Signalgenerator HF-Generator überzeugt mit guten Standardspezifikationen

Autor / Redakteur: Thomas Rottach * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Der Frequenzbereich von 9 kHz bis 6 GHz wird von der HF-Generatorserie DSG3000 mit zwei Modellen abgedeckt. Für Einsteiger und Forschung ein gut ausgestattetes Gerät.

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Lückenschluss: Mit der Serie DSG3000 schließt Rigol die Lücke zwischen 3 und 6 GHz.
Lückenschluss: Mit der Serie DSG3000 schließt Rigol die Lücke zwischen 3 und 6 GHz.
(Rigol)

Mit der Signalquelle DSG3000 erweitert Rigol seine Präsenz in der Hochfrequenzmesstechnik und schließt die Lücke zwischen 3 und 6 GHz. Der Frequenzbereich der Quelle reicht von 9 kHz bis 6 GHz. Es sind zwei Modelle verfügbar: der DSG3030 mit 3 GHz und das DSG3060 mit 6 GHz. Gerade für Kunden aus der Wireless Communication, dem Radar Test, Audio/Video Broadcasting sowie der Ausbildung und Consumer Electronics tun sich Alternativen auf.

Auf Grund der guten Standardspezifikationen kann die Quelle bereits ohne zusätzliche Optionen in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden. Der Signalgenerator kann als reine HF-Sinus-(CW-)Quelle oder als analoge Modulationsquelle verwendet werden. Des Weiteren stehen zusätzliche Optionen für digitale I/Q-Modulation und Puls- bzw. Pulsfolgengenerator zur Verfügung. Ein im Messgerät verbauter hoch genauer Quarz (optional OCXO) erhöht die Frequenzstabilität.

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Die Entwicklung von Hochfrequenzsystemen erfordert immer mehr Spezialisierung der Entwickler. Als Folge daraus werden die Systeme in der Entwicklungsphase in einzelne Projekte aufgeteilt und durch Spezialisten der jeweiligen Fachgebiete ausgeführt. Neben dem Vorteil, dass jeder auf sein Teilgebiet fokussiert arbeiten kann, hat dieser Ansatz noch einen weiteren Vorzug; die Parallelisierung der Entwicklung.

Um es jeder Gruppe zu ermöglichen, individuell und autark arbeiten zu können, sind eindeutige und klare Schnittstellen zu definieren. Hierzu zählt ebenso eine Festlegung, wie jede Gruppe ihre Entwicklung testen und die wichtigen Schnittstellen verifizieren kann. Genau an diesen Schnittstellen kommen die Stärken einer flexiblen Quelle besonders zum Tragen. Die perfekte HF-Quelle kann alle Signale der komplementären, noch nicht zur Verfügung stehenden Teile, bereitstellen und somit die spätere Gesamtintegration ermöglichen.

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Ein überzeugender Signal-Generator

Eine preiswerte Alternative zu etablierten Herstellern: Das war das Fazit unseres Test des Signal-Generators der Serie DSG 3000 von Rigol. Die Serie besteht aus den beiden Modellen DSG 3030 mit einer Bandbreite bis 3 GHz und DSG 3060 bis 6 GHz. Mit der entsprechenden Ausrüstung lassen sich neben IQ-Baseband- auch IQ-HF-Signale intern generieren und am Gerät ausgeben.

Die DSG-3000er-Serie wird zusammen mit der Baseband-Option für knapp 10.000 Euro brutto mit 3 GHz bzw. 12.000 Euro brutto mit 6 GHz angeboten. Zwar fehlen den Generatoren noch gängige digitale Standards für Mobilfunk, Netzwerke oder Broadcasting. Trotzdem sind sie billiger als Messgeräte etablierter Hersteller. Lesen Sie hier mehr.

Das Mobiltelefon als Beispiel eines Gesamtsystems

Als Beispiel für ein solches Gesamtsystem soll das Mobiltelefon dienen. Zu Beginn werfen wir einen Blick auf ein stark vereinfachtes Blockdiagram, um einen Überblick über die Funktionsblöcke zu erhalten. Man kann das System grob in zwei Blöcke aufteilen: den Hochfrequenz-Teil und den Basisband-Teil. Im Folgenden soll zuerst ein Blick auf den HF-Teil geworfen werden, da hier viele Einsatzmöglichkeiten eines HF-Generators dargestellt werden können. Das Mobiltelefon-HF-Frontend besteht aus Filtern, Verstärkern, Mischern und aus I/Q-Modulen. Alle diese Komponenten müssen einzeln und kombiniert getestet und vermessen werden.

Filter untersucht man am besten mit einem Netzwerkanalysator (NWA) oder mit einem Spektrum-Analysator mit integriertem Mitlaufgenerator. Wobei ein vektorieller Netzwerk-Analysator (VNA) den Vorteil bietet neben der Einfügedämpfung, der Sperrdämpfung und dem Frequenzbereich, auch den Phasenverlauf bzw. die Gruppenlaufzeit zu begutachten.

Am Anfang steht die Messung des Mischers. Hier kann ein HF-Signal-Generator sowohl als Ersatz für den Lokaloszillator (LO), als auch als IF (Zwischenfrequenz)- oder HF- (Hochfrequenz-)Quelle eingesetzt werden. Zur Messung der Mischer-Performance wird zusätzlich noch ein Spektrum Analysator oder ein Leistungsmesser mit vor geschaltetem Filter benötigt. Welche Messungen am Mischer und welche Spezifikationen und Funktionen des Generators sind nun besonders wichtig?

Beim Blick in das Datenblatt eines Mischers tauchen neben dem Frequenzbereich zwei wichtige Auswahlkriterien auf. Zum einen die Mischdämpfung (Conversionloss) und die Port-zu-Port-Isolation (RF-IF bzw. LO-IF). Weiter wichtige Parameter sind VSWR (IF-, LO- bzw. RF-VSWR) und IP3 (Intermodulationspunkt 3. Ordnung). Um den Rahmen nicht zu sprengen soll hier exemplarisch ein Aufbau zur Messung der Mischdämpfung dargestellt werden. Die Mischdämpfung ist ein Maß für die Effektivität des Mischers. Sie ist definiert als die Differenz zwischen IF und HF-Leistung.

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