Messungen im Frequenzbereich Die Spektrumanalyse bei hohen Frequenzen mit Tracking-Generator

Autor / Redakteur: Boris Adlung * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit einem Spektrum-Analysator lassen sich Signale im Frequenz- bereich analysieren. Wird zusätzlich ein Tracking-Generator verwendet, wird der mögliche Messumfang erweitert.

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Spektrumanalyse: Mit einem Spektrumanalysator und einem Tracking-Generator lassen sich Signale in der elektrischen Schaltungsentwicklung und der Hochfrequenztechnik analysieren.
Spektrumanalyse: Mit einem Spektrumanalysator und einem Tracking-Generator lassen sich Signale in der elektrischen Schaltungsentwicklung und der Hochfrequenztechnik analysieren.
(Bild: Rigol)

In der mehr und mehr digitalen Welt der Messtechnik, mit immer schnelleren Prozessoren und Taktraten, werden Messungen im Frequenzbereich zur genaueren Qualifizierung immer wichtiger. Um ein Signal im Frequenzbereich darzustellen, werden unter anderem Spektrum-Analysatoren verwendet. Das mit einem Spektrum-Analysator verwandte Oszilloskop stellt im Gegensatz dazu den Signalverlauf in der Zeit dar. Spektrum-Analysatoren werden beispielsweise bei der elektrischen Schaltungsentwicklung und der Hochfrequenztechnik eingesetzt. Der Text zeigt eine Anwendung im Frequenzbereich.

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Mit einem Spektrum-Analysator lässt sich beispielsweise ein zugeführtes Signal im Frequenzbereich analysieren. Außerdem lässt sich eine Übersicht über einen bestimmten Frequenzbereich erstellen: Welche Signale oder Störsignale befinden sich auf welchen Frequenzen? Anwendung hier ist die EMI-Messung oder die Spektrum-Überwachung. Ein Spektrum-Analysator kann auch zusätzlich mit einem Tracking-Generator ausgerüstet sein. Die deutsche Bezeichnung „Mitlaufgenerator“ erklärt prinzipiell seine Funktion. Es handelt sich um einen Generator der mitläuft. Der Generator gibt ein CW (Sinussignal) aus und die Frequenz des ausgegebenen Signals wird im Gleichtakt zum Empfängersweep geändert.

Die Durchgangsdämpfung eines Kabels messen

Durch den implementierten Tracking-Generator misst der Spektrum-Analysator im einfachsten Fall die Durchgangsdämpfung von Kabeln. Für eine genaue Messung verbindet man den Ausgang des Generators direkt mit dem Messeingang des Analysators. Die Leermessung wird mit der Funktion „Normalisierung“ als Referenz zu Null gesetzt, sodass die Einflüsse der Messkabels eliminiert sind. Im nächsten Schritt wird das zu vermessende Kabel in den Pfad eingebaut. Nun kann man den Frequenzgang des Kabels sehen und mit einem Marker die Werte der Einfügedämpfung auslesen. Neben Kabeln können auch Frequenzgänge von Verstärkern und Filtern gemessen werden (Bild 1).

Die Markerfunktion „NdB BW“ zeigt automatisch die NdB-Bandbreite des Durchlassbereiches an (siehe Marker 1 im Bild 1). Kommt zusätzlich ein Richtkoppler zum Einsatz, kann man den Spektrum-Analysator mit Tracking-Generator erweitern, so dass auch der Reflexions-Faktor (nur skalar) eines Messobjektes gemessen werden kann. Hierbei wird das Ausgangssignal gerichtet zum Messobjekt geführt.

Im Falle einer perfekten Anpassung an 50 Ohm wird keine Leistung reflektiert und es sollte theoretisch keine Leistung am Eingang des Analysators gemessen werden. Theoretisch deshalb, da ein kleiner Anteil der Generatorleistung im Richtkoppler auf die Empfängerleitung überspricht. Die „Directivity“, also die Richtschärfe, ist der Parameter in den Richtkopplerspezifikationen, welcher das Maß für das Übersprechen des Kopplers darstellt.

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