2-2024

Messtechnik
Schnelle Messungen
mit Echtzeit-Spektrumanalysatoren
Der SPECTRAN V6 PLUS setzt mit einer Sweep-Geschwindigkeit von über
1 THz/s neue Maßstäbe in der USB-Kompaktklasse
Ob Spektrum-Monitoring, HFund
Mikrowellen-Messungen,
EMV-Tests oder WLAN-Analyse:
Aktuelle Funkanwendungen
erfordern exakte Messungen
in größeren Frequenzbereichen
in kürzerer Zeit. Das
einzusetzende Equipment muss
dem Rechnung tragen. Gleichzeitig
spielt der Zeitfaktor bei
allen Arten von Messungen eine
immer bedeutendere Rolle, da er
sich unmittelbar auf die Kosten
auswirkt.
USB-basierte Echtzeit-Spektrumanalysatoren
bieten hier
diverse Vorteile. Einerseits sind
sie kostengünstig zu erwerben
und platzsparend einzusetzen.
Andererseits erlaubt das direkte
Streaming der digitalisierten
Messdaten das lückenlose Speichern
auf dem verwendeten PC,
wodurch jede denkbare Art der
nachträglichen Detailanalyse ermöglicht
wird. Einschränkungen
sind hier nur durch die PC-Performance
zu erwarten; diese
wird jedoch häufiger erneuert als
das eigentliche Messequipment.
Darüber hinaus lassen sich die
Funktionen solcher softwarebasierten
Geräte durch einfache
Upgrades der modularen Analyse-Software
nahezu beliebig
erweitern. Jüngstes Beispiel ist
Aaronia AG
www.aaronia.com
die Anpassung des Frequenzspektrums
für EMV-Messungen.
So legt die CISPR 16-2-3 neuerdings
fest, dass Geräte zur Messung
von Funkstörspannungen
und -strömen den gesamten
Frequenzbereich von 9 kHz bis
1 GHz abdecken müssen. Um
diesen verlässlich und dennoch
effizient untersuchen zu können,
sind Echtzeit-Spektrumanalysatoren
mit extrem hohen Sweep-
Geschwindigkeiten unabdingbar.
Hier gilt im Grunde: je schneller,
desto besser.
Derzeit sind Analyzer am Markt
zu finden, die 3 THz/s Sweep-
Geschwindigkeit und mehr bieten.
Damit wird jeder Tester in
die Lage versetzt, selbst sehr
kurze Impulse sicher zu detektieren,
die sich sonst nicht erkennen
lassen würden. Möglich wird
dies u.a. durch ein neues Verfahren,
welches zwei an sich unabhängige
Eingänge so zusammenschaltet,
dass sie seriell genutzt
werden können. Auf diese Weise
werden die Messungen erheblich
beschleunigt, was eine enorme
Zeit- und Kostenersparnis mit
sich bringt.
Das Bild zur EMV-Messung
beispielsweise zeigt eine breitbandige
und dennoch sehr
schnelle entwicklungsbegleitende
Analyse einer fiktiven
Baugruppe. Der Tester hat die
beiden für seine Messung notwendigen
Grenzwerte (Limits)
bereits konfiguriert, was im
Falle der hier gezeigten Software
bequem per definierter
Voreinstellungen möglich ist.
Im gezeigten Anwendungsfall
sind Messungen zur EN 55015
(rot) und EN 61800-3 (blau)
notwendig. Deutlich und übersichtlich
erfolgt die Anzeige
der Ergebnisse aus dem gesamten
Frequenzspektrum, wobei
sofort ersichtlich ist, bei welcher
Frequenz das jeweilige Limit
überschritten wird. Zusätzlich
kann der Tester dies anhand
einer separaten Tabelle nahezu
in Echtzeit überprüfen: In den
letzten beiden Spalten werden
bei Überschreitungen der Limits
die jeweiligen Frequenzen in
einer anderen Farbe (links EN
55015, rechts EN 61800-3) dargestellt.
Da hier im Beispiel 18
Frequenzen über dem Grenzwert
liegen, lässt sich rückschließen,
dass mehr als ein defektes Bauteil
die Ursache ist und daher die
betreffende Baugruppe überarbeitet
werden muss.
Neben Analyzer und Software
spielen auch die Antennen eine
große Rolle, um Messungen
kosteneffizient durchzuführen.
Eine Antenne ist immer dann
besonders gut geeignet, wenn
sie auf den für die jeweilige
Anwendung relevanten Frequenzbereich
hin angepasst ist.
Ideal sind allerdings Antennen,
die breitbandig eingesetzt werden
können. Dann ist es etwa
möglich, Messungen im Bereich
von 9 kHz bis 1 GHz durchzuführen,
ohne während des Messvorgangs
das Equipment wechseln
zu müssen. Selbst wenn die
breitbandige Antenne doppelt
so teuer sein sollte wie die für
eine bestimmte Frequenz konzipierte,
macht sich die Investition
bezahlt. Schließlich kosten
Umrüstzeiten und Neueinstellungen
des Analyzers neben Nerven
auch Zeit. Außerdem handelt
es sich bei einer Änderung des
Messaufbaus auch immer um
eine potenzielle Fehlerquelle.
Zusammenfassend lässt sich
sagen, dass moderne und
schnelle USB-basierte Echtzeit-
Spektrumanalysatoren erheblich
mehr Flexibilität als klassische
Benchtop-Systeme bieten. Darüber
hinaus kann das Equipment
auf einfache Art und Weise an
gestiegene Anforderungen angepasst
werden. ◄
Die enorme Echtzeit-Bandbreite von bis zu 245 MHz sowie die ultraschnelle
Sweep-Geschwindigkeit des SPECTRAN V6 ermöglichen EMV-Messungen
in Echtzeit. Die gleichzeitige Anzeige mehrerer Grenzwerte erhöht die
Geschwindigkeit der Messung erheblich, da sie nicht mehr einzeln
durchgeführt werden müssen. Der Screenshot zeigt eine gleichzeitige Live-
Messung nach EN55015 und EN61800-3 Norm mit visueller Rückmeldung bei
Nichteinhaltung der Grenzwerte (rot)
36 hf-praxis 2/2024