4-2020
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
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April 4/<strong>2020</strong> Jahrgang 25<br />
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Lösungen - Innovationen - Meilensteine<br />
Quarzhersteller auf der Suche<br />
nach Alleinstellungsmerkmalen<br />
WDI AG, Seite 10
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Editorial<br />
Eine Lehrstunde für<br />
die globalisierte Welt<br />
Hendrik Nielsen<br />
Inside Sales Specialist FCP, WDI AG<br />
hnielsen@wdi.ag<br />
Nach dem Ausbruch des Coronavirus´<br />
Sars-Cov-2 in Wuhan<br />
und der rasanten Ausbreitung<br />
hat die chinesische Regierung<br />
teils drakonisch anmutende<br />
Maßnahmen eingeleitet, um<br />
eine weitere Verbreitung des<br />
Virus´ einzudämmen. Ganze<br />
Provinzen wurden unter Quarantäne<br />
gestellt, das öffentliche<br />
Leben größtenteils lahmgelegt.<br />
Wie erfolgreich diese Maßnahmen<br />
waren, lässt sich noch nicht<br />
genau sagen. Eine weltweite Verbreitung<br />
konnte jedoch trotzdem<br />
nicht verhindert werden.<br />
Just-In-Time<br />
Lieferketten<br />
Auch die globale Wirtschaft hat<br />
sich schnell infiziert und leidet<br />
nicht unerheblich unter den Folgen<br />
von Covid-19. Uns wurde<br />
deutlich vor Augen geführt,<br />
wie verwundbar die eng verzahnte<br />
Ökonomie des 21. Jahrhunderts<br />
ist. Die Werkbank der<br />
globalisierten Wirtschaft hat<br />
sich infiziert, ist teilweise zum<br />
Erliegen gekommen und viele<br />
Akteure müssen zusehen, wie<br />
ihre Lieferketten nach und nach<br />
abreißen. Unter Kostensparplänen<br />
geschrumpfte Sicherheitslager<br />
neigen sich zusehends dem<br />
Ende. Große Lager, mit ausreichend<br />
Reserven für einen längeren<br />
Produktionszeitraum, sind<br />
dank scheinbar nie abebbender<br />
Warenflüsse und aufgrund des<br />
massiven Einsparpotenziales<br />
von Just-In-Time-Lieferketten<br />
vielerorts abgeschafft worden.<br />
Stark globalisierte<br />
Elektronikbranche<br />
Es wird leider auf dramatische<br />
Weise deutlich, wie sehr wir uns<br />
von der chinesischen Wirtschaft<br />
abhängig gemacht haben. Gerade<br />
in der stark globalisierten Elektronikbranche<br />
und damit auch<br />
in unserem Kerngeschäft, den<br />
frequenzgebenden Bauteilen,<br />
ist dies zurzeit deutlich spürbar.<br />
Auch wenn längst nicht alle<br />
Hersteller ihre Fabriken in China<br />
unterhalten, so sind in den immer<br />
länger gestrickten Lieferketten<br />
doch trotzdem viele zumindest<br />
auf Zwischenprodukte aus dem<br />
Reich der Mitte angewiesen.<br />
Folgen dieser<br />
Katastrophe<br />
Für die Zukunft gilt es nun, aus<br />
den Folgen dieser Katastrophe<br />
zu lernen und vernünftige Rückschlüsse<br />
für unser unternehmerisches<br />
Handeln zu ziehen.<br />
Unvorhersehbare Ereignisse<br />
wie Epidemien und Pandemien<br />
müssen fortan ebenso wichtige<br />
Faktoren sein, die es beim Ausarbeiten<br />
einer globalen Lieferkette<br />
zu bedenken gilt, wie die allseits<br />
gefürchtete Obsoleszenz oder<br />
Allokation von elektronischen<br />
Bauteilen. Um Produktion und<br />
Lieferungen zukünftig sicherer<br />
zu machen und für den Härtefall<br />
gewappnet zu sein, bedarf es<br />
mehr Sorgfalt schon beim Aufbau<br />
breit aufgestellter Lieferantennetzwerke<br />
und der Auswahl<br />
zuverlässiger Handelspartner<br />
und Bezugsquellen.<br />
„Second Source“<br />
Solide und krisensichere Lieferketten<br />
müssen mit Sinn und<br />
Verstand aufgebaut und nicht<br />
hauptsächlich nach ihrem Einsparpotenzial<br />
bewertet werden.<br />
Beispielsweise ist es unabdingbar,<br />
so früh wie möglich mindestens<br />
eine „Second Source“<br />
für ein Bauteil zu testen und<br />
freizugeben. Bestenfalls kann<br />
Fortestzung auf Seite 6<br />
Oszillatoren, Filter<br />
und Quarze<br />
für Anwendungen im Bereich<br />
Kommunikation, Industrie,<br />
Militär, Automotive und<br />
Raumfahrt<br />
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hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 3
Inhalt 4/<strong>2020</strong><br />
Rubriken:<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt/Impressum<br />
6 Aktuelles<br />
8 Schwerpunkt Quarze<br />
und Oszillatoren<br />
42 Messtechnik<br />
57 Kabel und Stecker<br />
58 Bauelemente<br />
62 Verstärker<br />
65 Funkchips und -module<br />
69 RF & Wireless<br />
78 Aktuelles<br />
hf-Praxis<br />
ISSN 1614-743X<br />
Fachzeitschrift für HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
• Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14<br />
35039 Marburg<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
info@beam-verlag.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
• Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Reinhard Birchel<br />
Ing. Frank Sichla (FS)<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
• Anzeigen:<br />
Myrjam Weide<br />
Tel.: +49-6421/9614-16<br />
m.weide@beam-verlag.de<br />
• Erscheinungsweise:<br />
monatlich<br />
• Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
• Druck & Auslieferung:<br />
Brühlsche<br />
Universitätsdruckerei<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz<br />
sorgsamer Prüfung der Texte durch<br />
die Redaktion keine Haftung für<br />
deren inhaltliche Richtigkeit. Alle<br />
Angaben im Einkaufsführer beruhen<br />
auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchs namen,<br />
sowie Warenbezeichnungen<br />
und dergleichen werden in der<br />
Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />
verwendet.<br />
Dies berechtigt nicht zu der<br />
Annahme, dass diese Namen im<br />
Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu<br />
betrachten sind und von jedermann<br />
ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
Emerald-Plattform von<br />
SiTime<br />
Bei der Endrich Bauelemente<br />
Vertriebs GmbH ist die Emerald-<br />
Plattform der Firma SiTime<br />
erhältlich. Sie ist unempfindlich<br />
gegen Umwelteinflüsse<br />
wie Luftstrom, schnelle<br />
Temperaturänderung, Vibration,<br />
Schock und EMI und verringert<br />
die Systemgröße, da weniger<br />
unterstützende Komponenten und<br />
Abschirmungen notwendig sind.<br />
Synchronisationsfehler werden<br />
minimiert. 19<br />
Titelstory:<br />
Quarzhersteller auf<br />
der Suche nach<br />
Alleinstellungs merkmalen<br />
Frequency Control Products, also<br />
frequenzgebende Produkte wie<br />
Schwingquarze und Oszillatoren,<br />
werden heute für die Mehrzahl der<br />
Schaltungen benötigt und mit fortschreitender<br />
Technologisierung<br />
kommen nahezu täglich neue Einsatzmöglichkeiten<br />
und damit auch<br />
Anforderungen hinzu. Lesen Sie<br />
hierzu den Bericht ab Seite 10<br />
Kompaktes WiFi-Oszilloskop für zuverlässige Fernmessungen<br />
Plug-In Electronic stellt die neuen WiFiScopes aus dem Hause TiePie Engineering vor. Diese<br />
Oszilloskope sind äußerst robust und bieten höchste Flexibilität. Zudem verfügen sie über eine<br />
galvanische Isolierung, die genaueste Messergebnisse gewährleistet. 45<br />
4 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Vollständige Design- und<br />
Test-Lösung für DDR5-Speicher<br />
JYEBAO<br />
Der HA7062D von Holzworth ist ein Echtzeit-<br />
Phasenrauschanalyse-System, das von 10 MHz<br />
bis 26 GHz (optional bis 40 GHz) arbeitet. Es<br />
bietet Mess-Offsets von 0,1 Hz bis 100 MHz 51<br />
HF-Signalgeneratoren mit<br />
IQ-Option<br />
Der Spectran HF-80200 V5 RSA von Aaronia<br />
ist ein ferngesteuerter Echtzeit-Spektrumanalysator,<br />
der von 9 kHz bis 20 GHz arbeitet. Es verfügt<br />
über eine Echtzeit-Analysebandbreite von<br />
bis zu 175 MHz und eine sehr schnelle Sweep-<br />
Geschwindigkeit von bis zu 14 THz/s. Also ein<br />
sehr schneller Sweep-Modus, das Gerät scannt<br />
20 GHz in weniger als 20 ms 53<br />
Verbindungs lösungen für<br />
autonome Flugsysteme<br />
International News<br />
Next Generation Wi-Fi: 6 GHz<br />
is on the Horizon<br />
The push to open the 6 GHz band (5.925-<br />
7.125 GHz) to unlicensed use is being driven<br />
by explosive growth in consumers’ data<br />
needs, particularly from applications such as<br />
video streaming and video on-demand. The<br />
demand for data is being further bolstered by<br />
social media applications, audio platforms,<br />
and smart home devices. 69<br />
High-Linearity Power<br />
Amplifier for Band-3 Small<br />
Cells<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a high-linearity, two-stage power amplifier<br />
in a low-cost surface-mount package. The<br />
Qorvo QPA9903, with on-chip bias control<br />
circuit, is suitable for small cell base station<br />
applications over the 1805...1880 MHz frequency<br />
range (Band 3). 72<br />
New SatCom Software<br />
Reference Design<br />
Richardson RFPD, Inc. announced their<br />
full support for a new reference design<br />
from Wolfspeed, a Cree Company. The<br />
CGHV1F025S-AMP4 reference design is a<br />
balanced amplifier that combines two unmatched<br />
surface mount transistors to provide<br />
over 50 W of power from 4.4 to 5 GHz. 75<br />
Rosenberger bietet für den stark wachsenden Markt<br />
unbemannter autonomer Flugsysteme wie z.B.<br />
Drohnen (UAV, Unmanned Aerial Vehicles) eine<br />
Vielzahl hervorragend geeigneter Verbindungslösungen<br />
und -systeme. Steckverbinder zur Übertragung<br />
sehr hoher Datenraten (bis zu 20 Gbps)<br />
zur exakten Positionsbestimmung und Objekterkennung<br />
in GPS- oder LiDAR-Systemen 57<br />
SMD-Diplexer für DC bis 1,3 GHz<br />
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intensive handling<br />
Der SMD-Diplexer SDP-1R3G+ von Mini-Circuits<br />
trennt Signale in einem Frequenzbereich von<br />
DC bis 1300 MHz in einen unteren Bereich von<br />
DC bis 600 MHz und einen oberen Bereich von<br />
710 bis 1300 MHz. Die Isolation zwischen den<br />
beiden Frequenzbereichen liegt bei mindes tens<br />
33 dB und typisch bei 40 dB. Die Einfügedämpfung<br />
liegt bei maximal 1,2 dB in jedem Band und<br />
typisch bei nur 0,8 dB. 58<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 5<br />
5
Aktuelles<br />
dann im Ernstfall auf eine oder<br />
mehrere unabhängig voneinander<br />
agierende und lokal voneinander<br />
getrennte, also „echte“<br />
Second Sources, zurückgegriffen<br />
und die Gefahr eines möglichen<br />
Bandstillstandes deutlich verringert<br />
werden.<br />
In täuschender<br />
Sicherheit gewähnt<br />
Überdies lässt sich in diesen<br />
Tagen exemplarisch beobachten,<br />
wo es zu Verknappungen kommt<br />
und wo dringender Handlungsbedarf<br />
besteht. Hier und da lässt<br />
sich ableiten, welchen Ursprung<br />
die Ware hat, die vermeintlich<br />
bei einem deutschem „Hersteller“<br />
bezogen wird.<br />
Da es, gerade auch auf dem<br />
Markt der frequenzgebenden<br />
Bauteile, viele Händler gibt, die<br />
zugekaufte Produkte als „Hersteller“<br />
unter einer Eigenmarke<br />
verkaufen (sog. Private Label),<br />
hat man sich hier eventuell nur in<br />
täuschender Sicherheit gewähnt.<br />
Denn nicht selten kommt es<br />
vor, dass ein und dasselbe Bauteil<br />
tatsächlich auch in ein und<br />
derselben Fabrik gefertigt wird.<br />
Schnell wird dann schmerzlich<br />
bewusst, dass es sich eben leider<br />
nicht um eine echte Second<br />
Source handelt.<br />
Überblick behalten<br />
Den Überblick über Hersteller,<br />
Händler und unzählige<br />
Markennamen zu behalten ist<br />
zugegebenermaßen schwierig,<br />
doch mit gesundem Menschenverstand<br />
und einem erfahrenen<br />
Partner an der Seite, der schon<br />
beim Design-In unterstützt, nicht<br />
gänzlich unmöglich.<br />
Und am Ende bleibt dann –<br />
statt blanker Panik vor einem<br />
möglichen Bandstillstand und<br />
seinen weitreichenden Folgen<br />
– vielleicht auch noch Platz für<br />
ein bisschen Mitgefühl für die<br />
Menschen, die hinter unseren<br />
Lieferketten stecken und in den<br />
gefährdeten Gebieten alles daran<br />
setzen, den Warenfluss aufrecht<br />
zu erhalten.<br />
Hendrik Nielsen<br />
Entwicklungen für die nächste<br />
Mobilfunkgeneration<br />
Bild: FBH/P.Immerz<br />
Forschungsergebnisse ebnen den<br />
Weg zu 6G und Green-IT. Das<br />
Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut<br />
für Höchstfrequenztechnik<br />
zeigte auf der German<br />
Microwave Conference GeMiC<br />
<strong>2020</strong> Lösungen für energieeffiziente<br />
digitale Hochfrequenz-<br />
Leistungsverstärker.<br />
Erste Untersuchungen<br />
digitaler Verstärker<br />
Industrie 4.0, Smart Home &<br />
Smart Farming – mit der Digitalisierung<br />
steigen Datenmengen<br />
und Datenraten stetig an.<br />
Bisherige Frequenzbereiche in<br />
der herkömmlichen Mobilfunkkommunikation<br />
stoßen an ihre<br />
Grenzen. Höhere Signalbreiten<br />
im Sub-Terahertz-Bereich ab<br />
100 GHz werden daher immer<br />
interessanter – vor allem im Hinblick<br />
auf 6G. Energieeffiziente<br />
Verstärkerkonzepte für diesen<br />
Bild links: FBH/Schurian.com Bild rechts FBH/P.immerz<br />
Frequenzbereich sind hierbei<br />
von besonderer Relevanz, weil<br />
die Sende-Verstärker in Kommunikationssystemen<br />
den Großteil<br />
der Energie verbrauchen.<br />
Ressourcenschonende digitale<br />
Hochfrequenz-Leistungsverstärker<br />
bieten das größte<br />
Potenzial, Stromverbrauch und<br />
Betriebskosten zu senken. Dies<br />
ist ein wichtiger Schritt in Richtung<br />
Green-IT. Auf der German<br />
Microwave Conference präsentierte<br />
das FBH erstmalig Untersuchungsergebnisse<br />
des digitalen<br />
Leistungsverstärkerkonzepts im<br />
Sub-THz-Bereich. Dabei wurden<br />
erste Optimierungsansätze<br />
für die Modellierung der Transistoren<br />
und Verstärker vorgestellt<br />
– Grundstein für neuartige, flexible<br />
und kompakte digitale Senderketten<br />
bis 200 GHz auf dem<br />
FBH-eigenen Indiumphosphid-<br />
(InP)-Prozess.<br />
FBH-Entwicklungen<br />
Versorgungsspannungsmodulation<br />
(Envelope Tracking) ist<br />
ein weiterer Ansatz, mit dem<br />
das Ferdinand-Braun-Institut<br />
die Effizienz von HF-Leistungsverstärkern<br />
verbessert. Hierbei<br />
wird die Versorgungsspannung<br />
des Verstärkers entsprechend der<br />
momentanen Hüllkurve des zu<br />
verstärkenden Signals moduliert.<br />
Dazu werden zwei neuartige<br />
Demonstratoren ausgestellt.<br />
Zusammen mit der Europäischen<br />
Weltraumagentur ESA hat das<br />
Institut einen Verstärker für die<br />
Satellitenkommunikation bei<br />
1,62 GHz entwickelt. Darüber<br />
hinaus überträgt das FBH das<br />
Konzept der Versorgungsspannungsmodulation<br />
auch auf Millimeterwellenverstärker,<br />
z.B.<br />
für 5G. Das Modul arbeitet im<br />
Bereich von 20 bis 26 GHz.<br />
Auf dem Gebiet der Terahertz-<br />
Elektronik stellte das FBH<br />
THz-Detektoren auf Basis von<br />
GaN-HEMT-MMICs vor, die<br />
sich zu 2D-Arrays anordnen lassen.<br />
Sie eignen sich u.a. dafür,<br />
Kunststoffe zerstörungsfrei auf<br />
Materialfehler zu überprüfen.<br />
Mit besten Werten für die äquivalente<br />
Rauschleistung (NEP)<br />
100mA/W<br />
bei 500 GHz übertreffen sie<br />
bisherige THz-Detektoren in<br />
CMOS-Technologie.<br />
■ Ferdinand-Braun-Institut<br />
Leibniz-Institut für<br />
Höchstfrequenztechnik<br />
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6<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
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HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Schwerpunkt in diesem Heft:<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
Low-ESR-Quarze schwingen schnell an<br />
Petermann-Technik GmbH<br />
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Das Produktspektrum des Quarzspezialisten<br />
Petermann-Technik<br />
beinhaltet SMD-Quarze mit<br />
sehr niedrigem Widerstand für<br />
äußerst schnelles und sicheres<br />
Anschwingen. Es handelt sich<br />
u.a. um die Serien SMD03025/4<br />
(im 3,2×2,5-mm/4pad-Keramikgehäuse)<br />
und SMD02016/4<br />
(im 2×1,6-mm/4pad-Keramikgehäuse).<br />
Während umfangreicher<br />
Incircuit Tests stelle<br />
man bei Petermann immer wieder<br />
fest, dass die negativen Eingangswiderstände<br />
der geprüften<br />
Oszillatorstufen sehr niedrig sind<br />
und es dann sogar noch sehr<br />
große Streuungen von IC zu IC<br />
gibt. Die Applikationen müssen<br />
aber immer kleiner werden,<br />
sodass die Entwicklungsingenieure<br />
auf kleine Quarzgehäuse<br />
zurückgreifen müssen.<br />
Jedoch haben SMD-Quarze<br />
in kleineren Gehäusen höhere<br />
Widerstände im Vergleich zu den<br />
SMD-Quarzen mit derselben<br />
Frequenz in größeren Gehäusen<br />
und schwingen aufgrund der<br />
höheren Widerstände langsamer<br />
und instabiler in der Oszillatorstufe<br />
an. Beispielsweise haben<br />
die Low-ESR-Quarze mit der<br />
Standardfrequenz von 32 MHz<br />
einen ESR von 6 Ohm typ. (Serie<br />
SMD03025/4) bzw. von 15 Ohm<br />
typ. (Serie SMD02016/4). Bei<br />
der Verwendung in Funkapplikationen<br />
ermöglichen diese Quarze<br />
mit 32 MHz ein sehr schnelles<br />
und extrem sicheres Anschwingen,<br />
sodass die entsprechenden<br />
Funkapplikationen optimal und<br />
äußerst energieeffizient, innerhalb<br />
der spezifizierten Duty-<br />
Cycles, arbeiten können. Beide<br />
Quarzserien können mit einer<br />
Frequenztoleranz von
schen Störungen (EMI) eine hochstabile<br />
Zeitsteuerung gewährleistet. Die Unempfindlichkeit<br />
des Stratum-3E-DCOXCOs gegenüber<br />
Umwelteinflüssen vereinfacht zudem<br />
das Systemdesign. Im Gegensatz zu vielen<br />
herkömmlichen OCXOs kann er ohne jegliche<br />
zusätzliche mechanische Abdeckung<br />
oder Abschirmung für die thermische Isolierung<br />
überall auf der Leiterplatte platziert<br />
werden. Selbst in Umgebungen mit hoher<br />
Luftfeuchtigkeit ist keinerlei zusätzliche<br />
Abdichtung erforderlich.<br />
Der je nach Bedarf für die Betriebstemperaturbereiche<br />
-20 bis +70 bzw. -40 bis +80<br />
°C verfügbare DCOXCO SiT5721 benötigt<br />
3,3 V Versorgungsspannung. Muster<br />
des neuen Bausteins sind ab sofort verfügbar,<br />
Produktionsmengen voraussichtlich<br />
im Laufe des dritten Quartals <strong>2020</strong>. Ausführliche<br />
Informationen und Datenblätter<br />
stehen unter www.spezial.com/sitime zum<br />
Abruf bereit.<br />
■ SE Spezial-Electronic GmbH<br />
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OCVCSOs in besonders<br />
kleiner Bauform<br />
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stromsparend<br />
IQD Frequency Products hat eine Reihe<br />
hochfrequenter, beheizter und spannungsgesteuerter<br />
OCVCSOs auf den Markt gebracht.<br />
Verfügbar in den Frequenzen 400 MHz, 800<br />
MHz und 1,2 GHz kommen die Bauteile<br />
mit einem SMD-Gehäuse mit den Abmaßen<br />
25,4 x 22 x 13,2 mm.<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
Bei der 400-MHz-Variante wird die Frequenz<br />
durch einen SAW-Grundwellenresonator<br />
mit hoher Güte erzeugt. Aufgrund des<br />
Grundwellenresonators hat dieser OCVCSO<br />
ein Phasenrauschen von nur -174 dBc/Hz<br />
und ein Phasenjitter von weniger als 5 fs.<br />
Damit hat er ein deutlich besseres Phasenrauschverhalten<br />
als vergleichbare OCXOs<br />
mit dieser Frequenz.<br />
Im Vergleich zur 400-MHz-Variante werden<br />
die Frequenzen 800 MHz und 1,2 GHz<br />
mit einem hochfrequenten SAW-Grundwellenresonator<br />
und einer rauscharmen<br />
Frequenzverdopplung erzeugt. Da die Frequenz<br />
nur einmal verdoppelt wird, kann ein<br />
verbessertes Phasenrauschverhalten erreicht<br />
werden. Das Phasenrauschen bei diesen<br />
Produkten geht runter bis auf -168 dBc/Hz<br />
und das Phasenjitter liegt bei unter 10 fs bei<br />
einem Abstand von 10 kHz bis 100 MHz<br />
zur Trägerfrequenz.<br />
Mit einer Stabilität von bis zu ±2 ppm über<br />
einen Temperaturbereich von 0 bis 50 °C<br />
und einer Alterung von maximal ±6 ppm in<br />
den ersten 10 Jahren sind diese neuen und<br />
leichten OCVCSOs ideal für Radarsysteme,<br />
Simulatoren, Kommunikationssysteme und<br />
unbemannte Flugzeuge (UAVs).<br />
Die OCVCSOs werden mit einer 5-V-Versorgungsspannung<br />
betrieben, haben einen<br />
50-Ohm-Sinusausgang und eine typische<br />
Leistung zwischen 0,8 und 1 W. Zusätzlich<br />
verfügen die Produkte über die Option, die<br />
Frequenz mithilfe einer Steuerspannung um<br />
mindestens ±6 ppm zu ziehen.<br />
■ IQD Frequency Products, Ltd.<br />
www.iqdfrequencyproducts.com<br />
■ HighTech communications GmbH<br />
www.htcm.de<br />
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Anders als bei den bekannten<br />
Standardprodukten, gibt es bei<br />
den Quarzen und Quarzoszillatoren<br />
eine Vielzahl unterschiedlichster<br />
Anwendungen und Einsatzfälle,<br />
alle mit ihren eigenen,<br />
meist sehr spezifischen Anforderungen.<br />
Die Produktvielfalt<br />
und die fast unüberschaubare<br />
Anzahl verschiedener Typen<br />
sind immens. Da die Hersteller<br />
nicht auf allen Gebieten gleich<br />
gut sein können, haben sich<br />
selbst die Größten auf bestimmte<br />
Hintergrund<br />
Frequency Control Products, also frequenzgebende Produkte<br />
wie Schwingquarze und Oszillatoren, werden heute für die<br />
Mehrzahl der Schaltungen benötigt und mit fortschreitender<br />
Technologisierung kommen nahezu täglich neue Einsatzmöglichkeiten<br />
und damit auch Anforderungen hinzu. Der Markt<br />
der frequenzgebenden Produkte ist hart umkämpft, denn in<br />
diesem hochspezialisierten Marktsegment tummeln sich echte<br />
Hersteller, eine Vielzahl von Händlern und unzählige Private-<br />
Label-Anbieter. Sich hier von der Konkurrenz abzuheben, erfordert<br />
eine Menge Knowhow und immer wieder Innovationen.<br />
Schwerpunkte spezialisiert. Das<br />
eigene Produktportfolio wird<br />
dann oftmals durch Zukaufprodukte<br />
ergänzt, um dem Anwender<br />
ein möglichst komplettes<br />
Sortiment anbieten zu können.<br />
Andere wiederum haben sich auf<br />
spezifische Produkte konzentriert,<br />
bei denen sie einen echten<br />
technologischen Mehrwert bieten<br />
können. Dazwischen tummeln<br />
sich noch etliche Firmen<br />
ohne eigene Fertigung, die ihre<br />
Produkte von hierzulande unbekannten<br />
Herstellern kaufen und<br />
unter unterschiedlichsten Markennamen<br />
(sogenannte Private<br />
Label) anbieten. Einige stellen<br />
sich dabei für den Anwender<br />
sogar wie ein Hersteller dar.<br />
Um in diesem Angebotsdschungel<br />
auf sich aufmerksam zu<br />
machen, muss die eher kleine<br />
Gruppe der wirklichen Hersteller<br />
sich immer wieder Innovationen<br />
einfallen lassen und möglichst<br />
frühzeitig auf neue Kundenanforderungen<br />
reagieren. Nur so<br />
können sie sich gegen den Wettbewerb<br />
durchzusetzen, beim<br />
Anwender einen bleibenden Eindruck<br />
hinterlassen und dadurch<br />
eine gewisse Kundenbindung<br />
erreichen. Und das ist wichtig,<br />
denn neue Produktentwicklungen<br />
werden schnell auch<br />
von den Trittbrettfahrern ins<br />
Sortiment aufgenommen und<br />
so ist die Herkunft der Innovation<br />
dann nicht selten nur noch<br />
schwer nachvollziehbar.<br />
Quarzhersteller auf<br />
der Suche nach<br />
Alleinstellungsmerkmalen<br />
Neben dem stetigen Trend zur<br />
Miniaturisierung und der Verbesserung<br />
der allgemeinen Performance<br />
(Stabilität, Phasenrauschen,<br />
Schock- und Vibrationsempfindlichkeit)<br />
gibt es noch<br />
eine Reihe weiterer Neuerungen,<br />
die dem Anwender einen echten<br />
Mehrwert bringen sollen.<br />
Schnelle Lösung<br />
bei unerwünschten<br />
elektromagnetischen<br />
Störungen<br />
Die besonders EMI-armen Oszillatoren<br />
der Serie HM des in<br />
Taiwan ansässigen Herstellers<br />
Mercury Electronic Ind Co., Ltd.<br />
bieten beispielsweise eine effiziente<br />
Lösung für elektronische<br />
Systeme, welche die Emissionsprüfung<br />
(EMV-Test) aufgrund<br />
von elektromagnetischen Störungen<br />
(EMI) nicht bestanden<br />
haben. Mit Mercurys HM-Serie<br />
kann die elektromagnetische<br />
Belastung des Systems um bis<br />
zu 12 dB reduziert werden,<br />
ohne dass zusätzliche Komponenten<br />
benötigt werden. Durch<br />
die Verwendung von Standardbauformen,<br />
können die beim<br />
Design-In eingeplanten Standardoszillatoren<br />
einfach durch die<br />
Low-EMI-Variante ersetzt werden<br />
und ersparen somit ein in den<br />
meisten Fällen erforderliches,<br />
umständliches und teures neues<br />
Leiterkartenlayout. Mercurys<br />
Low-EMI-Oszillatoren werden<br />
zum Beispiel in großem Umfang<br />
in Audiosystemen für Flugzeugsitze<br />
und in medizinischen<br />
Geräten genutzt, bei denen die<br />
Prüfung der EMI-Zulassung ein<br />
wesentlicher Bestandteil des<br />
Qualifizierungsprozesses ist.<br />
Neu in der Reihe von Mercurys<br />
Oszillatoren mit besonders<br />
niedriger EMI ist der 3HM53R,<br />
welcher in der kleinen Industriestandardbauform<br />
5 x 3,2 mm<br />
erhältlich ist. Bild 1 skizziert<br />
die mögliche EMI-Reduzierung<br />
durch den Einsatz von Quarzen<br />
aus der HM-Serie.<br />
Kampf den<br />
Produktfälschungen<br />
Auch billige Produktfälschungen<br />
sind immer wieder ein großes<br />
Thema, das die Elektronikbranche<br />
beschäftigt. Um zu zeigen,<br />
dass dieses Thema auch von den<br />
Herstellern ernst genommen<br />
wird, hat Cardinal Components,<br />
10 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 1: Zur möglichen EMI-Reduzierung durch den Einsatz von Quarzen aus der HM-Serie von Mercury Electronic Ind Co., Ltd.<br />
Inc. schon im Jahr 2012 eine<br />
praxistaugliche Lösung gegen<br />
die steigende Anzahl an Produktfälschungen<br />
vorgestellt. Mit<br />
der Oszillatorserie CACF haben<br />
sie einen programmierbaren fälschungssicheren<br />
Oszillator mit<br />
integrierter Verschlüsselung und<br />
„DNA-Schutz“ entwickelt. Cardinals<br />
Ansatz bestand hierbei aus<br />
einer dreiteiligen Lösung, um das<br />
Problem der Produktfälschungen<br />
effektiv anzugehen:<br />
1. Integration eines kundenspezifischen<br />
Schlüssels in jedes<br />
Bauteil. Hierbei werden Synthesewerte,<br />
die von Bauteil zu<br />
Bauteil variieren, und der Kundenschlüssel<br />
mit einem Algorithmus<br />
verschlüsselt, um den<br />
Schutzcode zu bilden.<br />
2. Produktserialisierung auf<br />
Bauteilebene, die jedes einzelne<br />
Bauteil eindeutig rückverfolgbar<br />
macht<br />
3. Spezieller „DNA-Schutz“, der<br />
zusammen mit dem Lasermarking<br />
auf dem Bauteil aufgebracht<br />
und durch ein kostengünstiges<br />
portables Spektrometer überprüft<br />
werden kann<br />
Diese Lösung macht es dem<br />
Anwender möglich, die Oszillatoren<br />
auch noch nach der<br />
Montage im fertigen Endprodukt<br />
auf ihre korrekte Herkunft<br />
zu überprüfen. Wirklich durchsetzen<br />
konnte sich diese Idee<br />
nicht, denn natürlich gibt es so<br />
viel Sicherheit leider nicht gänzlich<br />
umsonst.<br />
Extremes Knowhow für<br />
extreme Temperaturen<br />
Der zur Swatch Group gehörende<br />
Schweizer Uhrenquarzspezialist<br />
Micro Crystal brilliert<br />
nicht nur durch seine weltbekannten<br />
Uhrenquarze in sämtlichen<br />
industrieüblichen Bauformen,<br />
sondern hat auch gleich<br />
noch eine ganze Reihe robuster<br />
Quarze und Oszillatoren für<br />
Anwendungen im Hochtemperaturbereich<br />
entwickelt. Durch<br />
die Verwendung von temperaturbeständigen<br />
Materialien und<br />
bewährten Verarbeitungsprozessen<br />
eignen sich diese Bauteile für<br />
einen weiten Temperaturbereich<br />
von -55 bis hoch zu +210 °C<br />
und damit für extreme Anwendungsgebiete<br />
wie beispielsweise<br />
Bohrlochmessungen, Triebwerkssensoren,<br />
Hochtemperatur-Flugzeugelektronik<br />
sowie<br />
alle weiteren Anwendungen die<br />
Hitzebeständigkeit, Stoßfestigkeit<br />
und Vibrationsbeständigkeit<br />
erfordern.<br />
Vorausdenkend zeigt sich Micro<br />
Crystal zudem immer wieder<br />
auf dem Markt der RTCs (Real<br />
Time Clocks). So setzen sie in<br />
regelmäßigen Abständen auch<br />
hier immer wieder neue Meilensteine<br />
in Bezug auf Miniaturisierung,<br />
Stromverbrauch und<br />
Performance der vielseitig einsetzbaren<br />
Echtzeituhren. Mit der<br />
RV-3028-C7 wurde beispielsweise<br />
die weltweit erste RTC<br />
mit nur 40 nA Stromverbrauch<br />
vorgestellt. Eine Kombination<br />
aus weitem Versorgungsspannungsbereich,<br />
extrem geringem<br />
Stromverbrauch, zusätzlicher<br />
Batterie-Backupschaltung und<br />
Event-Detektionseingang macht<br />
das universelle RTC Modul RV-<br />
3028-C7 flexibel einsetzbar und<br />
bietet alle Voraussetzungen<br />
für beispielsweise Wearables,<br />
mobile medizinische Geräte<br />
und verbrauchssensitive IoT-<br />
Anwendungen.<br />
Die Tabelle ist eine kleine<br />
Übersicht von Micro Crystals<br />
RTCs im 3,2 x 1,5 mm großen<br />
Gehäuse. Sie eignen sich für den<br />
industriellen Arbeitstemperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C, sind<br />
mit einer 400-kHz-I 2 C-Schnittstelle<br />
ausgestattet und natürlich<br />
AEC-Q200 qualifiziert, 100%<br />
bleifrei sowie RoHS-konform.<br />
Highend made in UK<br />
Der britische Spezialist für frequenzgebende<br />
Bauteile Euro-<br />
Parameter<br />
RV-4162-C7,<br />
Standard-RTC<br />
RV-8803-C7,<br />
temperaturkompensiert<br />
RV-8263-C7,<br />
stromsparend<br />
RV-3028-C7,<br />
extrem stromsparend<br />
Stromverbrauch 350 nA, 3 V 240 nA, 3 V 190 nA, 3 V 40 nA, 3 V<br />
Spannungsbereich 1 … 4,4 V 1,5 … 5,5 V 0,9 … 5,5 V 1,2 … 5,5 V<br />
Genauigkeit ±20 ppm @ 25 °C ±3 ppm @ -40 … +85 °C<br />
±7 ppm @ -85 … +105 °C<br />
±20 ppm @ 25 °C ±1 ppm @ 25 °C<br />
Tabelle 1: Übersicht von Micro Crystals RTCs im 3,2 x 1,5 mm großen Industriestandardgehäuse<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 11
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 2: Reinraumanlage am Hauptsitz von Euroquartz Ltd. in Crewkerne,<br />
Somerset<br />
quartz Ltd. hat neben der Entwicklung<br />
immer neuer Innovationen<br />
auch noch einen anderen<br />
Ansatz gewählt, um sich gegen<br />
die starke Konkurrenz aus dem<br />
Ausland durchzusetzen. In<br />
Zeiten von Brexit, möglicher<br />
Beschränkungen durch Handelsembargos,<br />
Epidemien sowie<br />
anderer unvorhersehbarer Ereignisse,<br />
die einen erheblichen<br />
Einfluss auf die stark globalisierten<br />
Lieferketten haben können,<br />
beschäftigt auch das Thema<br />
Warenursprung immer mehr<br />
Kunden und Lieferanten.<br />
Deswegen hat man im letzten<br />
Jahr bei Euroquartz die Installation<br />
und Inbetriebnahme einer<br />
neuen Reinraumanlage am<br />
Hauptsitz in Crewkerne, Somerset<br />
abgeschlossen. Mit dieser<br />
Investition will der britische<br />
Hersteller sicherstellen, dass<br />
auch zukünftig die Bedarfe an<br />
qualitativ hochwertigen Hochleistungsoszillatoren<br />
für Militärsowie<br />
Luft- und Raumfahrtanwendungen<br />
gedeckt werden<br />
können.<br />
Das Ziel des Unternehmens ist<br />
es, der Luft- und Raumfahrtindustrie<br />
hochwertige Produkte<br />
aus Großbritannien, frei von<br />
ITAR-Beschränkungen, anbieten<br />
zu können. „Die möglichen<br />
Turbulenzen des Brexits und<br />
anderer weltweiter Ereignisse<br />
Bild 3: Vergleich eines konventionellen Quarzkristalls und des Fox C3VR<br />
legen nahe, dass der Zeitpunkt<br />
für Investitionen in die Anlage<br />
richtig ist“, sagte Andy Treble,<br />
Geschäftsführer von Euroquartz<br />
Ltd. „Es ist wichtig, die<br />
Fertigung in Großbritannien –<br />
speziell für britische Luft- und<br />
Raumfahrt- und Militärprojekte<br />
– aufrechtzuerhalten.“<br />
Euroquartz ist nach AS9100<br />
Revision D zertifiziert und befindet<br />
sich zu 100% in britischem<br />
Privatbesitz, was das Unternehmen<br />
zu einem idealen Partner<br />
für unter anderem die britische<br />
Verteidigungs- und Luftfahrtindustrie<br />
macht.<br />
Bereits seit dem Beginn des<br />
Booms in der Mobilfunkbranche<br />
vor fast 40 Jahren werden<br />
bei Euroquartz in Somerset<br />
hochwertige Quarze und Oszillatoren<br />
für vorrangig militärische<br />
Anwendungen gefertigt.<br />
Um das aktuelle Angebot an<br />
Quarzen und Oszillatoren zur<br />
Durchsteckmontage um eine<br />
neue Reihe von SMD-Oszillatoren<br />
zu erweitern, wurde nun in<br />
den neuen hochmodernen Reinraum<br />
der Klasse ISO 7 investiert.<br />
Hiervon soll zukünftig die Produktion<br />
aller in Großbritannien<br />
gefertigten Produkte profitieren<br />
und die Qualität der Produkte<br />
Made in UK langfristig sogar<br />
noch deutlich verbessert werden.<br />
Bild 2 zeigt eine neue Reinraumanlage<br />
am Hauptsitz von<br />
Euroquartz Ltd. in Crewkerne,<br />
Somerset.<br />
Der Wettbewerb als<br />
Vorbild<br />
Auch gegen neu am Markt auftauchende<br />
Technologien müssen<br />
sich die Hersteller quarzbasierter<br />
frequenzgebender Bauteile<br />
immer wieder durchsetzen. Im<br />
letzten Jahr hat der US-amerikanische<br />
Quarzhersteller Fox<br />
Electronics seine neueste Errungenschaft<br />
vorgestellt. Nachdem<br />
sie zu den Ursprüngen der<br />
Quarzphysik zurückgekehrt<br />
sind, haben sie als Antwort auf<br />
die gestiegenen Anforderungen<br />
vieler Anwendungen mit dem<br />
C3VR einen vibrationsbeständigen<br />
Quarzkristall mit extrem<br />
niedriger G-Empfindlichkeit<br />
vorgestellt.<br />
Der C3VR weist eine maximale<br />
Beschleunigungsempfindlichkeit<br />
von 0,2 ppb/G auf, wodurch<br />
die dynamische Leistung von<br />
Kundensystemen selbst unter<br />
rauesten Bedingungen verbessert<br />
werden kann. Durch eine<br />
neue patentierte Technologie<br />
hat Fox es geschafft, dass die<br />
C3VR-Prouktreihe, selbst bei<br />
größter Beschleunigunseinwirkung<br />
ihre Daten nahezu gleichmäßig<br />
halten kann. Die niedrige<br />
G-Empfindlichkeit verbessert<br />
das Systemphasenrauschen gegenüber<br />
herkömmlichen Kristallen<br />
und ist somit ideal für die<br />
drahtlose Kommunikation, egal<br />
in welcher Anwendung, bei der<br />
eine gleichbleibende Frequenz<br />
und geringer Datenverlust von<br />
größter Bedeutung sind.<br />
Bild 3 erlaubt einen Vergleich<br />
der Beschleunigungsempfindlichkeit<br />
eines konventionellen<br />
Quarzkristalls und des Fox<br />
C3VR. Je geringer die Beschleunigungsempfindlichkeit,<br />
desto<br />
geringer das Phasenrauschen.<br />
Besseres Phasenrauschen<br />
bedeutet bessere Kommunikation<br />
und weniger Datenverlust.<br />
Konventionelle Quarze können<br />
ein geringes Phasenrauschen<br />
aufzeigen, aber wenn man das<br />
gleiche Bauteil unter Vibration<br />
setzt, erhält man eine Differenz<br />
von bis zu 30 dBc/Hz (Bild 4).<br />
Wird der C3VR den gleichen<br />
Vibrationen wie der konventionelle<br />
Prüfling ausgesetzt, bleibt<br />
das Phasenrauschen hingegen<br />
nahezu gleich. Die Schwingung<br />
wird fast aufgehoben, s. Bild 5.<br />
Verbaut ist die Neuentwicklung<br />
in einem Industriestandardgehäuse<br />
in der Bauform 3,2 x 2,5<br />
mm, was den C3VR besonders<br />
für neue Designs interessant<br />
macht. Das Standardkeramikgehäuse<br />
macht es dem Anwender<br />
aber auch einfach, einen<br />
herkömmlichen Quarz in einem<br />
bestehenden Design auszutauschen<br />
und so die Systemleistung<br />
durch einfaches Ersetzen des<br />
vorhandenen Quarzes, ohne die<br />
Kosten für ein möglicherweise<br />
teures Re-Design des Leiterplattenlayouts,<br />
zu verbessern.<br />
Für die Zukunft ist auch noch<br />
die Entwicklung eines Standard-<br />
12 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 4: Konventionelle Quarze erhöhen unter Vibration das Phasenrauschen<br />
Quarzoszillators sowie eine temperaturkompensierte<br />
Version,<br />
basierend auf der Technologie<br />
des C3VR, geplant.<br />
Damit nimmt Fox der seit Jahren<br />
angepriesenen MEMS-Technologie,<br />
deren hauptsächlicher Vorteil<br />
in der besonderen Robustheit der<br />
eingesetzten MEMS-Resonatoren<br />
liegt, erst einmal wieder deutlich<br />
den Wind aus den Segeln.<br />
Ende noch nicht in<br />
Sicht<br />
Neben diesen Beispielen könnte<br />
man noch etliche weitere aufzählen<br />
und auch zukünftig wird<br />
die rasante Entwicklung in der<br />
Elektronikbranche keinen Halt<br />
vor dem kleinen Teilbereich<br />
der frequenzgebenden Bauteile<br />
machen. In den letzten Jahrzehnten<br />
haben die Hersteller von<br />
Quarzen und Oszillatoren das<br />
Unmögliche möglich gemacht<br />
und die Miniaturisierung der<br />
Baugrößen vorangetrieben,<br />
ohne Abstriche bei der Leistung<br />
machen zu müssen.<br />
Quasi nebenbei wurden die<br />
technologischen Fortschritte<br />
der Elektronikindustrie genutzt,<br />
um immer weitere innovative<br />
Lösungen im Oszillatordesign<br />
zur Marktreife zu begleiten und<br />
sich somit von der Vielzahl verschiedenster<br />
Anbieter im Wettbewerb<br />
abzusetzen.<br />
Das Ziel der echten Hersteller<br />
wird es sein, diesen Trend durch<br />
immer neuere Entwicklungen<br />
und Verbesserungen aufrecht zu<br />
erhalten, um sich auch weiterhin<br />
gegen die wachsende Konkurrenz<br />
durchsetzen zu können. ◄<br />
Bild 5: Wird der C3VR den gleichen Vibrationen wie der konventionelle Prüfling ausgesetzt, bleibt das Phasenrauschen nahezu gleich<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 13
Quarze und Oszillatoren<br />
Wie ein SMD-Silizium-Oszillator die EMV verbessert<br />
Die in den<br />
handelsüblichen<br />
Quarzoszillatoren<br />
verbauten ICs<br />
generieren steile<br />
Flanken und erzeugen<br />
dabei harmonische<br />
Oberwellen. Jetzt gibt<br />
es eine Alternative.<br />
Bild 1: Periodendauer t eines LVCMOS-Ausgangssignals mit t rise und t fall<br />
zwischen 20 und 80 %<br />
Mit dem Thema „Elektromagnetische<br />
Verträglichkeit“ (EMV)<br />
hat jeder Produkt-Designer täglich<br />
zu kämpfen – vor allem,<br />
wenn frequenzbestimmende<br />
Bauteile wie Quarzoszillatoren<br />
verwendet werden. Die in den<br />
handelsüblichen Quarzoszillatoren<br />
verbauten ICs generieren<br />
steile Flanken und erzeugen<br />
dabei harmonische Oberwellen.<br />
Zwar gibt es Spread-Spectrum-<br />
Oszillatoren, die allerdings in<br />
vielen Applikationen nicht verwendbar,<br />
da zu ungenau, sind.<br />
Mit einem Center Spread von<br />
zum Beispiel ±0,5 % wird die<br />
Ausgangsfrequenz in einem<br />
Bereich von ±0,5 % moduliert.<br />
Basierend auf einer Frequenz<br />
von 33,333 oder 66,666 MHz<br />
würde die Frequenzmodulation<br />
von ±0,5 % einem Hub von<br />
±166,665 kHz oder ±333,330<br />
kHz entsprechen – zu viel, für<br />
ein genaues Clocking. Meistens<br />
sind in diesen Applikationen nur<br />
±50 ppm zulässig, also um den<br />
Faktor 100 weniger. Eine Frequenzstabilität<br />
von ±50 ppm<br />
entspricht bei 33,333 MHz einer<br />
Toleranz von ±1,66665 kHz bzw.<br />
bei 66,666 MHz einer Toleranz<br />
von ±3,3333 kHz.<br />
Die Entwickler mussten in solchen<br />
Fällen bislang versuchen,<br />
die EMV durch sehr teure Maßnahmen<br />
zu reduzieren. Dies ist<br />
nun nicht mehr nötig. Denn<br />
basierend auf innovativer IC-<br />
Technologie, Next Generation<br />
Clocking, bietet die Petermann-<br />
Technik aus Landsberg am Lech<br />
verschiedenste SMD-Silizium-<br />
Clock-Oszillatoren mit einem<br />
SoftLevel-Ausgangssignal an.<br />
Bei der SoftLevel-Technologie<br />
handelt es sich um ein programmierbares<br />
Ausgangssignal, bei<br />
dem durch die Erhöhung der<br />
Rise- und Fall-Time die harmonischen<br />
Oberwellen eines<br />
LVCOMS-Ausgangssignals<br />
deutlich reduziert werden können.<br />
Dank der SoftLevel-Technologie<br />
ist eine exakte Anpassung<br />
des Ausgangssignals an<br />
den jeweiligen Kundenbedarf<br />
möglich.<br />
Was die SoftLevel-<br />
Funktion bewirkt<br />
Bild 1 zeigt die Periodendauer t<br />
eines LVCMOS Ausgangssignals<br />
mit t rise und t fall zwischen 20 %<br />
bis 80 %, Bild 2 den Flankenverlauf<br />
eines normalen LVCMOS-<br />
Rechtecksignals (rote Line) im<br />
Vergleich zum SoftLevel-LVC-<br />
MOS-Ausgangssignals (blaue<br />
Line) mit der Versorgungsspannung<br />
von 3,3 V DC. Dabei ist<br />
deutlich zu sehen, dass die Soft-<br />
Level-Funktion die Kanten des<br />
Rechtecksignals abrundet (Form<br />
ähnlich einer Haifischflosse) und<br />
dadurch die harmonischen Oberwellen<br />
deutlich reduziert.<br />
Autor:<br />
Roland Petermann<br />
Petermann-Technik GmbH<br />
info@petermann-technik.de<br />
www.petermann-technik.de<br />
Bild 2: Flankenverlauf eines normalen LVCMOS-Rechtecksignals (rote Line) im Vergleich zu einem SoftLevel-LVCMOS-<br />
Ausgangssignal (blaue Line) mit abgerundeten Kanten<br />
14 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 3: EMV-Reduktion in Relation zu der längeren Periodendauer<br />
Bild 3 zeigt die EMV-Dämpfung<br />
(ungerade harmonische Oberwellen)<br />
in Relation zu der Periodendauer<br />
t des Ausgangssignals.<br />
t rise und t fall werden im Verhältnis<br />
zur Periodendauer t des Clock-<br />
Signals ausgedrückt. Dabei kann<br />
t rise/ t fall im Bereich von 0,05 bis<br />
0,45 (5 % bis 45 %) von t verlängert<br />
werden. Wird t rise bzw. t fall im<br />
Vergleich zum Basissignal um 5<br />
% verlängert, dann kommt die<br />
Signalform dem Originalrechtecksignal<br />
ziemlich nahe. Mit<br />
einer Verlängerung um bis zu<br />
45 %, ähnelt die Form des Ausgangssignals<br />
immer mehr einer<br />
Haifischflosse und die EMV-<br />
Dämpfung beträgt bei der 11.<br />
harmonischen Oberwelle über<br />
60 dBc. Ein enormer Wert, für<br />
so eine einfache Anpassung der<br />
t rise und t fall .<br />
Was kostet den<br />
Entwickler die<br />
SoftLevel Funktion?<br />
Nichts, denn die SoftLevel<br />
Funktion ist ein Standard-Feature<br />
der SMD-Silizium-Clock-<br />
Oszillatoren der Serien LPO,<br />
LPOP, HTLPO, WTLPO, UPO,<br />
HTLPO-AUT und WTLPO-<br />
AUT. (AUT = Automotive<br />
anhand AEC-Q100). Darüber<br />
hinaus sind diese Oszillatorserien<br />
in Standardgehäusen mit den<br />
Abmessungen von 7 x 5, 5 x 3,2,<br />
3,2 x 2,5, 2,5 x 2 und 2 x 1,6 mm<br />
lieferbar und können damit auf<br />
bereits vorhandene Platinenlayouts<br />
bestückt werden und damit<br />
Quarzoszillatoren sofort direkt<br />
ersetzten.<br />
Damit das Inhouse Engineering<br />
der Petermann-Technik den<br />
Kunden optimal beraten und ein<br />
Produkt anhand seines Applikationsbedarfes<br />
programmieren<br />
kann, muss der Entwickler mitteilen,<br />
welche t rise /t fall er in seiner<br />
Applikation akzeptieren kann.<br />
Über die Programmierung –<br />
Verlängerung der Zeit – wird die<br />
Dämpfung der ungeraden harmonischen<br />
Oberwellen dadurch<br />
erreicht. Beim Schaltungsdesign<br />
für die SMD-Silizium-Clock-<br />
Oszillatoren empfehlen die Spezialisten<br />
der Petermann-Technik<br />
die Verwendung einer Entkoppelungskapazität<br />
von 0,1 µF zwischen<br />
den Pins Supply Voltage<br />
und Ground. Dadurch werden<br />
die Einflüsse der eingespeisten<br />
Versorgungsspannung deutlich<br />
minimiert.<br />
Weitere Vorteile der<br />
SMD-Silizium-Clock-<br />
Oszillatoren<br />
Die SMD-Silizium-Clock-<br />
Oszillatoren der oben genannten<br />
Serien sind auch mit einem<br />
Versorgungsspannungsbereich<br />
von 2,25 bis 3,63 V DC lieferbar.<br />
Innerhalb dieses Bereichs<br />
können die Oszillatoren mit<br />
jeder x-beliebigen Versorgungsspannung<br />
(z.B. 2,5 V DC ±10<br />
%, 2,8 V DC ±10 % oder 3,3 V<br />
DC ±10 %) betrieben werden.<br />
Damit muss der Produktentwickler<br />
nur noch einen Oszillator<br />
für vier klassische Versorgungsspannungen<br />
qualifizieren.<br />
Dieses Standard-Feature spart<br />
dem Entwickler viel Geld in der<br />
Bauteilequalifizierung und dem<br />
Supply Chain Manager viel Geld<br />
in der Beschaffung, Verwaltung<br />
und der Lagerung von deutlich<br />
weniger Bauteilen. Größere<br />
Mengen eines Bauteiles ergeben<br />
zudem einen günstigeren<br />
Preis. Selbstverständlich ist die<br />
beschriebene SoftLevel-Funktion<br />
auch für den V DD -Bereich<br />
von 2,25 bis 3,63 V DC als Standard-Feature<br />
möglich.<br />
AUT) mit all den beschriebenen<br />
Features lieferbar.<br />
Darüber hinaus verfügen die<br />
SMD-Silizium-Clock-Oszillatoren<br />
standardmäßig über sehr<br />
genaue Frequenztoleranzen, zum<br />
Beispiel ±20 ppm @ -40/+85 °C,<br />
±30 ppm @ -40/+105 °C und ±<br />
50 ppm @ -40/+125 °C. Selbstverständlich<br />
sind auch AEC-<br />
Q100-kompatible Oszillatoren<br />
(HTLPO-AUT und WTLPO-<br />
SoftLevel-Funktion<br />
verbessert das<br />
EMV-Verhalten<br />
Durch einfache und kostenlose<br />
Anpassung von t rise und t fall des<br />
Ausgangssignals kann mit der<br />
SoftLevel-Funktion das EMV-<br />
Verhalten von SMD-Clock-<br />
Oszillatoren deutlich verbessert<br />
werden, sodass der Entwickler<br />
nicht mehr durch teure Maßnahmen<br />
das EMV-Verhalten<br />
seiner Applikation verbessern<br />
muss. Die SMD-Silizium-Clock-<br />
Oszillatoren lassen sich sofort<br />
auf bestehende Platinen-Layouts<br />
bestücken. Durch den V DD -<br />
Bereich von 2,25 bis 3,63 V DC<br />
und die sehr engen Standard-<br />
Frequenztoleranzen kann zudem<br />
viel Geld in der Bauteilequalifizierung,<br />
-beschaffung, -verwaltung<br />
und -lagerung eingespart<br />
werden. ◄<br />
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Bessere Komm ni :ons-Lösungen<br />
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Dämpfungsglieder/Lasten und Koppler. (SMA, 2.4 & 2.92 mm)<br />
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hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 15
Quarze und Oszillatoren<br />
Kosteneffektive Hochleistungs-Synthesizer<br />
Narda-MITEQ kündigte die<br />
neuste und kleinste kosteneffektive<br />
Hochleistungs-Synthesizer-Linie<br />
SLS2 an. Der SLS2<br />
arbeitet in den Bändern von<br />
0,01 bis 15 GHz und 19 GHz<br />
in erweiterten Bändern (mit<br />
der Möglichkeit, Oktavbänder<br />
abzudecken) mit der Option,<br />
die Frequenz durch Verwendung<br />
eines externen Multiplikators<br />
zu verdoppeln. Es bietet<br />
ideale kleine Abmessungen bei<br />
gleichzeitig hoher Performance,<br />
wenn es um geringes Phasenrauschen<br />
und unerwünschte<br />
Störsignale geht. Der SLS2 hat<br />
eine Standardschrittweite von<br />
1 kHz und über den Micro-<br />
USB-Anschluss eine programmierbare,<br />
variierbare Referenzfrequenz.<br />
Die Synthesizer der<br />
SLS2-Serie haben standardmäßig<br />
eine Ausgangsleistung von<br />
13 dBm und eine Störunterdrückung<br />
von 60 dBc.<br />
Die SLS2-Synthesizer-Serie<br />
bietet 10 dB unter der Intelsat-<br />
Phasenrauschmaske, macht sie<br />
so attraktiv für Anwendung in<br />
Down-Convertern und Dual-<br />
Convertern in den L-, S-, C-,<br />
X-, Ku- und Ka-Bändern (unter<br />
Verwendung eines Multiplikators).<br />
Die Leistungsaufnahme von<br />
weniger als 4 W (an 6,5…28<br />
V) macht den SLS2 Synthesizer<br />
zu einem nahezu perfekten<br />
Gerät für die digitale Funkübertragung.<br />
Aufgrund der Größe<br />
und der spektralen Reinheit<br />
ist der SLS2 auch optimal für<br />
den Einsatz in Radar-Geräten.<br />
Der SLS2 misst nur 2 x 2 x 0,6<br />
Zoll (51 x 51 x 15 mm) und hat<br />
einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -40 bis +80 °C und<br />
wiegt weniger als 100 g. Die<br />
Konstruktion des Geräts liefert<br />
hervorragende HF- sowie<br />
Zuverlässigkeits-Parameter<br />
und erfüllt die Anforderungen<br />
nach MIL-STD-202 bezüglich<br />
Schock, Vibration, Feuchtigkeit<br />
und Einsatzhöhe.<br />
Mehrkanalige<br />
RF-Synthesize<br />
Holzworth Instrumentation bietet<br />
die HXS-Serie von Mehrkanal-HF-Synthesizern<br />
mit phasenkohärenten<br />
Kanälen an, die<br />
so konfiguriert sind, dass sie<br />
Kombinationen von 10 MHz<br />
bis 3, 6, 12, 24 und 40 GHz<br />
abdecken. Diese Mehrkanal-<br />
Signalquellen bieten außergewöhnliche<br />
Phasenrausch- und<br />
spektrale Reinheitswerte und<br />
verfügen über eine einzigartige<br />
Mehrschleifenarchitektur<br />
für Hochfrequenzgenauigkeit,<br />
Kanal-zu-Kanal-Stabilität und<br />
Phasenkohärenz.<br />
Das kompakte 1HE-Gehäuse<br />
der HXS-Serie ermöglicht ein<br />
bis vier unabhängig voneinander<br />
abstimmbare Kanäle<br />
(Frequenz-/Phasen-Offset/<br />
Amplitude) unterzubringen,<br />
optimieren so die Kanaldichte<br />
in Testsystem-Racks, in denen<br />
der Platzbedarf oft entscheidend<br />
ist. Jeder Breitbandkanalausgang<br />
bietet einen genauen<br />
Dynamikbereich von bis 20<br />
dBm bis -110 dBm und wird<br />
von einem separaten, intern<br />
Synthesizer/Dämpfungsmodul<br />
angesteuert. Die Serie bietet die<br />
Leistungsvorteile einer proprietären<br />
Multi-Loop-Architektur<br />
mit einem zentralen Referenzverteilungssubsystem,<br />
das eine<br />
enge phasenkohärente Beziehung<br />
über alle integrierten<br />
Kanäle hinweg aufrechterhält.<br />
■ Globes Elektronik<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.globes.de<br />
Oszillator-Serie sagt EMI-Problemen den<br />
Kampf an<br />
Die besonders EMI-armen Oszillatoren<br />
der Serie HM des in<br />
Taiwan ansässigen Herstellers<br />
Mercury Electronic Ind Co., Ltd.<br />
bieten eine effiziente Lösung für<br />
elektronische Systeme, die die<br />
Emissionsprüfung (EMV-Test)<br />
aufgrund von elektromagnetischen<br />
Störungen (EMI) nicht<br />
bestanden haben. Mercurys<br />
HM-Serie kann die elektromagnetische<br />
Belastung des Systems<br />
um bis zu 12 dB reduzieren, ohne<br />
dass zusätzliche Komponenten<br />
benötigt werden. Die beim<br />
Design-in eingeplanten Standardoszillatoren<br />
können einfach<br />
durch die Low-EMI-Variante<br />
ersetzt werden und ersparen<br />
somit ein in den meisten Fällen<br />
erforderliches, umständliches<br />
und teures Re-Design.<br />
Neu in der Reihe von Mercurys<br />
Oszillatoren mit besonders niedriger<br />
EMI ist der 3HM53R, welcher<br />
in der kleinen Bauform 5 x<br />
3,2 mm erhältlich ist. Mercurys<br />
Low-EMI-Oszillatoren werden<br />
zum Beispiel in großem Umfang<br />
in Audiosystemen für Flugzeugsitze<br />
und in medizinischen<br />
Geräten eingesetzt, bei denen<br />
die Prüfung der EMI-Zulassung<br />
ein wesentlicher Bestandteil des<br />
Qualifizierungsprozesses ist.<br />
■ WDI AG,<br />
www.wdi.ag<br />
Uhrenquarz fürs IoT<br />
CompoTEKs Quarzexperten von<br />
KDS präsentierten ihren neuen,<br />
ultrakompakten Crystalresonator<br />
DST1610A. Seine sehr geringe<br />
Höhe von gerade einmal 0,5<br />
mm ermöglicht den Einsatz in<br />
vielen verschiedenen Anwendungen<br />
mit beschränktem Bauraum.<br />
Außerdem sorgen sein<br />
Keramik-Packaging und seine<br />
Metallkappe für hervorragende<br />
Präzision und hohe Zuverlässigkeit.<br />
Der DST1610A arbeitet in<br />
einem Temperaturbereich von<br />
-40 bis +85 °C und liefert 32,768<br />
kHz. Man kann ihn in Devices<br />
für mobile Kommunikation einsetzen<br />
oder in miniaturisierten<br />
IoT-Applikationen verbauen.<br />
Darüber hinaus eignet sich der<br />
DST1610A auch fast perfekt für<br />
Devices im Endkonsumentenbereich<br />
wie Wearables.<br />
• Load Capacitance:<br />
6, 7, 9, 12,5 pF<br />
• Drive Level:<br />
100 nW (500 nW max.)<br />
• Frequency Tolerance:<br />
±20 × 10 -6 (25 °C)<br />
• Turnover Temperature:<br />
25 °C ±5 K<br />
• Parabolic Coefficient:<br />
-0,04 × 10 -6<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
twww.compotek.de<br />
16 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
OVER 20 YEARS<br />
PETERMANN<br />
TECHNIK<br />
QUARZE, OSZILLATOREN & MEHR<br />
WELCOME TO THE WORLD OF CLOCKING<br />
PRODUKTSPEKTRUM:<br />
+ MHz SMD/THT Quarze<br />
+ 32.768 kHz Quarze<br />
+ Quarzoszillatoren<br />
+ Silizium (wie MEMS) Oszillatoren<br />
+ 32.768 kHz µPower Oszillatoren<br />
+ MHz Ultra Low Power Oszillatoren<br />
+ Low Power Clock Oszillatoren<br />
+ Programmierbare Oszillatoren<br />
+ Differential Oszillatoren<br />
+ Spread Spectrum Oszillatoren<br />
+ VCXO, VCTCXO<br />
+ SPXO, LPXO, TCXO, OCXO<br />
+ High Temperature Oszillatoren<br />
+ Automotive Oszillatoren<br />
+ Keramikresonatoren und -filter<br />
+ SAW Produkte<br />
APPLIKATIONEN:<br />
+ IoT/M2M<br />
+ Networking/Infrastructure<br />
+ Mobile Communication<br />
+ Telecom (5G)<br />
+ Wearables<br />
+ Wireless<br />
+ Smart Metering<br />
+ Timing/Precision<br />
+ Industrial/Embedded<br />
+ Medical<br />
+ Automotive<br />
+ Consumer<br />
+ Etc.<br />
PRODUKTVORTEILE & SERVICE:<br />
+ Passende Lösung für jede Clocking<br />
Applikation<br />
+ Besonders umfangreiches<br />
Produktsortiment<br />
+ Höchste Qualität und<br />
Zuverlässigkeit<br />
+ Sehr breiter Frequenzbereich<br />
+ Erweiterter Temperaturbereich<br />
von –55/+125°C<br />
+ Äußerst wettbewerbsfähige Preise<br />
+ Umfangreicher Design-in-Support<br />
+ Großserienbetreuung<br />
+ Kurze Liefertermine<br />
+ Kostensparendes In-House-Engineering<br />
+ Kurze Time-to-Market-Zeiten<br />
PETERMANN-TECHNIK GmbH<br />
Lechwiesenstr. 13<br />
86899 Landsberg am Lech<br />
Deutschland – Germany<br />
Tel +49 (0) 8191 – 30 53 95<br />
Fax +49 (0) 8191 – 30 53 97<br />
info@petermann-technik.de<br />
WWW.PETERMANN-TECHNIK.DE
Quarze und Oszillatoren<br />
Reinraum zur Produktion von<br />
Hochleistungsoszillatoren<br />
und die Qualität der Produkte<br />
Made in UK langfristig sogar<br />
noch deutlich verbessert werden.<br />
Neue SMD- und<br />
Ultraminiatur-Quarze<br />
Ziel des<br />
Unternehmens<br />
ist es, der Luft- und Raumfahrtindustrie<br />
hochwertige Produkte<br />
aus Großbritannien, frei von<br />
ITAR-Beschränkungen, anbieten<br />
zu können. „Die möglichen<br />
Turbulenzen des Brexits und<br />
anderer weltweiter Ereignisse<br />
legen nahe, dass der Zeitpunkt<br />
für Investitionen in die Anlage<br />
richtig ist“, sagte Andy Treble,<br />
Geschäftsführer von Euroquartz,<br />
Ltd. „Es ist wichtig, die Fertigung<br />
in Großbritannien aufrechtzuerhalten.“<br />
Euroquartz ist nach AS9100<br />
Revision D zertifiziert und befindet<br />
sich zu 100 % in britischem<br />
Privatbesitz, was das Unternehmen<br />
zu einem idealen Partner<br />
für unter anderem die britische<br />
Verteidigungs- und Luftfahrtindustrie<br />
macht. Die WDI AG ist<br />
offizieller Distributor.<br />
■ WDI AG<br />
www.wdi.ag<br />
Der britische Spezialist für frequenzgebende<br />
Bauteile Euroquartz,<br />
Ltd. hat die Installation<br />
und Inbetriebnahme einer neuen<br />
Reinraumanlage an seinem<br />
Hauptsitz in Crewkerne, Somerset<br />
abgeschlossen. Mit dieser<br />
Investition stellt man sicher, dass<br />
auch zukünftig der Bedarf an<br />
qualitativ hochwertigen Oszillatoren<br />
für Militär- sowie Luftund<br />
Raumfahrtanwendungen<br />
gedeckt werden kann.<br />
Bereits seit dem Beginn des<br />
Booms in der Mobilfunkbranche<br />
vor fast 40 Jahren werden<br />
bei Euroquartz in Somerset<br />
hochwertige Quarze und Oszillatoren<br />
für vorrangig militärische<br />
Anwendungen gefertigt. Um das<br />
aktuelle Angebot an Quarzen und<br />
Oszillatoren zur Durchsteckmontage<br />
um eine neue Reihe von<br />
SMD-Oszillatoren zu erweitern,<br />
wurde nun in den neuen hochmodernen<br />
Reinraum der Klasse<br />
ISO 7 investiert.<br />
Hiervon soll zukünftig die Produktion<br />
aller in Großbritannien<br />
gefertigten Produkte profitieren<br />
Schukat hat sein Portfolio im<br />
Bereich „Quarze“ um die Serien<br />
M49, X21, X22 und X32 des<br />
Herstellers Mercury mit den<br />
Frequenzen von 3,579545 bis<br />
40 MHz erweitert. Bei der<br />
M49-Serie handelt es sich um<br />
kostengünstige SMD-Quarze<br />
im Metallgehäuse mit niedriger<br />
Profilhöhe für die Anwendung<br />
im Massenmarkt. Die Abmessungen<br />
des Gehäuses betragen<br />
12,4 x 4,5 x 4 mm.<br />
Erhältlich sind die Quarze in<br />
einem Frequenzbereich von<br />
3,579545 bis 27 MHz mit einer<br />
Frequenztoleranz von ±30 ppm.<br />
Low-ESR-Schwingquarze für IoT & LPWAN<br />
Preiswerte Quarzresonatoren<br />
beinhaltet das breite und tiefe<br />
Produktspektrum „SMD-<br />
Schwingquarze“ von der Firma<br />
Petermann-Technik für den Vertikalmarkt<br />
„IoT und LPWAN“.<br />
Diese äußerst langlebigen<br />
SMD-Quarze in verschiedenen<br />
miniaturisierten Keramikgehäusen<br />
im Grundtonbereich von 12<br />
bis 64 MHz verfügen über sehr<br />
geringe äquivalente Serienwiderstände,<br />
sodass sie optimal<br />
und besonders schnell in der<br />
Kundenschaltung anschwingen.<br />
Die Standardfrequenztoleranz<br />
beträgt bei 25 °C ±10 ppm<br />
max. Die Temperaturstabilitäten<br />
betragen im Standard<br />
±10 ppm @ -20/+70 °C bzw.<br />
±15ppm @ -40/+85 °C, ±30<br />
ppm @ -40/+105 °C bzw. ±50<br />
ppm @ -40/+125 °C. Nach zehn<br />
Jahren beträgt die Alterung ±10<br />
ppm max., sodass aufgrund der<br />
Parametrierung der miniaturisierten<br />
SMD-Quarze diese in<br />
jeder Funkapplikation verwendet<br />
werden können. Die Referenzliste<br />
auf der Website von<br />
Petermann-Technik gibt u.a.<br />
Auskunft darüber, welcher<br />
Quarz zu welchem IC passt.<br />
Sollten höhere Anforderungen<br />
an die Genauigkeit der Funkfrequenz<br />
gestellt werden, dann<br />
empfehlen die Spezialisten die<br />
Verwendung von Lowcost-<br />
TCXOs im 2,5 x 2 mm messende<br />
4-Pad-Gehäuse.<br />
Mittels des In-House-Engineerings<br />
kann Petermann-Technik<br />
ein sehr breites Design-in-Leistungsspektrum<br />
bis hin zum<br />
Vermessen der entsprechenden<br />
SMD-Quarze direkt in der Kundenschaltung<br />
bieten und damit<br />
den Entwickler schnell und effizient<br />
bei der Realisation seiner<br />
Applikation unterstützen. Für<br />
Neuentwicklungen wird das<br />
aktuell günstigste 3,2 x 2,5<br />
mm große Keramikgehäuse<br />
(Serie SMD03025/4) empfohlen.<br />
Sollte dieses Gehäuse<br />
aber zu groß sein, dann ist<br />
der kleinere SMD-Quarz<br />
der Serie SMD02016/4 (2 x<br />
1,6 mm/4pad) die optimale<br />
und kostenseitig attraktivste<br />
Lösung. Aufgrund der stetig<br />
steigenden Nachfrage nach dem<br />
2 x 1,6 mm großen Keramikgehäuse<br />
sind SMD-Quarzresonatoren<br />
in diesem Gehäuse bereits<br />
jetzt günstiger als SMD-Quarze<br />
im 2,5 x 2 mm messenden<br />
4-Pad-Keramikgehäuse.<br />
■ Petermann-Technik GmbH<br />
www.petermann-technik.de<br />
18 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Die Belastungskapazität liegt bei<br />
18 pF, die Temperaturstabilität<br />
bei ±50 ppm. Die Ultraminiatur-Quarze<br />
der Serien X21, X22<br />
und X32 im Keramikgehäuse<br />
eignen sich für die Anwendung<br />
in PDAs (Personal Digital Assistant),<br />
tragbaren GPS-Geräten<br />
und PC-Karten (PCMCIAs).<br />
Sie sind in unterschiedlichen<br />
Frequenzbereichen von 12 bis<br />
40 MHz mit einer Frequenztoleranz<br />
von ±30 ppm verfügbar.<br />
Ihre Belastungskapazität beträgt<br />
12 pF und die Temperaturstabilität<br />
ist typisch ±30 ppm. Die<br />
Quarze von Mercury eignen sich<br />
für einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C und<br />
sind ab sofort ab Lager Schukat<br />
erhältlich.<br />
■ Schukat electronic Vertriebs<br />
GmbH<br />
www.schukat.com<br />
Emerald-Plattform<br />
von SiTime<br />
Bei der Endrich Bauelemente<br />
Vertriebs GmbH ist die Emerald-<br />
Plattform der Firma SiTime<br />
erhältlich. Hintergrund dieses<br />
Produkts: Quarzbasierte MEMS-<br />
Oszillatoren sind empfindlich<br />
gegen Umgebungsstörungen wie<br />
Temperaturänderungen, Vibrationen<br />
und Erschütterungen. Das<br />
führt häufig zu Beeinträchtigungen<br />
und Ausfällen in der<br />
Telekommunikation oder in<br />
Netzwerken. Dadurch können<br />
missionskritische Dienste wie<br />
Fahrerassistenzsysteme empfindlich<br />
gestört werden. Die<br />
Bauelemente müssen besonders<br />
geschützt und abgeschirmt<br />
werden, was einen zusätzlichen<br />
hohen Entwicklungsaufwand<br />
bedeutet.<br />
Die Emerald-Plattform Stratum<br />
3E OCXOs von SiTime ist<br />
unempfindlich gegen Umwelteinflüsse<br />
wie Luftstrom, schnelle<br />
Temperaturänderung, Vibration,<br />
Schock und EMI und verringert<br />
die Systemgröße, da weniger<br />
unterstützende Komponenten<br />
und Abschirmungen notwendig<br />
sind. Synchronisationsfehler<br />
werden minimiert. Die in den<br />
Baugrößen 9 x 7, 14 x 9, 20 x<br />
13 und 25 x 22 mm erhältlichen<br />
Komponenten können direkt<br />
gegen die eingesetzten Quarzoszillatoren<br />
getauscht werden. Die<br />
Plattform ist im Frequenzbereich<br />
1 bis 220 MHz programmierbar.<br />
Zur Rauschfilterung sind LDOs<br />
integriert.<br />
■ Endrich Bauelemente<br />
Vertriebs GmbH<br />
www.endrich.com<br />
Temperaturkompensierter<br />
SMD-Oszillator<br />
Mit einer Baugröße von nur<br />
noch 2,5 x 2 mm und einer Bauhöhe<br />
von 0,7 mm ist der Geyer-<br />
SMD-TCXO für anspruchsvolle<br />
Anwendungen im Bereich der<br />
Telekommunikation, Funktechnik<br />
und GPS-Telemetrie,<br />
bei denen aufgrund von hoher<br />
Packungsdichte nur sehr wenig<br />
Platz für den Oszillator zur Verfügung<br />
steht, besonders geeignet.<br />
Die Frequenztoleranz bei +25 °C<br />
liegt bei ±0,5 ppm, die Toleranz<br />
über den gesamten Temperaturbereich<br />
bei ±2,5 ppm. Die verfügbaren<br />
Frequenzen reichen<br />
von 13 bis 54 MHz. Bei der<br />
Versorgungsspannung stehen<br />
die Werte 1,8, 2,5 und 3,3 V zur<br />
Verfügung.<br />
Der KXO-86 ist für den Temperaturbereich<br />
-40/+85 °C spezifiziert<br />
und auch als VCTCXO (2,5<br />
und 3,3 V) lieferbar. Die Ziehempfindlichkeit<br />
liegt im Bereich<br />
von ±9 ppm bis ±15 ppm (1/2<br />
V DD ±1 V). Kundespezifische<br />
Parameter teilt man gern auf<br />
Anfrage hin mit.<br />
■ Geyer Electronic e. K.<br />
www.geyer-electronic.com<br />
CPX-21<br />
UNIT: mm<br />
2.0 x 1.6 x 0.45<br />
CPX-32<br />
CPX-22<br />
...klein,<br />
kleiner,<br />
am kleinsten<br />
Top View<br />
0.65 0.70 0.65<br />
➀<br />
➁<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
1.1<br />
0.8 ±0.1 0.9 ±0.2 0.8 ±0.1<br />
➁<br />
1.8<br />
➂<br />
UNIT: mm<br />
2.5 x 2.0 x 0.45<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 19<br />
1.6 ±0.1<br />
2.0 ±0.1<br />
0.45 ±0.1<br />
0.75 ±0.1<br />
0.5 ±0.2<br />
0.75 ±0.1<br />
2.5 ± 0.2<br />
➀<br />
4<br />
C0.3<br />
UNIT: mm<br />
2.5 ±0.1<br />
1.05<br />
4<br />
Top View<br />
1.3<br />
➁ & 4 are connected with a cover<br />
Top View<br />
4 ➂<br />
➀<br />
1.3 1.0<br />
➁<br />
3.2 ± 0.2<br />
➀ ➁<br />
C0.3<br />
➃<br />
4<br />
➀<br />
2.0 ±0.1<br />
➂<br />
➂<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
0.55<br />
0.45 ±0.1 0.55 0.5<br />
0.7 MAX<br />
4<br />
➀<br />
➂<br />
➁<br />
➁<br />
Recommended Solder Pattern<br />
0.85 0.5 0.85<br />
0.75<br />
0.3<br />
0.75<br />
➂<br />
1.35<br />
1.1<br />
1.1 0.8<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
3.2 x 2.5 x 0.8/0.6<br />
· Sonderfrequenzen<br />
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2.50 ±0.10<br />
SCO-22<br />
Top View<br />
4 ➂<br />
1.70<br />
➀ ➁<br />
4 ➂<br />
➀ 2.50 ±0.10 ➁<br />
0.8<br />
4<br />
UNIT: mm<br />
4<br />
UNIT: mm<br />
SCO-53<br />
UNIT: mm<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
2.0 ±0.10<br />
0.9 MAX<br />
0.7<br />
0.9<br />
0.9<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
1.10 1.10<br />
1.70<br />
2.5 x 2.0 x 0.9<br />
SCO-32<br />
4<br />
Top View<br />
3.20 ±0.10 1.00 1.20<br />
5.00 ±0.10<br />
3.20 ±0.10<br />
1.20 MAX<br />
1.3 MAX<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
1.20 1.00 1.20<br />
1.20<br />
3.2 x 2.5 x 1.2<br />
Top View<br />
2.54<br />
4<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
1.3<br />
1.20<br />
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Solder Pattern<br />
1.40 1.40<br />
1.20<br />
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Germany”<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
Miniatur-TCXO für Realtime-Clock-Anwendungen<br />
Der britische Spezialist für frequenzgebende<br />
Bauteile Euroquartz hat eine<br />
neue Serie extrem kleiner temperaturkompensierter<br />
Oszillatoren (TCXOs)<br />
mit sehr niedrigem Stromverbrauch für<br />
Echtzeituhren-Anwendungen auf den<br />
Markt gebracht.<br />
Die EME32T-Serie bietet eine Frequenz<br />
von 32,768 kHz in einem Miniatur-SMD-<br />
4-Pad-Gehäuse mit 3,28 x 2,5 x 1,3 mm<br />
sowie eine Versorgungsspannung von<br />
1,8, 2,5, 3, 3,3 oder 5 V. Herausragend<br />
ist der sehr geringe Stromverbrauch von<br />
nur 790 nA bei 1,8 V, was besonders bei<br />
batteriebetriebenen Anwendungen ein<br />
großer Vorteil ist. Die Frequenzstabilität<br />
beträgt dabei präzise ±5 ppm über<br />
den industriellen Temperaturbereich von<br />
-40 bis +85 °C und ausgegeben wird ein<br />
CMOS-Logiksignal bei 15 pF nomineller<br />
Bürdekapazität.<br />
Bei einer Eingangsspannungsänderung<br />
von ±5 % beträgt die Frequenzstabilität<br />
gegenüber der Spannungsänderung ±0,2<br />
ppm, während die Frequenzstabilität gegenüber<br />
der Alterung für das erste Jahr<br />
maximal ±3 ppm beträgt. Des Weiteren<br />
ist die Erstkalibrierung mit ±1,5 ppm bei<br />
25 °C ±2%, der Zeitfehler mit 2,628 m/<br />
Jahr, die maximale Anstiegs- und Abfallzeit<br />
mit 100 ns und das Tastverhältnis<br />
mit 50 % ±10 % spezifiziert. Die Startzeit<br />
beträgt maximal 1 s bei 25 °C oder<br />
maximal 3 s über den gesamten Arbeitstemperaturbereich.<br />
■ WDI AG<br />
www.wdi.ag<br />
Kleinste und dünnste Differential-<br />
Output-Quarzoszillatoren<br />
Einer der wichtigsten Performance-Faktoren<br />
solcher Devices ist die Implentierungseffizienz,<br />
wobei hier vor allem die Verkleinerung<br />
der einzelnen Bauteile entscheidend<br />
ist. Die meisten Differential-Output Crystal<br />
Oscillators auf dem Markt entsprechen<br />
dabei der 7050- sowie 5032-Größe. Wenn<br />
Kunden allerdings ein deutlich kompakteres<br />
Produkt benötigen, dann hat KDS auch dafür<br />
eine hervorragende Lösung für sie parat.<br />
Die neuentwickelte – und im Vergleich zu<br />
den am Markt erhältlichen konventionellen<br />
Produkten viel kleinere – 1008-Größe von<br />
KDS steigert die Implementierungseffizienz<br />
merklich.<br />
Waibstadter Strasse 2 - 4<br />
74924 Neckarbischofsheim<br />
Telefon: +49 7263 648-0<br />
Fax: +49 7263 6196<br />
Email: info@kvg-gmbh.de<br />
www.kvg-gmbh.de<br />
CompoTEKs Quarzspezialist KDS präsentierte<br />
neue Differential-Output Crystal<br />
Oscillators, die DS1008J-Serie, als Antwort<br />
auf den rastanten Datenflussanstieg durch<br />
mobile Netzwerke sowie durch Big Data<br />
in den letzten Jahren. Digital kohärente<br />
Technologie ist dabei der entscheidende<br />
Schlüsselfaktor für die Anstrengungen, die<br />
dahingehend in Forschung und Entwicklung<br />
unternommen wurden. Seitdem Differential-<br />
Output Crystal Oscillators diese Technologie<br />
unterstützen, wird ihnen immer mehr<br />
Aufmerksamkeit geschenkt.<br />
20<br />
Key Features:<br />
• Größe 1 × 0,8 × 0,29 mm max.<br />
• für HD-LVDS, HCSL, LVDS, LV-PECL<br />
• Betriebsspannung 2,5/3,3 V<br />
• geringes Phasenrauschen<br />
• Non-PLL Output<br />
Dieses Produkt wurde als Teil der Arkh.3G-<br />
Serie entwickelt, die KDS zukünftig noch<br />
erweitern wird. Als weitere Neuentwicklung<br />
sei hier bereits ihr Low-Voltage Clock Crystal<br />
Oscillator (1,2 V) DS1008JN erwähnt.<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Ofengesteuerte Oszillatoren<br />
liefern 5 bis 100 MHz<br />
Die BOVTA-Serie von Bliley Technologies<br />
sind ofengesteuerte Oszillatoren, die<br />
von 5 bis 100 MHz arbeiten (die erforderliche<br />
Frequenz kann bei der Bestellung<br />
angegeben werden). Diese OCXOs haben<br />
ein Phasenrauschen von -145 dBc/Hz bei<br />
1 kHz und eine Anstiegs-/Abfallzeit von 10<br />
ns. Sie liefern CMOS-, TTL- oder Sinus-<br />
Wellenformen. Die OCXOs benötigen eine<br />
Startleistung von bis zu 7 W und eine stationäre<br />
Leistung von 2 W. Sie bieten Hochfrequenzstabilität<br />
gegenüber Temperaturschwankungen<br />
von bis zu ±100 ppb und<br />
haben eine Aufwärmzeit von weniger als 3<br />
min. Diese RoHS-konformen OCXOs sind<br />
in einem Gehäuse mit einem Footprint von<br />
36 x 27 mm erhältlich.<br />
Weitere Produktdetails:<br />
• Versorgungsspannung 3,1 bis 12,6 V<br />
• Ausgangsleistung 7 dBm<br />
• Ausgangslast 45 bis 55 Ohm parallel 15 pF<br />
• Phasenrauschen -155 bis -90 dBc/Hz, z.B.<br />
-150 dBc/Hz (10 kHz)<br />
• Wirkungsgrad 45 bis 55%<br />
• Frequenzstabilität 20 bis 100 ppb<br />
• SWR 1,5<br />
• Betriebstemperatur -20 bis 75 °C<br />
■ Bliley Technologies<br />
www.bliley-technologies.com<br />
Programmierbare<br />
Frequenzsynthesizer<br />
Die HFS-Serie von EM Research sind programmierbare<br />
Frequenzsynthesizer, die von<br />
50 MHz bis 12 GHz (in Bändern) arbeiten.<br />
Die Synthesizer bieten eine Ausgangsleistung<br />
von bis zu 14 dBm und benötigen eine<br />
externe Referenz von 5 bis 200 MHz. Das<br />
synthetisierte Signal hat ein geringes Phasenrauschen<br />
mit Harmonischen von weniger<br />
als -20 dBc und Störwerten von weniger<br />
als -60 dBc. Die Synthesizer benötigen<br />
eine Versorgungsspannung von 3,3/5 V und<br />
ziehen bis zu 200 mA. Weitere Produktspezifikationen:<br />
Schrittlänge 25 kHz, Phasenrauschen<br />
-140 bis -90 dBc/Hz je nach Offset.<br />
Die Synthesizer sind in einem robusten,<br />
modular montierten Gehäuse erhältlich, das<br />
1,25 x 1 x 0,25 Zoll misst.<br />
■ EM Research<br />
www.emresearch.com<br />
PL-Oszillatoren in<br />
rauscharmer Technologie<br />
Die 957-Serie von MI-Wave sind phasenverriegelte<br />
(PL) Oszillatoren, die rauscharme<br />
Synthesizer-Technologie mit fester<br />
Frequenz verwenden, um am Ausgang ein<br />
Signal von 100 MHz bis 110 GHz bereitzustellen.<br />
Diese Oszillatoren verwenden<br />
eine externe Referenz von 1 bis 600 MHz,<br />
um ein Signal mit einem niedrigen Phasenrauschen<br />
von -100 dBc bei 100 kHz Span,<br />
bei Harmonischen von -30 dBc bis -60 dBc<br />
bereitzustellen. Sie arbeiten mit einer DC-<br />
Versorgungsspannung von 8 bis 15 V und<br />
liefern 13 dBm Leistung. Diese PLOs sind<br />
sowohl als Koaxial- als auch als Wellenleiterversion<br />
erhältlich.<br />
Weitere Produktdetails:<br />
• Schnittstelle: SPI/TTL/andere<br />
• Phasenrauschen bei 10 kHz Span -80 dBc/<br />
Hz<br />
• Phasenrauschen bei 100 kHz Span<br />
-100 dBc/Hz<br />
• Einschwingzeit 3 ms<br />
■ MI-Wave<br />
Millimeter Wave Products<br />
www.miwv.com<br />
Hochstabiler 50-MHz-TCXO<br />
Der TCXO7500BT-50MHz-AV von<br />
Dy namic Engineers ist ein hochstabiler<br />
TCXO, der mit 50 MHz arbeitet. Es hat ein<br />
Phasenrauschen von -153 dBc/Hz bei 100<br />
kHz Offset und eine Frequenzstabilität von<br />
bis zu ±0,28 ppm über einen Temperaturbereich<br />
von -40 bis 85 °C. Dieser TCXO<br />
bietet einen LVCMOS/CMOS-Ausgang bei<br />
einer Versorgungsspannung von 3,3 V. Er<br />
ist in einem oberflächenmontierten Miniaturgehäuse<br />
mit den Maßen 7 x 5 x 1,8 mm<br />
erhältlich und eignet sich nahezu ideal für<br />
den Einsatz in UHF-Synthesizern, SatCom-<br />
Systemen und tragbaren Mikrowellenanwendungen.<br />
Weitere Produktspezifikationen des 50-MHz-<br />
Stratum-III-TCXOs:<br />
• Abstimmspannung 0,5 bis 2,5 V<br />
• Stromaufnahme 2 bis 7 mA<br />
• Belastbarkeit 15 pF parallel 100 kOhm<br />
• Phasenrauschen bei 1 kHz Offset -133<br />
dBc/Hz<br />
• Lagertemperatur -55 bis 105 °C<br />
■ Dynamic Engineers<br />
www.dynamic-engineers.com<br />
Neue Produktlinie<br />
hochwertiger differentieller<br />
Oszillatoren<br />
Mit der ASOxxP- respektive ASOxxS-Serie<br />
zeigt der taiwanesische Partner Oszillatoren<br />
für Frequenzen von bis zu 800 MHz. Die<br />
Oszillatoren und sind mit den Gehäusegrößen<br />
3,2 x 2,5, 5 x 3,2 und 7 x 5 mm lieferbar.<br />
Außerdem verfügen die Ausgänge der<br />
ASO-Serie über die LVPECL- oder LVDS-<br />
Konfiguration. Die Betriebsspannungen liegen<br />
dabei zwischen 1,8 und 3,3 V. Darüber<br />
hinaus bietet Ansen noch eine weitere,<br />
extrem stabile Variante der neuen Oszillatoren<br />
an. Letztere wurden speziell für HiFi-<br />
Highend-Audioanwendungen entwickelt<br />
und sind in den Frequenzen 22,5792 und<br />
24,576 MHz lieferbar.<br />
Zu den Key Features und Einsatzmöglichkeiten:<br />
Die neue ASO-Serie von Ansen<br />
kommt in verschiedenen Ausführungen<br />
bzw. Gehäusegrößen und eignet sich für eine<br />
Vielzahl von Anwendungen. Dazu zählen<br />
unter anderem Applikationen in SD Cards,<br />
Festplatten, Multimedia-Playern, Terminals,<br />
Wireless LAN oder in Consumer Electronics.<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 21
Quarze und Oszillatoren<br />
Revolution und Evolution bei der Frequenzsynthese:<br />
Leistungssteigerung, Miniaturisierung und<br />
einfacheres Design der PLL/VCO-Technik<br />
Im Mittelpunkt<br />
des Artikels stehen<br />
die Fortschritte,<br />
die in den letzten<br />
Jahren beim Design<br />
von Mikrowellen-<br />
Schaltungen erzielt<br />
wurden.<br />
Analog Devices<br />
www.analog.com<br />
Die Erzeugung von Frequenzen<br />
im Mikrowellenbereich hielt für<br />
Ingenieure in den vergangenen<br />
Jahren erhebliche Herausforderungen<br />
bereit. Es ging nicht<br />
ohne fundiertes Wissen in der<br />
Analog-, Digital-, Hochfrequenz-<br />
und Mikrowellenelektronik,<br />
speziell auf dem Gebiet<br />
der PLL- und VCO-ICs (Phased-Locked<br />
Loop, Voltage Controlled<br />
Oscillator) im Zusammenhang<br />
mit den Forderungen<br />
an abstimmbare Filter und breitbandige<br />
Verstärker.<br />
Der Artikel beschreibt die Fortschritte,<br />
die in den letzten Jahren<br />
beim Design von Mikrowellenschaltungen<br />
erzielt wurden und<br />
die dazu geführt haben, dass<br />
die durch geringes Phasenrauschen<br />
gekennzeichnete VCOon-Silicon-Technologie<br />
heute<br />
einen Frequenzbereich von<br />
einer Oktave abdecken kann.<br />
Im selben IC integrierte Ausgangsteiler<br />
ermöglichen die<br />
Abdeckung mehrerer Oktaven<br />
niedrigerer Frequenzen, und mit<br />
Vervielfachern lassen sich mit<br />
einem einzigen IC Frequenzen<br />
bis zu 32 GHz erzeugen. Fortschritte<br />
bei den Fractional-N-<br />
PLL-Synthesizern haben den<br />
Gesamt-RMS-Jitter bei Mikrowellenfrequenzen<br />
auf nur mehr<br />
60 fs gedrückt bei gleichzeitig<br />
unendlich hoher Frequenzauflösung<br />
und minimalen Störtönen.<br />
Breitbandige Filter mit geringer<br />
Einfügedämpfung lassen sich mit<br />
diesen integrierten PLL/VCO-<br />
ICs kombinieren, um die Spektraleigenschaften<br />
des gesamten<br />
Systems zu verbessern, wodurch<br />
die Realisierung von Lokaloszillatoren<br />
im Mikrowellen- und<br />
Millimeterwellenbereich erheblich<br />
vereinfacht wird.<br />
Einführung<br />
Lokale Oszillatoren (LOs) sind<br />
ein entscheidender Bestandteil<br />
von modernen Kommunikations-,<br />
Automotive-, Industrie-<br />
und Messanwendungen.<br />
Ob es um das Konvertieren von<br />
Signalen aus dem Basisbandin<br />
den HF-Bereich auf- oder<br />
abwärts, um das Erzeugen von<br />
Rampenfrequenzen für Radarsysteme<br />
im Kfz-Bereich, um<br />
die Materialprüfung oder die<br />
Entwicklung von Messinstrumenten<br />
für den Bau und die<br />
Prüfung von Schaltungen für<br />
diese Anwendungen geht – man<br />
findet überall LOs. Fortschritte<br />
Bild 1: Abstimmbereich des HMC733<br />
in der Schaltungs- und Prozesstechnologie<br />
haben dazu beigetragen,<br />
die Kosten, die Komplexität<br />
und den Flächenbedarf<br />
solcher Schaltungen zu verringern.<br />
Außerdem machen die<br />
modernen integrierten Schaltungen<br />
das Design-in von LOs<br />
wesentlich einfacher als früher,<br />
als noch ein vielfältigerer Mix<br />
aus aktiven und passiven Technologien<br />
benötigt wurde.<br />
In der Vergangenheit kamen<br />
in der Mehrzahl der LOs für<br />
2G-Kommunikationsanwendungen<br />
(z.B. GSM) noch Integer-N-PLLs<br />
wie der ADF4106<br />
von Analog Devices zum Einsatz,<br />
zusammen mit einem<br />
schmalbandigen T-Package-<br />
VCO wie dem VCO190-1846T.<br />
Größtenteils waren diese VCOs<br />
wegen ihres hohen Gütefaktors<br />
(Q) sehr gut geeignet, um die<br />
anspruchsvollen Phasenrauschspezifikationen<br />
dieses Standards<br />
zu erfüllen. Damalige Mobiltelefone<br />
unterstützten nur jeweils<br />
einen Mobilfunkstandard, und<br />
der Standard selbst sah nur<br />
begrenzte Datenraten vor (allerdings<br />
verhalf die hervorragende<br />
Abdeckung der 2G-Netze den<br />
22 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
REFLECTIONLESS<br />
FILTERS<br />
Eliminate Stopband Reflections<br />
DC to 40 GHz<br />
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eliminates out of band signals<br />
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The 2015 IEEE MTT-S<br />
International Microwave Symposium<br />
SEE US AT<br />
BOOTH#<br />
2047<br />
(718) 934-4500 sales@minicircuits.com www.minicircuits.com<br />
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DISTRIBUTORS<br />
612 Reflectionless Filters Rev B_show.indd 1 3/12/20 1:07 PM
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 2: Frequenz des ADF4371 als Funktion der Abstimmspannung V TUNE<br />
Mobiltelefonen zu einer breiten<br />
Marktakzeptanz). Die LOs in den<br />
Basisstationen waren vorwiegend<br />
als Module implementiert,<br />
die wiederum aus mehreren ICs<br />
und VCO-Submodulen bestanden,<br />
siehe Aufmacherbild (LO-<br />
Modul für die drahtlose Kommunikation).<br />
Die Nachfrage nach höheren<br />
Over-the-Air-Datenraten sowie<br />
nach Kompatibilität zu verschiedenen<br />
weltweit gebräuchlichen<br />
Mobilfunkstandards trieb die<br />
Entwicklung von Breitband-<br />
VCOs voran, die es ermöglichten,<br />
einen größeren Teil des<br />
neu verfügbaren Frequenzspektrums<br />
zu nutzen, als es mit<br />
einem schmalbandigen VCO<br />
möglich war.<br />
Das dazu notwendige Mikrowellen-Backhaul-Netzwerk<br />
musste<br />
nicht nur diesen Datendurchsatz<br />
gewährleisten, sondern dabei<br />
gleichzeitig Modulationsraten<br />
höherer Ordnung unterstützen<br />
sowie die Konfigurierbarkeit<br />
für unterschiedliche Bereiche<br />
und Standards verbessern, damit<br />
die Netzwerkanbieter ihren Entwicklungsaufwand<br />
reduzieren<br />
und die Rentabilität ihrer Investitionen<br />
steigern konnten. Um<br />
die Entwicklung dieser Netzwerke<br />
zu unterstützen, kamen in<br />
typischen Signal-Analyzer große<br />
und schwere YIG-Oszillatoren<br />
(Yttrium-Eisen-Granat) sowie<br />
Filter zum Einsatz, die auf ähnlich<br />
sperriger Technik beruhten.<br />
Verbesserungen bei<br />
den VCOs<br />
Die bedeutendste technische<br />
Herausforderung bei der Entwicklung<br />
integrierter Mikrowellen-VCOs<br />
aus Silizium<br />
stellte der begrenzte Gütefaktor<br />
Q dar, der mit den verfügbaren<br />
Wafer-Fertigungsprozessen<br />
erzielt werden konnte. In vielen<br />
Fällen fiel dieser vom dreistelligen<br />
Bereich, wie er für die<br />
in T-Package-VCOs verwendeten,<br />
gewickelten Induktivitäten<br />
typisch war, auf knapp über 10.<br />
Dies hatte wegen der durch die<br />
Leeson-Gleichung formulierten<br />
Restriktionen erheblichen Einfluss<br />
auf das Phasenrauschen:<br />
(1)<br />
Demnach steht das Phasenrauschen<br />
LPM in umgekehrt-quadratischem<br />
Verhältnis zu einem<br />
höheren Q des VCO, was letztendlich<br />
zu einem kleineren Frequenzbereich<br />
führt.<br />
Mit breitbandigen Single-<br />
Core-VCOs aus Galliumarsenid<br />
(GaAs) oder Silizium-Germanium<br />
(SiGe) ließ sich das<br />
Problem des Zusammenhangs<br />
zwischen Frequenzbereich und<br />
Rauschen lösen, indem der<br />
Abstimmspannungsbereich von<br />
5 V (typisch für die meisten siliziumbasierten<br />
PLL-Ladungspumpen)<br />
auf 15 oder sogar 30<br />
V vergrößert wurde. Hierdurch<br />
blieb der Gütefaktor des Resonators<br />
unverändert, während<br />
die erweiterte Abstimmbarkeit<br />
des Varaktors zu einem größeren<br />
Abstimmbereich führte,<br />
ohne dass sich das Phasenrauschen<br />
verschlechterte. Die<br />
Herausforderung dieses erweiterten<br />
Abstimmspannungsbereichs<br />
bewältigte man, indem<br />
man aktive Tiefpassfilter einsetzte<br />
und die üblicherweise<br />
5 V betragende Ladungspumpenspannung<br />
auf 15 oder gar<br />
30 V anhob. (Bild 1 zeigt den<br />
Abstimmbereich des HMC733.)<br />
Diese aktiven Filter benötigen<br />
rauscharme, für hohe Spannungen<br />
geeignete Operationsverstärker.<br />
Ein typischer Mikrowellen-LO<br />
bestand folglich aus<br />
einem PLL-Baustein (ADF4106)<br />
zusammen mit einem Operationsverstärker,<br />
einem GaAs-VCO<br />
und häufig auch einem zusätzlichen<br />
externen Teiler, der das<br />
VCO-Signal auf die maximal<br />
zulässige Eingangsfrequenz der<br />
PLL-Schaltung (6 GHz im Fall<br />
des ADF4106) herunterteilte.<br />
GaAs-VCOs arbeiteten üblicherweise<br />
im S-Band oder darüber,<br />
da diese Resonatorschaltungen<br />
erst oberhalb von 2 GHz optimal<br />
wirken.<br />
Große Sorgfalt war beim Leiterplattenentwurf<br />
erforderlich,<br />
der fundiertes Wissen auf dem<br />
Stromversorgungs-, Analog-,<br />
HF- und Mikrowellen-Sektor<br />
erforderte. Das Design des PLL-<br />
Filters und die Simulation seiner<br />
Performance setzten eine Menge<br />
Erfahrung in der Regelungstheorie<br />
und in der Rauschmodellierung<br />
sowie die Vertrautheit mit<br />
jedem einzelnen Bauteil voraus.<br />
Da es alles andere als einfach<br />
war, sich diese Erfahrung in diesen<br />
Disziplinen anzueignen, fand<br />
man die entsprechenden Fähigkeiten<br />
vorwiegend bei älteren<br />
Entwicklern mit jahrzehntelanger<br />
Erfahrung im Hardwaredesign<br />
vor.<br />
Der niedrige Gütefaktor lässt<br />
sich mit verschiedenen Techniken<br />
anheben. In einer Bausteinfamilie<br />
wie der Reihe<br />
ADF4360 sorgen Bond-Drähte,<br />
die über die Oberseite des Chips<br />
führen und mit Bondpads verbunden<br />
sind, für einen Gütefaktor<br />
von ungefähr 30. Dicke<br />
Metallinduktivitäten steigerten<br />
den Gütefaktor ebenfalls, und<br />
die Verbesserungen am Gütefaktor<br />
des Varaktors trugen entscheidend<br />
dazu bei, den Q-Wert<br />
des Resonators anzuheben, was<br />
eine weitere Verbesserung des<br />
Phasenrauschens ergab.<br />
Die BiCMOS-Prozesse, die für<br />
die Hochfrequenz-VCO- und<br />
N-Teiler-Schaltungsteile verwendet<br />
wurden, sowie CMOS-<br />
Logikschaltungen zum Hinzuund<br />
Wegschalten verschiedener<br />
Kondensatoren ermöglichten,<br />
dass breitbandige PLL- und<br />
Bild 3: Phasenfehler und damit verbundene Phasenfehleramplitude (EVM) bei<br />
QPSK-Modulation<br />
24 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
PROGRAMMABLE<br />
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(718) 934-4500 sales@minicircuits.com www.minicircuits.com<br />
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587 Rev B_P<br />
587 Rev B_P.indd 1 3/11/20 2:02 PM
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 4: Phasenrauschen der Integer-N-PLL ADF4106 mit VCO 1901846T<br />
Bild 5: Phasenrauschen der Fractional-N-PLL ADF4153A mit VCO 1901846T<br />
VCO-ICs machbar wurden,<br />
deren kleinere Abmessungen<br />
und größere Frequenzbereiche<br />
für eine rasche Akzeptanz in<br />
der drahtlosen Kommunikationstechnik<br />
sorgen.<br />
Diesem Konzept folgte man<br />
bei vielen breitbandigen LOs.<br />
Schließlich ist ein VCO, der eine<br />
volle Oktave abdeckt, überaus<br />
vorteilhaft, denn eine Frequenzteilerbank<br />
gestattet die Erzeugung<br />
von Frequenzen in einem<br />
Bereich, der nur durch die niedrigste<br />
verfügbare VCO-Frequenz<br />
Bild 6: Phasenrauschen des ADF4371<br />
und das größte verfügbare Teilerverhältnis<br />
begrenzt ist.<br />
Ein entscheidender Durchbruch<br />
im Design von VCOs auf Siliziumprozessen<br />
war die Unterteilung<br />
des VCO-Bereichs in<br />
mehrere Teilbänder, was durch<br />
das Ein- oder Ausschalten verschiedener<br />
Kondensatorbänke<br />
möglich wurde. Hierdurch ließ<br />
sich ein größerer Frequenzbereich<br />
abdecken, ohne dass aufgrund<br />
der Absenkung des Gütefaktors<br />
des Oszillatorresonators<br />
Abstriche beim Phasenrauschen<br />
hingenommen werden mussten.<br />
Gleichzeitig war die Verwendung<br />
von Ladungspumpen mit<br />
geringerer Spannung möglich,<br />
was den Einsatz zusätzlicher<br />
Operationsverstärker erübrigte,<br />
die außerdem eine höhere Versorgungsspannung<br />
benötigten.<br />
Im Zuge weiterer Verbesserungen<br />
wurde die Zahl der VCO-<br />
Bänder vom zwei- in den dreistelligen<br />
Bereich erhöht. Sogar<br />
zusätzliche separate, einander<br />
überlappende VCO-Kerne, die<br />
nach Bedarf ein- oder ausgeschaltet<br />
wurden, wurden auf<br />
monolithischen ICs entwickelt,<br />
sodass eine weitergehende Optimierung<br />
des Phasenrauschens<br />
möglich war, wie im Fall des<br />
ADF4371 (Bild 2). Man erkennt<br />
den eklatanten Unterschied zwischen<br />
dem Single-Core-VCO<br />
des HMC733 in Bild 1 und dem<br />
Multiband-VCO des ADF4371.<br />
Verbesserungen bei<br />
den PLLs<br />
Die Nachfrage nach höheren<br />
Datenraten erforderte geringere<br />
Fehlervektoramplituden (Error<br />
Vector Magnitude, EVM – s.<br />
Bild 3); ein Wert, der vom Beitrag<br />
des PLL-Synthesizers zum<br />
Inband-Phasenrauschen in einer<br />
schmalbandigen Funk-Applikation<br />
dominiert wurde. Der hohe<br />
N-Wert von 9000, der bei einem<br />
Kanalraster von 200 kHz für<br />
eine Ausgangsfrequenz von 1,8<br />
GHz erforderlich war, bedeutete<br />
wegen des 20lg(N) betragenden<br />
Beitrags des N-Teilers inband<br />
einen gravierenden Nachteil.<br />
Modulationsverfahren höherer<br />
Ordnung wie etwa 64 QAM verlangten<br />
nach einem niedrigeren<br />
EVM-Wert, was wiederum die<br />
Entwicklung, Einführung und<br />
Verwendung von Fractional-N-<br />
Synthesizern wie ADF4153A<br />
und ADF4193 vorantrieb. Diese<br />
entkoppelten das Kanalraster<br />
von der PFD-Frequenz (Arbeitsfrequenz<br />
des Phasen-Frequenz-<br />
Dikriminators), wodurch sich<br />
wiederum das Inband-Rauschen<br />
entscheidend verringerte.<br />
Die Vorteile dieser Maßnahme<br />
werden an einem Vergleich des<br />
ADF4106 mit dem ADF4153A<br />
(Bilder 4 und 5) deutlich: Das<br />
Inband-Rauschen verbessert sich<br />
von -90 dBc/Hz auf -105 dBc/<br />
Hz. Diese Berechnung wurde<br />
übrigens mit dem Tool ADIsimPLL<br />
durchgeführt, mit dem<br />
sich sämtliche PLL-Lösungen<br />
von Analog Devices simulieren<br />
lassen.<br />
Die Fractional-N-Technik<br />
brachte den zusätzlichen Vorteil<br />
kürzerer Einschwingzeiten<br />
mit sich, da dank der höheren<br />
PFD-Frequenzen nun größere<br />
Schleifenbandbreiten möglich<br />
waren. Die durch die Fractional-N-Technik<br />
entstehenden<br />
26 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
MMIC<br />
SPLITTER /COMBINERS<br />
NOW<br />
DC to 43.5 GHz<br />
THE WIDEST SURFACE MOUNT<br />
BANDWIDTHS IN THE INDUSTRY!<br />
New Resistive/Reactive Designs Extend<br />
Coverage down to DC<br />
2 and 4-way Models Available<br />
Power Handling up to 2.5W<br />
Insertion Loss, 1.1 dB typ.<br />
Isolation, 20 dB<br />
The 2015 IEEE MTT-S<br />
International Microwave Symposium<br />
SEE US AT<br />
BOOTH#<br />
2047<br />
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596_Rev B_P<br />
DISTRIBUTORS<br />
596 Rev B_P.indd 1 3/11/20 2:27 PM
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 7: Blockschaltbild der Lösung mit diskretem PLL/VCO- und Frequenzvervielfacher<br />
Bild 8: Blockschaltbild der Lösung mit dem ADF4371<br />
Störfrequenzen wurden mithilfe<br />
verschiedener Ladungspumpen-<br />
Offsetströme und Sigma-Delta-<br />
Ditherfunktionen auf ein akzeptables<br />
Maß reduziert. Die Bausteine<br />
ADF4193 und ADF4153A<br />
unterstützten PFD-Frequenzen<br />
von 26 bzw. 32 MHz, und noch<br />
höhere PFD-Frequenzen ermöglichten<br />
eine weitere Reduzierung<br />
von N, was den EVM-Wert<br />
weiter verbessert und durch die<br />
Reduzierung von Störfrequenzen<br />
an der Ganzzahlgrenze (Integer<br />
Boundary Spurs, IBS) und deren<br />
Auswirkungen die Frequenzplanung<br />
erleichterte. Neuere PLL-<br />
Topologien, wie sie im ADF4371<br />
verfügbar sind, unterstützen<br />
PFD-Frequenzen bis zu 160<br />
MHz. Verbesserungen der Fractional-N-Frequenzauflösung,<br />
die<br />
zu einer Auflösungssteigerung<br />
des Fractional-Modulators von<br />
12 auf 39 Bit führten, sorgten<br />
ebenfalls dafür, dass PLLs nun<br />
zur Erzeugung praktisch beliebiger<br />
Frequenzen genutzt werden<br />
konnten – mit einer Auflösung<br />
im Millihertzbereich und exakter<br />
Frequenzgenauigkeit.<br />
Ein entscheidendes Hindernis,<br />
das der Verwendung der Fractional-N-Technik<br />
in der Vergangenheit<br />
im Weg stand, waren<br />
die hohen Anteile an Fractional-Störfrequenzen<br />
(Fractional<br />
Spurs). Diese wurden vom<br />
Sigma-Delta-Modulator hervorgerufen<br />
und beeinträchtigten die<br />
spektrale Reinheit, was seitens<br />
des Anwenders entsprechende<br />
Gegenmaßnahmen erforderlich<br />
machte. Aufgrund des geringen<br />
Ausmaßes der Fractional Spurs<br />
im ADF4371, die zudem nicht<br />
28 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 9: 20-GHz-Ausgangssignal des ADF4371<br />
auf Ganzzahlgrenzen (Integer<br />
Boundaries) fallen, ist das<br />
Spektrum hier wesentlich reiner,<br />
sodass weniger Zeit auf das<br />
Untersuchen, Beseitigen oder<br />
Abmildern der Auswirkungen<br />
dieser problematischen Artefakte<br />
der Frequenzgenerierung<br />
verwendet werden muss.<br />
Das niedrige Niveau der Inband-<br />
Integer Boundary Spurs (IBS)<br />
von -55 dBc hat zur Folge, dass<br />
die Störlinien im Anschluss<br />
an den PLL-Filter stark abgeschwächt<br />
sind. Wird beispielsweise<br />
ein 40-kHz-Filter mit<br />
einem Kanalraster von 400 kHz<br />
verwendet, sorgt die 35 dB betragende<br />
Dämpfung durch den Filter<br />
dafür, dass die Störlinie an<br />
dem Kanal, welcher der Ganzzahlgrenze<br />
am nächsten liegt,<br />
bei -90 dBc erscheint. Die Möglichkeit<br />
zur Verwendung hoher<br />
PFD-Frequenzen bis zu 160<br />
MHz bewirkt zudem, dass es<br />
weniger Ganzzahlgrenzen gibt –<br />
nämlich bei einer PFD-Frequenz<br />
von 160 MHz fünfmal weniger<br />
als bei einer PFD-Frequenz von<br />
32 MHz.<br />
Die Möglichkeit zur Anhebung<br />
der PFD-Frequenz und der Frequenzauflösung<br />
wurde begleitet<br />
von Verbesserungen der Kennzahl<br />
(Figure of Merit, FOM) der<br />
PLLs, nämlich von -216 dBc/<br />
Hz im Fall des ADF4153 auf<br />
-233 dBc/Hz (frac-Modus) im<br />
ADF4371. Ein Vergleich des<br />
ADIsimPLL-Graphen in Bild<br />
4, der den ADF4106 bei der<br />
Erzeugung eines Ausgangssignals<br />
von 1,85 GHz zeigt (bei<br />
einer PFD-Frequenz von 200<br />
kHz im Integer-Modus mit 10<br />
kHz Schleifenbandbreite) mit<br />
dem ADF4371 (PFD-Filter 160<br />
kHz, Schleifenbandbreite 150<br />
kHz) lässt einen Unterschied<br />
von 20 dB bei einem Offset von<br />
1 kHz erkennen und macht den<br />
technischen Fortschritt bei den<br />
PLL-Synthesizern deutlich.<br />
Neben der Verbesserung des<br />
integrierten RMS-Phasenjitters<br />
von 1 ps auf 51 fs ist eine weitere<br />
Beobachtung hervorzuheben:<br />
Während in der Vergangenheit<br />
der Gütefaktor der Induktivität<br />
die RMS-Rauscheigenschaften<br />
dominierte, gibt das erheblich<br />
verbesserte Inband-Rauschen –<br />
ermöglicht durch den niedrigeren<br />
FOM-Wert und die Fractional-<br />
N-Technik – dem Anwender nun<br />
die Möglichkeit, die Bandbreite<br />
des Schleifenfilters auf 150 kHz<br />
zu erhöhen, jegliches VCO-Rauschen<br />
innerhalb dieser Bandbreite<br />
zu unterdrücken und die<br />
im Bereich von 10 bis 100 kHz<br />
erkennbare Verschlechterung,<br />
die das RMS-Rauschen üblicherweise<br />
dominiert, zu reduzieren.<br />
Eine PLL-Referenzquelle mit<br />
besseren Spezifikationen hat entscheidenden<br />
Anteil am Erreichen<br />
dieses besseren Inband-Phasenrauschens,<br />
aber die Performanceund<br />
Flexibilitäts-Verbesserungen<br />
eines solchen Vorgehens lassen<br />
diesen Kompromiss für die<br />
Mehrzahl der Anwender akzeptabel<br />
erscheinen. In einigen Fällen<br />
kann das geringere Inband-<br />
Rauschen neuerer Fractional-N-<br />
PLLs mit dem von Offset- oder<br />
Translation-Loop-PLLs konkurrieren.<br />
Bei ihnen kommt im<br />
Rückkopplungspfad vom VCO<br />
zum PFD ein Mischer zum Einsatz,<br />
was die Frequenzerzeugung<br />
– von besonders anspruchsvollen<br />
Anwendungen einmal abgesehen<br />
– entscheidend vereinfacht.<br />
Der Grundton-Frequenzbereich<br />
des VCOs im ADF4371<br />
reicht von 4 bis 8 GHz, wobei<br />
es sich um den optimalen Punkt<br />
hinsichtlich der VCO-Phasenrauscheigenschaften<br />
des SiGe-<br />
Prozesses handelt, mit dem der<br />
Baustein hergestellt wird. Zur<br />
Erzeugung höherer Frequenzen<br />
werden Vervielfacher verwendet.<br />
Ein Redesign des VCOs für den<br />
doppelten Frequenzbereich ist<br />
etwas problematisch, denn das<br />
Rauschen verschlechtert sich<br />
um mehr als die 6 dB, die man<br />
infolge des Hochskalierens des<br />
VCO-Frequenzbereichs erwarten<br />
würde. Eingebaut ist deshalb<br />
ein Frequenzverdoppler, der den<br />
Bereich des VCOs von 8 auf 16<br />
GHz vergrößert, zusammen mit<br />
einem Viervierfacher, der den<br />
von 4 bis 8 GHz reichenden<br />
Bereich des VCOs auf 16 bis 32<br />
GHz ausweitet. In beiden Fällen<br />
erzeugt der Vervielfacher einige<br />
unerwünschte Produkte, darunter<br />
der VCO-Feedthrough zusammen<br />
mit dem Zwei-, Drei- und<br />
Fünffachen der VCO-Frequenz.<br />
Um die Anforderungen an die<br />
Filter zu entschärfen, enthält<br />
jede Vervielfacherschaltung<br />
Mitlauffilter zum Abstimmen<br />
des Ausgangs. Dies führt zu<br />
einer Leistungsmaximierung der<br />
gewünschten Frequenz gegenüber<br />
den nicht gewollten Produkten.<br />
Die Subharmonischen<br />
werden typisch auf nur 45 dB<br />
vom verdoppelten Ausgang und<br />
35 dB vom vervierfachten Ausgang<br />
unterdrückt.<br />
Breitbandbetrieb<br />
Schon an dem gerade gezeigten<br />
Beispiel aus dem Schmalbandbereich<br />
wird die Überlegenheit<br />
der neueren PLL/VCO-Technik<br />
deutlich. Noch signifikantere<br />
Verbesserungen aber ergeben<br />
sich bei der breitbandigen<br />
Frequenzerzeugung mit dem<br />
ADF4371 und einem Vergleich<br />
mit der Kombination aus dem<br />
PLL-Baustein HMC704 und dem<br />
VCO HMC733. Der Anwender<br />
hat es bei der diskreten Lösung<br />
mit zahlreichen Herausforderungen<br />
zu tun, wenn es darum<br />
geht, einen sauberen, variablen<br />
LO von 20 bis 29 GHz zu realisieren:<br />
30 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
• Zunächst muss die Ausgangsleistung<br />
des HMC733 auf der<br />
Leiterplatte aufgeteilt und auf<br />
eine für den HMC704 geeignete<br />
Frequenz heruntergeteilt<br />
werden. Deshalb wird ein<br />
externer Frequenzteiler (der<br />
HMC492) benötigt, der den<br />
Bereich von 10 bis 14,5 GHz<br />
auf die für den HMC704 geeigneten<br />
5 bis 7,25 GHz teilt.<br />
• Anschließend muss ein Frequenzverdoppler<br />
(HMC576)<br />
den Bereich von 10 bis 15<br />
GHz auf 20 bis 30 GHz vervielfachen.<br />
• Zum Erzeugen der Abstimmspannung<br />
für den HMC733<br />
wird ein aktives Tiefpassfilter<br />
benötigt – in diesem Fall<br />
mit einem ADA4625-1-Operationsverstärker.<br />
Dies setzt<br />
außerdem voraus, dass die<br />
Versorgungsspannung für den<br />
Operationsverstärker einen<br />
hinreichend großen Abstimmspannungsbereich<br />
(in diesem<br />
Fall 15 V) an dessen Ausgang<br />
erlaubt.<br />
• Schwankungen der Abstimmempfindlichkeit<br />
k V über den<br />
Bereich des VCOs müssen<br />
kompensiert werden. Dies<br />
geschieht meist durch Anpassen<br />
des Ladungspumpenstroms<br />
mit dem Ziel, das Produkt aus<br />
Ladungspumpen- und VCO-<br />
Verstärkung auf gleichem<br />
Niveau zu halten.<br />
• Das VCO-Übersprechen<br />
(Feedthrough) nach dem Vervielfacher<br />
HMC576 beträgt<br />
etwa -20 dBc. Da der Abstimmfilter<br />
im ADF4371 unerwünschte<br />
Vervielfacherprodukte<br />
um 35 dB unterdrückt,<br />
wird jegliche nachfolgende Filterung<br />
erheblich vereinfacht.<br />
Die PLL/VCO-Kombination<br />
ADF4371 generiert diesen Frequenzbereich<br />
im Gegensatz<br />
dazu direkt und benötigt dafür<br />
nur eine externe Referenz hoher<br />
Qualität (Bild 7). Das Layout<br />
kann vom EV-ADF4371SD2Z<br />
kopiert werden, wobei auch die<br />
zugehörige Spannungsversorgungslösung<br />
übernommen wird.<br />
Auch das Design des Schleifenfilters<br />
vereinfacht sich signifikant,<br />
da Schwankungen der<br />
VCO-Tuning-Empfindlichkeit<br />
Bild 10: 20-GHz-Ausgangssignal des ADF4371 bei Verwendung des Filters ADMV8432<br />
k V keiner Kompensation durch<br />
den Endanwender bedürfen und<br />
auch kein aktives Filterelement<br />
erforderlich ist. Statt Wochen in<br />
die Auswahl der Bauelemente<br />
zu investieren und beträchtliche<br />
Zeit für die Entwicklung der<br />
Simulationsmodelle für jedes<br />
diskrete Bauteil aufzuwenden,<br />
kann der Anwender ADIsimPLL<br />
für das Design und die Simulation<br />
der zu erwartenden Performance<br />
nutzen, dessen simulierte<br />
Performance mit den Ergebnissen<br />
aus der praktischen Evaluierung<br />
des Evaluationboards<br />
zum ADF4371 sehr eng übereinstimmt.<br />
Die geringere Zahl<br />
der Bauelemente und der höhere<br />
Integrationsgrad bringen klare<br />
Vorteile für die Abmessungen<br />
und das Gewicht des Systems.<br />
Darüber hinaus wird auch noch<br />
eine deutliche Verbesserung<br />
erzielt, denn der berechnete integrierte<br />
RMS-Jitter des ADF4371<br />
beträgt nur 60 fs, verglichen mit<br />
160 fs bei der diskreten Lösung.<br />
Die Bauteil- und Platzersparnis<br />
wird im Blockschaltbild (Bild<br />
8) klar deutlich. Die insgesamt<br />
für die aktiven Bauelemente und<br />
den Power-Splitter benötigte<br />
Fläche beträgt 96 mm², wenn<br />
man die Entkopplungskondensatoren<br />
und die übrigen erforderlichen<br />
passiven Bauelemente<br />
nicht berücksichtigt, während<br />
für den ADF4371 lediglich 49<br />
mm² benötigt werden. Wenn der<br />
Stromverbrauch reduziert werden<br />
soll, kann sich der Anwender<br />
auch dafür entscheiden, den<br />
VCO mit 3,3 V zu versorgen.<br />
Im Grundton-VCO-Modus<br />
ist die spektrale Reinheit des<br />
ADF4371 am höchsten, und die<br />
unerwünschten Störlinien (nicht<br />
inband) beschränken sich auf die<br />
Oberschwingungen des VCOs.<br />
Für viele Wandlertaktanwendungen<br />
ist die Tatsache, dass<br />
es sich um Rechteckwellen<br />
handelt, nicht nur unproblematisch,<br />
sondern kann sogar wünschenswert<br />
sein. Dagegen müssen<br />
für Anwendungen in Messinstrumenten<br />
die breitbandigen<br />
Störfrequenzen typisch kleiner<br />
als 50 dBc sein. Abstimmbare<br />
Oberwellenfilter können bei<br />
der Beseitigung dieser Oberschwingungen<br />
helfen. Die speziell<br />
entwickelten Bausteine<br />
ADMV8416/ADMV8432 eignen<br />
sich ideal, um die Ausgangssignale<br />
des ADF4371 zu filtern.<br />
Der ADMV8432 ist ein abstimmbarer<br />
Bandpass mit einem spezifizierten<br />
Mittenfrequenzbereich<br />
von 16 bis 32 GHz, einer<br />
typischen 3-dB-Bandbreite von<br />
18% der Mittenfrequenz, einer<br />
typischen Einfügedämpfung<br />
von 9 dB sowie einer Breitband-<br />
Unterdrückung von über 30 dB.<br />
Der Baustein wurde eigens für<br />
die Verwendung am Vervierfacherausgang<br />
des ADF4371<br />
entwickelt. Der abstimmbare<br />
Bandpass ADMV8416 ist für<br />
einen Frequenzbereich von 7 bis<br />
16 GHz ausgelegt und bietet eine<br />
typische 3-dB-Bandbreite von<br />
16% der Mittenfrequenz, eine<br />
typische Einfügedämpfung von<br />
8 dB und eine Breitband-Unterdrückung<br />
von mehr als 30 dB<br />
und ist für den Einsatz am Verdopplerausgang<br />
des ADF4371<br />
vorgesehen (Bild 9 und 10).<br />
ADMV8416 und ADMV8432<br />
basieren auf einer Architektur<br />
mit zwei sich überlappenden<br />
Bändern und eingebauten HF-<br />
Schaltern, was unter Beibehaltung<br />
hervorragender Unterdrü-<br />
32 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Parameter<br />
diskrete PLL/VCO-<br />
ADF4371<br />
Vervielfacherlösung<br />
Zahl der aktiven Bauelemente 5 1<br />
Ausgangsfrequenzbereich (GHz) 20 bis 29 16 to 32<br />
Leistungsaufnahme (W) 1,42 1,83 (5 V für VCO)/<br />
1,4 (3,3 V für VCO)<br />
Unterdrückung der Subharmonischen<br />
-20 -35<br />
(dBc)<br />
RMS-Jitter ([1 kHz bis 100 MHz]/f s ) 160 60<br />
IC-Flächenbedarf<br />
(einschl. Power Splitter) (mm²)<br />
96 49<br />
Die Tabelle vergleicht die Lösungen gemäß Bild 7 und 8<br />
ckungseigenschaften für einen<br />
weiteren Frequenzbereich sorgt.<br />
Die Bandauswahl erfolgt mit<br />
einem digitalen Logik-Steuersignal<br />
an einen zusätzlich benötigten<br />
Pegelumsetzer. Letzterer<br />
stellt sicher, dass die internen<br />
HF-Schalter mit der korrekten<br />
Vorspannung angesteuert werden,<br />
um einen IIP-3-Wert<br />
(Third-Order Intercept) von<br />
mehr als 34 dBm zu erzielen.<br />
In jedem Frequenzband werden<br />
die abstimmbaren Filter<br />
mit einem zwischen 0 und 15<br />
V liegenden analogen Signal<br />
gesteuert, dessen Strom weniger<br />
als 1 µA beträgt. Erzeugt wird<br />
diese Steuerspannung normalerweise<br />
mit einem DAC und<br />
einer Treiberschaltung auf Basis<br />
eines Operationsverstärkers.<br />
Zum Beispiel ergibt der DAC<br />
AD5760 mit einem nachfolgenden<br />
Operationsverstärker<br />
ADA4898 eine relativ hohe<br />
Abstimmgeschwindigkeit und<br />
eine rauscharme Ansteuerspannung<br />
für die Filter. Kommt es<br />
weniger auf die Geschwindigkeit<br />
an, lässt sich der Abstimm-<br />
Port der Filter auch direkt vom<br />
DAC ansteuern.<br />
Angesichts des Performance-<br />
Werte dieser analog abstimmbaren<br />
Filter können diese – mit<br />
nur etwas mehr Verlustleistung<br />
– zum Entfernen unerwünschter<br />
Oberschwingungen aus den<br />
Verdoppler- und Vervierfacherausgängen<br />
des Synthesizers<br />
ADF4371 verwendet werden.<br />
Obwohl zur Kompensation<br />
der Einfügedämpfung zusätzliche<br />
Verstärkerstufen erforderlich<br />
sein können, sind die Filter<br />
doch in der Regel kleiner als<br />
eine diskrete, geschaltete Filterbank<br />
– speziell dann, wenn<br />
Abstimmbarkeit über einen<br />
weiten Bereich gewünscht wird.<br />
Darüber hinaus verbessert sich<br />
der Störfrequenzabstand des<br />
Synthesizers typisch von -35<br />
dBc vor den Filtern auf -55 dBc<br />
danach. Die Kopplung des ungefilterten,<br />
nicht benutzten Ausgangs<br />
kann sich auf das Übersprechen<br />
auswirken und sollte<br />
sorgfältig modelliert werden,<br />
damit die volle Unterdrückung<br />
im Sperrband des Filter-IC zum<br />
Tragen kommt.<br />
Zusammenfassung<br />
Die Weiterentwicklung im<br />
Bereich der Frequenzerzeugung,<br />
unter Einbeziehung verschiedener<br />
Innovationen bei<br />
den Prozess-, Schaltungs- und<br />
Gehäusetechnologien, bietet den<br />
Anwendern gegenüber früheren<br />
diskreten Lösungen mehr Funktionalität<br />
und Performance, verbunden<br />
mit kleineren Abmessungen.<br />
Der Trend zu breiteren<br />
Frequenzbändern hat den nötigen<br />
Anstoß zur Entwicklung von<br />
ICs gegeben, die für Frequenzbereiche<br />
bis zu 32 GHz mehrere<br />
Oktaven abdecken. Die Flexibilität<br />
und Einfachheit, die durch<br />
die breitbandigen PLLs/VCOs<br />
möglich wird, beschleunigt das<br />
Design deutlich und verkürzt die<br />
Markteinführungszeit für den<br />
Endanwender.<br />
Die Forderung nach spektraler<br />
Reinheit hat zudem Innovationen<br />
bei den Filter-ICs vorangetrieben,<br />
die sich mit diesen<br />
neuentwickelten Synthesizer-<br />
ICs kombinieren lassen, um<br />
Millimeterwellen-Signalquellen<br />
von geringem Phasenrauschen<br />
und hoher spektraler Reinheit<br />
Die Autoren<br />
David Mailloux arbeitet als<br />
Product Applications Engineer<br />
in der RF and Microwave<br />
Business Unit von Analog<br />
Devices. An der University of<br />
Massachusetts Lowell erwarb<br />
er im Fach Elektrotechnik<br />
im Jahr 2010 ein Bachelor-<br />
Diplom, gefolgt von einem<br />
Master-Diplom im Jahr 2012.<br />
Von 2010 bis 2015 arbeitete<br />
Mailloux bei Hittite Microwave<br />
und Symmetricom (jetzt<br />
Microchip Technology). Er<br />
besitzt Erfahrung in der Entwicklung<br />
von Oszillatoren<br />
sowohl auf der Halbleiter- als<br />
auch auf der Modul-Ebene,<br />
und sein theoretischer Hintergrund<br />
wird durch Erfahrung<br />
in der praktischen Laborarbeit<br />
ergänzt. Im Jahr 2015 kam<br />
Mailloux als Product Applications<br />
Engineer zu ADI und<br />
war im Support für hochintegrierte<br />
Auf- und Abwärtswandler<br />
und abstimmbare<br />
Filterprodukte tätig. Darüber<br />
hinaus befasste er sich<br />
für die Anforderungen moderner<br />
Wireless-Anwendungen zu<br />
konfigurieren. Mit dem kostenlosen<br />
Simulationswerkzeug<br />
ADIsimPLL können Anwender<br />
die Performance von PLL-<br />
Bausteinen evaluieren und<br />
vergleichen. Die einfach anzuwendende,<br />
intuitive Benutzeroberfläche<br />
des Tools und die<br />
schnellen Verhaltensmodelle<br />
leisten wirksame Hilfestellung<br />
bei der Bauelementeauswahl.<br />
So sorgt ADIsimPLL für eine<br />
große Zeitersparnis seitens der<br />
Entwickler, die sonst mehrere<br />
verschiedene mathematische<br />
Modelle in vielen verschiedenen<br />
Bereichen entwickeln müssten,<br />
um Performance-Prognosen zu<br />
erstellen. ◄<br />
im technischen Support mit<br />
spannungsgesteuerten Oszillatoren,<br />
PLL-Schaltungen, Frequenzteilern<br />
und Frequenzvervielfachern.<br />
Zu erreichen<br />
ist er unter david.mailloux@<br />
analog.com.<br />
Ian Collins erwarb am University<br />
College Cork einen<br />
Abschluss in Elektrotechnik<br />
und Elektronik und ist seit<br />
2000 in der RF and Microwave<br />
Group von Analog<br />
Devices tätig. Zurzeit arbeitet<br />
er als Applications Manager<br />
in der Microwave Frequency<br />
Generation Group,<br />
die sich hauptsächlich mit<br />
PLL- (Phase-Locked Loop)<br />
und VCO-Produkten (Voltage<br />
Controlled Oscillator) befasst.<br />
Wenn er nicht arbeitet oder<br />
Zeit mit seiner jungen Familie<br />
verbringt, widmet er sich<br />
der Fotografie, dem Theater<br />
(sowohl auf als auch vor der<br />
Bühne), dem Lesen und dem<br />
Musikhören. Sie erreichen ihn<br />
unter ian.collins@analog.com.<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 33
Quarze und Oszillatoren<br />
Kennwerte unter der Lupe<br />
VCXOs und ihre kritischen Parameter<br />
Bild 1: Typische Quarz-VCXO-Linearität<br />
Ein Voltage Controlled<br />
Crystal Oscillator<br />
(VCXO) nutzt die<br />
Tatsache aus, dass<br />
ein Quarz nur<br />
dann resonant auf<br />
seiner spezifizierten<br />
Frequenz ist, wenn<br />
die Lastkapazität am<br />
Oszillatorausgang<br />
einen bestimmten Wert<br />
aufweist.<br />
Unter Nutzung folgender<br />
Quellen:<br />
Absolute Pull<br />
Range Definition,<br />
Anwendungshinweis der<br />
Firma Vectron International,<br />
www.vectron.com<br />
Definitions of VCXO<br />
Specifications,<br />
Applikationsreport der Firma<br />
SiTime Corporation,<br />
www.sitime.com<br />
Damit einher gehen einige Kennwerte,<br />
die man zum Teil nicht<br />
auf die leichte Schulter nehmen<br />
sollte.<br />
Der Artikel nimmt verschiedene<br />
VCXO-Spezifikationen unter die<br />
Lupe, bei denen man eventuell<br />
zweimal hinschauen sollte, und<br />
will damit helfen, Design-Fehler<br />
zu vermeiden.<br />
Lastkapazität und<br />
Frequenz<br />
Den im Vorspann bemühten<br />
„bestimmten Wert“ der Lastkapazität<br />
C L nennt man Bürdekapazität<br />
C Lnom . Diese gibt der<br />
Hersteller an. Ein üblicher Wert<br />
ist 15 pF. Es gilt die Beziehung:<br />
ppm = C m /2 [(1/(C S +C L ) -<br />
(1/(C S +C Lnom )] 10 6<br />
C m Bewegungskapazität<br />
(motional capacitance)<br />
C S Shunt-Kapazität<br />
C L Lastkapazität<br />
C Lnom Bürdekapazität<br />
(nomineller Wert)<br />
Beim Vergrößern von C L steigt<br />
demnach der Betrag des Frequenzfehlers.<br />
Im Falle C L > C Lnom<br />
schwingt der Quarz auf einer<br />
Frequenz unterhalb der Center-<br />
Frequenz, im Falle C L < C Lnom auf<br />
einer Frequenz oberhalb dieser.<br />
Auf diese Weise lässt sich die<br />
Schwingfrequenz normalerweise<br />
nur um bis zu etwa 100 parts per<br />
million (ppm) verändern. Ein<br />
10-MHz-Quarz könnte um 1 kHz<br />
verstimmt werden. In der Praxis<br />
werden solche Feineinstellungen<br />
aber gewünscht.<br />
Dieses Feature ist im VCXO<br />
implementiert. Ein VCXO nutzt<br />
in aller Regel eine eingebaute<br />
Kapazitätsdiode in Reihe zum<br />
Quarz (eine Induktivität wäre<br />
theoretisch ebenfalls möglich).<br />
Benötigt werden VCXOs etwa<br />
in digitalen Settop-Boxen, bei<br />
digitalen TV-Applikationen und<br />
in Laboranwendungen.<br />
Parameterunterschiede<br />
beachten<br />
Bezüglich Frequenzstabilität und<br />
Zieh- bzw. Einstellbereich (Total<br />
Pull Range, TPR und Absolute<br />
Pull Range, APR) können sich<br />
VCXOs beträchtlich unterscheiden.<br />
Die Frequenzvariation kann<br />
je nach Typ nur einen Bruchteil<br />
eines parts per million betragen<br />
oder bis zu über 1000 ppm. Weitere<br />
wesentliche Eigenschaften<br />
eines VCXOs sind die Linearität<br />
der Abstimmung, die Frequenzstabilität,<br />
das Phasenrauschen<br />
und der Ausgangspegel<br />
in Abhängigkeit von der Frequenzvariation.<br />
Die Linearität<br />
der Abstimmung wird als die<br />
prozentuale Abweichung vom<br />
gesamten Abstimmbereich definiert.<br />
Eine Linearität von 3%<br />
besagt, dass innerhalb eines<br />
Abstimmbereichs von beispielsweise<br />
100 kHz die Frequenzabweichung<br />
3 kHz betragen kann.<br />
Diese 3-kHz-Abweichung kann<br />
überall im Abstimmbereich auftreten.<br />
Der VCXO CFPV von IQD z. B.<br />
ist mit Frequenzen im Bereich<br />
1,5...80 MHz lieferbar und hat<br />
einen APR von mindestens ±100<br />
ppm für eine Steuerspannung<br />
von 1,65 V ±1,65 V. Die Linearität<br />
wird mit mindestens ±10%<br />
angegeben.<br />
TPR vs. APR<br />
TPR und APR sind verschieden.<br />
Die Firma Vectron Technologies<br />
verwendet den absoluten Ziehbereich,<br />
um den Betrag der Abweichung<br />
zu definieren, den ein<br />
VCXO über die Mittenfrequenz<br />
f o erreichen kann. Der APR ist<br />
34 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 2: Typische SiTime-VCXO-Linearität<br />
demnach der garantierte Mindestbetrag,<br />
um den der VCXO<br />
um die Mittenfrequenz f o variiert<br />
werden kann. Diese Angabe<br />
wird über den gesamten Einsatztemperaturbereich,<br />
die Alterung,<br />
Versorgungs- und Lastschwankungen<br />
aufrechterhalten:<br />
APR = Ziehbereich - Verschlechterungen<br />
aufgrund von Temperatur,<br />
Alterung, Stromversorgung<br />
und Last<br />
Für einen VCXO, bei dem der<br />
APR dementsprechend angegeben<br />
ist, gibt es keine Vermutungen<br />
darüber, wie groß die<br />
mögliche Frequenzabweichung<br />
unter bestimmten Bedingungen<br />
ist. Denn der APR ist unter allen<br />
Bedingungen verfügbar.<br />
Eine der beliebtesten APR-Optionen<br />
ist beispielsweise 50 ppm,<br />
was an vierter Stelle durch ein G<br />
im Bezeichnungs-Code definiert<br />
wird. Ein 16,384 MHz VI VCXO<br />
hätte hingegen nicht mehr als<br />
20 ppm Temperaturdrift, 5 ppm<br />
Alterung (20 Jahre, 40 °C), 5<br />
ppm aufgrund von Stromversorgungsschwankungen<br />
und 4<br />
ppm aufgrund von Lastschwankungen.<br />
Eine Anwendung, spezifiziert<br />
in Bezug auf Total Pull,<br />
müsste mindestens 84 ppm Total<br />
Pull haben, um die Spezifikationen<br />
zu erfüllen.<br />
Um die APR-Garantie zu bieten,<br />
sind Oszillatoren hinsichtlich<br />
Temperatur, Alterung und Stromversorgung<br />
gut charakterisiert.<br />
Man achte auf mögliche Variationen<br />
von Typ zu Typ! Jeder<br />
VCXO wird bei Vectron International<br />
z. B. über der Temperatur<br />
auf den Ziehbereich getestet.<br />
Dies ist ein vollautomatischer<br />
Prozess, bei dem die Oszillatoren<br />
kontinuierlich während<br />
eines Temperaturzyklus von 0<br />
bis 70 oder -40 bis +85 °C einschließlich<br />
Einlaufen getestet<br />
werden. Die entsprechenden<br />
Daten werden automatisch zur<br />
Analyse gespeichert. Auch eine<br />
Alterungscharakterisierung<br />
wird durchgeführt und korreliert.<br />
Variationen aufgrund von<br />
Stromversorgung und Last sind<br />
ebenfalls gut bekannt.<br />
Der TPR ist nicht an die harten<br />
Bedingungen des APR geknüpft.<br />
Oszillatoren, die mit einer Total<br />
Pull Range spezifiziert sind, können<br />
aufgrund eines scheinbar<br />
höheren Pull-Bereichs fälschlicherweise<br />
überlegen erscheinen.<br />
Um jedoch sicherzustellen,<br />
dass ein in Bezug auf Total Pull<br />
angegebener VCXO den Design-<br />
Anforderungen entspricht, muss<br />
der Hersteller kontaktiert werden,<br />
um Abweichungen aufgrund<br />
von Temperatur, Alterung,<br />
Stromversorgung und Last zu<br />
definieren. Das sind Einflussvariationen,<br />
die dann von dem<br />
angegebenen TPR abgezogen<br />
werden müssen. Es kann nicht<br />
davon ausgegangen werden, dass<br />
die VCXO-Leistung gleich dem<br />
Gesamtziehbereich abzüglich<br />
der „Stabilität“ ist, sofern die<br />
Stabilität nicht klar definiert<br />
wurde - und diese klare Definition<br />
ist selten der Fall.<br />
Die Angabe des APR reduziert<br />
also den Zeitaufwand für das<br />
Definieren und Verstehen von<br />
VCXO-Spezifikationen.<br />
Ein Beispiel<br />
In einem digitalen Kommunikationsnetz<br />
hat der Quellentakt<br />
einen definierten maximalen<br />
Fehler von der Mitte der Frequenz<br />
über Temperatur, Alterung<br />
und Stromversorgungsschwankungen.<br />
Dieser Fehler<br />
wird durch eine Vielzahl von<br />
Faktoren bestimmt und praktisch<br />
von der Anwendung diktiert. Der<br />
Empfänger enthält einen VCXO,<br />
der in der Lage sein muss, den<br />
Quellenfehler zu verfolgen, um<br />
bei sich den richtigen Takt wiederherzustellen<br />
und/oder auf eine<br />
höhere Frequenz umzusetzen.<br />
Ein Stratum-4-Level-Takt zum<br />
Beispiel schreibt einen Fehler<br />
von 32 ppm unter allen Umgebungsbedingungen<br />
vor (Worst-<br />
Case). Der VCXO muss also<br />
bis 32 ppm auch ziehen können<br />
Bild 3: Typische Quarz-VCXO-K V -Variation<br />
und zwar ebenfalls unter Worst-<br />
Case-Bedingungen. Nach der<br />
Definition von Vectron International<br />
(APR-Methode) sind hier<br />
also mindestens 32 ppm erforderlich,<br />
was sehr transparent<br />
ist. Die TPR-Methode anderer<br />
Hersteller macht die Sache hingegen<br />
schwieriger, denn es ist<br />
zu hinterfragen, inwiefern hier<br />
Temperaturstabilität, Alterung,<br />
Versorgungsschwankungen oder<br />
Variationen der Ausgangslast<br />
hineinspielen. Ein in Bezug auf<br />
den APR spezifizierter VCXO<br />
mit einem APR von 32 ppm wäre<br />
auf Anhieb die richtige Wahl und<br />
wird immer in der Lage sein, den<br />
Empfänger unter den widrigsten<br />
Bedingungen an den Quellentakt<br />
zu binden.<br />
Fazit: Der APR ist eine überlegene<br />
Methode zur Angabe der<br />
Abweichungsfähigkeit eines<br />
VCXOs und wird daher immer<br />
mehr auch von anderen Lieferanten<br />
in der Branche bevorzugt.<br />
Das linke Aufmacherbild<br />
(Bild 1) zeigt eine typische<br />
SiTime-VCXO-Frequenz-<br />
Spannungs-Charakteristik. Die<br />
Kurve variiert mit den genannten<br />
externen Bedingungen, sodass<br />
die Frequenzausgabe bei einer<br />
gegebenen Eingangsspannung<br />
um so viel variieren kann wie<br />
die spezifizierte Frequenzstabilität<br />
des VCXOs. Für solche<br />
VCXOs sind die Frequenzstabilität<br />
und der APR unabhängig<br />
36 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 4: Typische SiTime-VCXO-K V -Variation<br />
voneinander. Dies ermöglicht<br />
eine sehr große Auswahl an Pull-<br />
Optionen, ohne Kompromisse<br />
einzugehen bei der Frequenzstabilität.<br />
Das rechte Aufmacherbild<br />
zeigt eine typische VCXO-<br />
Frequenz-Spannungs-Kennlinie<br />
auf Quarzbasis. Für VCXOs auf<br />
Quarzbasis muss man, um einen<br />
höheren APR zu erzielen, normalerweise<br />
einen Kristall mit<br />
niedrigerer Güte (Q) verwenden.<br />
Dies hat jedoch auch den<br />
Effekt einer Verschlechterung<br />
der Frequenzstabilität. Daher<br />
muss ein Kompromiss zwischen<br />
Frequenzstabilität und TPR/APR<br />
geschlossen werden. Man wählt<br />
den niedrigsten APR, der den<br />
Anforderungen der Anwendung<br />
entspricht.<br />
Obere und untere<br />
Steuerspannung<br />
Die obere und untere Steuerspannung<br />
sind die Grenzen des Aussteuerbereichs.<br />
Das Anlegen von<br />
Spannungen über die obere und<br />
unter die untere Spannung hinaus<br />
macht sich bei der Ausgangsfrequenz<br />
nicht mehr bemerkbar. Mit<br />
anderen Worten: Die Frequenz-<br />
Spannungs-Charakteristik des<br />
VCXOs ist jenseits dieser Spannungen<br />
gesättigt.<br />
Linearität<br />
In jedem VCXO gibt es eine<br />
gewisse Abweichung der Frequenz-Spannungs-Charakteristik<br />
von einer idealen geraden Linie.<br />
Die Linearität ist das Verhältnis<br />
dieser maximalen Abweichung<br />
zum gesamten Ziehbereich, ausgedrückt<br />
in Prozent. Typische<br />
VCXOs auf Quarzbasis erreichen<br />
die Frequenzsteuerungsfunktion<br />
durch einen Varaktor<br />
(Kapazitätsdiode), der führt auf<br />
eine gekrümmte Kennlinie (Bild<br />
1). Die Linearitätsspezifikationen<br />
für diese Oszillatoren liegen<br />
in der Regel im Bereich von<br />
5% bis 10%. Zum Vergleich zeigt<br />
Bild 2 die Linearität von VCXOs<br />
der 380X-Serie von SiTime. Die<br />
Charakteristik ist extrem linear,<br />
typischerweise viel kleiner als<br />
1% (Bild 6).<br />
Die Slope K V<br />
Die Steigung der Frequenz-<br />
Spannungs-Charakteristik ist<br />
ein kritischer Entwurfsparameter<br />
in vielen PLL-Applikationen<br />
mit geringer Bandbreite. Die<br />
Steigung ist die Ableitung der<br />
Frequenz-Spannungs-Kennlinie:<br />
Frequenzabweichung geteilt<br />
durch die entsprechende Steuerspannungsänderung<br />
über einen<br />
kleinen Spannungsbereich. Sie<br />
wird typischerweise in kHz/V,<br />
MHz/V oder ppm/V. Die entsprechende<br />
„Piste“ wird normalerweise<br />
genannt.<br />
Statt Steigung sagt man oft<br />
Slope und verwendet das Symbol<br />
K V , basierend auf der in<br />
PLL-Designs verwendeten Terminologie.<br />
Die Slope eines Standard-VCXOs<br />
auf Quarzbasis kann im Laufe<br />
der Zeit erheblich bezüglich<br />
des Steuerspannungsbereichs<br />
variieren, typischerweise 10%<br />
bis 20%. Einige Datenblätter<br />
geben möglicherweise einen<br />
Durchschnitts-K V an. Aber da<br />
K V wichtige PLL-Leistungsparameter<br />
wie Bandbreite und Phasenspanne<br />
beeinflusst, muss die<br />
gesamte K V -Variation verstanden<br />
und im Design berücksichtigt<br />
werden. Die Bilder 3 und 4 zeigen<br />
typische KV-Eigenschaften<br />
quarzbasierter VCXOs und<br />
SiTime-VCXOs der 380X-Familie.<br />
Die extrem linearen Eigenschaften<br />
der SiTime-380X-<br />
VCXO-Familie sind erkennbar;<br />
über den gesamten Eingangsspannungsbereich<br />
gibt es nur eine<br />
sehr geringe K V -Variation (typischerweise<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
So erzeugt man einen präzisen Takt<br />
Das entscheidende<br />
Element für den<br />
ordnungsgemäßen<br />
Betrieb eines digitalen<br />
Systems ist ein<br />
maßgeschneidertes<br />
Clock-Signal. Dieser<br />
Artikel behandelt<br />
wichtige Aspekte eines<br />
Taktoszillators.<br />
entsprechen, d.h., die Verstärkung<br />
des Oszillationssystems<br />
mit geschlossenem Regelkreis<br />
muss 1 sein und die Phasenverschiebung<br />
um den Regelkreis<br />
muss n x 6,28 betragen, wobei<br />
n eine beliebige ganze Zahl sein<br />
kann. Das Ganze wird im Aufmacherbild<br />
verdeutlicht.<br />
Automatic Gain Control<br />
Quelle:<br />
Ashish Kumar und<br />
Pushek Madaan, Cypress<br />
Semiconductor: Oscillators:<br />
How to generate a precise<br />
clock source, EDN February<br />
2013<br />
übersetzt und gekürzt von FS<br />
Der Artikel konzentriert sich<br />
auf die verschiedenen Aspekte<br />
eines Oszillators für eine genaue<br />
Taktgenerierung, auch bei sich<br />
verändernder Temperatur und<br />
Zeit. Zu den behandelten Themen<br />
gehören:<br />
• Grundlegende Kriterien für die<br />
Schwingung<br />
• Quarzoszillator<br />
• Stabilität<br />
• Q-Faktor und seine Bedeutung<br />
Wichtigkeit des Taktes<br />
In der modernen Technik ist<br />
die digitale Logik entweder in<br />
Form eines FPGAs, Mikrocontrollers,<br />
Mikroprozessors oder<br />
einer diskreten Logik zum Kern<br />
aller elektronischen Schaltungen<br />
geworden.<br />
Digitale Systeme verwenden<br />
viele Komponenten, die miteinander<br />
verbunden werden<br />
müssen, um die erforderlichen<br />
Funktionen auszuführen. Das<br />
entscheidende Element für den<br />
ordnungsgemäßen Betrieb eines<br />
digitalen Systems ist ein Clock-<br />
Signal, das es all diesen digitalen<br />
Komponenten ermöglicht,<br />
optimal zu kommunizieren und<br />
eine Synchronisation zwischen<br />
ihnen herzustellen. Daher brauchen<br />
solche Systeme immer eine<br />
Quelle zur Erzeugung dieses<br />
Taktsignals, z. B. in Form eines<br />
Oszillators. Die meisten heutigen<br />
Mikrocontroller haben einen<br />
integrierten RC-Oszillator, doch<br />
der von ihm erzeugte Takt ist<br />
typischerweise nicht gut genug,<br />
um die Präzisionsanforderungen<br />
zu erfüllen, die für die Kommunikation<br />
mit anderen Modulen<br />
im System erforderlich sind.<br />
Somit ist ein externer Oszillator<br />
erforderlich, der dem gesamten<br />
System ein Taktsignal liefert,<br />
welches alle Anforderungen an<br />
Präzision, Signalintegrität und<br />
Stabilität erfüllt.<br />
Was ist ein Oszillator?<br />
In der Elektronik kann jede<br />
Schaltung ein Oszillator sein, die<br />
in der Lage ist, ein sich wiederholendes<br />
Signal ohne Eingabe zu<br />
erzeugen. Mit einfachen Worten,<br />
ein Oszillator wandelt Gleichstrom<br />
in Wechselstrom mit der<br />
gewünschten Frequenz um. Eine<br />
Oszillatorschaltung verwendet<br />
im Allgemeinen einen Verstärker<br />
mit positivem Feedback: Um<br />
die Schwingungen aufrechtzuerhalten,<br />
müssen die Schaltkreise<br />
den Barkhausen´schen Kriterien<br />
Bild 1: Ersatzschaltbild eines Quarzes<br />
Bei anfänglicher Erregung ist<br />
das einzige Signal in der Schaltung<br />
Rauschen. Die Komponente<br />
des Rauschens, welche die Frequenz-<br />
und Phasenbedingung für<br />
die Schwingung erfüllt, breitet<br />
sich im System aus und nimmt<br />
in der Amplitude aufgrund positiver<br />
Rückkopplung zu. Die<br />
Amplitude des Signals erhöht<br />
sich, bis es durch die internen<br />
Eigenschaften des aktiven Elements<br />
selbst oder durch eine<br />
externe automatische Verstärkung<br />
(Automatic Gain Control,<br />
AGC) begrenzt wird. Die Zeit,<br />
die zum Aufbau der Schwingung<br />
benötigt wird, hängt von mehreren<br />
Faktoren ab, wie der Amplitude<br />
des Rauschsignals und der<br />
Verstärkung der Schleife.<br />
Wenn es um Präzision und Stabilität<br />
bezüglich Temperatur und<br />
Zeit geht, werden Quarzoszillatoren<br />
wegen der hohen Güte Q<br />
eines Quarzes (im Bereich von<br />
10 4 bis 10 6 im Vergleich zu etwa<br />
10 2 für LC) gewählt.<br />
38 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 2: Verlauf der Reaktanz des Kristalls über der Frequenz<br />
Quarzoszillatoren<br />
Das größte Verkaufsargument<br />
von Quarzoszillatoren ist ihre<br />
Fähigkeit, eine konstante Frequenz<br />
unter verschiedenen Lastund<br />
Temperaturbedingungen<br />
zu erzeugen. Ein Quarz weist,<br />
eng beieinander liegend, eine<br />
Serien- und eine Parallelresonanzstelle<br />
auf. Die erzeugte Frequenz<br />
hängt von der Form und<br />
Größe des Kristalls ab sowie<br />
von der Schaltung. Je dünner<br />
der Kristall ist, desto höher ist<br />
die Resonanzfrequenz.<br />
Bild 1 bringt das Ersatzschaltbild<br />
eines Quarzes. Wie man sieht,<br />
kann ein Quarz als LCR-Schaltung<br />
modelliert werden. Hier<br />
sind L m , C m und R m die Bewegungsinduktivität,<br />
die Bewegungskapazität<br />
und der Bewegungswiderstand<br />
des Kristalls<br />
und C S ist die Shunt-Kapazität,<br />
die aufgrund der elektrischen<br />
Verbindungen zum Kristall<br />
gebildet wird.<br />
Quarzoszillatoren arbeiten, je<br />
nach Schaltungsart, auf der Serienresonanzfrequenz<br />
f s , gebildet<br />
durch die Serienresonanz von<br />
L s und C s , oder auf der Parallelresonanzfrequenz<br />
f p gebildet<br />
durch die Parallelresonanz von<br />
L s und die Reihenkombination<br />
von C s und C p .<br />
Bild 2 zeigt die Frequenzkurve<br />
der Reaktanz des Kristalls. Bei<br />
Frequenzen weit von f p erscheint<br />
der Kristall kapazitiv. Zwischen<br />
f s und f p erscheint er induktiv.<br />
Die Frequenz eines Quarzoszillators<br />
liegt üblicherweise zwischen<br />
f s und f p .<br />
Oszillator und Stabilität<br />
Wenn es um Oszillatoren geht,<br />
gibt es viele Faktoren, welche<br />
die Frequenzstabilität beeinflussen<br />
können, wie Alterung,<br />
Rauschen, Temperatur, Haltekreis,<br />
Haltbarkeit, Magnetfeld,<br />
Luftfeuchtigkeit, Versorgungsspannung<br />
und Schock. Einige<br />
dieser wichtigen Faktoren werden<br />
nachstehend erörtert:<br />
Instabilitäten aufgrund<br />
der Zeit<br />
Zeitliche Instabilitäten können<br />
in zwei Kategorien unterteilt<br />
werden: Altern und kurzfristige<br />
Instabilität. Altern ist eine systematische<br />
Frequenzveränderung,<br />
die über lange Zeiträume beobachtet<br />
wird infolge interner<br />
Änderungen im Oszillator. Diese<br />
Frequenzänderung beträgt zwar<br />
nur wenige ppm, kann jedoch<br />
sehr wichtig sein im Umgang<br />
mit Systemen mit präzisen Frequenzanforderungen,<br />
wie DTV-<br />
Boxen usw. Im Gegensatz dazu<br />
sind kurzfristige Instabilitäten<br />
zufälliger Natur.<br />
Es gibt mehrere Faktoren, die<br />
zum Altern beitragen können,<br />
wie Stoffübergang, Stress auf<br />
den Kristall, Wärmeausdehnung,<br />
Montagekraft, Verbindungselemente,<br />
Drive-Pegel des Kristalls<br />
und Gleichstrom (Vorspannen).<br />
Zum Kurzzeitrauschen: Der Ausgang<br />
eines idealen Oszillators<br />
liefert eine perfekte Sinuswelle.<br />
In einem nichtidealen System<br />
treten aufgrund von zufälligem<br />
Rauschen oder Flimmerrauschen<br />
jedoch Abweichungen in<br />
der Phase des Signals auf, die<br />
bewirken, dass sich die Frequenz<br />
ändert, um den 2 x 6,28 Phasenzustand<br />
aufrechtzuerhalten. Die<br />
Phasensteigung d f /d f ist direkt<br />
proportional zu Q und Q muss<br />
für maximale Frequenzstabilität<br />
hoch sein. Daher sollte Cm<br />
minimiert werden. Je steiler die<br />
Steigung der Reaktanz zwischen<br />
f s und f p ist, umso besser ist die<br />
Frequenzstabilität.<br />
Instabilitäten aufgrund<br />
der Temperatur<br />
Die Resonanzfrequenzen eines<br />
Kristalls werden für Raumtemperatur<br />
angegeben. Ihre Temperaturabhängigkeit<br />
ist relativ<br />
gering. Wenn sich allerdings<br />
die Temperatur extrem ändert,<br />
kann die Abweichung von der<br />
Nennfrequenz bis zu einige<br />
Zehntel ppm betragen. Dies ist<br />
akzeptabel für Anwendungen<br />
wie Computing. Wo Genauigkeit<br />
und Präzision, bei Anwendungen<br />
wie Navigation, Radar,<br />
Funkkommunikation, Satellitenkommunikation<br />
usw., eine große<br />
Rolle spielen, ist diese Variation<br />
eventuell nicht akzeptabel. Somit<br />
wird für solche Anwendungen<br />
ein zusätzliches Ausgleichselement<br />
im System erforderlich.<br />
Instabilitäten aufgrund<br />
der Abstimmbarkeit<br />
Das Abstimmen eines Oszillators<br />
über einen weiten Frequenzbereich<br />
kann zu Instabilitäten führen.<br />
Daher werden Filter verwendet,<br />
um unerwünschte Frequenzmodi<br />
zurückzuweisen. Dies<br />
macht es jedoch für abstimmbare<br />
Oszillatoren schwierig,<br />
eine höhere Frequenzstabilität<br />
zu erreichen, da die Lastreaktanz<br />
nun auch durch die Streukapazität<br />
und Induktivität der in den<br />
Filtern verwendeten Elemente<br />
beeinflusst wird.<br />
Der Q-Faktor<br />
Hier ist zwischen Leerlauf- und<br />
Betriebsgüte zu unterscheiden.<br />
Der Q-Faktor gibt grundsätzlich<br />
das Verhältnis der im Resonator<br />
gespeicherten Energie (in L<br />
und C) zum begleitenden Energieverlust<br />
(in R, dem Dämpfungswiderstand)<br />
an. Durch die<br />
Beschaltung tritt zum internen R<br />
ein externer R hinzu, daher ist<br />
die Betriebsgüte immer geringer<br />
als die Leerlaufgüte.<br />
Einige der Vorteile<br />
eines höheren<br />
Q-Faktors sind:<br />
Mit einem höheren Q ist das<br />
Phasenrauschen geringer, da<br />
das Phasenrauschen stark von<br />
der Güte des Kristalls abhängt.<br />
Eine engere Bandbreite ist ein<br />
weiterer Vorteil eines höheren<br />
Q-Faktors, denn dies führt zu<br />
einer besseren Frequenzstabilität.<br />
Q ist proportional zu der<br />
Zeit, während der die Anregung<br />
abklingt. Somit steigert<br />
ein höheres Q die Abklingzeit.<br />
Die Abklingzeit, zusammen mit<br />
der Schleifenverstärkung, hilft<br />
bei der Reduzierung der Oszillatorstartzeit.<br />
◄<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 39
Quarze und Oszillatoren<br />
Ultra-Miniatur Fundamental-Mode Crystal<br />
Die MEV Elektronik Service<br />
GmbH präsentiert den<br />
ultra-kleinen 1,2 x 1 x 0,35<br />
mm Fundamental-Mode Crystal<br />
GSX-113 von Golledge<br />
Electronics, der ab sofort verfügbar<br />
ist. Der GSX-113 ist<br />
eine bedeutende Erweiterung<br />
der bestehenden Produktpalette<br />
von Fundamental Mode<br />
Crystals im 1,2 x 1 x 0,35 mm<br />
bzw. 1210-Formfaktor. Dieser<br />
ist für den Frequenzbereich<br />
von 32 bis 80 MHz verfügbar.<br />
Der GSX-113 ist nahezu ideal<br />
für Anwendungen im Bereich<br />
Wireless Communication und<br />
insbesondere für Geräte mit<br />
kleinster Baugröße geeignet.<br />
Die ESR-Eigenschaften des<br />
GSX-113 wurden auf einem<br />
außerordentlich guten Niveau<br />
gehalten, um die Anforderungen<br />
der Chipsatzindustrie zu<br />
erfüllen. Dieser hochmoderne<br />
Crystal zeichnet sich durch<br />
seine hervorragenden Stabilitätseigenschaften<br />
wie ±5 ppm<br />
Frequenztoleranz, ±10 ppm<br />
Temperaturstabilität über den<br />
kommerziellen Temperaturbereich<br />
und exzellente Alterung<br />
von maximal nur ±1 ppm über<br />
das erste Jahr aus. Der GSX-<br />
113 ist, wenn erforderlich, auch<br />
für den Betrieb im erweiterten<br />
Temperaturbereich von -40 bis<br />
+85 °C erhältlich.<br />
■ MEV Elektronik Service<br />
GmbH<br />
www.mev-elektronik.com<br />
SMD-VCXO im<br />
Frequenzbereich bis 160<br />
MHz mit sehr niedrigem<br />
Phasenrauschen<br />
KVGs neue V-91A000/V-91B000-Serien<br />
sind eine Reihe hochfrequenter VCXOs mit<br />
einem extrem niedrigen Phasenrauschen,<br />
nahe der Performance von OCXOs mit gleicher<br />
Frequenz. Während die V-91A000-Serie<br />
ein LV-HMCOS-Ausgangssignal bei 3,3 V<br />
zur Verfügung stellt, liefert die V-91B000-<br />
Serie ein Sinussignal mit einem Pegel größer<br />
als 10 dBm bei 5 V Versorgungsspannung.<br />
Die Gesamtstabilität inklusive der<br />
Abgleichtoleranz, der Frequenzstabilität<br />
über Temperatur sowie bei Spannungs- und<br />
Lastschwankungen und der Langzeitstabilität<br />
(Alterung) über 10 Jahren ist kleiner als<br />
±25 ppm für Frequenzen bis 125 MHz und<br />
kleiner als ±30 ppm für Frequenzen oberhalb<br />
von 125 MHz. Der Ziehbereich der<br />
Frequenz ist größer als ±30 ppm bzw ±35<br />
ppm, woraus sich ein Absolute Pulling Range<br />
(APR) von mindestens ±5 ppm ergibt. Dies<br />
gewährleistet, dass der VCXO unter allen<br />
Bedingungen während 10 Jahren Betrieb<br />
auf seine Nominalfrequenz gezogen werden<br />
kann. Durch den Einsatz von neu entwickelten<br />
hochfrequenten SMD-Quarzen<br />
kann eine sehr niedrige Vibrationsempfindlichkeit<br />
(G-Sensitivity) von 1,5 ppb/g garantiert<br />
werden. Dies ist vor allem bei mobilen<br />
Anwendungen sehr wichtig, kann aber auch<br />
bei stationären Anwendungen durch von<br />
außen einwirkende mechanische Schwingungen<br />
z. B. durch Lüfter, die Perfomance<br />
negativ beeinflußen.<br />
Verwendet man einen solchen Low-Phase<br />
Noise VCXO in einer PLL in Kombination<br />
mit einem Low-Noise Tight Stability<br />
10 MHz OCXO wie z.B. KVGs Low-Phase-<br />
Noise-OCXO-Serie O-30, bekommt man<br />
den Vorteil von beiden Oszillatoren: zum<br />
einen die gute Frequenzstabilität und das<br />
sehr gute trägernahe Phasenrauschen des<br />
10-MHz-OCXOs und für Offset-Frequenzen<br />
oberhalb von 1 kHz die geringe elektrische<br />
Leistung, das kleine Gehäuse und das exzellente<br />
Phasenrauschen des 100-MHz-VCXOs.<br />
Typische Anwendungen sind alle Applikationen,<br />
welche ein extrem niedriges Phasenrauschen<br />
bei hohen Frequenzen und<br />
eine geringe Vibrationsempfindlichkeit<br />
erfordern, wie z.B. Satellitenkommunikation<br />
und mobile Übertragungssysteme oder<br />
Test- und Messgeräte.<br />
■ KVG Quartz Crystal Technology GmbH<br />
info@kvg-gmbh.de, www.kvg-gmbh.de<br />
100-MHz-SMD-TCXO<br />
mit hoher Stabilität und<br />
niedrigem Phasenrauschen<br />
Um der Nachfrage nach immer höheren<br />
Frequenzen bei gleichzeitig verbessertem<br />
Phasenrauschen und sehr guter Temperaturstabilität<br />
gerecht zu werden, hat die KVG<br />
eine neue Produktreihe von TCXOs entwickelt:<br />
Der T-90000-RF-LF in der kleinen<br />
Bauform 9 x 14 mm kann mit Frequenzen<br />
im Bereich von 80 bis 125 MHz spezifiziert<br />
werden. Durch die Verwendung von neu<br />
entwickelten Hochfrequenzquarzen kann<br />
eine Temperaturstabilität der Frequenz von<br />
bis zu ±0,28 ppm im Temperaurbereich von<br />
-40 bis +85 °C realisiert werden. Ein weiterer<br />
Vorteil der verwendeten Quarze ist die<br />
sehr gute Langzeitstabilität, wodurch eine<br />
Gesamtstabilität von ±4,6 ppm über 10 Jahren<br />
garantiert werden kann.<br />
Durch die Kombination einer modernen<br />
Temperaturkompensation 5. Ordnung mit<br />
einer optimierten diskreten Oszillatorschal-<br />
40 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
tung erreicht der TCXO auch<br />
sehr gute Phasenrauschwerte:<br />
Bei 100 Hz Trägerabstand sind<br />
typisch -120 dBc/Hz möglich,<br />
während der Noisefloor bei -160<br />
dBc/Hz liegt.<br />
Um in verschiedensten Applikationen<br />
eingesetzt werden zu<br />
können, stehen als Ausgangssignal<br />
sowohl HCMOS als auch<br />
ein Sinussignal mit einer Amplitude<br />
von min. 10 dBm zur Verfügung.<br />
Als Versorgungsspannung<br />
sind 5 V als auch 3,3 V möglich.<br />
Typische Anwendungen sind alle<br />
Applikationen, welche eine gute<br />
Stabilität bei hohen Frequenzen<br />
und niedriger Leistungsaufnahme<br />
erfordern, so z.B. mobile<br />
Test- und Messgeräte, aber auch<br />
Anwendungen in der Medizintechnik,<br />
mobile Funk- und Übertragungstechnik<br />
sowie Satellitenkommunikation.<br />
■ KVG Quartz Crystal<br />
Technology GmbH<br />
info@kvg-gmbh.de<br />
www.kvg-gmbh.de<br />
Der Quarz im Oszillator:<br />
Bestimmung des Drive Levels<br />
Um sicherzustellen, dass der Quarzkristall in<br />
seiner Schaltungsumgebung nicht übersteuert<br />
wird, kann es erforderlich sein, seinen Drive<br />
Level zu messen.<br />
Doch wie misst man die Leistung, die auf den<br />
Quarz ausgeübt wird? Der zuverlässigste Weg,<br />
dies zu tun, besteht darin, die Quarzleistung (oft<br />
als Drive Level bezeichnet) mit einer Miniaturstromsonde<br />
zu messen. Eine typische Konfiguration<br />
einer Quarzoszillatorschaltung und<br />
die richtige Position für den Einsatz der Stromsonde<br />
zeigt die Grafik.<br />
Das Quarzleistungsniveau kann wie folgt<br />
bestimmt werden:<br />
• Berechnen Sie die Resonanzlast unter den<br />
ursprünglichen Schaltungsbedingungen unter<br />
Verwendung der Parameter des Quarzes in<br />
der Schaltung unter Verwendung der folgenden<br />
Formel:<br />
Einfügung der Miniaturstromsonde<br />
Miniaturoszillator<br />
mit bestmöglicher<br />
Performance<br />
Taitien Electronics bietet mit<br />
seiner FastXO-Serie hochfrequenter<br />
Quarzoszillatoren eine<br />
Lösung, die den Anforderungen<br />
ultraschneller Kommunikationsgeräte,<br />
hoher Datenübertragungsraten<br />
sowie der immer<br />
schnelleren Produktentwicklungen<br />
seitens der Gerätehersteller<br />
im Bereich 5G und IoT<br />
gerecht wird. Bedingt durch die<br />
• Der Quarzstrom I CSpp wird mit der Stromsonde<br />
gemessen. Beachten Sie, dass der Effektivstrom<br />
I CSRMS über den Spitze-Spitze-Strom<br />
I CSpp berechnet werden muss, um den richtigen<br />
Wert zu erhalten. Für den Drive Level gilt:<br />
immer stärker werdende Nachfrage<br />
nach Miniaturisierung hat<br />
Taitien nun mit dem 2 x 1,6 x<br />
0,7 mm kleinen Typ PZ-U den<br />
bislang kleinsten Oszillator seiner<br />
FastXO-Serie vorgestellt.<br />
Der ultrakleine PZ-U bietet einen<br />
Frequenzbereich von 1 bis 200<br />
MHz und erfüllt die Anforderungen<br />
verschiedenster digitaler<br />
Anwendungen auf dem<br />
Markt wie beispielsweise Wearables,<br />
Smartphones, Spielekonsolen,<br />
IoT-Anwendungen und<br />
mehr. Mit seinen überlegenen<br />
Produkteigenschaften ist der<br />
PZ-U oft die beste Lösung für<br />
anspruchsvolle Hochfrequenzanwendungen<br />
auf kleinstem Raum.<br />
Die Versorgungsspannung kann<br />
3,3, 2,5 oder 1,8 V betragen. Bei<br />
V DD = 1,8 V liegt z.B. ein Frequenzbereich<br />
von 1 bis 125 MHz<br />
vor. Die Frequenzstabilität kann<br />
mit ±15/20/25/50 ppm gewählt<br />
werden. Arbeitstemperaturbereiche<br />
von -40 bis +85 bzw. -40<br />
bis +105 °C sind möglich. Der<br />
Phasenjitter (RMS, 12 kHz bis<br />
20 MHz) wird mit 0,7 ps typ.<br />
angegeben.<br />
Muster sowie Serienmengen<br />
des PZ-U sind in verschiedenen<br />
Frequenzen innerhalb kürzester<br />
Zeit verfügbar, wodurch es dem<br />
Kunden ermöglicht wird, die<br />
Produktentwicklungsphase bis<br />
hin zur Massenproduktion drastisch<br />
zu verkürzen.<br />
■ WDI AG<br />
www.wdi.ag<br />
Autor:<br />
Christian Büchler<br />
Jauch Quartz GmbH<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 41
Messtechnik<br />
eSIM auf dem Weg zum Mainstream<br />
Testen von Embedded-SIM-Karten<br />
Die RSP-Spezifikation unterscheidet<br />
zwei Arten von Geräten,<br />
die festlegen, wer die Kontrolle<br />
über die eSIM hat:<br />
• ein M2M-Gerät, bei dem der<br />
Service-Provider die Kontrolle<br />
über das Netzwerk hat<br />
• ein Consumer-Gerät, auf dem<br />
jeder Endbenutzer die SIM-<br />
Informationen wie den Mobilfunkvertrag<br />
proaktiv aktualisieren<br />
kann<br />
Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
In den letzten Jahren hat die<br />
Telekommunikationsbranche die<br />
Entstehung eines neuen SIM-<br />
Kartentyps, die Embedded-SIM-<br />
Karte oder eSIM, erlebt. Sie ist<br />
im Wesentlichen eine UICC-<br />
Karte (Universal Integrated<br />
Circuit Card), die auf die Leiterplatte<br />
gelötet wird und nicht<br />
entnommen werden kann.<br />
Die Verwendung von eSIMs<br />
wurde von zwei Arten von<br />
Anwendungen gesteuert, nämlich<br />
kleinere Geräte/Baugrößen<br />
und wasserdichte Wearables<br />
(z.B. Smartwatches), sowie der<br />
Forderung nach einem robusten<br />
Telekommunikationsmodul mit<br />
ständiger Anbindung in Fahrzeugen.<br />
Tablet- und Smartphone-<br />
Anbieter haben ebenfalls damit<br />
begonnen, diese Technik anzuwenden.<br />
Die Aufmachergrafik<br />
zkizziert die Entwicklung der<br />
SIM-Karte über die Jahre.<br />
Remote-Bereitstellung<br />
– Wer hat die<br />
Kontrolle?<br />
Um den Mobilfunkvertrag bzw.<br />
das Abo des Netzbetreibers zu<br />
ändern, wurde von der GSMA<br />
(GSM Association) ein Mechanismus<br />
namens RSP (Remote<br />
SIM Provisioning) definiert.<br />
Dieser ermöglicht das Bearbeiten<br />
von Profilen auf der nicht entnehmbaren<br />
Karte, um folgende<br />
Vorgänge auszuführen: Download,<br />
aktivieren, deaktivieren,<br />
bearbeiten etc.<br />
Bild 1 informiert etwas näher.<br />
Obwohl die eSIM die Hauptanwendung<br />
ist, kann RSP auch<br />
für herausnehmbare UICC-SIMs<br />
mit dem RSP-Applet verwendet<br />
werden. Die dargestellte M2M-<br />
Architektur wird vom Netzbetreiber<br />
gesteuert, d.h., er steuert<br />
das SIM-Profil auf der UICC und<br />
kann als einziger die in der Hardware<br />
befindlichen Informationen<br />
ändern. Dies bietet die höchste<br />
Sicherheit, da das Netzwerk vollständig<br />
vom Mobilfunkbetreiber<br />
(MNO, Mobile Network Operator)<br />
verwaltet wird, der dedizierte<br />
Dienste für eine bestimmte<br />
Hardware bereitstellen kann.<br />
Dies ist bei Autoherstellern der<br />
Fall, die Vereinbarungen mit<br />
MNOs treffen, um die optimale<br />
Servicequalität für ihre Cloud-<br />
Anbindung sicherzustellen. Von<br />
der breiten Öffentlichkeit kann<br />
diese Architektur jedoch als<br />
Bild 1: Gerätetyp für die Remote-SIM-Bereitstellung (vereinfacht)<br />
42 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
Bild 2: Beispiel eines lokalen Triggers zum Umschalten einer eUICC vom Live zum Testmodus<br />
Fortsetzung einer aggressiven<br />
Verkaufsstrategie der Netzbetreiber<br />
angesehen werden, da<br />
Verbraucher für deren Dienste<br />
im Wesentlichen an einen Betreiber<br />
gebunden sind.<br />
Die zweite Architektur ist das<br />
„Consumer-Gerät“. Dies erlaubt<br />
dem Benutzer, das Profil zu<br />
ändern, wenn er dies wünscht.<br />
Diese Architektur wird von<br />
Geräte- und Softwareherstellern<br />
bevorzugt, die unterschiedliche<br />
Netzpläne anbieten, da auch sie<br />
an den Einnahmen beteiligt werden<br />
können. Sobald der Nutzer<br />
seinen Plan ausgewählt hat, übernimmt<br />
der Mobilfunkbetreiber<br />
die Kontrolle über das Profil.<br />
eSIM-Zertifikate –<br />
entscheidend für die<br />
Sicherheit<br />
Die Möglichkeit, die Parameter<br />
einer SIM-Karte aus der Ferne zu<br />
ändern, führt natürlich zu Sicherheitsbedenken.<br />
Die RSP-M2M-<br />
Architektur wurde jedoch mit<br />
Blick auf die Sicherheit entwickelt.<br />
Sie stützt sich auf die von<br />
der GSMA ausgestellten Vertrauenszertifikate,<br />
um jeden Akteur<br />
in der Kette zu zertifizieren und<br />
damit sicherzustellen, dass keine<br />
Sicherheitsverletzung innerhalb<br />
des aktiven Ökosystems vorliegt.<br />
Der Gerätetest<br />
Es stellt sich die Frage: Wie definiere<br />
ich ein Testprofil und wie<br />
greife ich darauf zu? Da Sicherheit<br />
in der RSP-Architektur von<br />
wesentlicher Bedeutung ist, kann<br />
ein M2M-Gerät keine Verbindung<br />
herstellen, wenn es nicht<br />
über ein von der GSMA zertifiziertes,<br />
aktives Betreibernetz<br />
bereitgestellt wurde.<br />
Diese Architektur ist für Gerätetests<br />
eine Herausforderung, da<br />
sich die Branche auf virtuelle<br />
Dummy-Betreiber verlässt, um<br />
über den gesamten Lebenszyklus<br />
des Geräts hinweg eine Verbindung<br />
zu Testgeräten herzustellen<br />
– unter Verwendung der verschiedenen<br />
Testprofile:<br />
• während der Produktentwicklung,<br />
um den Chipsatz, die HF-<br />
Eigenschaften und Protokolle<br />
zu validieren<br />
• Auf der Konformitätsebene<br />
wird zur Zertifizierung von<br />
Bild 3: eUICC-Prüfstand zur Verifizierung der eUICC und des Prüflings (DUT)<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 43
Messtechnik<br />
Bild 4: GUI zur Steuerung der eUICC: Aktualisieren, Laden, Aktivieren, Deaktivieren, Entfernen...<br />
Geräten nach Standard gearbeitet.<br />
• in der Fertigungslinie, um konstante<br />
Qualität zu garantieren<br />
• in Reparaturzentren<br />
Die Verwendung von Live-Zertifikaten<br />
verhindert leider die Verwendung<br />
von Labor-Netzwerksimulatoren.<br />
Eine Lösung, um<br />
sicherzustellen, dass ein Gerät<br />
während dieser Lebenszyklusphasen<br />
getestet werden kann,<br />
ist ein bereitgestelltes Testzertifikat<br />
und Testprofil auf der<br />
eUICC. Damit können Geräte<br />
direkt an Netzwerksimulatoren<br />
angeschlossen werden. Kürzlich<br />
hat eine Arbeitsgruppe der<br />
GSMA das Testprofil definiert,<br />
das in der Test- und Messtechnikbranche<br />
verwendet werden<br />
soll. Auch die Methodik für<br />
die Umstellung auf ein Testprofil<br />
bzw. das Freischalten eines<br />
Testzertifikats wird noch diskutiert.<br />
Eine typische Methode<br />
ist die Verwendung spezieller<br />
Fertigungsgemenge, in denen<br />
Testprofile bereitgestellt werden.<br />
Da dies keine ideale Lösung ist,<br />
wird von der Branche ein standardisierter<br />
Ansatz gefordert.<br />
Eine andere Lösung besteht<br />
darin, den Testmodus lokal über<br />
eine sichere Schnittstelle (AT-<br />
Befehle, SPI, SSH, Adb etc.)<br />
auszulösen.<br />
Bild 2 bringt das Beispiel eines<br />
lokalen Triggers zum Umschalten<br />
einer eUICC vom Live- zum<br />
Test-Modus.<br />
Anritsu/Comprion-<br />
Lösung für M2M- und<br />
Consumer-Geräte<br />
D e r N e t z w e r k s i m u l a t o r<br />
MD8475 von Anritsu und der<br />
eUICC Profile Manager von<br />
Comprion ermöglichen die<br />
funkbasierte (OTA, Over the<br />
Air) Aktualisierung von eUICCs<br />
und ihrer Profile mithilfe eines<br />
simulierten Netzwerks. Der<br />
eUICC Profile Manager simuliert<br />
dabei einen SM-SR und<br />
SM-DP Remote Management<br />
Server (Subscription Manager<br />
Secure Routing und Subscription<br />
Manager Data Preparation)<br />
und steuert den Netzwerksimulator<br />
direkt an.<br />
Bild 3 zeigt einen eUICC-<br />
Prüfstand zur Verifizierung der<br />
eUICC und des Prüflings (DUT).<br />
Verschiedene Netzwerke lassen<br />
sich direkt über die grafische<br />
Benutzeroberfläche konfigurieren.<br />
Man muss kein Experte für<br />
Mobilfunknetze sein, um eine<br />
Verbindung herzustellen. Die<br />
Testszenarien umfassen Profilverwaltungsvorgänge<br />
sowie<br />
Funktionen, die sich auf das<br />
Herunterladen eines neuen Profils<br />
auf die eUICC und die Überprüfung<br />
seines Inhalts beziehen.<br />
Dieser Laborprüfstand wird z.B.<br />
für Konformitätstests für automatische<br />
Notrufe (ERA-Glonass<br />
Gost Kapitel 9) eingesetzt.<br />
Bild 4 zeigt eine GUI zur Steuerung<br />
der eUICC zum Aktualisieren,<br />
Laden, Aktivieren, Deaktivieren,<br />
Entfernen usw.<br />
Der Signaltechnik-Tester<br />
MD8475 ist ein All-in-One-<br />
Basisstationssimulator, der<br />
2G/3G/LTE- und 5G-Anchor<br />
unterstützt, wie auch die Anbindung<br />
an die Cloud, VoLTE und<br />
die Anrufverarbeitung. Er eignet<br />
sich ideal für Validierungszwecke,<br />
wenn alle Ebenen der<br />
Rückverfolgung von der physikalischen<br />
bis zur IP-Schicht<br />
zur Verfügung stehen sollen.<br />
Ein Hauptvorteil von Testnetzen<br />
ist die Möglichkeit, jedes<br />
beliebige Ländernetz für den<br />
Roaming-Test zu konfigurieren.<br />
Dies verringert die Notwendigkeit,<br />
vor Ort zu sein, um den<br />
Wechsel zwischen Betreibern<br />
über die Landesgrenzen hinweg<br />
zu testen.<br />
Fazit<br />
Derzeit gibt es viele nicht standardisierte<br />
Ansätze, um Mobilfunkgeräte<br />
mit M2M-eUICCs<br />
über einen Netzwerksimulator<br />
zu testen. Diese variieren von<br />
eUICC-Anbieter zu Gerätehersteller.<br />
Sobald jedoch das Testprofil<br />
und das Testzertifikat auf<br />
einem Gerät bereitgestellt werden,<br />
kann die standardisierte<br />
Kommunikations-GSMA-RSP-<br />
Verbindung hergestellt werden.<br />
Die Anritsu/Comprion-Lösung<br />
ist das optimale Tool, um die<br />
RSP-Verbindung herzustellen<br />
und diesen Kommunikationskanal<br />
sowie Geräte für verschiedene<br />
Szenarien wie z.B.<br />
Roaming-Vereinbarungen zu<br />
testen. ◄<br />
44 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
Kompaktes WiFi-Oszilloskop für zuverlässige<br />
Fernmessungen<br />
Plug-In Electronic GmbH<br />
www.plug-in.de<br />
Plug-in Electronic stellt die neuen WiFiScopes aus<br />
dem Hause TiePie Engineering vor. Diese Oszilloskope<br />
sind äußerst robust und bieten höchste<br />
Flexibilität. Zudem verfügen sie über eine galvanische<br />
Isolierung, die genaueste Messergebnisse<br />
– auch über große Distanzen – gewährleistet.<br />
Diese kompakten Oszilloskope bieten hohe Flexibilität,<br />
denn sie können mittels Ethernet-Verbindung<br />
(LAN, WiFi oder WAN) oder über USB<br />
2.0/3.0 verwendet werden. Zudem verfügen die<br />
Geräte über eine integrierte Batterie, die komplett<br />
kabellose Messungen ermöglicht, wodurch<br />
eine kontinuierliche Datenerfassung gewährleistet<br />
ist. Aufgrund der Plug&Play-Funktionalität<br />
können die WiFiScopes direkt mit dem Computer<br />
verbunden werden und sind ohne spezielle Netzwerkkenntnisse<br />
anwendbar und damit äußerst<br />
benutzerfreundlich.<br />
Die WiFi-Oszilloskope sind galvanisch isoliert,<br />
wodurch die Bildung von Masseschleifen, die<br />
zu einer Verfälschung der Messergebnisse führen<br />
können, verhindert wird. Außerdem werden<br />
die Messgeschwindigkeit und die Messauflösung<br />
trotz der galvanischen Isolierung nicht beeinflusst.<br />
Damit bleiben die Messungen genau und<br />
zuverlässig – selbst bei Remote-Messungen über<br />
große Distanzen.<br />
Kombiniert mit der Multikanal-Oszilloskop-Software,<br />
kann das WiFiScope als hochauflösendes<br />
Oszilloskop, präzisen Spektrumanalysator, hoch<br />
performantes Multimeter, sehr schneller Datenlogger<br />
und als Protokollanalysator verwendet<br />
werden. Der Einsatz in verschiedensten Anwendungen<br />
ist somit problemlos möglich.<br />
Produkteigenschaften:<br />
• vollständig massefreie Messungen durch WiFi<br />
(galvanisch isoliert) und Batterieversorgung<br />
• mobile Messungen sind möglich, z.B. auf Transportsystemen<br />
und sich bewegenden Objekten<br />
• LAN- und WAN-Datenerfassung für Messungen<br />
über große Distanzen<br />
• kontinuierliche Datenerfassung in Echtzeit über<br />
WiFi und LAN/WAN<br />
• USB-Messungen für Standalone-Anwendungen<br />
und Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung bis<br />
zu 200 MSa/s ◄<br />
Neuer Absorber für die Radar-Technologie<br />
Radar-Signale speziell auch<br />
bei kritischen Einfallswinkeln<br />
zuverlässig zu dämpfen,<br />
stellt in der Regel spezielle<br />
Anforderungen an den verwendeten<br />
Absorber. Telemeter<br />
Electronic bietet genau für<br />
diese Aufgabenstellung nun<br />
eine neuentwickelte Absorberlösung<br />
an. Diese deckt eine<br />
Vielzahl an typischen Radar-<br />
Frequenzen zwischen 75 und<br />
110 GHz breitbandig ab. Bei<br />
dem Absorbermodell MC1002<br />
handelt es sich um einen Folienabsorber,<br />
welcher durch<br />
eine spezielle Oberflächenprägung<br />
eine noppen- bzw.<br />
pyramidenähnliche Oberflächenstruktur<br />
besitzt. Aktuell<br />
ist dieses Material (Dicke ca.<br />
4 mm) als Zuschnitt in den<br />
Abmessungen von 170 x 170<br />
mm bei Telemeter Electronic<br />
erhältlich. Profitiert wird bei<br />
der jeweiligen Anwendung im<br />
Speziellen von der Dämpfung<br />
von ca. 20 dB z.B. im Automotive-Frequenzbereich<br />
75...80<br />
GHz und einer durchschnittlichen<br />
Dämpfung von mehr als<br />
15 dB, im weiteren Frequenzbereich<br />
bis 110 GHz. Zudem<br />
eignen die Absorber sich bei<br />
einer Verwendung auch bei<br />
höheren Frequenzen bis zu 500<br />
GHz sehr gut. Musterstücke<br />
für Vermessung und Qualifizierung<br />
sind kurzfristig erhältlich.<br />
Ergänzend zur Qualifizierung<br />
von Radar-Sensoren bietet<br />
Telemeter Electronic weitere<br />
professionelle Lösungen.<br />
■ Telemeter Electronic<br />
GmbH<br />
www.telemeter.info<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 45
Messtechnik<br />
Neue 8-Kanal- 500MHz- Mixed Signal<br />
Oszilloskope<br />
PSE - Priggen Special<br />
Electronic<br />
priggen@priggen.com<br />
www.pico-technologydeutschland.de<br />
Pico Technology Ltd präsentiert<br />
die neuen Oszilloskope der Serie<br />
PicoScope 6000E mit 8 Kanälen<br />
und 500 MHz Bandbreite,<br />
16 digitalen Kanälen und einer<br />
Auflösung von 8 Bit oder 8, 10<br />
oder 12 Bits (FlexRes). Geliefert<br />
werden die Geräte mit der höchst<br />
komfortablen Anwendungssoftware<br />
PicoScope 6. Diese maximiert<br />
die Vorteile der neuesten<br />
PC-Performance- und Displayfunktionen<br />
und zeigt – unabhängig<br />
von Größe und Auflösung des<br />
Bildschirms – klare, gestochen<br />
scharfe Wellenformen an.<br />
PicoScope 6824E<br />
Das Spitzenmodell PicoScope<br />
6824E ist standardmäßig mit<br />
zwei 5GS/s-Analog/Digital-<br />
Wandlern und einem 4 Gigasample-Aufnahmespeicher<br />
ausgestattet.<br />
Eine Vielzahl integrierter<br />
Werkzeuge sorgt für<br />
die Fehlerbeseitigung in eingebetteten<br />
Systemen. Dazu gehört<br />
Deep Measure, ein Tool, das die<br />
Messergebnisse jedes einzelnen<br />
Systems in bis zu einer Million<br />
Zyklen erfasst.<br />
Die 8 + 16 Kanäle des Oszilloskops<br />
sind vor allem für Techniker<br />
interessant, die komplexe<br />
IoT- und eingebettete Systeme<br />
mit gemischten analogen und<br />
digitalen Elementen auf Fehler<br />
untersuchen, z. B. serielle und<br />
parallele Kommunikation mit<br />
Hochgeschwindigkeits- Niederspannungssignalisierung.<br />
FlexRes-Architektur<br />
Mit der FlexRes-Architektur<br />
können Anwender die Hardware<br />
so konfigurieren, dass<br />
die Abtastrate auf 5 GS/s bei<br />
8-Bit-Auflösung oder auf bis<br />
zu 12-Bit-Auflösung bei einer<br />
Abtastung von 1,25 GS/s optimiert<br />
wird. Für einige Anwendungen,<br />
wie die Erfassung und<br />
Dekodierung schneller Digitalsignale<br />
oder die Suche nach<br />
Verzerrungen in empfindlichen<br />
Analogsignalen, ermöglicht die<br />
flexible Auflösung, dass beide<br />
Messungen mit demselben Oszilloskop<br />
durchgeführt werden können.<br />
Der tiefe Aufnahmespeicher<br />
hat den Vorteil, lang andauernde<br />
Ereignisse unter Beibehaltung<br />
einer hohen Abtastrate zu erfassen.<br />
Dadurch kann das Oszilloskop<br />
seine Bandbreite optimal<br />
ausnutzen. Das PicoScope 6824E<br />
mit einem Standardspeicher von<br />
4 GS kann ein 200 Millisekunden-Signal<br />
bei einer Abtastrate<br />
von 5 GS/s erfassen. Das entspricht<br />
einer Auflösung von<br />
200 Pikosekunden (einem Verhältnis<br />
von 1:1.000.000.000).<br />
Tiefe Aufnahmen können mit<br />
dem mitgelieferten Wellenform-<br />
Puffernavigator untersucht und<br />
mit den Zoom-/Schwenk- Steuerungen<br />
um das maximal Millionenfache<br />
vergrößert werden.<br />
PicoScope 6000E<br />
Die Serie PicoScope 6000E nutzt<br />
die PicoScope 6 - PC-Software<br />
– eine bewährte und beliebte<br />
grafische Benutzeroberfläche<br />
mit mehr als 100.000 Anwendern<br />
weltweit. Anwender können<br />
die Zeit-, Frequenz- und<br />
Digitalbereiche für die Datenanzeige<br />
individuell festlegen.<br />
Neben Maskengrenzprüfungen<br />
und benutzerdefinierten Alarmen<br />
Technische Daten:<br />
• 8 Kanäle plus 16 digitale Hochleistungs- Kanäle (MSO)<br />
• Tiefer Speicher: bis 4 GS<br />
• Auflösung: 8 Bit oder FlexRes: 8 - 12 Bit<br />
• Bandbreite: 500 MHz zum ersten Mal in einem 8-Kanal-<br />
PicoScope<br />
• Neues optionales Zubenör: Branchenführendes Sondenhaltersystem<br />
• Aktualisierungsrate: 300.000 Wellenformen pro Sekunde<br />
• Kostenlose PicoScope 6 und PicoSDK- Software<br />
• Serielle Bus- Dekodierung (23 Protokolle) und Maskenlimitprüfung<br />
• Hochauflösende Zeitstempelung von Wellenformen<br />
• Über zehn Millionen DeepMeasure- Ergebnisse pro Erfassung<br />
• Erweiterte Trigger: Impulsbreite, kleiner Impuls, Fenster,<br />
Logik und Ausfall<br />
46 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
überzeugt die Software mit einer<br />
Speicher segmentierung von 1<br />
bis 10.000. PicoScope 6 wurde<br />
in 22 Sprachen übersetzt und<br />
kann überall auf der Welt eingesetzt<br />
werden.<br />
Protokolle<br />
Die mit Decodern für 21 serielle<br />
Protokolle und einer parallelen<br />
Bus-Decodierung für digitale<br />
Kanäle ausgestattete Software<br />
PicoScope 6 hält mit der Entwicklung<br />
serieller Kommunikationstechnologien<br />
locker Schritt.<br />
Zu den jüngsten Ergänzungen in<br />
der Liste der unterstützten Protokolle<br />
gehören BroadR-Reach<br />
(100BASE-T1) Automotive<br />
Ethernet, Manchester und DALI.<br />
Weitere Protokolle befinden sich<br />
in der Entwicklung und werden<br />
künftig als kostenlose Updates<br />
bereitgestellt.<br />
Mit einer harmonischen Verzerrung<br />
von mehr als -50 dB bei<br />
1 MHz in allen Modellen und<br />
über 60 dB SFDR (PicoScope<br />
6824E) liefert die Serie Pico-<br />
Scope 6000E die beste Performance<br />
ihrer Klasse. Die Rauschspezifikation<br />
der Basislinie ist im<br />
empfindlichsten Bereich niedriger<br />
als 150 μV eff.<br />
Integrierter<br />
Wellenform- und<br />
Funktionsgenerator<br />
Zwei weitere Vorteile der Pico-<br />
Scope 6000E sind der integrierte,<br />
anwenderdefinierte<br />
200-MS/s-Wellen formgenerator<br />
(AWG) und der 50-MHz-Funktionsgenerator.<br />
Letzterer ist<br />
mit integrierten Funktionen für<br />
Sinus-, Rechtecks-, Dreiecks-,<br />
Gleichspannungs-, ansteigende,<br />
fallende, Sinc-, Gaußsche und<br />
Halbsinus-Wellenformen ausgestattet.<br />
Flexible Halterung<br />
Ebenfalls neu ist das Pico<br />
Sonden halterungssystem. Mit<br />
seinen innovativen flexiblen<br />
„Schwanenhals-Halterungen“<br />
eignet es sich perfekt für den<br />
Einsatz mit den passiven<br />
2,5-mm-Tastköpfen von Pico mit<br />
Federspitzen für alle Oszilloskope<br />
der Serie PicoScope 6000.<br />
Montiert sind die Halterungen<br />
auf einer hochglanzpolierten<br />
Stahlgrundplatte, die mit magnetischen<br />
Leiterplatten- Montagesäulen<br />
mit Isolier-Unterlegscheiben<br />
zum Halten des Prüflings<br />
ausgestattet ist: Eine effiziente<br />
Lösung für das immer wiederkehrende<br />
Problem, die zu prüfende<br />
Leiterplatte festzuhalten<br />
und mehrere Sonden zuverlässig<br />
an einen Prüfling anzuschließen.<br />
Fazit<br />
Die Serie PicoScope 6000E ist<br />
im Markt für Oszilloskope im<br />
mittleren Preissegment ein echter<br />
Durchbruch. Sie bietet neue<br />
Funktionen, die Techniker zur<br />
Fehlerbeseitigung und Validierung<br />
ihrer elektronischen Designs<br />
der nächsten Generation<br />
benötigen.<br />
Zudem liefert sie ein besseres<br />
Preis-Leistungs-Verhältnis als<br />
herkömmliche Tisch-Oszilloskope<br />
und verfügt serienmäßig<br />
über zahlreiche Funktionen, die<br />
bei vergleichbaren Produkten<br />
nur als teure Upgrade-Optionen<br />
erhältlich sind. Zusammen mit<br />
dem neuen Sondenhalterungssystem<br />
und der bewährten Pico-<br />
Scope 6 Software ist diese Serie<br />
einfach unschlagbar. ◄<br />
Validierung von Timing-Lösungen verbessert<br />
Keysight Technologies und Silicon Labs<br />
arbeiten zusammen an der Optimierung<br />
von Timing-Lösungen, die bei der Entwicklung<br />
von System-Level-Designs für<br />
Anwendungen in den Bereichen drahtlose<br />
Kommunikation, digitale Hochgeschwindigkeitstechnik,<br />
medizinische Bildgebung<br />
und Automobiltechnik entscheidend sind.<br />
Das Timing spielt eine Schlüsselrolle für<br />
die reibungslose Übertragung von Daten<br />
in drahtlosen und drahtgebundenen Netzwerken<br />
und hängt von hochgenauen Uhren<br />
ab. Der einfache Zugang zu Tools für die<br />
Validierung von Zeitmessungslösungen<br />
beschleunigt die Entwicklung und Einführung<br />
neuer Technologien.<br />
Keysight und Silicon Labs wollen zusammen<br />
den Zugang zu Phasenrauschmessungen<br />
vereinfachen. Dazu nutzen sie das<br />
Echtzeitoszilloskop der Infiniium UXR-<br />
Serie von Keysight, eine neue Software<br />
zur Analyse des Phasenrauschens und die<br />
leistungsstarken Produkte von Silicon Labs.<br />
Dadurch können Hersteller von Oszillatoren,<br />
digitalen Hochgeschwindigkeitssystemen<br />
und den Frontend-Modulen von<br />
Leistungsverstärkern und weitere Anwender<br />
von Keysights UXR-Oszilloskopen die<br />
Leistung der Taktgeber und Oszillatoren,<br />
die ihren Designs zugrunde liegen, schnell<br />
und kostengünstig charakterisieren.<br />
„Die umfassende Erfahrung von Silicon<br />
Labs bei der Messung und Charakterisierung<br />
von Timing-Signalen mit geringem<br />
Jitter in Kombinationen mit den Hochleistungsoszilloskopen<br />
von Keysight vereinfacht<br />
die Bewertung unserer jitterarmen<br />
Uhren für unsere Kunden erheblich“,<br />
sagte James Wilson, General Manager<br />
für Timing-Produkte bei Silicon Labs.<br />
„Wir sind entschlossen, mit Partnern<br />
wie Keysight zusammenzuarbeiten, um<br />
die Entwicklung von Anwendungen zu<br />
beschleunigen, die Dinge, Informationen<br />
und Menschen miteinander verbinden.“<br />
Die neue Software zur Analyse des Phasenrauschens<br />
ist über die UXR-Oszilloskope<br />
von Keysight erhältlich, die eine hohe<br />
Signaltreue über einen großen Frequenzbereich<br />
bieten. Anwender der verbesserten<br />
Phasenrausch-Messfähigkeit können das<br />
Zeitphasenrauschen und die Jitter-Leistung<br />
des breiten Portfolios von Silicon<br />
Labs, das Oszillatoren, Taktgeneratoren,<br />
Taktsignalpuffer und IEEE 1588-Module<br />
umfasst, leicht bewerten.<br />
■ Keysight Technologies, Inc.<br />
www.keysight.com<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 47
Messtechnik<br />
Verringerte Testkosten und stabilere Messungen mit neuen<br />
Vektor-Netzwerkanalysatoren<br />
Anritsu stellte den ShockLine<br />
USB-Vektor-Netzwerkanalysator<br />
(VNA) MS46131A vor,<br />
den branchenweit ersten modularen<br />
1-Port-VNA, der Messfrequenzen<br />
bis zu 43,5 GHz unterstützt.<br />
Mit den ebenfalls in Serie<br />
erhältlichen 8- und 20-GHz-<br />
Modellen sorgt der MS46131A<br />
für eine kosten- und betriebseffiziente<br />
Messung von Antennen<br />
und anderen 1-Port-5G-<br />
Geräten im Sub-6-GHz- sowie<br />
28- und 39-GHz-Millimeterwellen-Band<br />
(mmWave).<br />
Der MS46131A ist sehr leicht<br />
und kompakt und lässt sich<br />
direkt an das zu prüfende Gerät<br />
(DUT) anschließen, sodass keine<br />
Verbindungskabel erforderlich<br />
sind. Damit verringern sich die<br />
Testkosten und es ergeben sich<br />
stabilere Messungen.<br />
Der MS46131A ist ein modularer<br />
VNA, der für jede Sitzung portweise<br />
konfiguriert werden kann.<br />
Ein einziger PC kann bis zu<br />
zwei 1-Port-Geräte für bequeme<br />
Tests an zwei Standorten steuern.<br />
Die Einheiten lassen sich, je<br />
nach Anzahl der erforderlichen<br />
Port problemlos zwischen den<br />
Testaufbauten bewegen. Die Produktionsbetriebszeit<br />
wird ebenfalls<br />
verbessert, da 1-Port-VNAs<br />
bei Bedarf einfach ausgetauscht<br />
werden können, um die Teststationen<br />
betriebsbereit zu halten.<br />
Neben der USB-Verbindung zum<br />
externen Steuer-PC, auf dem die<br />
ShockLine-Software ausgeführt<br />
wird, benötigt der MS46131A<br />
auch eine 12-V-Stromversorgung.<br />
Ein Vorteil des externen<br />
PCs ist, dass sich die Sicherheit<br />
der Testdaten erhöht, da<br />
alle Messergebnisse auf dem PC<br />
und nicht auf dem VNA gespeichert<br />
werden. Aufgrund dieser<br />
Sicherheitsstufe eignet sich der<br />
MS46131A gut für vertrauliche<br />
Testumgebungen. Analyse und<br />
Dokumentation werden ebenfalls<br />
vereinfacht, da keine Daten aus<br />
dem internen Gerätespeicher<br />
übertragen werden müssen.<br />
VNA für 70 kHz bis 220<br />
GHz mit Single Sweep<br />
Anritsu stellte den Breitband-<br />
Vektor-Netzwerkanalyzer<br />
(VNA) VectorStar ME7838G<br />
vor, den branchenweit ersten<br />
VNA, mit dem sich Messungen<br />
von 70 kHz bis 220 GHz in<br />
einem Single Sweep durchführen<br />
lassen. Der neue Analyzer bietet<br />
eine beispiellose Frequenzabdeckung<br />
und ermöglicht Entwicklern,<br />
Komponenten und Systeme<br />
über einen viel breiteren Frequenzbereich<br />
präziser und effizienter<br />
zu charakterisieren, um<br />
genaue Modelle zu erstellen.<br />
Damit erhöhen sich die Chancen<br />
für bessere Simulationen und<br />
die Zahl der eventuell erforderlichen<br />
Designänderungen verringert<br />
sich.<br />
Der VectorStar VNA bietet die<br />
branchenweit größte Single-<br />
Sweep-Breitbandabdeckung<br />
für eine verbesserte Bauteilecharakterisierung,<br />
da er die<br />
NLTL (Non-Linear Transmission<br />
Line) Millimeterwellen-<br />
Module (mmWave) von Anritsu<br />
verwendet. Dadurch kann die<br />
220-GHz-Testspitze direkt mit<br />
dem mmWave-Modul verbunden<br />
werden, um präzise und<br />
stabile Messungen auf dem<br />
Wafer durchzuführen. Die Einschränkungen<br />
von Koax-Steckverbindern<br />
bei Sub-Terahertz-<br />
Frequenzen lassen sich somit<br />
vermeiden.<br />
D e r 2 2 0 - G H z - M E 7 8 3 8 G<br />
basiert auf der bewährten<br />
VectorStar-Breitband-Plattform<br />
von Anritsu, um in einem einzigen<br />
Sweep über herkömmliche<br />
Grenzen hinauszugehen,<br />
ohne den Waferprober von 110<br />
GHz auf höhere Hohlleiter-<br />
Frequenzbänder umbauen zu<br />
müssen. Aufgrund des Designs<br />
können Entwickler eine Vielzahl<br />
von Schaltkreisen auf demselben<br />
Wafer messen, ohne von<br />
einem Koax-Mikrowellen-VNA<br />
zu einem Koax-mmWave-VNA<br />
oder einem Hohlleiter-mmWave-<br />
VNA wechseln zu müssen. Das<br />
System reduziert die Messdauer<br />
des gesamten Wafers; verbessert<br />
die Messgenauigkeit von Breitbandkomponenten,<br />
indem sich<br />
eine Verkettung von Hohlleiterbändern<br />
erübrigt – und sorgt für<br />
kosteneffiziente Waferprober, da<br />
sich die Anzahl der VNA-Rekonfigurationen<br />
verringert.<br />
Der ME7838G erfüllt die Anforderungen<br />
des Marktes, wenn On-<br />
Wafer-Messungen durchzuführen<br />
sind, die sich bis in die oberen<br />
mmWave-Frequenzbereiche<br />
erstrecken, um eine genauere<br />
Charakterisierung zu ermöglichen.<br />
Das auf der VectorStar-<br />
Technik basierende Breitbandsystem<br />
gibt Entwicklern das<br />
Vertrauen in die von ihnen entworfenen<br />
Systeme, indem es sie<br />
von nahezu Gleichstrom (DC)<br />
bis weit über die Betriebsfrequenz<br />
hinaus charakterisiert, um<br />
eine genauere Modellierung zu<br />
ermöglichen.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
48 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
Vektorielle Netzwerkanalysatoren mit vielen Funktionen<br />
x86-Board-Computer läuft, der<br />
über eine USB-Schnittstelle mit<br />
der Messhardware verbunden ist.<br />
Die S2/S4-Software kann auf<br />
mehreren Computern installiert<br />
werden, die das Messmodul des<br />
Analysators gemeinsam nutzen.<br />
Je nach Modell handelt es sich<br />
um kompakte Module in Halboder<br />
Vollrack-Bauform, die für<br />
den Einsatz im Labor und in<br />
der Produktionsprüfung konzipiert<br />
sind.<br />
terungslösung, die erstmals mit<br />
einem 9- oder einem 20-GHz-<br />
VNA verankert werden kann.<br />
Der hohe Dynamikbereich und<br />
die Richtwirkung von CobaltFx<br />
ermöglichen hochgenaue und<br />
stabile Millimeterwellen-S-<br />
Parameter-Messungen in den<br />
folgenden Frequenzbändern:<br />
18...54 GHz (coaxial), 50...75<br />
GHz (waveguide), 60...90 GHz<br />
(waveguide), 75...110 GHz<br />
(waveguide).<br />
Neu im Sortiment der Meilhaus<br />
Electronic GmbH sind vektorielle<br />
Netzwerkanalysatoren des<br />
US-amerikanischen Herstellers<br />
Copper Mountain Technologies.<br />
Mit den Geräten der<br />
Cobalt-Serie präsentiert CMT<br />
Netzwerkanalysatoren, die mit<br />
folgenden Funktionen ausgestattet<br />
sind: Lineare/logarithmische<br />
Sweeps, Power-Sweeps,<br />
Zeitbereichs- und Gating-Konvertierung,<br />
Frequenzversatzmodus,<br />
Fixture-Simulation (embedding/de-embedding),<br />
16 unabhängige<br />
Kanäle, Marker mit<br />
Markersuchwerkzeugen und<br />
Marker-Mathematik, verschiedene<br />
Konvertierungsalgorithmen<br />
und Grenzwerttests für Bestanden/Nicht-Bestanden-Kriterien<br />
und mehr.<br />
Bei den Geräten der Cobalt-Serie<br />
handelt es sich um 2- und 4-Port-<br />
Netzwerkanalysatoren mit einem<br />
Frequenzbereich von 100 kHz<br />
bis 9 oder 20 GHz. Ausgestattet<br />
sind die Geräte mit einem HF-<br />
Messmodul/Hardware und der<br />
Aplikations-Software (je nach<br />
Variante optionales Zubehör)<br />
S2 (2-Port) oder S4 (4-Port), die<br />
unter Windows oder Linux auf<br />
einem PC, Laptop, Tablet oder<br />
Die VNAs können über ein<br />
Manufacturing Test Plugin in ein<br />
Produktionstestsystem integriert<br />
werden. Die Option einer Zusatzplatine<br />
ist bei allen Cobalt VNA<br />
zum Zeitpunkt der Bestellung<br />
(werkseitig installiert) oder als<br />
Zusatz zu einem späteren Zeitpunkt<br />
erhältlich. Die Modelle<br />
C2409, C2220 und C2420 erlauben<br />
direkten Zugriff auf den<br />
Empfänger für spezielle Anwendungen<br />
mit externem Richtkoppler,<br />
einschließlich Load-Pullund<br />
Hochleistungs-Messungen.<br />
Die Modelle C4209, C4409,<br />
C4220 und C4420 sind kompatibel<br />
zu den Frequenz-Extendern<br />
der CobaltFx Serie. Das<br />
CobaltFx-Frequency-Extension-<br />
System ist eine neuartige Millimeterwellen-Frequenzerwei-<br />
Alle VNAs der Cobalt-Serie<br />
zeichnen sich durch ihr Ultra-<br />
Breitband-Richtkoppler-Design<br />
aus. Dank neuer Präzisionsfertigungsmethoden<br />
sind diese Richtkoppler<br />
sowohl in der Temperatur<br />
als auch über sehr lange<br />
Zeiträume außerordentlich stabil.<br />
Außerdem sorgt der hybride<br />
Dual-Core-DSP + FPGA-Signalverarbeitungs-Engine<br />
in Kombination<br />
mit neuen Frequenzsynthesizer-Technologien<br />
für<br />
beschleunigte Messgeschwindigkeiten,<br />
wodurch die Cobalt-<br />
Geräte zu den fortschrittlichsten<br />
Instrumenten der Branche<br />
gezählt werden können.<br />
■ Meilhaus Electronic GmbH<br />
www.meilhaus.com<br />
Funktionsgeneratoren mit großem Speicher, Signal-Fidelity-Qualität und kleinem Jitter<br />
Als Erweiterung ihrer arbiträren<br />
Funktionsgeneratoren<br />
stellte die Rigol Technologies<br />
EU GmbH mit der Lowcost-Serie<br />
DG2000 eine neue<br />
Gerätefamilie mit einigen<br />
besonderen Eigenschaften und<br />
Funktionen vor. Diese sind<br />
sehr leicht zu bedienen und<br />
als multifunktionale Generatoren<br />
ausgelegt. Sie kombinieren<br />
die Anwendungsfelder<br />
Funktionsgenerator, arbiträrer<br />
Signalgenerator, Pulsgenerator,<br />
Harmonic-Generator und Analog/Digital-Modulation<br />
sowie<br />
eine Frequenz-/Zählerfunktion.<br />
Neben der bisher genutzten<br />
Direct-Digital-Synthesizer-<br />
Technologie, die sehr stabile,<br />
präzise, und minimal verzerrte<br />
Signale liefert, wird durch<br />
die neue, innovative Signal-<br />
Fidelity-Technologie (SiFi)<br />
der Signal-Jitter auf 200 ps<br />
reduziert. Die DG2000-Serie<br />
bietet 50 bis 100 MHz Bandbreite<br />
für Sinus- und Rechtecksignale<br />
und standardmäßig<br />
einen arbiträren Kurvenformspeicher<br />
von 16 Mpts.<br />
Zwei voll funktionsfähige und<br />
unabhängig operierende Analogkanäle<br />
weisen ±1 ppm Frequenzstabilität<br />
und -105 dBc/<br />
Hz Phasenrauschen auf. Ein<br />
arbiträrer Waveform-Editor,<br />
ein Harmonic-Generator 8.<br />
Grades sowie ein Frequenzzähler<br />
(7 Digits/s) mit 240 MHz<br />
Bandbreite sind integriert.<br />
Über das 4,3 Zoll große TFT-<br />
Touch-Farbdisplay sind bis zu<br />
160 integrierte Kurvenformen<br />
mit 16 Bit vertikaler Auflösung<br />
abrufbar. Neben den Modulationsarten<br />
AM, FM, PM, ASK,<br />
FSK, PSK und PWM verfügt<br />
die neue Gerätefamilie über<br />
die Standardschnittstellen USB<br />
Host&Device und als Option<br />
USB-LAN-Adapter.<br />
■ Rigol Technologies Europe<br />
GmbH<br />
info-europe@rigol.com<br />
www.rigol.eu
Messtechnik<br />
Zuwachs für Oszilloskop-Familie<br />
und Erstellung eines solchen<br />
Plots relativ aufwendig ist,<br />
erfreuen sich integrierte Bode-<br />
Plot-Funktionen zunehmender<br />
Beliebtheit. Um nun Daten als<br />
Bode-Plot darzustellen, tasten<br />
die Oszilloskope der SDS2000X-<br />
Plus-Serie – unter Zuhilfenahme<br />
des integrierten Wellenformgenerators<br />
oder eines eigenständiges<br />
Siglent-SDG-Geräts – die<br />
Amplituden- und Phasenantwort<br />
bezüglich der Frequenz passiver<br />
oder aktiver Schaltkreise ab.<br />
Meilhaus Electronic GmbH<br />
www.meilhaus.com<br />
Siglent hat seine 2000er-Oszilloskop-Familie<br />
erweitert. Die<br />
neue Serie heißt SDS2000X Plus<br />
und besteht aus vier Modellen:<br />
einem 2-Kanal Modell mit 100<br />
MHz Bandbreite, das per Software<br />
auf 350MHz erweitert<br />
werden kann, und drei 4-Kanal-<br />
Modellen mit 100/200/350 MHz<br />
Bandbreite. Das 4-Kanal-Modell<br />
mit 350 MHz lässt sich auf<br />
500 MHz aufrüsten, wobei die<br />
maximale Bandbreite auf zwei<br />
unabhängigen Kanälen verfügbar<br />
ist. Standardmäßig in den<br />
X-Plus-Oszilloskopen enthalten<br />
sind folgende Funktionen:<br />
Zonentrigger, Counter, Totalizer,<br />
Maskentest, Historie mit<br />
Suchfunktion, FFT-Analyse mit<br />
bis zu 2 Mio., serielle Bustriggerung<br />
und –Dekodierung für<br />
I2C, UART, SPI, LIN, CAN.<br />
Weitere optionale Funktionen<br />
beinhalten I 2 S-, CAN-FD-, Flex-<br />
Ray- und MIL-Decodierung und<br />
16 digitale Kanäle. In Bezug auf<br />
Bedienbarkeit verhalten sich<br />
die SDS2000X-Plus-Oszilloskope<br />
wie die leistungsstärkeren<br />
Geräte der SDS5000X-Serie und<br />
sind mit einer übersichtlichen<br />
Menüstruktur, einem 10-Zoll-<br />
Touchscreen sowie einer externen<br />
Maus- und Tastatursteuerung<br />
ausgestattet.<br />
Mit der SDS2000X-Plus-Serie<br />
stellt Siglent die dritte Generation<br />
seiner beliebten 2000er-<br />
Oszilloskop-Familie vor. Hervorragende<br />
Bedienbarkeit,<br />
optionale Leistungsanalyse und<br />
Bode-Plot sind die wichtigsten<br />
Merkmale, die nicht zuletzt aufgrund<br />
von Kunden-Feedback<br />
in die Oszilloskope der neuen<br />
Serie integriert wurden. So verfügen<br />
die Geräte über eine 10<br />
Zoll große, multitouch-fähige<br />
Bedienoberfläche und sind mit<br />
einem integrierten Webserver<br />
sowie einer externen Maus- und<br />
Tastatursteuerung ausgestattet.<br />
Die standardmäßig integrierte<br />
Bode-Plot-Funktion bietet die<br />
Möglichkeit einer schnellen<br />
und einfachen Darstellung von<br />
Bode-Diagrammen. Bode-Diagramme<br />
werden unter anderem<br />
in der Elektrotechnik, Regelungstechnik<br />
und Mechatronik<br />
verwendet und beschreiben das<br />
Übertragungsverhalten eines<br />
dynamischen Systems (Frequenzantwort,<br />
Frequenzgang).<br />
Da die manuelle Berechnung<br />
Alle Geräte der SDS2000X-Plus-<br />
Serie sind mit der hausintern<br />
entwickelten SPO-Technologie<br />
mit einer maximalen Wellenform-Erfassungsrate<br />
von bis zu<br />
120.000 Wfm/s (Normalmodus,<br />
bis zu 500.000 Wfm/s im<br />
Sequenzmodus), einer Intensitäts-Grading-Anzeigefunktion<br />
mit 256 Stufen sowie einem<br />
Farbtemperatur-Anzeigemodus<br />
ausgestattet. Die Geräte verwenden<br />
außerdem ein innovatives<br />
digitales Triggersystem<br />
mit hoher Empfindlichkeit<br />
und geringem Jitter. Das Triggersystem<br />
unterstützt mehrere<br />
leistungsstarke Triggermodi,<br />
einschließlich der seriellen<br />
Bus-Triggerung. Mit den Funktionen<br />
Verlaufswellenform-Aufzeichnung,<br />
Sequenzerfassung,<br />
Suchen und Navigieren lassen<br />
sich erweiterte Wellenformaufzeichnungen<br />
erfassen, speichern<br />
und analysieren. Neben einer<br />
umfassenden Auswahl an Messund<br />
Rechenfunktionen bieten die<br />
Oszilloskope der SDS2000X-<br />
Plus-Serie Optionen für einen<br />
50-MHz-Wellenformgenerator<br />
sowie serielle Decodierung,<br />
Maskentest und die oben<br />
genannten Funktionen „Bode-<br />
Plot“ und „Leistungsanalyse“.<br />
Mit der optionalen Leistungsanalyse-Option<br />
werden die Funktionen<br />
der 2000X-Oszilloskope<br />
zusätzlich erweitert, und zwar<br />
um die volle Palette von Leistungsmessungen<br />
und -analysen.<br />
Ein 10-Bit-Erfassungsmodus<br />
ermöglicht die Ausführung<br />
von Anwendungen, die eine<br />
Auflösung von mehr als 8 Bit<br />
erfordern. ◄<br />
50 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
Vollständige Design- und Test-Lösung für DDR5-Speicher<br />
Keysight Technologies stellte<br />
die weltweit erste Design- und<br />
Test-Workflow-Lösung vor, die<br />
die Produktentwicklungszeit für<br />
DDR5-DRAM-Systeme (Double-Data-Rate<br />
Dynamic Random-Access<br />
Memory) reduziert.<br />
Mit zunehmendem Durchsatz<br />
im Rechenzentrum steigen die<br />
Leistungserwartungen an Server<br />
und Hochleistungsrechner<br />
und damit auch der Bedarf nach<br />
der nächsten Generation von<br />
hochdichtem, ultraschnellem<br />
Speicher bzw. DDR5-DRAM.<br />
Der Betrieb mit der doppelten<br />
Datenrate im Vergleich zu DDR4<br />
führt zu schrumpfenden Spielräumen<br />
bei der Entwicklung und<br />
für einen Hardware-Entwickler<br />
wird es schwierig, die Leiterplatte<br />
(PCB) zu optimieren, um<br />
die Auswirkungen von Jitter,<br />
Reflexionen und Übersprechen<br />
zu minimieren. Stark verzerrte<br />
Signale können mit DFE (Decision<br />
Feedback Equalization),<br />
einem neuen Zusatz für DDR5-<br />
DRAM, wiederhergestellt werden,<br />
was die traditionellen<br />
Mess- und Simulationsansätze<br />
früherer DDR-Generationen<br />
beeinträchtigt.<br />
Die umfassende Design- und<br />
Test-Workflow-Lösung von<br />
Keysight ermöglicht es Hardware-Ingenieuren,<br />
ihr Zeitfenster<br />
für die Markteinführung einzuhalten<br />
und ein leistungsstarkes,<br />
zuverlässiges Endprodukt zu liefern.<br />
Dazu tragen die folgenden<br />
Hauptmerkmale bei:<br />
• neue Verfahren für den Sendertest<br />
messen das Signal-<br />
Augendiagramm nach der<br />
Entzerrung<br />
• neue Loopback-Empfängertests<br />
mit Bitfehlerrate<br />
(BER) zur Überprüfung der<br />
Geräte- und Systemzuverlässigkeit<br />
• Logikanalyse zur Fehlersuche<br />
bei komplexen DDR5-Traffic-<br />
Transaktionen, um die Quelle<br />
der Systeminstabilität zu identifizieren<br />
Vervollständigt wird die Lösung<br />
durch PathWave ADS Memory<br />
Designer für DDR5, eine Simulationsumgebung,<br />
die sich den<br />
aktuellen Herausforderungen der<br />
Entwickler stellt und folgende<br />
Hauptmerkmale aufweist:<br />
• Vorhersage der Leistung, Optimierung<br />
eines Designs und<br />
Durchführung virtueller Sender-Compliance-Tests,<br />
bevor<br />
der erste Hardware-Prototyp<br />
realisiert wird<br />
• verringerte Einrichtungszeit<br />
der Simulation von Stunden<br />
auf Minuten durch neue<br />
Funktionen wie DDR-Komponenten,<br />
intelligente Drähte<br />
und eine intelligente Speichersonde<br />
• erhöhte Simulationsgenauigkeit<br />
für DDR5 durch Darstellung<br />
der Empfängerentzerrung<br />
mit den Modellen des IBIS-<br />
AMI (Algorithmic Modeling<br />
Interface), die speziell für die<br />
Anforderungen von DDR verbessert<br />
wurden.<br />
„DDR5 ist in Sichtweite, und<br />
um sich einen Wettbewerbsvorteil<br />
zu sichern, entwerfen<br />
Unternehmen ihre Produkte der<br />
nächsten Generation so, dass sie<br />
die Vorteile dieser Technologie<br />
voll ausschöpfen können. Entwicklung<br />
für DDR5 bedeutet<br />
jedoch nicht, Schritt für Schritt<br />
zu wiederholen, was bei früheren<br />
Generationen üblich war. Die<br />
Messungen, die zur Validierung<br />
von Speichersystemen benötigt<br />
werden, und die Simulationstechnologie,<br />
die zur Vorhersage<br />
der Leistung von Speichersystemen<br />
benötigt wird, entwickeln<br />
sich weiter“, erklärte Todd Cutler,<br />
Vice-President und General<br />
Manager für Design- und Testsoftware<br />
bei Keysight.<br />
Die Design- und Test-Workflow-<br />
Lösung von Keysight besteht aus<br />
dem folgenden Produktportfolio:<br />
• Modellierung und Simulation<br />
(W2225BP)<br />
• Tastköpfe und Interposer<br />
• Sendertest mit Oszilloskopen<br />
und Compliance-Software<br />
(Infiniium UXR, N6475A)<br />
• Empfänger-Testvorrichtungen<br />
• Empfängertestlösung für<br />
Loopback-Bitfehlerratentests<br />
(M8020A, M80885RCA)<br />
• Logikanalyse (U4164A,<br />
B4661A)<br />
• Stromschienen-Tastköpfe<br />
(N7024A)<br />
■ Keysight Technologies, Inc.<br />
www.keysight.com<br />
Berührungslos Ströme messen und darstellen<br />
Der I-Prober 520 von TTI, der<br />
von Telemeter Electronic vertrieben<br />
wird, ist ein Stromtastkopf<br />
für Oszilloskope. Er ist in<br />
der Lage, Ströme berührungslos<br />
zu messen und anzuzeigen.<br />
Um den Strom einer Leiterbahn<br />
darzustellen, muss man nur die<br />
Prüfspitze auf die Leiterbahn<br />
aufsetzen. Ströme werden mit<br />
einer Bandbreite von bis zu<br />
5 MHz erfasst. Der Messbereich<br />
erstreckt sich von 10 mA<br />
bis hin zu 20 A.Die Prüfspitze<br />
des Tastkopfes entspricht der<br />
Sicherheitsklasse 300 V Cat<br />
II (600 V Cat I) und durch<br />
seinen BNC-Anschluss ist der<br />
I-Prober für jedes Oszilloskop<br />
verwendbar. Eigenschaften<br />
des I-Probers sind galvanisch<br />
getrenntes Messen, geringste<br />
Beeinflussung des Stromkreises,<br />
Messen auf Leiterbahnen<br />
und keine Unterbrechung<br />
des Stromkreises.<br />
■ Telemeter Electronic<br />
GmbH<br />
info@telemeter.de<br />
www.telemeter.info<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 51
Messtechnik<br />
Automatisiertes EMV-Testsystem für beide<br />
5G-Frequenzbereiche<br />
Rohde & Schwarz präsentierte<br />
die erste verfügbare Komplettlösung<br />
zur Messung der Störabstrahlung<br />
von 5G-Komponenten<br />
in beiden Frequenzbereichen<br />
FR1 und FR2. Für diese Lösung<br />
ist die EMV-Testsoftware R&S<br />
ElektraA um Mess- und Kalibrierroutinen<br />
für 5G ergänzt<br />
worden.<br />
Das Testsystem R&S TS8996<br />
RSE deckt bei den Radiated-<br />
Spurious-Emissions-Messungen<br />
(RSE) beide 5G-Frequenzbereiche<br />
FR1 und FR2 voll ab. Das<br />
automatische Testsystem misst<br />
Störungen von 5G-Komponenten<br />
und -Geräten während der<br />
Entwicklung sowie bei Abnahmetests<br />
und führt zusätzlich zu<br />
den RSE-Messungen auch die<br />
erforderlichen EMI-Tests durch.<br />
Für die Messungen nutzt es die<br />
besonders anwenderfreundliche<br />
EMV-Testsoftware R&S ELEK-<br />
TRA, die nun um Mess- und<br />
Kalibierroutinen für 5G ergänzt<br />
wurde.<br />
Im System enthalten ist ein R&S<br />
CMX500 5G Radio Communication<br />
Tester zur Signalerzeugung<br />
sowie der High-end-Messempfänger<br />
R&S ESW44, der ausgezeichnete<br />
HF-Eigenschaften und<br />
eine hohe Messgeschwindigkeit<br />
in Messbereichen bis 44 GHz<br />
bietet. Das Testsystem weist bis<br />
200 GHz eine sehr hohe Empfindlichkeit<br />
von besser -40 dBm/<br />
MHz auf. Diese erfüllt nicht nur<br />
die bestehenden Grenzwerte<br />
der FCC (USA) und der ERC<br />
Recommendation (Europa). Sie<br />
ermöglicht auch die Verwendung<br />
von Early-Pass-Fail-Criteria<br />
sowie Messungen mit großen<br />
Bandbreiten, um die Messzeit<br />
zu verkürzen. Das erreicht keine<br />
Lösung mit Standardkomponenten.<br />
Für Anwender, die bereits<br />
ein RSE-Testsystem von Rohde<br />
& Schwarz im Einsatz haben, ist<br />
ein Upgrade für 5G verfügbar.<br />
Ansteuerung von<br />
Testsystemen<br />
Die EMV-Software R&S Elektra<br />
ist nicht nur nahezu ideal für<br />
die 5G-Testlösung, sondern kann<br />
generell für effiziente automatisierte<br />
Testsysteme mit moderner<br />
Nutzerführung eingesetzt werden.<br />
Mit der Software sind entwicklungsbegleitende<br />
interaktive<br />
Messungen genauso möglich wie<br />
automatisierte Pre-Complianceund<br />
Zertifizierungsprüfungen der<br />
Störaussendungen (EMI), und<br />
das mit festlegbarem Automatisierungsgrad.<br />
Sie eignet sich<br />
für EMV-Zertifizierungen nach<br />
den gängigen kommerziellen<br />
und militärischen Standards<br />
sowie nach den EMV-Standards<br />
der Automobilindustrie.<br />
Auch Testsysteme für geleitete<br />
und gestrahlte Störfestigkeit<br />
(EMS) können damit angesteuert<br />
werden. Die Software<br />
erstellt dazu automatisch die<br />
Testpläne für die verschiedenen<br />
Tests, führt die Kalibrierung und<br />
deren Auswertung durch. Dann<br />
erzeugt der Generator jeweils<br />
das pegelrichtige Signal gemäß<br />
IEC 61000-4-3/-4-6. R&S Elektra<br />
unterstützt alle aktuellen<br />
EMV-Messempfänger und relevanten<br />
Spektrumanalysatoren<br />
des Unternehmens.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Netzteilserie mit vier „echten“ Ausgängen<br />
A zur Verfügung. Jeder der vier Ausgänge<br />
ist frei einstellbar, genau nach den Vorgaben<br />
des Anwenders. Die Gesamtleistung<br />
der Geräte beträgt 420 W.<br />
Die P-Variante (MX100QP) verfügt<br />
zusätzlich über eine Vielzahl an Schnittstellen<br />
(RS232, USB, LAN/LXI, GPIB<br />
bzw. IEEE488) und ist damit bestens für<br />
automatische Testsysteme geeignet. Das<br />
brillante LC-Display und die eingängige<br />
Benutzerführung machen den Umgang<br />
extrem einfach.<br />
Die brandneuen Labornetzteile der<br />
MXQ(P)-Serie vom Aim-TTI besitzen<br />
vier Ausgänge. Diese lassen sich komplett<br />
unabhängig voneinander einstellen und<br />
betreiben. Für die Messaufgaben stehen je<br />
4 x 35 V und 4 x 3 A, maximal 70 V und 6<br />
Besondere Eigenschaften der MXQ(P)-<br />
Serie sind die doppelte Leistung von einem<br />
einzigen Ausgang (Shared-Power-Modus),<br />
ein geringes Ausgangsrauschen und Welligkeit<br />
durch die lineare Endregelung. Die<br />
Geräte dieser Serie verfügen über eine<br />
hohe Einstellauflösung von bis zu 1 mV<br />
und 0,1 mA, haben 50 Einstellspeicher pro<br />
Ausgang und 50 verknüpfte Speicher. Sie<br />
bieten eine individuelle oder kombinierte<br />
Ein-/Aussteuerung mit programmierbarer<br />
Verzögerungssequenzierung.<br />
■ Telemeter Electronic GmbH<br />
info@telemeter.de<br />
www.telemeter.info<br />
52 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
Kompaktes Testsystem für leitungsgeführte Störgrößen<br />
Der CDG 7000 ist ein Prüfgenerator<br />
für alle Normen zur Störfestigkeit<br />
gegen leitungsgeführte<br />
Störgrößen, die durch hochfrequente<br />
Felder induziert werden<br />
– einschließlich BCI-Prüfungen<br />
bis Level 4 (ISO 11452-4). Der<br />
CDG 7000 ist eines der sehr<br />
wenigen kombinierten IEC-<br />
61000-4-6-Prüfsysteme, das<br />
sowohl einen RF-Signalgenerator,<br />
einen RF-Leistungsverstärker,<br />
ein 3-Kanal-RF-Voltmeter<br />
und einen Richtkoppler enthält.<br />
Dies alles zu einem attraktiven<br />
Preis.<br />
Der CDG 7000 erzeugt Störungen<br />
gemäß IEC/EN 61000-<br />
4-6 Störfestigkeit gegen leitungsgeführte<br />
Störungen. Die Norm<br />
beschreibt einen Prüfaufbau, bei<br />
dem diese hochfrequenten Störungen<br />
auf einen Prüfling ohne<br />
komplizierten Aufbau mit Antennen,<br />
Feldinstrumentierung und<br />
geschirmten Räumen beeinflusst<br />
werden können. Durch den Einsatz<br />
von Koppelnetzwerken und<br />
Koppelzangen – die das Schlöder<br />
Angebotsportfolio abrunden<br />
– werden Sinuswellen direkt in<br />
Leistungs- und Signalleitungen<br />
induziert. Der Prüfling behält<br />
seinen ursprünglichen Platz in<br />
der Gerätestruktur bei, so dass<br />
das System in seiner Gesamtfunktion<br />
geprüft werden kann.<br />
Das kompakte Gerät beeindruckt<br />
durch seine Leistungsstärke und<br />
Multifunktionalität und ist in drei<br />
verschiedenen Ausführungen<br />
erhältlich. Die Modelgruppe<br />
CDG 7000 umfasst folgende<br />
Modelle: CDG 7000-25, CDG<br />
7000-75, CDG 7000-75-10, die<br />
sich im Wesentlichen durch den<br />
RF-Leistungsverstärker von 25<br />
bis 75 W unterscheiden und mit<br />
Frequenzen von 100 bis 250,<br />
100 bis 400 und 10 bis 400 kHz<br />
erhältlich sind.<br />
Eine einfache Erweiterung mit<br />
einem externen Verstärker über<br />
den zweiten Generatorausgang<br />
ist genauso möglich, wie ein<br />
Eingang für externe Pulsmodulation.<br />
Ein konfigurierbarer<br />
digitaler 8-Kanal-Port, Temperaturmesseingang<br />
zur Überwachung<br />
und Anzeige der BCI-<br />
Injektionssondentemperatur,<br />
USB, LAN und GPIB (Option)<br />
Schnittstellen, runden das Leistungsspektrum<br />
ab.<br />
Das Testsystem wird werksseitig<br />
mit der Anwendungs-Software<br />
Helia 7 Basic bereitgestellt,<br />
welche umfangreiche Berichtsfunktionen<br />
und EUT-Monitoring<br />
ermöglicht. Ein Selbsttest<br />
ist genauso enthalten wie<br />
die Möglichkeit, automatische<br />
Prüfabläufe gemäß unterschiedlicher<br />
Normen zu erstellen. Im<br />
Direct Mode können weitere<br />
verschiedene Tests am Prüfling<br />
durchgeführt werden. Durch den<br />
integrierten SCPI-Befehlssatz<br />
wird eine einfache Integration<br />
in eigene Software-Systeme ermöglicht.<br />
Für BCI-Tests ist optional<br />
die Helia 7 BCI Software<br />
erhältlich, welche entwickelt<br />
wurde, um BCI-Prüfungen zu<br />
steuern, zu analysieren und zu<br />
dokumentieren. Angeboten wird<br />
der CDG 7000 mit einer dreijährigen<br />
Garantie.<br />
■ Schlöder GmbH<br />
info@schloeder-emv.de<br />
www.schloeder-emv.de<br />
HF-Signalgeneratoren mit IQ-Option<br />
Rigol Technologies stellte seine neue,<br />
erweiterte HF-Signalgenerator-Serie<br />
DSG800(A) vor. Die neue Signalquelle<br />
ist als 2,1- oder 3,6-GHz-Modell erhältlich<br />
und richtet sich an Kunden aus den<br />
Bereichen Wireless Communication,<br />
Radar-Test, Audio/Video-Broadcasting,<br />
Ausbildung, Consumer-Electronics usw.<br />
Als Option bieten die Modelle DSA821(A)<br />
und DSA836(A) ab sofort in der (A)-Version<br />
eine IQ-Modulation.<br />
Die umfangreichen Standardspezifikationen<br />
ermöglichen den Einsatz der neuen<br />
Signalgenerator-Serie, bereits ohne zusätzliche<br />
Optionen, in vielen verschiedenen<br />
Anwendungen und bieten preiswert eine<br />
außergewöhnliche Leistung. Hierzu zählen<br />
eine Amplitudentoleranz von
Messtechnik<br />
Entwicklung von Testfunktionalität für Ultra-Wideband-Technologien<br />
Rohde & Schwarz und Decawave<br />
demonstrierten Testlösungen<br />
für die neue Generation<br />
von Decawave Ultra-Wideband-<br />
Produkten in Kombination mit<br />
einem Radio Communication<br />
Tester der neuesten Generation,<br />
dem R&S CMP200. Mit der vorgestellten<br />
Lösung adressieren<br />
beide Unternehmen Hersteller,<br />
die Wireless-Produkte, basierend<br />
auf der UWB-Technologie planen,<br />
welche präzise Standortbestimmungen<br />
(Location Based<br />
Services, LBS) ermöglichen.<br />
Der Messtechnikexperte Rohde<br />
& Schwarz und der UWB-Technologiespezialist<br />
Decawave<br />
haben gemeinsam Messtechnikfunktionen<br />
zum Testen von<br />
UWB-Funktionalität in Chipsets<br />
und Komplettgeräten für<br />
Fertigungslinien entwickelt.<br />
Dabei steuerte Decawave sein<br />
Knowhow hinsichtlich der<br />
erforderlichen Teststrategie und<br />
Testverfahren bei, sowie den<br />
Decawave-Chip DW3000 als<br />
Testobjekt. Rohde & Schwarz<br />
hat seinen R&S CMP200<br />
Radio Communication Tester<br />
um UWB-Testfunktionalität<br />
erweitert. Damit ist der R&S<br />
CMP200 die einzige Testlösung<br />
auf dem Markt, die HF-Tests<br />
für die Entwicklung und Produktion<br />
sowohl für 5G FR2 als<br />
auch für UWB-Funktionen zur<br />
Verfügung stellt.<br />
Die UWB-Technologie basiert<br />
auf den IEEE-Normen 802.15.4a<br />
und 802.15.4z und ermöglicht<br />
zentimetergenaue Standortmessungen<br />
bei Entfernungen bis<br />
zu 75 m. UWB bietet darüber<br />
hinaus eine sichere Datenkommunikation<br />
mit Übertragungsraten<br />
bis zu 27 Mbps bei sehr<br />
geringem Stromverbrauch. Die<br />
UWB-Technologie eignet sich<br />
damit ideal für die Implementierung<br />
latenzarmer, hochpräziser,<br />
zuverlässiger und sicherer<br />
Lokalisierungsdienste im näheren<br />
Umfeld. Sie eröffnet neue<br />
Möglichkeiten in den Bereichen<br />
Mobilfunk, Automotive, IoTund<br />
Industry 4.0-Anwendungen.<br />
Dank ihrer sehr hohen Bandbreite<br />
und sehr niedrigen spektralen<br />
Leistungsdichte können<br />
UWB-Signale das Spektrum<br />
zusammen mit anderen Schmalund<br />
Breitbandsystemen nutzen,<br />
ohne Störungen zu verursachen.<br />
Die Normen 802.15.4a/z decken<br />
mehrere Frequenzbänder ab.<br />
Decawave ist Gründungsmitglied<br />
der UWB Alliance und<br />
liefert bereits Produkte, die Frequenzen<br />
von 3,5 bis 6,5 GHz<br />
nutzen. Mittlerweile konzentriert<br />
sich das Interesse jedoch<br />
auf das Highband mit definierten<br />
Kanälen zwischen 5,8 und 10,6<br />
GHz. Das Highband unterstützt<br />
die Übertragung höherer<br />
Leistungen und ermöglicht somit<br />
größere Reichweiten. Das Chipset<br />
DW3000 soll auf den UWB-<br />
Kanälen 5 und 9 im Highband<br />
mit einer Bandbreite von 500<br />
MHz arbeiten.<br />
Der R&S CMP200 Radio Communication<br />
Tester erfüllt im<br />
Standalone-Modus die HF-<br />
Testanforderungen für Geräte,<br />
die im Frequenzbereich von 6<br />
bis 20 GHz arbeiten. Zusammen<br />
mit dem R&S CMPHEAD30<br />
Remote RadioHead erweitert<br />
sich der Einsatzbereich auf<br />
die wichtigen 5G FR2-Bänder<br />
von 28 bis 39 GHz. Der R&S<br />
CMP200 von Rohde & Schwarz<br />
stellt damit als einziges Messgerät<br />
auf dem Markt Tests für<br />
Entwicklung und Produktion<br />
sowohl für UWB- als auch für<br />
5G FR2-Technologien in einem<br />
einzigen Gerät zur Verfügung.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Fachbücher für die Praxis<br />
Hochfrequenz-<br />
Transistorpraxis<br />
Schaltungstechnik, Einsatzprinzipien, Typen und<br />
Applikationen<br />
Frank Sichla, 17,5 x 25,5 cm, 278 Seiten,<br />
zahlr. Abb. und Tabellen ISBN 978-3-88976-153-8,<br />
beam-Verlag 2008, 24,- €<br />
Art.-Nr.:118070<br />
Obwohl heute integrierte Schaltungen die Elektronik<br />
dominieren, haben diskrete Transistoren besonders im<br />
HF-Bereich noch immer hohe Bedeutung, denn es gibt<br />
einfach zu viele Problemstellungen, für die einzig und<br />
allein sie die optimale Lösung darstellen.<br />
Diskrete Transistoren sind keineswegs „out“, sondern<br />
machen nach wie vor Fortschritte. Mit neusten Technologien<br />
werden immer höhere Frequenzen erschlossen<br />
sowie erstaunlich geringe Rauschfaktoren erzielt.<br />
Dieses Buch beschreibt die Anwendung der Bipolar- und<br />
Feldeffekttransistoren im HF-Bereich, indem es die<br />
Schaltungstechnik praxisorientiert erläutert und mit<br />
einer Fülle von ausgewählten Applikationsschaltungen<br />
für Einsteiger als auch erfahrene Praktiker illustriert.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
• Bipolartransistoren<br />
• Die „Bipo“-Grundschaltungen<br />
• Die beliebtesten Schaltungstricks<br />
• „Bipo“-Leistungsverstärker<br />
• FETs im Überblick<br />
• FET-Grundschaltungen<br />
• SFETs, MESFETs und Dualgate-MOSFETs<br />
• Die Welt der Power-MOSFETs<br />
• Rund um die Kühlung<br />
• Transistorschaltungen richtig aufbauen<br />
• Kleinsignal-Verstärkerschaltungen<br />
• HF-Leistungsverstärker<br />
• Oszillatorschaltungen<br />
• Senderschaltungen<br />
• Mess- und Prüftechnik<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
Messtechnik<br />
Direktionaler Antennenkoppler für TCAS-Transponder<br />
VIAVI Solutions (ehem. Aeroflex/IFR) präsentierte<br />
den Antennenkoppler für TCAS/<br />
Transponder-Richtantennen. Das Modell<br />
TC-201A kommt bei gerichteten TCASund<br />
kombinierten TCAS/Transponder-<br />
Antennen zum Einsatz, um das HF-Signal<br />
beim Testen des TCAS- oder Transponder-<br />
Systems abzuschirmen. In Verbdingung mit<br />
den Prüfgeräten IFR6000, IFR6015 oder<br />
APM-424(V)5 unterstützt der TC-201A<br />
Wartungstests unter Flugbedingungen,<br />
ohne die Flugsicherung oder in der Nähe<br />
befindliche Flugzeuge zu beeinträchtigen.<br />
Leistungsmerkmale des TC-201A sind:<br />
• passend für beide Antennenarten<br />
( Phasen- und Amplitudenantennen)<br />
• zuverlässig, FAR Part 43, Anhang F,<br />
ERP- und MTL-Tests unter den Bedingungen<br />
von Mehrwegeausbreitung<br />
• bietet eine Isolation von >20 dB<br />
• bietet eine ordnungsgemäße Abschirmung<br />
für alle Transponder- und ADS-<br />
B-Leistungstests<br />
• optional erhältlicher Stützpfosten für<br />
Unterbodenantennen<br />
• integrierter Lagewahlschalter zum<br />
Durchführen von Vierquadrantentests<br />
• TCAS-Lagegenauigkeit
Messtechnik<br />
Testlösungen für Bluetooth LE bis Version 5.2<br />
Die Bluetooth-Tester der R&S<br />
CMW-Plattform unterstützen<br />
bereits die Power-Control-Testroutinen<br />
der neuen Bluetooth-<br />
Low-Energy-Version 5.2. Außerdem<br />
lassen sich nur mit diesen<br />
Messgeräten alle spezifizierten<br />
HF-Tests bis Bluetooth LE 5.0<br />
über die Luftschnittstelle messen.<br />
Das ist einzigartig und<br />
bereits bei Bluetooth SIG zur<br />
Spezifizierung für einen neuen<br />
Bluetooth LE Test Mode eingereicht.<br />
Die Bluetooth SIG (Special<br />
Interest Group) hat Ende 2019<br />
erste Spezifikationen für BLE<br />
5.2 verabschiedet. Das betrifft<br />
zunächst neue Power-Control-<br />
Funktionen. Rohde & Schwarz<br />
hat dafür bereits die spezifizierten<br />
Tests in die Bluetooth-<br />
Testsoftware seiner Wireless<br />
Tester der R&S CMW-Plattform<br />
integriert. Mit Bluetooth LE 5.2<br />
sollen darüber hinaus erweiterte<br />
Audio-Funktionen ähnlich wie<br />
bei Bluetooth Classic zur Verfügung<br />
stehen. Sobald die Spezifikationen<br />
hierzu abgeschlossen<br />
sind, wird Rohde & Schwarz<br />
den Funktionsumfang seiner<br />
Bluetooth-Tester entsprechend<br />
erweitern.<br />
Der neue Bluetooth-LE-<br />
Testmode<br />
Darüber hinaus stellt Rohde &<br />
Schwarz den neuen Bluetooth-<br />
LE-Testmode für Bluetooth LE<br />
5.0 vor. Mit ihm können Hersteller,<br />
ähnlich wie bei Bluetooth<br />
Classic, alle HF- und Pre-<br />
Conformance-Tests an ihren<br />
Bluetooth-LE-Komponenten<br />
über die Luftschnittstelle (OTA)<br />
durchführen.<br />
Das vereinfacht das Testen<br />
erheblich, weil dafür keine<br />
zusätzliche Steuerleitung wie<br />
beim Direct Test Mode (DTM)<br />
notwendig ist. Dabei sind die<br />
Messzeiten ähnlich kurz wie<br />
beim DTM. Die OTA-Testverfahren<br />
sind bereits bei der Bluetooth<br />
SIG zur Spezifizierung<br />
eines neuen Bluetooth-LE-Testmode<br />
eingereicht.<br />
Der neue Testmode basiert auf<br />
den Mobilfunktestern der R&S<br />
CMW-Plattform von Rohde &<br />
Schwarz und eignet sich für<br />
Messungen in der Entwicklung,<br />
in Testkammern und in der Produktion.<br />
Als zusätzliches Highlight<br />
für Entwickler misst der<br />
R&S CMW bei Bluetooth-LE-<br />
Empfängern, neben der vorgeschriebenen<br />
PER (Packet Error<br />
Rate), auch die BER (Bit Error<br />
Rate) einer Übertragung.<br />
Für alle Bluetooth-HF-<br />
Conformance-Tests<br />
Darüber hinaus sind mit einem<br />
R&S CMW alle Bluetooth-HF-<br />
Conformance-Tests durchführbar,<br />
von Bluetooth Classic über<br />
Bluetooth LE bis hin zu ersten<br />
Tests gemäß Bluetooth 5.2. Mit<br />
ihm sind auch eine Vielzahl von<br />
Audiotests an Bluetooth-BR/<br />
EDR-Verbindungen (Basic Rate/<br />
Enhanced Data Rate) möglich.<br />
Wenn noch andere<br />
Funktechniken im<br />
Einsatz sind<br />
Die Wireless Tester R&S<br />
CMW500, R&S CMW290<br />
und R&S CMW270 bieten<br />
sich außerdem an, wenn damit<br />
zusätzlich andere Funktechniken<br />
geprüft werden sollen. Mit 160<br />
MHz Messbandbreite sind zum<br />
Beispiel WLAN-HF-Tests aller<br />
IEEE 802.11a/b/g/n/ac Standards<br />
einschließlich 802.11ax möglich.<br />
Zudem können damit HF-Tests<br />
an ZigBee-Komponenten für den<br />
Smart-Home-Bereich durchgeführt<br />
werden.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Fachbücher für die<br />
Praxis<br />
Dezibel-Praxis<br />
Richtig rechnen mit dB, dBm, dBµ,<br />
dBi, dBc und dBHz<br />
Frank Sichla, 17,5 x 25,5 cm, 94 S., 82 Abb.,<br />
zahlreiche Tabellen und Diagramme;120<br />
Aufgaben zur Selbstkontrolle, mit Lösungen.<br />
ISBN 978-88976-056-2, 2007, 12,80 €<br />
Art.-Nr.:118064<br />
Das Dezibel ist in der Nachrichtentechnik<br />
zwar fest etabliert, erscheint aber<br />
oft noch geheimnisvoll. Will man genauer<br />
wissen, was dahinter steckt, kann man<br />
zu mathematiklastigen und trockenen<br />
Lehrbüchern greifen. Darin stehen viele<br />
Dinge, die man in der Funkpraxis gar<br />
nicht braucht und die eher verwirren.<br />
Andererseits vermisst man gerade die<br />
„Spezialitäten“, denen man schon immer<br />
auf den Grund gehen wollte.<br />
Der Autor dieses Buches hat dieses<br />
Dilemma erkannt und bietet daher hier<br />
eine frische, leicht verständliche und<br />
mit 120 Aufgaben und Lösungen überaus<br />
praxisgerechte Präsentation des<br />
Verhältnismaßes „dB“ mit all seinen<br />
Facetten.<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
K N O W - H O W V E R B I N D E T<br />
Kabel und Stecker<br />
Verbindungs lösungen für autonome<br />
Flugsysteme<br />
EMV, WÄRME<br />
ABLEITUNG UND<br />
ABSORPTION<br />
SETZEN SIE AUF<br />
QUALITÄT<br />
Elastomer- und Schaumstoffabsorber<br />
Europäische Produktion<br />
Kurzfristige Verfügbarkeit<br />
Kundenspezifisches Design<br />
oder Plattenware<br />
Rosenberger bietet für den stark wachsenden<br />
Markt unbemannter autonomer Flugsysteme<br />
wie z.B. Drohnen (UAV, Unmanned Aerial<br />
Vehicles) eine Vielzahl hervorragend geeigneter<br />
Verbindungslösungen und -systeme.<br />
Steckverbinder zur Übertragung sehr hoher<br />
Datenraten (bis zu 20 Gbps) zur exakten<br />
Positionsbestimmung und Objekterkennung<br />
in GPS- oder LiDAR (Light Detection and<br />
Ranging)-Systemen oder für Systeme zur<br />
unterbrechungs- und fehlerfreien Signalübertragung<br />
zwischen Sender und Empfänger<br />
bilden die Hauptgruppen dieser Verbindungslösungen.<br />
Weitere Steckverbindersysteme<br />
für Echtzeit-Datenübertragung, z.B.<br />
bei Kameraanwendungen, oder zur Signalerfassung,<br />
-berechnung und -umsetzung im<br />
Konfektionierte Kabel mit<br />
NEX10-Stecker<br />
Microlab hat sein Produktspektrum im<br />
Bereich der konfektionierten Kabel der<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong><br />
Mainboard für sicheren und stabilen Flug.<br />
Wasserdichte, temperaturbeständige und<br />
selbst-findende Magnetsteckverbinder für<br />
Ladeanwendungen sind ebenfalls verfügbar.<br />
Das Portfolio für Drohnen-Applikationen<br />
umfasst in der Automobilindustrie<br />
bewährte Serien wie FAKRA, Mini-SMP,<br />
H-MTD, RosenbergerHSD, HFM, SMA und<br />
RoPD. Die Steckverbinder zeichnen sich aus<br />
durch sehr kleine Abmessungen, geringes<br />
Gewicht, hohe Zuverlässigkeit, eine hohe<br />
Anzahl von Steckzyklen und sind für Datenübertragungsraten<br />
bis zu 20 Gbps geeignet.<br />
■ Rosenberger Hochfrequenztechnik<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rosenberger.com<br />
JA-Serie erweitert und bietet diese nun<br />
auch mit geraden NEX10-Steckverbindern<br />
an.<br />
Die robusten NEX10-Kabel eignen sich<br />
für einen Frequenzbereich von DC bis<br />
6 GHz und sind für den Einsatz im Außenbereich<br />
nach IP67 spezifiziert. Die Kabel<br />
sind in den Konfigurationen „NEX10- auf<br />
NEX10- Steckverbinder“ und „NEX10-<br />
auf 4.3-10-Steckverbinder“ sowie in Längen<br />
von 1 und 2 m erhältlich. Die mögliche<br />
Durchgangsleistung beträgt bis 300<br />
W bei einem sehr niedrigen PIM-Wert.<br />
■ municom GmbH<br />
www.municom.de<br />
57<br />
-EA1 & -EA4<br />
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)<br />
bzw. 4 GHz (EA4)<br />
Urethan oder Silikon<br />
Temperaturbereich von 40°C bis 170°C<br />
(Urethanversion bis 120°C)<br />
Standardabmessung 305mm x 305mm<br />
MLA<br />
Multilayer Breitbandabsorber<br />
Frequenzbereich ab 0,8GHz<br />
ReflectivityLevel 17db oder besser<br />
Temperaturbereich bis 90°C<br />
Standardabmessung 610mm x 610mm<br />
Hohe Straße 3<br />
61231 Bad Nauheim<br />
T +49 (0)6032 96360<br />
F +49 (0)6032 963649<br />
info@electronicservice.de<br />
www.electronicservice.de<br />
ELECTRONIC<br />
SERVICE GmbH
Bauelemente<br />
Sicherheitszertifizierte Kondensatoren<br />
Die Firma Prosperity Dielectric<br />
Co., LTD. (PDC) kündigte<br />
ihre neuen sicherheitszertifizierten<br />
Kondensatoren der<br />
Serie FH und FK an. Diese<br />
Kondensatoren wurden für die<br />
Stör festigkeit gegen Überspannungen<br />
oder Blitze entwickelt.<br />
Die Kondensatoren der FK-<br />
Serie sind Klasse-X1/Y2-konform<br />
und die Kondensatoren<br />
der FH-Serie sind Klasse-X2-<br />
konform.<br />
Die Kondensatoren werden aus<br />
umweltfreundlichen Materialien<br />
ohne Blei oder Cadmium<br />
hergestellt. Die Anschlüsse<br />
bestehen aus plattiertem Nickel<br />
und reinem Zinn, um die Auslaugbeständigkeit<br />
beim Löten<br />
zu gewährleisten. Auf Anfrage<br />
sind Ausführungen mit Knickschutz,<br />
Lichtbogenschutz<br />
und AECQ200-Zertifizierung<br />
erhältlich.<br />
Die Produkte zeichnen sich<br />
durch eine hohe Zuverlässigkeit<br />
und Stabilität aus. Sie<br />
haben eine geringe Größe<br />
und eine hohe Kapazität. Alle<br />
Kondensatoren besitzen die<br />
Sicherheitsstandardzulassung<br />
IEC60384-14/UL 60384 durch<br />
den TÜV, sind RoHs konform<br />
und frei von Halogen.<br />
Im Allgemeinen werden die<br />
Kondensatoren in elektronischen<br />
Anwendungen eingesetzt,<br />
die eine Blitzfestigkeit<br />
erfordern, beispielsweise in<br />
Kommunikationsgeräten wie<br />
Telefone, Telefaxe, ISDN-<br />
Anlagen und Modems sowie<br />
im Automotive-Bereich.<br />
■ Endrich<br />
www.endrich.de<br />
Abschlusswiderstände<br />
für LTE-LAA-<br />
Anwendungen<br />
Die Abschlusswiderstände der<br />
Serie TK-200 von Microlab<br />
zeichnen sich durch eine extrem<br />
große Bandbreite aus und eignen<br />
sich besonders für LTE-LAA-<br />
Anwendungen, wo es auf sehr<br />
niedrige PIM-Werte (Passive<br />
Intermodulation) ankommt. Ein<br />
typischer Einsatzbereich sind<br />
kleine LAA-Funkzellen. Die<br />
Abschlusswiderstände können<br />
in Verbindung mit einem 2x2-,<br />
3x3- oder 4x4-Hybrid-Combiner<br />
von Microlab genutzt werden,<br />
um sehr niedrige PIM-Werte<br />
zu erreichen. Die Stecker sind<br />
schwarz eloxiert und eignen<br />
sich für den Einsatz im Außenbereich.<br />
In Kombination mit<br />
einem Wetterschutz erfüllen<br />
sie die Anforderungen einer<br />
Salzsprühnebelprüfung über 30<br />
Tage gemäß ASTM B117. von<br />
Microlab<br />
■ municom GmbH<br />
www.municom.de<br />
Neuer platzsparender<br />
GPS-Splitter<br />
Die Minimierung des Rack-Einbauraumes<br />
war ein Schlüsselfaktor<br />
für ViaLite bei der Entwicklung<br />
des neuen integrierten lokalen<br />
GPS-Splitters, der nur 1HE<br />
hoch ist. Das System ist dazu<br />
geeignet, Timing- / Synchronisationssignale<br />
ohne Systemverlust<br />
über 8 bis 32 Glasfaserverbindungen<br />
in einzelne oder mehrere<br />
Stockwerke oder Räume<br />
zu leiten.<br />
Das Gerät eignet sich beinahe<br />
ideal für Anwendungen, bei<br />
denen die GPS/GNSS-Signale<br />
innerhalb eines einzelnen lokalen<br />
Bereichs aufgefächert werden<br />
müssen. Es kann optische<br />
Signale von bis zu vier Antennen<br />
empfangen. Der einfach zu<br />
installierende GPS-Splitter ist<br />
mit den Optionen 1x8, 2x8, 4x8,<br />
1x16 und 2x16 erhältlich und<br />
verfügt über einen Frequenzbereich<br />
von 1 bis 1,8 GHz. Die<br />
integrierte SNMP- Steuerung ist<br />
ebenso enthalten wie doppelt redundante<br />
Netzteile, für die eine<br />
Garantie von fünf Jahren gilt.<br />
Anwendungsgebiete sind<br />
Rechenzentren, Bankinstitute,<br />
wissenschaftliche Forschungseinrichtungen,<br />
zellulare Testumgebungen,<br />
ortsfeste Satellitenfunkstationen<br />
und Teleports,<br />
Öl- und Gasplattformen sowie<br />
Big Data.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
SMD-Diplexer für DC<br />
bis 1,3 GHz<br />
Der SMD-Diplexer SDP-1R3G+<br />
von Mini-Circuits trennt Signale<br />
in einem Frequenzbereich von<br />
DC bis 1300 MHz in einen<br />
unteren Bereich von DC bis 600<br />
MHz und einen oberen Bereich<br />
von 710 bis 1300 MHz. Die Isolation<br />
zwischen den beiden Frequenzbereichen<br />
liegt bei mindestens<br />
33 dB und typisch bei 40 dB.<br />
Die Einfügedämpfung liegt bei<br />
maximal 1,2 dB in jedem Band<br />
und typisch bei nur 0,8 dB.<br />
Der 50-Ohm-Diplexer wird in<br />
einem kleinen abgeschirmten<br />
Gehäuse geliefert, das nur 22,1<br />
x 20,32 x 6,35 mm groß ist. Der<br />
Diplexer eignet sich nahezu<br />
ideal, um dicht beieinander liegende<br />
Empfänger und Sender<br />
zu isolieren. Der RoHS-kompatible<br />
Diplexer eignet sich für<br />
Eingangssignale mit bis zu 6 W<br />
bei Zimmertemperatur (25 °C)<br />
und eine Betriebstemperatur von<br />
-40 bis +85 °C.<br />
■ municom GmbH<br />
www.municom.de<br />
HF-Abschluss bis 22<br />
GHz<br />
In vielen neuen Anwendungen,<br />
speziell im Bereich Luft- und<br />
Raumfahrt, werden hochwertige<br />
Komponenten für einen<br />
hohen Frequenzbereich benötigt.<br />
Gleichzeitig besteht der Wunsch<br />
nach immer höherer Leistung bei<br />
kleinstmöglicher Bauform. Es ist<br />
der Firma Telemeter Electronic<br />
gelungen, eine neue Serie an<br />
HF-Abschlüssen im Frequenzbereich<br />
bis 22 GHz zu entwickeln.<br />
Aktuell stehen drei verschiedene<br />
Modelle mit einer Leistung von<br />
5 W bei 22 GHz, 10 W bei 18<br />
GHz sowie 20 W bei 15 GHz<br />
zur Verfügung.<br />
Diese Dummy Loads überzeugen<br />
durch besondere Merkmale<br />
wie die uneingeschränkte Leistung<br />
durch BeO Substrat in<br />
Dickfilmtechnologie, bemerkenswerte<br />
Baugrößen von 1,7 x<br />
1,7 x 0,38 mm (22 GHz Modell)<br />
bis 3,17 x 3,17 x 0,635 mm (15<br />
GHz Modell). Das Stehwellenverhältnis<br />
beträgt maximal 1,25.<br />
Beim Kauf der Abschlüsse<br />
erfolgt eine Lieferung als<br />
Tape&Reel für SMT-Bestückung.<br />
Zudem sind die HF-<br />
Abschlüsse von hoher Qualität<br />
„Made in Europe“. Telemeter<br />
Electronic bietet neben diesen<br />
Modellen auch eine breite Auswahl<br />
an weiteren HF-Abschlüssen,<br />
z.B. für 5G-Applikationen.<br />
■ Telemeter Electronic GmbH<br />
info@telemeter.de<br />
www.telemeter.info<br />
58 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Bauelemente<br />
Hochpräzise Chip-Dämpfungselemente für<br />
Wireless-Anwendungen<br />
Mobil und drahtlos vernetzt:<br />
Die Anzahl mobiler Endgeräte<br />
und die damit einhergehende<br />
Menge an Daten steigt seit Jahren<br />
deutlich an! Diese kabellos<br />
übertragenen Signale müssen<br />
empfangen, moduliert und verarbeitet<br />
werden. In Kommunikationssystemen,<br />
Übertragungsleitungen<br />
und Funkanwendungen<br />
sind Dämpfungsglieder (engl.<br />
Attenuators) weitverbreitet. Entweder<br />
werden sie verwendet,<br />
um die Amplitude eines Quellsignals<br />
auf ein gewünschtes<br />
Niveau abzusenken, die Leistung<br />
zu mindern und so Messungen<br />
überhaupt zu ermöglichen oder<br />
das Messgerät vor Signalpegeln<br />
zu schützen, die es beschädigen<br />
könnten. Zudem werden Dämpfungsglieder<br />
eingesetzt, um die<br />
Impedanzanpassung zu verbessern<br />
und Rauschen zu verringern.<br />
Im Gegensatz zu frequenzabhängigen<br />
Elementen, wie Hochpass,<br />
Tiefpass oder Bandpass,<br />
verfügen Dämpfungsglieder in<br />
einem weiten Frequenzbereich<br />
über eine konstante Dämpfung.<br />
Die PAT1220-Dämpfungselemente<br />
eignen sich nahezu ideal<br />
für Hochfrequenzanwendungen,<br />
denn sie besitzen hervorragende<br />
Frequenzmerkmale und ein SWR<br />
(Standing Wave Ratio) von typischerweise<br />
kleiner 1,3 und somit<br />
einer geringen Reflexion (wenige<br />
Prozent) in einem Bereich von<br />
DC bis 10 GHz.<br />
Zur Herstellung der<br />
Dünnschicht-Widerstandselemente<br />
setzt Susumu seine Kompetenzen<br />
in der Dünnschichttechnologie<br />
ein. Reine Metall-<br />
Dünnschichten werden über<br />
das Keramik-Substrat gesputtert<br />
und anschließend strukturiert.<br />
Diese Dünnschichtmetallisierung<br />
sorgt für sehr stabile Eigenschaften<br />
über Temperatur und<br />
Zeit. Zudem besitzen die Chip-<br />
Dämpfungsglieder nur eine<br />
geringe parasitäre Induktivität<br />
und Kapazität.<br />
Die Surface-Mount-Dämpfungsglieder<br />
der PAT-Serie sind in<br />
den Größen von 0510, 0816,<br />
1220, 1632 und 3042 erhältlich.<br />
Wobei die PAT0510S die<br />
kleinsten und leichtesten Dünnschicht-Chip-Dämpfungsglieder<br />
auf dem Markt sind. Durch ihr<br />
Design und die kompakte Bauform,<br />
eignen sie sich für drahtlose<br />
Kommunikationsgeräte<br />
wie Smartphones, Tablet-PCs<br />
und Laptops sowie für LTE-<br />
RF-Messungen. Zudem sind die<br />
Chip-Dämpfungsglieder bleifrei<br />
und RoHs-konform.<br />
■ Susumu Deutschland GmbH<br />
www.susumu.de<br />
Fachbuch „Trilogie der induktiven Bauelemente“<br />
Würth Elektronik veröffentlichte<br />
die fünfte Auflage<br />
des Fachbuchs „Trilogie der<br />
induktiven Bauelemente“. Der<br />
Schwerpunkt des praxisorientierten<br />
Werks liegt auf Applikationsschaltungen<br />
und der<br />
Auswahl von passiven Bauelementen<br />
sowie Layout-Empfehlungen<br />
unter Berücksichtigung<br />
von EMV-Gesichtspunkten.<br />
Inhaltsübersicht<br />
Die Trilogie ist wie folgt gegliedert:<br />
„Grundlagen“ – hier<br />
geben die wichtigsten Gesetze<br />
und Grundlagen der induktiven<br />
Bauelemente, Ersatzschaltbilder<br />
und Simulationsmodelle<br />
dem Leser einen Überblick. Im<br />
Abschnitt „Bauelemente“ werden<br />
induktive Bauelemente mit<br />
ihren besonderen Eigenschaften<br />
und Einsatzbereichen vorgestellt:<br />
EMV-Komponenten,<br />
Induktivitäten, Transformatoren,<br />
HF-Komponenten, Überspannungsschutz,<br />
Abschirmmaterialien<br />
und Kondensatoren.<br />
Im Abschnitt „Anwendungen“<br />
findet der Leser schließlich<br />
einen umfassenden Überblick<br />
über die Prinzipien von Filterschaltungen,<br />
und zahlreichen<br />
industriellen Anwendungen, die<br />
anhand von Originalbeispielen<br />
ausführlich erläutert werden.<br />
Neben den wichtigen Grundlagen<br />
der induktiven Bauelemente<br />
wird in dieser abermals<br />
überarbeiteten Auflage auch<br />
das Thema „Simulation“ vertieft.<br />
Die Theorie aus anderen<br />
Abschnitten ist zur besseren<br />
Verständlichkeit nun in diesem<br />
Kapitel zusammengeführt.<br />
Dazu gehören Filtergrundlagen,<br />
die um Anwendungen in<br />
höheren Frequenzbereichen<br />
erweitert wurden, Transformatorenersatzschaltkreise,<br />
Ethernet-<br />
und Power-over-Ethernet-<br />
Anschlüsse, Grundlagen des<br />
Schaltnetzteils und der drahtlosen<br />
Leistungsübertragung<br />
sowie RF-Basics.<br />
„Induktive Bauelemente, ob<br />
nun zur Spannungswandlung,<br />
Filterung oder zum Sicherstellen<br />
der EMV, sind alles andere<br />
als trivial und bereiten vielen<br />
Entwicklern Kopfzerbrechen.<br />
Diese weitverbreitete Unsicherheit<br />
und der häufig fehlende<br />
praktische Ansatz in der<br />
Ausbildung zur Auswahl und<br />
Verwendung von induktiven<br />
Bauelementen war für uns der<br />
Anlass, ein Fachbuch zu schreiben.<br />
Der große Erfolg und die<br />
immense Beliebtheit unseres<br />
Applikationshandbuchs für<br />
induktiven Bauelemente zeigen,<br />
dass wir hier richtig lagen“,<br />
freut sich Autor Alexander Gerfer,<br />
CTO der Würth Elektronik<br />
eiSos Gruppe.<br />
„Verschiedene Kapitel haben<br />
wir erweitert oder neue hinzugefügt,<br />
um der wachsenden<br />
Bedeutung von Themen wie<br />
der drahtlosen Energieübertragung,<br />
RF, Energy Harvesting<br />
und den neuen SiC- und GaN-<br />
Schalttransistoren (Siliziumkarbid,<br />
Galliumnitrid) Raum<br />
zu geben. Zusätzlich werden<br />
Informationen zu Skin- und<br />
Proximity-Effekt sowie AC-<br />
Verlusten bereitgestellt.“<br />
■ Würth Elektronik eiSos<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.we-online.de<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 59
Bauelemente<br />
Vierwege-Leistungsteiler<br />
für 18 bis 50<br />
GHz<br />
Das Modell ZC4PD-V1854+<br />
von Mini-Circuits ist ein Vierwege-Leistungsteiler<br />
mit 0°<br />
Phasenversatz und einem breiten<br />
Frequenzbereich von 18 bis<br />
50 GHz. Der 50-Ohm-DC-Pass-<br />
Splitter/Combiner verarbeitet<br />
bis zu 16 W Eingangsleistung<br />
als Leistungsteiler mit geringem<br />
Einfügungsverlust und<br />
ausgezeichneter Amplitudenund<br />
Phasenunsymmetrie. Die<br />
typische Einfügungsdämpfung<br />
(über den theoretischen 6 dB)<br />
beträgt 1,1 dB von 18 bis 40 GHz<br />
und 1,6 dB von 40 bis 50 GHz<br />
mit einer typischen Isolation von<br />
29 dB von 18 bis 40 GHz und<br />
30 dB von 40 bis 50 GHz. Die<br />
typische Phasenunsymmetrie<br />
beträgt 1,8° von 18 bis 40 GHz<br />
und 3,4° von 40 bis 50 GHz. Die<br />
typische Amplitudenunsymmetrie<br />
beträgt 0,09 dB von 18 bis<br />
40 GHz und 0,12 dB von 40 bis<br />
50 GHz. Das Vollband-SWR an<br />
allen Ports wird mit 1,16 oder<br />
besser angegeben. Der RoHSkonforme<br />
Splitter/Combiner<br />
lässt bis zu 368 mA Gleichstrom<br />
durch. Er misst 51,82 × 25,4 ×<br />
12,7 mm (2,04 × 1 × 0,5 Zoll)<br />
und wird mit 2,4-mm-Koaxialbuchsen<br />
geliefert. Der Splitter/<br />
Combiner ist für Betriebstemperaturen<br />
von -55 bis +100 °C<br />
ausgelegt.<br />
MMIC-Transformator<br />
für Signale mit 10 bis<br />
24 GHz<br />
Das Modell MTY2-243-D+<br />
von Mini-Circuits ist ein Miniatur-GaAs-MMIC-2:1-Impedanztransformator<br />
für den Einsatz<br />
von 10 bis 24 GHz. Der<br />
50-Ohm-Balun-Transformator<br />
wird durch einen Heteroübergangs-Bipolartransistor-Prozess<br />
(HBT) hergestellt. Er verarbeitet<br />
eine Eingangsleistung von bis<br />
zu 1,25 W (31 dBm) bei geringem<br />
Einfügungsverlust und<br />
minimaler Amplitude und Phasenunsymmetrie.<br />
Der typische<br />
Einfügungsverlust beträgt 1 dB<br />
von 10 bis 20 GHz und 1,3 dB<br />
von 20 bis 24 GHz. Die typische<br />
Amplitudenunsymmetrie beträgt<br />
0,7 dB oder besser von 10 bis 20<br />
GHz und 0,4 dB von 20 bis 24<br />
GHz. Die typische Phasenunsymmetrie<br />
beträgt 6,4° oder besser<br />
von 10 bis 20 GHz und 2,9°<br />
von 20 bis 24 GHz. Der RoHSkonforme<br />
2:1-Transformator<br />
ist gut geeignet, um Platz auf<br />
Leiterplatten für Kommunikations-,<br />
Radar- und Testgeräteanwendungen<br />
zu sparen. Er ist für<br />
Betriebstemperaturen von -40<br />
bis +85 °C ausgelegt.<br />
Winziges LTCC-Filter<br />
für DC bis 6 GHz<br />
Das LFCW-6000+ von Mini-Circuits<br />
ist ein LTCC-Tiefpassfilter<br />
mit niedriger Temperaturabhängigkeit<br />
und einem Durchlassbereich<br />
von DC bis 6 GHz. Der<br />
typische Einfügungsverlust im<br />
Durchlassbereich beträgt 1,6<br />
dB bei einem typischen SWR<br />
von 1,5. Die Sperrbandunterdrückung<br />
beträgt 42 dB oder mehr<br />
von 8,2 bis 14 GHz, typischerweise<br />
35 dB von 14 bis 18 GHz<br />
und typischerweise 15 dB von 18<br />
bis 26,5 GHz. Das Stoppband-<br />
SWR beträgt typischerweise<br />
20 von 8,2 bis 26,5 GHz. Das<br />
RoHS-konforme Filter ist nahezu<br />
ideal für Telekommunikations-,<br />
Test-, Militär- und Satellitenkommunikationsanwendungen<br />
(Satcom) geeignet und verarbeitet<br />
eine Eingangsleistung von bis<br />
zu 3 W. Es wird in einem Miniatur-Keramikgehäuse<br />
0603 mit<br />
den Maßen 1,6 × 0,8 × 0,6 mm<br />
(0,063 × 0,032 × 0,024 Zoll)<br />
geliefert. Der 50-Ohm-Tiefpass<br />
ist für Betriebstemperaturen von<br />
-55 bis +100 °C ausgelegt.<br />
SPDT-Switch schaltet<br />
DC bis 4,5 GHz<br />
Der M3SWA-250DRBD+ von<br />
Mini-Circuits ist ein einpoliger<br />
GaAs-MMIC-Absorptionsschalter-Chip<br />
mit Doppelfunktion<br />
(SPDT) und internem Treiber<br />
für Gleichstrom- bis 4,5-GHz-<br />
Signale. Der winzige Switch<br />
eignet sich gut für Kommunikations-,<br />
Verteidigungs- und<br />
Testanwendungen und zeichnet<br />
sich durch schnelle Schaltgeschwindigkeit,<br />
hohe Linearität<br />
und hohe Isolation aus.<br />
Die typische Einschaltzeit (von<br />
50% bis 90% HF) beträgt typischerweise<br />
14,4 ns, während<br />
die typische Ausschaltzeit (von<br />
50% bis 10% HF) mit 11,3 ns<br />
angegeben wird. Anstiegs- und<br />
Abfallzeiten betragen typischerweise<br />
4,6 ns.<br />
Der Einfügungsverlust ist typischerweise<br />
0,6 dB von 10 MHz<br />
bis 2 GHz, 0,7 dB von 2 bis 4<br />
GHz und 1,4 dB von 4 bis 4,5<br />
GHz. Die Isolation zwischen<br />
den Ausgangsports beträgt typischerweise<br />
59 dB oder mehr von<br />
10 MHz bis 1 GHz, 49 dB von<br />
1 bis 2 GHz, 39 dB von 2 bis 4<br />
GHz und 32 dB von 4 bis 4,5<br />
GHz. Die Isolation zwischen<br />
dem gemeinsamen Port und den<br />
Ausgangsports beträgt normalerweise<br />
36 dB oder mehr über<br />
die gesamte Bandbreite. Der<br />
1-dB-Eingangsleistungspunkt<br />
des Schalters (P1dB) beträgt<br />
19,2 dBm von 10 bis 100 MHz<br />
und 23,8 dBm oder mehr über<br />
den Rest des Frequenzbereichs.<br />
Der RoHS-konforme Schalter<br />
arbeitet mit +/-5 V Versorgungsspannungen<br />
und wird in<br />
Form eines Chips für Betriebstemperaturen<br />
von -55 bis +100<br />
°C geliefert.<br />
LTCC-Bandpassfilter<br />
für 9,7 bis 11,95 GHz<br />
Das Modell BFCN-1052+ von<br />
Mini-Circuits ist ein LTCC-<br />
Bandpassfilter in Niedrigtemperatur-Cofired-Ceramic-Technik<br />
(LTCC) mit einem Durchlassbereich<br />
von 9,7 bis 11,95 GHz. Der<br />
Einfügungsverlust im Durchlassbereich<br />
beträgt typischerweise<br />
1,6 dB bei einem typischen<br />
SWR von 1,9.<br />
Das untere Stoppband erstreckt<br />
sich von DC bis 8,4 GHz mit<br />
einer typischen Unterdrückung<br />
von 38 dB von DC bis 8,1 GHz<br />
und 32 dB von 8,1 bis 8,4 GHz.<br />
Das obere Stoppband erstreckt<br />
sich über 14 bis 44 GHz mit einer<br />
typischen Unterdrückung von 28<br />
dB von 14 bis 28,5 GHz und 25<br />
dB von 28,5 bis 44 GHz. Optimal<br />
eignet sich das Bauteil für<br />
die Unterdrückung von Oberschwingungen<br />
in Schaltkreisen<br />
mit hoher Dichte in Empfängern,<br />
Sendern und Testgeräten.<br />
Das RoHS-konforme Filter misst<br />
nur 3,2 × 1,6 × 0,94 mm (0,126<br />
× 0,063 × 0,037 Zoll) und hat<br />
ein Gehäuse mit umlaufenden<br />
Anschlüssen. Es kann Eingangsleistungen<br />
bis 2 W verarbeiten<br />
und hat einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -55 bis +100 °C.<br />
60 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Bauelemente<br />
Absorptiver<br />
Attenuator-Die für DC<br />
bis 43,5 GHz<br />
Die Dämpfungsglieder der KAT-<br />
1-D+ Serie von Mini-Circuits<br />
umfassen Modelle mit festen<br />
Werten von 0 bis 10 dB in Schritten<br />
von 1 dB sowie Dämpfungswerten<br />
von 12, 15, 20 und 30 dB<br />
für Breitbandanwendungen von<br />
DC bis 43,5 GHz. Die RoHSkonformen<br />
Dämpfungsglieder<br />
eignen sich gut für Millimeterwellenanwendungen<br />
einschließlich<br />
drahtlosen Kommunikationsschaltungen<br />
und -systemen<br />
der fünften Mobilfunk-Generation<br />
(5G). Sie verfügen über<br />
eine zusammenhängende Grundebene,<br />
um die Installation<br />
zu vereinfachen. Das Modell<br />
KAT-1-D+ ist beispielsweise<br />
ein 1-dB/50-Ohm-Dämpfungsglied,<br />
dessen typische Dämpfung<br />
um maximal ±0,1 dB von<br />
Gleichstrom bis 26,5 GHz und<br />
um maximal ±0,3 dB von 26,5<br />
bis 43,5 GHz schwanken kann.<br />
Das typische SWR beträgt 1,1<br />
von DC bis 26,5 GHz und 1,3<br />
von 26,5 bis 43,5 GHz. Jedes<br />
Dämpfungsglied ist für Eingangsleistungspegel<br />
bis 2 W bei<br />
Betriebstemperaturen von -40<br />
bis +85 °C ausgelegt.<br />
Monolithischer<br />
Verstärker-Chip für<br />
50 MHz bis 8 GHz<br />
Das Modell PHA-83W-D+ von<br />
Mini-Circuits ist ein monolithischer<br />
Verstärker-Chip mit<br />
hohem Dynamikbereich für<br />
Breitband-50-Ohm-Anwendungen<br />
mit Signalfrequenzen<br />
von 50 MHz bis 8 GHz. Basierend<br />
auf der pseudomorphen<br />
GaAs-Halbleitertechnologie<br />
mit hoher Elektronenmobilität<br />
(PHEMT), liefert der RoHSkompatible<br />
Verstärker eine<br />
typische Kleinsignalverstärkung<br />
von 15,7 dB, die über den Einsatzfrequenzbereich<br />
innerhalb<br />
von ±1,4 dB flach ist. Der hohe<br />
Dynamikbereich ist durch einen<br />
typischen Schnittpunkt dritter<br />
Ordnung (IP3) von 35,5 dBm<br />
und eine typische Ausgangsleistung<br />
bei 1-dB-Komprimierung<br />
(P1dB) von 23,3 dBm gekennzeichnet.<br />
Die Rauschzahl beträgt<br />
3,3 dB oder besser von 50 MHz<br />
bis 4 GHz und 5,1 dB oder besser<br />
von 4 bis 8 GHz. Mit seiner<br />
guten Eingangs- und Ausgangsrückflussdämpfung<br />
und der elektrostatischen<br />
Entladungsleistung<br />
(ESD) der Klasse 1B eignet sich<br />
der PHEMT-Verstärker-Chip gut<br />
für terrestrische drahtlose Kommunikations-,<br />
Satelliten- und<br />
Radaranwendungen. Der monolitische<br />
Verstärker misst 892 ×<br />
767 µm und ist 100 µm dick. Er<br />
ist für Betriebstemperaturen von<br />
-40 bis +85 °C ausgelegt.<br />
Handformbares<br />
18-GHz-Kabel mit<br />
Anschlüssen<br />
Das Produkt 141-7SBSM+<br />
ist 7 Zoll lang und gehört zu<br />
einer Kabelbaugruppe, die auf<br />
dem Hand-Flex-Koaxialkabel<br />
von Mini-Circuits basiert und<br />
in verschiedenen Längen für<br />
unterschiedliche Anforderungen<br />
erhältlich ist. Es ist handformbar<br />
ohne Spezialwerkzeug und<br />
ein nahezu idealer Ersatz für<br />
speziell gebogene halbsteife<br />
Kabelbaugruppen mit einem<br />
Durchmesser von 0,141 Zoll in<br />
50-Ohm-Anwendungen von DC<br />
bis 18 GHz.<br />
Es verfügt über eine mit Zinn<br />
getränkte äußere Abschirmung<br />
aus Kupfergeflecht zur Minimierung<br />
von Signallecks, ein verlustarmes<br />
PTFE-Dielektrikum,<br />
einen SMA-Stecker (mit Anti-<br />
Drehmoment-Mutter) an einem<br />
Ende und eine SMA-Buchse am<br />
anderen Ende. Die z.B. 7 Zoll<br />
lange Kabelbaugruppe hat einen<br />
Mindestbiegeradius von 8 mm<br />
und eignet sich somit auch für<br />
eng anliegende Verbindungen.<br />
Bei Raumtemperatur ist eine<br />
maximale Leistung von 546 W<br />
bei 0,5 GHz, 156 W bei 6 GHz<br />
und 90 W bei 18 GHz übertragbar.<br />
Der typische Einfügungsverlust<br />
beträgt 0,19 dB oder<br />
weniger von DC bis 8 GHz und<br />
0,37 dB oder weniger über den<br />
gesamten Frequenzbereich von<br />
DC bis 18 GHz. Die Rückflussdämpfung<br />
ist 31 dB oder besser<br />
von DC bis 18 GHz. Das RoHSkonforme<br />
Kabel hat einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -55<br />
bis +105 °C.<br />
■ Mini-Circuits<br />
sales@minicircuits.com<br />
www.minicircuits.com<br />
Mit einem Klick<br />
schnell informiert!<br />
• Jetzt NEU: Unser e-paper-Kiosk<br />
für noch schnelleren Zugriff auf<br />
die aktuellen Hefte<br />
• Unsere Fachzeitschriften und<br />
Einkaufsführer im Archiv als<br />
Download<br />
• Aktuelle Produkt-News und<br />
ausgewählte Fachartikel aus<br />
der Elektronik-Branche<br />
• Direkt-Links zu den Herstellern<br />
• umfangreiches<br />
Fachartikel-Archiv<br />
• Optimiert für mobile Endgeräte<br />
• Komplettes Archiv der beliebten<br />
Kolumne „Das letzte Wort des<br />
Herrn B“ aus PC & Industrie<br />
Besuchen<br />
Sie uns auf:<br />
www.beam-verlag.de<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 61
Verstärker<br />
MMIC-Verstärker für DC bis 6<br />
GHz<br />
Kompakter Verstärker für 2,5<br />
kHz bis 500 MHz<br />
Class-AB-Verstärker für 0,6<br />
bis 6 GHz<br />
Der PSA-39+ von Mini-Circuits ist ein<br />
rauscharmer und stromsparender Verstärker<br />
mit hoher Verstärkung für einen Frequenzbereich<br />
von DC bis 6 GHz. Das Bauteil wurde<br />
speziell für Anwendungen entwickelt, bei<br />
denen es auf einen geringen Platzbedarf auf<br />
dichtbestückten Baugruppen ankommt. Der<br />
GaAs-MMIC-Verstärker ist in einem sehr<br />
kleinen SOT-363-Gehäuse untergebracht<br />
und bietet eine Verstärkung von typisch 23<br />
dB bei 100 MHz, 21,3 dB bei 1 GHz, 15,7<br />
dB bei 3 GHz und 10,2 dB bei 6 GHz. Der<br />
Rauschfaktor liegt bei typisch 2,2 dB bei 100<br />
MHz und 1 GHz, bzw. 2,5 dB bei 3 GHz<br />
und 3,3 dB bei 6 GHz. Die Ausgangsleistung<br />
reicht von 10,7 dBm bei 100 MHz bis 10<br />
dBm bei 3 GHz bzw. 7 dBm bei 6 GHz. Der<br />
RoHS-konforme Verstärker benötigt eine<br />
5-V-DC-Versorgung mit 32 mA maximal.<br />
■ municom GmbH<br />
www.municom.de<br />
Der Verstärker ZHL-6A-N+ von Mini-Circuits<br />
zeichnet sich durch einen Frequenzbereich<br />
von 2,5 kHz bis 500 MHz, eine Verstärkung<br />
von 25 dB und eine hohe Linearität<br />
von +/-1,2 dB über die gesamte Bandbreite<br />
aus. Diese Bandbreite ist ideal für Anwendungen<br />
wie UHF TV, Kommunikationssysteme<br />
und Testsysteme. Der Verstärker bietet<br />
einen großen Dynamikbereich mit einem<br />
Rauschfaktor von typisch 9,5 dB und einer<br />
Ausgangsleistung von 22 dBm. Die Stromversorgung<br />
erfolgt über 24 V DC bei 0,35 A.<br />
Der Verstärker ist einem robusten 95,25 x<br />
50,8 x 20,32 mm großen Gehäuse untergebracht<br />
und mit N-, SMA- oder BNC-Buchsen<br />
erhältlich. Der Betriebstemperaturbereich<br />
reicht von -20 bis +65 °C.<br />
■ municom GmbH<br />
www.municom.de<br />
Der Class-AB-Verstärker ZHL-5W-63-S+<br />
von Mini-Circuits eignet sich für einen Frequenzbereich<br />
von 0,6 bis 6 GHz und bietet<br />
eine hohe Verstärkung von 45 dB mit einer<br />
Linearität von +/-3,5 dB. Der GaN-basierte<br />
Verstärker ist in einem 184,15 x 109,98<br />
x 84.84 mm großen Aluminiumgehäuse<br />
untergebracht und verfügt über SMA-Koaxial-Buchsen.<br />
Der Verstärker ist ideal für<br />
Anwendungen aus den Bereichen mobile<br />
Kommunikation, Satellitenkommunikation<br />
sowie Test- und Messtechnik geeignet und<br />
erfordert eine Stromversorgung mit 28 V<br />
DC und einem Nennstrom von 3 A. Optional<br />
ist ein passender Kühlkörper erhältlich.<br />
Der Betriebstemperaturbereich liegt<br />
zwischen 0 und 60 °C.<br />
■ municom GmbH<br />
www.municom.de<br />
Fachbücher für die<br />
Praxis<br />
Smith-Diagramm<br />
Einführung und Praxisleitfaden<br />
Joachim Müller, 21 x 28 cm, 117 Seiten, zahlreiche,<br />
teilweise farbige Abbildungen, beam-Verlag 2009, ISBN<br />
978-3-88976-155-2, Art.-Nr.: 118082, 29,80 €<br />
Das Smith-Diagramm ist bis heute das wichtigste Instrument<br />
zur bildlichen Darstellung der Anpassung und<br />
zum Verständnis der Vorgänge in HF-Systemen. In der<br />
einschlägigen Fachliteratur findet man zwar viele Stellen<br />
zum Smith-Diagramm, sie erfordern aber meist erhebliche<br />
mathematische Kenntnisse: Eine grundlegende Einführung<br />
sucht man vergeblich. Diese Lücke schließt dieses Buch<br />
als praxisnahe Einführung in den Aufbau und die Handhabung<br />
des Diagramms. Mathematikkenntnisse die zu einer<br />
elektrotechnischen Ausbildung gehören, reichen dabei aus.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
Der Weg zum Smith-Diagramm - Komplexe Zahlen -<br />
Reflexion bei Einzelimpulsen und kontinuierlichen<br />
Sinussignalen - Reflexionsfaktor - Rückflussdämpfung,<br />
VSWR, Kreisdiagramme; Reflexionsdiagramm - Schmidt-<br />
Buschbeck-Diagramm - CarterDiagramm - Praxis mit<br />
dem Smith-Diagramm; Kompensation von Blindanteilen,<br />
Ortslinie über Frequenz - Leitung als Transformator,<br />
elektrisch kurze bzw. lange Leitung, S-Parameter und<br />
Smith-Diagramm - Leitwert-Smith-Diagramm - Darstellung<br />
von Leitwerten im Smith-Diagramm, Parallelschaltung von<br />
Bauelementen - Grundelemente unter der Lupe - Ortslinien<br />
von Induktivitäten und Kapazitäten, das Bauelement<br />
Leitung – Stubs - Anpassung mit dem L-Glied - Hilfsmittel<br />
für die Arbeit mit dem Smith-Diagramm - Software<br />
- Messtechnik<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de<br />
62<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Verstärker<br />
Verstärker für EMV-Messungen in<br />
Klasse-A oder Klasse-AB?<br />
Ihr Partner für<br />
EMV und HF<br />
Messtechnik-Systeme-Komponenten<br />
EMV-<br />
MESSTECHNIK<br />
Absorberräume, GTEM-Zellen<br />
Stromzangen, Feldsonden<br />
Störsimulatoren & ESD<br />
Leistungsverstärker<br />
Messempfänger<br />
Laborsoftware<br />
Verstärker der Klasse-AB haben gegenüber<br />
Verstärkern der Klasse-A ein paar<br />
interessante Eigenschaften. Im Allgemeinen<br />
sind die Kosten eines Klasse-AB Verstärkers<br />
niedriger und die bauliche Größe,<br />
das Gewicht und die Betriebskosten sind<br />
typischerweise geringer. Klasse-AB-Verstärker<br />
sind gut für die Verwendung von<br />
angepassten Lasten geeignet, jedoch ist ein<br />
EMV-Verstärker keine klassische Sendeeinrichtung<br />
in den freien Raum. Direkt vor der<br />
Antenne steht ein EUT. Das kann zu erheblichen<br />
Fehlanpassungen führen, bei denen<br />
ein AB-Verstärker leicht „in die Knie“ geht<br />
und abschaltet.<br />
Toleriert Fehlanpassungen<br />
Prâna-Klasse-A-Verstärker toleriert Fehlanpassungen:<br />
Prâna-Verstärker bis ca. 500 W<br />
CW-Ausgangsleistung halten die Ausgangsleistung<br />
auch unter unbestimmten Lastzuständen<br />
(z.B. Kurzschluss/Leerlauf) konstant.<br />
Aufgrund der thermischen Abhängigkeit<br />
wird bei höheren Ausgangsleistungen<br />
die abgegebene Ausgangsleistung ab einem<br />
vordefinierten SWR-Wert begrenzt. Bei<br />
einem SWR von 3 wird bereits 25 % der Vorwärtsleistung<br />
zusätzlich als Rückwärtsleistung<br />
in den Verstärkerausgang eingespeist.<br />
Dieser Kraftakt entsteht leicht bei typischen<br />
EMV-Messungen und kann von Prâna-<br />
Klasse-A- Verstärkern problemlos bewältigt<br />
werden.<br />
Wichtiger Vorteil<br />
Ein weiterer wichtiger Vorteil von Klasse-A-<br />
Verstärkern ist die extrem hohe Linearität, da<br />
der Arbeitspunkt des Verstärkers in der Mitte<br />
der linearen Kennlinie liegt. Harmonische<br />
Frequenzen verfälschen die tatsächliche Feldstärke<br />
am EUT und vergrößern die Fehler<br />
bei Immunitätsmessungen. Prâna Klasse-A-<br />
Verstärker garantieren eine Unterdrückung<br />
von Oberwellen von mehr als 20 dB selbst<br />
unter 1-dB-Kompression, was zu einer einzigartigen<br />
Reinheit des EMV-Sendesignals<br />
führt und Messfehler minimiert.<br />
Bei EMV-Messungen kommt es nicht auf<br />
Gewicht und Größe des Verstärkers an.<br />
Selbst die Verstärkerausgangsleistung ist<br />
nicht das entscheidende Vergleichskriterium.<br />
Vielmehr entscheidet die Fehlanpassungstoleranz<br />
zwischen dem Erreichen oder<br />
dem Versagen der erforderlichen Leistungsoder<br />
Feldebene. Ein Mischsignal mit Oberwellen<br />
entspricht nicht den Anforderungen<br />
einer normgerechten EMV-Immunitätsmessung.<br />
Hohe Linearität ist daher ebenfalls ein<br />
dringend zu beachtendes Kriterium bei der<br />
Wahl eines EMV-Messverstärkers.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
POSITIONING - TIMING -<br />
NAVIGATION<br />
GPS/GNSS Simulatoren<br />
Störsignal-Simulatoren<br />
Enterprise NTP Server<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
MESSTECHNIK<br />
Puls- & Signalgeneratoren<br />
Feldmessung<br />
Netzwerkanalysatoren<br />
Spektrumanalysatoren<br />
Leistungsmessköpfe<br />
HF-Schaltfelder<br />
Taktgeber Oszillatoren<br />
PTB Masterclocks<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
KOMPONENTEN<br />
Hohlleiterkomponenten bis 325 GHz<br />
HF-Komponenten bis 100 GHz<br />
RF-over-Fiber<br />
Kalibrierkits<br />
Subsystem<br />
Verstärker<br />
Schalter<br />
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 63<br />
Email: info@emco-elektronik.de 63<br />
Internet: www.emco-elektronik.de
Verstärker<br />
Hochleistungsverstärker mit interessanten<br />
Features<br />
Modell 7548:<br />
Über 12 kW Spitzenleistung<br />
für 40 ms und 5,5 kW Spitzenleistung<br />
ohne Unterbrechung in<br />
1 Ohm Last, 40-ms-Impulse von<br />
bis zu 105 Ap in 1-Ohm-Last,<br />
Bandbreite von DC bis 50 kHz<br />
bei Nennleistung, Gleichstrom<br />
auf 100 kHz bei reduzierter Leistung.<br />
Mit mehreren miteinander<br />
verbundenen Verstärkern ist eine<br />
kontinuierliche Systemleistung<br />
von maximal 800 Vp-p und 170<br />
App möglich.<br />
Modell 7228:<br />
AC Power @ 20 kHz: 1 kW<br />
RMS, Hochleitungsanwendungen,<br />
bis 200 kHz Smallsignal,<br />
8 Vp-p bis 1 MHz, DC<br />
Power: 16 A @ 13,5 V<br />
Modell 7796:<br />
• sehr rauscharm, DC-fähig,<br />
0...100 V AC Stromquelle<br />
• Betriebsarten: Stromquelle<br />
oder Spannungsquelle<br />
Die Linear-Verstärker von<br />
AETechron zeichnen sich durch<br />
eine hohe Leistungsfähigkeit<br />
und Bandbreite aus. Die Geräte<br />
reproduzieren die am Eingang<br />
angelegte Signalform auf das<br />
vom Anwender gewünschte<br />
Spannungs- oder Stromniveau.<br />
Die Geräte sind sind seriell und<br />
parallel stapelbar, isoliert und<br />
leistungsstark bis zu 4 kVA pro<br />
Phase.<br />
Eigenschaften:<br />
• bis zu 180 Vpk<br />
• bis zu 1 kW pro Verstärker<br />
• Bandbreite bis zu 1 MHz<br />
(Kleinsignale)<br />
• AC- und DC-Signalreproduktion<br />
• Vierquadranten-Operation<br />
Serie 7xxx: Special<br />
Die Geräte sind seriell und parallel<br />
stapelbar, isoliert und leistungsstark<br />
bis zu 20 kVA pro<br />
Phase.<br />
• bis zu 200 Vpk<br />
• bis zu 5 kW pro Verstärker<br />
• Bandbreite bis zu 150 kHz<br />
(Kleinsignale)<br />
• AC- und DC-Signalreproduktion<br />
• Vierquadranten-Operation<br />
Modell 7224:<br />
AC Power @ 20 kHz: 900 W<br />
RMS, Hochleitungsanwendungen,<br />
bis 100 kHz Smallsignal:<br />
8 Vp-p bis 400 kHz, DC<br />
Power: 16 A @ 13,5 V DC<br />
Modell 7226:<br />
AC Power @ 20 kHz: 900 W<br />
RMS, Hochleitungsanwendungen,<br />
bis 150 kHz Smallsignal:<br />
8 Vp-p bis 600 kHz, DC<br />
Power: 16 A @ 13,5 V DC<br />
Modell 7794:<br />
• 60 A kontinuierlich bei 13,8 V<br />
• 200 A Einschaltstromfähigkeit<br />
• 150 kHz Kleinsignalbandbreite<br />
• ±95 V DC fähig<br />
• 41 V/µs Anstiegsrate<br />
Exodus Advanced Communications<br />
ist ein multinationaler<br />
HF-Kommunikationsausrüster,<br />
der sowohl kommerzielle als<br />
auch staatliche Stellen und<br />
deren verbundene Unternehmen<br />
weltweit bedient. Exodus<br />
stellte das Verstärkersystem<br />
AMP2034A vor. Der Ultrabreitband-Halbleiterverstärker<br />
leistet min. 20 W von 20 MHz<br />
bis 6 GHz.<br />
• 5 kVA kontinuierlich<br />
• Gleichstrom bis 30 kHz;<br />
Gleichstrom auf 150 kHz bei<br />
reduzierter Leistung<br />
• kann zu größeren, leistungsfähigeren<br />
Systemen kombiniert<br />
werden<br />
• Einphasen-Wechselstrom mit<br />
DC-Offset-fähigen Systemen<br />
von 0 bis 200 V AC oder 0 bis<br />
300 V AC<br />
• Dreiphasen-Wechselstrom mit<br />
DC-Offset fähigen Systemen<br />
von 208 V AC, 400 V AC oder<br />
bis zu 500 V AC L-L<br />
• 3 mOhm Ausgangsimpedanz<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
Breitband-Leistungsverstärker in Klasse AB<br />
Dieser kompakte Klasse-<br />
AB-Leistungsverstärker<br />
verfügt über ein Breitband-<br />
GaN-Design mit integrierten<br />
Schutzschaltungen für hohe<br />
Zuverlässigkeit und Robustheit<br />
integriert in einem 2HE/19-<br />
Zoll-Gehäuse.<br />
Das Modell AMP2034A ist<br />
mit optionaler, digitaler Steuerung<br />
und Überwachung sowie<br />
lokalen/Remote-Schnittstellen<br />
verfügbar.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
64 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Funkchips- und module<br />
Langlebiges Mesh-Network-Modul mit<br />
einfacher Integration<br />
Ein innovatives Wireless-Protokoll vereinfacht<br />
den Aufbau von großen, autonomen<br />
und dynamischen IoT-Netzwerken. Das<br />
NeoMesh von tekmoduls neuem Partner<br />
NeoCortec beruht auf dem bewährten Mesh-<br />
Protokoll und verspricht eine einfache Integration<br />
neuer Netzwerkknoten. Das Konzept<br />
wurde außerdem für den Embedded<br />
Award 2018 nomiert. Zusammen mit dem<br />
IoT-Modul NC2400 von NeoCortec können<br />
Sie eine große Zahl unterschiedlichster<br />
Applikationen realisieren. Es ist eines von<br />
drei vorkonfigurierten wireless-Modulen,<br />
von denen jedes in Netzwerken als komplett<br />
autonomer Knoten fungiert. Außerdem<br />
zeichnen sich die NeoCortec-Module<br />
durch ihre ultra-kompakte Bauweise, ihre<br />
Langlebigkeit sowie Kosteneffizienz aus.<br />
Technische Highlights und<br />
Applikationen<br />
Das neue NC2400 von NeoCortec ist im<br />
Kontext eines mesh networks ein komplettes<br />
System in einem einzigen Modul. Sie müssen<br />
es lediglich mit Strom versorgen und<br />
benötigen eine zusätzliche Antenne und<br />
schon haben Sie ein voll funktionsfähiges<br />
Wireless Mesh Network-node! Dabei eignet<br />
sich das NC2400 hervorragend für das<br />
2,4-GHz-Band. Außerdem erfüllt das Modul<br />
die meisten nationalen Voraussetzungen für<br />
einen weltweiten Einsatz.<br />
Weitere Features:<br />
• NeoMesh Protocol Stack optimiert für<br />
Ultra-Lowpower<br />
• Generic Application Layer kann konfiguriert<br />
werden<br />
• kleiner Formfactor für einfache Integration<br />
• Betriebsspannung 2...3,6 V<br />
• pre certified für ETSI, FCC & IC<br />
Außerdem gibt es vielseitige Anwendungsmöglichkeiten,<br />
etwa in fortschrittlichsten,<br />
automatischen Ablese- und Zähler-Infrastrukturen<br />
oder in einem Wireless-Sensor-<br />
Netzwerk. Weitere Applikationen sind beispielsweise<br />
Home Control & Building Automation,<br />
Industrial Automation, Alarm und<br />
Security sowie Agrakultur.<br />
■ tekmodul GmbH<br />
info@tekmodul.de<br />
www.tekmodul.de<br />
Fachbücher für die<br />
Praxis<br />
Praxiseinstieg in die<br />
Spektrumanalyse<br />
Joachim Müller,<br />
21 x 28 cm, 198 Seiten,<br />
zahlr. überwiegend farbige Abb.<br />
Diagramme, Plots<br />
ISBN 978-3-88976-164-4,<br />
beam-Verlag 2014, 38,- €<br />
Art.-Nr.: 118106<br />
Ein verständlicher Einstieg in die<br />
Spektrumanalyse - ohne höhere<br />
Mathematik, der Schwerpunkt liegt<br />
auf der Praxis mit Vermittlung von<br />
viel Hintergrundwissen.<br />
Hintergrundwissen:<br />
• Der Zeit- und Frequenzbereich,<br />
Fourier<br />
• Der Spektrumanalyzer nach dem<br />
Überlagerungsprinzip<br />
• Dynamik, DANL und Kompression<br />
• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor,<br />
EMV-Detektoren<br />
• Die richtige Wahl des Detektors<br />
• Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope<br />
mit FFT<br />
• Auswahl der Fensterung - Gauß,<br />
Hamming, Kaiser-Bessel<br />
• Die Systemmerkmale und Problemzonen<br />
der Spektrumanalyzer<br />
• Korrekturfaktoren, äquivalente<br />
Rauschbandbreite, Pegelkorrektur<br />
• Panorama-Monitor versus Spektrumanalyzer<br />
• EMV-Messung, Spektrumanalyzer<br />
versus Messempfänger<br />
Messpraxis:<br />
• Rauschmessungen nach der<br />
Y-Methode, Rauschfaktor, Rauschmaß<br />
• Einseitenbandrauschen, Phasenrauschen<br />
• Signal/Rauschverhältnis, SNR,<br />
S/N, C/N<br />
• Verzerrungen und 1 dB-Kompressionspunkt<br />
• Übersteuerung 1.Mischer - Gegenmaßnahmen<br />
• Intermodulationsmessungen<br />
• Interceptpoint, SHI, THI, TOI<br />
• CW-Signale knapp über dem<br />
Rauschteppich<br />
• Exakte Frequenzmessung (Frequenzzählerfunktion)<br />
• Messung breitbandiger Signale<br />
• Kanalleistungsmessung, Nachbarkanalleistungsmessung<br />
• Betriebsart Zero-Span<br />
• Messung in 75-Ohm-Systemen<br />
• Amplituden- und Phasenmodulation<br />
(AM, FM, WM, ASK, FSK)<br />
• Impulsmodulation, Puls-Desensitation<br />
• Messungen mit dem Trackingenerator<br />
(skalare Netzwerkanalyse)<br />
• Tools auf dem PC oder App’s fürs<br />
Smart-Phone<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
Funkchips und -module<br />
Robuste und einfach zu verwendende Funkmodule<br />
Unitronic GmbH<br />
www.unitronic.de<br />
Die Unitronic GmbH setzt in<br />
aktuellen Kundenprojekten weiterhin<br />
auf das Funkmodulportfolio<br />
von Radiocrafts. Speziell<br />
im Industriebereich hat sich die<br />
RC232-Produktreihe, die eine<br />
Vielzahl von Frequenzen von<br />
169 MHz bis 2,4GHz unterstützt,<br />
laut des Entwicklungsdienstleisters<br />
bestens bewährt und wird<br />
langfristig weiter von Unitronic<br />
vertrieben.<br />
Low- & Highpower<br />
Radiocrafts bietet HF-Module<br />
für die drahtlose Vernetzung in<br />
den unterschiedlichen, weltweit<br />
verfügbaren ISM-Bändern im<br />
Bereich 169 MHz, 433 MHz,<br />
868/915 MHz und 2,4 GHz. Um<br />
den Anforderungen der verschiedensten<br />
Applikationen gerecht<br />
zu werden bietet Radiocrafts<br />
sowohl Lowpower-Module für<br />
batteriebetriebene Anwendungen<br />
als auch Highpower-Module zur<br />
Erzielung von hohen Reichweiten<br />
über mehrere Kilometer.<br />
Robustes<br />
Netzwerkprotokoll<br />
Das Protokoll RC232 von Radiocrafts<br />
wurde entwickelt, um<br />
einen einfachen und effektiven<br />
seriellen Datenaustausch bei der<br />
Verwendung der ISM-Bänder<br />
zu ermöglichen. Das RC232-<br />
Protokoll ist in die Radiocrafts<br />
RF-Module eingebettet und ermöglicht<br />
Stern- (Point-to-Multipoint)<br />
und Point-to-Point-Verbindungen<br />
aufzubauen. Ideal ist<br />
das RC232-Protokoll für Kabelersatzlösungen<br />
geeignet. Mit<br />
den optional verfügbaren Highpower<br />
Modulen sind auch hohe<br />
Reichweiten realisierbar.<br />
„RC232 ist das benutzerfreundlichste<br />
und einfachste Netzwerkprotokoll<br />
für die bidirektionale<br />
drahtlose Übertragung von<br />
einem Sender zu einem Empfänger.<br />
Dazu ist es vollkommen<br />
transparent, das heißt die Daten,<br />
die auf der Senderseite eingegeben<br />
werden, werden auf der<br />
Empfängerseite nach einer kleinen<br />
Verzögerung genau gleich<br />
angezeigt“, so Stephan Kundt,<br />
Senior Softwareingenieur bei<br />
Unitronic.<br />
Verschiedene<br />
Netzwerktopographien<br />
konfigurierbar<br />
In einer Point-to-Point-Konfiguration<br />
dient das RC232-Protokoll<br />
als drahtlose Verbindung<br />
auf einer seriellen UART- (oder<br />
RS232/485-) Kommunikationsleitung.<br />
„Der Anwendungsentwickler<br />
muss nicht wissen wie<br />
die Funkverbindung im Detail<br />
funktioniert, solange die maximale<br />
Datenrate eingehalten wird<br />
und die Latenzzeit der Übertragung<br />
bewältigt werden kann“,<br />
so Kundt. In einer Point-to-<br />
Multipoint-Konfiguration wird<br />
das RC232-Protokoll zum Aufbau<br />
eines Sternnetzes mit einer<br />
einfachen Adressierungsfunktionalität<br />
verwendet. Die RC232-<br />
Module können mit einer einfach<br />
zu bedienenden UART-Schnittstelle<br />
gesteuert werden und parametriert<br />
werden.<br />
Beispiel: Sensoren in<br />
der Agrarwirtschaft<br />
Landwirtschaftliche Sensoren<br />
werden beispielsweise zur Überwachung<br />
der Bodenfeuchtigkeit<br />
verwendet. Diese entscheiden<br />
darüber, wie und wann Bewässerungssysteme<br />
eingesetzt werden,<br />
aber auch andere Umweltmessungen<br />
wie Temperatur,<br />
Sonnenlicht und verschiedene<br />
Gase werden überwacht. Der<br />
überwachte Bereich kann von<br />
großen Außenfeldern, bei denen<br />
eine weiträumige Kommunikationsübertragung<br />
von entscheidender<br />
Bedeutung ist, bis hin<br />
zu kleinen Innengewächshäusern<br />
reichen.<br />
Die Sensoren müssen per Funk<br />
angebunden und batteriebetrieben<br />
sein, da eine Verkabelung<br />
normalerweise nicht möglich<br />
bzw. sehr aufwändig ist. Die<br />
größte Reichweite wird mit der<br />
niedrigstmöglichen Frequenz<br />
unterstützt, kombiniert mit Highpower<br />
und Ultra-Narrowband,<br />
die in den Radiocrafts RC12xxund<br />
RC17xx-Plattformen verfügbar<br />
sind. ◄<br />
Die Vorteile zusammengefasst:<br />
• Breitbandmodule für kostengünstige Anwendungen<br />
• Point-to-Point/Point-to-Multipoint-Protokoll (RC232)<br />
• 169 MHz, 433 MHz, 868/915 MHz und 2.4 GHz<br />
• transparente UART-Datenschnittstelle<br />
• Hochleistungsmodule für erweiterte Reichweite verfügbar<br />
• Datenrate: 1,2 bis 100 kbps<br />
• kompakte Größe (12,7 x 25,4 x 3,5 mm)<br />
• abgeschirmtes Modul für SMD<br />
• pin-kompatible Varianten für EU, USA, Indien, weltweit<br />
• keine externen Komponenten notwendig, nur Stromversorgung<br />
und Antenne<br />
• bis zu 4 km Reichweite (LOS)<br />
• Sleep-Modus für geringeren Stromverbrauch<br />
66 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Funkchips- und module<br />
Neue Funklösungen für IoT-Anwendungen<br />
Semtech stellte mit LoRa Edge<br />
ein Portfolio neuer Lösungen<br />
vor, um IoT-Anwendungen zu<br />
vereinfachen und zu beschleunigen:<br />
• Die erste LoRa-Edge-Plattform<br />
dient zur Geolokalisierung,<br />
um IoT-Geräte für das<br />
Asset Management grundlegend<br />
zu verändern.<br />
• Die Plattform integriert einen<br />
äußerst stromsparenden LoRa-<br />
Transceiver sowie GNSS- und<br />
WLAN-Scan-Techniken<br />
• Die Kombination von LoRa-<br />
Edge-Lösungen und cloudbasierter<br />
Geolokalisierung<br />
ermöglicht eine einzigartige<br />
Systemarchitektur, die ein<br />
ausgewogenes Verhältnis<br />
zwischen Standortgenauigkeit<br />
und geringem Stromverbrauch<br />
bietet.<br />
Semtech stellte damit eine neue,<br />
äußerst vielseitige, stromsparende<br />
und software-definierte<br />
LoRa-basierte Plattform vor,<br />
die zahlreiche Anwendungen<br />
für das Asset Management im<br />
Innen- und Außenbereich ermöglicht<br />
und auf die Branchen<br />
Industrie, Gebäude, Wohnen,<br />
Landwirtschaft, Transport und<br />
Logistik abzielt. Das erste Produkt<br />
dieser Serie ist eine Geolokalisierungslösung,<br />
die die<br />
Entwicklung von IoT-Geräten<br />
für das Asset Management<br />
revolutioniert. Sie bietet stromsparende<br />
WLAN- und GNSS-<br />
Scan-Funktionen zusammen<br />
mit einer benutzerfreundlichen<br />
und kostengünstigen LoRa-<br />
Cloud-Geolokalisierung sowie<br />
Dienste zur Geräteverwaltung,<br />
um die Kosten und die Komplexität<br />
beim Orten und Überwachen<br />
von IoT-Assets deutlich<br />
zu reduzieren.<br />
Laut Cisco werden in den nächsten<br />
zehn Jahren voraussichtlich<br />
500 Mrd. Geräte mit dem Internet<br />
verbunden, da Unternehmen<br />
ihre Geschäftsstrategie noch stärker<br />
in Richtung IoT verlegen.<br />
Die meisten dieser IoT-Geräte<br />
erfordern irgendeine Form von<br />
Ortungsmöglichkeit – entweder<br />
bei der Installation oder während<br />
ihrer gesamten Lebensdauer. Mit<br />
der Geolokalisierungsplattform<br />
LoRa Edge können Anbieter die<br />
Lokalisierungsfunktionen von<br />
LoRa sowie die GNSS- und<br />
WLAN-Scanfunktionen über<br />
eine Einchip-Lösung nutzen<br />
und Kunden ein hervorragendes<br />
Lokalisierungstool für die jeweilige<br />
Anwendung auswählen.<br />
Durch den Verzicht auf GNSSund<br />
WLAN-Komponenten verringert<br />
LoRa Edge die Kosten<br />
für die Stückliste und die Komplexität<br />
beim Design und der<br />
Beschaffung erheblich. Durch<br />
das Hinzufügen von LoRa-<br />
Cloud-Geolokalisierung, die eine<br />
benutzerfreundliche und kostengünstige<br />
TDOA-, GNSS- und<br />
WLAN-basierte Standortberechnung<br />
in der Cloud ermöglicht,<br />
um den Strombedarf der Geräte<br />
drastisch zu senken und die Effizienz<br />
des Asset Managements<br />
zu verbessern, können Kunden<br />
mit LoRa Edge ihre Gesamtbetriebskosten<br />
besser verwalten<br />
und zahlen nur, wenn ein Asset<br />
lokalisiert werden muss. Die<br />
hervorragende Schlüsselbereitstellung<br />
bei der Fertigung und<br />
ein sicherer Verbindungsprozess<br />
vereinfachen die Entwicklung<br />
von IoT-Lösungen, die den<br />
hohen Sicherheitserwartungen<br />
der Kunden entsprechen.<br />
Mehrzweck-Funk-Frontend<br />
• 150...2700 MHz kontinuierlicher<br />
Frequenz-Synthesizer-<br />
Bereich<br />
• GPS/BeiDou-Scannen<br />
• passives WLAN-Scannen<br />
Stromsparender LoRa/(G)FSK<br />
HF-Transceiver<br />
• weltweite Unterstützung von<br />
Frequenzbändern im Bereich<br />
150...960 MHz<br />
• Hochleistungs-Verstärkerpfad<br />
mit 22 dBm<br />
• hocheffizienter Verstärkerpfad<br />
mit 15 dBm<br />
• vollständig kompatibel zum<br />
LoRaWAN-Standard<br />
Verschlüsselungs-Engine<br />
• Hardware-Unterstützung für<br />
AES-128-basierte Ver-/Entschlüsselungsalgorithmen<br />
• Handling von Geräteparametern<br />
wie DevEUI und JoinEUI<br />
• schützt vertrauliche Informationen<br />
wie Verschlüsselungsschlüssel<br />
• speichert NwkKey, AppKey,<br />
wie im LoRaWAN-Standard<br />
definiert<br />
■ Semtech Corporation<br />
www.semtech.com<br />
WiFi6-Funkmodul mit 2x2 MIMO und Dualbode-Bluetooth 5.1<br />
Geradezu ideal für den Aufbau<br />
drahtloser Hochgeschwindigkeitsverbindungen<br />
in der Automobiltechnik<br />
geeignet ist das<br />
neue bei SE Spezial-Electronic<br />
erhältliche WiFi6-Funkmodul<br />
JODY-W3 von u-blox. Durch<br />
die gleichzeitige Nutzung der<br />
beiden WLAN-Frequenzbereiche<br />
2,4 und 5 GHz und die<br />
parallele Unterstützung von<br />
WiFi und Bluetooth 5.1 ermöglicht<br />
das nur 13,8 x 19,8 mm<br />
große IEEE 802.11ax-konforme<br />
Modul eine hocheffiziente stabile<br />
Datenübertragung. Mittels<br />
PCIe oder SDIO lassen sich mit<br />
Linux- und Android-Systemen<br />
Transferraten von bis zu 1,2<br />
Gbit/s erzielen. Drei simultane<br />
Betriebsmodi – Access Point<br />
(AP) mit bis zu 32 Stationen,<br />
Station (STA) und WiFi Direct<br />
(P2P) – eröffnen Entwicklern<br />
dabei völlig neue Möglichkeiten<br />
hinsichtlich der Implementierung<br />
von Over-the-Air-<br />
Updates, der drahtlosen Fahrzeugdiagnose,<br />
der Interaktion<br />
mit der Ladeinfrastruktur von<br />
Elektrofahrzeugen und in<br />
punkto Karten-Updates. Das<br />
den WLAN-Sicherheitsstandard<br />
WPA3 unterstützende, zu<br />
den u-blox-Modulen JODY-<br />
W1 und JODY-W2 pinkompatible<br />
JODY-W3-Modul entspricht<br />
den Anforderungen<br />
der AEC-Q100 Klasse 2. Die<br />
Anwendungsbereiche reichen<br />
von Videostreaming und Bildschirmspiegelung<br />
über Backup-Kameras<br />
und Cloud-Applikationen<br />
bis hin zu schlüssellosen<br />
Zugangssystemen und<br />
zur Diagnose und Wartung von<br />
Fahrzeugsystemen.<br />
■ SE Spezial-Electronic<br />
GmbH<br />
www.spezial.com<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 67
Funkchips und -module<br />
Ultrakompaktes NB-IoT-Modul<br />
Das IoT-Modul BC65 von Quectel ist ein<br />
High-Performance/Multiband-Modul für<br />
NB-IoT, das sich vor allem durch seinen<br />
extrem niedrigen Stromverbrauch auszeichnet.<br />
Gleichzeitig besticht es mit seinen<br />
äußerst kompakten Maßen von lediglich<br />
17,7 × 15,8 × 2,2 mm und eignet sich<br />
damit nahezu perfekt für Applikationen<br />
mit begrenzten Abmessungen. Durch<br />
sein Hardwaredesign ist es mit weiteren<br />
Quectel-Modulen pinkompatibel. Dazu<br />
zählen das M66 (GSM/GPRS) sowie die<br />
NB-IoT-Module BC66 und BC68. Das<br />
BC65 stellt eine flexible und skalierbare<br />
Plattform für die Migration von GSM/<br />
GPRS hin zu NB-IoT-Netzwerken bereit.<br />
Das BC65 beinhaltet zudem einen Bluetooth<br />
4.2 BLE-Transceiver samt Protokollunterstützung<br />
für viele Anwendungsfälle.<br />
Ausstattung und Applikationen<br />
Das ultrakompakte NB-IoT-Modul BC65<br />
ist als LCC-SMT-Package ausgeführt und<br />
ist dadurch perfekt für langlebige, robuste<br />
Designs geeignet. Es stehen zahlreiche<br />
externe Interfaces zur Verfügung, die mittels<br />
OpenCPU angesteuert werden können.<br />
Einzigartig ist der spezielle PSM_ENIT-<br />
Eingang. Er ermöglicht das einfache „Aufwecken“<br />
des Moduls aus dem stromsparenden<br />
PSM Mode über eine Flanke am<br />
Eingang.<br />
Dank des kompakten Formfaktors, des sehr<br />
geringen Stromverbrauches und des großen<br />
Einsatztemperaturbereiches von -25 bis<br />
+75 °C ist das BC65 die beste Wahl beispielsweise<br />
für IoT-Anwendungen in den<br />
Bereichen smart metering, asset tracking,<br />
smart city, precision agriculture oder consumer<br />
devices.<br />
Key Features im Überblick:<br />
• kompaktes NB-IoT-Modul mit Bluetooth<br />
4.2 (BLE) Features<br />
• leistungssparendes Design sichert Ultra-<br />
Lowpower-Betrieb<br />
• Build-in eSIM reserved<br />
• Multibandfähigkeit und externe Interfaces<br />
erlauben verschiedenste Applikationen<br />
• kompatibel mit Quectel NB-IoT/GSM/<br />
GPRS Modules<br />
■ tekmodul GmbH<br />
info@tekmodul.de<br />
www.tekmodul.de<br />
2,4-GHz-Verstärker-Chip verspricht höhere Reichweite bei<br />
längerer Batterielebensdauer<br />
Das 2,4-GHz-Frontendmodul (FEM)<br />
nRF21540 von Nordic Semiconductor ist ein<br />
Plug&Play-Range-Extender, der zusammen<br />
mit den Multiprotokoll-SoCs der nRF52-<br />
und nRF53-Serien oder anderen Funkkomponenten<br />
die Reichweite erhöht und<br />
für eine robustere Verbindung sorgt. Dabei<br />
benötigt er nur ein Minimum an externen<br />
Komponenten.<br />
Durch den integrierten Leis tungsverstärker<br />
ausgangsseitig und den Lownoise-Verstärker<br />
eingangsseitig verbessert das FEM die<br />
Robustheit der Verbindung der Lowpower/<br />
Shortrange-Wireless-Lösungen von Nordic.<br />
In Kombination mit einem SoC der<br />
nRF52-Serie liegen die Ausgangsleistung<br />
bei 21 dBm, die Empfangsverstärkung<br />
liegt bei 13 dB und der Rauschabstand bei<br />
2,5 dB. Somit ergibt sich insgesamt ein<br />
höheres Link-Budget für eine bis zu 16x<br />
höhere Reichweite. Beispielsweise mit<br />
einem nRF52840 SoC, der Bluetooth Low<br />
Energy mit 1 Mbps ausführt, verbessert der<br />
nRF21540 die Empfangsempfindlichkeit um<br />
5 dBm auf -100 dBm. Zusammen mit der<br />
erhöhten Ausgangsleistung steigt das Link-<br />
Budget somit um 18 dBm.<br />
Die Sendeleistung des nRF21540 ist dynamisch<br />
regelbar. Sie lässt sich in feinen<br />
Abstufungen einstellen. Da die maximale<br />
Ausgangsleistung 1 dBm über dem im 2,4<br />
GHz Band zulässigen Wert liegt, steht genug<br />
Spielraum zur Verfügung, um Verluste im<br />
Signalweg bis zur Antenne zu kompensieren<br />
und dennoch die erlaubten 20 dBm ab<br />
Antennenabstrahlung voll auszuschöpfen –<br />
und dies unabhängig der zur Verfügung stehenden<br />
Protokolle, wie Bluetooth, ZigBee,<br />
Thread, ANT, Gazell oder kundeneigenen<br />
Varianten. Wird eine Funkverbindung ohne<br />
FEM in störungsanfälligen Umgebungen<br />
oder an der Grenze des Link-Budgets der<br />
Wireless-SoCs betrieben, so steigt die Fehlerrate<br />
der Übertragungen, was zu wiederholten<br />
Sendeversuchen und somit einem<br />
höheren Energieverbrauch führt. Der Einsatz<br />
eines nRF21540 kann die Energiebilanz<br />
der gesamten Anwendung trotz seiner<br />
zusätzlichen Leistung verringern, da weniger<br />
Übertragungsversuche benötigt werden, bis<br />
die Datenpakete erfolgreich übermittelt sind.<br />
Der Betriebstemperaturbereich des<br />
nRF21540 reicht von -40 bis +105 °C.<br />
Damit kann er auch in Industrieapplikationen,<br />
z.B. in professionellen Beleuchtungsanwendungen,<br />
mit den SoCs nRF52833 und<br />
nRF5340 von Nordic eingesetzt werden,<br />
die ebenfalls für hohe Temperaturen ausgelegt<br />
sind. Weitere Zielapplikationen des<br />
nRF21540 sind Asset-Tracking, ferngesteuertes<br />
Spielzeug, Drohnen, Agrartechnik,<br />
Audio- und Smart-Home- Anwendungen.<br />
Um die Nutzung mit den SoCs der nRF52-<br />
und nRF53-Serien noch weiter zu vereinfachen,<br />
wird Nordic den Treiber-Support für<br />
künftige Releases der Software Development<br />
Kits (SDK) nRF5, nRF5 für Thread<br />
und Zigbee sowie das nRF Connect SDK<br />
ausrollen. Der nRF21540 ist unter www.<br />
rutronik24.com verfügbar.<br />
■ Rutronik<br />
www.rutronik.com<br />
68 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Next Generation Wi-Fi: 6 GHz is on the Horizon<br />
Figure 1: The U.S. FCC’s proposed division of the 6 GHz band into four sub-bands<br />
Author:<br />
Wesley J. Boyd, Senior<br />
Director of Marketing<br />
Skyworks Solutions<br />
www.skyworksinc.com<br />
The push to open the 6 GHz band<br />
(5.925-7.125 GHz) to unlicensed<br />
use is being driven by explosive<br />
growth in consumers’ data needs,<br />
particularly from applications<br />
such as video streaming and<br />
video on-demand. The demand<br />
for data is being further bolstered<br />
by social media applications,<br />
audio platforms, and smart home<br />
devices. In addition, new and<br />
burgeoning applications such as<br />
virtual reality (VR) and augmented<br />
reality (AR) will continue to<br />
drive significant data demand<br />
into the future.<br />
But what exactly is the 6 GHz<br />
band? What is it currently used<br />
for, and how does it benefit consumers?<br />
Perhaps more importantly,<br />
how will the emergence<br />
of Wi-Fi 6 - whose certification<br />
program from the Wi-Fi Alliance<br />
that launched in September 2019<br />
- affect the use and performance<br />
of the 6 GHz band? This article<br />
aims to answer these questions.<br />
Wi-Fi 6 GHz Band –<br />
State of the Union<br />
The 6 GHz band is intended to<br />
significantly bolster available<br />
bandwidth when compared to<br />
existing Wi-Fi, improving both<br />
the quality of service and supporting<br />
consumers’ insatiable<br />
demand for more data. The new<br />
spectrum represents a bandwidth<br />
increase of over 150 percent<br />
compared to the 2.4 GHz and<br />
5 GHz spectrum used today.<br />
The Wi-Fi Alliance, tasked<br />
with selecting features from<br />
the 802.11ax standard and certifying<br />
interoperable 802.11ax<br />
products, is branding these new<br />
11ax devices as “Wi-Fi CER-<br />
TIFIED 6”. Although Wi-Fi 6<br />
devices can operate presently in<br />
either 2.4 or 5 GHz bands – or<br />
6 GHz in the future – the IEEE<br />
802.11 working group has stipulated<br />
that only Wi-Fi 6 devices<br />
can be permitted to operate in<br />
the 6 GHz band. To avoid confusion,<br />
the Wi-Fi Alliance has<br />
recently branded Wi-Fi 6 devices<br />
operating in the 6 GHz band as<br />
“Wi-Fi 6E”. Offloading slower<br />
Wi-Fi speeds to the 2.4 GHz<br />
and 5 GHz bands should ensure<br />
faster, higher- quality throughput<br />
for Wi-Fi 6E devices operating<br />
in the 6 GHz band.<br />
In the U.S., FCC commissioners<br />
and FCC Chairman Ajit<br />
Pai voted unanimously in October<br />
2018 to release up to 1.2<br />
GHz more Wi-Fi (unlicensed)<br />
spectrum in and around the 6<br />
GHz band. Since then, the central<br />
debate around 6 GHz is<br />
whether new Wi-Fi operations<br />
in the band could interfere with<br />
its existing users, which include<br />
public safety, utilities support,<br />
and wireless backhaul. As such,<br />
the use and operating rules of the<br />
6 GHz band have yet to be fully<br />
ratified by the FCC.<br />
Chairman Pai has acknowledged<br />
that the release of 1200<br />
MHz within the 6 GHz band<br />
for unlicensed Wi-Fi use is a<br />
historic event: a large chunk<br />
of bandwidth, free, for public<br />
consumption. The FCC’s current<br />
plan is to divide the 6 GHz<br />
band into four sub-bands (Fig.<br />
1): U-NII-5 (5.925-6.425 GHz),<br />
U-NII-6 (6.425-6.525 GHz),<br />
U-NII-7 (6.525-6.875 GHz),<br />
and U-NII-8 (6.875-7.125 GHz).<br />
The FCC also plans to regulate<br />
unlicensed use in the 6 GHz<br />
band. For access points, they<br />
have recommended a two- class<br />
approach, differentiating between<br />
low-power indoor access<br />
points operating at 24 dBm, and<br />
standard-power access point<br />
devices operating at 30 dBm.<br />
Standard-power access points<br />
will be required to use a database<br />
lookup scheme before<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 69
RF & Wireless<br />
transmitting to avoid causing<br />
interference with fixed wireless<br />
incumbents. Low-power indoor<br />
access points will only be permitted<br />
to operate indoors and<br />
will not be required to use the<br />
database lookup scheme.<br />
In addition, the FCC has proposed<br />
that client devices be permitted<br />
to operate in the 6 GHz band,<br />
but that their power be limited<br />
to 18 dBm to avoid interfering<br />
with fixed wireless incumbents<br />
in the band. Industry groups<br />
have requested an additional<br />
class to be added: a very low<br />
power access point operating<br />
at 14 dBm. This class of device<br />
would be used as a mobile hotspot,<br />
for example.<br />
The greatest opportunity for<br />
component and product designers<br />
presented by the 6 GHz<br />
band also represents one of its<br />
most significant challenges –<br />
the very introduction of a third<br />
6 GHz radio, in addition to the<br />
2.4 GHz and 5 GHz radios currently<br />
being used for Wi-Fi<br />
applications. A third radio is<br />
good news for semiconductor<br />
suppliers, as it means more content<br />
opportunity (new radios,<br />
filters, power amplifiers), and<br />
consumer product makers as<br />
they create fresh devices that<br />
will take advantage of the new<br />
spectrum. However, when you<br />
concurrently operate 2.4 GHz,<br />
5 GHz, and 6 GHz radios in the<br />
same product such as a router,<br />
the system complexity increases<br />
significantly. Additionally,<br />
thermal challenges escalate as<br />
industrial designs forconsumer<br />
electronics are trending toward<br />
smaller, more compact designs.<br />
6 GHz Band Regulation<br />
in the U.S.<br />
Skyworks’ experts are working<br />
in partnership with other members<br />
of the Wi-Fi Alliance, providing<br />
guidance in support of<br />
comments on FCC proceedings<br />
regarding the 6 GHz band.<br />
So far, the most significant<br />
enhancements of Wi-Fi 6 and<br />
Wi-Fi 6E (over Wi-Fi 5, or<br />
802.11ac, implemented in 2014)<br />
are the introduction of Orthogonal<br />
Frequency Division Multiple<br />
Access (OFDMA) and<br />
the enhancement of multiuser,<br />
multiple input multiple output<br />
(MU-MIMO).<br />
OFDMA is a modulation scheme<br />
intended to reduce latency, boost<br />
capacity, and improve efficiency<br />
by allowing as many as 30 users<br />
to simultaneously share a channel.<br />
It also borrows a page from<br />
the cellular world and uses a<br />
scheduler to tell users exactly<br />
when they should transmit their<br />
data to avoid collisions.<br />
Introduced in 2015, MU-MIMO<br />
only worked for outgoing signals<br />
from the router (downlink);<br />
Wi-Fi 6 will allow routers to<br />
handle incoming signals from<br />
multiple devices (uplink), as<br />
well.<br />
To differentiate between the two,<br />
and understand how they complement<br />
each other, picture data<br />
transfer as cars on a highway.<br />
OFDMA, aimed mostly at boosting<br />
low-bandwidth applications,<br />
raises the highway’s speed limit<br />
and increases speed by reducing<br />
collisions; MU-MIMO, aimed<br />
mainly at high-bandwidth applications,<br />
would be represented as<br />
additional lanes being added to<br />
the highway.<br />
What does that mean in<br />
terms of speed?<br />
Wi-Fi 6 is over two- and-a-half<br />
times faster than Wi-Fi 5 and will<br />
offer better performance for connected<br />
devices (Table 1). FCC<br />
Chairman Pai told guests at the<br />
Wi-Fi World Congress in May<br />
2019 that the economic value<br />
created by Wi-Fi in the U.S. is<br />
projected to double by 2023 reaching<br />
nearly $1 trillion.<br />
That said, FCC regulators must<br />
address several yet-to-be-decided<br />
considerations that could<br />
deeply impact how the 6 GHz<br />
band is deployed. These include<br />
maximum allowed transmit<br />
power and automated frequency<br />
coordination (AFC). AFC is a<br />
database lookup mechanism<br />
intended to protect incumbent<br />
users within the 6 GHz spectrum.<br />
What AFC means for users is that<br />
the FCC is seeking to impose<br />
different sets of rules on each<br />
of the 6 GHz sub- bands. While<br />
the details are not set in stone,<br />
currently, U-NII-6 and U-NII-8<br />
(Fig. 1) have similar rule sets that<br />
make them available for usage<br />
only for indoor applications, with<br />
Table 1: Comparing Wi-Fi5, Wi-Fi6, and 802.11be Standards<br />
70 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
RF & Wireless<br />
output power limits of 24 dBm<br />
(250mW) conducted and 30 dBm<br />
(1W) radiated. For U-NII-5 and<br />
U-NII-7, AFC will be required<br />
whether it’s an indoor or outdoor<br />
application. Output power limits<br />
in these bands will be 30dBm<br />
conducted and 36dBm radiated.<br />
Objectively speaking, such a<br />
database is a positive development<br />
to preserve the integrity of<br />
the incumbent users of the 6 GHz<br />
spectrum. However, it may take<br />
several years to develop, test, and<br />
certify before AFC is ready for<br />
consumer and enterprise class<br />
products. Implementing rules<br />
prior to AFC deployment with<br />
fewer restrictions and higher<br />
transmit powers will lead to an<br />
improved consumer experience,<br />
enabling them to better leverage<br />
this new available bandwidth.<br />
Still, it’s not yet been confirmed<br />
who will create this database,<br />
or when it is going to become<br />
operational, leading to potential<br />
delays in use of the U-NII-5<br />
and U-NII-7 bands, which are<br />
estimated to account for up to<br />
three- quarters of usable frequency<br />
in the 6 GHz band. The<br />
FCC is expected to address these<br />
concerns in a Report And Order<br />
(R&O) document estimated to be<br />
available in early <strong>2020</strong>.<br />
Conclusions<br />
Release of the 6 GHz band for<br />
unlicensed Wi-Fi use is an unprecedented<br />
move by the FCC —<br />
1200 MHz of spectrum available<br />
for public consumption. The<br />
benefits of this extended bandwidth<br />
have the potential to be<br />
tremendous. Not only will it be<br />
a boon for consumers’ ever-growing<br />
need for more data, but it<br />
has the potential to enable new<br />
applications which have yet to be<br />
imagined. Benefits could range<br />
from increased efficiency, workforce<br />
productivity, and new market<br />
opportunities - driving economic<br />
growth and employment<br />
possibilities.<br />
However, to best serve both end<br />
users and product developers,<br />
it is important that there be no<br />
delays in the FCC’s schedule,<br />
since the ripple effects of delays<br />
impact both product developers<br />
and consumers. Additionally,<br />
it is hoped that regulators will<br />
align their stance on automated<br />
frequency coordination, so<br />
the AFC requirements provide<br />
a positive experience for consumers’<br />
indoor and outdoor<br />
applications. It is vital that early<br />
deployments, prior to AFC availability,<br />
be allowed to transmit<br />
at high enough<br />
output powers to provide strong<br />
quality of service. Tangible benefits<br />
for first movers in the new<br />
spectrum certainly exist given<br />
the market opportunity being<br />
driven by consumer demand for<br />
ever-increasing data rates.<br />
The usefulness and utility of the<br />
6 GHz band will be immediately<br />
available once regulations are<br />
defined. Adoption will not be<br />
hindered by limited rollouts or<br />
incomplete infrastructure.<br />
Indeed, 6 GHz test gear is<br />
already available and the first<br />
6 GHz Wi-Fi-capable smartphones<br />
will be available in <strong>2020</strong>.<br />
As a leader in all major wireless<br />
technologies, Skyworks has built<br />
its expertise across successive<br />
Wi-Fi standards and has developed<br />
solutions that address the<br />
unique challenges and complexities<br />
of each generation. Skyworks<br />
is prepared for this next<br />
evolution of Wi-Fi with high<br />
volume production of its suite<br />
of integrated front-end semiconductor<br />
solutions to ensure<br />
customers are poised to capture<br />
this significant market opportunity<br />
and the economic prosperity<br />
associated with Connecting<br />
Everyone and Everything, All<br />
the Time.<br />
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das Thema behandelt wird:<br />
• Verbindung zum Messobjekt über passive und<br />
aktive Messköpfe<br />
• Das Vertikalsystem – Frontend und Analog-<br />
Digital-Converter<br />
• Das Horizontalsystem – Sampling und Akquisition<br />
• Trigger-System<br />
• Frequenzanalyse-Funktion – FFT<br />
• Praxis-Demonstationen: Untersuchung von<br />
Taktsignalen, Demonstration Aliasing, Einfluss<br />
der Tastkopfimpedanz<br />
• Einstellungen der Dezimation, Rekonstruktion,<br />
Interpolation<br />
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Tastköpfe, Demonstration der Blindzeit, Demonstration<br />
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Dezimation, Interpolation, Samplerate,<br />
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hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 71
RF & Wireless<br />
GCF and<br />
PTCRB<br />
Approval<br />
of 5G NR<br />
Standalone<br />
Mode Test<br />
Anritsu Corporation<br />
announcd<br />
that its joint collaboration<br />
with<br />
Samsung Electronics’<br />
System LSI Business on 5G<br />
New Radio (NR) Standalone mode<br />
(SA) has achieved approval of key test<br />
scenarios by the Global certification<br />
Forum (GCF) and PCS Type Certification<br />
Review Board (PTCRB). These<br />
tests are defined by 3GPP TS38.521,<br />
TS38.523, and have been verified with<br />
Samsung’s 5G New Radio (NR) Exynos<br />
modem on Anritsu ME7873NR RF<br />
Conformance Test System (TP250) and<br />
ME7834NR Protocol Conformance test<br />
platform (TP251).<br />
ME7873NR is an automated system for<br />
3GPP TS38.521/TS38.533-defined 5G<br />
NR RF/RRM tests. It supports both 5G<br />
NR SA and NSA modes, when combined<br />
with Anritsu’s CATR Anechoic Chamber<br />
MA8172A it covers all 5G frequency<br />
bands, including FR1 (Sub-6 GHz)<br />
and FR2 (mmWave). A flexible system<br />
configuration allows customization of<br />
the ME7873NR for specific measurement<br />
conditions. An easy 5G upgrade<br />
path from the LTE-Advanced RF Conformance<br />
Test System ME7873LA is<br />
available to create a cost-effective RF<br />
test system that meets emerging required<br />
test conditions and protects investments<br />
made by existing customers.<br />
The Protocol Conformance test system<br />
ME7834NR is a test platform for 3GPPbased<br />
Protocol Conformance Test (PCT)<br />
and Carrier Acceptance Testing (CAT)<br />
of mobile devices incorporating Multiple<br />
Radio Access Technologies (RAT).<br />
It supports 5G NR in both Standalone<br />
(SA) and Non-Standalone (NSA) mode,<br />
in addition to LTE, LTE-Advanced<br />
(LTE-A), LTE-A Pro, and W-CDMA.<br />
When combined with Anritsu’s new<br />
OTA chamber MA8171A and RF converters,<br />
the ME7834NR covers the sub-6<br />
GHz and millimeter wave (mmWave)<br />
5G frequency bands.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
High-Linearity Power<br />
Amplifier for Band-3 Small<br />
Cells<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a high-linearity, two-stage power amplifier<br />
in a low-cost surface-mount package.<br />
The Qorvo QPA9903, with on-chip bias<br />
control circuit, is suitable for small cell base<br />
station applications over the 1805...1880<br />
MHz frequency range (Band 3). Providing<br />
32 dB gain and 36 dBm P3dB, the QPA9903<br />
achieves ?50 dBc, DPD corrected ACPR at<br />
28 dBm output power. Internally I/O matched<br />
to 50 ohms and available in a 5 x 5<br />
mm surface mount package, this device also<br />
serves m-MIMO and DAS systems.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
High-Linearity Matched<br />
Amplifier Supports Small Cell<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for an internally matched amplifier<br />
from Qorvo. The Qorvo QPA9418 spans<br />
a frequency range of 1805 to 1880 MHz<br />
with an output power 27 dBm for small<br />
cell base stations, booster amplifiers and<br />
repeaters. The QPA9418 offers high linearity<br />
of -50 dBc ACPR and high gain of 31<br />
dB while drawing 420 mA of current from<br />
a 4.5 V supply. Available in a 14-pin, 7 x 7<br />
mm plastic package.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
New Waveguide Antennas<br />
Include Probe, Corner<br />
Reflector, Sector, Dual<br />
Polarized Types and More<br />
Pasternack has expanded its offering of<br />
mmWave waveguide antennas to address<br />
the growing number of 5G and other highfrequency<br />
applications.<br />
Pasternack’s line of millimeter-wave, waveguide<br />
antennas has added 54 new models<br />
and now covers broad operating frequency<br />
ranges from 1.7 to 220 GHz, provides nominal<br />
gain ranging from 0 dBi to 40 dBi, and<br />
features a variety of different waveguide<br />
sizes.<br />
Five new categories of high frequency<br />
waveguide antennas are now available to<br />
address point-to-point and point-to-multipoint<br />
wireless applications, including probe<br />
waveguide antennas to 170 GHz with 6.5<br />
dBi of gain, dual polarized waveguide antennas<br />
to 110 GHz with 13-20 dBi of gain, corner<br />
reflector antennas with .02 m2-16,000<br />
m2 radar cross sections, sector waveguide<br />
antennas to 40 GHz with 6dBi of gain<br />
as well as a series of waveguide antenna<br />
mounting fixtures designed to work with<br />
UG383/U,UG385/U, UG387/U, UG595/U,<br />
UG599/U and UG1530/U flanges.<br />
In addition to introducing four entirely<br />
new categories of waveguide antennas,<br />
Pasternack has also added 19 models to<br />
their existing categories of scalar feed horn<br />
and omni-directional waveguide antennas.<br />
All of Pasternack’s waveguide antennas<br />
are REACH and RoHS compliant and<br />
constructed with the highest quality materials<br />
and workmanship available. Pasternack’s<br />
new mmwave waveguide antennas are instock<br />
and ready for immediate shipment<br />
with no minimum order quantity required.<br />
■ Pasternack<br />
www.infiniteelectronics.com<br />
2 to 20 GHz Amplifier Offers<br />
10 W<br />
RFMW announces design and sales support<br />
for a wideband amplifier. The Qorvo<br />
TGA2962, GaN on SiC amplifier provides<br />
72 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
RF & Wireless<br />
10 W of saturated output power<br />
with 13 dB large signal gain from<br />
2 to 20 GHz. With 22 % poweradded<br />
efficiency at 22 V drain<br />
bias, RF ports are matched to<br />
50 ohms and include integrated<br />
DC blocking capacitors and a RF<br />
choke. The TGA2962 is ideally<br />
suited for wideband communications<br />
systems, electronic warfare,<br />
test instrumentation, and<br />
radar applications, across both<br />
military and commercial markets<br />
where this combination of<br />
wideband power, gain and efficiency<br />
provides system designers<br />
the flexibility to improve<br />
system performance while reducing<br />
size and cost. Offered in<br />
a 3.24 x 3.24 mm DIE package.<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
mmWave 5G<br />
Infrastructure<br />
Isolators<br />
RFMW announced design<br />
and sales support for coaxial,<br />
mmWave, 5G isolators<br />
from DiTom Microwave. The<br />
D3I3743 isolator covers 5G<br />
infrastructure frequencies from<br />
37 to 43 GHz with 14 dB of isolation.<br />
A single-junction design,<br />
insertion loss is only 1.2 dB<br />
maximum, preserving precious<br />
power in the mmWave bands.<br />
Average power handing is 5<br />
W (2 W reflected power). The<br />
D3I3743 is offered with 2.92 mm<br />
(K) female connectors having a<br />
maximum SWR of 1.35 and are<br />
available with any combination<br />
of male or female connectors<br />
on the input/output. With operating<br />
temperatures from -20 to<br />
+65 °C, these isolators are suitable<br />
for in-box applications or<br />
bench-top testing applications.<br />
The isolator body measures 0.5<br />
x 0.7 in. and weighs only 0.9<br />
ounces. RFMW offers a range<br />
of DiTom isolators from 26.5<br />
to 43.5 GHz in both narrow and<br />
wide-band frequency ranges.<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
65 V LDMOS<br />
Transistor Offers<br />
2 kW<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a high-power<br />
transistor from Ampleon. The<br />
ART2K0PE power LDMOS<br />
transistor provides 2 kW of<br />
pulsed RF energy for ISM applications<br />
in the HF to 400 MHz<br />
band. Offering 28.5 dB of gain<br />
and drain efficiency of 73%,<br />
this transistor supports plasma<br />
generators, MRI systems, CO 2<br />
lasers and particle accelerators.<br />
Other uses are found in radio and<br />
VHF TV broadcast transmitters<br />
as well as HF communications<br />
and Radar systems in the Aerospace<br />
industry. High breakdown<br />
voltage enables class E operation<br />
up to 50 V V DS while the<br />
ART2K0PE is qualified up to<br />
a maximum V DS of 65 V. The<br />
device is characterized from 30<br />
to 65 V. Integrated dual sided<br />
ESD protection enables class C<br />
operation and complete switch<br />
off of the transistor. Capable of<br />
withstanding load mismatches<br />
corresponding to a SWR of 65.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
28 GHz Power Divider<br />
goes SMT<br />
RFMW announced availability<br />
of a portfolio of devices designed<br />
for use in next generation<br />
mmWave radio applications.<br />
Created by Knowles – DLI, the<br />
portfolio includes filters, broadband<br />
couplers and Wilkinson<br />
power dividers for n257, n258,<br />
n260 and n261 bands supporting<br />
mmWave 5G designs. The ceramic<br />
substrate product line utilizes<br />
patented materials exhibiting<br />
excellent temperature stability<br />
and high K factor. Combined,<br />
these characteristics enable off<br />
the shelf solutions with small<br />
size with high performance.<br />
For example, the PDW06984<br />
power divider operates from<br />
25 to 32 GHz with a maximum<br />
excess insertion loss of 0.7 dB<br />
while consuming just 2.5 mm 2<br />
of board space. With excellent<br />
repeatability, the couplers are<br />
ideal for ultra-compact phased<br />
array antenna applications. Evaluation<br />
boards are available for<br />
qualifying programs.<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
High-Linearity Power<br />
Amplifier for Band-3<br />
Small Cells<br />
RFMW announces design and<br />
sales support for a high-linearity,<br />
two-stage power amplifier<br />
in a low-cost surface-mount<br />
package. The Qorvo QPA9903,<br />
with on-chip bias control circuit,<br />
is suitable for small cell base station<br />
applications over the 1805<br />
– 1880 MHz frequency range<br />
(Band 3). Providing 32 dB gain<br />
and 36 dBm P3dB, the QPA9903<br />
achieves 50 dBc, DPD corrected<br />
ACPR at +28 dBm output power.<br />
Internally I/O matched to 50<br />
ohms and available in a 5 x 5<br />
mm surface mount package, this<br />
device also serves m-MIMO and<br />
DAS systems.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
6th Generation, 650 V SiC Schottky Diodes from Wolfspeed available<br />
Richardson RFPD, Inc. announced today<br />
the availability and full design support<br />
capabilities for the 6th generation family<br />
of SiC Schottky diodes from Wolfspeed,<br />
a Cree Company.<br />
The C6D family of 650 V SiC Schottky<br />
diodes is based on Wolfspeed’s innovative,<br />
robust and reliable 150 mm SiC wafer technology.<br />
The latest C6D technology offers<br />
low forward voltage drop (VF = 1.27 V @<br />
25°C) that has a significant impact on the<br />
reduction of conduction losses. This further<br />
enables high system level efficiency<br />
and power density in the most demanding<br />
power conversion applications, including<br />
power factor correction (PFC) and highvoltage<br />
DC/DC converters.<br />
To find more information or to purchase<br />
these products today online, please visit<br />
the Wolfspeed C6D 650V Schottky Diodes<br />
webpage. The devices are also available<br />
by calling 1-800-737-6937 (within North<br />
America); or please find your local sales<br />
engineer (worldwide) at Local Sales Support.<br />
To learn about additional products<br />
from Wolfspeed, please visit the Wolfspeed<br />
storefront webpage.<br />
■ Richardson RFPD<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 73
RF & Wireless<br />
WiFi6 Module Series<br />
Cellular IoT Platform<br />
u-blox has announced the JODY-W3<br />
series, multiradio modules featuring<br />
WiFi6 with 2 x 2 MIMO and dual-mode<br />
Bluetooth 5.1. Supporting the latest<br />
IEEE 802.11ax standard, also known<br />
as WiFi6, JODY-W3 is designed for<br />
the increasing number of wireless highspeed<br />
connections that will be required<br />
in the vehicle. This ranges from ultra-<br />
HD video infotainment streaming and<br />
screen mirroring, to wireless back-up<br />
cameras and cloud connectivity as well<br />
as vehicle systems maintenance and<br />
diagnostics. Bluetooth 5.1 provides<br />
direction finding along with long range,<br />
enabling applications such as keyless<br />
entry systems.<br />
JODY-W3 operates simultaneously at<br />
2.4 and 5 GHz to enable the highest<br />
possible performance in terms of data<br />
rates. The new WiFi6 standard also<br />
allows for a higher density of devices<br />
and less data congestion, precisely the<br />
environment found in the vehicle. Concurrent<br />
dual WiFi together with Bluetooth<br />
ensure that optimal data transfer<br />
is achieved while maintaining stable<br />
and clear telephony links. Naturally,<br />
WiFi6 is backwards compatible with<br />
previous standards, enabling continued<br />
interoperability with legacy hardware.<br />
The JODY-W3 module series also provides<br />
simultaneous operation modes<br />
supporting Access Point (AP), with<br />
up to 32 stations, Station (STA) and<br />
Wi-Fi Direct (P2P). This opens up new<br />
approaches to the implementation of<br />
over-the-air (OTA) updates, wireless<br />
vehicle diagnostics, interaction with<br />
electric vehicle charging infrastructure,<br />
and map updates. Security support for<br />
WPA3 is also implemented, delivering<br />
more robust authentication and increased<br />
cryptographic strength.<br />
Offered in a compact 13.8 x 19.8 mm<br />
form factor, this new series is compatible<br />
with u-blox JODY-W1 and JODY-<br />
W2 modules. The module is automotive<br />
grade, conforming to AEC-Q100<br />
Grade 2.<br />
■ u-blox AG<br />
info@u-blox.com<br />
www.u-blox.com<br />
Nordic Semiconductor announced that U.S.<br />
embedded design consultant, Signetik, is<br />
using the Nordic multi-mode LTE-M/NB-<br />
IoT with GPS Nordic nRF9160 Systemin-Package<br />
(SiP) at the heart of its newlylaunched<br />
SigCell pre-certified, batterypowered<br />
cellular IoT-based module platform.<br />
SigCell is designed to remove both the delay<br />
in time-to-market and commercial risk of<br />
developing a sensor-to-cloud IoT solution<br />
with both basic and big data AI analysis and<br />
machine learning capabilities. Signetik says<br />
the SigCell platform offers a vast range of<br />
environmental sensing and imaging processing<br />
capabilities that include (but are not<br />
limited to): temperature, humidity, movement,<br />
sound, light, rain, gun shot, and visual<br />
tracking. Typical battery-life is quoted at 2<br />
to 5 years in most applications depending<br />
on duty cycle.<br />
The Signetik SigCell platform uses the Nordic<br />
nRF9160 SiP’s 64MHz Arm Cortex-M33<br />
processor supported by 1 MB of Flash and<br />
256 KB of RAM memory to perform sensor<br />
data acquisition, edge computing, and<br />
even basic AI data analysis to avoid the<br />
financial and energy cost of sending large<br />
amounts of data to the cloud. Only if big<br />
data AI is required would collected IoT data<br />
be transferred. In addition to a wide range<br />
of IoT-targeted short- and long-range wireless<br />
module platforms and add-ons, Signetik<br />
offers a full range of embedded design services<br />
ranging from PCBs and RF antenna<br />
design, to smartphone and web application<br />
design, data server design, as well as server<br />
monitoring.<br />
■ Signetik<br />
www.signetik.com<br />
■ Nordic Semiconductor ASA<br />
www.nordicsemi.com<br />
UBNT Parabolic Adapter and<br />
Antenna Kits<br />
KP Performance Antennas has just debuted<br />
a new UBNT parabolic adapter and antenna<br />
kits ideal for the WISP industry. KP’s new<br />
UBNT parabolic adapter and antenna kits<br />
connect the Ubiquiti: PrismStation 5AC,<br />
IsoStation 5AC and IsoStation M5 to the<br />
KP 2-foot and 1-foot 5 GHz ProLine parabolic<br />
antennas. This allows the radios to be<br />
used with KP’s ProLine parabolic antenna<br />
to provide high gain and reduced interference<br />
in point-to-point links. Other benefits<br />
of this adapter and antenna kits include<br />
adjustable polarization, ease of installation<br />
and reduced install costs.<br />
■ KP Performance Antennas<br />
www.kp-performance.com<br />
Automatic LTE-V2X Device<br />
Evaluations to Increase<br />
Productivity<br />
Anritsu Corporation announced two new<br />
software options for its Universal Wireless<br />
Test Set MT8870A to measure RF characteristics<br />
of 3GPP-compliant LTE-V2X (PC5)<br />
devices. The new software options are LTE-<br />
V2X Tx Measurement MX887068A and<br />
LTE-V2X Waveforms MV887068A and<br />
offer the industry‘s fastest, fully automatic,<br />
non-signaling based LTE-V2X TRx tests.<br />
Customers already using the MT8870A can<br />
extend its functionality simply by installing<br />
the software, with no need to invest in new<br />
equipment. With four TRX measurement<br />
modules installed in the MT8870A, four<br />
DUTs (devices under test) can be connected<br />
and measured simultaneously. Different<br />
wireless systems can also be measured in<br />
parallel, cutting measurement time and the<br />
74 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
RF & Wireless<br />
space taken up by test equipment. The new<br />
software expands the capabilities of the Universal<br />
Wireless Test Set MT8870A, which is<br />
designed for mass-production test of multistandard<br />
wireless systems. In addition to<br />
LTE-V2X and IEEE 802.11p (DSRC) for<br />
automotive solutions, the test set also supports<br />
the latest 5G sub-6 GHz, LTE, NB-IoT,<br />
Cat-M, WLAN and Bluetooth standards.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
Stress Relief Contacts<br />
protect Microstrip Circuits<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for microwave stress relief contacts. The<br />
Anritsu S110-3 sliding contact is designed<br />
to slip over the pin of glass bead interfaces<br />
in microstrip or hybrid circuit housings. This<br />
minimizes the danger of solder connection<br />
or bond wire breakage during thermal and<br />
mechanical movement of the housing and<br />
microcircuit. The S110-3 fits 15 mil (0.38<br />
mm), glass-feedthrough, center conductors<br />
for connection to microstrip or coplanar<br />
waveguide designs on Duroid substrates.<br />
Operational to 40 GHz, they are made of<br />
heat-treated BeCu with a bondable gold<br />
over nickel plating.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
New SatCom Software<br />
Reference Design<br />
Richardson RFPD, Inc. announced their<br />
full support for a new reference design<br />
from Wolfspeed, a Cree Company. The<br />
CGHV1F025S-AMP4 reference design is a<br />
balanced amplifier that combines two unmatched<br />
surface mount transistors to provide<br />
over 50 W of power from 4.4 to 5 GHz. The<br />
design goal of the CGHV1F025S-AMP4<br />
was to create an application circuit for tactical<br />
radio capable of operating under a constant<br />
amplitude signal such as offset QPSK<br />
(OQPSK). It utilizes the CGHV1F025S,<br />
a 25 W RF power transistor housed in a plastic<br />
package DFN package for surface mount<br />
applications. Breakout paths are available<br />
on the board to operate a single device for<br />
applications requiring lower output power.<br />
With measured EVM less than 3 % under 6<br />
dB PAPR OQPSK signal, the design meets<br />
harsh linearity requirements for troposcatter<br />
tactical radio. It is also suitable for satellite<br />
communications (SatCom) and radio links<br />
applications.<br />
■ Richardson RFPD<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
GaN-on-SiC Transistor for<br />
ISM Applications at 2450 MHz<br />
Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />
and full design support capabilities<br />
for a new RF power GaN transistor from<br />
NXP Semiconductors. The MRF24G300HS<br />
is a 300 W CW GaN transistor designed<br />
for industrial, scientific and medical (ISM)<br />
applications at 2450 MHz. It offers 73 %<br />
drain efficiency at 2450 MHz, and the highpower<br />
density of GaN enables the device to<br />
reach high-output power in a small footprint.<br />
The device is suitable for use in CW, pulse,<br />
cycling and linear applications, including<br />
industrial heating, welding and heat sealing,<br />
plasma generation, lighting, scientific<br />
instrumentation, microwave ablation and<br />
diathermy. This high-gain, high-efficiency<br />
device is easy to use and provides long life<br />
in even the most demanding environments.<br />
Additional key features include:<br />
• Device can be used in a single-ended or<br />
push-pull configuration<br />
• Input-matched for simplified input circuitry<br />
• Qualified up to 55 V<br />
• Available in NI-780S-4L package<br />
• Test fixture is also available<br />
■ Richardson RFPD<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
Ultra-Low Phase Noise<br />
VCXO<br />
Euroquartz has launched a new ultralow<br />
phase noise voltage-controlled crystal<br />
oscillator (VCXO) from US manufacturer<br />
Greenray Industries. The new<br />
surface mount devices also offer low<br />
g-sensitivity performance making them<br />
ideal for use where vibration conditions<br />
are encountered.<br />
Greenray’s new N623-1 VCXO offers<br />
nominal 100 MHz frequency sinewave<br />
output from a 9 x 14 mm SMD<br />
package with typical phase noise performance<br />
ranging from -85 dBc/Hz at<br />
10 Hz frequency offset up to -175 dBc/<br />
Hz at 1 MHz frequency offset. Phase<br />
noise is a critical characteristic in many<br />
applications including communications<br />
and digital systems as well as high performance<br />
radar installations. The new<br />
N623-1’s low-g sensitivity performance<br />
ensures that phase noise performance is<br />
maintained under vibration conditions<br />
enabling their use as stable reference<br />
sources in communications, aerospace<br />
and defence systems and applications.<br />
Additional specifications include supply<br />
voltage of 5 V DC, current requirement<br />
of 30 mA, typical load of 50<br />
ohms, power level at 25 °C of 12 dBm<br />
typical and operating temperature range<br />
from -40 to +85 °C. Frequency variation<br />
over the full operational temperature<br />
range is ±15 ppm while frequency<br />
versus supply voltage is ±1 ppm for<br />
±0.25 V change. Ageing characteristic<br />
over 1 year is less than 1 ppm. Other<br />
frequencies and options are available<br />
to special order. Environmental specifications<br />
include random vibration to<br />
MIL-STD-202, Meth 204, Cond A and<br />
mechanical shock per MIL-STD-202,<br />
Meth 213, Cond C.<br />
■ Euroquartz, Ltd.<br />
sales@euroquartz.co.uk<br />
www.euroquartz.co.uk<br />
hf-praxis 4/<strong>2020</strong> 75
The 2015 IEEE MTT-S<br />
International Microwave Symposium<br />
SEE US AT<br />
BOOTH#<br />
2047<br />
www.minicircuits.com (718) 934-4500 sales@minicircuits.com<br />
DISTRIBUTORS<br />
614 Rev A_P.indd 1
Technology for Every Application!<br />
FILTERS<br />
from DC to 86 GHz<br />
LTCC<br />
Lumped L-C<br />
Ceramic Resonator<br />
Reflectionless Filters<br />
Suspended Substrate<br />
Microstrip<br />
Alumina<br />
Cavity<br />
Waveguide<br />
614 Rev A_P<br />
3/6/20 4:02 PM
Aktuelles<br />
Feldversuche für Car2X auf Basis von<br />
Software Defined Radio<br />
Becker Nachrichtentechnik und<br />
das Fraunhofer Heinrich-Hertz-<br />
Institut (HHI) in Berlin entwickeln<br />
zusammen eine optimierte<br />
Lösung um Car2X-Feldversuche<br />
durchzuführen. Dabei stellt<br />
Becker Nachrichtentechnik sein<br />
optimiertes HF-Frontend TDD-<br />
FE5G88 zur Verfügung, während<br />
sich das HHI auf die SDR-<br />
Technologie und die Integration<br />
ins Gesamtsystem konzentriert.<br />
Die SDR-Lösung erlaubt ein<br />
Maximum an Flexibilität bei<br />
der Implementierung auch der<br />
neuesten Features aus der andauernden<br />
Standardisierung von<br />
3GPP, während das dedizierte<br />
Frontend sicherstellt, dass die<br />
Lösung auch in realistischer<br />
Umgebung mit Interferenz und<br />
starker Ausbreitungsdämpfung<br />
voll funktionsfähig bleibt.<br />
In Empfangsrichtung hat das<br />
Frontend-Modul eine hohe<br />
Selektivität zur Unterdrückung<br />
von Störern bei gleichzeitig<br />
hoher Empfangsempfindlichkeit.<br />
In Senderichtung wird ausreichen<br />
Sendeleistung bereitgestellt<br />
um auch größere Entfernungen<br />
zu überbrücken.<br />
Der Fokus der SDR-Implementierung<br />
zielt auf das Kommunikationsprotokoll<br />
PC5 (sidelink<br />
mode4) nach 3GPP Release 14.<br />
Es ermöglicht die direkte Kommunikation<br />
zwischen Endgeräten<br />
ohne weitere Infrastruktur,<br />
und ermöglicht damit auch den<br />
Einsatz in ländlichen Gebieten<br />
und überall wo kein Mobilfunknetz<br />
in ausreichender Qualität<br />
zur Verfügung steht. Durch die<br />
Implementierung von gezielten<br />
Verbesserungen im „physical<br />
layer“ (PHY) kann das Fraunhofer<br />
HHI gezielt die Übertragung<br />
analysieren und verbessern.<br />
Die kompakte Gesamtlösung<br />
wird damit als robustes Kernelement<br />
dem deutschen Projekt<br />
5G-NetMobil zur Verfügung stehen,<br />
in dem vielfältige Anwendungsfälle<br />
untersucht werden<br />
sollen. So soll u.a. High Density<br />
Platooning (HDPL), also<br />
ein Konvoi von mehreren Lastkraftwagen,<br />
realisiert werden,<br />
bei dem ein Fahrer nur das erste<br />
Fahrzeug steuert, während die<br />
folgenden Fahrzeuge über die<br />
Car2X-Kommunikation präzise<br />
im Konvoi gehalten werden.<br />
Die Kombination von SDR<br />
und dediziertem Frontend wird<br />
den Anwendern der Versuchsanordnungen<br />
erlauben, sich auf die<br />
Applikation zu konzentrieren,<br />
ohne sich mit lästigen Funkausbreitungsproblemen<br />
beschäftigen<br />
zu müssen.<br />
Software Defined Radio ist eine<br />
ideale Technologie im Bereich<br />
der Entwicklung von modernen<br />
Funksystemen, ist aber ohne<br />
dediziertes Radio-Frontend nur<br />
in der Laborumgebung sinnvoll<br />
nutzbar, wo Interferenz durch<br />
andere Funksysteme ausreichend<br />
abgeschottet werden kann.<br />
In der Realität muss ein Funksystem<br />
aber auch in der Nähe<br />
von Mobilfunkmasten und in<br />
Anwesenheit von vielen anderen<br />
Radiosystemen zuverlässig<br />
funktionieren.<br />
■ Becker Nachrichtentechnik<br />
GmbH<br />
www.becker-rf.com<br />
Fliegende Simulatoren<br />
Atlantic Microwave, bekannt für seine<br />
innovativen Ansätze für SatCom-Off-Air-<br />
Tests, hat den Erstflug seines Produkts<br />
„DSS Satellite Simulator“ an Bord einer<br />
Drohne mit acht Rotoren offiziell bestätigt.<br />
Dies ist nicht nur ein erster Satellitensimulator<br />
in der Luft, sondern es ist auch<br />
das erste Mal in der Geschichte, dass ein<br />
unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) für eine<br />
solche Aufgabe eingesetzt wurde. Satellitensimulatoren<br />
ermöglichen HF-Tests von<br />
mobilen Satellitenkommunikations- systemen<br />
ohne Verkabelung, in der Halle, auf<br />
dem Rollfeld oder im Hafen. Diese Simulatoren<br />
sind sowohl im Uplink- als auch im<br />
Downlink-Band mit doppelt polarisierten<br />
Hornantennen ausgestattet. Für jede Frequenzumwandlung<br />
gibt es einen separaten<br />
Abschwächer, der die Einstellung der<br />
Signalpegel ermöglicht.<br />
In der Drohnen-Satellitensimulator-(DSS)-<br />
Serie wird das DSS so gesteuert, dass es<br />
vor dem Testen mit der Schiffsantenne in<br />
der Luft ausgerichtet wird. Durch anschließendes<br />
Manövrieren der Drohne kann der<br />
Bediener auf einfache Weise die Satellitenverfolgung<br />
des Terminals testen.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
78 hf-praxis 4/<strong>2020</strong>
Anleitung zur Handhabung der Schnellsteckverbindungen (“Push-On”) der Serien N,<br />
TNC und 7/16. Sie koppeln in Sekunden an die Standardbuchse des gleichen Typs.<br />
1. Verwandeln Sie ihr Standard-Kabel mit<br />
N-Stecker in ein “Push-On”-Kabel mit<br />
Hilfe des “Push-On”-Adapters.<br />
2. Fassen Sie den Adapter fest am Rändel<br />
der Schiebemutter an.<br />
3. Setzen Sie den Adapter auf die Buchse<br />
des Gegenstücks auf und bewegen Sie die<br />
Schiebemutter ganz nach vorne. Die Feststellmutter<br />
muss dabei gelöst sein.<br />
4.Lassen Sie die Schiebemutter zurückrutschen,<br />
sie verriegelt dann automatisch. Die Verbindung<br />
ist hergestellt, in Sekunden und sicher, und die<br />
Verbindung ist komplett verriegelt.<br />
5. Zum Lösen der Verbindung bewegen Sie die<br />
Schiebemutter nach vorne. Um zu verhindern,<br />
dass die Mutter wieder zurückrutscht, setzen Sie<br />
Ihre Finger dabei auf der Feststellmutter auf.<br />
6. Sichergestellt durch Ihre Finger auf der<br />
Feststellmutter kann die Schiebemutter nicht<br />
zurückrutschen, und Sie können den Schnellstecker<br />
jetzt wieder abziehen.<br />
Anleitung zur Handhabung der Schnellsteckverbindungen (“Push-On”) SMA male und SMA female.<br />
Diese Schnellsteckverbindungen können mit jedem standardmäßigen SMA verbunden werden.<br />
1. Verwandeln Sie ihr Standard-Kabel mit<br />
SMA Stecker in ein “Push-On”-Stecker-Kabel<br />
durch Aufschrauben des “Push-On-m”-Adapters.<br />
2. Aus Ihrem Standard-Kabel ist jetzt ein<br />
SMA-Stecker-Schnellverbindungs-Kabel<br />
geworden.<br />
3. Stecken Sie den SMA Schnellstecker auf<br />
die standardmäßige SMA Buchse des Gegenstücks<br />
auf. Die Verbindung ist in Sekunden<br />
hergestellt.<br />
4. Um die Verbindung zu lösen, ziehen Sie<br />
den Schnellstecker einfach ab.<br />
Unsere Kontaktdaten:<br />
www.spectrum-et.com<br />
Email: sales@spectrum-et.com<br />
Tel.: +49-89-3548-040<br />
Fax: +49-89-3548-0490<br />
1. Verwandeln Sie ihr Standard-Kabel mit<br />
SMA Stecker in ein “Push-On”-Buchse-<br />
Kabel durch Aufschrauben des “Push-Onf<br />
”-Adapters.<br />
2. Aus Ihrem Standard-Kabel ist jetzt ein<br />
SMA-Buchse-Schnellverbindungs-Kabel<br />
geworden.<br />
3. Stecken Sie die SMA Schnellverbindungs-Buchse<br />
auf den standardmäßigen SMA<br />
Stecker des Gegenstücks auf. Die Verbindung<br />
ist in Sekunden hergestellt.<br />
4. Um die Verbindung zu lösen, ziehen Sie<br />
die Schnellverbindungs-Buchse einfach<br />
ab.
5<br />
0<br />
MEMS Switches.<br />
Ultra-low insertion loss - High-Linearity: >85dBm IP3 - From DC to > 30GHz<br />
High-power handling: >100W (CW) - Hot-switch Capable<br />
Replace both Electro-Mechanical and Solid-State RF Switches<br />
High Power RF Switching<br />
Six Channel SPST<br />
25 W/Channel CW<br />
DC to 3.0 GHz<br />
6.0mm x 6.0mm BGA<br />
Embedded Controller<br />
DC to X-Band<br />
SP4T DC to 12 GHz<br />
25 W/Channel CW<br />
4.0mm x 4.0mm LGA<br />
Embedded control<br />
w. V Boost<br />
Applications<br />
Tunable Filters<br />
High Power RF Front-End<br />
Antenna Tuning<br />
RF Switch Matrix<br />
Applications<br />
Data Acquisition<br />
Test & Measurement<br />
Wireless Infrastructure<br />
RF EM Relay Replacement<br />
Six Channel SPST<br />
High Power HF (25 W)<br />
6.0mm x 6.0mm BGA<br />
SP4T DC to 18 GHz<br />
25 W/Channel CW<br />
2.6mm x 2.6mm CSP<br />
1<br />
MM3100 and MM3130 are high power 6-channel SPST micromechanical<br />
switches developed in Menlo Micro´s Ideal Switch<br />
fabrication process. Each switch provides ultra low on-state<br />
insertion loss and high off-state isolation from DC to 3 GHz<br />
with greater than 3 billion switching cycles.<br />
Ideal for replacing RF electro-mechanical relays, as well as<br />
RF/microwave solid-state switches in applications where<br />
linearity and low insertion loss are critical.<br />
Learn More:<br />
www.menlomicro.com<br />
9<br />
7<br />
2<br />
RF_FLYER_MWC19_Final<br />
Friday, February 15, 2019 2:44:16 PM<br />
100<br />
95<br />
75<br />
100<br />
25<br />
95<br />
5<br />
Weitere Informationen erhalten Sie über –><br />
HEILBRONN<br />
HAMBURG<br />
MÜNCHEN<br />
RF_FLYER_MWC19_Final<br />
Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn<br />
Tel. (07131) 7810-0 • Fax (07131) 7810-20<br />
Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt<br />
Tel. (040) 514817-0 • Fax (040) 514817-20<br />
Streiflacher Str. 7 • 82110 Germering<br />
Tel. (089) 894 606-0 • Fax (089) 894 606-20<br />
75<br />
GLOBES<br />
RF_FLYER_MWC19_Final<br />
25<br />
Friday, February 15, 2019 2:44:17 PM<br />
E L E K T R O N I K<br />
5<br />
0<br />
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95<br />
75<br />
hf-welt@globes.de<br />
www.globes.de<br />
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