Tests von Mischern und Frequenzumsetzern

Tests von Mischern und Frequenzumsetzern: Herausforderungen für Sie

Moderne Kommunikationssysteme setzen immer höhere Frequenzen ein. Die direkte Erzeugung von HF-Signalen ist oft nicht möglich, weshalb Mischer eingesetzt werden, um die Zielfrequenzen zu erreichen.

Als aktive Komponenten weisen Mischer verschiedene unerwünschte Effekte auf, die für die jeweilige Zielanwendung untersucht und minimiert werden müssen, da sie die Systemleistung stark beeinflussen.

Die Charakterisierung der Performance von Mischern und Umsetzern in HF-Systemen ist zum umfassenden Verständnis des Verhaltens dieser Komponenten und der Auswirkungen auf die Gesamtsystemleistung unerlässlich. Dieser Prozess involviert die Messung der Antwort unter verschiedenen Betriebsbedingungen und mit verschiedenen Eingangssignalen. Eine detaillierte Analyse gibt Aufschluss über Leistungseinschränkungen, hilft bei der Designoptimierung und bei der Vorhersage, wie das Gerät auf verschiedene Systemanforderungen reagiert.

Bei Mischern sind die folgenden kritischen Designparameter zu berücksichtigen:

• Nichtlinearität ist die zentrale Herausforderung. Mischer sind absichtlich so ausgelegt, dass sie nichtlinear arbeiten, um Summen- und Differenzfrequenzen aus den Eingangssignalen zu generieren. Dieselbe Nichtlinearität führt aber auch zu unerwünschten Oberschwingungen und Intermodulationsprodukten. Diese beeinträchtigen wiederum die Signalqualität und führen zu Interferenzen.
• Die Umsetzdämpfung ist ein wichtiger Parameter beim Testen von HF-Mischern. Dieser Parameter beschreibt die mehrdimensionale Beziehung zwischen Verstärkung oder Verlusten in Abhängigkeit von der Eingangsleistung sowohl der ZF- als auch LO-Signale sowie deren Frequenzen.
• Die Isolation misst das Ausmaß an unerwünschtem Übersprechen zwischen den drei wichtigen Signalfrequenzen HF, LO und ZF. Im Idealfall ist das Übersprechen zwischen diesen Frequenzen auf ein Minimum beschränkt. Die Isolation wird üblicherweise zwischen den LO-zu-HF- oder LO-zu-ZF-Ports gemessen. Ein hoher Isolationswert ist unerlässlich, um unerwünschte Interferenzsignale zu verhindern. Dieser Parameter ist sowohl beim Testen von Mischern als auch bei der Auswahl von Mischern für das Systemdesign aufgrund der Auswirkung auf das Gesamtsystem wichtig.
• Rauschzahl (NF): Diese quantifiziert das Ausmaß an unerwünschtem Rauschen, das von einem HF-Mischer während des Frequenzumsetzungsprozesses erzeugt wird. Da Mischer aktive Komponenten sind, erzeugen sie zwangsläufig Rauschen, und eine niedrigere Rauschzahl bedeutet bessere Leistung.
• Phasenübertragung oder Gruppenlaufzeit: Diese beschreibt die Phasenbeziehung zwischen dem HF- und dem ZF-Signal, die besonders bei Beamforming-Anwendungen und phasengesteuerten Antennenarrays wichtig ist. Die Gruppenlaufzeit untersucht die Inband-Phasenlinearität des Signals. Die Einhaltung der Phasenlinearität ist bei digital modulierten Systemen unerlässlich, da somit niedrige EVM-Werte, reduzierte Bitfehlerraten und ein gutes Rauschleistungsverhältnis (NPR) bei minimaler Intermodulation erzielt werden können.

Unsere hochmodernen Lösungen zur Performance-Verifizierung von Mischern

Rohde & Schwarz ist Ihr verlässlicher Partner für die umfassende Verifizierung der Mischer-Performance mit hochmodernen Testlösungen.

Ein Vektornetzwerkanalysator wie etwa der Analysator R&S®ZNA ist für eine umfassende Validierung von Mischern die ideale Wahl. Er unterstützt eine breite Palette von Messungen und fungiert somit als Universaltestsystem für Mischer. Mit seinen mehreren LOs und Quellen mit Phasensteuerung kann der Analysator weit mehr, als nur genaue S-Parameter zu messen:

• 2. Quelle für höhere Geschwindigkeit und für Messungen mit LO-Sweep
• 3. und 4. LO für Intermodulation an Mischern und Umsetzern mit Mehrstufentopologien
• Umsetzdämpfung, Isolation, Verzerrung und Nichtlinearität
• Absolute und relative Gruppenlaufzeit
• Unterstützung für Mischer mit und ohne LO-Zugriff
• Erweiterte Kalibrierverfahren für Leistung und Phase dank des Phasenreferenz-Kammgenerators R&S ZN-ZCG. Dies macht den herkömmlichen Einsatz eines Referenzmischers überflüssig.