R&S®ZVA-K9 - Mesurer le temps de propagation de groupe sans accès à l'oscillateur local

Votre tâche

Les mélangeurs font partie des composants fondamentaux de nombreux émetteurs et récepteurs, particulièrement dans la plage des micro-ondes. Tout système d'émission ou de réception reposant sur un mélangeur exige de ce dernier une amplitude, un délai de propagation de groupe et des réponses en phase parfaitement contrôlés. Plus spécifiquement, une phase linéaire et un délai de propagation de groupe constant sont essentiels à de faibles taux d'erreur binaire (BER) au cours de la transmission de données dans les système de communications sans fil et par satellite, et pour une haute résolution cible pour les modules d'antenne en réseau à commande de phase au sein de systèmes de surveillance.

Relatif ou absolu, le temps de propagation de groupe constitue une valeur de mesure clé pour les convertisseurs de fréquence. Si l'oscillateur local est accessible, le temps de propagation de groupe et la phase relative peuvent être mesurés à l'aide de la technique du mélangeur de référence. Pourtant, en raison de l'intégration et de la miniaturisation croissantes, l'oscillateur local (LO) et un signal de fréquence de référence commun sont rarement accessibles.

Solution T&M

Rohde & Schwarz a développé une technique innovante pour répondre à cette demande. En utilisant un signal stimulus à deux tons, l'analyseur de réseaux vectoriels R&S®ZVApeut mesurer la différence de phase entre les deux signaux, à l'entrée et donc à la sortie du dispositif sous test (DUT). Selon une méthode comparable à la technique classique du paramètre S, le temps de propagation de groupe est ici calculé à partir de la différence de phase et du décalage de fréquence. Le décalage de fréquence Δf entre les deux signaux constitue l'ouverture. Pour mesurer la phase entre deux signaux avec des fréquences différentes, Rohde & Schwarz a développer un terminal unique au sein du R&S®ZVA.

Lorsque le signal traverse le convertisseur A/N en provenance de chaque récepteur (ax et bx), il est abaissé en DC par un oscillateur local numérique (NCO 1/2) dans un étage de mélangeur numérique, puis filtré numériquement. Chaque récepteur dispose de deux voies de traitement numérique indépendantes, les deux oscillateurs à commande numérique (NCO) présentant le même décalage que les deux signaux RF du signal de stimulus à deux tons. Dans chacun des modules de frontend du récepteur, les relations de phase des deux porteuses peuvent être déterminées, et par la suite utilisées pour le calcul du temps de propagation de groupe. Cette méthode fonctionne parfaitement pour la conversion de fréquence des DUT qui présentent des LO inconnus ou instables. En effet, les écarts de fréquence et de phase du LO interne du DUT s'annulent lors du calcul de la différence de phase des porteuses.

En plus du retard de groupe, le R&S®ZVAcalcule également la phase relative et la déviation par rapport à la phase linéaire en intégrant le retard de groupe, et la dérivée du retard de groupe en différenciant le retard de groupe.

Montage de mesure et étalonnage

L'option de mesure de retard du mélangeur OL embarqué R&S®ZVA-K9est simple à configurer avec un R&S®ZVA à 4 ports. Il utilise le coupleur interne du Port 3 comme un combineur, afin de fournir directement un signal à deux tons sur le Port 1. La mesure entière est facilement calibrée en connectant un élément connu entre les Ports 1 et 2 et en normalisant les sorties de câbles de la même manière que pour les paramètres S. Il n'est alors plus nécessaire de disposer de mélangeurs d'étalonnage connus.

Conclusion

Dans de nombreux cas, les mesure du temps de propagation de groupe et de la phase relative sur des appareils convertisseurs de fréquence sans accès à aucun LO n'étaient possibles que si le DUT disposait d'un LO interne très stable. Les écarts de phase et de fréquence en raison de la dérive, du bruit de phase ou de la modulation de fréquence limitaient considérablement la précision des méthodes disponibles. La technique à deux tons de Rohde & Schwarz permet de s'affranchir de toutes ces limites. Beaucoup plus facile, l'étalonnage nécessitant seulement une connexion transversale simplifie considérablement la configuration dédiée à cette importante mesure.