsystem
Ein Fahrerassistenzsystem
(FAS) soll die Sicherheit erhöhen,
indem es frühzeitig über ein
Kollisionsrisiko informiert, den
Fahrer alarmiert und in einigen
Fällen die Kontrolle über das
Fahrzeug übernimmt. Dabei
wird Videoanalysetechnik einschließlich
Objekterkennung
und -verfolgung eingesetzt. Dies
beinhaltet mehrere Sensoren
wie Kameras, LiDAR-Systeme
und Radar, welche am Fahrzeug
montiert werden.
Darüber hinaus können Daten
von anderen Fahrzeugen und
mit dem Internet verbundenen
Datenquellen per Funk empfangen
werden.
Bild 4: Infotainment-
Haupteinheit
24 hf-praxis 11/2018

FILTER SOLUTIONS
Now!
DC to 30 GHz
Cavity Filters
Slab Line
Microstrip
Lumped-Element
Ceramic Resonator
LTCC
Low Temperature
Cofired Ceramic
Over 900 Models IN STOCK ... Immediate Delivery! from
$1 99
ea.(qty. 20)
Unterschiedliche Different needs Anforderungen require erfordern different unterschiedliche technologies, Technologien. and with
Und mit over über 900 900 catalog Katalogmodellen models – and es werden counting, ständig Mini-Circuits’ mehr – bietet Mini- line
Circuit´s of RF/microwave Programm an RF/Mikrowellen-Filtern filters has you covered. bestimmt High pass, auch für low Sie pass, eine
Lösung.
band
Die
pass,
Palette
and
umfasst
band
Hoch-,
stop
Tief-,
designs
Bandpässe
provide
und
low
Bandsperren
pass band
mit geringer
insertion
Passband-Einfügungsdämpfung
loss and high stop band rejection,
und hoher
now
Unterdrückung
covering pass
im
Sperrbereich, wobei Frequenzen von DC bis 30 GHz abgedeckt werden.
bands from DC – 30 GHz. Choose from our wide range of filter
Finden Sie in unserem großen Angebot an Filtertechnologien in Koaxialund
SMD-Ausführung
technologies in
die
coaxial
richtige
and
Lösung
surface
für Ihre
mount
Anwendung!
packages for the
right solution to meet your requirements.
Gehen Sie einfach auf unsere Website minicircuits.com und nutzen Sie
Yoni2, unsere Visit minicircuits.com patentierte Suchmaschine, and use um Yoni2 die gesamte ® , our patented Modelldatenbank search
nach den engine, gewünschten to search Leistungsparametern our entire model database zu durchsuchen. by performance Geben Sie
einfach parameters. Ihre Spezifikationen Just enter ein your und sehen desired Sie specifications, sich die Liste von and Modellen see a
an, die list Ihre of Kriterien models that erfüllen. meet your criteria!
U.S. Patent
7739260, 7761442
MMIC
Reflectionless
Filters
®
The Design Engineers Search Engine…
finds the model you need, Instantly.
Still Haben don’t Sie immer see what noch you’re nicht gefunden looking wonach for? Custom Sie suchen? designs Kundenspezifische
at catalog Designs prices with zu Katalogpreisen lightning-fast mit turnarounds sehr schneller are Lieferzeit just a sind
nur phone eine call E-Mail or weit email entfernt! away. Nehmen Contact Sie us, mit and uns our Kontakt engineers auf, unsere
Ingenieure will find a werden quick, eine cost-effective schnelle, kostengünstige custom solution Lösung and finden deliver und Ihnen
innerhalb simulation weniger results Tage within Simulationsergebnisse a few days. liefern.
Performance Leistungsdaten, data, Kurven, curves, Simulationen high-accuracy mit hoher simulations, Genauigkeit, quantity Mengenpreise
pricing, und and alles, everything was Sie you für need Ihre to Entscheidung make your selection brauchen, are ist all auf der
Website
available
zu
on
finden.
our website.
Bestellen
Place
Sie also
your
noch
order
heute!
today and have them
in your hands as soon as tomorrow!
“FREE High Accuracy RF Simulation Models!”
https://www.modelithics.com/MVP/MiniCircuits
www.minicircuits.com
Mini-Circuits ®
P.O. Box 350166, Brooklyn, NY 11235-0003 (718) 934-4500 sales@minicircuits.com
DISTRIBUTORS
484 Rev K
484Rev_K.indd 1
8/16/17 3:22 PM

Quarze und Oszillatoren
chip Power Management-ICs
regeln die Versorgung aus dem
Bordnetz des Fahrzeugs.
Der DSC2311 ist ein MEMS-
Taktgeber mit zwei Ausgängen,
einem ähnlich niedrigem Phasenrauschen
wie der DSC400 und
AEC-Q100-zertifiziert.
User Interface
Zur Kategorie Benutzeroberfläche
gehören das Bordunterhaltungssystem
(ICE: In-Car
Entertainment) und das In-Vehicle
Infotainmentsystem (IVI).
Diese Systeme liefern Audiound
Video-Unterhaltung sowie
Fahrerinformationen, z. B. Navigation.
Bild 4 zeigt, wie Datenströme
von einer Rückfahrkamera,
dem WLAN und Bluetooth im
Fahrzeug, einem AM/FM-Radio
und einem CD/DVD-Laufwerk
empfangen und an einen Automotive-Anwendungsprozessor
übertragen werden. Der Prozessor
dekodiert die eingehenden
Datenströme und wandelt sie in
Audio und Video um. Der Benutzer
teilt dem System über ein
Touchpanel seine Auswahl der
Infotainment-Menüoptionen mit,
und die gewünschten Medien
werden auf dem Audiosystem
und dem Display präsentiert.
Der DSC1001 ist ein AEC-Q100
qualifizierter Oszillator mit
Bild 5:
Getriebesteuereinheit
geringer Leistungsaufnahme, der
sich ideal für die Taktung von
Mikrocontrollern und Mikroprozessoren
eignet. In diesem
System werden die beiden Ausgänge
des DSC400 für die Audioverarbeitung
(12,288 MHz) und
die PCIe-Kommunikation (100
MHz) zum Flash-Speicher verwendet.
Zwei zusätzliche Ausgänge
stehen für weitere Peripheriegeräte
zur Verfügung.
Getriebesteuereinheiten
Eine Getriebesteuereinheit
(TCU: Transmission Control
Unit) ist ein System, das
Faktor Quarz-Oszillator MEMS-Oszillator Funktionsmerkmale
Frequenzstabilität über den Temperaturbereich
Mittel Optimal • MEMS bietet ±10 ppm über einen weiten Temperaturbereich
• MEMS erreicht eine überlegene Alterung
Größe Gut Optimal • MEMS bietet eine extrem kleine Grundfläche (1,6 x 1,2 mm)
• branchenführend in der Größenreduktion
Zuverlässigkeit Mittel Optimal • MEMS-Wafer in hermetischer Versiegelung
• getrennte Gehäuse für Quarz und ASIC
Close-in Jitter / Phasenrauschen Gut Mittel • Quarz basierter Oszillator ist überlegen mit reduziertem Closein-Phasenrauschen
• bei hohem Frequenz-Offset sind MEMS- und Quarz-basierter
Oszillator vergleichbar
Funktionen Schlecht Optimal • wählbare Frequenzen an einem Ausgang
• jederzeit OTP-programmierbar bei jeder Frequenz
Start-Up Mittel Optimal • MEMS erreicht schnelle Anlaufzeiten (

Now!
MULTIPLY
UP TO 40 GHz
NEW!
New!
CY2-44+ MMIC Doubler Output
from 12.4 to 40 GHz in a Single Model!
$
5 Frequency Multipliers 95
from
qty. 10-49
Für For Ihre your fortschrittlichsten leading-edge synthesizers, Synthesizer, Lokal-Oszillatoren local oscillators, and und satellite Satelliten-Up/Down-Konverter up/down converters, bietet Mini-Circuits Mini-Circuits eine große
Auswahl offers a large an Breitband-Verdopplern, selection of broadband Verdreifachern, doublers, triplers, Vervierfachern quadruplers, und x5-, x5, x7- x7 und and x12-Frequenz-Multiplizierern frequency multipliers. an.
Erzeugen
Now generate
Sie jetzt
output
Ausgangsfrequenzen
frequencies from 100
von
kHz
100
to
Kilohertz
40 GHz
bis
with
zu
excellent
40 GHz
suppression
mit ausgezeichneter
of fundamental
Unterdrückung
frequency
der
Grundfrequenz
and undesired harmonics,
und unerwünschter
as well as
Harmonischen
spurious signals.
sowie
All
Nebenwellen.
models feature
Alle
low
Multiplizierer
conversion
zeichnen
loss and
sich
are designed
durch niedrige
Umwandlungsverluste aus und werden in einer großen Auswahl ab Lager lieferbarer robuster, koaxialer sowie
into a wide array of off-the-shelf, rugged coaxial and surface-mount packages to meet your requirements.
SMD-Ausführungen angeboten, ganz nach Ihren Anforderungen. Unser neuer MMIC-Doppler CY2-44+ generiert
Ausgangssignale Our new MMIC doubler, von 12,4 CY2-44+ bis 40 GHz generates in einem output kleinen signals 4 x 4mm from QFN-Gehäuse!
12.4 to 40 GHz in a tiny 4 x4mm QFN package!
Besuchen Visit our website Sie unsere to view Website comprehensive zur Auswahl performance und sehen Sie curves, sich data die umfassenden sheets, PCB Leistungskurven, layouts, and environmental Datenblätter und
PCB-Layouts specifications. sowie Order Umweltspezifikationen direct from our web store an. and have a unit in your hands as early as tomorrow!
455RevL.indd 1
www.minicircuits.com
Mini-Circuits ®
P.O. Box 350166, Brooklyn, NY 11235-0003 (718) 934-4500 sales@minicircuits.com
DISTRIBUTORS
455 rev L
5/4/18 3:37 PM

Quarze und Oszillatoren
das automatische Getriebe des
Fahrzeugs steuert. Das System
verarbeitet den Input von mehreren
Sensoren, um den Gangwechsel
zu optimieren. Dies
wiederum führt zu einer Verbesserung
der Motor Emissionen,
des Kraftstoffverbrauchs,
einem stabileren Fahrverhalten
und höherer Zuverlässigkeit des
Schaltsystems.
Bild 5 zeigt die Getriebesteuereinheit,
die den Input aus mehreren
Sensoren (u.a. Raddrehzahl
und Drosselklappenstellung
etc.) über eine 32-Bit-MCU
verarbeitet. Die Ausgangsdaten
werden über Verstärker-Treiber
an Magnetspulen gesendet, die
im Getriebe die Übersetzung,
den Gangwechsel und den
Drehmomentwandler steuern.
Darüber hinaus werden Daten
mit dem Fahrzeug-Bordnetz
ausgetauscht, um mit anderen
Sensoren und Fahrerdisplays zu
kommunizieren.
Ein DSC1104 ist ein MEMSbasierter
HCSL-Taktgeber mit
einem Ausgang, der sich ideal
für PCIe-Transaktionen vom
Prozessor zum Speicher eignet.
Er ist PCIe Gen1-, 2-, 3- und
4-qualifiziert.
Vorteile einer
MEMS-Lösung
Gegenüber herkömmlichen
Quarzlösungen bieten die
MEMS-basierten Oszillatoren
und Taktgeber von Microchip
einige Vorteile: Frequenzstabilität,
kleine Baugröße, hohe
Zuverlässigkeit, Flexibilität,
viele programmierbare Funktionen,
ein schneller garantierter
Start-up und eine hohe Integrationsfähigkeit.
Alle MEMSbasierten
Taktgeber sind nach
AEC-Q100 zertifiziert bzw.
erfüllen die aktuellen Automotive-Standards.
Leistung
MEMS-basierter
Oszillatoren
Eine umfassende Darstellung
der von Microchip angebotenen
MEMS-Technologie und
ihrer Leistung finden Sie innerhalb
des MEMS-Whitepapers,
welches Sie unter der URL
www.wdi.ag/mems herunterladen
können. Diese Applikationsschrift
beschäftigt sich mit der
Frequenzstabilität und der Alterung
(Aging) bei extremen Temperaturen
(Automotive Grade 1,
-40°C bis +125°C).
Frequenzstabilität
MEMS-basierte Oszillatoren
messen die Bauteiltemperatur
und kompensieren digital alle
Frequenzschwankungen, die
sich aus dem Temperaturkoeffizienten
des MEMS-Resonators
ergeben. Auf diese Weise wird
die Frequenzstabilität, anders als
bei traditionellen quarzbasierten
Oszillatoren, erreicht.
Alterung (Aging)
Bei einer Stichprobe von 16
Stück DSC60xxx MEMS Oszillatoren
wurden nach über 1.000
Stunden beschleunigter Alterung
(+85°C) eine Frequenzabweichung
von maximal 2,5 ppm
gemessen. 1.000 Stunden Alterung
bei +85°C entsprechen etwa
12 Jahren Betrieb bei Raumtemperatur
(+25°C).
Zusammenfassung
Die MEMS-basierten Oszillatoren
von Microchip sind aufgrund
ihrer hohen Zuverlässigkeit,
Frequenzstabilität und des
erweiterten Betriebstemperaturbereichs
ideal für Anwendungen
im Automobilsektor geeignet.
Die Produkte sind AEC-Q100
zertifiziert bzw. erfüllen die
aktuellen Automotive-Standards.
Fachbücher für die
Praxis
Smith-Diagramm
Einführung und Praxisleitfaden
Joachim Müller, 21 x 28 cm, 117 Seiten, zahlreiche,
teilweise farbige Abbildungen, beam-Verlag 2009,
ISBN 978-3-88976-155-2, Art.-Nr.: 118082, 29,80 €
Das Smith-Diagramm ist bis heute das wichtigste
Instrument zur bildlichen Darstellung der Anpassung
und zum Verständnis der Vorgänge in HF-Systemen.
In der einschlägigen Fachliteratur findet man zwar
viele Stellen zum Smith-Diagramm, sie erfordern aber
meist erhebliche mathematische Kenntnisse: Eine
grundlegende Einführung sucht man vergeblich. Diese
Lücke schließt dieses Buch als praxisnahe Einführung
in den Aufbau und die Handhabung des Diagramms.
Mathematikkenntnisse die zu einer elektrotechnischen
Ausbildung gehören, reichen dabei aus.
Aus dem Inhalt:
Der Weg zum Smith-Diagramm - Komplexe Zahlen
- Reflexion bei Einzelimpulsen und kontinuierlichen
Sinussignalen - Reflexionsfaktor - Rückflussdämpfung,
VSWR, Kreisdiagramme; Reflexionsdiagramm
- Schmidt-Buschbeck-Diagramm - CarterDiagramm
- Praxis mit dem Smith-Diagramm; Kompensation von
Blindanteilen, Ortslinie über Frequenz - Leitung als
Transformator, elektrisch kurze bzw. lange Leitung,
S-Parameter und Smith-Diagramm - Leitwert-Smith-
Diagramm - Darstellung von Leitwerten im Smith-
Diagramm, Parallelschaltung von Bauelementen
- Grundelemente unter der Lupe - Ortslinien von
Induktivitäten und Kapazitäten, das Bauelement Leitung
– Stubs - Anpassung mit dem L-Glied - Hilfsmittel
für die Arbeit mit dem Smith-Diagramm - Software
- Messtechnik
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
28
hf-praxis 11/2018

Quarze und Oszillatoren
Universell einsetzbarer
Schwingquarz im Format
3225
MHz-Quarze im Format 3225 erfreuen sich
großer Beliebtheit, da sie nicht nur viele
Miniaturisierungsanforderungen erfüllen,
sondern auch noch relativ geringe
Schwingfrequenzen erreichen können. Ein
typisches Produkt dieser Art ist der Resonator
DSX321G des japanischen Herstellers
KDS mit einem bei 7,9 MHz beginnenden
Frequenzbereich.
Der Resonator DSX321G ist ein Grundwellenquarz
für Schwingfrequenzen von 7,9 bis
64 MHz in einem kompakten 3225-Gehäuse,
dessen Bauhöhe je nach Frequenz bei 0,85
mm (7,9...12 MHz) oder 0,75 mm (12...64
MHz) liegt. Im Hinblick auf die Schlüsselparameter
Einsatztemperatur, Toleranz und
Stabilität stehen neben der Version „Standard“
(-30 bis +85 °C, ±20 ppm, ±30 ppm)
noch die Versionen „Industry“ (-40 bis +105
°C, ±20 ppm, ±50 ppm) und „Automotive“
(-40 bis +125 °C, ±30 ppm, ±100 ppm) zur
Verfügung. Der DSX321G ist ausgelegt für
eine Ansteuerung mit 10 µW (typ.) und wahlweise
lieferbar für Lastkapazitäten von 8, 10
oder 12 pF. Seine gesamte Spezifikation ist
kompatibel mit der Automotive-Norm AEC-
Q200. Der DSX321G eignet sich für eine
Vielzahl von Anwendungen in den Bereichen
Industrie, Kommunikation, Consumer und
Automotive. Dazu gehören Komponenten
für die industrielle Automatisierung, diverse
Geräte (PC, DVC, DSC u.a.), Bluetoothund
WLAN-Module, Short-Range-Module,
GPS/GNSS-Module und Applikationen für
Remote Keyless Entry.
SE Spezial-Electronic GmbH
www.spezial.com
■ 3,3-V-Oszillator
für 12 bis 45 MHz
7 x 5 mm misst der Oszillator FT20B für
Frequenzen zwischen 12 und 45 MHz. An
3,3 V benötigt er bei 12 MHz 7mA und bei
hf-praxis 11/2018
45 MHz 20 mA maximal. Der Einsatztemperaturbereich
entspricht dem Standard
20...70 °C, die Frequenzstabilität wird mit
±10 ppm angegeben. Die vorgeschriebene
Lastkapazität beträgt 15 pF, dann liegen
Ris-e & Fall-Zeit unter 8 ns. Die Startup-
Zeit für die Oszillation beträgt maximal 10
ms, die Alterung wird mit maximal ±5 ppm
angegeben, der Phasenjitter (bis 20 MHz)
mit maximal 1 ps.
■ Freqtech GmbH
www.freqtech.com
1,8-V-Oszillator für 24 MHz
Ein Footprint von 2 x 1,6 mm und eine
Frequenz von 24 MHz zeichnen den neuen
Oszillator FT64B aus. Seine Stromaufnahme
wird mit 3 mA, der Arbeitstemperaturbereich
mit 20 bis 70 ° C oder -40 bis +85 °C
angegeben. Die Bürdekapazität am CMOS-
Ausgang sollte 15 pF betragen; die Rise- &
Fall-Zeit wird mit 5 ns maximal angegeben.
Die Startup-Zeit beträgt 10 ms, das Aging ±5
ppm maximal und der Standby-Strom 10 μA.
■ Freqtech GmbH
www.freqtech.com
Quarzresonatoren für viele
Zwecke
Die Quarzresonatoren der Reihe D16701,
D26701 und D12701 werden mit einem
Gehäuse der Größe 2520 geliefert, das
lediglich 0,75 mm hoch ist. Diese Quarze
werden in einem großen Bereich möglicher
Frequenzen angeboten (12 bis 64 MHz). Sie
entsprechen dem Moisture Sensitivity Level
1 (IPC/JEDEC J-STD-033x und sind zum
Standard AEC-Q200 kompatibel. Applikationen
bieten sich an in den Bereichen
Automotive Radio, Bluetooth, WLAN,
GPS/GNSS, RKE (Remote Keyless Entry)
und sicherheit.
■ WDI AG
info@wdi.ag
www.wdi.ag
29

Quarze und Oszillatoren
Siliziumoszillatoren haben gute
Zukunftsaussichten
Siliziumoszillatoren
sind sehr preiswert,
variabel und extrem
langlebig. Sie ersetzen
Schwingquarze und
Quarzoszillatoren
in immer mehr
Applikationen.
Die Entwickler fordern immer
mehr sehr kleine, extrem langlebige
und hochgenaue Lösungen
in immer höheren Temperaturbereichen.
Quarze können
diese Anforderungen technologiebedingt
nicht mehr erfüllen.
Zur Beschaltung des Quarzes
werden zwei externe Kapazitäten
benötigt, die Platz auf
der PCB benötigen. Andererseits
steigt der Widerstand bei
immer kleineren Gehäusen an,
was die Anschwingzeit reduziert.
Zudem liegt bei MHz-Quarzen
die kleinste Frequenztoleranz
bei +25 °C ±10 ppm bzw. die
Temperaturstabilitäten betragen
typisch ±10 ppm bei -20
bis +70 °C, ±15 ppm bei -40
bis +85 °C, ±30 ppm bei -40 bis
+105 °C und ±50 ppm bei -40
bis +125 °C. Die Quarzalterung
beträgt je nach Version maximal
±10 ppm nach zehn Jahren. Ein
ab Lager lieferbarer Standard-
Silizium-Clock-Oszillator im 2
× 1,6 mm/4-pad-Gehäuse zum
Beispiel hat hingegen die Frequenzstabilität
von ±20 ppm bei
-40 bis +85 °C (darin enthalten
sind die Frequenztoleranz bei
+25 °C, die Temperaturstabilität
über -40 bis +85 °C, die Alterung
nach dem ersten Jahr sowie Frequenzänderungen
durch VDDund
Last-Toleranzen) mit einer
Auszug aus:
Smart Clocking – Wohin geht
die Reise?
von Roland Petermann
www.petermann-elektronik.de
Alterung von ±3 ppm nach zehn
Jahren.
Dezidierte Standard-Siliziumoszillator-Versionen
sind ab ±10
ppm bei -40 bis +85 °C bzw. ±20
ppm bei -55 bis +125 °C mit sehr
geringem Jitter lieferbar. Zudem
können diese Oszillatoren Lasten
von bis zu 15 pF treiben, sodass
ein Oszillator gleichzeitig mehrere
ICs mit derselben Frequenz
takten kann.
Mehrere Vorzüge
Siliziumoszillatoren verwenden
einen Mikro-Siliziumresonator
mit sehr geringer Schwingungsenergie
zur Takterzeugung.
Dadurch und basierend auf analoger
CMOS-IC-Technologie
lassen sich nicht nur sehr kleine
Versionen fertigen, sondern es ist
auch die Performance sehr gut.
Die MTBF beträgt 1140 Millionen
Stunden (FIT 0,88) und setzt
die Bestmarke in der Branche.
Im Vergleich zu Quarzoszillatoren
sind die Siliziumoszillatoren
30-mal unempfindlicher
gegen Schock und Vibration
sowie 54-mal unempfindlicher
gegen externe elektromagnetische
Felder. Zudem ist die Alterung
zehnmal geringer. Je nach
Ausführung können die Siliziumoszillatoren
zum Beispiel
zehn Jahre durch eine Knopfzelle
versorgt werden. Die innovativen
Siliziumoszillatoren sind Smart-
Clocking-Devices und Pin-to-
Pin-kompatibel zu Quarz- und
MEMS-Oszillatoren.
Für Neuentwicklungen und als
Ersatz von Quarz- und MEMS-
Oszillatoren sind die SMD-
Siliziumoszillatoren die beste
und langlebigste Wahl. Zudem
können die Spezialisten der
Petermann-Technik aufzeigen,
wie durch die entsprechende
Dimensionierung des Oszillators
multiple Kosten eingespart
werden können. Der Produktbereich
„Siliziumoszillatoren“
beinhaltet unter anderem Ultra-
Low-Power-Oszillatoren (kHz
+ MHz), Low-Power-Clock-
Oszillatoren, Ultra-Performance-
Oszillatoren, Differential-Oszillatoren,
Spread-Spectrum-Oszillatoren,
TC- und VCTCXOs,
High-Temperature-Oszillatoren
(Versionen von bis zu +155 °C
werden aktuell getestet), High-
Precision-Oszillatoren (Splendid-Serie)
sowie Automotive-
Oszillatoren (AECQ100).
Low-Power-Siliziumoszillatoren
(HF)
Im Untersegment „Low-Power-
Siliziumoszillatoren“ sind jitteroptimierte
Versionen im Frequenzbereich
von 1 bis 137
MHz mit Temperaturstabilitäten
von ±20 ppm bei -40 bis +85 °C
(Serie LPO), ab ±20 ppm (-40 bis
+105 °C bis zu -55 bis +125 °C,
Serie HTLPO) sowie AEC100-
Automotive-Oszillatoren der
Serien LPO-AUT (-40 bis +85
°C) und HTLPO-AUT (-40 bis
+105 °C sowie -55 bis 125 °C)
enthalten. Die MTBF beträgt
1140 Millionen Stunden. Die
innovative CMOS-IC-Technologie
dieser Oszillatoren ermöglicht
es zum Beispiel, über die
sogenannte Soft-Level-Funktion
das EMV-Verhalten der entsprechenden
Versionen deutlich zu
verbessern. Mit einer Verlängerung
der Rise/Fall-Time um bis
zu 45% beträgt die EMV-Dämpfung
bei der 11. Harmonischen
über 60 dB. Ein enormer Wert
für so eine einfache und für den
Kunden kostenlose Anpassung
der Zeiten.
Obwohl die Low-Power-Siliziumoszillatoren
in verschiedenen
Standardgehäusen im Bereich
von 2 × 1,6 mm bis 7 × 5 mm
lieferbar sind, wird für Neuentwicklungen
dem Applikationsdesigner
die entsprechende
Oszillatorversion im 2 × 1,6 mm
oder maximal im 2,5 × 2 mm
großen Gehäuse, mit dem sehr
breiten Versorgungsspannungsbereich
von 2,25 bis 3,63 V, der
Frequenzstabilität von ±20 ppm
bei -40 bis +85 °C, ±30 ppm bei
-40 bis +105 °C, ±30 ppm bei
-40 bis +125 °C und ±50 ppm
bei -55 bis +125 °C, mit seiner
gewünschten Frequenz vorgeschlagen.
Funktion des Pin 1 ist Standby,
auch wenn die Standby-Funktion
nicht zwingend notwendig
ist. Der Grund: Der Beschaltungsaufwand
des Pins 1 ist
sehr gering in Relation der
möglichen Preiseinsparung.
Normalerweise befinden sich
Lagermengen mit der Standby-
Funktion in größeren Stückzahlen
am Lager, sodass sehr
kurzfristig und preiswert geliefert
werden kann. Oszillatoren
ohne Standby-Funktion an Pin 1
werden in der Regel auftragsbezogen
in der benötigten Menge
gefertigt, was normalerweise
deutlich teurer ist.
30 hf-praxis 11/2018

Quarze und Oszillatoren
Ultra-Performance- &
Differential-Siliziumoszillatoren
Die im Frequenzbereich von 1
bis 220 MHz lieferbaren Ultra-
Performance-Oszillatoren mit
ihrer SoftLevel-Funktion ermöglichen
einen reduzierten Jitter
von 0,5 ps in der Integrationsbandbreite
von 12 kHz bis 20
MHz, sodass diese Oszillatoren
in allen jitterkritischen Applikationen
verwendet werden können.
Lieferbar sind die Ultra-
Performance-Siliziumoszillatoren
mit Frequenzstabilitäten
von bis zu ±10 ppm bei -40 bis
+85 °C. Die Alterung beträgt ±5
ppm nach zehn Jahren.
Klassischerweise werden die
im Frequenzbereich von 1 bis
725 MHz verfügbaren Differential-Oszillatoren
nicht mehr
ausschließlich in Telecom-,
Neworking-, Video-, Storageund
Serverapplikationen eingesetzt,
sondern immer mehr auch
in Automotive-Applikationen
(AECQ100). Die Differential-
Oszillatoren bieten LVPEC,
LVDS- oder HCSL-Ausgangssignale
mit einem Jitter von
typisch 0,23 ps (156,25 MHz
bei 12 kHz ... 20 MHz). Frequenzstabilitäten
sind ab ±10
ppm bei -40 bis +85 °C bzw. ab
±25 ppm bei -40 bis +105 °C für
Automotive-Ausführungen lieferbar.
Differential-Siliziumoszillatoren
sind in den sechspoligen
Standardgehäusen mit den
Abmessungen 3,2 × 2,5, 5 × 3,2
und 7 × 5 mm und mit Versorgungsspannungen
im Bereich
von 2,25 bis 3,63 V lieferbar.
TCXOS und VCTCXOS
Sollte der Entwickler nicht
extrem große Frequenzsteuerspannungsbereiche
von bis zu
1600 ppm benötigen, dann sind
die quarzbasierten TCXOs und
VC-TCXOs im Frequenzbereich
von 9,6 bis 60 MHz immer noch
die beste und günstigste Wahl.
Diese in Keramikgehäusen mit
den Abmessungen von 3,2 × 2,
2,5 × 2, 2 × 1,6 oder gar 1,6 ×
12 mm lieferbaren hochgenauen
Oszillatoren verfügen im Standard
über eine Temperaturstabilität
von ±0,5 ppm bei -40 bis
+85 °C und eine Alterung von ±1
ppm nach dem ersten Jahr. Der
Versorgungsspannungsbereich
beträgt 1,6 bis 3,63 V. Das 2,5
× 2 mm große Keramikgehäuse
ist das günstigste und wird für
die Verwendung in Neuentwicklungen
empfohlen, sofern kein
kleineres Gehäuse benötigt wird.
32,768-kHz-Ultra-Low-
Power-Oszillatoren
Nur mit einer hochgenauen
und schnell anschwingenden
32,768-kHz-Systemclock ist
eine energiesparende und sehr
schnelle Datenkommunikation
oder Positionsbestimmung nach
dem Sleep Mode möglich. Mit
einem 32,768-kHz-Siliziumoszillator
lassen sich in einer batteriebetriebenen,
auf der Hibernation-Technology
basierenden
Lösung über 50% Strom sparen.
Eine Knopfzelle zum Beispiel
kann eine Applikation, die mit
einem 32,768-kHz-Ultra-Low-
Power-Oszillator betrieben wird,
bis zu zehn Jahren mit Energie
versorgen.
Viele Endprodukte nutzen die
Hibernation-Technology, darunter
sind zum Beispiel Wearables,
per Bluetooth-Low-Energy
(BLE) kommunizierende Communication
Units für Commercial,
Industrial und Automotive,
IoT-Applikationen, GPS
(Commercial und Automotive),
M2M-Kommunikation, Personal-Tracker
und medizinische
Patientenüberwachungssysteme,
Smart Metering, Home Automation,
Wireless und so weiter. Am
meisten Energie wird in solchen
Applikationen durch den stromintensiven
Synchronisationsmodus
verbraucht, der sehr oft
innerhalb definierter Zeitfenster
durchgeführt werden muss. Normalerweise
werden in solchen
Applikationen neben einem
hochgenauen MHz-Quarz für
den Funk noch zwei 32,768-kHz-
Quarze für das Takten der RTC
des BLE-Chips sowie eines µCs
verwendet. Ein 32,768-kHz-
Quarz hat technologiebedingt
nur ein sehr schlechtes Temperaturverhalten
und die Frequenz
wird sofort durch Streukapazitäten
oder sich ändernde Kapazitätsverhältnisse
in der Schaltung
verzogen, sodass die Frequenzdrift
sehr groß ist. Dementsprechend
oft muss stromverbrauchsintensiv
synchronisiert werden.
Durch die Verwendung von
Ultra-Low-Power-32,768-kHz-
Oszillatoren (Serien ULPO-RB1,
ULPO-RB2 und ULPPO) ist dies
nicht mehr der Fall, denn die ab
einer Temperaturstabilität von ±5
ppm im Bereich -40 bis +85 °C
lieferbaren Oszillatoren ermöglichen
es der Applikation, deutlich
weniger oft synchronisiert
werden zu müssen (deutliche
Erweiterung der Hybernation
Time), was über 50% der Systemenergie
einspart. Zudem kann
die Platine verkleinert werden,
denn ein 1,5 × 0,8 mm großer
32,768-kHz-Oszillator kann
gleichzeitig die RTC und den
µC takten und ist im Vergleich
zu einem 2 × 1,2 mm messenden
32,768-kHz-Quarz mit externen
Beschaltungskapazitäten um
85% kleiner. ◄
hf-praxis 11/2018 31

Quarze und Oszillatoren
Die verschiedenen Typen von
Quarzoszillatoren
In diesem Beitrag werden die
verschiedenen Ausprägungen
von Quarzoszillatoren näher
vorgestellt. Es handelt sich
um den unkompensierten
Oszillator (Crystal Oscillator,
XO), den spannungsgesteuerten
Quarzoszillator (Voltage
Controlled Crystal
Oscillator, VCXO), den
temperaturgeregelten
Quarzoszillator (Temperature
Controlled Crystal Oscillator,
TCXO) und den Quarzofen
(Oven Controlled Crystal
Oscillator, OCXO).
Diese Oszillatortypen unterscheiden sich
im Wesentlichen durch ihre Frequenzstabilität.
Hier muss man zunächst zwischen
Alterung (Aging) und Kurzzeitstabilität
(Short-term Stability) unterscheiden. Die
Angabe erfolgt in der Regel in ppm (parts
per million) mit Bezug auf ein Jahr beim
Aging und mit Bezug auf Auslieferungswert
bei 25 °C, Temperaturänderung, ausgehend
von 25 °C, Speisespannungsänderung im
zulässigen Bereich sowie Laständerung im
zulässigen Bereich.
Die Vorzeichen +/- sind meist entbehrlich,
denn bei solch kleinen Änderungen wird
nicht zwischen positiver und negativer
Abweichung unterschieden, +/- ist also
immer anzunehmen. Die Alterung hat mehrere
Ursachen, wie Massenverschiebungen,
Kräfteänderungen, elektrische Beanspruchung
(Drive Level), DC-Bias und Umgebungstemperatur.
Die Kurzzeitstabilität wird
in erster Linie durch die Temperaturänderung
als Folge des Betriebs und des Einwirkens
der Umgebungstemperatur verursacht.
Hierbei wirken die verschiedenen Einflüsse
zum Teil sich gegenseitig kompensierend.
Es ist für eine gerechte Beurteilung des
Oszillators wichtig, die Kurzzeitstabilität
im Verhältnis zum Betriebstemperaturbereich
zu sehen, man könnte die ppm-Angabe
mit dem Kelvin-Bereich dazu ins Verhältnis
setzen. Je kleiner das Verhältnis, umso
temperaturstabiler der Quarz.
Der unkompensierte
Oszillator
In der Praxis ist dieser Quarzoszillator oft
als Taktgeber für Prozessoren, Mikrocontroller,
Funkgeräte und in Quarzuhren zu
finden. Bereits der unkompensierte XOs ist
sehr genau und hat normalerweise Abweichungen
unter 50 ppm/K. Eine typische
Alterung ist 3 ppm/Jahr. Eine Art Standard
für das Kurzzeitverhalten sind 20 ppm bei
0 bis 70 °C.
Bild 1: Ein 3,2 × 2,5 mm messender Quarz,
Serie SMD03025/4
Man kennt den einfach gehäusten XO (Simple
Packaged Crystal Oscillator, SPXO), der
oft als Taktoszillator genügt, und den Low
Power Crystal Oscillator (LPXO), der aufgrund
seiner geringen Eigenerwärmung ein
gutes Einlaufverhalten bietet.
Die Stabilität eines XOs hängt in erster
Linie vom Quarz selbst ab. In den letzten
Jahren hat sich hier der Trend zu miniaturisierten
SMD-Quarzen in Keramikgehäusen
verstärkt. Etwa mit der Serie SMD03025/4
bietet Petermann-Technik entsprechende
Lösungen für viele Applikationen an (Bild
1). Diese widerstandsoptimierten Quarze
zeigen ein optimales Anschwingverhalten
und werden auf Wunsch mit einem Drive
Level von bis zu 500 µW geliefert. Miniaturisierte
SMD-Quarz-Lösungen sind für
den Arbeitstemperaturbereich von bis zu
-55 bis +125 °C verfügbar.
Bild 2: Der XO CFPS-73 von IQD
Wem das 3,2 x 2,5 mm/4-pad-Gehäuse zu
groß ist, der kann auf das 2 x 2 oder 1,6
mm/4-pad-Gehäuse zurückgreifen. Besonders
das 2 x 1,6 mm/4-pad-Gehäuse ist als
neues Trendgehäuse für sehr kleine Applikationen
anzusehen. Bei den 32,768-kHz-
32 hf-praxis 11/2018

Quarze und Oszillatoren
Quarzen steht die kleinste Ausführung mit
den Abmessungen von 1,2 x 1 mm kurz vor
der Markteinführung.
XOs werden diskret aufgebaut oder als integriertes
Bauelement. Ein typischer Standard-XO
ist der CFPS-73 von IQD (Bild
2). Einige Daten:
• Footprint: 7 x 5mm
• Gehäuse: keramisch
• Frequenzbereich: 0,5 bis 157 MHz
• Frequenzstabilität: ±20 bis ±100 ppm
• Alterung: max. ±3 ppm/Jahr
• Betriebsspannung: 3,3 V ±10%
• Betriebstemperatur: 0 bis 70 °C oder -40
bis 85 °C
• Ausgang: HCMOS-kompatibel
• max. Lastkapazität bis 50 MHz: 50 pF
• max. Lastkapazität 50...80 MHz: 30 pF
• max. Lastkapazität 80...157 MHz: 15 pF
gibt der Hersteller an. Ein üblicher Wert ist
15 pF. Es gilt die Beziehung:
ppm = C m /2 [(1/(C S +C L ) - (1/(C S +C L nom )] 10 6
C m ... Bewegungskapazität (motional capacitance)
C S ... Shunt-Kapazität
Beim Vergrößern von C L steigt demnach
der Betrag des Frequenzfehlers. Im Falle C L
> C L nom schwingt der Quarz auf einer Frequenz
unterhalb der Center-Frequenz, im
Falle C L < C L nom auf einer Frequenz oberhalb
dieser. Auf diese Weise lässt sich die
Schwingfrequenz normalerweise nur um bis
zu etwa 100 parts per million verändern. Ein
10-MHz-Quarz könnte um 1 kHz verstimmt
werden. In der Praxis werden solche Feineinstellungen
aber gewünscht.
Dieses Feature ist im VCXO implementiert.
Ein VCXO nutzt in aller Regel eine eingebaute
Kapazitätsdiode in Reihe zum Quarz
(eine Induktivität wäre theoretisch ebenfalls
möglich). Benötigt werden VCXOs etwa in
digitalen Settop-Boxen, bei digitalen TV-
Applikationen und in Laboranwendungen.
Bild 3: Der SXO-03025 von Petermann-Technik
Ein typischer Clock XO ist der SXO-03025
von Petermann-Technik (Bild 3). Hier
einige Daten:
• Frequenz: 32.768 kHz
• Gehäuse: keramisch, 3,2 x 2,5 x 1,2 mm
• Frequenzstabilität: 0...70/-20...+70/-
40...+85 °C: ±25/±100/±50...±100 ppm
• Alterung: max. ±3 ppm/Jahr
• min. Betriebsspannung: 1,8 V ±0,2 V
• Stromverbrauch: max. 50 (60) μA an
1,8 (5) V
• Lastkapazität: max. 15 pF
Eine zunehmend attraktivere Alternative zu
XOs sind Siliziumoszillatoren. Verwendet
wird hier ein Mikro-Silizium-Resonator
mit sehr geringer Schwingungsenergie. Im
Vergleich zu Quarzoszillatoren sind die
Siliziumoszillatoren 30-mal unempfindlicher
gegen Schock und Vibration sowie
ca. 50-mal unempfindlicher gegen elektromagnetische
Felder.
Der spannungsgesteuerte
Oszillator
Control kann steuern als auch regeln bedeuten.
Ein Voltage Controlled Crystal Oscillator
(VCXO) nutzt die Tatsache aus, dass ein
Quarz nur dann resonant auf seiner spezifizierten
Frequenz ist, wenn die Lastkapazität
C L am Oszillatorausgang einen bestimmten
Wert C L nom aufweist. Diese Bürdekapazität
hf-praxis 11/2018
Bild 4: Der VCXO CFPV-45 von IQD
Bezüglich Frequenzstabilität und Einstellbereich
(Absolute Pull Range, APR) können
sich VCXOs beträchtlich unterscheiden.
Die Frequenzvariation kann je nach
Typ nur einen Bruchteil eines parts per million
betragen oder bis zu über 1000 ppm.
Weitere wesentliche Eigenschaften eines
VCXOs sind die Linearität der Abstimmung,
die Frequenzstabilität, das Phasenrauschen
und der Ausgangspegel in Abhängigkeit
von der Frequenzvariation. Die Linearität
der Abstimmung wird als die prozentuale
Abweichung vom gesamten Abstimmbereich
definiert. Eine Linearität von 3% besagt,
dass innerhalb eines Abstimmbereichs von
beispielsweise 100 kHz die Frequenzabweichung
3 kHz betragen kann. Diese 3-kHz-
Abweichung kann überall im Abstimmbereich
auftreten.
Hier beispielhaft einige Daten des VCXOs
CFPV von IQD (Bild 4):
• Footprint: 7 x 5mm
• Gehäuse: keramisch
• Frequenz(bereich): 1,5...80 MHz
• APR: ±100 ppm min.
• Frequenzstabilität: ±100 ppm
• Betriebsspannung: 3,3 V ±0,3 V
33

Quarze und Oszillatoren
• Steuerspannung: 1,65 V ±1,65 V
• Linearität: min. ±10%
• Betriebstemperatur: 0...70 °C oder -40
bis +85 °C
• Ausgang: HCMOS-kompatibel
• max. Lastkapazität: 15 pF
Eine ausführliche Besprechung der Spezifikationen
von VCXOs bietet die Fa. Si Time
mit „Definitions of VCXO Specifications”,
20. September 2011, s. Internet. Die Fa.
Vectron erklärt in der Applikationsschrift
„Absolute Pull Range Definition” den APR
genauer, s. Internet.
Der temperaturgeregelte
Oszillator
Der Temperature Controlled Oscillator
(TCXO) baut auf dem VCXO auf. Auch er
nutzt eine reaktive Komponente in Serie zum
Quarz, um diesen zu ziehen. Hinzu kommt
nun noch ein Temperatursensor, um die
Temperatur zu messen und auf dieser Basis
die Frequenz zu regeln. Es ist also auch ein
gewisser Elektronikanteil (Regelschleife)
integriert. Mit dieser Technik lässt sich eine
Genauigkeit von bis zu 0,1 ppm erreichen.
Bei einem 100-MHz-Quarz wäre das also
eine Frequenzstabilität von 10 Hz. Wichtig
ist hier die Energieeffizienz der Regelschaltung.
Ist diese hoch, wird eine zusätzliche
Erwärmung weitgehend vermieden und eine
bestmögliche Frequenzstabilität erreicht.
Als Temperatursensoren werden meist NTC-
Widerstände (Thermistoren) verwendet.
Für eine möglichst lineare Regelkennlinie
sind die Anforderungen an die Stabilität des
Kompensationsnetzwerkes hoch. Eine sehr
stabile Speisespannung ist weiterhin erforderlich.
Auch der Auswahl der Schwingquarze
kommt eine erhöhte Bedeutung zu.
Bei einem digitalen TCXO wird die Temperatur
des Quarzes z.B. mit einem NTC
PT100 gemessen und dann der durch A/D-
Wandlung digitalisierte Wert einem Prozessor
zugeführt. Entsprechend der im Speicher
abgelegten Messwerte wird der zur Kompensation
des Temperaturganges erforderliche
digitale Spannungswert an einen D/A-
Wandler gegeben, der eine entsprechende
analoge Spannung zur Steuerung der Kapazitätsdiode
bereitstellt. So lassen sich beliebige
Kurvenformen und damit große Temperaturbereiche
kompensieren.
Analoge TCXOs haben den Vorteil geringerer
Stromaufnahme, digitale TCXOs den
Vorteil eines größeren Umgebungstemperaturbereichs.
Je größer der spezifizierte Umgebungstemperaturbereich,
umso geringer ist natürlich
die mögliche Stabilität. Richtwerte:
• 0...40 °C: 0,1...0,5 ppm
• 0...70 °C: 0,2...1 ppm
• -20...+70 °C: 0,3...2 ppm
• -40...+85 °C: 0,4...3 ppm
• -55...+ 105 °C: 0,5...5 ppm
Die kleineren Werte der Frequenzänderung
gelten mehr für digitale TCXOs, die größeren
für analoge TCXOs. Das heißt in etwa:
Mit mikroprozessorgesteuerten TCXOs
können etwa um eine Zehnerpotenz bessere
Werte erreicht werden.
Bild 5: Der TCXO IQXT-225 von IQD
Ein analoger TCXO ist beispielsweise der
IQXT-225 von IQD (Bild 5) mit folgenden
wichtigen Daten:
• Footprint: 2 x 1,6 mm
• Frequenzen: 16,368, 16,369, 19,2, 26,
33,6 und 38,4 MHz
• Frequenztoleranz: max. ±1,5 ppm
• Frequenzstabilität: 0,5 ppm
• Alterung: max. ±1 ppm/Jahr bei 25 °C
±2 K
• Betriebsspannungsabhängigkeit: ±5%
max. ±0,1 ppm
• Lastvariation: ±10% max. ±0,1 ppm
• Betriebsspannung: 1,2 V ±5 %
• Betriebstemperaturbereich: -30 bis +85 °C
Abstecher: VCTCXO
Bild 6: Ein 3,3 V Ultra Miniature SMD
HCMOS TCXO/VCTCXO von Fox
Der Voltage Controlles Temperature Controlled
Oscillator kombiniert VCXO und
TCXO. Etwa der 3,3 V Ultra Miniature SMD
HCMOS TCXO/VCTCXO FOX924 von
Fox (Bild 6) hat u.a. folgende Eigenschaften:
• Höhe: max. 1,5 mm
• Frequenzbereich: 10 bis 30 MHz
• Ausgang: HCMOS
• Einsatztemperaturbereich: -30 bis +85 ºC
• Betriebsspannung: 3,3 V ±5%
• Betriebsstrom: typ. 6 mA
• Anfangsstabilität bei 25 °C: ±1,5 ppm
• Stabilität über den Temperaturbereich:
±2,5 ppm
• Stabilität über den Betriebsspannungsbereich:
±0,3 ppm
• Alterung: 1 ppm/Jahr
• Lastkapazität: 15 pF (Bürde)
• Ziehbereich (Pullability): min. 5 ppm
Der Quarzofen
Der Oven Controlled Oscillator (OCXO)
fasst den Quarz und andere temperaturempfindliche
Teile in einer geschlossenen
Kammer zusammen. Deren Innentemperatur
wird so geregelt, dass der Quarz auf einem
Arbeitspunkt schwingt, wo die Temperatur-
Frequenz-Kennlinie ihren Umkehrpunkt
erreicht bzw. durch Null geht. Der „Ofen”
ist also ein Thermostat. Solche Oszillatoren
erreichen die bestmögliche Stabilität von bis
zu 0,001ppm. Sie werden etwa für Raumfahrtanwendungen,
Messgeräte und Referenztaktgeber
benötigt. Die am häufigsten
verwendete OCXO-Frequenz ist 10 MHz.
Die Regelung basiert auf der Wärmeabgabe
an die Umgebung. Die Thermostattemperatur
muss also deutlich über der höchsten
Betriebstemperatur liegen. Dies bringt den
Nachteil, dass eine größere Alterung zu
erwarten ist.
Der Thermostat besteht aus der temperierten
Kammer, dem Thermostatkörper, dem Temperaturfühler,
der Heizung und der Regelschaltung
mit Leistungsstufe und Heizvorrichtung.
Um die Wärmeabfuhr nach außen
zu drosseln und die Auswirkung schneller
Umgebungstemperaturänderungen zu minimieren,
befindet sich diese Anordnung in
einem Thermogehäuse.
Bild 7: 10 MHz OCXO Source MXOCE-
A28L2S für 12 V
Dass ein moderner OCXO relativ klein aufgebaut
werden kann, wird aus Bild 7 deutlich.
Über „Vorteile und Unterscheidungsmerkmale
von OCXOs“ schreibt Alfred
Goldbacher auf www.elektroniknet.de. FS
34 hf-praxis 11/2018

Fachbücher für die
Praxis
Hochfrequenz-
Transistorpraxis
Schaltungstechnik, Einsatzprinzipien, Typen und
Applikationen
Frank Sichla, 17,5 x 25,5 cm, 278 Seiten,
zahlr. Abb. und Tabellen ISBN 978-3-88976-153-8,
beam-Verlag 2008, 24,- €
Art.-Nr.:118070
Obwohl heute integrierte Schaltungen die Elektronik
dominieren, haben diskrete Transistoren besonders im
HF-Bereich noch immer hohe Bedeutung, denn es gibt
einfach zu viele Problemstellungen, für die einzig und allein
sie die optimale Lösung darstellen.
Diskrete Transistoren sind keineswegs „out“, sondern machen
nach wie vor Fortschritte. Mit neusten Technologien
werden immer höhere Frequenzen erschlossen sowie
erstaunlich geringe Rauschfaktoren erzielt.
Dieses Buch beschreibt die Anwendung der Bipolar- und
Feldeffekttransistoren im HF-Bereich, indem es die Schaltungstechnik
praxisorientiert erläutert und mit einer Fülle
von ausgewählten Applikationsschaltungen für Einsteiger
als auch erfahrene Praktiker illustriert.
Aus dem Inhalt:
• Bipolartransistoren: Kleinsignal- und Breitbandtypen,
Austausch, Arrays und Leistungstypen, Grenz- und
Kennwerte, Transistorkapazitäten, Eigenrauschen
• Die „Bipo“-Grundschaltungen: Miller-Effekt, Emitterschaltung,
Basisschaltung, Kollektorschaltung, Gegenkopplung
• Die beliebtesten Schaltungstricks: Kaskode-Schaltung,
Bootstrap-Schaltung, Darlington-Schaltung, Parallelschaltung
• „Bipo“-Leistungsverstärker: Grundschaltung, Großsignal-,
Eintakt- und Gegentaktbetrieb, Arbeitspunkt und
Verstärkerklasse, thermal runaway, Anpassung und
Filterung
• FETs im Überblick: SFET, MESFET, MOSFET, Vor- und
Nachteile, Grenz- und Kennwerte
• FET-Grundschaltungen: Sourceschaltung, Gate- und
Zwischengateschaltung, Drainschaltung
• SFETs, MESFETs und Dualgate-MOSFETs: Kapazitäten,
Rauschen, Vpr- und Nachteile, Schaltungstipps und
-tricks
• Die Welt der Power-MOSFETs: Technologien, Vergleich
zum „Bipo“, Schalttransistoren, Kapazitäten, Typen,
Schaltungstechnik, Welche Klasse?
• Rund um die Kühlung: Wärmewiderstand, Kühlkörperberechnung,
Kühlkörperauswahl
• Transistorschaltungen richtig aufbauen: Bauelemente
und Schaltungsaufbau, Verkopplungsarten, Last und
Verstärkung, Grundregeln, Platinen-Aufbautipps, Abblockung,
Neutralisation?
• Kleinsignal-Verstärkerschaltungen: Selektive Vorverstärker,
Breitbandverstärker, spezielle Verstärker
• HF-Leistungsverstärker: Leistungsverstärker für CW
und FM, lineare Verstärker für kleine und mittlere Leistung
• Oszillatorschaltungen: Quarzoszillatoren, LC-Oszillatoren,
spezielle Oszillatoren
• Senderschaltungen: KW-Kleinsender bis 1 W und über
1 W Output, interessante UKW-Senderschaltungen
• Mess- und Prüftechnik: Aktive Tastköpfe, Generatorschaltungen,
einfache Dipmeter
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter
www.beam-verlag.de
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de

Quarze und Oszillatoren
Hochfrequenzoszillatoren mit extrem
niedrigen Phasenjitter
Der britische Spezialist für frequenzbestimmende
Bauteile
Euroquartz Ltd., vertrieben
durch die WDI AG, bietet seine
HI-REL &
HIGH TEMP.
HYBRID MICROCIRCUIT
CRYSTAL OSCILLATORS
Lowest voltage 3.3 V
SMD-Packages 5x7 mm
Obsolete Solutions
MÜNCHEN
13.–16.11.2018
Halle C4, Stand 233
www.kamaka.de
zwei neuesten Oszillatoren mit
einem extrem niedrigem Phasenjitter
von nur 150 fs jetzt
auch mit extrem kurzer Lieferzeit
an. Muster und Serienmengen
können nun innerhalb von
zwei Wochen geliefert werden.
Die EQJF-Serie ist im Frequenzbereich
von 50 bis 2100
MHz mit LVPECL-, LVDS-,
CML- oder HCSL-Ausgangslogik
erhältlich und benötigt
eine Versorgungsspannung von
1,8, 2,5 oder 3,3 V. Sowohl für
den kommerziellen Arbeitstemperaturbereich
von -10 bis +70
°C als auch für den industriellen
von -40 bis +85 °C sind die
Oszillatoren standardmäßig mit
einer Frequenzstabilität von ±25,
±50 und ±100 ppm erhältlich. Je
nach Kundenwunsch sind auch
engere Spezifikationen möglich.
Ergänzt wird die EQJF-Serie
durch die spannungsgesteuerten
Oszillatoren der EQVJF-Serie,
welche mit Frequenzen von 150
bis 2100 MHz (HCSL von 150
bis 700 MHz) und denselben
Optionen sowie ähnlichem Phasenjitter
verfügbar sind.
Beide Serien weisen eine maximale
Alterung von ±3 ppm im
ersten Jahr (±2 ppm in jedem
weiteren Jahr), eine Symmetrie
von 50% ±5%, eine Rise Time
von maximal 0,35 ns (0,4 ns
für HCSL) und einen typischen
Stromverbrauch von 70 bis 100
mA je nach gewählter Ausgangslogik
auf. Die Startup Time ist
mit typischerweise 5 ms, maximal
10 ms angegeben.
Die EQJF-Oszillatoren und
EQVJF-VCXOs sind RoHSkonform
in einem 7 x 5 mm
messen den 8-Pad-SMD-Keramikgehäuse
untergebracht,
welches zweimal Reflow-Temperaturen
von bis zu 260 °C für
je 10 s standhalten kann.
Zu den Anwendungen gehören
Flachbildschirme, Videostreaming-Systeme
über externe
Kabel (z.B. LDI), serielle Highspeed-Kommunikationsverbindungen
wie Serial ATA & Fire-
Wire, SONET, xDSL, SDH, Settop-Box-
und Ethernet-Karten.
■ WDI AG
info@wdi.ag
www.wdi.ag
Ultra-Miniatur-/HF-
Fundamental-Quarze
Die neuen Ultra Miniature High
Frequency Fundamental Quartz
Crystals von IQD können im
Fundamental-Modus bis 200
MHz arbeiten. Diese Quarze sind
in einem hermetisch versiegelten
2,5 x 2 x 0,6 mm (IQXC-152)
oder 2 x 1,6 x 0,5 mm (IQXC-
153) messenden Keramik-4-Pad-
Gehäuse lieferbar. Zwei Pads
werden dabei an Masse gelegt,
um die EMI zu verbessern. In
dem höheren Frequenzbereich
70...200 MHz kann die Frequenztoleranz
bis hinab zu ±30
ppm betragen, und die Stabilität
ist ebenfalls ±30 ppm über den
vollen industriellen Einsatzbereich
-40 bis +85 °C bei einem
Lastkapazitätsbereich von 8
bis 30 pF.
Etwa der neue IQXC-152 &
IQXC-153 erlaubt den Design-
Ingenieuren die Nutzung höherer
Frequenzen im Fundamental-
Modus, was die Notwendigkeit
einer PLL oder einer Oberwellen-Tank-Schaltung
obsolet
machen kann. Eine höhere Startfrequenz
ist ebenfalls nutzbar,
wenn man z.B. ein 2,4-GHz-
Signal generieren möchte, wobei
die unerwünschten Einflüsse
Jitter und Phasenrauschen sehr
gering sind.
■ IQD Frequency Products
www.iqdfrequencyproducts.
com
LVPECL/LVDS-Clock-
Oszillatoren für Tele-
kommunikations-
Applikationen
LVPECL/LVDS-Taktoszillatoren
für Telekommunikationsanwendungen
werden neu von
IQD angeboten. Die LVPECL-
Typen (IQXO-623/IQXO-624)
und die LVDS-Typen (IQXO-
618) zeichnen sich u.a. durch
einen Phasen-Jitter von weniger
als 1 ps rms (über 12 kHz
bis 20 MHz) auf. Ausgestattet
mit einem hermetisch versiegelten
3,2 x 2,5 x 1,1 mm großen
keramischen 6-Pad-Gehäuse,
sind die neuen Modelle dazu in
der Lage, Frequenzen im Bereich
von 13,5 bis 156,25 MHz zu
liefern. IQXO-618, IQXO-623
und IQXO-624 wurden primär
entwickelt für Applikationen
wie Ethernet (10G/40G), Fibre
Channel & SONET/SDH.
Diue neuen Oszillatoren sind lieferbar
in Ausführungen für 2,5
oder 3,3 V mit einer Frequenz-
36 hf-praxis 11/2018

Quarze und Oszillatoren
stabilität von ±30 ppm über den
Temperaturbereich von -40 bis
85 °C. IQXO-618, IQXO-623 &
IQXO-624 haben eine maximale
Stromaufnahme von 50 mA und
Anstiegs- bzw. Abfallzeiten von
1 ns und verfügen über eine Enable/Disable-Funktion.
■ IQD Frequency Products
www.iqdfrequencyproducts.
com
Programmierbare
Oszillatoren
mit erweitertem
Temperaturbereich
Die Epson Europe Electronics
GmbH präsentierte die programmierbaren
Oszillatoren
(P-SPXOs) der SG-8018-Serie
mit einer Betriebsspannung von
1,8, 2,5 oder 3,3 V. Die SG-8018-
Serie ist in vier verschiedenen
Größen von 7 x 5 bis 2,5 x 2
mm 2 verfügbar.
Epsons programmierbare Oszillatoren
der SG-8018-Serie sind
für eine Betriebstemperatur von
-40 bis +105 °C und für den Einsatz
in rauen Umgebungsbedingungen
ausgelegt. Die SG-8018-
Serie wird zu einem attraktiven
Preis angeboten, erreicht als
Standardversion eine Genauigkeit
von ±50 ppm über den
gesamten Betriebstemperaturbereich
und verfügt über programmierbare
Anstiegs- und
Abfallzeiten.
Um eine schnelle Produktentwicklung
zu unterstützen, können
Muster mit einer 24-Stunden-Lieferzeit
von Distributoren
bestellt werden. Des weiteren
lassen sich Blanks mithilfe des
Epson SG-Writer II selbst programmieren.
Eine benutzerfreundliche
Software kann von
Epson’s Website heruntergeladen
werden.
Besondere Merkmale:
• schnelle Prototypenverfügbarkeit
• einfache Konvertierung zu
Epson-Festfrequenzoszillatoren
für hochvolumige Projekte
• Temperaturbereich
-40 bis +105 °C
• Stromverbrauch
3,2...8,1 mA Maximum
• Frequenzbereich
0,67...170 MHz
• Output Enable (OE) oder
Standby (ST)
• Gehäusegrößen 7 x 5, 5 x 3,2,
3,2 x 2,5 und 2,5 x 2 mm 2
• asymmetrischer Ausgang:
LVCMOS
■ Epson Europe Electronics
GmbH
www.epson-electronics.de
Bedrahtete Quarze:
29 Typen in allen
gängigen Frequenzen
Mit der Serie IC 23 bietet Red
Frequency bedrahtete Quarze in
der Gehäusebauform HC-49US
an. Die 29 Quarztypen umfassen
alle gängigen Frequenzen
von 3,579545 bis zu 32 MHz.
Neben einem außergewöhnlich
attraktiven Preis/Leistungs-Verhältnis
zeichnen sich die Quarze
von Red Frequency durch ihre
hohe Qualität und beste elektrische
Eigenschaften aus. Ausgesuchte
Rohstoffe, sorgfältige
Fertigungsverfahren und eine
strikte Qualitätskontrolle garantieren
eine langfristige Funktionalität
innerhalb der spezifizierten
Parameter.
Für einen stabilen Takt sorgen
geringe Frequenztoleranzen von
lediglich ±30 ppm bei 25 °C und
±50 ppm im gesamten Bereich
von -20 bis +70 °C. Das Aging
der Red-Frequency-Quarze ist
mit nur ±3 ppm im ersten Jahr
TCXOs für Satellitennavigationssysteme
Verschiedene neue TCXOs
unterstützen u.a. kommende
Satellitennavigationssysteme:
TX7-705 und 503CM-TQN-
BDS, TX7-705CM-TQN-
Galileo und VT7-705CM-SQ-
HPG (höchst schockresistent,
geringe G-Empfindlichkeit
von 0,3 ppb/g, CMOS-Technik,
für GNSS-Locating &
-Navigation). Diese hochpräzisen
Produkte werden
spezifiziert und gewährt einen
sicheren Betrieb auch nach
langer Betriebszeit und unter
erschwerten Bedingungen. Dabei
hält ein hermetisch versiegeltes
Vollmetallgehäuse auch größeren
mechanischen Belastungen
sowohl bei der Verarbeitung als
auch im Betrieb stand. Zudem
schützt es den eigentlichen
Schwingquarz sowie dessen
in der Schweiz entwickelt
und produziert
und fokussieren
ihre Anwendungen
auf Satellitensysteme
wie BeiDue,
GPS, Compass oder
Galileo.
Sie entsprechen den
Normen STRATUM
III, IEEE 1588v2,
SyncE und PTP. Die
Footprints reichen
von 5 x 3,2 mm über
7 x 5 mm bis 14 x 9 mm, die
Frequenzstabilität beträgt ±0,1
ppm von -40 bis +85 °C. Lieferbare
Frequenzen liegen im
Bereich 5...100 MHz. Einsätzfähig
sind die Produkte in
einem weiten Temperaturbereich
(-55 bis +95 °C).
■ QuartzCom AG
sales@quartzcom.com
www.quartzcom.com
Kontaktierung zuverlässig vor
schädlichen Umwelteinflüssen.
Muster und Kleinserien (bis
1000 Stück) der wichtigsten
Bauteiltypen sind beim Masterdistributor
Schukat auf Lager
und sofort verfügbar.
■ Red Frequency
Intertec Components GmbH
www.intertec.org
hf-praxis 11/2018 37

Quarze und Oszillatoren
Ultrahochfrequenter Clock Oszillator
Die kürzlich veröffentlichte
neue Reihe Clock Oszillatoren
IQXO-597 von IQD bietet einen
ultrahochfrequenten Bereich von
1GHz bis 2,2GHz. Verpackt in
einem 14,0 x 9,0 x 3,3mm, 6 Pad
Gehäuse ist dieses oberflächenmontierbare
Bauteil mit FR4
Bodenteil und Metalldeckel nicht
hermetisch dicht verschlossen.
Der IQXO-597 ist erhältlich mit
drei verschiedenen Signalausgängen:
Sinus, differentiellem
Sinus und LVPECL.
Mit einer engen Frequenzstabilität
von ±20 ppm über den
Betriebstemperaturbereich von
-40 °C bis 85 °C ergibt sich
eine Gesamtfrequenzabweichung
vom Nominalwert von
lediglich ±70ppm (inklusive
Frequenztoleranz bei 25 °C,
sowie Abweichung über Betriebstemperaturbereich,
Versorgungsspannung,
Lastkapazität
und Alterung über 10 Jahre
bei 25 °C). Dieser neue Clock
Oszillator ist ideal geeignet für
Anwendungen wie 100G/400G
Datenkommunikation, Hochgeschwindigkeits-ADCs,
DACs &
SerDes, ebenso wie für kohärente
optische Module.
Die neue Baureihe ist erhältlich
mit 3,3 V Versorgungsspannung
mit einem maximalem Stromverbrauch
von 70 mA (Sinus) oder
120 mA (LVPECL) und sehr
geringem RMS Phasenjitter von
15 fs über 12 kHz bis 20 MHz
(Sinus @ 2,1930 GHz) oder
46 fs über 10 kHz bis 20 MHz
(LVPECL @ 1,0960 GHz). Als
Verpackungseinheit kann der
Oszillator sowohl lose als auch
auf Rolle geliefert werden. Das
ausführliche Datenblatt finden
Sie unter www.iqdfrequencyproducts.com
■ IQD Frequency Products Ltd
www.iqdfrequencyproducts.
de.
Hochstabile Ultra-
Niederspannungs-
TCXOs
IQD, vertrieben durch die WDI
AG, hat seine neue Serie temperaturkompensierter
Quarzoszillatoren
(TCXOs) vorgestellt. Die
neue TCXO-Serie IQXT-225 ist
in einem hermetisch versiegelten
Miniatur-SMD-Keramikgehäuse
mit den Maßen 2 x 1,6 x 0,7 mm
ausgestattet und kommt mit einer
extrem geringen Versorgungsspannung
von nur 1,2 V aus.
Erhältlich ist das Bauteil in den
gängigen TCXO-Frequenzen
16,368, 16,369, 19,2, 26, 33,6
sowie 38,4 MHz und bietet dabei
eine hervorragende Frequenzstabilität
von ±0,5 ppm über einen
Betriebstemperaturbereich von
-30 bis +85 °C. Der IQXT-225
verfügt über einen Clipped-
Sinewave-Ausgang sowie eine
Enable/Disable-Funktion an
Pin 1 für den Stromsparbetrieb
und ist ausgelegt für eine Last
von 10 kOhm//10 pF bei einer
Stromaufnahme von 1,7 mA.
Im Disable-Modus beträgt die
Stromaufnahme nur 3 µA. Der
neue TCXO bietet ein Phasenrauschen
von -135 dBc/Hz bei
1 kHz Offset und zeichnet sich
durch eine kurze Startup-Zeit
von 2 ms aus.
IQDs neue TCXO-Serie eignet
sich optimal für Anwendungen,
bei denen die Batterielebensdauer
von entscheidender Bedeutung
ist. Hierzu gehören typischerweise
IoT-Anwendungen,
mobile Navigationsgeräte, tragbare
Testgeräte, Wearables sowie
Anwendungen in der drahtlosen
Kommunikation.
■ WDI AG
info@wdi.ag
www.wdi.ag
Quarzeinheit für den Einsatz in Chipkarten
Die Epson Europe Electronics GmbH präsentierte
den FC-12D-kHz-Quarz, welcher
für den Einsatz in Chipkarten entwickelt
wurde. Er hat eine extrem flache Bauform
von nur 0,35 mm Maximalhöhe, was den
Einsatz in höhenkritischen Anwendungen
wie Chipkarten der ISO-7810-Standardgröße
ermöglicht. Epsons photolithographische
Verarbeitungstechnik ermöglicht
diese Miniaturgröße (2,05 x 1,25 x
0,35 mm) und liefet gleichzeitig einen
hervorragenden äquivalenten Serienwiderstand
(ESR) von 75 kOhm maximal, der
für einen schnellen Oszillationsstart und
geringen Stromverbrauch notwendig ist.
Chipkarten müssen einen geringen Stromverbrauch
aufweisen, da sie von einer kleinen
Batterie betrieben werden. Der FC-
12D ist für hohe Genauigkeit bei geringem
Stromverbrauch ausgelegt und weist eine
geringe Empfindlichkeit gegenüber Belastungsänderungen
auf.
Zusätzlich müssen Chipkarten Biegungen
und ESD-Stress aushalten. Dem wird der
FC-12D durch den Einsatz eines Keramikgehäuses
und eine patentierte Dreipunkt-Befestigung
gerecht. Für die ESD-
Abschirmung verwendet Epsons FC-12D
ein 4-Pin-Gehäuse mit einem dedizierten
GND-Pin zur faradayschen Abschirmung
des Bausteines.
Epsons FC-12D ist bei der Frequenz von
32,768 kHz mit einer Frequenztoleranz
von ±10 bis ±20 ppm bei 25 °C und einer
Lastkapazität von 6 bis 15 pF verfügbar.
Eine verringerte Partikelkontamination
wird durch Beschichtungstechnologie
erreicht. Der parabolische Faktor wird mit
-0,04 ppm/K 2 , der Drivelevel mit 0,25 µW
maximal angegeben.
■ Epson Europe Electronics GmbH
www.epson-electronics.de
38 hf-praxis 11/2018

Quarze und Oszillatoren
Echtzeituhr-Module sind genau und energieeffizient
Von der Epson Europe Electronics GmbH
kommt das Echtzeituhren-Modul RX8804.
Entwickelt für eine präzise Zeitmessung,
setzten Epsons RX8804-DTCXO-Echtzeituhr-Module
(RTC) einen digitalen
temperaturkompensierten Quarzoszillator
(DTCXO) ein, um ±3,4 ppm Genauigkeit
über einem Temperaturbereich von
-40 bis +85 °C oder ±8 ppm bei -40 bis
+105 °C (9 oder 20 s/Monat) zu erreichen.
Diese hohe Genauigkeit ist für die präzise
Zeitmessung notwendig, die bei eMetern,
Beleuchtung und anderen industriellen
oder Außenanwendungen gefordert wird.
Epsons RX8804 kombiniert einen Quarz,
einen digital temperaturkompensierte
Quarzoszillator (DTCXO) und Zähler,
um Datum und Uhrzeit aufzuzeichnen.
Daneben enthält Epsons RX8804 ebenfalls
eine automatische Versorgungsspannungsumschaltung
bei Ausfall der Primärversorgung
und Zeitmessungsfunktionen
wie Wecker und Timer.
Epsons RX8804 sind in einem 3,2 x 2,5 x
1,0 mm 3 kleinen Gehäuse untergebracht
und können in einem weiten Betriebsspannungsbereich
von 1,6...5,5 V und bei
einer typischen Stromaufnahme von 0,35
µA (im Backup-Modus) betrieben werden.
Sie weisen einen Taktausgang auf, welcher
für die Ausgabe von 1 Hz, 1024 Hz oder
32,768 kHz programmiert werden kann.
■ Epson Europe Electronics GmbH
www.epson-electronics.de
SG-8503 und SG-8504
programmierbare
Oszillatoren
Epson Europe Electronics
GmbH („Epson“) präsentiert
die programmierbaren Oszillatoren
(P-SPXOs) der SG-8503
und SG-8504 Serie mit einer
Betriebsspannung von 2,5 V
bis 3,3 V und einem weiten Frequenzbereich
von 50 MHz bis zu
800 MHz. Die Frequenzstabilität,
inklusive Alterung, beträgt
über den gesamten Betriebstemperaturbereich
von -40 bis
+105 °C lediglich ±50 ppm.
Epson’s SG-8503 und SG-8504
Serien vereinen die Vorteile programmierbarer
Oszillatoren mit
Hochgeschwindigkeitsschnittstellen.
Durch den Einsatz einer
Σ-Δ Fractional-n PLL, erreichen
Epson’s SG-8503 und SG-8504
einen sehr geringen Jitter von 0,3
psRMS (12 kHz bis 20 MHz).
Die Frequenzen werden durch
integrierte OTP Funktionalität
(one-time programming) festgelegt.
Der Anwender kann
zwischen 2 oder 4 Frequenzen
mithilfe von 1 oder 2 Pins auswählen.
Um eine schnelle Produktentwicklung
zu unterstützen, können
Muster von Epson’s programmierbaren
Oszillatoren mit
einer 24-Stunden-Lieferzeit von
Distributoren bestellt werden.
Des Weiteren können Blanks
mit Hilfe des Epson SG-Writer
II selbst programmiert werden.
Eine benutzerfreundliche Software
kann von Epson’s Website
heruntergeladen werden.
Besondere Merkmale
• Geringer Jitter
• Schnelle Prototypenverfügbarkeit
• Weiter Frequenzbereich:
50-800 MHz
• Differenzausgang: LVPECL
• Betriebstemperaturbereich:
-40 °C bis +105 °C
• Stromaufnahme:

Messtechnik
Komponenten und Lösungen
von DC bis THz
Halbleitertest: Systeme und Instrumente
• Netzwerkanalysatoren
• Signalanalysatoren
• Signalgeneratoren
• Arbiträrgeneratoren
• Probe Stations
• Tuner
• Pulsed IV
HF-Messtechnik Zubehör
• Kalibrierkits
• Efuse Probe Protectors
• Prüfspitzen
• Rauschquellen
• Frequenzerweiterungsmodule
• Rauschempfängermodule
• Verstärker
HF- und μw-Komponenten
• Kabel
• Konnektoren & Adapter
• Hohlleiter
• Abschwächer
• Filter
• Zirkulatoren
• Schalter
www.bsw-ag.com
info@bsw-ag.com
Dreikanal-Stromversorgung
mit 315 W Systemleistung
Telemeter Electronic, Spezialist für Messtechnik,
stellte das MX100TP von Aim-TTi
vor. Dieses Topmodell aus der MX-Serie
überzeugt durch die vielfältigen Stromund
Spannungsbereiche auf drei vollwertigen
Ausgängen. Bei immer maximal 315
W Systemleistung können z.B. auch hohe
Spannungen bis 70 V und hohe Ströme bis
6 A realisiert werden, indem man Ausgänge
zusammenlegt. Als Netzgerät mit drei hochgenauen
Ausgängen kann das MX100TP
z.B. je 35 V und 3 A liefern. Es sind zwölf
Variationen möglich.
Das Gerät wiegt 4,8 kg und ist für die Rackmontage
geeignet (halbe 19-Zoll-Rackbreite
und 3 HE). Das MX100TP ist für Fernsteuerung
über RS232, USB, GPIB oder LAN
ausgestattet und hat die Ausgänge auch für
feste Verkabelung nach hinten geführt. Alle
Kanäle haben Fühleranschlüsse, um die
genaue Spannung an den Prüfling anzulegen.
Mit der hohen Auflösung von 1 mV und 0,1
mA bei vergleichbarer hoher Leistung liefert
das Gerät die geforderte Flexibilität für
den Labortisch und für den Prüfautomaten.
■ Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
Labornetzteile mit Regelung
für bis zu 840 W
Telemeter Electronic stellte die Geräte der
CPX-Serie von Aim-TTi vor. Die Serie
wurde entwickelt, um das Bedürfnis des
Anwenders nach Flexibilität bei der Wahl
von Spannung und Strom zu erfüllen. Das
Aim-TTi- PowerFlex-Design der Baureihe
CPX ermöglicht die Erzeugung höherer
Ströme bei niedrigeren Spannungen innerhalb
einer Leistungshüllkurve. Jeder Ausgang
kann einen wesentlich höheren Strom
liefern als ein herkömmliches Netzteil ohne
PowerFlex.
Das programmierbare Zweifach-Labornetzteil
CPX400DP hat zwei Ausgänge mit je
60 V, 20 A bei einer Leistung von 420 W.
Es ist eine flexible und perfekte Stromversorgung
für das Labor oder einen automatischen
Prüfstand.
Die Netzteile aus der CPX-Serie (CPX200,
CPX400) zeichnen sich durch ihre kompakte
Bauform und komfortable Ausstattung aus.
Bei den Versionen mit zwei Ausgängen können
in Serienschaltung somit bis 120 V bzw.
in Parallelschaltung bis zu 40 A bei insgesamt
bis zu 840 W entnommen werden. Per
Tastendruck lassen sich beide Ausgänge im
Tracking-Mode (Folgebetrieb) schalten. Dies
ist besonders praktisch, wenn gleichzeitig
positive und negative Spannungen gefordert
sind. Für die Fernsteuerung verfügt diese
Quelle über die Schnittstellen RS232, USB,
LAN/LXI und GPIB. Das Gewicht beträgt
6,3 kg und die Abmessungen sind eine halbe
19-Zoll-Breite und 3 HE. Mit dem passen
19-Zoll-Kit kann das Gerät einfach in Rack-
Systeme integriert werden.
■ Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
HF-Leistungs- und Antennenmessgeräte
Zur Leistungsüberwachung in HF-Systemen
gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Eine einfache Methode stellen hierbei die
Leistungs- und Antennenmessgeräte von
COMM-connect dar. In einem Frequenzbereich
von 30 MHz bis hin zu 6 GHz je
nach Messgerät kann mit diesen Geräten
ohne zusätzliches Equipment, wie z.B.
Richtkoppler, die HF-Leistung im System
gemessen werden.
Neben den Leistungsmessgeräten stehen
auch noch SWR-Messgeräte für Kabel und
Antennen zur Verfügung. Das Messgerät mit
den umfangreichsten Möglichkeiten stellt
hierbei das SiteOne 3028 dar. Mit diesem
sind neben dem SWR auch Messungen von
40 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
S11, S21 sowie des Fehlerabstands (Distance
to Fault) möglich.
■ Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
Spektrumanalysator
für 10 MHz bis 3,6/6 GHz
Die PSA-Serie von Aim-TTI verfügt über
zwei Modelle mit Bandbreiten von 10 MHz
bis 3,6 GHz bei dem Modell PSA 3605 und
bis 6 GHz bei dem Modell PSA6005. Die
batteriebetriebenen Geräte sind vollwertige
und leistungsfähige Spektrumanalysatoren
für den schnellen und leichten Feldeinsatz.
Das Gehäuse ist für den dauerhaften Einsatz
sehr robust ausgeführt und schützt das 580
g leichte Gerät optimal. Der 3-Ah-Akku
ermöglicht einen Feldeinsatz von mehr als
drei Stunden Dauerbetrieb.
Die Spektrumanalysatoren liegen gut in der
Hand und lassen sich per Tasten und Touchscreen
bedienen. Auf dem hochauflösenden
Display können die Kurven und Ergebnisse
sehr gut abgelesen werden. Mit 2 GB
internen Speicher können tausende Wellenformen,
Instrument-Setups oder Screenshots
gespeichert werden. Über den USB-Port ist
es möglich, die Daten zu kopieren oder als
Backup zu speichern. Weiterhin können
Daten über das USB-Interface mit einem
Rechner ausgetauscht und analysiert werden.
Mit der mitgelieferten PSA-Manger-
Software werden die Daten einfach ausgewertet.
Über eine N-Buchse 50 Ohm wird
eine passende Antenne oder die Messleitung
angeschlossen.
■ Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
Magnetfeldmessgerät
bis 1 kHz
Das Magnetometer HP-01 von Telemeter
Electronic dient zur Messung statischer
und zeitlich variierender Magnetfelder im
Bereich von 0 bis 1 kHz. Das HP-01 beinhaltet
einen sehr leistungsfähigen FFT-Analysator,
welcher Signalanalysen sowohl im
Zeitbereich als auch im Frequenzbereich ermöglicht.
Die schnelle Signalverarbeitung
erlaubt es, eine detaillierte und lückenlose
Analyse des Frequenzspektrums mit hoher
Genauigkeit durchzuführen. Die Ergebnisse
können als Live-Spektrum, als Spektrogramm
über der Zeit oder als dreidimensionales
Wasserfalldiagramm dargestellt
werden. Die Bedienung erfolgt über die
Software HP01-TS. Ein Kabel mit USB-
Adapter verbindet den Computer mit dem
Messgerät.
■ Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
12-Bit-Scope mit erhöhter
Leistungsfähigkeit
Die neuen Oszilloskope der Serie
HDO4000A von Teledyne LeCroy sind
in der Lage, die optimale Darstellung der
erfassten Signale zur jeweiligen Bandbreite
des Gerätes automatisch zu wählen. Dies
führt zu einer deutlich genaueren Signaldarstellung,
und die Vorteile der 12-Bit-Auflösung
werden durch Abtastraten bis 10 GS/s
und ein zehnfaches Oversampling nochmals
deutlich gesteigert. Zudem verfügen diese
Geräte über Bandbreiten bis 1 GHz, große
Erfassungsspeicher bis 250 MPkt/Kanal und
hohen Abtastraten bis 10 GS/s.
Über die 16 digitalen Kanäle hinaus sind die
HDO4000A-MS Oszilloskope mit speziellen
digitalen Debugging-Tools ausgestattet. Die
Serie bietet viele verschiedene Vorteile, wie
zum Bespiel die HD4096-12-Bit-Technologie,
eine umfassende Analyse serieller
Daten, leistungsfähige Analysewerkzeuge,
vielfältige Mixed-Signal-Eigenschaften und
bis zu 23 verfügbare serielle Optionen für
Triggerung und Decodierung. Außerdem
sind alle Geräte der Serie mit der MAUI-
Benutzeroberfläche mit Onetouch und verschiedenen
Schnittstellen wie USB-Host,
USB-Device, LAN und GPIB ausgestattet.
■ Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
Neue Arbiträre
Funktionsgeneratoren
• Leistungsstark
• Lüfterlos
DG800-Serie
• 10 / 25 / 35 MHz Bandbreite
• 1 oder 2 Analog-Kanäle, 125 MS/sec,
16 Bit Auflösung
• 160 Built-in Kurvenformen
• Modulation: AM, FM, PM, ASK, FSK, PSK,
PWM
• Interface: USB, optional LAN- und GPIB-
Adapter
• Integrierter 240-MHz-Frequenzzähler
• RS232-, PRBS-, DualTone-Signalausgabe
DG900-Serie
Best-Preis:
ab € 199,-
plus MwSt.
Best-Preis:
ab € 499,-
plus MwSt.
• 50 / 70 / 100 MHz Bandbreite
• 2 Analog-Kanäle, 250 MS/sec, 16 Bit
16 Bit Auflösung
• 160 Built-in Kurvenformen
• Modulation: AM, FM, PM, ASK, FSK, PSK,
PWM
• Interface: USB, opt. LAN-, GPIB-Adapter
• Integrierter 240-MHz-Frequenzzähler
• RS232-, PRBS-, DualTone-Signalausgabe
Sie finden uns in Halle A3, Stand 231
RIGOL Technologies EU GmbH
Telefon +49 89 8941895-0
hf-praxis 11/2018 41 info-europe@rigol.com
www.rigol.eu
41
II

Messtechnik
HF-Parameter präzise messen
Was nutzt der
beste Testplatz
mit hochwertigen
Messgeräten, wenn
der Messaufbau nicht
korrekt ausgeführt
ist? Dieser Beitrag
gibt Hinweise, wie
man Messfehler durch
ungünstige Kabel
vermeidet.
In einem Messaufbau für Frequenzen
bis in den GHz-Bereich
werden die verschiedenen Komponenten
mittels Koaxialkabel
verbunden. Idealerweise haben
diese nur einen geringen Einfluss
auf die Signalübertragung.
Gute Messkabel weisen geringe
Dämpfung, sehr kleine Reflektionsfaktoren
und eine stabile
Phase auf. Deshalb muss vor
der Anwendung geprüft werden,
ob die eingesetzten Kabel den
Anforderungen genügen. Die
Datenblätter zeigen die entsprechenden
Werte und weisen auch
auf die Stabilität der Amplitude
und Phase bei Lageänderung und
Bewegung der Kabel hin.
Ein Fehler schleicht
sich ein
Ein wesentliches Gerät eines
HF-Messplatzes ist ein Vektorsignalanalyzer
(VNA). Er zeichnet
sich durch eine hohe Messgenauigkeit
aus, ist ab Werk
kalibriert und nach Erreichen
einer konstanten Temperatur im
Messraum sofort einsatzbereit.
Für die Messung eines Zweitors
(Bauteil/Gerät) wird dann nur
noch ein Satz Verbindungskabel
benötigt. Alles scheint einfach...
Wie sich aber kleinste Fehler im
Messaufbau auswirken, zeigt folgendes
Beispiel: Angenommen,
der VNA hat bei der Return-
Loss-Messung eine Genauigkeit
von 50 dB. Das Messkabel
hat an einer Seite 40 dB Anpassung
und am anderen weit entfernten
Ende 31 dB. Da sich die
Phase proportional zur Frequenz
nach folgender Gleichung dreht,
ergibt sich, dass die Reflexionswinkel
an den Enden und auf
der Leitung sich bei ändernder
Frequenz mit unterschiedlichen
Winkeln drehen:
Es kommt zur Überlagerung
der sich ändernden Amplituden,
und es können sich Extremamplitudenwerte
ergeben und im
Bild 1: Verschiedene
Reflektionsfaktoren
sind mit verschiedenen
Drehwinkeln verbunden,
wenn sich die Frequenz
verändert. Da noch die
Leitungslänge mit eingeht,
ist eine Winkeländerung
wesentlich schneller
als die andere. Werden
die Reflektionsfaktoren
als Vektor dargestellt,
bekommen wir die hier
gezeigte Darstellung
schlechtesten Fall einen Return-
Loss von nur 28 dB, ein Wert, der
durch zusätzliche Adapter noch
verschlechtert wird (Bild 1).
Koaxiale Verbindungen
An Verbindungskabeln in Geräten
werden geringere Anforderungen
gestellt als an Messkabel
im Labor. Man fragt sich aber,
warum braucht man ein hochwertiges
Messkabel, wenn dessen
Einfluss auf die Messung
durch die Kalibrierung herausgerechnet
werden kann? Eigentlich
richtig, aber nur wenn alle
Parameter auch stabil wären!
Einfache Kabel haben z.B. keine
stabile Phase, wenn sie bewegt
werden.
Koaxiale Verbindungen werden
über einfaches Zusammenstecken
von hochpräzise gefertigten
Steckern und Buchsen hergestellt.
Dabei ist besonders bei
Verwendung eines Adapters oder
Kalibrierwiderstands darauf zu
achten, dass nicht der Stecker in
die Buchse hineingedreht wird,
sondern die Verbindung nur
über die Überwurfmutter erfolgt
(Bild 2). Denn schon durch eine
geringe Drehbewegung schleift
der Federkörper der Buchse
auf dem zentralen Stift des Steckers
(links) und kann feinsten
Metallabrieb erzeugen. Dieser
führt zu Kontaktproblemen und
verfälscht die Messergebnisse.
Stecker und Buchse müssen völlig
unversehrt und sauber sein.
Auch nur leicht beschädigt oder
verschmutzt, kann das jeweilige
Gegenstück ebenfalls beschädigt
werden. Defekte Komponenten
sollte man unbedingt
austauschen.
Besondere Aufmerksamkeit gilt
der Position des Innenleiters, er
muss absolut gerade sein. Sollte
am Federkörper der Buchse ein
Teil verbogen oder gar abgebrochen
sein, muss die Buchse
komplett ausgetauscht werden.
Eine Verschmutzung durch Staub
und Metallpartikel kann man am
einfachsten mit fett- und ölfreier
Druckluft ausblasen. Bei festsitzendem
Schmutz empfiehlt
sich die sorgsame Reinigung mit
einem fusselfreien, mit Isopropanol
benetzten Papiertuch. Einfacher
Brennspiritus eignet sich
nicht, da er nicht rückstandsfrei
verdunstet. Kunststoffteile dabei
nicht zu stark befeuchten und mit
Druckluft trocknen.
Autor:
Siegfried W. Best
el-spec GmbH
elspecgroup.de
Bild 2: Links: Schräg angesetzter SMA-Stecker beschädigt die Buchse, rechts: PC3.50 vermeidet
Schäden durch schräges Einsetzen
42 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
Tipps für die Praxis
Schwer zugängliche Stellen lassen
sich z.B. mit sanftem Druck
mit einem Zahnstocher reinigen,
um den ein Papiertuch gewickelt
ist. Um Verschmutzungen oder
Beschädigungen von vornherein
zu vermeiden, sollten Stecker
wie auch Präzisionsadapter oder
Kalibriernormale niemals ohne
Schutzkappe lose aufbewahrt
werden. Man sollte diese keinesfalls
offen auf die Kontaktseite
stellen und die mitgelieferten/
separat erhältlichen Kunststoffkappen
verwenden (Bild 3).
Besondere Umsicht gilt den
SMA-Steckern. Setzt man sie
nicht gerade, sondern schräg
auf, beschädigt der stabile Stift
des Steckers den Federköper
der Buchse. Der Stecker muss
exakt gerade eingesteckt werden,
sodass sich die Mutter
leicht drehen lässt (bei den abgeleiteten
Versionen, z.B. beim
PC 3.50, wurde dies bereits
berücksichtigt, Bild 2 rechts).
Läuft sie schwer, dann neu und
100% gerade ansetzen. Ursache
für eine schwergängige Mutter
kann sein, dass ein steifes
Koaxialkabel die Verbindung
einseitig belastet. Durch vorsichtiges
Bewegen des Kabels
stellt man fest, in welcher Position
die Mutter leicht zu drehen
ist und stellt so eine sichere und
feste Verbindung ohne Beschädigung
her.
Alle Stecker unterhalb der TNC-
Version (Schraubvariante des
Typs BNC) sollten ausschließlich
per Drehmomentschlüssel
angezogen werden. Die Drehmomentwerte
sind in den Datenblättern
angegeben. Vorsicht:
Von einigen Steckertypen gibt
es Low Cost Versionen, z.B. von
SMA, die nur deutlich geringere
Werte vertragen. Fest eingestellte
Drehmomentschlüssel kann man
z.B. für die wichtigsten Typen
bei elspec bestellen.
Empfindliche Stellen
Einfach Kabel haben keine
stabile Phase, sobald man sie
bewegt. Da kann auch durch
eine genaue Kalibrierung der
Einfluss des Kabels nicht herausgerechnet
werden. Wie im Beispiel
(Bild 1) gezeigt, passen
die ermittelten Korrekturwerte
der sich überlagernden Amplituden
zum Reflektionssignal nicht
mehr. Sobald sich der Messaufbau
nicht mehr verändert,
lassen sich hochwertige Semi-
Rigid-Kabel so verlegen, dass
sie nach der Kalibrierung nicht
mehr bewegt werden müssen.
Damit bleibt die Phasenänderung
minimal.
Die empfindlichste Stelle am
Kabel ist der Übergang zum
Stecker. Gute Stecker besitzen
daher einen schützenden
Knickschutz, der aber nicht alle
Belastungen vom Kabel fernhält.
Daher sollten die Kabel
mit nicht zu kleinen Radien nur
sehr moderat gebogen werden
und auch nur in entsprechendem
Abstand vom Stecker. Quetschungen
durch schwere Gegenstände
und Knicken muss man
vermeiden. Auch sollten Torsionsbewegungen
im Bereich des
Knickschutzes vermieden werden,
da dadurch die Folie im
Kabel belastet wird und feine
Bruchstellen entstehen, die den
Masseanschluss verändern, was
zu Messfehlern führt.
Alle Messkabel sollten alle drei
Monate äußerlich kontrolliert
und vermessen werden. Beim
Vergleich mit den vorangegangenen
Messwerten zeigen sich
die Abnutzungen. Auch sind sie
wärend der Messung zu bewegen,
um Schwankungen in den
Werten zu sehen. Im Zweifelsfall
sind die Kabel auszutauschen.
Auch ist zu beachten,
dass auch die besten Messkabel
und Adapter, keine unbegrenzte
Genauigkeit besitzen und so eine
Messung negativ beeinflussen
können.
Kalibrierung
Grundsätzlich gilt: Alles was
nicht zum Messobjekt gehört,
sollte in die Kalibrierung mit
einbezogen werden. Die am weitesten
verbreitete Kalibriermethode
ist „Open“, „Short“, „Load
and Through“. Wichtig ist eine
feste Verbindung der Messkabel
mit dem VNA, da sich sonst später
die Werte verändern und die
Kalibrierung hinfällig wird. Bei
Bild 3: Empfindliche HF-Stecker sollten immer mit Abdeckkappen
geschützt werden
gleichen Steckern identischen
Geschlechts benötigt man ein
Kalibrierkit mit spezifiziertem
Adapter (Durchverbinder). Verschiedene
Steckertypen hingegen
erfordern für jeden Typ den
Einsatz eines Kalibrier-Kits mit
einem entsprechenden Adapter.
Idealerweise nutzt man zum Aufbau
Stecker mit gegensätzlichem
oder neutralem Geschlecht. So
kann man bei der „Through“-
Kalibrierung beide Messkabel
einfach miteinander verbinden.
Niedrige Messpegel werden
zusätzlich durch das Systemrauschen
beeinflusst. Falls möglich,
sollte man dann den VNA in der
Betriebsart Average verwenden,
um die Genauigkeit zu erhöhen.
Nach jeder Kalibrierung lässt
sich das Ergebnis schnell überprüfen,
wenn man einseitig
„Load“ anschließt und der R L
in Ordnung ist. Zum Testen der
Einfügungsdämpfung verbindet
man beide Messports miteinander.
Hier sollte das IL = 0 dB ±
der Systemgenauigkeit sein. Da
eine präzise durchgeführte Kalibrierung
lange Zeit stabil bleibt,
lohnt sich die Speicherung der
Werte, um sie künftig erneut zu
verwenden. Für das Kalibrier-
Kit ergibt sich zusätzlich durch
die geringere Abnutzung eine
längere Lebensdauer der Komponenten.
Anpassungsoptimierung
Bei skalarer Messung ist es notwendig,
Quelle und Last gut
anzupassen, um Überlagerungen
durch reflektierende Wellen zu
vermeiden, die das Ergebnis
verfälschen können. Leistungsmesser
sind meist gut angepasst,
aber nicht jede Quelle. Durch
Vorschalten eines Dämpfungsglieds
werden die Wellen beim
Durchlauf gedämpft, und die
Anpassung wird verbessert (Bild
4). Etwa ein Dämpfungsglied 6
dB verbessert eine Anpassung
von -10 dB auf -22 dB. Dies
kann man nicht unendlich fortführen,
da auch das Dämpfungsglied
eine endliche Genauigkeit
hat und diese sich im Gesamtergebnis
niederschlägt.
Ist der Innenleiter eines Koaxialkabels
verschoben oder exzentrisch
positioniert, verändert sich
der Wellenwiderstand.
Bild 4: Dämpfungsglied zwischen zwei Anschlussstellen
hf-praxis 11/2018 43

Messtechnik
Bild 5: Wavenumber und Durchmesserverhältnis
Auch die obere Einsatzfrequenz
(Cut-off-Frequenz) eines Koaxialkabels
muss bekannt sein und
beachtet werden. Sie hängt u.a.
vom Verhältnis Durchmesser
Außenleiter/Durchmesser Innenleiter
ab. Für den Koeffizient x
erhält man in Abhängigkeit vom
Durchmesser-Verhältnis den in
Bild 5 gezeigten Verlauf. Aus
dieser Kurve kann in einer erster
Abschätzung aus dem Verhältnis
die Wavenumber bestimmt
werden. Die Wavenumber ist
eine Funktion aus Frequenz/
Ausbreitungsgeschwindigkeit
oder Wellenlänge zur relativen
Permeabilität und Permittivität
des Dielektrikums.
Verschiedene
Steckertypen
Es folgt eine Zusammenstellung
wesentlicher Steckertypen mit
den wichtigsten Daten:
• N-Stecker
Frequenzbereich: DC bis 11 GHz
Belastbarkeit: 1 kW @ 1
GHz/700 W @ 2 GHz
Steckzyklen: min. 500
Anzugsdrehmoment: 1,7 Nm
(abhängig vom Hersteller)
• SMA-Stecker
Frequenzbereich: DC bis 18 GHz
Belastbarkeit: 200 W @ 2,2 GHz
Steckzyklen: min. 100...500
(abhängig vom Material)
Anzugsdrehmoment: 0,8...1,1
Nm (abhängig vom Hersteller)
Für präzise Ergebnisse: Premium-Messkoffer
Die Firma elspec hat für den Aufbau eines präzisen Messplatzes
den Premium-Messkoffer entwickelt (Aufmacherfoto).
Er enthält alle gängigen Anschlussteile wie Microwave
Cable Assembly 18 GHz, Adapter N/SMA und Sucoform-86-
Jumper-Kabel mit Schutzkappen und passendem Drehmomentschlüssel.
Hinzu kommt einer kleine Broschüre mit den
wesentlichen Hinweisen. So wird man in die Lage versetzt,
einfach, schnell und präzise (z.B. ohne Nachkalibrieren) die
exakt möglichsten Messergebnisse zu erzielen.
• 7/16-Stecker
Frequenzbereich:
DC bis 8,3 GHz
Belastbarkeit: 1,8 kW @
1 GHz/ 800 W @ 4 GHz
Steckzyklen: min. 500
Anzugsdrehmoment: 25...30
Nm (abhängig vom Hersteller)
• PC7-Stecker
Frequenzbereich: DC bis 18 GHz
Steckzyklen: min. 5000
Anzugsdrehmoment: 1,36 Nm
• PC3.50-Stecker
Frequenzbereich: DC bis 26,5
GHz
Steckzyklen: min. 500
Anzugsdrehmoment:
0,8…1,1 Nm
44 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
Automotive-Radar-Echo-Generator
Radar-Sensoren stellen die
Schlüsselkomponente für autonomes
Fahren dar und dienen der
Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer.
Mit jeder weiteren Ausbaustufe
auf dem Weg zum vollautonomen
Fahren steigt die Zahl
der verbauten Radarsensoren
pro Fahrzeug deutlich. Sowohl
beim OEM als auch beim Tier1
werden für die große Zahl an
sicherheitsrelevanten, radarbasierten
Fahrerassistenzsystemen
zuverlässige, für die Massenproduktion
taugliche Testlösungen
benötigt.
Jahrzehntelange
Erfahrung
Rohde & Schwarz hat den neuen
R&S AREG100A Automotive
Radar Echo Generator in enger
Abstimmung mit der Automobilindustrie
entwickelt. Dabei hat
der Messtechnikexperte seine
jahrzehntelange Erfahrung in der
Millimeterwellentechnik eingebracht,
um ein genau auf deren
Testbedürfnisse zugeschnittenes
Test & Measurement-Produkt zu
entwickeln.
Kontinuierliche
Qualitätskontrolle
Bereits in der Produktion muss
durch eine kontinuierliche
Qualitätskontrolle die uneingeschränkte
Funktionalität der
Radarsensoren garantiert werden,
um am Ende sicheres autonomes
Fahren zu ermöglichen.
Der R&S AREG100A ist eine
maßgeschneiderte Testlösung für
den Einsatz am Ende der Fertigungslinie.
Er erfüllt alle Anforderungen
an einen zuverlässigen
Betrieb und ist gleichzeitig einfach
zu bedienen.
Der R&S AREG100A Automotive
Radar Echo Generator
ermöglicht es, Radar-Sensoren
sowohl im 24-GHz-ISM-Band
als auch im E-Band bei 77 bzw.
79 GHz zuverlässig zu testen.
Dazu simuliert er Echos von bis
zu vier künstlichen Zielobjekten
in festen Entfernungen. Optional
können frei einstellbare Doppler-Offsets
zur Simulation von
Radial bewegungen der Objekte
aufgeprägt werden. Kunden können
bei Bestellung beliebige
feste Entfernungen angeben.
Zukunftssichere
Lösung
Der R&S AREG100A ist eine
zukunftssichere Lösung zum
Test der modernsten Fern- und
Nahbereichs-Radare. Er unterstützt
im E-Band bereits jetzt
Bandbreiten von bis zu 4 GHz
und simuliert Objekte in einer
minimalen Entfernung von 4
m, wenn ein Abstand von 80 cm
zwischen Frontend und Prüfling
besteht. Mit diesem Ansatz bietet
Rohde & Schwarz seinen Kunden
ein außerordentliches Maß
an Testflexibilität – von einfach
bis komplex.
Aufgrund des sprunghaften
Anstiegs von Fahrzeugen, die
mit radarbasierten, sicherheitsrelevanten
Fahrerassistenzsystemen
ausgestattet sind, haben
die europäischen Regulierungsbehörden
im Regelwerk Radio
Equipment Directive (RED)
verpflichtende Tests festgelegt,
die einen sicheren Betrieb und
die Koexistenz von Automotive-Radar-Sensoren
v.a. im
Hinblick auf autonomes Fahren
gewährleisten sollen. Zur einfachen,
benutzerfreundlichen
und kostenoptimierten Durchführung
der im RED Standard
ETSI EN 303 396 geforderten
Tests stellt der R&S AREG100A
kalibrierte Ein- und Ausgangsports
im Zwischenfrequenzbereich
zur Verfügung.
Mit einem verbundenen HF-
Signalgenerator kann die
Robustheit der Sensoren gegenüber
Störsignalen überprüft, mit
einem angeschlossenen Signalund
Spektrumanalysator kann
die belegte Bandbreite sowie
unerwünschte Emissionen einfach
und bequem gemessen
und mit einem angeschlossenen
Leistungsmesser die komplette
abgestrahlte Leistung des
Radar-Sensors (EIRP – Equivalent
Isotropic Radiated Power)
hochgenau bestimmt werden.
Damit reicht ein HF-Signalgenerator
bis 6 GHz bzw. ein
Signal- und Spektrumanalysator
oder ein Leistungsmesser bis
8 GHz aus, da die mmW-Hardware
des Frontends mitbenutzt
werden kann. Somit wird zur
Durchführung dieser Tests keine
zusätzliche Millimeterwellen-
Messtechnik benötigt. Für eine
hohe Reproduzierbarkeit der
beschriebenen Testlösungen bietet
Rohde & Schwarz mit seinen
reflexionsfreien Messkammern
eine Lösung, bei der keine Kompromisse
zwischen Kompaktheit
und Schirmdämpfung eingegangen
werden müssen.
■ Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
Wir haben Lösungen für Ihre
Störstrahlungsprobleme
Das Eukatec-Beschichtungsverfahren sorgt
für hohe Durchstrahldämpfung, geringen
Oberflächenwiderstand, hohe ESD-
Ableitung und garantiert hervorragende
Recyclingfähigkeit.
Wir sind Ihr Ansprechpartner für die EMVbzw.
ESD-Abschirmung Ihrer Produkte sowie
für eine Metallisierung von Kunststoffen mit
Kupfer, Aluminium oder Zink. Auf Wunsch
auch Beratung, Planung und Lieferung von
kompletten Beschichtungsanlagen.
Von der Idee bis zum fertigen Produkt
sind wir Ihr Partner!
EUKATEC Europe Ltd.
Alsweder Landstraße 10
D-32339 Espelkamp
Tel.: +49 (0) 5743 - 93 193 0
Fax: +49 (0) 5743 - 93 193 09
info@eukatec.com
www.eukatec.com
hf-praxis 11/2018 49
Eukatec 3-2018.indd 1 24.01.2018 14:43:41

Messtechnik
Vollständig normkonforme Technologie für Messungen nach
CISPR, ANSI C63.2, MIL 461, DO 160 und ETSI
Emissionsmessungen
von elektrischen
oder elektronischen
Komponenten oder
Systemen werden
zunehmend komplexer,
sodass die sichere
Ermittlung des
Worst-Cases an
Emissionen durchaus
herausfordernd sein
kann.
Autoren
Stephan Braun
Arnd Frech
Gauss Instruments
International GmbH
www.gauss-instruments.com
TDEMI Ultra
In den letzten Jahren gab es technologische
Entwicklungen, bei
denen die Echtzeitbandbreite
von 162,5 zunächst auf 345 und
schließlich auf 645 MHz erhöht
wurde [1]. Neben den mittlerweile
sehr schnellen normkonformen
Emissionsmessungen mit
hoher Echtzeitbandbreite erfolgen
teilweise immer noch Emissionsmessungen
im klassischen
Frequenzschrittverfahren. Diese
sind nach wie vor äußerst zeitaufwendig.
Das neue TDEMI Ultra vereint
nun die Vorteile beider Verfahren.
Dabei wurde Wert darauf
gelegt, dass auch das klassische
Frequenzschrittverfahren im Vergleich
zum Stand der Technik
erstmals deutlich beschleunigt
wird. Durch die Verwendung
leistungsfähigster Mikrowellenkomponenten
unter Nutzung
der neusten Technologien von
Galliumnitrid, extrem schnellen
PLL-Schaltkreisen sowie
hochleistungsfähigen FPGAs
mit interner Pipelinestruktur
setzt das TDEMI neue Maßstäbe
hinsichtlich Dynamik, Messgeschwindigkeit
und Rauschboden.
Die Bedienung des TDEMI
Ultra erfolgt über ein großes
integriertes Touchdisplay,
welches multitouch-fähig ist.
Das TDEMI Ultra besitzt zwei
HF-Eingänge sowie den Ausgang
für einen optionalen Mitlaufgenerator
im Frequenzbereich
9 kHz bis 6, 18, 26,5 oder
40 GHz. Das Gerät deckt den
Frequenzbereich DC bis 40 GHz
ab und kann für alle Full-Compliance-Messungen
sowohl im
klassischen Frequenzschrittverfahren
als auch als „FFT-based
Measuring Instrument“ gemäß
CISPR 16-1-1, ANSI 63.2 und
MIL-Std. 461G und DO-Std.
160G eingesetzt werden.
Wichtige
Anforderungen an das
FFT-based Measuring
Instrument
Echtzeitdarstellungen mittels
FFT erhöhen die Messgeschwindigkeit
und können sehr einfach
und komfortabel zur Analyse
eingesetzt werden. Herkömmliche
Messempfänger oder
Spektrumanalysatoren sind heute
teilweise mit einer Echtzeitbandbreite
von einigen bis 30 MHz
oder auch 80 MHz ausgestattet.
Möchte man nun allerdings
solche Ergebnisse nicht nur zur
Analyse sondern auch für eine
Konformitätsmessung und -aussage
benutzen, so muss diese
„Echtzeitdarstellung“ ebenso
den Anforderungen der Normen
CISPR 16-1-1, ANSI 63.2 bzw.
MIL 461G genügen. Hierbei sind
Bild 1: Vergleich Superhet-Modus vs. FFT-based Measuring
Instrument
50 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
die nachfolgend beschriebenen
wesentlichen Punkte und Eigenschaften
einzuhalten:
Lückenlose
Auswertung
Diese verlangt die CISPR 16-1-
1. Dabei muss es möglich sein,
Einzelimpulse von 300 ps ohne
Totzeiten darzustellen. Man
spricht vom Probability of
Intercept (POI), welcher kleiner
300 ps sein muss. Übliche
Messempfänger mit Echtzeitdarstellungen
haben typischerweise
aber ein POI von
nur 15 µs. Diese können daher
dann nur zur Analyse eingesetzt
werden und nicht für eine
abschließende Konformitätsaussage.
Beim TDEMI Ultra
hingegen ist in allen Betriebsarten
gewährleistet, dass der
POI gemäß den Anforderungen
der CISPR 16-1-1 eingehalten
wird; somit kann dieses auch
in allen Betriebsarten für eine
voll normkonforme Messung
mit Konformitätsaussage eingesetzt
werden.
Vorselektion im
Echtzeitmodus
ANSI 63.2 und MIL-Std. 461G
legen fest, dass im oberen Frequenzbereich
bis 40 GHz eine
Unterdrückung von Nebenempfangsstellen
von 40 dB erforderlich
ist. Dies bedeutet in der
Praxis, dass ein „FFT-based
Measuring Instrument“ im oberen
Frequenzbereich über eine
Vorselektion verfügen muss,
welche Spiegelfrequenzen und
andere Mischprodukte entsprechend
unterdrückt.
Herkömmliche Messempfänger
mit aufgesetzter Echtzeitfunktion
können typischerweise oberhalb
von 8 GHz nur im Echtzeitmodus
betrieben werden, wenn
die Vorselektion komplett ausgeschaltet
wird. Dies ist notwendig,
da die verwendeten YIG-Preselektoren
zu schmalbandig sind,
um eine zeitgemäße Echtzeitbandbreite
zu erhalten.
Das Abschalten der Vorselektion
führt jedoch zu einem nicht
mehr normkonformen Betrieb
des Messempfängers hinsichtlich
ANSI 63.2 und MIL 461G.
Beim TDEMI Ultra steht hingegen
eine aktive Filterbank mit
Lownoise-Verstärkern zur Verfügung,
welche permanent in allen
Betriebsarten aktiv ist. Daher
hält das TDEMI Ultra auch in
diesem Punkt die Anforderungen
der ANSI 63.2 sowie MIL 461G
jederzeit vollständig ein.
Kalibrierung und
Rückführbarkeit
Sowohl CISPR 16-1-1 als auch
die CISPR 16-3 definieren, dass
kein Unterschied in der Anzeige
bei den Betriebsarten „Traditionell
= Superhet“ und „Multichannel
= FFT-based Measuring
Instrument“ existieren
darf. Es existieren zahlreiche
Publikationen bei denen der sog.
TD-Scan mit dem traditionellen
Modus im gleichen Messempfänger
verglichen wird.
Zum Beispiel zeigt eine in 2017
durchgeführte Untersuchung,
dass ein Unterschied von maximal
3 dB zwischen TD-Scan und
klassischem Superhet-Betrieb im
gleichen Messempfänger besteht
[6]. Diese recht geringe Abweichung
erlaubt es, den TD-Scan
für die Analyse einzusetzen. Es
wird allerdings in dem Zusammenhang
nicht klar, warum beim
TD-Scan die Abweichungen an
gleichen Frequenzpunkten für
Peak, QP und Average unterschiedlich
sind und woher diese
Abweichungen stammen.
Für eine finale normkonforme
Messung ist jedoch ein „FFTbased
Measuring Instrument“
erforderlich, welches keine
Unterschiede zwischen klassischen
Frequenzschrittverfahren
im Superhet-Modus und
FFT-Modus für alle Signale
zeigt. Das TDEMI Ultra wurde
so entwickelt, dass z.B. beide
Pfade mathematisch mit gleichen
Filterkoeffizienten arbeiten.
Weitere Maßnahmen stellen
sicher, dass keine Unterschiede
beider Betriebsarten hinsichtlich
Anzeigepegel existieren.
Hierdurch wird sichergestellt,
dass beim TDEMI Ultra stets
die Anforderung einer mathematischen
Äquivalenz, welche
Bild 2: Ultrafast Receiver Scanning
gemäß CISPR 16-3 gefordert
wird, eingehalten wird.
In einem einfachen Test kann
man als Anwender feststellen, ob
ein Gerät diese Anforderung einhält.
Man vergleicht hierzu den
Rauschboden in beiden Betriebsarten
mit 50 Ohm Abschluss.
Sieht der Rauschboden im FFT-
Modus anders aus als im traditionellen
Superhet-Modus, so muss
man als Anwender davon ausgehen,
dass keine vollständige
Identität zwischen FFT-Modus
und traditionellem Modus vorhanden
ist. Ein ähnlicher Test
kann mit Pulsen erfolgen.
In Bild 1 ist ein Vergleich einer
Messung eines Signalgemischs
(Puls + Sinussignal) im FFTbasierenden
Modus und im traditionellen
Modus dargestellt.
Die Kurven stimmen exakt überein.
Bei genügend großem SNR
sieht man eine Abweichung von
0 dB. Bei niedrigerem Pegel wird
ein Unterschied von ca. 0,15 dB
gemessen. Dieser entspricht der
Wiederholbarkeitsgenauigkeit
bei dem entsprechend vorhandenen
SNR.
Nur bei Messgeräten, welche
eine exakte Identität der Ergebnisse
zwischen FFT-basierenden
Modus und Superhet-Verfahren
bereitstellen, ist üblicherweise
gewährleistet, dass der
FFT-basierende Modus ebenfalls
durch die Kalibrierung
vollkommen abgedeckt ist. Das
TDEMI Ultra ist stets für beide
Betriebsarten rückführbar nach
ISO 17025 kalibriert.
Bild 3: Echtzeitmessung eines GHz-Frequency-Hopping-Signals
hf-praxis 11/2018 51

Messtechnik
Bild 4: 685 MHz Echtzeitbandbreite
Betriebsarten und
Features
Das TDEMI Ultra verfügt über
interessante und fortschrittliche
Betriebsarten und Eigenschaften:
Ultraschnelles
Receiver-Scanning
Die ultraschnelle Receiver-
Scanning-Technologie (Bild 2)
ermöglicht es, herkömmliche
Frequenzschrittverfahren sowie
Messungen gemäß der Definition
des „FFT-based Measuring
Instruments“ der CISPR
16-1-1, ANSI 63.2 und MIL
461G, auch als TDEMI-Technologie
bekannt, zu beschleunigen.
Automatische Abschwächung
und Notching in Echtzeit
gewährleisten dabei eine
hohe Dynamik über den kompletten
Frequenzbereich. Beim
Frequenzschrittverfahren wird
die Messgeschwindigkeit im
Vergleich zu althergebrachter
Technologie enorm verbessert.
Zum Beispiel dauert eine Messung
im Frequenzschrittverfahren
im Bereich von 1 bis 6 GHz
mit zwei parallelen CISPR-
Detektoren ca. 1,5 s. Durch
Aktivierung des FFT-basierten
Multichannel-Messmodus benötigt
der komplette Scan weniger
als 100 ms. Natürlich zeigen
beide Modi die gleichen Ergebnisse
und erfüllen die derzeitige
CISPR 16-1-1 sowie ANSI 63.2
und auch vorhergehende Versionen
vollständig. Die lückenlos
aufeinanderfolgenden Messungen
werden in einem Spektrogramm
abgespeichert. Das
TDEMI-Ultra-System nutzt für
das Echtzeit-Streaming eine
volle 64-Bit-Architektur, welche
es ermöglicht, mehrere Gigabyte
in Echtzeit zu verarbeiten und
anzuzeigen. Typische Anwendungen
dieses Modus sind Zugvorbeifahrtsmessungen,
Messungen
im Bereich E-Mobilität
und Messungen gemäß EMVund
ETSI-Standards. Langzeitbeobachtungen
sowie die
Analyse von nichtstationären
Signalen mit einer Auflösung
im Mikrosekundenbereich sind
zudem möglich.
Multi-GHz-Echtzeit-
Scanning
Gauss Instruments stellte kürzlich
ein neues Feature vor,
welches Multi-GHz-Messungen
in Echtzeit ermöglicht (Bild
3). Durch ein speziell für diesen
Zweck entwickeltes neues
extrem leistungsfähiges Hardwaremodul
können Messungen
im Echtzeit-Spektrumanalysator-
Modus über mehrere Gigahertz
erfolgen. Beispielsweise lassen
sich im Bereich 1...40 GHz alle
Frequenzpunkte mit einer hohen
zeitlichen Auflösung direkt messen;
somit kann bei EMV-Prüfungen
die abschließende Maximierung
sofort und in Echtzeit
erfolgen.
Über den gesamten Frequenzbereich
werden die Ergebnisse in
Echtzeit dargestellt. Es stehen
hier die Detektoren Peak, Average
und RMS zur Verfügung.
Darüber hinaus können auch
die nach den Standards geforderten
Videobandbreiten angewandt
werden. Selbstverständlich
werden dabei auch die Normen
CISPR 16-1-1, ANSI C63.2,
MIL 461, DO 160, FCC sowie
weitere nationale und internationale
Normen abgedeckt und
vollständig erfüllt.
Bild 5: Niedrigster Rauschboden
685 MHz
Echtzeitbandbreite mit
Quasipeak
Messungen der Störfeldstärke im
Frequenzbereich bis 1 GHz sind
äußerst zeitaufwendig, da gemäß
CISPR- und FCC-Standards bei
allen Abstrahlrichtungen des
Prüflings sowie über mehrere
Höhen der Antenne die maximale
Emission gefunden werden
muss. Mithilfe des TDEMI-
Ultra-Messempfängers mit 685
MHz Echtzeitbandbreite (Bild
4) und voller lückenloser Auswertung
und Darstellung kann
jedoch sofort die finale Maximierung
in Echtzeit an allen Frequenzpunkten
erfolgen.
Dieses weltweit einzigartige
Feature des vollen lückenlosen
Echtzeitspektrogramm-
Modus vereint alle Vorteile der
zur Maximierung verwendeten
Einzelfrequenzpunkt-Messung
eines klassischen Empfängers
mit der Möglichkeit alle diese
Frequenzen über einen Bandbereich
von 685 MHz gleichzeitig
zu erfassen und zu maximieren.
Sowohl Mittelwert (CISPR-
Average) als auch Quasispitzenwert
(Quasipeak) sind hierzu
parallel aktiv und werden über
den gesamten Frequenzbereich
gleichzeitig gemessen und in
Echtzeit dargestellt.
Bei der Anzeige sämtlicher
Punkte werden alle Anforderungen
der Norm CISPR 16-1-1
Ed. 3.1 erfüllt, insbesondere
die geforderte lückenlose Auswertung.
Exzellenter
Rauschboden
Die weltweit schnellsten Messempfänger
der TDEMI-Ultra-
Serie können mit einem weiteren
integrierten rauscharmen Vorverstärker
für die Frequenzbereiche
30 MHz bis 6, 18, 26,5 oder 40
GHz ausgestattet werden. Diese
neuartigen Vorverstärker bieten
gleichzeitig einen sehr niedrigen
Rauschfaktor (Bild 5) und einen
sehr hohen Dynamikbereich
sowie eine auf dem Messgerätemarkt
einzigartige HF-Performance.
Die Kombination aus
einem patentierten Verfahren zur
Überwachung der Linearitätsreserve
des Vorverstärkers sowie
einer Vorselektion ermöglicht es,
Emissionsmessungen auch mit
höchsten Anforderungen hinsichtlich
Dynamik und Rauschboden
schnell und zuverlässig
erfolgreich durchzuführen. Da
das TDEMI Ultra, ausgestattet
52 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
mit der Option ULNA-UG, über
einen hervorragenden Rauschboden
ohne Eigenstörer verfügt,
ist es das perfekte Werkzeug für
Automotive-EMV-Messungen
gemäß CISPR 25 und OEM-
Standards.
Preselection-Lownoise-
Amplifier-System
Durch eine Kombination aus
Vorselektion, ultrahoher linearer
Eingangsstufe und hochauflösenden
Highspeed-ADCs
(Bild 6) bietet das TDEMI Ultra
maximale Performance. Natürlich
ist bei dieser Technologie
in allen Betriebsarten eine hohe
Spiegelfrequenz-Unterdrückung
sowie volle Normkonformität
hinsichtlich der Normen CISPR
16-1-1, ANSI 63.2 und MIL
461G gewährleistet. Für Messungen
von Sendegeräten, z.B.
unterhalb von 1 GHz, ist es oft
notwendig, die Oberwellen des
Prüflings mit einer Performance
von bis zu 90 dBc zu messen.
Das zusätzlich optionale Preselection-Lownoise-Amplifier
System (PRLNA-UG) erlaubt
Oberwellenmessungen mit sehr
hoher Dynamik. Die Option kann
im Receiver-Modus während der
Messung aktiviert werden. Bei
aktiver Vorselektion ist unmittelbar
eine Echtzeitbandbreite
von 171,25 MHz verfügbar.
Dadurch wird sonst zusätzlich
erforderliches Equipment, wie
externe Notchfilter, während der
Messung solcher Prüflinge nicht
mehr benötigt.
Genauigkeit im oberen
Frequenzbereich
In Bild 7 ist exemplarisch eine
Histogrammdarstellung der
Abweichungen im Bereich
1...13 GHz dargestellt. Die mittlere
Abweichung beträgt 0,05
dB. Die Standardabweichung
beträgt ebenfalls 0,05 dB. Über
den Frequenzbereich bis 18 GHz
beträgt die mittlere Abweichung
0,09 dB und die Standardabweichung
0,15 dB.
Zusammenfassung
Das neue TDEMI Ultra bietet
neben einem kompakten Formfaktor,
einem großen, hochwertigen
Touchscreen und einem
geringen Stromverbrauch die
Möglichkeit von EMV-Messungen
mit einer nie dagewesenen
Geschwindigkeit. Dabei
setzt das Messgerät neue Maßstäbe
bezüglich Geschwindigkeit
und Rauschboden sowohl im
klassischen Frequenzschrittverfahren
als auch als „FFT-based
Measuring Instrument“. Die
Einhaltung aller Anforderungen
der Normen CISPR, ANSI 63.2
sowie MIL 461G in allen konventionellen
Betriebsarten sowie
in allen Echtzeitbetriebsarten
bedeutet einen sehr breiten Einsatzbereich.
Die sehr hohe Dynamik
zusammen mit der hochpräzisen
Übersteuerungserkennung
in Echtzeit ermöglichen den Einsatz
auch für Funkmessungen.
Messbandbreiten bis 172,5 MHz
erlauben es darüber hinaus, die
Leistung von modernen breitbandigen
Signalen gemäß ETSI-
Anforderungen zu messen und
auszuwerten.
Bild 6: Wirkungsweise der Vorselektion
Bild 7: Histogrammdarstellung der Abweichungen über einen
Frequenzbereich von 1-13 GHz
Quellen
[1] S. Braun und A. Frech: 645
MHz Echtzeitbandbreite für
Full-Compliance-Messungen
mit dem TDEMI X, hf-praxis
3/2016, Fachzeitschrift für HFund
Mikrowellentechnik, Mrz.
2016, Seite 44-47, Link zum
Artikel www.beam-verlag.de/
app/download/24071892/HF-
Praxis+3-2016+III.pdf
[2] CISPR16-1-1 Ed 3.1, Specification
for radio disturbance
and immunity measuring apparatus
and methods Part 1-1: Radio
disturbance and immunity measuring
apparatus – Measuring
apparatus. International Electrotechnical
Commission, 2010
[3] MIL 461 G, Requirement
for the control of electromagnetic
interference characterization
of sub systems and quipement,
Department of Defence, 2015
[4] ANSI 63.2 American National
Standard for Electromagnetic
Noise and Field Strength Instrumentation,
10 Hz to 40 GHz
Specifications
[5] ANSI/ISO/IEC 17025 General
Requirements for the competence
of testing and calibration
laboratories
[6] J. Medler: Use of FFTbased
measuring receivers for
EMI compliance measurements
against CISPR 32, 2017 Asia-
Pacific International Symposium
on Electromagnetic Compatibility
(APEMC), June 20-23, 2017,
Seoul, Korea
[7] S. Braun und A. Frech:
Anwendung der EMV-Zeitbereichsmesstechnik
für Schienenfahrzeuge
und E-Mobility, emv
2016 – Internationale Fachmesse
und Kongress für Elektromagnetische
Verträglichkeit, Düsseldorf,
Germany, Feb 23-25,
2016. Ausgezeichnet mit dem
BEST PAPER AWARD 2016
[8] ETSI EN 300 328 V2.1.1,
Wideband transmission systems;
Data transmission equipment
operating in the 2,4 GHz ISM
band and using wide band modulation
techniques; Harmonised
Standard covering the essential
requirements of article 3.2 of
Directive 2014/53/EU, European
Telecommunications Standards
Institute 2016
[9] S. Braun und A. Frech:
Höchste Prüfqualität von EMV-
Messungen durch Normgerechte
Messung an allen Frequenzen,
SMT emv-esd, Fachzeitschrift
für Advanced Packaging & Elektronikfertigung,
Nov. 2016, Seite
44-48 ◄
hf-praxis 11/2018 53

Messtechnik
Die Blindzeit digitaler Oszilloskope
Oft spricht man von
der Achillesferse
digitaler Oszilloskope.
Gemeint ist damit das
Blindzeitverhalten der
Geräte. Der Beitrag
deckt die Hintergründe
zur Blindzeit auf und
zeigt, wie das reale
Blindzeitverhalten in
der Praxis erkannt
werden kann.
Autor:
Joachim Müller
Besonders bei Kritikern der digitalen
Oszilloskope gilt das Blindzeitverhalten
als ein gewichtiges
Argument bei bestimmten
Aufgabenstellungen auf das alt
bewährte analoge Oszilloskop
zurückzugreifen.
Ich möchte zunächst kurz aufzeigen
– dass das analoge Oszilloskop
ebenfalls Blindzeitverhalten
aufweist, um anschließend tiefer
die Hintergründe der Blindzeit
des digitalen Konzepts zu
beleuchten.
Auch das analoge
Konzept ist
blindzeitbehaftet
Der Zeitverlauf der Horizontalablenkung
von Bildröhren analoger
Oszilloskope beinhaltet die
Phase des Strahlrücklaufs. Während
dieses Zeitabschnitts erfolgt
eine Dunkeltastung des Strahls,
in dem nichts gemessen bzw.
angezeigt werden kann. Naturgemäß
ist dieser Zeitabschnitt
sehr kurz. Aber was bedeutet
die Aussage „sehr kurz“ in der
Praxis? Setzt man die Rücklaufzeit
– diese kann rein physikalisch
nicht unendlich klein sein
– in Bezug zu der vom Benutzer
eingestellten Zeit der Horizontalablenkung
(Vorlaufzeit), kann
mit kleiner werdenden Zeitbasiseinstellung
das Verhältnis Vorlauf-
zu Rücklaufzeit zunehmend
ungünstige Werte annehmen.
Treten Ereignisse während der
Strahlrücklaufdauer auf, werden
diese beim analogen Konzept
nicht erfasst.
In den Datenblättern analoger
Oszilloskope findet man keine
Angaben zur Strahlrücklaufzeit.
Ich habe deshalb die Horizontalablenkung
eines analogen Oszilloskops
untersucht. Bild 1 zeigt
den Verlauf der Sägezahnspannung
des Horizontaloszillators
eines 100 MHz-Oszilloskops
aus den 1980er Jahren eines
namhaften Herstellers.
Die Zeitablenkung dieses analogen
Oszilloskops wurde zunächst
auf 1 ms/Div eingestellt. Wie
erwartet, konnte am Ausgang
des Horizontaloszillators ein
Sägezahn gemessen werden,
die fallende Flanke (Strahlrücklauf
= Blindzeit) belegt etwa
1/15 der Periodendauer, linker
Screenshot.
Im nun folgenden Schritt wurde
die Zeitablenkung des analogen
Oszilloskops auf die kür-
Bild 1: Die Horizontalablenkung eines analogen Oszilloskops in der Realität
54 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
Bild 2: Die stark vereinfachte interne Struktur des digitalen Konzepts mit den beiden wesentlichen Systemzyklen
zest mögliche Zeiteinstellung
geschaltet, im Beispiel 50 ns/
Div. Der rechte Screenshot zeigt
das Ergebnis der Messung am
Horizontaloszillator. Aus dem
Sägezahn ist eine Dreieckspannung
geworden, steigende und
fallende Flanke stehen jetzt
annähernd im Verhältnis 3:1
zueinander was eine deutliche
Steigerung des Blindzeitanteils
gegenüber der vorigen Einstellung
zur Folge hat. Weiterhin
fällt eine zusätzliche Zeitspanne
auf, die in den Screenshots mit
„Wartezeit“ (orange) gekennzeichnet
ist. Ein kompletter
Strahldurchlauf wird durch den
Trigger (rot) ausgelöst. Die Triggerwiederholrate
des Systems ist
ebenfalls endlich, womit sich
zusätzlich ein weiterer Zeitanteil
ergibt, in dem nicht gemessen
werden kann. Das verdeutlicht,
dass auch analoge Geräte
nicht blindzeitfrei sind und der
Anteil mit Verkürzung der horizontalen
Zeiteinstellung stetig
wächst. Besonders bei betagteren
Geräten dürfte die langsamere
Triggerwiederholrate einen maßgeblichen
Anteil dazu beitragen.
Trotzdem kann das analoge Konzept
bzgl. Blindzeitverhalten gegenüber
der digitalen Verarbeitung
punkten. Die Wahrscheinlichkeit,
kurzzeitige Ereignisse
zu erfassen, liegt deutlich höher,
allerdings mit einem entscheidenden
Makel: Genauso schnell
wie das Ereignis auf dem Bildschirm
erscheint ist es auch wieder
verschwunden. Das ist ein
großer Nachteil. Etwas Abhilfe
konnten spezielle Speicherbildröhren
schaffen.
Eindeutig überlegen ist hier das
gegenwärtige moderne digitale
Konzept mit dauerhafter Speicherung
und seinen vielseitigen
Analyse- und Nachbearbeitungsfunktionen.
Hintergründe zur
Blindzeit digitaler
Konzepte
Wenden wir uns nun dem
ursprünglichen Themenkomplex
zu, dem digitalen Oszilloskop.
In der Tat liegt die Blindzeit
beim digitalen Konzept in Regionen
von 99,99…%. Diese Zahl
erschreckt zunächst und erfordert
Aufklärung. Beim Kauf bzw.
der Beurteilung eines modernen
Oszilloskops sind zunächst
führende Kriterien die Samplingrate
und die Bandbreite bzw. die
Eigenanstiegszeit. Ein direktes
Kriterium zum Blindzeitverhalten
findet man auf den ersten
Blick nicht.
Steigen wir etwas tiefer ins digitale
Konzept ein und hinterfragen
die Ursache der Blindzeit:
Die Verarbeitung ist dort
von zwei wesentlichen Zyklen
geprägt, Bild 2 gibt einen stark
vereinfachten Überblick der
internen Architektur.
Das Eingangssignal (zu messendes
Signal) gelangt über
Verstärker und Attenuator zum
ADC, dessen Samplingrate
(Takt) in modernen Konzepten
konstant ist. Auf den ADC folgt
eine Dezimation der Datenflut
indem die Samples innerhalb
eines definierten Rasters der
Zeitachse auf ausgewählte Kriterien
wie z.B. Minimum/Maximum
bewertet werden. Der so
ausgedünnte Datenstrom wird
in den Speicher geschrieben. Die
Dauer dieser Datenerfassungsphase
entspricht der vom Benutzer
eingestellten Akquisition-
Time, z.B. 10 ns/Div = 100 ns.
Während des Erfassungszyklus
(grün) werden also real Messdaten
erfasst und im Speicher
abgelegt (Echtzeitpfad). Liegen
die Daten im Speicher, sind sie
quasi Vergangenheit, Prozesse
die darauf zugreifen werden dem
Nichtechtzeitpfad zugeordnet.
Würde unmittelbar anschließend
der nächste Erfassungszyklus
starten, dann entspräche
das einer lückenlosen (blindzeitfreien)
Erfassung.
Das ist jedoch nicht der Fall,
denn die im Speicher abgelegten
Messdaten müssen unmittelbar
wieder sichtbar gemacht werden.
Dem Erfassungszyklus schließt
sich lückenlos die Verarbeitung
an (Waveform-Zyklus). Die im
Speicher vorhandenen Daten
werden ausgelesen und daraus
der ursprüngliche Signalverlauf
anhand entsprechender mathematischen
Funktionen rekonstruiert
und verarbeitet. Erst nach
abgeschlossener Rekonstruktion
kann ein neuer Erfassungszyklus
starten und der Speicher erneut
beschrieben werden.
Erfassungszyklus und Waveform-Zyklus
werden also wechselseitig
angestoßen, sie können
nicht parallel ablaufen, das
kleine Logikdiagramm im oberen
Teil von Bild 2 drückt diesen
Sachverhalt aus. Die Dauer
des Waveform-Zyklus bestimmt
im Wesentlichen die Blindzeit.
hf-praxis 11/2018 55

Messtechnik
Tabelle 1: Die Sichtung verschiedener Datenblätter in den drei wesentlichen Leistungssegmenten
führte zu dieser Zuordnung von Aktualisierungsraten
Die Laufzeit des Waveform-
Zyklus wird entscheidend von
der Komplexität des Verarbeitungsprozesses
beeinflusst, sie
ist nicht konstant und hängt
unmittelbar von den gewählten
Geräteeinstellungen ab. Der
Zyklus gestaltet sich kurz, wenn
z.B. lediglich eine einfache Kurvendarstellung
auf dem Display
gewählt wurde und wird erheblich
länger, wenn z.B. eine FFT-
Funktion aktiviert wurde.
Außerdem ist die Hardwarebestückung
bzw. das Konzept des
Nichtechtzeitpfades an dieser
Stelle entscheidend. Kommen
hier schnelle DSP-Prozessoren
zum Einsatz, beschleunigt das
den Waveform-Zyklus entscheidend,
was sich deutlich verkürzend
auf das Blindzeitverhalten
auswirkt.
Blindzeitverhalten als
Bewertungskriterium
Samplingrate und Bandbreite
wurden bereits als Bewertungskriterien
für die Leistung von
digitalen Oszilloskopen genannt.
Welches weitere Kriterium lässt
Rückschlüsse auf das Blindzeitverhalten
zu? Aufgrund der
komplexen Zusammenhänge und
dem Einfluss von Geräteeinstellungen
und eventuell aktivierten
Funktionen lässt sich ein Parameter
in der konkreten Form
wie z.B. die Samplingrate kaum
festlegen.
Bild 3: Beispiele zur Displayausgabe der Aktualisierungsrate bzw.
Performance
Mittlerweile findet man häufig
in den Datenblättern einen Parameter,
der Rückschlüsse auf die
Zykluszeit des Verarbeitungszyklus
zulässt. Es existieren unterschiedliche
Bezeichnungen:
• Aktualisierungsrate
• Maximale Triggerrate
• Waveform capture rate
• Realtime waveform acquisition
rate
• Erfassungsrate
• Fast Acq
Insgesamt lassen die Datenblätter
bei der Bezeichnung leider
sehr viel Interpretationsspielraum.
Ein Anhaltspunkt bietet
die angegebene Maßeinheit wie
z.B. „waveforms/s“ oder wfm/s.
Besonders unglücklich erscheint
die Bezeichnung „Erfassungsrate“.
Das kann zu falschen
Interpretationen führen, denn
die reale Erfassung findet im
Echtzeitpfad statt.
Der angegebene Wert entspricht
der maximal erreichbaren Performance.
Werden Auswertefunktionen
aktiviert, z.B. höhere
Rekordlängen eingestellt, mehrere
Kanäle zugeschaltet etc.,
dann reduziert sich der Wert
drastisch. Die eng verbundene
Abhängigkeit vom realisierten
Hardwarekonzept legt den
Schluss nahe, dass sich die Obergrenzen
an den verschiedenen
Geräteklassen orientieren. Ein
Laborgerät wird naturgemäß performanter
sein als ein Handheld,
Tabelle 1 gibt einen Überblick.
Bei PC-USB-Lösungen ist das
realisierte Konzept von entscheidender
Bedeutung. Wird der Verarbeitungszyklus
exklusiv auf
der PC-Hardware bzw. in der
installierten Oszilloskopsoftware
abgearbeitet, dann trägt die PC-
Performance entscheidend zum
Blindzeitverhalten bei. Angaben
zu Aktualisierungsraten dürften
hier kaum aussagekräftig
sein. Stellt der PC lediglich die
Bedienoberfläche dar, ähnlich
dem Remotebetrieb eines Laborgeräts,
dann ist die PC-Performance
untergeordnet.
Betagte digitale Oszilloskope,
also z.B. aus den 1990er Jahren,
passen nicht in das dargestellte
Schema der Tabelle. In
den Datenblättern findet man
kaum Angaben zu Aktualisierungsraten.
Ihre Performance
liegt selbst bei Laborgeräten weit
unter der hier angegeben Klassifizierung,
obwohl die Geräte
bereits mit Samplingraten im
Bereich von mehreren Hundert
MSa/s bis 1 GSa/s aufwarten
können. Die Weiterentwicklung
der schnellen Verarbeitung ist
erst in der jüngeren Vergangenheit,
durch allgemeine Steigerung
der Rechenleistungen der
verbauten Chipsätze, vollzogen
worden. Diese Tatsache führt
speziell beim digitalen Oszilloskop
dazu, dass es wenig Sinn
macht auf „damals hochwertige“
Geräte am Gebrauchtgerätemarkt
(Surplusmarkt) zurückzugreifen.
Die gebotene Performance
wird heute bereits durchs
untere Leistungssegment erreicht
oder übertroffen.
Die Zykluszeit der Verarbeitung
bzw. die Angabe der Aktualisierungsrate
(wfm/s) führt nicht
unmittelbar zum Blindzeitanteil
als Prozentangabe. Hierzu
ist eine einfache Berechnung
anhand der nachfolgend aufgestellten
Formeln erforderlich:
Blindzeit-Anteil [in %] =
Blindzeit/
(Akquisition_Zykluszeit)×100
Blindzeit = 1/
(Aktualisierungsrate [in wfm/s])
56 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
Bild 4: Die theoretisch erreichbaren Blindzeitanteile aus den Datenblattangaben für maximale Aktualisierungsraten. Es wurden drei
Beispielkurven (Volllinien) entsprechend verschiedener Geräteklassen berechnet
Akquisition-Zykluszeit =
Akquisition-Time+Blindzeit
Mittlerweile geben viele Geräte
die aktuelle Aktualisierungsrate
aus, zwei Beispiele zeigen Bild
3. Den tatsächlichen Blindzeitanteil
in Prozent erhält man
allerdings erst durch Umrechnung
anhand der angegebenen
Formeln.
Außerdem ist die Aktualisierungsrate
ohne den Bezug zur
eingestellten Akquisition_Time
auf den ersten Blick nicht unbedingt
aussagekräftig. Ein einfaches
Beispiel: Die Einstellung
von 100 ms/Div ergibt eine
Akquisition_Time von 1s. Das
Gerät wird hierzu eine Aktualisierungsrate
von 1 wfm/s ausgeben.
Das ist korrekt, denn
mit dieser Einstellung kann
gar nicht schneller aktualisiert
werden als eine Waveform pro
Sekunde. Das zeigt deutlich, der
Bezug zur Akquisition_Time ist
für eine richtige Einschätzung
der aktuellen Performance und
des Blindzeitanteils unbedingt
notwendig. Das Diagramm in
Bild 4 verdeutlicht die Zusammenhänge.
Die Kurvenverläufe im Diagramm
(Volllinien orange, blau,
grün) zeigen die theoretischen
Grenzen jeweils zu einer Datenblattangabe
auf. Demnach kann
ein Laborgerät mit einer spezifizierten
Aktualisierungsrate
von 1.000.000 wfm/s, bei einer
eingestellten Akquisition-Time
von 1 µs (100 ns/Div), keinen
geringeren Blindzeitanteil als 50
% erreichen. Das Zahlenbeispiel
ist leicht nachvollziehbar, eingestellte
Akquisition-Time und
Verarbeitungszyklus sind dort
zeitlich gleich lang. Tatsächlich
beträgt der Blindzeitanteil bei
der gewählten Geräteeinstellung
(100 ns/Div) in der Praxis jedoch
60 %, die kurz strichlierte Kurve
(orange) zeigt den aus den Displaywerten
berechneten Verlauf.
Diese Kurve verläuft relativ
dicht am spezifizierten Grenzverlauf.
Sie wurde in Gerätegrundstellung
aufgenommen,
d.h. es sind keine weiteren Verarbeitungsfunktionen
aktiv.
Eine weitere Kurve (lang strichliert,
orange) zeigt den Verlauf
des Blindzeitanteils wenn die
Rekordlänge von 1 kSa auf 50
kSa erhöht wird. Das Blindzeitverhalten
verändert sich deutlich,
denn die Datenflut hat mit
der Einstellung zugenommen.
Durch die Steigerung der
Rekordlänge und damit letztlich
der Auflösung der Zeitachse
wird z.B. die Tiefe des Zooms
erweitert. Es handelt sich dabei
nicht um einen rein grafischen
Zoom, die Darstellung beinhaltet
reale Datenpunkte zur Auswertung.
Das Mehr an Daten fordert
Performance, die man mit einer
längeren Verarbeitungszeit und
damit Blindzeit erkaufen muss.
Das Diagramm in Bild 5 zeigt
das Blindzeitverhalten eines
Handheld-Oszilloskops, die Kurven
wurden anhand der am Display
ausgegebenen Performancewerte
ermittelt (blau und grün).
Aus dem Datenblatt erfährt man
Bild 5: Das Blindzeitverhalten eines Handheld-Oszilloskops.
Die maximal erreichbare Performance beträgt bei diesem Gerät
50.000 wfm/s (Datenblattangabe). Sie wird innerhalb des ersten
Drittels der einstellbaren Spanne des Akquisition-Time-Bereichs
erreicht (blau)
hf-praxis 11/2018 57

Messtechnik
Bild 6: Der Rechenweg: Von der angezeigten Aktualisierungsrate zum Blindzeitanteil
die maximale Aktualisierungsrate
(rot) mit 50.000 wfm/s. Der
Unterschied zu einem Laborgerät
wird deutlich sichtbar, der
Spielraum zur maximalen Performance
ist wesentlich geringer,
was nicht verwundert, denn der
Schaltungsaufwand im Handheld
wird geringer ausfallen, auch im
Hinblick auf geringeren Energiebedarf,
um möglichst lange
Akkulaufzeiten zu erreichen.
Ermittlung der Blindzeit
im Praxisbetrieb
Diagramme in dieser Form verleihen
einen tieferen Eindruck
über das Verhalten eines eingesetzten
Geräts. Es erscheint
daher sinnvoll, sich die Mühe
zu machen, die Eigenschaften
eines vorhandenen Geräts im
Vorfeld zu ermitteln, um für spätere
Messaufgaben die entsprechenden
Entscheidungen, einerseits
zur Gerätewahl und andererseits
zu den Einstellungen,
treffen zu können.
Besonders bei Anwendungen,
die kritisch bzgl. Blindzeitverhalten
sind, macht sich deren
spezifische Kenntnis durchaus
bezahlt. Der Aufwand zur
Ermittlung der in der Praxis zu
erwartenden Blindzeit ist gering,
im Vergleich zum eventuell langwierigem
Suchen nach (Stör)
signalen, die aufgrund ungünstig
gewählter Geräteeinstellungen
so kaum erkannt werden können.
Bild 6 vermittelt die Vorgehensweise
zur Ermittlung des
Blindzeitanteils anhand der Displayanzeige
zur momentanen
Aktualisierungsrate. Für die
Untersuchung des Blindzeitverhalten
eines Gerätes reicht
ein einfacher Signalgenerator.
Wichtige Rahmenbedingung für
die korrekt angezeigte Aktualisierungsrate
ist, dass am Eingang
des Oszilloskops ein Signal
anliegt, das einen kontinuierlichen
Trigger auslöst bzw. die
Triggerbedingung permanent
angestoßen wird. Der Triggermodus
wird auf „Normal“ eingestellt.
Für ein Gerät, das z.B.
eine maximale Aktualisierungsrate
von 500.000 wfm/s aufweist
(Datenblatt), ist ein Signal mit
einer Frequenz von mindestens
500 kHz erforderlich. Liegt die
Frequenz zu tief, erhält man u.U.
zu geringe Werte der Aktualisierungsrate
angezeigt.
Der abgelesene Wert wird entsprechend
des aufgezeigten
Rechenwegs in Prozentwerte des
Blindzeitanteils umgerechnet.
Ein im Vorfeld erstelltes Excel-
Blatt, in dem die Formeln hinterlegt
wurden, erleichtert die
Auswertung. Auf diese Weise
lassen sich mühelos unter verschiedenen
Betriebsbedingungen
des Oszilloskops (z.B. aktivierte/
deaktivierte Auswertefunktionen)
aussagekräftige Kurven
zum in der Praxis zu erwartenden
Blindzeitverhalten aufnehmen.
Verfügt das Gerät über keine
direkte Anzeige der Aktualisierungsrate,
kann ein eventuell
Bild 7: Der Waveform-Zyklus wird nur gestartet „wenn er notwendig ist“.
Der Erfassungszyklus kann indessen vergleichsweise fast ohne Blindzeit kontinuierlich laufen
58 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
vorhandener Triggerausgang
herangezogen werden. Schließt
man dort einen Frequenzzähler
an, entspricht die angezeigte
Taktfrequenz der momentan
wirksamen Aktualisierungsrate.
Die Praxis: Den
Makel hoher Blindzeit
umgehen
Ein Blindzeitanteil von 99.9%
könnte den Eindruck erwecken,
dass digitale Oszilloskope für
die Erfassung von sporadischen
Ereignissen ungeeignet sind.
Das kann man so nicht stehen
lassen. Wie lässt sich der Makel
der hohen Blindzeit des digitalen
Konzepts umgehen? Die
Antwort gibt Bild 7.
Die Blindzeit entsteht maßgeblich
durch den Verarbeitungsbzw.
Waveform-Zyklus, was
bereits mit Bild 2 nachvollzogen
werden kann. Klammert man den
Verarbeitungsvorgang aus, bleibt
der Erfassungszyklus übrig, der
nun kontinuierlich Daten in den
Speicher schreibt (grün). Das
erfolgt in Form eines Ringpuffers,
je nach Speicherausstattung
entsprechend zeitlich ausgedehnt.
Die Kunst ist es, den Waveform-
Zyklus nur zu starten, wenn man
ihn benötigt, d.h. ein interessantes
Ereignis auftritt. Hier helfen
die vielfältigen Triggerfunktionen
digitaler Oszilloskope. Im
Bild 7 wurde der Anschlusspunkt
der Triggereinheit im Signalpfad
bewusst nicht eingezeichnet, es
existieren unterschiedliche Konzepte.
Von Vorteil ist ein digitales
Triggerkonzept, das derzeit nur
bei Laborgeräten zu finden ist.
Voraussetzung für die beschriebene
Vorgehensweise ist, dass
die Art bzw. Form des (Stör)
signals, nach dem gesucht wird,
einigermaßen bekannt ist. Nur so
kann eine geeignete Triggerform
ausgewählt werden. Der Trigger
erkennt also das gesuchte
Ereignis und startet erst jetzt
den Waveform-Zyklus.
Auf diese Weise können auch
sporadische Ereignisse sicher
„eingefangen“ und in Ruhe ausgewertet
werden, denn es befindet
sich ja im Speicher – dauerhaft
im Speicher – ein gewichtiger
Pluspunkt gegenüber dem
herkömmlichen analogen Konzept.
Außerdem lässt sich über
eine permanent aktivierte „digitale“
Nachleuchtdauer feststellen,
ob das Ereignis mehrfach
auftritt. Verfügt das Gerät über
die Funktionalität Farbtabellen
im Nachleuchtmodus zu aktivieren,
lassen sich wiederholte
Signalereignisse nach ihrer Häufigkeit
selektiv abbilden.
Welche Triggerform mit ihren
spezifischen Parametern nun
geeignet ist, ob RUNT, GLITCH,
WIDTH, SLEW-RATE, WIN-
DOW usw., das hängt von der
gesuchten „Unregelmäßigkeit“
im Signalverlauf ab. Diese Trigger-Eigenschaften
darzustellen,
würde den Rahmen des Beitrags
sprengen.
Umfangreiche Praxisdemonstrationen
zum Thema Triggerfunktionen
und deren Einsatz
sowie weitere Informationen zur
Blindzeit und vieles mehr sind
im Buch „Digitale Oszilloskope
- Der Weg zum professionellen
Messen“ auf annähernd 400 Seiten
in praxisgerechter Weise zu
finden. ◄
Fachbücher für die
Praxis
Digitale Oszilloskope
Der Weg zum
professionellen Messen
Joachim Müller
Format 21 x 28 cm, Broschur, 388 Seiten,
ISBN 978-3-88976-168-2
beam-Verlag 2017, 47,90 €
Ein Blick in den Inhalt zeigt, in welcher Breite
das Thema behandelt wird:
• Verbindung zum Messobjekt über passive und
aktive Messköpfe
• Das Vertikalsystem – Frontend und Analog-
Digital-Converter
• Das Horizontalsystem – Sampling und Akquisition
• Trigger-System
• Frequenzanalyse-Funktion – FFT
• Praxis-Demonstationen: Untersuchung von
Taktsignalen, Demonstration Aliasing, Einfluss
der Tastkopfimpedanz
• Einstellungen der Dezimation, Rekonstruktion,
Interpolation
• Die „Sünden“ beim Masseanschluss
• EMV-Messung an einem Schaltnetzteil
• Messung der Kanalleistung
Weitere Themen für die praktischen Anwendungs-
Demos sind u.a.: Abgleich passiver Tastköpfe,
Demonstration der Blindzeit, Demonstration FFT,
Ratgeber Spektrumdarstellung, Dezimation, Interpolation,
Samplerate, Ratgeber: Gekonnt triggern.
Im Anhang des Werks findet sich eine umfassende
Zusammenstellung der verwendeten Formeln
und Diagramme.
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter
www.beam-verlag.de
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
hf-praxis 11/2018
59

Messtechnik
Signal- und Spektrumanalysator ermöglicht
5G-NR-Uplink-Analyse
Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
Rohde & Schwarz stellt eine
neue Lösung für die Analyse
von 5G-NR-Uplink-Signalen
gemäß den neusten 3GPP-
Spezifikationen vor.
Die Messapplikation R&S FSW-
K145 5G NR UL für den R&S-
FSW-Signal- und Spektrumanalysator
kommt bei der Entwicklung
von 5G-Endgeräten
und -komponenten wie Leistungsverstärkern
zum Einsatz.
Sie ergänzt die bereits vorhandene
R&S-FSW-K144-5G-NR-
Downlink-Messapplikation für
Tests an 5G-Basisstationen. Die
Option R&S SMW-K144 5G
NR für den R&S-SMW200A-
Vektorsignalgenerator erzeugt
die erforderlichen Signale für
Up- und Downlink-Empfängertests.
Alle drei Optionen für
die 5G-NR-Signalerzeugung
und -analyse unterstützen die
neuste Version 15.2.0 des 3GPP-
Standards.
Tests gemäß
den neuesten
3GPP-Standards
Mit der neuen Messapplikation
erfasst und analysiert der R&S
FSW 5G-NR-Uplink-Signale
von Endgeräten. Die Applikation
unterstützt aggregierte Komponententräger
und Multiframe-
Signale. Zusammen mit den
bereits vorhandenen Optionen
zur 5G-NR-Signalerzeugung
und -analyse können Entwickler
gemäß den neuesten 3GPP-
Standards testen und Validierungstests
an 5G-Endgeräten wie
Modems, Mobiltelefonen und
IoT-Geräten sowie 5G-Basisstationen
durchführen, die mit
universellen, marktüblichen
Lösungen nicht möglich sind.
Die genannten Optionen für die
Signalerzeugung und -analyse
unterstützen die neusten Versionen
der 3GPP-5G-NR- Spezifikationen
TS 38.211, TS 38.212,
TS 38.213 und TS 38.214 einschließlich
der Version 15.2.0
vom Juni 2018.
Herausragende
Messeigenschaften
Die Uplink-Charakterisierung
profitiert von den herausragenden
Messeigenschaften des
R&S SMW200A und des R&S
FSW. Der R&S SMW200A bietet
als einziger Vektorsignalgenerator
auf dem Markt eine
vollständig kalibrierte interne
Modulationsbandbreite von
2 GHz in einem Frequenzbereich
bis zu 40 GHz in einem
einzigen Gerät. Das intuitive
Bedienkonzept und intelligente
Hilfefunktionen unterstützen den
Anwender bei der Konfiguration
komplexer Signalszenarien wie
5G NR direkt auf dem Gerät.
Neue Option
Ausgestattet mit der neuen
Option R&S FSW-K145 5G
NR UL (und/oder der Option
R&S FSW-K144 5G NR DL)
zur 5G-NR-Signalanalyse,
unterstützt der R&S FSW Sub-
6-GHz- und Millimeterwellen-
Signale mit unterschiedlichen
Unterträgerabständen und Trägerbandbreiten.
Die Option
R&S FSW-B2001 erweitert die
interne Analysebandbreite auf 2
GHz und ermöglicht so Anwendern,
Breitbandsignale ohne
externen Digitizer detailliert zu
analysieren. ◄
60 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
PIM-Over-CPRI-Funktion für Handheld-Basisstation-
Analysatoren
Anritsu Corporation
www.anritsu.com
Die Anritsu Corporation stellt
für ihre Handheld-Basisstation-
Analysatoren MT8220T und
MT822xB der Baureihe BTS
Master die PIM-Over-CPRI-
Software vor, die erstmalig
Messungen der passiven Intermodulation
(PIM) vom Boden
aus ermöglicht. Die neue BTS-
Master-basierte Lösung ist ein
wesentlich kosten- und zeiteffizienteres
Werkzeug für den
optimalen Betrieb von Mobilfunknetzen,
da für das Installations-
und Wartungspersonal
des Netzbetreibers und beauftragter
Firmen keine Notwendigkeit
mehr besteht, auf den
Mobilfunkmast zu steigen, um
PIM-Tests vorzunehmen.
Bei PIM-Over-CPRI handelt
es sich um eine einzigartige
und patentierte PIM-Messmethode,
die den Datenverkehr in
Echtzeit nutzt, im Unterschied
zu herkömmlichen Hochfrequenz-PIM-Messungen,
die
zum Durchführen von Tests eine
Abschaltung des Mobilfunkstandorts
erforderlich macht. Das
Einzige, was man dazu benötigt,
um PIM-Over-CPRI durchführen,
sind zwei Small Formfactor
Pluggable (SFP) Transceiver
und eine optische Abgreifeinrichtung.
Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass keine in der
Übertragungsleitung befindliche
Komponente getrennt werden
muss. Dies verhindert, dass PIM
aufgrund von Elementen – wie
beispielsweise Metallspänen
oder mit falschem Anzugsmoment
angezogenen Verbindern –
in das System eingebracht wird.
Wenn der BTS-Master
Für jede Messaufgabe die passende Antenne
mit PIM-Over-CPRI-Funktion
das Vorhandensein von PIM am
Boden feststellt, kann der Netzbetreiber
eine für den Mobilfunkmast
zuständige Reparaturmannschaft
an den Standort
schicken und diese mit der
Durchführung einer herkömmlichen
Hochfrequenz-PIM-Messung
mithilfe des tragbaren batteriebetriebenen
Hochleistungs-
PIM-Analysators PIM Master
MW82119B von Anritsu beauftragen.
Für auf Dächern installierte
Basisstationen, an denen
passive Intermodulation geortet
wurde, kann die Prüfsonde
PIM Hunter von Anritsu eingesetzt
werden. Wenn das System
frei von passiver Intermodulation
ist, kann der Netzbetreiber
weitere Tests zum Lokalisieren
von Problemen durchführen, die
den Mobilfunkstandort beeinträchtigen,
wie zum Beispiel
Interferenz.
Handheld-Basisstation-
Analysatoren
Die Handheld-Basisstation-
Analysatoren der Baureihe
BTS-Master vereinen 30 Analysatoren
zu einem Gerät und
erfüllen hiermit an jede Basisstationen
bestehende Messanforderung.
Dieses Gerät beinhaltet
die 20-MHz-Bandbreitenmodulation
für eine qualitative
hochwertige Testdurchführung;
einen Vektorsignalgenerator
mit einer Frequenzabdeckung
von 400 MHz bis 6 GHz zum
Durchführen umfassender Tests
von DAS-Installationen und von
Empfängern sowie Sweep-Modi
zum zuverlässigen Erkennen von
Interferenz und Interferenzanalyse.
Mit der komfortablen grafischen
Benutzeroberfläche in
Form eines Touchscreens lassen
sich Messungen schnell und
einfach durchführen, selbst bei
starker Sonneneinstrahlung. ◄
Die Firma Telemeter Electronic
hat ihr Sortiment im Bereich
der HF- und Mikrowellen-
Technik um ein umfassendes
Sortiment an Standardantennen
erweitert. Neben den klassischen
Messantennen gibt es
ebenso dual-polarisierte Antennen,
Doppelsteg-Hornantennen
und Antennen nach Kundenwunsch.
Für die gängigsten
Hohlleitergrößen sind auch
passende Hohlleiter-Adapter
vorhanden. Eine Besonderheit
dieser Antennen besteht
darin, dass die individuellen
Messprotokolle der Antenne
über einen QR-Code auf der
Antenne direkt abgerufen werden
können. Zudem ist eine
Vielzahl dieser Modelle bereits
ab Lager verfügbar. Kunden,
welche sich für das neue Antennensortiment
interessieren,
können bei Telemeter Electronic
ein kostenloses Antennen-
Faltblatt anfordern.
■ Telemeter Electronic
GmbH
info@telemeter.de
www.telemeter.info
hf-praxis 11/2018 61

Messtechnik
Infiniium Oszilloskope der UXR-Serie mit
herausragender Signalintegrität
Keysight UXR0134A Infiniium UXR-Series 13 GHz, 4 channel
oscilloscope
Keysight UXR0704A Infiniium UXR-Series 70 GHz, 4 channel
oscilloscope
Keysight Technologies
Deutschland GmbH
www.keysight.com
Keysight Technologies (NYSE:
KEYS) hat seine neue Infiniium
UXR-Serie von Oszilloskopen
angekündigt, deren Modelle
analoge Bandbreiten von 13 bis
110 GHz abdecken und eine bisher
unerreichte Signalintegrität
bieten. Aufgrund ihrer Skalierbarkeit
werden die Oszilloskope
heutigen und zukünftigen Anforderungen
gerecht und gewährleisten
so einen umfassenden
Investitionsschutz.
Die neue Infiniium UXR-Serie
von Keysight ermöglicht es
Designern serieller und optischer
Hochgeschwindigkeitslösungen
dieser und der nächsten Technologie-Generation,
schnell
umfassende Designs mit höheren
Margen zu erstellen und so die
Markteinführung ihrer Innovationen
zu beschleunigen. Hervorragende
Leistungsmerkmale,
kombiniert mit einer großen Auswahl
an Bandbreiten, machen
die Infiniium UXR-Serie zur
idealen Lösung für Ingenieure
und Designer, die mit beliebigen
Generationen von DDR-, USB-,
PCIe- oder anderen seriellen
Technologien sowie PAM4, 5G,
Radar, Satellitenkommunikation
und optischen Designs arbeiten.
„Die heutigen elektronischen
und Kommunikationssysteme
sind komplexer geworden und
erfordern Test- und Messtechniken
der nächsten Generation“,
sagt Jessy Cavazos, Industry
Director, Test & Measurement
bei Frost & Sullivan. „Keysights
langjährige und seine
umfangreiche Expertise in der
Test- und Messtechnik spiegelt
sich deutlich in der neuen Oszilloskop-Reihe
UXR wider, die
durch umfassende Innovationen
den sich schnell entwickelnden
Mess- und Konformitätsanforderungen
in vielen Märkten gerecht
werden - darunter High-Speed-
Digital-, Terabit- und optische
Forschung, 5G, HF, Luft- und
Raumfahrt sowie Verteidigung.“
Die neue Infiniium UXR-Serie
von Keysight bietet sehr geringes
Grundrauschen und eine hohe
vertikale Auflösung, um sicherzustellen,
dass die Messungen
nicht durch Oszilloskop-Rau-
53 GBd PAM4 on the Keysight Infiniium UXR-Series
62 hf-praxis 11/2018

Messtechnik
Keysight UXR1104A Infiniium UXR-Series 110 GHz, 4 channel
oscilloscope with 32 QAM optical signal analysis screenshot
Keysight N2126A self-calibration module for 40-70 GHz UXR-
Series real-time oscilloscopes
schen beeinträchtigt und die
Signale präzise dargestellt werden.
Dadurch sind die Augendiagramme
deutlich offener, und
es können echte Margins und die
reale Leistung ermittelt werden.
Die Modelle der Keysight Infiniium
UXR-Serie mit Bandbreiten
von 13 bis 110 GHz ermöglichen
es Designern, die Markteinführung
ihrer Innovationen zu
beschleunigen:
• 10-Bit vertikale Auflösung
und branchenführende Signalintegrität
für eine überlegene
effektive Bitanzahl (ENOB),
was zu schnelleren Konformitätstests
mit höheren Margen
führt;
• Abtastraten von 256 GSa/s pro
Kanal bei 40- bis 110-GHz-
Modellen und 128 GSa/s pro
Kanal bei 13- bis 33-GHz-
Modellen, die eine genaue
Rekonstruktion von Hochgeschwindigkeitssignalen
ermöglichen;
• bis zu vier Kanäle mit voller
Bandbreite und weniger
als 35 fs (rms) intrinsischem
Jitter zwischen den Kanälen,
die genaue Timing- und Skew-
Messungen ermöglichen;
64 QAM / 64 GBd Optical Signal Analysis on the Keysight N4391B
Optical Modulation Analyzer
Keysight N4391B Optical Modulation Analyzer
• ein optionales Selbstkalibriermodul,
das eine kontinuierliche
Messgenauigkeit
gewährleistet und es ermöglicht,
das Gerät seltener außer
Betrieb zu nehmen,
• ein Chipsatz, der auf einem
von Keysight entwickelten
Indiumphosphid (InP)-Prozess
basiert, der eine außergewöhnlich
große Bandbreite
und extrem geringes Rauschen
ermöglicht.
Keysight hat zudem zwei weitere
Lösungen angekündigt, die in
Kombination mit den Oszilloskopen
der Infiniium UXR-Serie
eine komplette End-to-End-
Lösung vom Stimulus bis zur
Analyse für PAM4 und 400G,
600G sowie kohärente optische
Verbindungsdesigns im Terabit-
Bereich darstellen. Zu diesen
Lösungen gehören:
• Der optische Modulationsanalysator
(OMA) N4391B -
ein kompaktes, Oszilloskopbasiertes
OMA, das speziell
für komplexe Messaufgaben
in der optischen Datenübertragung
und im Terabit-Bereich
entwickelt wurde.
• Der Arbitrary Waveform
Generator (AWG) M8194A
mit 120 GSa/s - Keysights
schnellster AWG liefert eine
neue Ebene der Stimulus-
Leistung für die Erzeugung
anspruchsvoller Formate wie
64 GBaud 64QAM (Quadraturamplitudenmodulation)
und
andere Breitbandmodulationsverfahren.
◄
hf-praxis 11/2018 63

Bauelemente
Bauen Sie Ihren eigenen Vektor-
Netzwerkanalysator!
bei 2 GHz, 19,8 dB bei 3 GHz
und 19,5 dB bei 4 GHz. Der
Ausgangs-IP3 wird mit typisch
38 dBm bei 1 GHz, 36 dBm bei
2 GHz, 35 dBm bei 3 GHz und
33 dBm bei 4 GHz angegeben.
Weitere technische Daten
• Umgebungstemperatur
-40 bis +85 °C
• Lagertemperatur
-65 bis +150 °C
• Rauschmaß bei 50 MHz
(2, 4 GHz) typ. 6,7 (7, 7,3)
dB
• Betriebsspannung max. 5,8 V
• Stromaufnahme max. 100 mA
• Verlustleistung max. 840 mW
• Eingangsleistung max. 20 dBm
• Eingangs-Rückflussdämpfung
typ. 17,7 dB bei 2 GHz
• Ausgangs-Rückflussdämpfung
typ. 11,7 dB bei 2 GHz
Gain-Equalizer-Nacktchip für DC bis 6 GHz
Mit dem UVNA-63 hat Mini-
Circuits ein Mikrowellen-Transceiver-Kit
vorgestellt, welches
alle Komponenten enthält, die
man zum Aufbau eines voll funktionsfähigen
Vektor-Netzwerkanalysators
(VNAs) benötigt.
Das Kit wurde in Zusammenarbeit
mit der Firma Vayyar
Imaging entwickelt. Es erlaubt
Nutzern die Erstellung von
S-Parameter-Algorithmen und
ermöglicht Echtzeitmessungen
an Zweiport-HF/Mikrowellen-
Baugruppen, -Komponenten
oder -Geräten im Frequenzbereich
500 MHz bis 6 GHz.
Die Basis bildet ein Sechsport-
Vayyar-Transceiverchip und
ein PCB von Mini-Circuits für
den Chip und die externen Bauelemente.
Verbindungskabel
gemäß den SMA-Kalibrierungsstandards
werden mitgeliefert.
Dieses VNA-Kit stellt sich als
exzellentes und fortschrittliches
Ausbildungs-Tool dar und passt
sehr gut zu verschiedenen Software-Umgebungen
einschließlich
Python und MATLAB für
die Entwicklung von Realtime-
S-Parameter-Messprogrammen.
Dualer MMIC-Verstärker für DC bis 5,2 GHz
Der neue Gain-Equalizer-
Nacktchip (Die) auf Basis von
GaAs vom Typ EQY-1-63-D+
von Mini-Circuits ist ein breitbandiger
absorptiver Baustein,
welcher normalerweise dazu
eingesetzt wird, den Frequenzgang
in Kommunikations- und
Radarsystemen zu optimieren.
Dazu weist er eine nominale
Dämpfungs-Slope von 1,2 dB
zwischen DC und 6 GHz auf
bei exzellenter Eingangsanpassung
und einer möglichen Eingangsleistung
von typisch 31
dBm auf. Die typische Einfügedämpfung
beträgt 1,5 dB bei 1
GHz, 0,9 dB bei 3 GHz und 0,4
dB bei 6 GHz. Das Eingangs-
SWR wird mit 1,09 zwischen
1 und 2 GHz, 1,06 zwischen 3
und 4 GHz sowie 1,24 zwischen
5 und 6 GHz angegeben.
Weitere technische Daten
• Umgebungstemperatur
-40 bis +85 °C
• Impedanz 50 Ohm
• Rückflussdämpfung typ. 20 dB
• Einfügedämpfung bei 1 (3, 6)
GHz typ. 1,5 (0,9, 0,4) dB
Verstärker mit hohem Dynamikbereich
für 1 MHz bis 1 GHz
Von Mini-Circuits kommt mit
dem MGVA-82+ ein breitbandiger
MMIC-Verstärker für
Signale im Bereich DC bis 5,2
GHz. Er enthält zwei unabhängige
Stufen, die auf möglichst
gleiche Eigenschaften abgeglichen
sind (matched). Gefertigt
wird der MMIC in GaAs-InGaP-
HBT-Technologie. Der RoHS
entsprechende Baustein hat
ein 16-poliges Surface-Mount-
MCLP-Gehäuse mit einer Fläche
von nur 3,5 × 2,5 mm. Dieser
50-Ohm-Verstärker bietet mit
typisch 15,3 dB bei 50 MHz,
14,1 dB bei 2 GHz und 12,1 dB
bei 4 GHz eine hohe Verstärkung
mit einer typischen Flatness von
±0,6 dB zwischen 50 und 2000
MHz. Sein hoher Dynamikbereich
macht ihn gut geeignet für
viele Kommunikationsapplikationen.
Die Ausgangsleistung für 1
dB Kompression beträgt typisch
20,3 dBm bei 1 GHz, 20,2 dBm
Von Mini-Circuits kommt mit
dem Modell LHA-13LHN+ ein
breitbandiger 50-Ohm-MMIC-
Verstärker mit einem hohen
Dynamikbereich für Signale
zwischen 1 MHz und 1 GHz.
Ausgestattet mit einem zwölfpoligen
MCLP-Surface-Mount-
Gehäuse mit einer Grundfläche
von 3 × 3 mm, kombiniert der
RoHS-konforme Verstärker ein
geringes Rauschmaß mit hoher
Verstärkung und hoher möglicher
Ausgangsleistung. Die
Verstärkung beträgt typisch 24,9
dB bei 1 MHz, 23 bei 250 MHz,
22,7 dB bei 500 MHz und 20,3
dB bei 1 GHz. Das Rauschmaß
beträgt typisch 3 dB bei 1 MHz,
1,1 dB bei 250 MHz, 1,2 dB bei
500 MHz und 1,4 dB bei 1 GHz.
Die Ausgangsleistung für 1 dB
Kompression wird mit typisch
25,4 dBm bei 1 MHz, 28,1 dBm
bei 250 MHz, 28 dBm bei 500
MHz und 26,1 dBm bei 1 GHz
angegeben.
64 hf-praxis 11/2018

Bauelemente
Unidirektionaler Richtkoppler
für 1 bis 200 MHz
Surface-Mount-Richtkoppler
für 5 bis 2850 MHz
Mit dem Modell DBTC16-
282LX+ hat die Firma Mini-
Mini-Circuits stellte mit dem
ZADC20-22-7550+ einen koaxialen
Richtkoppler für HF-,
VHF- und CATV-Applikationen
im Frequenzbereich von 1 bis
200 MHz vor. Dieser Richtkoppler
ist mit 75-Ohm-SMC-
Anschlüssen an der Hauptleitung
und mit einem 50-Ohm-SMA-
Anschluss am Auskoppel-Port
ausgestattet. Der Koppelfaktor
wird mit typisch 20,5 dB
im Bereich 1 bis 100 MHz und
21 dB im Bereich 100 bis 200
MHz angegeben. Dieser Richtkoppler
weist einen Verlust in
der Mainline von maximal 0,2
dB im vollen Einsatzfrequenzbereich
auf und verträgt bis zu
2 W Durchgangsleistung. Die
typische Richtschärfe (Directivity)
ist 25 dB bei 100 MHz und
18 dB bei 200 MHz.
Weitere technische Daten
• Umgebungstemperatur
-55 bis +100 °C
• Lagertemperatur -55 bis +100
°C
• Koppelfaktor-Flatness
1...100 MHz typ. 0,3 dB,
100...200 MHz typ. 0,6 dB
• Richtschärfe bei 200 MHz typ.
18 dB, min. 12 dB
• Rückflussdämpfung (in/out/
coupling) bei 1 (100, 200) MHz
min. 20 (22, 20) dB
Rückflussdämpfung (in/out/coupling)
bei 1 (100, 200) MHz typ.
30 (33, 25) dB
Circuits einen 50-Ohm-SMT-
Richtkoppler für Applikationen
im Frequenzbereich von 5 bis
2850 MHz einschließlich GPS,
Zellularfunk und anderen drahtlosen
Kommunikationssystemen
auf den Markt gebracht.
Dieser RoHS-konforme Koppler
weist einen nominalen Wert
des Koppelfaktors von 16,8 dB
bei einer Flatness von typisch
±0,3 dB zwischen 5 und 1000
MHz sowie von typisch ±0,6 dB
zwischen 1000 und 2850 MHz
auf. Er verträgt HF-Leistungen
von 500 mW bis 100 MHz und
von 1 W im Bereich 100...2850
MHz. Das kompakte Bauteil ist
allseitig mit einer Schutzlackierung
versehen und auch optional
mit einem keramischen Gehäuse
(auf LTCC-Basis) lieferbar.
Weitere technische Daten
• Umgebungstemperatur -40
bis +85 °C
• Lagertemperatur -55 bis +100
°C
• Dämpfung Mainline bei 5...50
(50...500, 500...2850) MHz
typ. 0,8 (0,8, 1,6) dB
• Dämpfung Mainline bei 5...50
(50...500, 500...2850) MHz
max. 1,2 (1,1, 2,4) dB
• Richtschärfe bei 5...50
(50...500, 500...2850) MHz
typ. 15 (18, 15) dB
• Richtschärfe bei 5...50
(50...500, 500...2850) MHz
min. 13 (15, 6) dB
• Rückflussdämpfung in bei
5...50 (50...500, 500...2850)
MHz typ. 20 (22, 18) dB
• Rückflussdämpfung out bei
5...50 (50...500, 500...2850)
MHz typ. 22 (24, 18) dB
• Rückflussdämpfung coupling
bei 5...50 (50...500, 500...2850)
MHz typ. 15 (18, 10) dB
Präzisions-Dämpfungsglieder mit festen
Werten für DC bis 65 GHz
Mini-Circuits brachte mit der
Serie BW-EX-1W653+ Präzisions-Dämpfungsglieder
mit
festen Werten von 3, 6, 10 und
20 dB heraus, die bis in den
Millimeterwellenbereich (65
GHz) eingesetzt werden können.
Diese koaxialen 50-Ohm-
Dämpfungsglieder mit 1,85-mm-
Stecker bzw.- -Buchse sind gut
geeignet für Systemanpassungen
und Testapplikationen. Sie verarbeiten
Eingangsleistungen bis
1 W bei einem typischen SWR
von 1,2 (26,5 GHz) oder 1,3 (65
GHz) und bieten maximal ±1,5
dB Fehlertoleranz im gesamten
Einsatzfrequenzbereich.
Weitere technische Daten
• Umgebungstemperatur
-55 bis +100 °C
• Lagertemperatur -55 bis +100
°C
• Länge 22,2 mm
• Durchmesser max. 9,2 mm
• Dämpfung des 6-dB-Glieds
min. 5,25 dB, max. 6,75 dB
■ Mini-Circuits
www.mini-circuits.com
5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) ,
/ > 0
M M M I A = JH @ A
5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) , / > 0
K I JH" '
# ! ! " A ? A D A E
6 A A B " ' # % " # & %
6 A A B= N " ' # % #
- = EE B ( I A = JH @ A
1D H
2 = H J A H
B H
5 ; 5 6 - - / - 4 6 -
5 ) 6 - 16 - 7 1 ) 6 1
4 . K @ 9 2 - 6 -
- 6 9 1+ 7 / > EI " / 0
hf-praxis 11/2018 65

Bauelemente
Spannungswächter für Anwendungen mit
sehr niedriger Versorgungsspannung
Analog Devices kündigte die zur
Power-by-Linear-Reihe gehörende,
aus herausragend genauen
vierkanaligen Spannungswächtern
bestehende Produktfamilie
LTC2962-LTC2964 an, die für
erhöhte Systemspannungsreserven
sorgt und die Zuverlässigkeit
verbessert. ASIC-, FPGA-,
DSP-, MCU- und MPU-Architekturen
mit Versorgungsspannungen
von teils nur 1 V können
nicht mit traditionellen, lediglich
auf 1...2% genauen Spannungswächtern
kombiniert werden,
ohne an wertvollen Systemspannungsreserven
einzubüßen und
den verbleibenden Versorgungsspannungsbereich
einzuschränken.
Die LTC2962-Familie bietet
stattdessen eine klassenbeste
Reset-Schwellen-Genauigkeit
von ±0,5%, was die Anforderungen
an die Spannungsversorgung
lockert, die Toleranz
des Systems gegenüber Spannungsschwankungen
verbessert
und die Verwendung einer niedrigeren
nominellen Versorgungsspannung
erlaubt und damit die
Leistungsaufnahme drastisch
reduziert.
Hohe Genauigkeit
Die LTC2962-Familie wird mit
ihrer hohen Genauigkeit, ihrer 1
oder 5 V betragenden (oder einstellbaren)
Resetschwelle und
ihrem großen Betriebstemperaturbereich
vielen Anforderungen
in Netzwerk-, Telekommunikations-
und Automotive-Anwendungen
gerecht. Mit ihrer einzigartigen
Feature-Ausstattung
nimmt die LTC2962-Familie
auf dem Markt für stromsparende
Spannungswächter eine
echte Sonderstellung ein und
wird damit zur ersten Wahl für
zahlreiche Multi-Rail-Anwendungen.
Für jeden Kanal kann eine von 16
vorgegebenen bzw. einstellbaren,
auf ±0,5% genauen Grenzspannungen
für die Überspannungs-,
Unterspannungs- und Negativüberwachung
ausgewählt werden.
Die Überwachungsschaltungen
beobachten die Eingänge
und steuern gemäß den konfigurierten
Ansprechschwellen
die Ausgänge an. Optional ist
zusätzlich ein manueller Reseteingang
vorhanden, an den sich
ein Drucktaster zum Erzwingen
eines System-Resets anschließen
lässt. Zu den Bestelloptionen
gehören ein Watchdog mit einstellbaren
Timern (LTC2963-
1) und einzelne Open-Drain-
Komparatorausgänge für jeden
Kanal (LTC2964). Ein einstellbares
Timeout-Intervall steht bei
allen Bausteinen zur Verfügung.
Die LTC2962-Familie ist ab
sofort für folgende Temperaturbereiche
verfügbar: 0...70
°C (C-Grade), -40 bis +85 °C
(I-Grade) und -40 bis +125
°C (H-Grade). Während der
LTC2962 im 3 x 3 mm großen
QFN-16-Gehäuse angeboten
wird, gibt es den LTC2963-1
und den LTC2964 als 3 x 4 mm
messende QFN-20-Version.
■ Analog Devices, Inc.
www.analog.com
Gewickelte Ferritdrosseln mit breitbandig hochgradiger Dämpfung
Coilcraft bietet eine große Auswahl an
Ferritdrosseln mit Drahtwicklung in Standardgrößen
von 0201 (0603) bis 1812
(4532) an. Überlegene Dämpfungs- und
Frequenzeigenschaften ermöglichen kompaktere
Lösungen als bei herkömmlichen
Chip-Ferriten in Dickschichtausführung.
Ferritdrosseln werden als Tiefpassfilter
verwendet, um hochfrequente Störungen
abzublocken, während niederfrequente
Signale oder Gleichstrom die Schaltung
durchlaufen können. Die gewickelten
Ferritdrosseln von Coilcraft überzeugen
durch einen ferritbasierten Aufbau und
dicke Drähte für hohe Stromfestigkeit. Sie
bieten einen extrem niedrigen DCR-Wert
bei einer hohen Filterimpedanz über eine
große Bandbreite – bis hin zum GHz-Band.
Diese Eigenschaften verbessern nicht nur
die Performance der Drosselschaltung, sie
könnten auch den Platzbedarf auf der Leiterplatte
verringern, indem größere Chip-
Ferritkerne durch gleich- oder höherwertige
Ferritdrosseln mit Drahtwicklung
ersetzt werden.
Coilcraft hat elf Familien mit gewickelten
Ferriten im Angebot – allesamt RoHSkonform
und halogenfrei. Die Modelle
0603LS, 0805LS und 1008LS) entsprechen
den Anforderungen gemäß AEC-Q200
Grade 3 (-40 bis +85 °C Umgebung) und
sind daher besonders geeignet für Anwendungen
im Autobau und in anderen rauen
Umgebungen.
Kostenlose Testmuster können auf www.
coilcraft.com bestellt werden.
■ Coilcraft
www.coilcraft.com
66 hf-praxis 11/2018

MLCC-Kondensatoren nun auch für 4 kV
Die Automobilindustrie
ist einer der
am stärksten
wachsenden Märkte
für elektronische
Komponenten weltweit.
AEC-Q200-konforme
Komponenten
werden konsequent in
Fahrzeugsysteme wie
Antriebsstränge von
Elektrofahrzeugen,
Batteriemanagement,
Infotainment,
Motorsteuerung,
Airbags, Beleuchtung
und mehr integriert.
Die Nachfrage nach „handelsüblichen“,
aber äußerst robusten
Geräten wächst schnell und
übertrifft in vielen Fällen das
Angebot. Nicht so bei Knowles
Precision Devices (KPD), wo
die Produktentwicklung nicht
nur mit den Automobilkonstrukteuren
Schritt hält, sondern
auch die Produktionskapazität
erhöht wird.
Unter der Marke Syfer hat die
Serie AEC-Q200 von MLCC-
Kondensatoren eine Erweiterung
der verfügbaren Betriebsspannung
von 2 kV auf maximal
4 kV erhalten. Konzipiert für EV-
Anwendungen, bei denen immer
höhere Spannungen benötigt
werden, aber ein Spielraum für
Derating berücksichtigt werden
muss und somit optimal für den
Einsatz im Antriebsstrang, wie
Batteriemanagement und Wechselrichter.
Qualifizierte
MLCC-Kondensatoren
Erhältlich als X7R-Dielektrikum
und mit einer Kapazität von bis
zu 22 nF, ergänzt diese Erweiterung
ein bereits umfangreiches
Angebot an Syfer-AEC-Q200-
qualifizierten MLCC-Kondensatoren
und erweitert das bereits
Besuchen
Sie uns auf der
electronica 2018!
13.-16. Nov., Stand C3.127
Bauelemente
umfangreiche Angebot an AEC-
Q200-qualifizierten Komponenten
aus dem Hause KPD.
Erhältlich sind die Produkte als
Standard mit bleifreiem, RoHSund
REACH-konformen Flexi-
Cap-Anschluss zur Vermeidung
von Rissen und für hohe Temperaturwechselbeständigkeit.
Für Anwendungen in der Automobilindustrie,
die hohe verlustarme
MLCCs erfordern, ist
die X8G-HighQ-Serie jetzt auch
AEC-Q200-qualifiziert.
Diese Low-ESR/High-Q-Bauteile
werden mit einer Kupferelektrode
für optimale Leistung
bei hohen Frequenzen
hergestellt und sind für den
Temperaturbereich von -55 bis
+150 ºC ausgelegt. Der Kapazitätsbereich
von 0,3 bis 100 pF
wird mit Nennspannungen bis
500 V abgedeckt. Diese Bauteile
finden ebenfalls in vielen
anderen Anwendungen wie der
Vernetzung und WiFi sowie in
Sicherheitssystemen wie Radar
Anwendung.
■ Knowles Precision Devices
Knowles Corporation
www.knowlescapacitors.com
FUNK
tioniert!
Variables
Dämpfungsglied bis
40 GHz
Mit dem Modell 50P-2072
2.9 mm erweitert JFW Industries
das Angebot an verfügbaren,
einstellbaren HF-
Dämpfungsgliedern mit TTL-
Ansteuerung. Spezifiziert von
100 MHz bis 40 GHz und
einem Einstellbereich von
0 bis 31 dB in 1dB-Stufung
fügt sich das Modell ideal in
das bisherige Portfolio ein.
Mit einer HF-Belastbarkeit
von bis zu +23 dBm ist es für
die meisten Anwendungen
bestens gerüstet. Eingangs-
und ausgangsseitig ist die
Komponente mit 2,92 mm
(K) Konnektoren ausgestattet;
für die Versorgungsspannung
und Ansteuerung über
TTL-Signale steht ein D-SUB
(9-pin) Anschluss mit Logiktabelle
zur Verfügung.
■ EMCO Elektronik GmbH
www.emco-elektronik.de
Sie haben die Ideen, wir die Lösung. Mit
10 mW Sendeleistung und LoRa ® -Technologie
erzielt das neue Low-Power- Funkmodem
SLR-434M
SLR-434M eine Übertragungsreichweite
von mehr als 10 km. Die hervorragende 434 MHz: EU
Empfindlichkeit des Moduls erweitert
die Einsatzmöglichkeiten draht loser Kommuni
kation in vielen Bereichen, wie z.B.
Daten übertragung, Telemetrie und Fernsteuerung. Nutzen Sie unsere
Technologie und Kompetenz für Ihre Ideen.
Vertrieb durch:
Friedrich-Ebert-Str. . 51429 Bergisch Gladbach
Tel.: 0 22 04 / 58 47 51
Fax: 0 22 04 / 58 47 67
www.reimesch.de . kontakt@reimesch.de
Vertrieb durch:
Schleißheimer Str. 263 . 80809 München
Tel.: +49 / 89 / 35 82 83-60
Fax: +49 / 89 / 35 82 83-66
www.circuitdesign.de . info@circuitdesign.de
hf-praxis 11/2018 67

Baugruppen und Module
Anwenderfreundliches GNSS-Modul
Mit der Einführung des Moduls
Teseo-LIV3F macht STMicroelectronics
den Satellitennavigations-Empfänger
Teseo III für
noch mehr Entwickler verfügbar.
Das Modul enthält wichtige
Features für eine beschleunigte
Applikationsentwicklung und ist
für Firmware-Updates oder die
Datenaufzeichnung ohne Stützbatterie
überdies mit bis zu 16
MBit Flash-Speicher bestückt.
Der Multi-Constellation-Empfänger
Teseo III von ST verbindet
hohe Genauigkeit mit kurzen
Reaktionszeiten und niedrigem
Stromverbrauch. Mit dem Modul
Teseo-LIV3F können nun auch
Maker und kleinere Entwicklerteams
mit begrenztem HF-
Knowhow in neuen Produkten
für den Industrie- und Consumer-Markt
von den Vorteilen des
Teseo III profitieren. Beispiele
sind Fahrzeug-Tracker, Drohnen,
Diebstahlssicherungen,
Haustier-Ortungsgeräte sowie
Systeme für Dienste wie etwa
Flottenmanagement, Maut, Car-
Sharing oder öffentlicher Personenverkehr.
Das einfach anzuwendende,
19,1 x 10,1 mm messende
Modul besitzt 18 Anschlüsse.
Es enthält den Empfänger-Chip
Teseo III mit chipintegriertem
Power-Management, UARTund
I²C-Schnittstellen sowie
Flash-Speicher, einen extrem
stabilen, temperaturgeregelten
Quarzoszillator (TCXO)
und eine 32-kHz-Echtzeituhr
(RTC). Die Dokumentation und
die Tools, die zum Lieferumfang
des Moduls gehören, enthalten
den gesamten C-Code,
der zum Ansteuern des Moduls
über einen STM32-Mikrocontroller
mit Datenaufzeichnung,
Wegstreckenmessung und Geofencing
erforderlich ist, um die
Entwicklung wertsteigernder
Funktionalitäten zu erleichtern.
Daten, wenn keine Satelliten verfügbar
sind, um eine kurze TTFF
(Time To First Fix) zu erreichen.
Unterstützung gibt es ebenfalls
für standardisierte Systeme zur
Steigerung der Genauigkeit,
darunter das US-amerikanische,
europäische, japanische/südostasiatische
und indische Satellite-
Based Augmentation System
(SBAS) sowie das differentielle
GPS der Radio Technical Commission
for Maritime Services
(RTCM).
Das Modul Teseo-LIV3F ist als
LLC-Baustein mit 18 Pins ab
sofort lieferbar. Weitere Informationen
auf www.st.com/gnssmodules-nb.
■ STMicroelectronics
www.st.com
Variable HF-
Abschwächerfelder
für 5G Tests
Abgesehen von der einfacheren
Applikationsentwicklung, bietet
das Teseo-LIV3F ein hohes
Performance-Niveau mit einer
Tracking-Empfindlichkeit von
-163 dBm, 1,5 m Ortungsgenauigkeit
(CEP1) und eine geringe
Leistungsaufnahme (17 µW im
Standby-Modus und 75 mW bei
aktivem Tracking). Die FCCund
CE-Zertifizierungen tragen
zusätzlich dazu bei, dass Produkte
rationeller getestet und
schneller auf den Markt gebracht
werden können.
Die Multi-Constellation-Flexibilität
bürgt auf der ganzen Welt
für eine robuste, ausfallsichere
Navigation, denn neben den
Systemen GPS, Glonass, Galileo
und Bei Dou besteht auch
Zugriff auf das Quasi-Zenith-
Satellite System (QZSS) für die
pazifische Region. Das Modul
unterstützt außerdem assistierte
Betriebsarten wie das autonome
ST Assisted GPS (STAGPS) und
Server-Based Assisted-GNSS
mit kostenlosem Serverzugriff
für den Abruf von Ephemeriden-
JFW Industries stellt mit der
neuen Modellserie 50PA-
1019-XX HF-Abschwächerfelder
mit einer oberen Grenzfrequenz
von 40 GHz vor. Frei
konfigurierbar mit bis zu 16
individuellen Dämpfungsgliedern
mit einem Einstellbereich
von 0 bis 62 dB in 1 dB-Stufung,
bieten die Systeme hohe Flexibilität
für hochfrequente Messund
Prüfaufbauten.
Angesteuert werden die Systeme
in 19-Zoll Einschubtechnik über
Ethernet (DCHP). Der Zielmarkt
sind 5G-Applikationen sowie
allgemeine HF-Anwendungen
in denen die jeweiligen Signalstärken
veränderlich sind.
■ EMCO Elektronik GmbH
info@emco-elektronik.de
www.emco-elektronik.de
68 hf-praxis 11/2018

Stromversorgung
Netzteile mit
mehr Power
Im Vertrieb der Emtron electronic
GmbH hat Mean Well mit der
Einführung der PSPA-1000-
Serie die Ausgangsleistung des
bisherigen Vorgängermodells
(PFC-Netzteil PSP-600) auf
1 kW erhöht. Das neue Modell
benötigt nicht mehr Platz, bietet
aber deutlich höhere Leistungen.
Wird für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen
eine effiziente
Stromversorgung mit
Leistungsreserven für industrielle
Steuerungen, Antriebe
oder Kommunikationssysteme
benötigt, bieten sich Mean Well
PSPA-1000 AC/DC-Netzteile an.
Sie haben eine Ausgangsleistung
von einem Kilowatt und verfügen
über Ausgangsspannungen
von 12 bis 48 V.
Das herausragende Merkmal der
PSPA-1000-Serie ist die Nutzung
der Technologie, auf dem
die PSP-600-Netzteile basieren.
Kunden können problemlos ein
600-W-Netzteil durch ein 1-kW-
Netzteil ersetzen, ohne den für
den Einbau erforderlichen Platz
verändern bzw. vergrößern zu
müssen.
Die Netzteile der PSPA-1000-
Serie enthalten eine integrierte
aktive PFC-Funktion, einen integrierten
DC-Lüfter für forcierte
Belüftung, sind parallel schaltbar
bis zu 4 kW (3 + 1) und verfügen
über eingebaute Schutzfunktionen
für Kurzschluss, Überlast,
Überspannung und Übertemperatur.
Dank ihres hohen
Wirkungsgrads von bis zu 94%
können die PSPA-1000-Netzteile
in einem Umgebungstemperaturbereich
von -20 bis +70 °C
betrieben werden. Die integrierten
Funktionen umfassen
unter anderem übliche Fernbedienungsfunktionen
(Remote on/
off, Remote Sense und DC-ok-
Signal) und gestatten so den Einsatz
in den unterschiedlichsten
Industrieapplikationen, z.B. für
Antriebe, in der Lasertechnik,
in der HF-Technik sowie im
Bereich Mess- und Regel- und
Analysetechnik.
Merkmale:
• Eingangsspannung
90 bis 264 V AC
• eingebaute aktive PFC-
Funktion
• integrierter Lüfter
• Current-Sharing-Funktion für
Parallelschaltung
• Fern-Ein- und Ausschaltfunktion
• geschützt bei Kurzschluss,
Überlast, Überspannung,
Übertemperatur
• Abmessungen (L x B x H)
170 x 120 x 93 mm
• 5 Jahre Herstellergarantie
electronica
Halle A6, Stand 234
■ Emtron electronic GmbH
www.emtron.de
PROFI IN-CIRCUIT
PROGRAMMER ICP2
Das kompakte Programmiergerät für alle Anwendungen!
In vielen verschiedenen
Konfigurationen
erhältlich!
ICP2-PORTABLE (G3) ICP2 (G3) ICP2-GANG (G3)
ICP2-COMBO (G3)
EIGENSCHAFTEN
PROFI
PROGRAMMER
Hauptnutzen Prototypen Mittlere-hohe Stückzahlen
hohe Stückzahlen
(Serienproduktion)
Anzahl Kanäle 1 1
bis zu 4 Geräte
in Serie (*)
Batteriebetrieben Ja - - -
USB-betrieben Ja Ja - -
sehr hohe Stückzahlen
(Serienproduktion)
8 bis 12 Geräte
in Serie (*)
Kommunikationsschnittstelle
USB USB, RS-232 USB, RS-232 USB, RS-232, LAN
In-Circuit & stand-alone fähig • Mikrochip orientiert • Protect Mode (auslesen von Codes nicht möglich) • autom. Seriennummer-Vergabe
• benutzerfreundliche Software lauffähig unter W7,8,10 mit DLL/ Befehlszeilenfunktion für auto. Programming, Daisy-Chain (*)
SSB-Electronic GmbH · Am Pulverhäuschen 4 · 59557 Lippstadt · Fon: +49 2941-93385-0 · vertrieb@ssb-electronic.de · www.ssb.de

EMV
EMV-Messpraxis, Teil 2
EMV-Probleme in der Praxis
Dem Elektronikentwickler
sind mittlerweile
zahlreiche Maßnahmen zur
Verbesserung der EMV von
z.B. Leiterplatten bekannt.
Wie viel diese Maßnahmen
jeweils im Einzelfall wert sind,
erkennt man oft erst bei der
Abstrahlungsmessung.
Quelle:
EMV-Messtechnik, Hameg
leicht bearbeitet
Diese Tatsache führt aber dazu, dass die
Einzelmaßnahme selten geprüft wird, weil
der Aufwand an Zeit und Kosten viel zu
groß wäre. Prüft man jedoch erst nach einer
ganzen Reihe von Maßnahmen, dann kann
man den Erfolg oder Misserfolg der Einzelmaßnahme
nicht mehr zuordnen. Solchen
und anderen Problemen widmet sich dieser
abschließende Teil.
Für eine gewisse Vorabprüfung eignen sich
Nahfeld-Messsonden. Bevor man diese einsetzt,
sollte man sich darüber klar werden,
welche Felder die überwiegende Rolle spielen.
Bei hohen Spannungen und geringen
Strömen sollte das E-Feld überwiegen, bei
hohen Strömen das H-Feld. Moderne integrierte
Schaltungen weisen kleine Spannungen
und zum Teil recht hohe Ströme
auf. Dabei kommt es nicht so sehr auf die
Absolutwerte der Ströme, sondern auf die
Geschwindigkeit ihrer Änderung an. Die
Änderung der magnetischen Feldstärke
pro Zeiteinheit ist die bestimmende Größe.
Genau diese wird von einer H-Sonde ausgewertet.
Die Amplitude des Sondensignals
ist direkt proportional zur Änderung des
magnetischen Flusses und damit zur Änderung
des erregenden Stromes. Deshalb sind
solche Sonden zur ersten und überschlägigen
Untersuchung der Wirksamkeit von EMV-
Maßnahmen besonders geeignet.
Knackpunkt Auflösung
Die Mehrheit dieser Sonden hat jedoch einen
erheblichen Nachteil: eine sehr geringe
räumliche Auflösung. Deswegen lässt sich
das Signal, das man aufnimmt, nicht mehr
eindeutig dem Urheber zuordnen. Man
achte deshalb beim Erwerb solcher Sonden
besonders auf eine hohe Auflösung für
das magnetische Feld. Dies wird besonders
darum immer wichtiger, weil die Integrationsdichte
der Leiterplatten weiter zunimmt
und sich die Identifikation einzelner Störer
im Millimeterbereich abspielt.
Bild 1: Flächenstromsignal in der Nähe des
Vcc-Pins eines 74AC163
Bild 2: Flächenstromänderung in der Nähe
einer Kondensatorgruppe
Bild 3: Signal unmittelbar am Vcc-Pin eines
74AC00
70 hf-praxis 11/2018

EMV
Ihr Partner für
EMV und HF
Messtechnik-Systeme-Komponenten
Bild 4: Vergleichssignal bei
einem zweistufig gedämpften
Stromversorgungssystem
Messungen an 4-Lagen-
Multilayer
Bild 5: Das μ-H-Sonden-Signal bei einem
Aufbau ohne Entstörmaßnahmen
hf-praxis 11/2018
Bild 6: Halbierung der Signalamplitude
durch Serienwiderstand am Ausgang des
Takttreibers
Im Folgenden wird erläutert, wie man aus
den Sondensignalen interessante Details
entnehmen kann. Die Messungen erfolgten
an einem vierlagigen Multilayer im Format
einer Europakarte. Das Stromversorgungssystem
dieser Karte ist flächig ausgelegt. Der
Abstand zwischen Vcc- und GND-Fläche
ist 100 μm. Das Flächensystem ist durch
eine Kondensatorgruppe in der Mitte der
Platine entkoppelt.
In Bild 1 sieht man das Flächenstromsignal
in Nähe des Vcc-Pins eines 74AC163. Die
Amplitude bildet das Ausmaß der Änderung
des magnetischen Feldes ab und ist
damit proportional zur Stromänderung in
der Fläche an dieser Stelle. Der zeitliche
Ablauf ist recht schnell. Die Flankenzeit
liegt im Subnanosekunden-Bereich. Dies
hat seine Ursache darin, dass hochfrequente
Stromkomponenten vor allem in unmittelbarer
Nähe des Vcc-Pins fließen, denn sie
können nur aus der Ladung der Vcc-Fläche
selbst kommen. Über größere Zuleitungen
können die hochfrequenten Komponenten
nicht zugeführt werden, da deren Impedanz
zu groß ist. Am Vcc-Pin selbst ist kein Stützkondensator,
weil dieser ebenfalls hochfrequente
Komponenten des Stroms nicht zu
liefern vermag. Die Kondensatorgruppe
vermag nur die niedrigen Frequenzkomponenten
zu liefern. Bild 2 zeigt die Flächenstromänderung
in ihrer Nähe. Man erkennt,
dass dieses Signal wesentlich „langsamer“
ist als das in Bild 1. Die Flankenzeit liegt
bei 3 ns. Die Kondensatorgruppe kann den
Strom nur langsam in die Fläche einspeisen.
Solche Details lassen sich natürlich
nur mit hochauflösenden Sonden, wie einer
μH-Feld-Sonde, erkennen.
Das nächste Beispiel zeigt uns die Wirkung
absorptiver Entstörmaßnahmen. In Bild 3
ist das Signal unmittelbar am Vcc-Pin eines
74AC00 mit der μH-Feld-Sonde entnommen
worden. Die integrierte Schaltung wird hier
aus einem nicht gedämpften Vcc-GND-Flächensystem
gespeist. Die Änderungen des
magnetischen Feldes sind sehr erheblich.
Im Gegensatz hierzu sieht man in Bild 4 das
gleiche Signal, jedoch wird die Schaltung
hier aus einem zweistufig gedämpften Stromversorgungssystem
gespeist. Dies bedeutet,
dass der Vcc-Pin über eine Breitbanddrossel
an die Vcc-Fläche angeschlossen ist;
außerdem ist diese Fläche aus Gründen
der Dämpfung carbonisiert. Man erkennt,
dass die Amplitude des Signals wesentlich
kleiner als die in Bild 3 ist. Die Wirksamkeit
der Maßnahme ist bereits bei Anwendung
der Sonden deutlich erkennbar, ohne
dass ein größerer Aufwand an Messtechnik
erforderlich wäre.
Als letztes Beispiel soll der Abgriff eines Sondensignals
am Taktverteiler auf einer Europakarte
geschehen. Das Signal wird unmittelbar
am Ausgang des Takttreibers entnommen. In
Bild 5 sieht man das μH-Sonden-Signal in
einem Aufbau ohne Entstörmaßnahmen. Es
wird eine sehr große Amplitude von fast 60
mV erreicht. Eine sehr beliebte Maßnahme
zur Verbesserung der Situation ist die Einfügung
eines Serienwiderstands unmittelbar
am Ausgang des Takttreibers. Hier wurden
82 Ohm genommen. Bild 6 zeigt das Ergebnis:
Die Signalamplitude ist halbiert. Auch in
diesem Fall ist die Wirkung der Entstörmaßnahme
unmittelbar erkennbar. ◄
71
AVIONIK-PRÜFTECHNIK
& FUNKMESSPLÄTZE
Satelliten-Konstellations-Simulatoren
Testsysteme für Füllstandsmesser
Transponder & Interrogator Tester
Funkmessplätze (BOS, TETRA)
Testsysteme für Höhenmesser
Nav/Comm Tester
POSITIONING - TIMING -
NAVIGATION
Zeit- & Frequenzstandards
GPS/GNSS Simulatoren
Störsignal-Simulatoren
Enterprise NTP Server
Distributionssysteme
PTB Masterclocks
HF- & MIKROWELLEN-
MESSTECHNIK
Puls- & Signalgeneratoren
Zeit- & Frequenzzähler
Netzwerkanalysatoren
Spektrumanalysatoren
Leistungsmessköpfe
HF-Schaltfelder
HF- & MIKROWELLEN-
KOMPONENTEN
Hohlleiterkomponenten bis 325 GHz
HF-Komponenten bis 100 GHz
SATCOM-Komponenten
RF-over-Fiber
Subsystem
Verstärker
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 90 376
Email: info@emco-elektronik.de
Internet: www.emco-elektronik.de

Fachbücher für die
Praxis
Praxiseinstieg in die
Spektrumanalyse
Joachim Müller, ca. 200 Seiten,
über 200, überwiegend farbige Abbildungen,
Diagramme, Plots,
Format 21 x 28 cm, Art.-Nr.: 118106,
38,- €
Das Buch vermittelt auf verständliche Weise den
Praxiseinstieg in die Spektrumanalyse. Es richtet sich an
alle, die sich tiefere Kenntnisse über die Spektrumanalyse
aneigen wollen, sei es beruflich (z.B. Techniker, in der
Ausbildung von Berufen der Kommunikationstechnologie)
oder als ambitionierter Amateur. Viele Anleitungen für
praktische Versuche erleichtern das Selbststudium.
Es werden keine höheren Mathematik-Kenntnisse
benötigt, der Schwerpunkt liegt auf der Praxis, wobei die
unzähligen farbigen Grafiken zum leichteren Verständnis
beitragen. Jedem Messpraxiskapitel ist ein Abschnitt
„Hintergrundwissen“ zum jeweiligen Thema vorangestellt.
Aus dem Inhalt:
Hintergründe zur Spektrumanalyse: Zeit- und Frequenzbereich,
Fourier, Kurvenformen
• Spektrumanalyzer im klassischen Überlagerungsprinzip:
Blockschaltbilder, Basiskonzept und Erweiterung, Frontend,
ZF-Verarbeitung, Auflösefilter, Detektoren
• Die Schlüsselmerkmale des Überlagerungsprinzips
• Die Problemzonen des Analyzers: Rauschen, Kompression,
Übersteuerung, Dynamik, Korrekturfaktoren
• Moderne Analyzer-Konzepte: Neue Möglichkeiten durch FFT,
Konzepte, Abtastung, Fensterung - Oszilloskope mit FFT
• Messpraxis Amplitudenspektrum: Messen von niedrigen
und hohen Pegel, Kanalleistung, Frequenzzähler, Messung
in 75-Ohm-Systemen
• Messpraxis Rauschen: Hintergrundwissen Rauschen,
Rauschmaß, Rauschfaktor, Y-Methode, ENR und Präzisionsrauschquelle,
Twice-Power-Methode, nützliche
Softwaretools
• Messpraxis Einseitenband-Phasenrauschen: Hintergrundwissen
Seitenbandrauschen, S/N Verhältnis, Messgrenzen,
Offset, Problem SBN des Analyzers
• Messpraxis Verzerrungen und Intermodulation: Hintergrundwissen
Verzerrungen und Intermodulation, 1-dB-
Kompression, Harmonische, Intermodulationsprodukte,
Interceptpunkte, Zweiton-Verfahren, Rückwirkungsfreies
Zusammenschalten von Generatoren
• Messpraxis Modulation: Hintergrundwissen Modulation,
AM- und FM-Modulation, Seitenbänder, Impulsmodulation,
Pulsdesensitation, Nullstellen
• Messpraxis mit dem Tracking-Generator: Hintergrundwissen
Tracking-Generator, Blockschaltbild, Dämpfungsverlauf,
Verstärkungsmessung (Magnitude S21), Filtermessung,
Reflexionsmessbrücke, Antennenresonanzen, Rückflussdämpfung
(Magnitude S11)
• Der Spektrumanalyzer im Umfeld der EMV-Messung: Fakten
zum Einsatz des Spektrumanalyzer für EMV-Messungen,
Anforderungen aufgrund der Normung (CISPR), spezielle
EMV-Detektoren (Q-Peak), Zukünftige Verkürzung der
Messzeit durch FFT-Konzepte, sicherer Umgang mit der
Netznachbildung
• Panorama-Monitor: Unterschied zwischen Analyzer und
Panorama-Monitor, Blockschaltbild, moderne Konzepte
• Anhang: Formelsammlung, Diagramme und Tabellen für
die tägliche Messpraxis
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter
www.beam-verlag.de
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de

Antennen
Aktives GNSS-Antennenmodul mit
LNA und SAW zur besseren Ortung an
problematischen Orten
Antenova, Ltd., Hersteller von
Antennen und RF-Antennenmodulen
für angeschlossene Geräte
und das Internet der Dinge, verschickt
jetzt sein jüngstes Modul
kleinster Ortungsgeräte, das
Radionova M20047-1. Dabei
handelt es sich um ein aktives
Antennenmodul für GNSS-
Anwendungen in den Satellitenbändern
von 1559 bis 1609 MHz
unter Verwendung von GPS,
Glonass, Galileo oder BeiDou.
Das M20047-1-Antennenmodul
besteht aus einer SMD-Antenne
mit integrierten aktiven Komponenten:
einem LNA-Filter
und SAW zur Verstärkung der
Antennenleistung, sodass Designer
diese nicht mehr hinzufügen
müssen. Alle Komponenten
sind in einem FR4-Teil mit geringem
Stromverbrauch enthalten,
das Maße von nur 7 x 7 x 0,9 mm
und ein Gewicht von weniger
als 2 g aufweist. Der integrierte
LNA mit Filter verstärkt das
Signal zum GNSS-Rechner in
Umgebungen mit beschränkter
Sichtverbindung auf den Himmel
und problematischer Sichtlinie
zum Horizont.
Antenova hat außerdem eine
externe Anpassungsfunktion hinzugefügt,
um etwaige Verstimmungen
der Antenne durch nahe
gelegene sonstige Bauteile, wie
ein Kunststoffgehäuse oder eine
Batterie, auszugleichen.
Der vom Antennenmodul
benötigte Freiraum beträgt nur
7 x 5 mm. Zusammen mit seiner
winzigen Größe eignet sich das
M20047-1 dadurch perfekt für
kleine Ortungsgeräte, wo Platz
auf der Platine knapp ist, zum
Beispiel in tragbaren Geräten,
beim Asset-Tracking, in Sportskameras
und -ausrüstung sowie
in Smart-Uhren.
Das M20047-1 stellt eine
nützliche Alternative zur vorhandenen
„Sinica“-Antenne,
Artikel-Nr. SR4G008, dar, die
Antenova ebenfalls für Ortungsaufgaben
empfiehlt.
Die Antennen von Antenova
wurden eigens zur einfachen
Integration entwickelt, und das
Datenblatt und der Evaluations-
Kit für das M20047-1 sind erhältlich
über www.antenova.com.
Antenova bietet außerdem einen
kompletten technischen Support,
Antennenprüfung, Abstimmung
und Integration für seine
Kunden.
■ Antenova, Ltd.
www.antenova-m2m.com
Unsere Produkte:
HF-Koaxialkabel
HF-Steckverbinder
HF-Assemblies
über
500 Artikel
auf Lager
lieferbar
Unsere Leistungen:
Standardkonfektionen oder kundenspezifische
Lösungen bis 110 GHz durch unsere hauseigene
Manufaktur konfektioniert.
el-spec GmbH
Wir beraten Sie gerne!
Lauterbachstraße 23c, 82538 Geretsried
+49 8171 4357-0
sales@elspecgroup.de
elspec group
hf-praxis 11/2018 73

Titelstory
Five Steps to Selecting the Right RF Power
Amplifier
You need an RF power
amplifier. You have
measured the power
of your signal and it is
not enough. You may
even have decided on
a power level in Watts
that you think will meet
your needs.
Are you ready to shop for an
amplifier of that wattage? With
so many variations in price,
size, and efficiency for amplifiers
that are all rated at the
same number of Watts many
RF amplifier purchasers are
unhappy with their selection.
Some of the unfortunate results
of amplifier selection by Watts
include: unacceptable distortion
or interference, insufficient gain,
premature amplifier failure, and
wasted money. Following these
five steps will help you avoid
these mistakes.
Step 1 – Know Your Signal
Step 2 – Do the Math
Step 3 – Window Shopping
Step 4 – Compare Apples to
Apples
Step 5 – Shopping for Bells and
Whistles
Step 1 – Know Your
Signal
You need to know two things
about your signal: what type of
modulation is on the signal and
the actual Peak power of your
signal to be amplified. Knowing
the modulation is the most
important as it defines broad
variations in amplifiers that will
provide acceptable performance.
Knowing the Peak power of your
Jason Kovatch
Sr. Development Engineer
AR Modular RF, Bothell WA
www.arworld.us
signal will allow you calculate
your gain and/or power requirements,
as shown in later steps.
Signal Modulation and
Power- CW, SSB, FM,
and PM are Easy
To avoid distortion, amplifiers
need to be able to faithfully process
your signal‘s peak power.
No matter what the modulation
type is, you need to know the
Peak power. Fortunately, for
many modulation types Average
power is the same as Peak
power: CW, SSB (single tone and
voice), FM, and Phase Modulation
all have Average equal
to Peak power. The power in
these RF carriers is relatively
easy to measure with an Average
power meter, a Spectrum
Analyzer, or an RF Wattmeter.
Many RF amplifiers are rated
for CW power, so that spec will
apply for SSB (single tone and
voice), FM, and Phase Modulated
signals as well. For SSB,
since the carrier is suppressed,
the significant power is all in the
sideband carrier.
Watch out for AM
Modulation
AM Peak power depends on the
percentage of modulation, but
you may need to allow for 100%
modulation, which creates signal
peaks of 4x the unmodulated carrier,
or +6 dB. That means that
you would need a 400 W amp
to faithfully AM modulate a 100
W CW signal. If you have less
power available, or „headroom“,
your amplifier will be operating
in compression, which will distort
the signal by „clipping“ or
cutting off the peaks of the waveform.
Although some distortion
may by tolerable for speech communication,
since AM communications
are subject to a variety
of other impairments, you
should specify your RF amplifier
to produce the minimum AM
distortion possible. AM voice
communications usually use
modulation depth in the range
of 60...80%. Specifying performance
at 90% modulation will
provide a safe margin for most
AM communications.
AM Peak Power (dBm) =
CW Power (dBm) + 6 dB
(100% modulation)
AM Peak Power (Watts) =
CW Power (Watts) x 4 (100%
modulation)
A 100 W amplifier will begin to
clip a 100 W carrier as soon as
any AM modulation is applied.
Clipping is a form of distortion
that causes more problems than
just reducing signal „readability“.
Clipping also causes increased
harmonic products in the
form of carriers of substantial
power, which can cause interference
far off-frequency.
AM average power is not the
same as CW average power, as
74 hf-praxis 11/2018

Titelstory
it varies with the modulation depth. The
average power increases with modulation
depth. For sine wave modulation, the relationship
is as follows:
Modulation Index (M) = Modulation
Depth / 100
AM Average Power Increase = (1 + M 2 /2)
AM Average Power Increase in dB
= 10 log 10 (1 + M 2 /2)
Example for a 100 W CW with 70% Modulation:
AM Average Power Increase
= (1 + 0.70 2 /2)
AM Average Power Increase = (1 + .245)
AM Average Power Increase (ratio)
= 1.245
AM Average Power Increase in dB
= 10 log10 (1 + M 2 /2)
(Continued from the example above)
AM Average Power Increase dB
= 10 log 10 (1.245)
AM Average Power Increase dB = 0.95
To calculate the Peak power required when
you know your AM Modulation Depth or
Index:
AM Peak Power (Watts) = (M + 1) 2 x CW
Power
Example for a 3 W CW signal with 80%
Modulation Depth:
Peak Power (W) = (0.8 + 1) 2 x 3 W CW
Peak Power (W) = (1.8) 2 x 3 W CW
Peak Power = 9.72 Watts
Example for a 100 W CW signal with 90%
Modulation Depth:
Peak Power (W) = (0.9 + 1) 2 x 100 W CW
Peak Power (W) = (1.9) 2 x 100 W CW
Peak Power = 361 Watts
Modulation Format Approx. PAR ( dB) Without CFR Approx. PAR ( dB)
With CFR
64QAM 3.7 N/A
8VSB 6.5-8.1 4-6
W-CDMA (DL) 10.6 2.2-6.5
WIMAX/OFDM/WLAN 12-13 6-7
Multi-Tone or Multi-Carrier
Signals Can be a Big Surprise
If your signal has multiple discrete carriers
it will require more power to faithfully
amplify than you probably think. You cannot
simply add the individual powers. The
Peak power required for 100% fidelity is
equal to the individual carrier Peak power
times the square of the number of carriers.
That is because the Peak Power is equal to
E 2 /R. In this formula R is the load, so the
voltages across the load must be squared.
That means if you have two carriers with a
Peak Power of 1 W each, it will require a 4
W amplifier to avoid signal compression. If
you have ten carriers with 1 W Peak Power
each it will take a 100 W class A amplifier
to avoid compression! That may be overkill
for your application, as your modulation
may not require such very low distortion.
For a multicarrier signal with equal amplitude
carriers:
Peak Power (Watts) = (number of
carriers) 2 x Peak Power (W) of a single
signal
If your signal contains carriers with varying
power levels or modulation types, you can’t
go wrong by taking the square of the number
or carriers and multiplying it by the highest
single Peak Power signal expected.
Once you calculate the Peak Power you need,
the surprisingly high wattage may force you
to consider economizing. Before you begin
dropping the Peak Power wattage number
and shop for lower power amplifiers, bump
the amplifier class down to from A to AB.
That will provide your required Peak Power
number with typically a modest amount of
distortion and higher efficiency at lower
cost per Watt.
Complex Modulation Peak
Power is a Little More Complex
If your signal is modulated by complex
(simultaneous phase and amplitude) modulation
you will need to resort to specialized
means of measurement. If you have a peak
power meter, and you are sure no other
significant contributions to the signal power
are present, it should provide a valid peak
measurement. Checking with a spectrum
analyzer is always prudent to be sure of
what a broadband power sensor is „seeing“.
Lacking a peak power meter, a spectrum
analyzer that has a peak detector may
be used. Lastly, try a peak search marker
on a sample detector trace set to the Max
Hold function.
You can estimate Peak Power from an Average
power measurement based on your
signal format Peak-to-Average ratio (PAR)
or Crest Factor. For example, 64QAM has
a PAR value of about 3.7 dB. PAR actually
uses the RMS value, not average, so add
1.5 dB to the average power to get RMS
power. For a 64QAM signal with 0 dBm
average power:
0 dBm average + 1.5 dB ≅ 1.5 dBm RMS
1.5 dBm RMS + 3.7dB PAR ≅ 5.2 dBm Peak
These higher PAR levels translate to higher
power being needed in an amplifier. That can
be seen as inefficiency, as the heavy lifting
is being done at lower power levels, or as
a reasonable cost of increasing the density
of the data. Crest Factor Reduction (CFR)
schemes that pre-clip the signal can reduce
the PAR for some types of modulation, but
even so, complex modulated signals will still
degrade slowly over a wide power range as
the signal peaks are increasingly clipped in
the amplifier (see fig. 1). This causes progressively
increasing digital errors and also
pushes energy into adjacent channels, creating
„noise“. It is important to remember
that PAR for complex-waveform signals
can vary with the data payload sent, so try
to test your system with a worst-case data
set. Pseudo-noise (PN) data produced by
a signal generator may not represent your
worst- case signal.
So What if the Amplifier Runs
out of Headroom?
Running an amplifier out of the linear range
doesn‘t just mean you get less power out. It
can create big problems:
1. You can damage the amplifier. Power
amps typically specify a P 1 level to represent
a safe power output level (see Step
4 for a brief discussion about P 1 ). It is
good practice to make sure your Peak
signal levels stay under the P 1 level to
avoid over-driving the amplifier. Some of
the excess power that can not be translated
into the output waveform can appear
on the output transistors as heat. Typical
destructive levels for these expensive
devices are about P 6 or P 7 , only 5...6 dB
above P 1 . Add attenuation to the amplifier
input as necessary to keep under P 1 levels.
Many AR Modular RF amplifier designs
offer over-drive protection in the form
of an Automatic Limiter Circuit (ALC)
to prevent accidental over-drive levels.
Amplifiers employing newer Gallium-
Nitride (GaN) devices are more damageresistant
than the LDMOS devices that
preceded them.
hf-praxis 11/2018 75

Titelstory
2. You can ruin your signal. As your signal
peaks cannot be reproduced with the same
gain as the lower level signals, they are
distorted. This can mean the amplifier is
useless at your desired power level, and
must be used with lower gain or drive
levels and less power out. In general,
you must adjust the input level to reduce
the output power, or get a bigger amp.
Many AR Modular RF models offer
wide-range gain controls that help with
fixed power levels.
3. You can make other problems. The power
that is missing from your distorted signal
is appearing somewhere else- as interference
out of your frequency channel or
as harmonics way off-frequency. Complex-modulated
signals can create interference
in adjacent channels. Harmonics
are especially a problem with broadband
amplifiers that amplify the 2nd or 3rd harmonic
of the lower frequencies covered.
Since no input filters can be employed,
a conservative design with lots of headroom
is needed. Output filters can fix
harmonics but can dissipate a lot of heat
at high power, and need to be well designed
mechanically to be able to transfer
the heat to a sink.
Figure 1 shows an OFDM signal degrading
in an amplifier as the Peak power approaches
and crosses over the P 1 compression point.
The lowest trace is an uncompressed signal
with better than a 45 dB signal-to-noise ratio
(SNR). The middle Trace 2 shows the input
signal 10 dB higher than for Trace 1, with
signal peaks just touching the P 1 point. While
the gain across the data channel has increased
by 10 dB, Intermodulation distortion
has created „shoulders“ of noise, reducing
the SNR to 33 dB. Increasing the drive by
only 5 dB in Trace 3 shows that the power
in the adjacent channels has increased by
16 dB, and SNR has been reduced to about
22 dB. Your specific application will determine
what level of SNR is required or can
be tolerated.
Complex Modulation Needs
More Headroom But How
Much?
As shown, complex-modulation formats
exhibit high Peak powers compared to their
Average power. With Crest Factor reduction
(CFR) schemes, digital and amplifier linearization
techniques, and the variables of
the signal payload, the effective PAR and
range of acceptable non-linearity is wide.
Most digital formats can suffer modest to
moderate distortion and remain usable. For
example, absent other distortion, WLAN
Figure 1: OFDM signal degrading in an amplifier
modulation can still provide acceptable performance
when Peak power is limited to an
amplifier‘s P 1 power point (see Step 4 for
an explanation of P 1 ).
OFDM modulation with a PAR of 12 may
allow a Peak power de-rating of as much as
6 dB from Peak. De-rating the input power
to allow the amp to meet the Peak power
requirements is commonly referred to as
„back off“ and is expressed in dB. Even derating
by 6 dB leaves the Peak power still 6
dB over average, and that must allowed for
by either backing off the CW P 1 point by 6
dB or by adding 6 dB of headroom to the
output power rating of the amp. Your specific
application must determine the effective
PAR value you apply to the average
power of your signal when calculating the
Peak power, but Peak power will always be
significantly more than average power. Using
an effective PAR, or „back off“ of 6...7 dB
should provide a useful working number.
Pulse Modulation
Measuring pulse Peak power can be done
easily with a Peak power meter regardless
of pulse width. You can also calculate Peak
power by dividing Average Power by the
duty cycle of the pulse modulation.
Duty Cycle (dB) = 10 log(duty cycle
ratio)
Example for a pulsed RF train with an
Average power of 0dBm and a duty cycle
of 15%:
0 dBm + 10 log(0.15) = 8.24 dBm Peak
Try to use representative pulse trains or a
worst-case scenario to obtain Peak values
that will allow enough headroom for your
pulse peaks.
Step 2 – Do the Math – Do You
Need Gain or Power Numbers?
Your application determines either the signal
level you want your amplifier to produce (in
Watts or dBm) or the amount of gain you
require. If you require a specific signal level,
the difference between that power level and
the peak power of your signal is the minimum
degree of amplification, or gain, you
require. If you have a specific gain requirement
then your signal peak power added to
the gain will provide the minimum power
out necessary for the amplifier to produce.
Power Out (dBm) – Peak Power In (dBm)
= Gain (dB) Required
For example, you may know the Peak Envelope
Power (PEP) required to provide a
specific Effective Radiated Power (ERP) at
an antenna. In that case, for a signal with a
Peak power of 10 dBm and a desired PEP
of 50 Watts:
76 hf-praxis 11/2018

Titelstory
dBm = 10 log(milliwatts)
10 log(50,000 mW) = 47 dBm
+47 dBm PEP - 10 dBm Peak = 37 dB Gain
@ 50 W Peak Output (10 dBm Input)
Many RF amplifiers have different power
input specifications, but 0 dBm is fairly common.
In the example above, to avoid overdriving
the amplifier, it may be necessary to
add 10 dB attenuation to the RF amplifier
input to reduce the input power to 0 dBm.
In that case the example looks like this:
47 dBm PEP - 10 dBm Peak + 10 dB Attenuation
= 47 dB Gain (0 dBm Input)
If you know the Gain required but not the
Wattage necessary to provide it, add the
Peak power to the gain, and convert the
sum to Watts:
Peak power (dBm) + Gain (dB) = Peak
power out (dBm)
Power (Watts) = antilog 10 (dBm/10)
For example, you have a Peak signal power
of 3 dBm and require a Gain of 40 dB to
obtain a final peak power level of 43 dBm
to drive a larger power amplifier. Remember
to add 3 dB to the Gain to compensate
for the 3 dB attenuator to bring the input
level to 0 dBm:
0 dBm Peak + 40 dB Gain + 3 dB Attenuation
= 43 dBm = 20 Watts Peak
If your signal level is below 0 dBm, you
can search for amplifiers with higher gain
that will produce the desired power level in
Step 3. To determine the maximum Input
Power level for an amplifier, subtract Gain
from the CW P 1 power out:
Peak power out dB - Gain dB = Peak
Input level
For example, to find the Peak input level
for a 20 W amp with 48 dB gain:
20 W = 43 dBm
+43 dBm – 48 dB = -5 dBm
Step 3 – Window Shopping –
Select by Type, Frequency, and
Power
This step is where you can begin to preselect
amplifiers that might meet your requirements.
Here is where CW and Pulse amps
will diverge. The other big break point for
selection is whether you are shopping for a
„module“, or a system. A module is usually
a smaller unit that comes with or without
a heat sink, and usually without any controls
or indicators, designed to be integrated
into an assembly. A full system is selfcontained,
complete with chassis, cooling,
AC-DC power supplies, front-panel and
remote controls and indicators.
As amplifiers are usually designed over more
frequency ranges than power levels, it can
save time to first screen a vendor‘s lists by
Power Out, then by frequency, then by Gain.
Remember, Cheap Specs will
Shrink in the Wash- Shop for a
Size Larger
At this early stage of the process it is essential
to make your initial selection based on
a wider range of advertised powers and
frequencies than you think you need. Print
out the data sheets for any potential candidates
for further scrutiny in Step 4. As you
zoom into the specs you will find that the
band edges may not perform as well as you
might wish, or the power specs quoted are
overly optimistic. You might need to get an
amplifier with wider coverage to improve
flatness across your frequency band, or pick
a slightly more powerful amplifier than the
rating specified to get a reasonable margin
of gain or power. You may also find that
another spec will invalidate otherwise attractive
features, like poor Harmonic specs from
an amplifier being pushed a little too hard.
Step 4 – Comparing Apples to
Apples
Here is where you need to look closely at
the specs. Depending on the amplifiers you
have selected so far, you need to make an
educated choice which amps will actually
provide the gain and power for your application.
The important thing to accomplish
at this step is to make sure you are comparing
„apples to apples“ or in this case Usable
Watts to Usable Watts.
Signal Linearity and Usable
Watts
All amplifiers will compress at some level.
So this discussion will short-cut past the
relative virtues of amplifier Classes of Operation
so frequently seen in amplifier literature.
Either an amplifier is Class A or it is
not. If it is, the amplifier may be relied on
to provide superior performance in terms
of fidelity, low distortion, and immunity to
VSWR over the entire linear power range.
AR Modular RF can provide Class A RF
power amplifiers that exhibit the highest
signal linearity for the most demanding
applications, like the KAW2180, a 100 W
minimum dual-band Class A amplifier that
operates from 0.01...1000 MHz. All other
types of RF amplifier (usually Class AB) will
provide some more distortion in exchange
for efficiency, and may require some specdiving
to figure out how many linear watts
you will really get.
RF power amplifier ratings can be expressed
in many kinds of Watts: Average, P 1 , CW,
Peak, ALC Watts, even Peak-to-Peak (P-P).
You job here is to „normalize“ all the results
to a common and meaningful value, like P 1
Watts, so a direct comparison can be made.
P 1 Power vs. Saturated Power
All amplifiers exhibit gain compression at
higher operating levels, meaning the gain
(not the level) decreases as input power
rises. The output level at which the power
has deviated from true linearity by 1 dB is
typically specified as the P 1 point. Even Class
A amplifiers have a P 1 point. The P 1 power
level is the most useful reference to output
power as it can be measured directly and
accurately and indicates the practical power
limit that may be safely and conservatively
employed. Beyond the P 1 point, as input
power increases, compression also increases
until the departure from linear gain is
-3 dB, or one-half the power out that occurs
at lower powers. This is known as the Saturation
level or P 3 . This not generally regarded
as a usable or safe power level. The P 1
level is typically about 2 dB below the P 3
saturated power level.
Saturated Power P 3 - 2 dB = Usable
Power P 1
For example, for an amp specified at 100 W
out P 3 saturated power, the actual „usable“
power, or P 1 level, is found:
100 W P 3 - 2 dB = 50 dBm P 3 - 2 dB = 48
dBm
P 1 = antilog 10 (4.8) = 63 Watts P 1
Modulation usually requires some of linearization
to be effective when using power
levels above P 1 . Your job here is to look
through all the specs of amplifiers that have
„made the cut“ so far, and make sure that
for any amp specified in Watts, or anything
other than P 1 watts, you find the P 1 level
specification. If you don‘t, you may discover
that the rated power is the saturation
level. AR Modular RF typically specifies a
minimum power level below P 1 as the rated
power out. See if any amp specifications
provide you with a margin, and when you
look at P 1 power levels, include that margin
in your comparison.
hf-praxis 11/2018 77

Titelstory
Limit will also reduce Flatness as the gain
lowers. See fig. 2.
Figure 2: Power level vs. frequency
Gain – Too Much of a Good
Thing?
Make sure you are checking the gain of the
amplifiers that can provide the power out
you want, and referencing it to your signal
level. The designed input power level may
be too far from your signal level. You don‘t
want to have add a preamplifier or use
excessive attenuation, but it is not unusual
have to add a small amount of attenuation
on the input. Pick an amplifier that provides
enough margin that you can add a pad
on the input in case you find it is necessary
later to reduce the power out of the amplifier.
Variable Gain is a useful feature for
setting system levels.
Converting CW to AM
Modulation Specs
As stated before, AM Peak power is 4x CW
power or 6 dB. Use the P 1 level for CW
watts to calculate AM power. Divide CWrated
power by 4 (or subtract 6 dB) to estimate
available AM Power. If the specs say
something like „100 W CW, AM, FM, PM,
SSB“, it does not mean you may modulate a
100 W carrier with 100% AM. You should
be able to modulate 25 W with 100% AM.
With an under-powered amp, your only alternative
available to produce low-distortion
AM is to reduce the RF „drive“ to the amp
until the un-modulated carrier is 25% of the
linear output (-6 dB), drastically reducing
the output power. This is an especially poor
outcome if the original power spec was for
saturated power, as the result is decreased
by another 37%.
CW P 1 Watts x 4 = AM Peak Watts
For P 1 in dB:
CW P 1 dB - 6dB = AM Peak Watts
Flatness and ALC Power Levels
Most RF amplifiers specify Flatness. In general,
the wider the frequency coverage, the
looser the Flatness spec becomes. Flatness
is a good indication of the relative quality of
broadband design quality. Flatter amps are
easier to use as the gain is more predictable.
Automatic Level Control (ALC) is a feature
mainly used for CW modulation. RF power
amplifiers with ALC will usually specify an
ALC Power level in addition to P 1 Watts.
The main function of ALC is to provide
overdrive protection to the device at the
output of the amplifier. For CW signals
the ALC level defines the maximum RF
level available from the amplifier, regardless
of drive level. ALC can help protect
the amplifier from over-drive, and can also
provide improved Flatness, especially for
CW signals.
An adjustable ALC can allow you to vary
the ALC level below the P 1 point. ALC is a
„friendly“ limiter, creating much lower distortion
than P 1 . The ALC function will need
to be slowed or disabled for non-CW modulated
signals, or serious distortion will result.
Amplifiers with ALC Fast/Slow selection
can enable some limited ALC functionality
for non-CW signals, but it will be less
responsive. For amplifiers with variable
Gain, reducing the gain below the ALC
RF Pulse Amplifiers –
A Different World
Pulse amplifiers are a separate breed of RF
amplifier. Pulse amplifiers are rated in Peak
Watts and are commonly run at saturated
power levels, where compression makes
no difference to the modulation fidelity.
Pulse-specific amp designs come in two
types depending on the pulse modulation
method. The first, Pulse Gated amplifiers
can have a CW signal applied to the input
and an external gating signal is applied to
the amp to produce the pulsed output. Alternatively,
a pulse train is applied to the amp
input and the gating is used to quiet the amp
between pulses. The non-Gating type has
design features specifically for preserving
the shape of pulsed signals with fast risetimes.
A CW rated amp can also pass pulses,
but the highest pulse fidelity is obtained by
design features not usually contained in a
CW amp. If your main requirement is for
pulse performance, select from pulse amps
with the correct Peak power rating.
Harmonic Distortion – Trouble
is Just an Octave Away
Having worked your way down to a short
list of amps that will meet your P 1 , gain and
frequency requirements, you need to pick
an amplifier with low Harmonic levels, as
compared to other like designs. Harmonics
are a relative indicator of amplifier design
quality and stress. Harmonic distortion is
measured in dBc, or the power level as compared
to the output carrier power. Harmonic
specs vary widely, from relatively high
levels in the low teens, like -13 dBc, to much
lower levels like -60 dBc or less. The higher
power range of numbers is usually associated
with broader-band amplifiers that can
not employ a filter at a harmonic frequency
as it is in the gain passband. Out of the gain
passband, filters can knock harmonics way
down, but a filter following a high power
amplifier can get really hot, depending on
the energy absorbed, and that heat can lead
to a short filter life. For narrower amps with
a bandwidth less than an octave wide, a better
scheme is to reduce them with a conservative
design and then a cooler-running
filter, if needed. Make sure when comparing
harmonics specs you understand any
big differences as they can be the result of
completely different types of amplifiers. If
you require the absolute minimum of harmonic
distortion, use a Class A amplifier.
78 hf-praxis 11/2018

Titelstory
Wide-Band or Band-Switched
– Automatic or Manual
Transmission?
Finally, make sure how your wide-band
operating frequencies are provided, either
by „band-switching“ or by a true, single
broad-band design. Some frequencies just
can not be effectively amplified by the same
design if they are too far apart. If you can
switch from one band to another (by switching
from one amplifier to another) you
may be able to get improved Gain, Flatness
and Harmonic distortion performance
for less cost.
Step 5 – Shop for Features –
The „Bells and Whistles“
When you have worked your way this far
you should have a short list of the available
amplifiers in the power and frequency
range that have a good chance of meeting
your needs. Within this selection you can
shop for the accessory functions that will
make your amplifier more usable, like blanking,
remote controls, variable Gain control,
VSWR tolerance, efficiency or power consumption,
size, other kinds of protection,
interfaces, and finally cost.
Some intangible factors can make a big difference
to your long-term happiness with
your final selection. Chief among these
is robustness of design, which appears as
a gain or power margin above the rated
power, which will equate to longer life with
fewer problems. Other factors include the
vendor‘s willingness to adapt a design for
your specific needs, a long-term commitment
to service by the vendor, and responsive
customer support.
About Impedance Mismatch
Tolerance
You may feel some important factors have
been left out of this selection process, like
load impedance variability. The truth is
no one knows what happens with random
VSWR. Almost anything is possible, even
gain. The main thing is you want to avoid
damaging the amplifier. Remember, reflected
power has done its work, and whether it is
an antenna or another amplifier, the important
thing is to present the signal accurately
to the load at as close to the right level as
you can, and survive whatever returns. AR
Modular RF is known for RF power amplifiers
that can withstand nearly infinite mismatch
conditions, like the KAW4040, a
200...500 MHz amplifier rated for 500 W
CW (minimum), with P 1 well above the 500
W level, and full VSWR protection.
At this point, you may find no amplifier
is a perfect fit for you. AR Modular RF
would like to speak with you about your
requirements. We routinely produce quality
custom amplifier modules and systems
and can modify our existing designs to meet
your needs.
AR Modular RF fabricates all our amplifiers
in Bothell, Washington, where the company
has attained the reputation for making and
supporting the finest RF Power amplifiers
for almost 4 decades. ◄
Von ISS bis Deep Space -
Faszination Weltraumfunk
Aus den Medien erfährt man immer
wieder von neuen Raumfahrt-Missionen.
Da geht es um Entfernungen, Reisegeschwindigkeiten,
Instrumente,
Forschungs ziele und Zeithorizonte.
Doch wie die gewonnenen Daten auch
von der Raumsonde zur Erde übermittelt
werden, bleibt meist unerwähnt. So ist
beispielsweise die Gemeinsamkeit fast
aller Missionen, das Deep Space Network
der amerikanischen Raumfahrtbehörde
NASA, in der Öffentlichkeit kaum
bekannt. Dieses Buch stellt es näher vor
und beschreibt, wie Satelliten, Raumstationen,
Raumsonden und Lander mit
der Erde kommunizieren. Dazu dienen
ausgewählte Satellitensysteme und
Raumfahrt-Missionen als anschauliche
Beispiele. Und zum Schluss erfährt der
Leser noch, welche Überlegungen etwa
für eine Kommunikation über interstellare
Distanzen angestellt werden müssen,
wie man sich auf realistische Weise
dem Thema SETI nähert und was für eine
Rolle Laser-Strahlen und Quanten bei
der Kommunikation
im Weltraum für eine Rolle spielen.
Aus dem Inhalt:
• Das Dezibel in der
Kommunikationstechnik
• Das Dezibel und die-Antennen
• Antennengewinn, Öffnungswinkel,
Wirkfläche
• EIRP – effektive Strahlungsleistung
• Leistungsflussdichte,
Empfänger- Eingangsleistung und
Streckendämpfung
• Dezibel-Anwendung beim Rauschen
• Rauschbandbreite, Rauschmaß und
Rauschtemperatur
• Thermisches, elektronisches und
kosmisches Rauschen
• Streckenberechnung für
geostationäre Satelliten
• Weltraumfunk über kleine bis
mittlere Entfernungen
• Erde-Mond-Erde-Amateurfunk
• Geostationäre und umlaufende
Wettersatelliten
• Antennen für den Wettersatelliten
• Das „Satellitentelefon“ INMARSAT
Frank Sichla, 17,5 x 25,3 cm, 92 S., 72 Abb.
ISBN 978-3-88976-169-9, 2018, 14,80 €
• Das Notrufsystem COSPAS-SARSAT
• So kommuniziert die ISS
• Kommunikation mit den Space Shuttles
• Das Deep Space Network der NASA
• Die Sende- und Empfangstechnik der
Raumsonden u.v.m.
hf-praxis 11/2018 79

New Frequency Control Products
Euroquartz is exhibiting its
latest ranges of frequency control
products at the forthcoming
Embedded Design Show (EDS
2018, October 17 th & 18 th , Ricoh
Arena, Coventry, UK) and Electronica
(13 th to 16 th November,
Messe, Munich, Germany).
Highlights include recently
launched high speed current
steering logic (HCSL) versions
of the company’s ultra-low
phase jitter EQJF clock oscillator
range, ultra-low power, fast
start-up, high shock resistance
oscillators from Statek Inc. and
a range of switchable crystal
oscillators offering users the
ability to provide four different
frequencies.
Offering a range of frequencies
from 50 to 700 MHz, ultra-low
phase jitter EQJF clock oscillators
with HCSL outputs deliver
a less “noisy” solution compared
with static logic types, a major
benefit for mixed low voltage
signal processing and essential
in applications such as optical
communications, PCI-Express
and Intel chipsets etc. With phase
jitter of 150 fs typical, 300 fs
maximum, this new generation
of oscillators is produced in the
UK and available for delivery in
one to two weeks. HCSL offers
the fastest switching speeds
with power consumption – at
94 mA typical, 115 mA maximum
– lying between LVCS and
LVPECL types.
EQJF series HCSL oscillators
feature a choice of supply voltages
– 1.8, 2.5 or 3.3 V – with
frequency stability specifications
of ±25, ±50 and ±100 ppm over
both commercial (-10 to +70 °C)
and industrial (-40 to +85 °C)
temperature ranges available as
standard. Tighter custom options
can be supplied to special order.
Complementing the EQJF series
is the EQVJF range of voltagecontrolled
crystal oscillators
(VCXOs) offering frequencies
from 150 to 700 MHz with identical
options and similar RMS
phase jitter performance.
Also on show will be Statek’s
CXOLHG oscillator offering
ultra-low power, fast start-up and
high shock resistance characteristics
in a surface-mount package
measuring just 3.2 x 1.5 x 0.95
mm. Features include frequency
output of 32.768 kHz and typical
low power consumption of
1 µA at 3.3 V supply voltage.
This is comparable with a tuning
fork design while fast start-up
time of 3 ms typical and tight
frequency stability are as good
as those obtainable with AT-cut
crystal designs. The new oscillator
is also capable of withstanding
shock up to 30,000 g and
above, significantly higher than
that achieved by tuning fork designs.
With full military testing
available, Statek’s CXOLHG
oscillator also offers low acceleration
sensitivity, typically 0.5
ppb/g, essential in aerospace
applications.
Specifications include supply
voltage range from 1.8 to 3.3
V, calibration tolerance of ±25
ppm, output load (CMOS) of
15 pF and ageing of ±3 ppm in
first year. Frequency stability is
±10 to ±50 ppm over commercial
temperature range from 0
to 70 °C, ±20 to ±50 ppm over
industrial temperature range
from -40 to +85 °C, and ±35 to
±50 ppm over military temperature
range from -55 to +125
°C. Shock options encompass
30,000, 50,000, 75,000 and
100,000 g (0.3 ms, ½ sine) while
vibration survival is 20 g, 10 to
2000 Hz, swept sine.
Euroquartz is also showing its
latest range of switchable crystal
oscillators offering users
the ability to provide four different
frequencies. The new
QuikXO HC_JF series oscillators
are available in frequencies
from 15 to 2100 MHz with
a choice of outputs including
LVCMOS (up to 250 MHz),
LVPECL, LVDS and CML differential.
High current steering
logic (HCSL) differential outputs
are available for frequencies
up to 700 MHz. Integrated
phase jitter performance of 150
fs maximum makes these crystal
oscillators particularly suitable
for high frequency applications.
QuikXO HC_JF series crystal
oscillators are available at low
cost and can be delivered in days
for prototypes with a choice of
supply voltages – 1.8, 2.5 or 3.3
V – across the range apart from
LVPECL with 2.5 and 3.3 V
only. Customers can select any
four frequencies in the range and
the oscillator can switch to each
as required, useful in frequency
bus distribution applications on
multi-processor boards where
several frequencies are required
for the different processors. The
four chosen frequencies can all
be synchronised from the single
crystal oscillator instead of
trying to sequence multiple clocks
to achieve switching in of
the various processors.
electronica, Hall A6, booth 530
■ Euroquartz, Ltd.
sales@euroquartz.co.uk
www.euroquartz.co.uk
80 hf-praxis 11/2018

RF & Wireless
Integrated Rotary Joint and
Slip-Ring Assembly
Link Microtek has introduced a compact
new integrated rotary joint and slip-ring
assembly (RJSA) for use in the stabilised
antennas of both commercial and military
Ka-band satellite-on-the-move (SOTM)
communication systems. These systems are
deployed on mobile ground vehicles, ships
or aircraft to provide broadband network
access for high-data-rate applications such
as real-time high-definition video or transmission
of telemetry data.
By combining the functions of the microwave
rotary joint and slip-ring into one
device, the new AM28RJDSR integrated
assembly helps SOTM system manufacturers
with the key design consideration of minimising
the height of their antenna radomes.
This dual-channel unit uses a central
27.5...31 GHz channel, implemented in
WR28 waveguide and K-type coax, for
transmitting RF signals with a power of up
to 40 W, while a DC...2.15 GHz SMA coaxial
outer channel is provided for L-band
receive signals. The integrated slip ring
conveys electrical power from the SOTM
system’s stationary pedestal to components
on the rotating side, including motors, encoders
and GPS receivers.
The RJSA offers excellent microwave performance,
with a SWR of 1.3 and a typical
insertion loss of just 0.5 dB on the transmit
channel. The receive channel has a power
rating of 1 W, a SWR of 1.5 and a typical
insertion loss of 0.4 dB. Isolation between
the channels is specified as -25 dB.
Designed for lock-on and dither operation
with 360-degree rotation in both directions,
the device is fabricated from lightweight aluminium
and is suitable for use in ambient
temperatures ranging from -40 to +60 °C.
In addition to the AM28RJDSR, Link Microtek
is able to offer RJSAs to meet customers’
particular requirements including, for example,
configurations suitable for Ku-band
and X-band applications.
■ Link Microtek, Ltd.
sales@linkmicrotek.com
www.linkmicrotek.com
GNSS LNA Frontend Modules
Skyworks presented new FEMs, the
SKY65933-11 and SKY65943-11. These
turnkey GNSS connectivity solutions feature
Skyworks’ proprietary TC-SAW filters,
are designed specifically for IoT applications
including smartwatches, action cameras,
drones, asset trackers and personal
navigation devices, and can be easily integrated
by wireless module and IoT device
manufacturers.
Both modules come in a compact 2.5 x 2.5
mm Multi-Chip Module (MCM) package
with surface-mount technology and offer
extremely low leakage current (1 µA max.)
– a key benefit for battery powered IoT
devices. They also integrate a pre- and postfilter,
LNA and matching to reduce PCB area
versus a discrete implementation, as well
as a single DC supply for design flexibility
and simplicity. The SKY65933-11 and
SKY65943-11 are multi-GNSS compatible
covering GPS, Glonass, Galileo, Compass
(BeiDou) and QZSS receiver applications
in the 1559...1606 MHz frequency range.
■ Skyworks Solutions, Inc.
www.skyworksinc.com
Multiband Antenna
Series for High-Precision
Applications
From u-blox comes the ANN-MB multiband
active GNSS antennas, tailored
specifically to the needs of applications
requiring centimeter-level positioning
accuracies. ANN-MB offers product
designers an attractively priced, easyto-implement,
and reliable multiband
antenna solution.
The ANN-MB antenna series builds on
ublox’s two decades’ worth of experience
with high performance antennas
for global navigation satellite system
(GNSS) receivers. Developed in conjunction
with the recently announced
ublox F9 multiband high precision
positioning platform, ANNMB receives
signals on the L1 and L2/L5 bands of
all four global navigation satellite constellations
(GPS, GLONASS, Galileo,
and BeiDou).
The antenna features versatile mounting
and connector options (SMA,
SMB, MCX) and supports an extended
temperature range (up to 105 °C),
making it suitable for applications
subject to extreme temperatures. Its
excellent price-performance ratio and
ease of installation make it ideal for
small to medium size customers with
little experience with GNSS antennas,
however would like to accelerate their
time to market.
A limited amount of ANN-MB-00
(SMA) prototypes are available now,
and production of the ANN-MB series
is planned for December 2018.
■ ublox AG
info@u-blox.com
www.u-blox.com
hf-praxis 11/2018 81

RF & Wireless
GaN Epiwafer Solutions for
5G
EpiGaN has showed its latest GaN epiwafer
developments tailored to 5G applications.
GaN enables smaller, lighter and higher-performance
systems with added functionality
for power conversion and sensor applications.
Furthermore, GaN is being readied
to enable key features of new-standard 5G
cellular wireless networks. These future
communication systems require exceptionally
high-speed connections for multimedia
streaming, virtual reality, M2M, or
autonomous driving.
EpiGaN has taken up the 5G challenge and
released large-diameter versions of its HVRF
(High Voltage Radio Frequency) GaN-on-
Si, as well as GaN-on-SiC wafer product
families. Customers can choose from various
optimized top structures to best serve
their specific RF device needs – AlGaN,
AlN or InAlN barriers combined with GaN
or in-situ SiN caps – on Si substrates up to
200 mm, and SiC up to 150 mm diameter.
EpiGaN‘s HVRF products enable excellent
dynamic behavior, highest power densities
at mmW frequencies and lowest RF losses
(

RF & Wireless
2.9 mm Power Dividers offer
Broadband Performance
QPQ1295 insertion loss is typically 1.9
dB (3 dB maximum). When coupled with
the QPQ1296 filter, superior between band
isolation and rejection performance is guaranteed.
Offered in a 3 x 3 mm package.
■ RFMW, Ltd.
info@rfmw.com
www.rfmw.com
Single and Dual Channel
Switch + LNA
RFMW, Ltd. announced design and sales
support for new switch + LNA modules
from pSemi. Four modules are available
for 4G, 4.5G macro/micro cells and 5G
massive MIMO systems. Two single-channel
modules (PE53111 and PE53110) and
two dual-channel modules (PE53211 and
PE53210) are available covering 2.3 to 2.7
GHz and 3.3 to 3.8 GHz. Capable of handling
5 W average power, gain is greater
than 30 dB. Current draw is only 90 mA per
channel at 5 V offering 25% lower power
consumption than similar modules. In addition,
the 5 x 5 mm modules contain internal
matching networks and on-chip regulators/
controllers thereby reducing PCB footprint
requirements by 60% with no external components
needed. Receivers in remote radio
heads and pico-cells benefit from the high
input power capability.
■ RFMW, Ltd.
info@rfmw.com
www.rfmw.com
RFMW, Ltd. announced design and sales
support for MECA Electronics 2-way, broadband,
resistive, power dividers covering DC
to 18 GHz (802-3-9.000) and DC to 26.5
GHz (802-3-13.250) via high performance
2.9 mm connectors. Capable of handling up
to 1 W of average power, amplitude balance
of the 802-3-9.000 is 0.5dB maximum and
1 dB max. for the 802-3-13.250. Maximum
SWR is 1.3 and 1.4 respectively. Ideal for test
and measurement applications, both power
dividers are available through RFMW, Ltd.
■ RFMW, Ltd.
info@rfmw.com
www.rfmw.com
Cost-Effective 50 V GaN
Transistor
RFMW, Ltd. announced design and sales
support for a versatile, cost-effective GaN
transistor from NXP. NXP’s MMRF5017HS
operates from 30 to 2200 MHz and offers
125 W CW in narrow band applications
and 90 W CW in broadband applications.
For pulsed applications (100 µs, 20% duty
cycle), the transistor provides up to 200
W output. With up to 18 dB of gain, the
MMRF5017HS is suitable for applications
such as Radar, jammers, EMC testing, emergency
service radio and cellular infrastructure.
GaN on SiC technology offers high
power densities. Coupled with 50 V operation,
system efficiency is increased and
overall operating costs reduced. Offered in
eBook “RF Electronics:
Design and Simulation”
An updated edition of the popular Professor
Kikkert’s eBook „RF Electronics:
Design and Simulation“ featuring NI
AWR Design Environment software
is available for free download on the
ni.com/awr site. Written by Dr. C. J.
Keith Kikkert, adjunct associate professor
at the School of Engineering
and Physical Sciences at James Cook
University (JCU), the eBook provides a
basic understanding of computer-aided
RF circuit simulation and key RF component
design theories and techniques
for the working engineer.
Exploring the design methodology
behind common radio blocks such as
amplifiers, filter, oscillators and passive
components, this third edition
now includes a new chapter on RF
operational amplifiers (OpAmps) with
bandwidths greater than one gigahertz
as they offer exciting new capabilities
in phased-lock loops (PLLs) and other
high-speed applications. The eBook
relies upon Microwave Office circuit
design software and AXIEM planar
electromagnetic (EM) simulator to
illustrate design concepts. Also included
is new material on reflectionless filters
and three-dimensional printing of
printed circuit boards (PCBs), as well
as numerous other updates.
■ National Instruments
www.ni.com
a flange package, broadband, 30...940 MHz
reference designs are available.
■ RFMW, Ltd.
info@rfmw.com
www.rfmw.com
hf-praxis 11/2018 83

RF & Wireless
Telemetry Systems Development Design Flow
Improves Productivity 150%
Aeronautical telemetry
systems provide
critical on-board
flight information to
validate and assess the
performance of the
aircraft’s subsystems.
Aeronautical
manufacturers and
their suppliers rely on
robust instruments to
monitor and transmit
this information
without failure.
As the industry leader in highperforming,
top-quality telemetry
products for a demanding
customer base, Quasonix must
balance customer demand for
products that outperform all
others with the need to remain
competitive in their pricing.
An issue telemetry product developers
face is ensuring excellent
agreement between simulations
and measured performance in
order to be confident about their
design optimization results and
achieve first pass success. In
addition to world-class harmonic
balance technology for nonlinear
simulation, engineers rely
on electromagnetic (EM) simulation
for design verification and
accurate device models for surface-mount
passive and active
components.
Often the nonlinear models,
load-pull power device data, and/
or S-parameter models for active,
as well as passive, devices that
are provided by many device
manufacturers are not accurate
enough to ensure first-pass
design success.
By relying heavily on RF/
microwave simulation software
combined with highly-accurate
models, engineers at Quasonix
can focus on improving the
performance of their products
without being concerned about
the accuracy of the models used
in their designs. Without simulations
that yield accurate results,
the design and production costs
would rise with additional prototype
iterations, delaying time
to market and cutting profit
margins.
Solution
Quasonix designers have developed
a novel design flow that
enables design success in a single
pass. The methodology uses the
NI AWR Design Environment
platform, specifically Microwave
Office circuit simulation software
combined with EM simulation
from the AXIEM 3D planar
method-of-moments (MoM) solver
and highly accurate Modelithics
Microwave Global Models
for passive components and nonlinear
models for active devices
such as transistors. When developing
a new system, Quasonix
typically builds the entire transmitter,
rather than prototypes,
relying on the accuracy of the
RF simulations, including the
component models, to ensure
success.
Business Benefits
The adoption of Microwave
Office software along with
device models from Modelithics
has enabled Quasonix designers
to eliminate several printed
circuit board (PCB) spins and
shorten the circuit development
cycle by one-to-two months. An
additional benefit of this flow is
that the substantial RF expertise
required to accurately characterize
a component and deembed
the results has been eliminated
by deferring that effort
to the characterization experts
at Modelithics. This approach
enables the engineer to proceed
directly with circuit develop-
Business Impact Case Study
Quasonix, Inc.
National Instruments
www.ni.com/awr
Figure 1: Sample graph from the Modelithics free ROI calculator (roi.modelithics.com)
84 hf-praxis 11/2018

RF & Wireless
Figure 2: Cost and schedule estimates for design completion without and with accurate models
ment, thereby saving several
weeks of design effort.
A final benefit is that the designer
can optimize the circuit performance
for a particular application,
given simulation capability
and component models that
accurately predict the operating
performance. From this point, it
is easy to redesign the amplifier
for a different frequency band or
power level to meet customer
requirements, saving additional
design time.
The Quasonix team documented
the advantages of using this
approach based on cost savings,
shortened development schedule,
and improved designer
productivity. A cost/benefit analysis
of the required models was
done by preparing an example
return-on-investment (ROI)
calculation using a free ROI
calculator tool available on the
Modelithics website (Figure 1)
and a case study of an actual
transmitter circuit design project
that was accomplished in a
single pass 1,2.
An estimate of the design cost
and schedule impact with and
without adequate models is
presented in Figure 2. Without
improved models, the total
number of engineering hours
required was 101 engineer/132
technician/6 management hours,
resulting in a time schedule of
27.9 weeks (pink box) and a
cost of $35,752 (red box). On
the other hand, the total number
of hours to achieve a successful
design with improved models
was 77 engineer/100 technician/3
management hours,
resulting in a 2.5X reduction
in schedule by 17 weeks (pink
boxes) and 2.8X savings in cost
of $22,672 (red boxes). Related
analysis shows an annualized
engineering productivity improvement
of over 150 percent on
similar designs.
Figure 3 shows the cost impact
when two additional iterations
were required to complete the
design without adequate transistor
and passive component
models. A similar cost analysis
was done on a related entirely
passive filter design that resulted
in a schedule savings of 2.2X (5
weeks), a cost savings of $6,400,
and an estimated annual engineering
productivity improvement
of 90 percent on similar designs.
Figure 3: ROI results estimated cost savings
Conclusion
It can be concluded that, on cost
alone, the design cost savings
would nearly be justified on the
basis of a single design using NI
AWR simulation software combined
with accurate Modelithics
models. The remaining cost difference
would be justified quite
easily because of the schedule
improvement from 28 weeks
without accurate models, to 11
weeks with models, due to the
first-pass success that was achieved
in the design. ◄
hf-praxis 11/2018 85

RF & Wireless
Lowpower Location
Trackers
The ublox AG introduced the toolset
comprising the u-track software and
the C030-R410M application board.
The toolset is a rapid-prototyping platform
that lets product designers test
and optimize the position accuracy and
power consumption of wireless location
tracking applications that use LTE-M
and NB-IoT cellular networks, as well
as Global Navigation Satellite System
(GNSS) technology. The toolset targets
product engineers working on battery
powered applications such as sport,
people and asset trackers.
An increasing number of battery
powered consumer and industrial products
feature integrated GNSS receivers.
These products include virtual reality
headsets, smart watches, and devices
to track elderly people, containers or
parcels. With the ongoing roll-out of
low power wide area cellular networks
(LPWAN) such as LTE-M and NB-IoT
technologies around the world and the
extremely low power consumption
they enable, the range of use cases for
wireless location trackers is expected
to expand further.
The utrack software runs from embedded
firmware on the new ublox
C030-R410M application board. The
board, specifically designed to rapidly
prototype applications for the Internet
of Things (IoT), includes an ultra-small,
low power ublox ZOE-M8B GNSS
receiver and a size-optimized SARA-
R410M LTE-M/NB-IoT cellular communication
module.
Additionally, u-track includes a PC
software application. Its user-friendly
dashboard lets users log, retrieve, and
visualize power consumption, accuracy,
and other important values, such
as the time it takes the GNSS receiver
to calculate a position (Time-to-First-
Fix, TTFF).
■ u-blox AG
info@u-blox.com
www.u-blox.com
Compact, High-Performance
Frontends
Skyworks is pleased to introduce a family
of compact, high-performance RF front end
solutions specifically designed for LPWAN
and high-power Industrial, Scien tific, Medical
(ISM) applications including the connected
home, M2M, tracking and other
emerging IoT platforms. These highly integrated
modules support LoRa, SigFox and
other unlicensed band technologies, occupy
minimal board space and are power efficient,
making them ideal for sensors, beacons,
smartwatches, thermostats, wireless cameras,
medical pendants and smoke and CO
detectors. In addition, these new solutions
enable direct operation from a battery and
deliver more than quadruple the range with
improved sensitivity versus a standalone
system-on-chip (SoC).
■ Skyworks Solutions, Inc.
www.skyworksinc.com
Radio Communications
Tester Supports Mass
Production of 5G NR Devices
As part of the most successful family of
radio communication testers ever sold, the
R&S CMW100 radio communications tester,
with its flexibility and high measurement
speed, is the ideal solution for high-volume
manufacturing environments.
The progression to 5G networks will utilize
a wider range of spectrum bands, including
sub-6 GHz. The R&S CMW100 communications
manufacturing test set demonstrates
Rohde & Schwarz capability to support 5G
NR sub-6 GHz and will help accelerate the
5G ecosystem. Designed for testing and
verifying mobile phones and other wireless
devices, the R&S CMW100 supports carrier
frequencies up to 6 GHz and RF bandwidths
up to 160 MHz exceeding the current 5G
NR 3GPP specification where each component
carrier cannot be more than 100 MHz
wide. In line with high throughput expectations,
the R&S CMW100 can test up to
eight antennas and/or devices in parallel and
is ideal for use in fully automated robotic
production lines.
Supporting a wide range of methods for
reducing test time and maximizing capacity
utilization, the R&S CMW100 offers high
measurement accuracy and performance.
The test device can be installed vertically
or horizontally with an open architecture
that quickly integrates the latest computer
technologies. It has a dustproof housing for
high reliability and is fanless for silent and
cleaner operation.
In addition to sub-6 GHz 5G NR devices, the
flexible testing solution is suitable for other
wireless standards supporting legacy radio
access technologies such as GSM, WCDMA
as well as LTE, WLAN and Bluetooth. This
makes the R&S CMW100 a cost-effective
solution for mass production of both cellular
and non-cellular wireless connectivity
devices calibrated and verified in non-signaling
mode (analyzer/generator). Manufacturers
of handsets and devices will profit
from a variety of measurement functionalities
with a single investment in equipment,
training and adaptation costs.
■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
Safest LC Fiberoptic
Connector for FTTH Access
Huber+Suhner launched its world-first in
LC fiber connectors – the Coverino LC.
Created to enable safe optical connectivity,
a matching adaptor is available in addition
to the Coverino LC connector to offer
full mechanical, dust and laser protection,
ensuring complete protection for any user.
Providing optimal handling for consumers
to easily install at home, the connector is
compatible with the company’s patented
push-pull functionality, which can be added
to the connector to offer ease of installation
86 hf-praxis 11/2018

RF & Wireless
even in high-density environments. As well
as this, it has a simple and easy to use latch
mechanism to ensure connectivity can be
made with one hand.
The new connector is fully compatible
with standard LC connectors according to
IEC 61754-20, bringing high-speed, safe
connectivity to homes. Compared to other
similar products on the market today, the
Coverino LC additionally features an automatic,
spring-loaded shutter mechanism
allowing for the highest safety protection
when the connector is unplugged.
■ Huber+Suhner Group
www.hubersuhner.com
X-Band FEM Supports
Phased Array Radar with
High-Level Integration
RFMW, Ltd. announced design and sales
support for high-performance, X-band front
end modules. Designed for next-generation
AESA radar applications, the Qorvo
QPM2637 FEM incorporates a T/R switch,
power amplifier, low noise amplifier and
power limiter into a 6x6mm package. Saturated
output power from the transmit amplifier
is 36 dBm with small signal gain of 32 dB.
Noise figure, on the receive side, is 2.7 dB
with small signal gain of 21 dB. Built with
field-proven GaN technology, the QPM2637
can withstand up to 4 W of input power on
the receive side without permanent damage,
compared with a typical GaAs LNA, which
can be damaged by less than 100 mW. Operating
in the 9 to 10.5 GHz range, this GaN
FEM solves many challenges associated
with AESA radar system designs, including
greater power output, higher efficiency, reliability,
power and survivability, as well as
savings in size, weight and cost.
■ RFMW, Ltd.
info@rfmw.com
www.rfmw.com
Spring Base Mounted UHF
Antenna Flexes on Impact
RFMW, Ltd. announced design and sales
support for a Southwest Antennas’ halfwave,
dipole antenna. Part number 1001-
201 is designed to support permanent
ground communication stations or temporary
installations for short-term communication
networks in the 340 to 470 MHz
frequency range. Examples include Multi
User Objective Satellite Service (MUOS)
downlink band for military communications,
public safety radio systems and radios for
government, business, and industrial use. A
heavy duty spring base allows the antenna
to flex upon impact and return to its vertical
operating position, thereby reducing stress
on the mated RF connector. Offered with a
rugged, TNC male connector, the 1001-201
has 2 dBi of gain and can handle up to 50
W of RF input power.
■ RFMW, Ltd.
info@rfmw.com
www.rfmw.com
Solderless Vertical Launch
Connectors for DC to 50 GHz
Pasternack has introduced a new line of solderless
vertical launch connectors that are
ideal for high-speed networking, high-speed
computing and telecommunications applications.
Pasternack’s new series of vertical
launch connectors consists of 12 models that
provide SWR as low as 1.3 and maximum
operating frequency of up to 50 GHz, depending
on the model. These launches boast a
reusable clamp attachment and can be used
for microstrip or stripline. They are offered
in male and female versions, covering 2.4
mm, 2.92 mm and SMA interfaces, and
all models provide solderless installation.
These removable vertical launches feature a
stainless steel outer conductor, gold-plated
beryllium copper center contact and Polyetherimide
(PEI) insulators. They are ideal
for high-speed backplanes, signal integrity
measurements, semiconductor verification
boards, multi-channel tests and SERDES
applications.
■ Pasternack
www.pasternack.com
Product Line Engineered
to Protect Civil
Infrastructure Against
HEMP
Transtector Systems released a comprehensive
line of surge protection devices
engineered and tested to address the
growing threat of electromagnetic pulse
(EMP), specifically high-altitude EMP
(HEMP), in all types of communications
networks. HEMP Tested protection
devices from Transtector meet the
highest military standards and guidelines
from the Department of Homeland
Security (DHS) and the Alliance
for Telecommunications Industry Solutions
(ATIS).
By meeting peak threat levels of Military
Standard MIL-STD-188-125, Transtector
HEMP Tested surge protection
devices are optimized for high-level
protection in AC, DC and data network
applications. Innovative and patented
Transtector silicon avalanche diode
technology ensures long-term nondegrading
high performance.
What is HEMP? Broadly defined,
HEMP refers to an Electro-magnetic
reaction created by a nuclear explosion
detonated high above the planet’s surface.
The ensuing electromagnetic pulse
would have the potential to wreak havoc
on communications networks. Growing
nuclear threats around the globe push
the potential HEMP risk ever higher.
For product testing and reliability purposes,
HEMP measurements focus on
three pulses: E1 in nanoseconds, E2 in
microseconds (similar to lightning), and
E3, a longer phase potentially lasting
minutes on grid systems (similar to a
solar flare). For E4-level EMP solutions,
Transtector partner brand PolyPhaser
provides HEMP Tested RF solutions.
■ Transtector Systems
www.transtector.com
hf-praxis 11/2018 87

TINY
Wideband
Transformers & Baluns!
4 kHz -18 GHz ¢
From99ea.(qty.20)
Um
To support
einen noch
an
größeren
even wider
Bereich
range
von
of
Applikationen
applications,
zu
Mini-Circuits’
unterstützen,
tiny
decken
surface-mount
Mini-Circuits´
transformers
kleine SMD-Übertrager
and baluns
und Baluns jetzt den Frequenzbereich von 4 kHz bis 18 GHz ab! Unsere neusten Designs erreichen konsistentes Verhalten
über sehr breite Frequenzbänder, unsere Baluns haben ihren großen Nutzen für Ihre Chipsets bereits demon-
now cover frequencies from 4 kHz up to 18 GHz! Our latest designs achieve consistent performance across very
wide frequency bands, and our baluns have demonstrated great utility for use with your chipsets. With over 250
striert. Mit über 250 Modellen auf Lager, die eine große Auswahl an Schaltungstopologien und Impedanzverhältnissen
models in stock including a wide range of MMIC, LTCC, and core-and-wire designs, chances are, we have a
repräsentieren, sind die Chancen sehr groß, dass wir eine Lösung für Ihre Anforderungen haben.
solution for your needs!
Besuchen Sie www.minicircuits.com und nutzen Sie Yoni2, unsere
patentierte Visit minicircuits.com Suchmaschine, and use um unsere Yoni2 ® gesamte , our patented Modelldatenbank search engine nach
Ihren to search Performance-Kriterien our entire model zu database durchsuchen by performance und die Modelle criteria zu and finden,
die TC
NC
NCR2
find Ihre the models Anforderungen that meet erfüllen. your requirements. Kostengünstige Order kundenspezifische
today and have
0.15" x 0.15" 0.08 x 0.05” 0.08 x 0.10”
Designs them in sind hand – as bei soon schneller as Abwicklung tomorrow! – Cost-effective nur einen Telefonanruf custom entfernt! designs
Ceramic Ceramic
and simulations with fast turnarounds are just a phone call away!
RoHS compliant.
MTX
3x3mm
MMIC
www.minicircuits.com
Mini-Circuits ®
P.O. Box 350166, Brooklyn, NY 11235-0003 (718) 934-4500 sales@minicircuits.com
DISTRIBUTORS
528 rev C
528 rev C.indd 1 6/28/18 1:26 PM

MMIC
AMPLIFIERS
Selected models
now available
in die form!
DC to 26.5 GHz
from85 ¢
qty. 1000
RF
T L BELT
ERA
LEE
PSA
Gali,
GVA, PHA
AVM,
AVA, PMA
CMA Ceramic
NF from 0.5 dB, IP3 to +48 dBm, Gain from 8 to 39 dB, Pout to +30 dBm
Mit über 170 MMIC-Verstärkern, die den Frequenzbereich von DC bis 26,5 GHz* erfassen, sind die Chancen groß, dass
ein Verstärker Now with over von 170 Mini-Circuits MMIC amplifier Ihre Applikation models covering bereits mit frequencies abdeckt. Unsere from DC ultra-breitbandigen to 26.5 GHz*, including InGaP-HBT- die forms, und chances PHEMT-
Verstärker are Mini-Circuits bieten has eine your der application größten industriellen covered. Our Auswahlmöglichkeiten ultra-broadband InGaP bezüglich HBT and Verstärkung, PHEMT amplifiers Ausgangsleistung offer one of oder the
militärischer industry’s most System-Performance. comprehensive selections Sie können of gain, mit einem output Stromverbrauch power, IP3, and von noise 16 mA figure bei to 2,8 optimize V und Gehäusegrößen your commercial, wie
SOT-363 industrial, (1,35 or military x 2,25 mm) system auch performance. Ihre kritischsten They Ansprüche can even bezüglich meet your Abmessungen most critical oder size Leistungsverbrauch and power requirements erfüllen.
Unsere with supply strenge voltages Prozesskontrolle as low as garantiert 2.8V, current ein konsistentes consumption technisches as low as Verhalten 16mA, über and packages mehrere Produktionsläufe as small as SOT-363 hinweg,
sodass (1.35 x Sie 2.25mm). sich auf Our jeden tight Verstärker process control verlassen ensures können. consistent performance across multiple production runs, so you can
have confidence in every unit.
Besuchen Sie minicircuits.com und nutzen Sie
Visit minicircuits.com and use our Yoni2 ® unsere Yoni2-Suchmaschine, um unsere gesamte Modell-Datenbank nach
search engine to search our entire model database by performance criteria
Performance-Kriterien für das Modell, das Sie benötigen, zu durchsuchen. Sie werden Preisangaben, komplette Modell-
Spezifikationen,
for the model that
Charakterisierungsdaten,
meets your needs. You’ll
S-Parameter
find pricing, full
und
model
sogar
specs,
kostenlose
characterization
Muster von ausgewählten
data, S-parameters,
Modellen
and
finden.
even
Warum free samples also warten? of select Bestellen models! Sie So noch why wait? heute, Place und Sie your können order today, schon bald and have die benötigten units in your Verstärker hands as zur soon Verfügung as tomorrow! haben.
* Low-end frequency cut-off determined by external coupling capacitors and external bias choke. RoHS compliant
* Die untere Grenzfrequenz wird durch die externen Koppelkondensatoren und Bias-Drosseln festgelegt.
® Searching millions of actual
data points to meet your
specific requirements. FREE X-Parameters-Based
U.S. Patents 7739260
Non-Linear Simulation Models for ADS
7761442 https://www.modelithics.com/MVP/MiniCircuits
E Z
SAMPLES
To Get
FREE Samples On Demand!
www.minicircuits.com/products/ez_samples.shtml
www.minicircuits.com
Mini-Circuits ®
P.O. Box 350166, Brooklyn, NY 11235-0003 (718) 934-4500 sales@minicircuits.com
DISTRIBUTORS
476 Rev N
476rev N.indd 1
9/13/17 12:25 PM

RF & Wireless
SPDT High-Power
PIN Diode RF
Switches
Pasternack has unveiled a new
line of SPDT high-power PIN
diode RF switches that offer
desirable performance for transmit
and receive signal routing
applications. Typical applications
can involve use in radar
systems, EW applications, base
station infrastructure, repeaters,
military/microwave radios,
public safety/land mobile radios,
UHF/VHF radios, and test and
measurement applications.
Pasternack’s new line of SPDT
high-power PIN diode switches
provide input CW power handling
(hot switching) capability up
to 150 W, high isolation levels up
to 75 dB typical and frequency
coverage ranges from 20 up to
2700 MHz.
These PIN diode switch models
are all 50 Ohm designs with
integrated TTL logic circuitry.
Typical performance includes

OSZILLATOREN
Breitband Oszillatoren
BWO Oszillatoren
Clock Recovery Oszillatoren
Clock Oszillatoren
CMOS Oszillatoren
DRO Oszillatoren
FET Oszillatoren
Grundwellen Oszillatoren
Gunn Oszillatoren
Hochfrequenz Oszillatoren
Hohlleiter Oszillatoren
Hohlraum Oszillatoren
Impatt Oszillatoren
Leistung Oszillatoren
Mikrowellen Oszillatoren
Millimeterwellen Oszillatoren
OCXO Oszillatoren
PLL Oszillatoren
PLVCXO Oszillatoren
Puls Oszillatoren
Quarz Oszillatoren
Radar Oszillatoren
Rauscharme Oszillatoren
Regelbare Oszillatoren
Röhren Oszillatoren
Schaltbare Oszillatoren
Sinus Oszillatoren
Synthesizer Oszillatoren
Takt Oszillatoren
TCXO Oszillatoren
Transistor Oszillatoren
VCO Oszillatoren
VCXO Oszillatoren
Vervielfacher Oszillatoren
YIG Oszillatoren
Weitere Informationen erhalten Sie über –>
HEILBRONN Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn
Tel. +49 (0) 7131 7810-0 • Fax +49 (0) 7131 7810-20
HAMBURG Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt
Tel. +49 (0) 40 514817-0 • Fax +49 (0) 40 514817-20
MÜNCHEN Streiflacher Str. 7 • 82110 Germering
Tel. +49 (0) 89 894 606-0 • Fax +49 (0) 89 894 606-20
GLOBES
E L E K T R O N I K
hf-welt@globes.de
www.globes.de