RF Signal generators

Die SG380 Serie ist für die analoge HF-Erzeugung ausgelegt, während die SG390 Serie die interne Erzeugung von Vektorwellenformen als Standardfunktion ergänzt. Beide Produktfamilien unterstützen AM-, FM-, Phasen-, Puls- und Sweep-Modulation sowie eine Frequenzauflösung von 1 µHz und sind jeweils in den Modellvarianten 2,025 GHz, 4,05 GHz und 6,075 GHz erhältlich. Geräte der SG380 Serie können externe I/Q-Signale über einen optionalen 200-MHz-Eingang verarbeiten, während SG390 Modelle mit zwei 14-Bit-Basisbandgeneratoren mit 125 MS/s sowie einem externen 300-MHz-I/Q-Pfad ausgestattet sind. Die SG380 ist daher die passende Wahl, wenn die Prüfanforderung mit analoger Modulation abgedeckt ist. Die SG390 ist die richtige Wahl, wenn intern erzeugte PSK-, QAM-, FSK-, MSK-, ASK-, VSB- oder kunden­spezifische I/Q-Signale benötigt werden.

Die 2,025-GHz-Modelle sind SG382 und SG392, die 4,05-GHz-Modelle SG384 und SG394 und die 6,075-GHz-Modelle SG386 und SG396. Jedes Gerät verfügt außerdem über einen separaten BNC-Ausgang von DC bis 62,5 MHz, sodass sich die maximale Modellfrequenz speziell auf den HF-Ausgang mit N-Steck­verbinder bezieht. Bei der Auswahl sollten die höchste Grundträgerfrequenz, Modulationsseitenbänder sowie eine Reserve für zukünftige Prüfpläne berücksichtigt werden. Wenn eine SG380 Anwendung einen Bereich oberhalb von 6,075 GHz abdecken muss, erweitert der optionale Verdoppler den SG384 von 4,05 auf 8,10 GHz und den SG386 von 6,075 auf 8,10 GHz. Diese Option weist andere Amplituden- und Spezifikationen im Frequenzbereich auf als der primäre Ausgang mit N-Steck­verbinder und sollte daher als separater HF-Pfad bewertet werden.

Der BNC-Ausgang ist für Signale von DC bis 62,5 MHz vorgesehen und liefert 0,001 bis 1,00 Vrms an 50 Ω sowie einen einstellbaren Offset von ±1,5 VDC. Damit eignet er sich für Sinussignale im unteren Frequenzbereich, Basisbandanregungen und Prüfungen, die eine kontrollierte DC-Komponente erfordern. Der N-Steck­verbinder deckt 950 kHz bis zur oberen Grenze des gewählten Modells ab und liefert HF-Leistung bis hinunter zu −110 dBm; innerhalb der spezifizierten Frequenzbänder sind bis zu +16,5 dBm verfügbar. Beide Ausgänge sind für 50-Ω-Systeme ausgelegt, jedoch ist der BNC-Ausgang DC-gekoppelt, während der N-Ausgang AC-gekoppelt ist. Entwickler sollten Kabel, Abschlüsse und Schutzmaßnahmen jeweils passend zum verwendeten Anschluss auswählen, anstatt beide Ausgänge als austauschbar zu betrachten.

Der Standard-OCXO ist geeignet, wenn eine Stabilität von <±0,002 ppm im Bereich von 0 bis 45 °C und eine jährliche Alterung von <±0,05 ppm den Unsicherheitsanforderungen entsprechen. Das typische Phasenrauschen bei einer Trägerfrequenz von 1 GHz beträgt bei den 2-GHz- und 4-GHz-Modellen −80 dBc/Hz bei 10 Hz Offset und −116 dBc/Hz bei 20 kHz Offset. Mit der optionalen Rubidium-Zeitbasis ändert sich die spezifizierte Temperaturstabilität auf <±0,0001 ppm und die Alterung auf <±0,001 ppm pro Jahr. Über einen rückseitigen Eingang kann der Generator zudem auf eine externe 10-MHz-Referenz zwischen 0,5 und 4 Vpp verriegelt werden. Die richtige Wahl hängt daher davon ab, ob das System vor allem durch kurzzeitiges Phasenrauschen, langfristige Frequenzdrift oder die Rückführbarkeit auf eine externe Laborreferenz bestimmt wird.

Alle Modelle unterstützen Amplituden-, Frequenz-, Phasen- und Pulsmodulation entweder mit internen Wellenformen oder über einen externen Modulationseingang. Der interne Generator stellt Sinus-, Rampen-, Sägezahn-, Rechteck-, Puls- und Rauschfunktionen bereit, mit Raten bis 500 kHz bei niedrigeren Trägerfrequenzen und 50 kHz bei höheren Trägern. Die AM-Tiefe ist von 0 bis 100 % einstellbar, während die FM-Abweichung bei 0,1 Hz beginnt und je nach gewähltem Trägerband variiert. Phasenkontinuierliche Sweeps können Sinus-, Dreieck- oder Rampenfunktionen mit Raten bis 120 Hz verwenden. Damit kann ein einzelnes Gerät in vielen Aufbauten konventionelle Empfängertests, Frequenzgang-Sweeps, Messungen mit getastetem Träger und extern gesteuerte Modulation abdecken, ohne dass ein separater Niederfrequenzgenerator erforderlich ist.

Die SG390 Serie nutzt zwei 14-Bit-Basisbandkanäle mit 125 MS/s, um I- und Q-Signale intern zu erzeugen. Die Symbolraten reichen von 1 Hz bis 6 MHz, mit bis zu 16 Mbit Symbolspeicher und einer Zuordnung von einem bis neun Bit pro Konstellationspunkt. Unterstützt werden Modulationsfamilien wie PSK, QAM bis QAM256, FSK, CPM, MSK, ASK sowie VSB mit 8 oder 16 Pegeln. Für die Pulsformung stehen Nyquist-, Root-Nyquist-, Gauß-, Rechteck-, lineare, Sinc- und benutzerdefinierte FIR-Filter zur Verfügung; zusätzlich kann additives weißes gaußsches Rauschen von −70 bis −10 dBc aufgebracht werden. In der Praxis ermöglicht das protocolorientierte Tests von Empfängern und Demodulatoren, ohne einen separaten Arbiträrgenerator, I/Q-Modulator und eine Rauschquelle kombinieren zu müssen.

Jedes Modell verfügt über 10/100 Base-T Ethernet-, IEEE-488.2-GPIB- und RS-232-Schnittstellen und lässt sich damit sowohl in aktuelle vernetzte Systeme als auch in bestehende Testracks integrieren. RS-232 unterstützt Datenraten von 4800 bis 115.200 Baud mit RTS/CTS-Flusskontrolle, während Ethernet TCP/IP mit standardmäßig aktiviertem DHCP nutzt. Sämtliche Instrumentenfunktionen lassen sich fernsteuern und auslesen, und bis zu neun Konfigurationen können im nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden. Das Halb-Rack-Gehäuse misst 8,5 × 3,5 × 13 in und wiegt 10 lb. Mit Einzel- und Doppelmontagesätzen lässt sich ein Instrument oder zwei nebeneinander angeordnete Instrumente in ein Standard-19-Zoll-Rack einbauen.

Die SG38x-Familie enthält 256 kB Mikrocontroller-Flash, ein serielles EEPROM mit 8 Mbit und 4 MB parallelen Flash-Speicher. Beim Zurücksetzen auf Werkseinstellungen wird das EEPROM mit den Geräte- und Schnittstelleneinstellungen überschrieben, während Firmware und FPGA-Konfigurationsspeicher unverändert bleiben. Die SG39x-Familie enthält ein serielles EEPROM mit 8 Mbit und 4 MB Flash-Speicher für Benutzerwellenformen; beim Reset wird das EEPROM überschrieben und der Flash-Speicher für die Wellenformen sektorweise gelöscht. Die Instrumenteneinstellungen werden zurückgesetzt, indem das Gerät mit gedrückter BACK SPACE-Taste eingeschaltet wird; die Einstellungen der Remote-Schnittstellen werden zurückgesetzt, indem beim Einschalten die Dezimalpunkttaste gedrückt gehalten wird. Organisationen mit Anforderungen an den kontrollierten Umgang mit Daten sollten diese Schritte in ihr Außerbetriebnahmeverfahren aufnehmen und die Speicherbereiche berücksichtigen, in denen Firmware- oder Konfigurationsdaten erhalten bleiben.