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Weltmeister: Netzwerkanalysator mit 24 Toren

BILD 1: Rechts im Bild der neue Netzwerkanalysator

R&S®ZNBT8 mit 24 Toren, an denen mit höchster Perfor-

mance gleichzeitig gemessen werden kann. Mit seiner hohen

Messgeschwindigkeit übertrifft er die bereits schnelle Matrix-

lösung von Rohde & Schwarz, bestehend aus R&S®ZNB und

R&S®ZN-Z84 (links im Bild).

Allgemeine Messtechnik | Netzwerkanalyse

R&S®ZNBT8 mit echter Mehrtorarchitektur

Messempfänger

Ref.-empfänger

Tor 24

Reflektometer 24

Messempfänger

Ref.-empfänger

Messempfänger

Ref.-empfänger

Tor 2

Tor 1

Reflektometer 2

Reflektometer 1

Generator

Generator

Generator

Generator

24 Tore in einem einzigen Netzwerkanalysator – jedes davon mit der Performance eines schnellen 2-Tor-

Analysators –, das gibt es derzeit nur von Rohde & Schwarz. In Entwicklung und Produktion eröffnen sich

neue Möglichkeiten: schnelle und genaue Messungen an einem einzigen Messobjekt mit 24 Toren in einem

einzigen Sweep oder Aufteilung der Tore zum gleichzeitigen Vermessen mehrerer Messobjekte.

Passend zu den steigenden Anforderungen an Messgenauig-keit und Durchsatz in Entwicklung und Produktion von Mehrtorkomponenten für den Mobilfunk kommt mit dem R&S®ZNBT8 (BILD 1) der weltweit erste Netzwerkanalysator mit 24 Toren auf den Markt. Er deckt den Frequenzbereich von 9 kHz bis 8,5 GHz ab. Sein Einsatzgebiet liegt in der Ent-wicklung und Produktion von aktiven und passiven Mehrtor-komponenten, z. B. für den Mobilfunk sowie von GPS-, WLAN- und Bluetooth® Modulen.

Mehrtormessungen ganz einfachDer R&S®ZNBT8 ist für den Einsatz in automatisierten Sys-temen konzipiert, in denen er z. B. über IEC-Bus- oder LAN-Schnittstellen ferngesteuert wird. Nach Anschluss eines Monitors und einer Tastatur steht das intuitive Konzept der R&S®ZNB-Netzwerkanalysatoren zur manuellen Bedienung zur Verfügung. Die Softwarearchitektur des R&S®ZNBT8 ist kon-sequent auf Mehrtoranwendungen zugeschnitten. Messgrö-ßen wie S-Parameter, Wellengrößen und deren Verhältnisse wählt der Anwender direkt über die Bedienoberfläche. Dazu sind auch bei großen Torzahlen nur drei Bedienschritte erfor-derlich, denn die Indizes der Messtore für S-Parameter oder Leistungen können direkt eingegeben werden (BILD 2).

Plattformübergreifend kompatibelDer R&S®ZNBT8 basiert auf der Geräteplattform der Netz-werkanalysatoren R&S®ZNB und R&S®ZNC, wodurch Bedien-oberfläche und Fernsteuerbefehle bei allen identisch sind. Er kann die Fernsteuerbefehlssätze der Gerätefamilien R&S®ZVA, R&S®ZVB und R&S®ZVT emulieren, sodass er ohne aufwendi-ges Ändern der Systemsoftware für den Austausch von Gerä-ten oder das Upgrade eines Messsystems einsetzbar ist.

Mehrtorarchitektur für maximale PerformanceDie kompromisslos echte Mehrtorarchitektur des R&S®ZNBT8 mit einem Reflektometer pro Messtor ist Garant für seine guten HF-Eigenschaften. Er kommt deshalb ohne elektro-nische Schalter zwischen Messtor und Empfänger aus, wie sie bei Mehrtorsystemen mit Schaltmatrizen üblich sind, und deren Dämpfung die HF-Eigenschaften verschlechtern. Diese aufwendige Architektur belohnt mit großer Dynamik, kräfti-gen Ausgangspegeln und großer Aussteuerfestigkeit. Mehr-tormessungen mit dem R&S®ZNBT8 sind daher stabil, repro-duzierbar und präzise.

BILD 2: Schnelle Auswahl der

S-Parameter durch direkte Eingabe

der Indizes.

Das Grundmodell mit seinen vier Messtoren ist optional mit weiteren Toren aufrüstbar (BILD 3) und lässt sich somit bis hin zum Vollausbau mit 24 Toren exakt auf die jeweilige Messauf-gabe in Produktionsumgebungen zuschneiden.

BILD 3: Der Mehrtorarchitektur verdankt der R&S®ZNBT8 seine guten

HF-Eigenschaften.

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Mess-objekt 1

Mess-objekt 2

24

20

16

12

8

4

Anza

hl d

er M

esso

bjek

t-Tor

e

Anzahl der Sweeps für eine N-Tor-Messung

5004003002001000

¸ZNBT8 im Vergleich

4412

824

56

1260

132

16112

240

20180

380

24264

552

¸ZNBT8 mit 24 TorenVektor-Netzwerkanalysator und 4 × N-Tor-MatrixVektor-Netzwerkanalysator und 2 × N-Tor-Matrix

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Unschlagbar kurze MesszeitenDank seiner Mehrtorarchitektur misst der R&S®ZNBT8 gleich-zeitig an allen Toren eines Prüflings. Die Daten nimmt er dabei synchron auf und verarbeitet sie parallel, vom HF-Messtor über die ZF bis hin zur Anzeige – eine erhebliche Verringerung der Messzeit im Vergleich zu Matrix-basierten Mehrtorsystemen. So sind zum Vermessen aller S-Parame-ter eines DUTs mit 24-Toren nur 24 Sweeps erforderlich. Eine Matrix-basierte Lösung mit einem 4-Tor-Netzwerkanalysator dagegen erfordert mehrere Schaltvorgänge und insgesamt 264 Sweeps. Bei einer Messzeit von beispielsweise 5 ms pro Sweep* braucht ein 4-Tor-Netzwerkanalysator R&S®ZNB mit Matrix 1,3 s. Der R&S®ZNBT8 braucht dagegen nur 340 ms und ist damit fast viermal so schnell. BILD 4 verdeutlicht den Geschwindigkeitsgewinn des R&S®ZNBT8 im Vergleich zu Matrix-basierten Lösungen.

* 201 Messpunkte, 100 kHz Messbandbreite, Start 800 MHz, Stop 1 GHz.

BILD 4: Geschwin-

digkeitsvergleich zwi-

schen R&S®ZNBT8

und Matrix-basierten

Mehrtorlösungen.

BILD 5: Paralleles Vermessen von DUTs mit dem R&S®ZNBT8.

Da der R&S®ZNBT8 über 10 dB mehr Dynamik verfügt als herkömmliche Mehrtorlösungen, kann er bei gleicher Dyna-mik mit zehnfacher Messbandbreite und damit bis zu zehn-mal schneller sweepen. Für eine Messung mit 80 dB Dyna-mik benötigt er bei 1 MHz Messbandbreite und 201 Punkten nur 6 ms.

12 Netzwerkanalysatoren in einer Box messen gleichzeitig 12 DUTsDie Architektur des R&S®ZNBT8 ermöglicht es, alle Tore gleichzeitig zu treiben, um mehrere Pfade eines Messobjektes oder mehrere Messobjekte gleichzeitig zu vermessen (BILD 5). Dabei unterteilt der Analysator seine Messtore in Tor- Gruppen, deren Messungen parallel ablaufen. Ein R&S®ZNBT8 mit 24 Toren misst dadurch beispielsweise 6 DUTs mit jeweils 4 Toren oder 12 DUTs mit 2 Toren gleichzeitig. Das spart nicht nur Zeit und Geld, sondern auch Platz im Messaufbau.

Allgemeine Messtechnik | Netzwerkanalyse

Exzellente MesseigenschaftenMit bis zu 140 dB Dynamik zwischen allen Toren ist der R&S®ZNBT8 der beste auf dem Markt verfügbare Mehrtor-Netzwerkanalysator und damit auch geeignet zum Vermessen hochsperrender Messobjekte. Sein großer, elek tronisch ein-stellbarer Pegelbereich von –85 dBm bis +13 dBm erlaubt die schnelle Analyse der linearen und nichtlinearen Eigenschaf-ten von Verstärkern. Elektronische Eichleitungen in den Emp-fangspfaden erhöhen den 0,1-dB-Kompressionspunkt auf +27 dBm. Sie arbeiten verzögerungs- und verschleißfrei, was besonders der Messgeschwindigkeit und der Langlebigkeit im Produktionseinsatz zugutekommt.

Der R&S®ZNBT8 verfügt über unabhängige Synthesizer für Generator und Empfänger, sodass er auf unterschiedlichen Frequenzen senden und empfangen kann. Damit lässt sich das Oberwellen- und Intermodulationsverhalten von Verstärkern oder der Mischverlust bei Mischern bestimmen. Wizards füh-ren den Anwender zielgerichtet durch die notwendigen Ein-stellungen und Kalibrierungen (BILD 6). Externe Generatoren zum Erzeugen eines Mehrtonsignals oder als Lokaloszillator eines Mischers steuert der R&S®ZNBT8 über LAN oder GPIB.

FazitDer R&S®ZNBT8 ist der weltweit erste Netzwerkanalysator mit 24 Messtoren. Er bietet besonders im Vergleich zu Matrix- basierten Mehrtorsystemen die höchste Performance beim Vermessen von aktiven und passiven Mehrtoren in Bezug auf Genauigkeit, Messgeschwindigkeit, Langzeitstabilität und Dynamik.

Thilo Bednorz

Features für Verstärker- und Mischermessungen ❙ Hoher Ausgangspegel (+13 dBm) an allen Toren ❙ Großer Pegel-Sweep-Bereich (typ. 100 dB) ❙ Hoher 0,1-dB-Kompressionspunkt der Empfänger (> 27 dBm)

❙ Intermodulations-, Oberwellen- und Kompressions-punktmessungen

❙ Absolute Leistungsmessung ❙ Vier DC-Eingänge zur Messung von Versorgungsströ-men und Kennlinien von Pegeldetektoren

❙ PAE-Messung (Power Added Efficiency) ❙ Messung von Stabilitätsfaktoren ❙ Y- und Z-Parameterbestimmung ❙ Conversion-loss-Bestimmung an Mischern

Features für Filtermessungen ❙ Hohe Dynamik (bis zu 140 dB) ❙ Anzeige der Filterparameter wie Mittenfrequenz, Band-breite, Güte etc.

❙ Bestimmen von Mixed-Mode-S-Parametern symmetri-scher DUTs

❙ (De-)Embedding von single-ended und balancierten DUTs in virtuellen Netzwerken

❙ Impedanzkonversion ❙ Zeitbereich mit Gating-Funktion, z. B. zum Ausblenden von „Triple Transit“ bei SAW-Filtern

BILD 6: Wizards zur Intermodulations- und Mischermessung.

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