Messen der Linearität von Kabelverstärkern

Zur Vermessung der Linearität erzeugt ein einziger R&S®CLG Cable Load Generator die komplette Vollbelegung der digitalen Kanäle eines Kabelnetzes. In Kombination mit dem R&S®ETL TV Analyzer können das resultierende Bitfehlerverhältnis (BER) oder der CINR-Wert (Carrier-to-interference noise ratio) direkt gemäß IEC 60728-3-1 ermittelt werden.

Messen der Linearität von Kabelverstärkern

Ihre Anforderung

Hersteller und Kabelnetzbetreiber müssen die Signalqualität ihrer Kabelverstärker optimieren, um eine zuverlässig hohe Datenrate für Kabelnetzkunden gewährleisten zu können. Eine wichtige Größe in diesem Zusammenhang ist die Linearität der Übertragungskennlinie. Je höher die Linearität der Verstärker im digitalen Kabelnetz, desto geringer ist die Störleistung sogenannter Intermodulationsprodukte. Dabei handelt es sich um unerwünschte Frequenzen, die bei der Verstärkung jeder einzelnen Frequenz des Nutzsignals entstehen. Der größte Störeinfluss summiert sich im Kabel bei einer Vollbelegung der digitalen Kanäle quasi-rauschartig auf, da sich die Leistung der Intermodulationsprodukte in diesem Fall gleichmäßig über das gesamte Spektrum verteilt. Diese kritischste der möglichen Betriebssituationen ist zugleich für die Praxis besonders attraktiv, da so von der gesamten Kabelkapazität Gebrauch gemacht wird.

Messtechnische Lösung

Um Beeinträchtigungen der Linearität des Verstärkers zu erfassen, ist zunächst ein Testsignal mit Vollbelegung der digitalen Kanäle bei ausreichend hoher Störfreiheit erforderlich. Der R&S®CLG erzeugt in einem Gehäuse mit nur 1 HE das benötigte Testsignal mit der kompletten Vollbelegung der digitalen Kanäle – ganz gleich für welchen digitalen Kabelstandard (J.83 A/B/C). Jeder einzelne Kanal wird dabei mit bekanntem PRBS-Inhalt bei einem typischen MER-Wert von 40 dB in Echtzeit kontinuierlich moduliert, so dass direkte Messungen des Bitfehlerverhältnisses im gesamten Frequenzbereich möglich sind, ohne die Konfiguration ändern zu müssen. Die Leistung ist für jeden Kanal einzeln einstellbar. So kann auf Knopfdruck der gewünschte Kanal für die CINR-Messung ausgeblendet werden. Der Eigen-CINR-Wert des R&S®CLG liegt bei 53 dB (typ.) und kann mittels externer 30-dB-Bandsperre auf weit über 60 dB erhöht werden (Anforderung gemäß IEC 60728-3-1). Die konfigurierbare Summenausgangsleistung des R&S®CLG von bis zu 120 dBµV erübrigt – je nach Festlegung des Arbeitspunktes des Messobjekts – die ansonsten gängige zusätzliche Zwischenschaltung einer Verstärker/Dämpfungsgliedkombination.

CINR-Messung
CINR-Messung gemäß unten abgebildetem Messaufbau mit dem R&S®ETL. In Verbindung mit dem externen schmalbandigen Bandpassfilter, dessen Einfluss intern durch vorherige Frequenzganganalyse verrechnet wird, lässt sich ein CINR-Wert von bis zu ca. 65 dB nachweisen.
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Der R&S®ETL TV Analyzer mit integriertem R&S®ETL-B203 Preselector ergänzt den Messaufbau. Die integrierte Spektrumanalyse ermöglicht in Verbindung mit dem externen schmalbandigen Bandpassfilter den Nachweis von CINR-Werten > 60 dB (siehe Abbildung). Der zusätzlich verfügbare R&S®ETL-B210 Realtime Demodulator für J.83 A/B/C erzielt einen typischen MER-Wert von > 40 dB und ein Bitfehlerverhältnis > 1 × 10–10. So lassen sich bereits kleinste Beeinträchtigungen des Bitfehlerverhältnisses nichtlinearer Messobjekte nachweisen, beispielsweise gemäß IEC 60728-3-1. Je nach Ausgangsleistung des Messobjekts entfällt bei Messungen des Bitfehlerverhältnisses das zusätzliche Vorschalten eines externen Dämpfungsglieds – dank des integrierten variablen Dämpfungsglieds des R&S®ETL.

Ermittlung des Bitfehlerverhältnisses und des CINR-Werts zur Analyse der Linearität von Kabelverstärkern (Messobjekt) gemäß IEC 60728-3-1
Ermittlung des Bitfehlerverhältnisses und des CINR-Werts zur Analyse der Linearität von Kabelverstärkern (Messobjekt) gemäß IEC 60728-3-1
Messtechnische Umsetzung mit vereinfachtem Messaufbau dank CLG und ETL
Messtechnische Umsetzung mit vereinfachtem Messaufbau dank R&S®CLG und R&S®ETL