Einfachere Mischermessungen mit dem R&S®ZNB

Ihre Anforderung

Mischer spielen in vielen HF- und Mikrowellensystemen eine Schlüsselrolle. Ihre primäre Funktion ist es, Signale auf eine gewünschte Frequenz hoch- oder herunterzumischen. Beim Entwurf von HF-Systemen und beim Prüfen der Konformität auf Systemebene ist es wichtig, die Leistungsgrenzen eines Mischers zu kennen. Die skalare Messung des Umsetzverlusts eines Mischers erforderte bisher mehrere Geräte: zwei Signalgeneratoren, einen Spektrumanalysator und einen Leistungsmesser zur Kalibrierung der beiden Quellen; außerdem Eichleitungen zur Reduzierung der Effekte von Impedanz-Fehlanpassung an den Mischerports. Die Kalibrierung des Testaufbaus zur Berücksichtigung von Kabelverlusten und die Durchführung der Messungen erfordert einen hohen Zeitaufwand. Darüber hinaus müssen diverse HF-Verbindungen hergestellt werden, wodurch sich das Risiko eines Fehlers erhöht. Messungen mit Wobbel-Frequenz und -Leistung erfordern einen synchronisierten Betrieb der Testausrüstung mittels Steuercomputer und entsprechender Software. Dadurch steigen die Komplexität und Kosten weiter.

Messtechnische Lösung

Die vielseitige Auslegung des R&S®ZNB Vektor-Netzwerkanalysators in Verbindung mit dem Mixer Measurement Wizard und SMARTerCal bietet Funktionalitäten, die über konventionelle S-Parameter-Messungen mit Vektorfehlerkorrektur hinausgehen.

Die Messgeschwindigkeit erhöht sich mit dem R&S®ZNB Vektor-Netzwerkanalysator mit 4 Messtoren und einem zweiten internen Generator (Option) um den Faktor 10. Sie erhalten ein Universalwerkzeug für effiziente und genaue Messungen der Umsetzverluste von Mischern, der Rückflussdämpfung von HF-Eingängen und ZF-Ausgängen sowie der LO-Isolation an den HF- und ZF-Ports. Die hochlinearen Empfänger und der große Pegel-Sweep-Bereich des R&S®ZNB Vektor-Netzwerkanalysators sind ideal für präzise Kompressionspunktmessungen an Mischern.

Der Mixer Measurement Wizard ist ein intuitives Hilfsmittel, das den Benutzer effizient durch drei einfache Schritte führt, mit denen das Gerät für die Durchführung der Messungen und die Anzeige der Ergebnisse konfiguriert wird:

• Schritt 1: Definition der Frequenzen und Leistungspegel, Zuweisung von Quell- und Empfängerports
• Schritt 2: Auswahl der Messparameter für den Mischer aus einer vordefinierten Liste
• Schritt 3: Option zum Fortfahren mit unkalibrierten Mischermessungen oder Durchführung einer Kalibrierung

SMARTerCal übernimmt die Leistungskalibrierung genauso wie eine vollständige n-Port-Systemfehlerkorrektur. Es liest alle Geräteeinstellungen und Messkanäle aus, sodass sich ein optimierter Kalibrierungsprozess ergibt, mit dem die Anzahl der erforderlichen Anschlüsse auf ein Minimum reduziert wird. SMARTerCal ist bestens für Mischermessungen geeignet und verfügt über einen separaten Wizard, der die Benutzer durch die Kalibrierung führt, um im gesamten Frequenzbereich hochgenaue, für Vektorfehler korrigierte Wellengrößen zu produzieren.

Die Leistungskalibrierung wird mit Hilfe eines externen Leistungsmesskopfs durchgeführt, der an nur ein Messtor angeschlossen wird. Die für Vektorfehler korrigierten Wellengrößen für die anderen Messtore werden aus der Systemfehlerkorrektur abgeleitet. Diese Methode liefert an allen Messtore kalibrierte Leistungsmessungen und reduziert die Kalibrierungszeit bei Verwendung mehrerer Messtore erheblich. Die Verwendung einer automatischen Kalibrierungseinheit reduziert die notwendige Zeit und die Anzahl der Verbindungen bei einer Multiport-Kalibrierung weiter. Zusammenfassend verwaltet und vereinfacht SMARTerCal die Kalibrierung, sodass sich erhebliche Zeitvorteile ohne Beeinträchtigung der Präzision ergeben.

Optional können an allen Mischerports Kalibrierungen für die Leistungs-Flatness der Quelle durchgeführt werden. In Kombination mit der ausgezeichneten Anschlussimpedanz des Analysators werden dadurch zusätzliche Eichleitungen zur Reduzierung der Auswirkungen einer Impedanz-Fehlanpassung unnötig, sodass die Messgenauigkeit weiter erhöht wird.

Der R&S®ZNB unterstützt auch komplexere frequenzumsetzende Messanwendungen, darunter:

• Zwei sequenzielle Mischstufen
• Oberwellenmischer
• Frequenzvervielfacher
• Externe Quellensteuerung über USB, LAN oder IEC-Bus

Fazit

Der vielseitige R&S®ZNB Vektor-Netzwerkanalysator mit einem zweiten internen Generator (Viertormodell) stellt in Verbindung mit dem Mixer Measurement Wizard und SMARTerCal eine effiziente Single-Box-Lösung für die schnelle und genaue Charakterisierung frequenzumsetzender Geräte dar.

Der R&S®ZNB Vektor-Netzwerkanalysator mit zweitem internen Generator und vier Messtoren ermöglicht zusammen mit dem Mixer Measurement Wizard und SMARTerCal eine um bis zu zehnmal schnellere und außerdem genauere Messung von Mischerparametern, z. B. des Umsetzverlusts (oben) sowie der Rückflussdämpfung von HF-Eingang (S11) und ZF-Ausgang (S22) (unten links und rechts).