Best_Of_2018

Titelstory
Bild 5: Gemessener Rauschboden vs. Cross Correlation Improvement Factor
Wie in Bild 2 dargestellt, werden
die externen HF-Signalquellen
als DUT1 und DUT2 bezeichnet.
Die internen LO-Quellen (Local
Oscillator - „HSX Series Synthesizer“)
des Analysators werden
hier als LO1 und LO2 bezeichnet.
Die internen LOs sind die
begrenzenden Faktoren für den
Phasenrauschboden des Analysators
im internen LO-Mode.
Um die Rauschbodengrenze des
Instruments genau wiederzugeben,
sollten die Signalquellen
DUT1 und DUT2 das gleiche
oder bessere Phasenrauschverhalten
wie LO1 und LO2 aufweisen.
Holzworth empfiehlt daher
einen Satz Festfrequenz-OCXOs
(Oven Controlled Crystal Oscillators)
als DUT1 und DUT2, um
ein besseres Phasenrauschen als
die internen LO1- und LO2-Synthesizer
zu gewährleisten.
Beispiel Rauschbodenmessung
Wie bereits erwähnt, sollten die
Quellen DUT1 und DUT2 zur
Messung des absoluten Rauschbodens
des Echtzeit Phasenrausch-Analysators
HA7062C
das gleiche oder bessere Phasenrauschen
aufweisen, als die
internen RF-Synthesizer der
HSX Serie LO1 und LO2. In
diesem Beispiel wurden zwei
100 MHz OCXOs von Wenzel
Associates als DUT1 und DUT1
ausgewählt (siehe Bild 3).
Beachten Sie, dass sowohl der
Mess-Offsetfrequenzbereich als
auch die Anzahl der ausgewählten
Kreuzkorrelationenen den
absoluten Phasenrauschboden
eines Cross Correlation-Phasenrauschanalysators
direkt beeinflussen.
Wenn DUT1 und DUT2
an ihre jeweiligen Eingangsports
angeschlossen sind, muss
der Benutzer dann gezielt die
gewünschten Einstellungen am
Mess-Offsetfrequenzbereich und
an der Anzahl der gewünschten
Kreuzkorrelationen vornehmen.
Sobald diese Einstellungen in
die Applikations-GUI eingegeben
wurden, wählt der Benutzer
einfach Acquire, und die Echtzeit-Cross
Correlation Engine
misst schnell den Rauschboden
des Instruments.
Bild 4 zeigt die verschiedenen
Pegel der gemessenen Rauschböden
des Instruments bei 1x, 10x
und 100x Kreuzkorrelationen
für ein 100-MHz-Messobjekt
(DUT). Beachten Sie, dass diese
Daten nicht von der tatsächlichen
Leistungsfähigkeit der Signalquellen
abhängig sind, die als
DUT1 und DUT2 verwendet
werden, sondern dass ihr Phasenrauschverhalten
mindestens
so gut sein muss, wie das der
internen LO-Synthesizer. Das
Phasenrauschverhalten der internen
LOs ist im Benutzerhandbuch
des Analysators verfügbar.
Echte Daten sorgen für
eine gute Laune
Die Phasenrauschanalyse ist
ein sehr nützliches Werkzeug
zur Quantifizierung der Signalstabilität
und wird in der Elektronik-
und Kommunikationsindustrie
immer häufiger eingesetzt.
Mit dem Aufkommen
der Kreuzkorrelation in der
Phasenrausch-Analyse sind
nun auch Messböden erfassbar,
die bisher als unmöglich galten.
Es ist jedoch sehr wichtig,
die grundlegenden Grenzen
des Phasenrauschmesssystems
zu verstehen, im Guten wie im
Schlechten. Ohne die Kenntnis
der tatsächlichen Rauschbodenbegrenzung
des Systems ist es
für den Benutzer schwierig, die
Gültigkeit seiner Daten nachzuweisen.
Das Holzworth-GUI
(Bild 5) zeigt die Differenz zwischen
dem aktuell gemessenen
Rauschboden (grüne Linie) und
dem berechneten Cross Correlation
Improvement Factor (schattierter
Bereich unter der roten
Datenlinie).
Der Cross Correlation Improvement
Factor zeigt, dass es
eine ausreichende Marge für
den 100-MHz-OCXO gibt, der
bei 25facher Kreuzkorrelation
getestet wird. Die eigentliche
25fach kreuzkorrelierte Rauschbodenmessung
zeigt jedoch, dass
die Margen nicht so groß sind
wie die, die durch die Echtzeitdaten
ermittelt wurden.
Wenn die Datenkurve tatsächlich
mit dem gemessenen Rauschbodenverlauf
konvergieren würde,
dann hat der Anwender einen
konkreten Hinweis darauf, dass
das Testsystem unter den eingestellten
Messbedingungen seine
Grenzen erreicht hat. Eine größere
Anzahl von Kreuzkorrelationen
könnte dann verwendet
werden, um den Rauschboden
weiter zu reduzieren (wie in Bild
4 gezeigt) um die Datengenauigkeit
sicherzustellen.
Man muss die mathematische
Natur von confidence interval,
improvement factor, gain indicator
usw. eines Cross Correlation-
Phasenrauschanalysators verstehen,
um das Messergebnis richtig
zu interpretieren. Wenn dagegen
ein Benutzer den Rauschboden
auf einfachere Weise messen
kann, sind solche Interpretationen
nicht erforderlich. ◄
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