Sie kennen das Gef\u00fchl, wenn Sie versuchen, bei wenig Licht ein Foto zu machen, und egal wie ruhig Sie Ihre Hand halten, die Bilder werden einfach… unscharf? Ein wenig verschwommen?<\/p>\n\n\n\n
Das ist im Grunde Phase Noise<\/strong> (Phasenrauschen). Dies gilt auch f\u00fcr HF-Signale.<\/p>\n\n\n\n Wenn Sie im Labor arbeiten oder eine Produktionslinie f\u00fcr Hochfrequenzkomponenten leiten, wissen Sie bereits, dass eine \u201eperfekte\u201c Sinuswelle eine L\u00fcge ist, die Physikstudenten erz\u00e4hlt wird. In der realen Welt hat jedes Signal diese geisterhaften, unerw\u00fcnschten Schwankungen in der Phase, die die Frequenz verschmieren. Das ist Phase Noise \u2013 oder \u201eJitter<\/strong>\u201c, wenn Sie es im Zeitbereich betrachten.<\/p>\n\n\n\n Und seien wir ehrlich \u2013 es ist l\u00e4stig. Besonders heute.<\/p>\n\n\n\n Da 5G die Datenraten in die H\u00f6he treibt und Radarsysteme immer kleinere Objekte in gr\u00f6\u00dferer Entfernung sehen m\u00fcssen, ist diese \u201eUnsch\u00e4rfe\u201c nicht nur nervig; sie ist ein K.O.-Kriterium<\/em>. Wenn Ihr Phase Noise Ratio schlecht ist, steigt Ihre Bitfehlerrate, Ihre Radaraufl\u00f6sung sinkt, und pl\u00f6tzlich verh\u00e4lt sich dieses teure System wie ein billiges Walkie-Talkie.<\/p>\n\n\n\n Wie messen wir das also in der Praxis, und welches leistungsstarke Testequipment von Rohde & Schwarz<\/a> oder Keysight<\/a> macht das m\u00f6glich?<\/p>\n\n\n\n Historisch gesehen war die Messung von Phase Noise… nun ja, sagen wir einfach: ein Prozess.<\/p>\n\n\n\n Es gibt die \u201cDirect Spectrum Method\u201d<\/strong>. Sie schlie\u00dfen Ihren Pr\u00fcfling (Device Under Test, DUT) an einen Spektrumanalysator an und schauen sich die Rauschseitenb\u00e4nder an. Das geht schnell. Es ist einfach. Aber hier ist der Haken: Wenn Ihr Analysator mehr rauscht als Ihr DUT (was bei High-End-Oszillatoren oft passiert), messen Sie nicht das Ger\u00e4t \u2013 Sie messen Ihr eigenes Testequipment. Nicht hilfreich.<\/p>\n\n\n\n Dann gibt es die Phase Detector Method<\/strong>. Diese vergleicht Ihr Signal mit einer Referenz. Besser, aber komplex.<\/p>\n\n\n\n Aber die wahre Magie? Cross-Correlation<\/strong> (Kreuzkorrelation).<\/p>\n\n\n\n Stellen Sie sich vor, Sie machen zwei unscharfe Fotos desselben Objekts und legen sie \u00fcbereinander, um herauszufinden, was tats\u00e4chlich da ist. Durch die Verwendung von zwei unabh\u00e4ngigen internen Referenzquellen und die Korrelation des Ausgangs mittelt sich das unkorrelierte Rauschen des Instruments selbst heraus.<\/p>\n\n\n\n Das Ergebnis? Sie k\u00f6nnen Signale messen, die tats\u00e4chlich sauberer sind als der Analysator, den Sie verwenden. Fr\u00fcher brauchte man daf\u00fcr ein Rack voller Ger\u00e4te und einen Doktortitel f\u00fcr das Setup. Heute? Meistens nur ein Knopfdruck.<\/p>\n\n\n\n Apropos Kn\u00f6pfe, schauen wir uns die Ger\u00e4te an, die das k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Wenn Sie die absolut beste Empfindlichkeit ben\u00f6tigen \u2013 so nach dem Motto \u201eein Fl\u00fcstern im Orkan sehen\u201c \u2013 schauen Sie sich wahrscheinlich die R&S FSWP<\/strong>-Serie an.<\/p>\n\n\n\n Wir haben den R&S FSWP26<\/a><\/strong> und FSWP50<\/a><\/strong> auf Lager (decken bis zu 26,5 GHz bzw. 50 GHz ab). Das Coole daran ist, dass dies nicht nur<\/em> Phase Noise Analyzer sind. Es sind auch vollwertige High-End Signal- und Spektrumanalysatoren.<\/p>\n\n\n\n Aber vielleicht brauchen Sie den Spektrumanalysator-Teil gar nicht. Vielleicht m\u00fcssen Sie in der Produktion einfach nur VCO-Tests durchh\u00e4mmern.<\/p>\n\n\n\n Hier kommt die R&S FSPN<\/strong>-Serie ins Spiel (wir haben den FSPN8<\/a>, FSPN26<\/a> und FSPN50<\/a><\/strong>).Das ist ein reiner Phase Noise Analyzer und VCO-Tester. Er tauscht die allgemeine Spektrumanalyse gegen Geschwindigkeit und fokussierte VCO-Charakterisierung. <\/p>\n\n\n\n Er hat extrem rauscharme DC-Quellen eingebaut, um die Abstimmspannung (Tuning Voltage<\/em>) Ihres VCOs zu sweepen, w\u00e4hrend er misst. Er ist als Arbeitspferd f\u00fcr Produktionsumgebungen konzipiert, in denen jede Sekunde Testzeit Geld kostet.<\/p>\n\n\n\n Wir k\u00f6nnen nicht \u00fcber Phase Noise sprechen, ohne den Hut vor dem Keysight E5052B<\/a><\/strong> zu ziehen. Jahrelang war dies der Standard-Signalquellenanalysator (SSA), den man auf jedem Pr\u00fcfplatz sah. Er ist zuverl\u00e4ssig, genau, und Ingenieure \u00fcberall wissen, wie man ihn bedient.<\/p>\n\n\n\n Aber die Zeit bleibt nicht stehen.<\/p>\n\n\n\n Wenn Sie nach der n\u00e4chsten Generation suchen, schauen Sie sich die Keysight SSA-X-Serie<\/strong> an, die vom 8 GHz E5055A<\/a><\/strong> bis hin zum 54 GHz E5058A<\/strong> reicht. Sie baut auf diesem Erbe auf, f\u00fcgt aber moderne Akzente hinzu \u2013 bessere Empfindlichkeit, schnellere Messungen und einen gr\u00f6\u00dferen Frequenzbereich in einer einzigen Box. <\/p>\n\n\n\nDie \u201eschnelle Nummer\u201c vs. der \u201eGoldstandard\u201c<\/h2>\n\n\n\n
Die Schwergewichte: Rohde & Schwarz FSWP und FSPN<\/h2>\n\n\n\n
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Die Legenden: Keysight E5052B und der neue SSA-X<\/h2>\n\n\n\n