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INSTRUMENTATION GENERALE
Générateurs de signaux RF
Générateur de signaux SMIQ
Possibilités et précisions du réglage
électronique de niveau
Photo 43304/3n
Fig. 1
Le SMIQ offre une multitude de fonctions d’atténuation et de commande automatique du niveau.
Les atténuateurs mécaniques ont
besoin d’un temps de réglage relativement
long et font l’objet d’une
usure notable en cas de commutations
fréquentes. C’est la raison pour
laquelle le générateur de signaux
SMIQ est équipé en supplément d’un
réglage électronique du niveau.
Réglage de niveau sur le SMIQ :
mécanique et électronique
La plupart des générateurs de signaux
sont dotés d’atténuateurs mécaniques
sujets à l’usure en cas de commutations
extrêmement fréquentes. C’est pour
réduire cette usure que le générateur de
signaux SMIQ (fig. 1) comporte en outre
deux dispositifs électroniques d’atténuation
de niveau (fig. 2 à la page suivante).
Le réglage électronique du niveau du
SMIQ, à dynamique de 90 dB, a l’avantage
de fonctionner sans usure et de permettre
un réglage rapide du niveau, sans
réduire pour autant la précision. Il s’agit
là d’un aspect important pour l’utilisation
du SMIQ dans un environnement de
production, où des millions de réglages
différents de niveau sont nécessaires.
Trois modes d’atténuation du
niveau
Trois modes d’atténuation sont disponibles
pour le réglage du niveau de sortie
RF sur le SMIQ (fig. 3). L’utilisateur choisit
parmi les modes suivants le mieux
adapté à son application :
• L’« ATTENUATOR MODE AUTO » est le
mode standard du SMIQ. Le niveau
se règle ici par pas de 5 dB à l’aide
de l’atténuateur mécanique. La valeur
différence nécessaire à l’atténuation
désirée est automatiquement réglée
par l’intermédiaire de la boucle ALC
(fig. 2). Dans ce mode, la boucle ALC
fonctionne dans une plage comprise
entre 0 dB et 4,9 dB.
• En cas de choix de l’« ATTENUATOR
MODE FIXED », l’atténuateur mécani-
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Actualités de Rohde&Schwarz N o 171 (2001/II)

que n’est pas mis en service, et les
réglages de niveau qui suivent sont
assurés par la boucle ALC, dans une
plage de sortie de 0 dB à –25 dB par
rapport au niveau RF à l’instant de
mise sous tension.
• En mode « ATTENUATOR MODE
ELECTRONIC », le niveau RF est
abaissé de 70 dB maximum par le
circuit d’atténuation situé en sortie
du modulateur I/Q. L’addition de la
boucle ALC étend la dynamique de
réglage de niveau à 90 dB au total.
Quatre modes de l’ALC
Sur le SMIQ, on dispose de quatre
modes de l’ALC pour régler le niveau
RF sur le niveau de référence réglé
(fig. 3). Cette diversité permet d’assurer
toujours une adaptation optimale du
niveau aux différentes modulations et
normes de radiocommunications analogiques
et numériques. L’utilisateur peut
avoir toujours confiance dans l’assurance
de la meilleure stabilité et de la
meilleure précision possibles du niveau :
• L’« ALC AUTO » est le réglage de base
en service. L’état de l’ALC est ici
adapté automatiquement aux conditions
de fonctionnement du SMIQ, et
la boucle ALC automatiquement mise
en service ou hors service selon la
modulation sélectionnée.
• L’« ALC ON » impose le fonctionnement
de la boucle ALC indépendamment
de la modulation sélectionnée
ou du mode de fonctionnement du
SMIQ.
Equipé au mieux : trois circuits de réglage du niveau dans le SMIQ
Le SMIQ contient trois circuits d’atténuation
et de stabilisation du niveau.
L’action automatiquement conjuguée
de ces trois circuits garantit une stabilité
optimale, une haute linéarité et une
grande précision du niveau RF. La figure
2 montre dans quel ordre sont disposés
les modules de commande du niveau
sur le chemin du signal dans le SMIQ.
➀ L’atténuateur à commande mécanique
se trouve entre le circuit de
sortie RF et la sortie de l’appareil et
a les propriétés suivantes :
• commande par bonds de 5 dB
• plage d’atténuation de 135 dB
(par pas de 5 dB)
➁ La commande automatique de
niveau (ALC) se trouve en amont de
l’atténuateur mécanique ➀ sur le
chemin du signal et dispose de :
• atténuation électronique du
niveau, réglable par pas de 0,1 ou
0,01 dB
• plage d’atténuation de 25 dB
(linéaire)
L’ALC a trois missions :
• réglage du niveau
• stabilisation du niveau en température
et dans le temps
• modulation d’amplitude (AM) par
variation de la valeur de consigne
(U consigne , voir fig. 2)
➂ L’atténuateur à diode PIN se trouve
en sortie du modulateur I/Q et dispose
de :
• réglage électronique de l’atténuation
avec une résolution de 0,1
ou 0,01 dB
• plage d’atténuation de 70 dB
Atténuateur à diode PIN
300 MHz
Modulateur
I/Q
Diode PIN,
modulateur,
atténuateur
ALC – automatic level control
Diode PIN,
modulateur
Amplificateur
Amplificateur
Amplificateur
Diode de
détection
Atténuateur
mécanique
Atténuateur
mécanique
Sortie
RF
U fix
A
N
CAN
Ampli de U consigne
atténuateur
régulation
3 Lev Att_Mod
2
1
U réelle
U dif.
Commande
Fig. 2
Trois circuits de réglage du niveau dans le SMIQ.
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Actualités de Rohde&Schwarz N o 171 (2001/II)

INSTRUMENTATION GENERALE
Analyseurs de signaux
Fig. 3
Le menu LEVEL –
LEVEL (en haut)
permet de régler
différents modes
d’atténuation, et le
menu LEVEL – ALC
(en bas) de choisir
entre quatre modes
pour la commande
automatique de
niveau.
Ecarts de niveau minimes
Les courbes de la figure 4 montrent les
écarts de niveau du SMIQ à quatre fréquences:
• 89 MHz, fréquence usuelle en radiodiffusion
sonore analogique,
• 900 MHz pour la norme de radiocommunications
mobiles GSM,
• 1900 MHz pour la bande PCS et
• 3,3 GHz, gamme de fréquence maximale
du SMIQ03B.
• En mode « ALC OFF MODE SAMPLE&
HOLD », le niveau est réétalonné à
chaque réglage de niveau ou de fréquence.
Le SMIQ passe alors un court
instant en mode CW et active l’ALC.
Une fois que le niveau de consigne
est atteint, le niveau est bloqué, et la
boucle ALC mise hors service.
• En mode « ALC OFF MODE TABLE », le
valeur de référence pour le réglage du
niveau est prélevée dans une table, et
le niveau adapté en conséquence à
chaque modification de niveau ou de
fréquence.
Chacun de ces modes de l’atténuateur
ou de l’ALC a ses avantages et ses incon-
vénients quant au temps de réglage, à la
précision, à la stabilité et à la fidélité du
niveau pour les différentes modulations
analogiques ou numériques pouvant être
réglées sur l’appareil. Une note d’application
gratuite [*] décrit en détail ces
avantages et ces inconvénients.
Ecart relatif
de niveau / dB
0,20
0,10
0,00
–0,10
–0,20
–126
Pour toutes les mesures, on a fait varier
le niveau RF par bonds de 2,5 dB sur
toute la gamme dynamique. La comparaison
de la figure 4 entre atténuateur
mécanique et atténuation électronique
montre que l’écart total par rapport à un
niveau de référence réglé à 9 dBm ou
10 dBm n’est pas supérieur à ±0,15 dB
pour l’atténuateur mécanique (en haut)
et à 0,6 dB pour l’atténuation électronique
(en bas). Bien que les écarts de
l’atténuation électronique soient légèrement
supérieurs, en particulier aux faibles
niveaux, les courbes du bas de la
figure 4 font apparaître une courbe de
niveau constante sur toute la dynamique,
parfaitement comparable à celle de l’atténuateur
mécanique.
–100 –80 –60 –40 –20 0 9
Niveau réglé / dBm
0,60
Fig. 4
Ecart relatif mesuré par rapport au niveau réglé
dans le cas de l’atténuateur mécanique (en
haut) et dans celui de l’atténuation électronique
(en bas). En bleu : 89 MHz, en rouge : 900 MHz,
en vert : 1,9 GHz, en jaune : 3,3 GHz.
Ecart relatif
de niveau / dB
0,40
0,20
0,00
–0,20
–85 –70 –60 –50 –40 –30 –20 –10 0 10
Niveau réglé / dBm
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Products: SMIQ - Vector Signal Generator
Most signal generators are equipped with a mechanical attenuator. Those attenuators are exposed to
mechanical stress due to mechanical switching. To avoid mechanical stress on the attenuator the SMIQ is
additionally equipped with two electronic attenuator functions that provide level settings without degrading
attenuator performance and without exposing the attenuator to mechanical stress. These functions are
especially useful in production and production testing where frequent level setting is necessary.
Subject to change – Dr. Markus Banerjee 05/2001 – 1GP42_0E
Digital signals of your choice
• Frequency range 300 kHz to • Generation of TDMA, CDMA,
2.2 GHz/3.3 GHz/4.4 GHz/ WCDMA and CDMA2000
6.4 GHz
standard signals to all main
• Analog and digital modulation mobile radio standards
• Versatile and broadband gen- • Broadband I/Qmodulator with
eration of digitally modulated outstanding vector accuracy
signals up to 18 Msymbol/s • Optional internal fading
simulator to test specifications
of mobile radio standards
• Optional internal noise generator
and distortion simulator
• Optional BER measurement
• Optional arbitrary waveform
generator
• Low ACP for IS-95 CDMA and
WCDMA (option)
• Low cost of ownership due to
three-year calibration intervals
• Future-oriented platform concept
Niveau de sortie RF / dBm
–5,50
–5,55
–5,60
–5,65
–5,70
–5,75
WCDMA-Modulation
– ALC OFF
ALC OFF MODE TABLE
WCDMA-Modulation
Modulation
– ALC OFF
ALC OFF MODE SAMPLE&HOLD
Fig. 5
Stabilité du niveau d’un signal WCDMA. Pour
montrer la stabilité du niveau du circuit ALC,
un signal CW a d’abord été mesuré comme
référence.
–5,80
–5,85
–5,90
–5,95
CW MODE – ALC ON
–6,00
0 20 40 60 80 100 120
Temps / min
La note d’application déjà mentionnée
décrit une multitude de mesures faisant
intervenir les combinaisons les plus
usuelles des modes d’atténuation et de
l’ALC susceptibles d’être réglés sur le
SMIQ.
Grande stabilité du niveau et
excellente fidélité
La figure 5 montre les écarts de niveau
d’une porteuse WCDMA par rapport à
une porteuse CW de même fréquence.
Pour déterminer exactement la stabilité
du niveau, on mesure l’écart par rapport
au niveau de consigne en mode CW,
et on observe la stabilité du niveau en
fonction du temps. Les valeurs réglées
sont une consigne de –5,8 dBm et
une fréquence de 2 GHz. Le niveau RF
est abaissé toutes les 30 secondes à
une valeur quelconque, puis ramené à
la valeur de consigne pour une durée
de mesure de deux heures. Le niveau
du signal CW est constant, à environ
–5,81 dBm. La commande automatique
de niveau ALC régule le niveau RF en
permanence et corrige les écarts éventuels
par rapport à la consigne. En cas
de sélection de la modulation WCDMA
et du mode ALC « SAMPLE & HOLD »,
la fidélité se dégrade, et le niveau de
sortie alterne entre deux valeurs différant
de 0,1 dB. En mode « ALC OFF
MODE TABLE », cet effet n’apparaît pas,
et l’on n’a pas de détérioration de la
fidélité.
L’avantage du mode « SAMPLE & HOLD »
est de ne pas nécessiter de réétalonnage,
conseillé pour le mode TABLE, en
cas de variations de température de plus
de 5 °C.
La visualisation graphique montre nettement
les avantages du mode TABLE
en matière de fidélité. La stabilité du
niveau est alors très proche de celle
obtenue en mode ALC ON et permet
des réglages précis de niveau dans
une plage de quelques centièmes de
décibel. Ceci est particulièrement important
en mode « ATTENUATOR MODE
ELECTRONIC », dans lequel les niveaux
sont réglés et corrigés en mode « ALC
OFF MODE TABLE ». Il en résulte en production
un réglage électronique exact du
niveau sur une large dynamique, une
grande stabilité du niveau et une excellente
fidélité, ainsi que la possibilité de
régler rapidement différents niveaux.
Dr Markus Banerjee
Autre article sur le SMIQ dans
ce numéro :
Avec WinIQSIM, équipés au mieux
pour les normes 3G TDD (p. 16)
Autres informations et fiche technique :
www.rohde-schwarz.com
(mot-clé SMIQ)
Level Accuracy and
Electronic Level Settings of SMIQ
Appl. Note 1GP42
Vect
or Signal Generator SMIQ
Fiche technique
SMIQ
BIBLIOGRAPHIE
[*] Level Accuracy and Electronic Level Settings
of SMIQ. Note d’application 1GP42 de
Rohde & Schwarz (site Internet : « Products &
More – Application Note 1GP42 »).
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