Компания Rohde & Schwarz: от европейского к мировому лидерству!

№ 6’2015
PDF версия
За свою 80 летнюю историю компания Rohde & Schwarz открыла представительства и филиалы более чем в 70 странах мира, включая Россию и страны СНГ. В них работает около 10 тысяч сотрудников, проектирующих и выпускающих широчайшую номенклатуру радиотехнических изделий, прежде всего современных цифровых измерительных приборов. Обзор знакомит читателя с историей развития компании, ее разработками и новыми приборами.

Как появилась и развивалась компания Rohde & Schwarz

Европейская фирма Rohde & Schwarz была основана в 1933 году учеными Физико-технического университета в Йене (Германия) Лотаром Роде и Германом Шварцем. Начав деятельность как независимая «семейная» компания, Rohde & Schwarz всегда опиралась на собственные ресурсы и разработки, что изначально сделало их достаточно оригинальными. Будучи независимой компанией, не связанной определенной тематикой работ, Rohde & Schwarz сумела успешно реализовывать свои долгосрочные инновационные программы.

Отвечая интересам своего времени, фирма вела исследования и разработки в очень востребованной области — радиоэлектронике, особенно в измерительной технике и радиооборудовании. Эти области быстро развивались и требовали привлечения большого числа высококвалифицированных сотрудников для создания новых продуктов, проведения научных исследований и последующей организации серийного производства изделий. Решения компании оказались очень востребованными в Европе, а затем и во всем мире.

Фирма Rohde & Schwarz всегда стремилась привлекать наиболее компетентных сотрудников, создавать региональные отделения и сервисные центры в различных странах и тщательно оптимизировать свои разработки в соответствии с интересами потенциальных пользователей. Эти усилия позволили обеспечить быстрые темпы роста компании и увеличение ее штата. Ныне фирма превратилась в группу компаний Rohde & Schwarz с головным офисом в Мюнхене (Германия) — рис. 1. Свои отделения и представительства Rohde & Schwarz создала в 70 странах, включая США, Сингапур, Китай, Корею, Германию, Францию, Великобританию, Румынию.

Головной офис корпорации Rohde & Schwarz

Рис. 1. Головной офис корпорации Rohde & Schwarz

В настоящее время 9600 сотрудников во всем мире вносят свой вклад в успех компании Rohde & Schwarz (рис. 2а). Почти 5650 из них работают в Германии, в том числе около 2500 в головном офисе в Мюнхене. Приборы корпорации неоднократно были удостоены престижных международных наград. В 2012/2013 финансовом году (с июля по июнь) оборот компании, несмотря на мировой кризис, составил 1,9 млрд евро (рис. 2б).

Число сотрудников и  годовой оборот Rohde & Schwarz

Рис. 2.
а) Число сотрудников;
б) годовой оборот Rohde & Schwarz

В настоящее время Rohde & Schwarz работает в таких перспективных направлениях, как:

  • контрольно-измерительное оборудование;
  • радиомониторинг и пеленгование;
  • цифровое и аналоговое теле- и радиовещание;
  • системы радиосвязи;
  • защита информации и безопасность связи;
  • специальные технические средства;
  • обслуживание оборудования.

На российском рынке оборудование компании Rohde & Schwarz появилось в 1957 году, еще в советские времена. С тех пор благодаря собственным инновационным технологиям и новаторским идеям Rohde & Schwarz становится одним из основных технологических поставщиков для заказчиков, представляющих различные государственные и силовые структуры нашей страны. В 1992 году в Москве состоялось официальное открытие российского представительства фирмы Rohde & Schwarz (рис. 3). В 2005‑м начал работать сервисный центр, деятельность которого осуществляется на территории России и стран СНГ.

Начальная страница сайта российского представительства фирмы Rohde & Schwarz

Рис. 3. Начальная страница сайта российского представительства фирмы Rohde & Schwarz

Благодаря разнообразным технологическим новшествам и творческому потенциалу своих сотрудников Rohde & Schwarz занимает почетное место среди технологических лидеров во всех областях своей деятельности. Корпорация разрабатывает и выпускает следующую продукцию:

  • Измерительные приборы общего назначения.
  • Современные цифровые запоминающие осциллографы.
  • Анализаторы сигналов и спектра (в том числе реального времени).
  • Анализаторы сигналов для аэронавигации.
  • Генераторы сигналов.
  • Приборы для испытаний на ЭМС.
  • Анализаторы электрических цепей.
  • Системы тестирования радаров.
  • Приборы для измерения мощности и напряжения.
  • Анализаторы аудиосигналов.
  • Радио- и телевизионные передающие и антенные устройства и комплексы.
  • Источники питания и многое другое.

Измерительные приборы Rohde & Schwarz имеют типичный вид (рис. 4), однако ряд небольших деталей, например своеобразное цветовое оформление рамки экрана и цветные светящиеся кнопки, выделяют устройства компании на фоне продукции других фирм. Но главное, приборы корпорации всегда тщательно оптимизированы по техническим параметрам и характеристикам и наилучшим образом удовлетворяют требованиями большей части потенциальных пользователей.

Измерительные приборы корпорации Rohde & Schwarz

Рис. 4. Измерительные приборы корпорации Rohde & Schwarz

 

Осциллографы с открытой архитектурой корпорации Rohde & Schwarz

В мире не ощущаемых человеком электрических сигналов умеренной мощности его «глазами» стали электронные осциллографы. По сравнению с тремя китами современной осциллографии — компаниями Tektronix, Keysight Technologies и Teledyne LeCroy — корпорация Rohde & Schwarz выпускает осциллографы с меньшими предельными частотами исследуемых сигналов. Однако осциллографы Rohde & Schwarz имеют уникальные возможности и уверенно расширяют их. Компания стремится оптимизировать модели по стоимости и числу показателей в каждой группе устройств, а это, в свою очередь, выгодно большинству пользователей данных приборов.

Корпорация Rohde & Schwarz давно отказалась от разработки простых осциллографов, передав это безусловно нужное направление своему подразделению — фирме HAMEG [1], которая производит множество простых и дешевых цифровых осциллографов, а также модель аналогового осциллографа с полосой до 40 МГц. Сама же корпорация выпускает осциллографы среднего и Hi-End-класса. Рассмотрим высококачественные цифровые осциллографы серии R&S RTO (таблица) [5]. Приборы имеют открытую архитектуру c операционной системой Windows 7, цифровую синхронизацию и аппаратно реализованные функции архивации осциллограмм и просмотра их истории, а также быстрого преобразования Фурье (БПФ) и по маскам. Отличаются малым уровнем собственных шумов и программной реализацией 16‑битового разрешения HD (высокая четкость).

Таблица. Классификация параметров новых осциллографов открытой архитектуры

Модель

Полоса

Частота выборок, ГГц

Каналов

Память, Мбайт

R&S RTO1044

4 ГГц

10/20

4

20/80

R&S RTO1024

2 ГГц

10

4

20/80

R&S RTO1022

2 ГГц

10

2

20/40

R&S RTO1014

1 ГГц

10

4

20/80

R&S RTO1012

1 ГГц

10

2

20/40

R&S RTO1004

600 МГц

10

4

20/80

R&S RTO1002

600 МГц

10

2

20/40

Осциллографы серии R&S RTO (рис. 5) оснащены цветным 10,4‑дюймовым сенсорным XGA-дисплеем со светодиодной подсветкой и высоким разрешением 1024×768 пикселей, позволяющим четко отображать как осциллограммы и другие диаграммы, так и текстовые надписи, числа, таблицы и элементы графического интерфейса пользователя GUI. Эти настольные лабораторные приборы имеют размеры 427×249×204 мм и вес 9,6 кг при довольно большой потребляемой мощности 450 Вт, чувствительность по вертикали от 1 мВ/дел. до 1 В/дел. и развертку в широком диапазоне скоростей (масштаб от 25 пс/дел. до 50 с/дел.). Серия более дешевых осциллографов R&S RTE [6] имеет вдвое меньшую полосу пропускания и частоту дискретизации.

Новейшие лабораторные цифровые запоминающие осциллографы RTO

Рис. 5. Новейшие лабораторные цифровые запоминающие осциллографы RTO

Внешний вид осциллографа не совсем обычен — в нем, как и в других приборах, есть что-то от гражданских приборов довоенных лет (ручки в виде лимбов, разноцветные подсвеченные кнопки и непривычное цветовое оформление передней панели). По углам передней панели расположены оригинальные «рожки» — стойки. На них можно поставить прибор передней панелью вниз без риска повредить ручки и дисплей.

Основные свойства осциллографов серии RTO:

  • Быстрое обнаружение аномалий сигнала.
  • Аппаратное ускорение анализа.
  • Высокоточная цифровая система синхронизации с малым джиттером.
  • Функция архивации и просмотра истории осциллограмм.
  • Новый уровень комфортной работы с сенсорным экраном и удобными и наглядными графическими панелями управления и установки параметров.
  • Высокая точность и четкость осциллограмм.

Характерные особенности и параметры приборов:

  • Скорость сбора данных до 1 млн захватов/с.
  • Основная погрешность 1,5% при входе 50 Ом и 2% при входе 1 МОм.
  • Высокие скорости сбора данных без ограничения функциональных возможностей.
  • Быстрый анализ ошибок с функцией просмотра истории.
  • Высокая скорость измерений, даже для сложных функций анализа.
  • Спектральный анализ на основе аппаратно реализованного БПФ.
  • Испытания на соответствие маске: быстрая настройка, надежные результаты.
  • Усложненный анализ с использованием до трех сигналов в каждом канале.
  • Высокоточная цифровая система синхронизации и запуска.
  • Точные измерения благодаря малому джиттеру при синхронизации.
  • Высокая чувствительность запуска во всей полосе пропускания.
  • Регулируемый цифровой фильтр сигнала синхронизации.
  • Четкая структура меню позволяет быстро начать работу.
  • Цветная маркировка органов управления, понятная для пользователя.
  • Пиктограммы сигналов с функцией перетаскивания.
  • Полупрозрачные диалоговые окна, позволяющие видеть измеряемые сигналы.
  • Точные измерения благодаря очень низкому уровню собственного шума.
  • Широкий динамический диапазон благодаря одноядерному аналого-цифровому преобразователю (АЦП).
  • Полная ширина полосы пропускания для всех значений чувствительности.
  • Малые погрешности коэффициента усиления и смещения.
  • Надежная межканальная развязка предотвращает перекрестные помехи.

Осциллографы ориентированы на широкий спектр применений:

  • Логический анализ.
  • Демодуляция сигналов на квадратурные составляющие.
  • Анализ целостности сигналов.
  • Анализ протоколов последовательной передачи данных.
  • Испытания на соответствие стандартам передачи данных.
  • Анализ мощности и тестирование источников электропитания.
  • Анализ электромагнитных помех.

Тракт вертикального отклонения и схема цифрового запуска имеют жесткую конструкцию с тщательной экранировкой блоков. Совместно с применением малошумящих АЦП это обеспечивает малый уровень собственных шумов вертикальных каналов и малый уровень джиттера запуска. Аналоговые каналы имеют общие ручки установки масштаба и смещения осциллограмм по вертикали. Каждый канал снабжен отдельной кнопкой включения и вывода панели установки параметров (рис. 6).

Виртуальные панели установки каналов на экране осциллографа

Рис. 6. Виртуальные панели установки каналов на экране осциллографа

Каналы имеют открытый и закрытый входы, входное сопротивление 50 Ом и 1 МОм (параллельно с емкостью 15 пФ), фильтры для сокращения полосы частот. С осциллографами поставляются пассивные пробники с полосой до 500 МГц и коэффициентом деления 1/10 и входным сопротивлением 10 МОм. К сожалению, большинство интегральных микросхем не допускает работу на нагрузку 50 Ом, а пассивные пробники имеют емкость порядка десятка пФ и сильно искажают форму перепадов импульсов. Для обеспечения малых искажений формы импульсов (рис. 7) поставляются активные пробники с очень малой входной емкостью (менее 1 пФ), дифференциальные, токовые и т. д.

Осциллограмма перепада минимальной длительности осциллографа RTO

Рис. 7.
а) Осциллограмма перепада минимальной длительности осциллографа RTO;
б) обычного осциллографа с полосой 1 ГГц

Важным параметром осциллографов является время нарастания переходной характеристики аналоговых каналов, которое вычисляется как (0,35–0,4)/полоса. При спаривании каналов у старшей модели RTO1044 частота дискретизации достигает 20 ГГц, она преодолевает барьер по времени нарастания в 100 пс.

В осциллографах предусмотрено свыше 75 видов автоматических измерений, превращающих их в полноценные измерительные комплексы. Постоянно ведется контроль основных видов статистических измерений. Таблица результатов автоматических измерений выводится вместе с осциллограммами (рис. 8). Возможен вывод таблицы всех измерений.

Осциллограммы меандра с таблицей результатов автоматических измерений

Рис. 8. Осциллограммы меандра с таблицей результатов автоматических измерений

Функция быстрого преобразования Фурье (БПФ, или FFT) в осциллографах R&S RTO реализована в основном аппаратно (рис. 9). Используется оконное преобразование со следующими типами окон: прямоугольное, Hamming, Hann, Blackman, Gaussian, Flattop, Kaiser-Bessel. Это открывает широкие возможности при выборе вида пиков спектра и нахождении компромисса между точностью измерения частоты и уровнем гармоник.

Осциллограмма меандра и его частотного спектра

Рис. 9. Осциллограмма меандра и его частотного спектра

Корпорация давно работает в области телевидения. Ее осциллографы имеют различные возможности по просмотру и анализу телевизионных сигналов различных стандартов (рис. 10). Возможен выбор по строкам и кадрам.

Осциллограмма телевизионного сигнала

Рис. 10. Осциллограмма телевизионного сигнала

Осциллографы RTO позволяют строить множество цветных диаграмм. Режим аналогового послесвечения (персистенции) полезен для обнаружения шумов и кратковременных редко повторяющихся процессов (рис. 11a). На этом рисунке показана также гистограмма временного разброса запуска (джиттера). Возможно и построение глазковых диаграмм с маской (рис. 11б).

Осциллограмма синусоидального сигнала с персистенцией и гистограммой джиттера

Рис. 11.
а) Осциллограмма синусоидального сигнала с персистенцией и гистограммой джиттера;
б) глазковая диаграмма с маской

В последнее время в новые разработки цифровых осциллографов широко внедряются средства компьютерной математики. В осциллографах выбор математических функций реализован с помощью наглядной панели редактора математических функций и выражений (рис. 12). Приборы позволяют работать с мощной матричной математической системой MATLAB.

Панель редактора математических функций и выражений

Рис. 12. Панель редактора математических функций и выражений

Опция RTO-B1 предназначена для анализа логических состояний цифровых шин данных по 16 каналам с тактовой частотой до 400 МГц, разрешением по времени 200 пс (частота дискретизации 5 ГГц) и глубиной записи до 200 млн точек. Скорость работы цифровых каналов превышает 200 тыс. захватов/с. Пробник логических сигналов превращает осциллограф в тип MSO (рис. 13).

Подключение многоканального пробника логических сигналов

Рис. 13. Подключение многоканального пробника логических сигналов

Для управления каналами пробника служит простая и наглядная панель (рис. 14).

Панель выбора и установки параметров логических сигналов

Рис. 14. Панель выбора и установки параметров логических сигналов

На рис. 15 показаны осциллограммы логических (цифровых) сигналов вместе с осциллограммой аналогового канала цифрового счетчика (верхняя кривая — пила). Нетрудно заметить высокую четкость осциллограмм логических сигналов, характерную для осциллографов серии RTO.

Осциллограммы цифровых сигналов счетчика и их суммы

Рис. 15. Осциллограммы цифровых сигналов счетчика и их суммы

Большое внимание уделено возможностям анализа, декодирования и тестирования широко распространенных последовательных шин (рис. 16). Для этого, помимо возможностей анализа самого осциллографа, поставляется ряд опций углубленного анализа последовательных шин.

Тестирование последовательной шины

Рис. 16. Тестирование последовательной шины

По полосе частот, чувствительности и возможностям запуска осциллографы R&S RTO идеально подходят для исследования и тестирования источников электропитания — как простых аналоговых, так и ключевых с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Для них поставляется ряд специальных пробников: высоковольтных, дифференциальных, токовых без разрыва цепи (в виде «клещей») и др. Осциллографы имеют ряд панелей (одна из них изображена на рис. 17), на которых показаны схемы подключения пробников и осциллографа и средства установки параметров.

Панель анализа источника электропитания с ШИМ

Рис. 17. Панель анализа источника электропитания с ШИМ

Специальная опция — анализ джиттера R&S RTO-K12 Jitter Analysis — позволяет проводить автоматические измерения таких параметров, как частота, период, ошибка временного интервала, джиттер от периода к периоду, джиттер за N периодов, скорость передачи данных. Функция Track function обеспечивает более глубокий анализ измеряемых параметров с возможностью отображения результатов в виде тренда измерения, таблицы, гистограммы, спектра, глазковой диаграммы. Есть опция тестирования по маске, позволяющая создавать шаблоны для быстрого тестирования глазковых диаграмм. Кроме того, имеется программное восстановление тактового сигнала (Software-CDR).

Опция R&S RTO-K13 Clock Data Recovery (CDR) активирует схему аппаратного восстановления тактового сигнала, реализованную в интегрированной микросхеме осциллографа RTO. Для восстановления тактового сигнала используются режимы ФАПЧ первого и второго порядка. Скорость передачи данных регулируется от 200 кбайт/с до 2,5 Гбайт/с для осциллографов RTO1002-24 и до 5 Гбайт/с — для RTO1044.

 

Осциллографы смешанных сигналов с закрытой архитектурой

Осциллографы c закрытой архитектурой появились намного раньше приборов с открытой архитектурой. И сейчас они не потеряли своего значения вследствие более простой конструкции, меньших габаритов и веса, меньшего времени включения и выключения. Приборы R&S RTM2000 [7] имеют 2 или 4 аналоговых канала, полосу частот 200, 350, 500 и 1000 МГц, скорость дискретизации 5 Гвыб/с и память на 20 млн отсчетов на каждый канал (рис. 18а). Возможности этих осциллографов почти аналогичны описанным выше возможностям осциллографов R&S RTO с открытой архитектурой и многоканальным пробником логических сигналов. Выпускаются также более дешевые осциллографы серии HMO (рис. 18б) с меньшей полосой пропускания.

Рис. 18. Осциллографы смешанных сигналов

Рис. 18. Осциллографы смешанных сигналов:
a) R&S RTM2000;
б) R&S HMO2000

 

Анализаторы спектра и сигналов R&S FSW

Радиосвязь зародилась на основе частотного разделения электромагнитных волн и сигналов. В принципе, первые радиоприемники прямого усиления и супергетеродины были первыми простейшими анализаторами спектра. Понадобились десятки лет для создания быстро перестраивающихся и точных широкодиапазонных приемников, постепенно превратившихся в современные анализаторы спектра. Будучи радиотехнической фирмой, Rohde & Schwarz давно занималась разработкой анализаторов спектров и добилась в этом общепризнанных успехов — ее обычные анализаторы спектра, в частности серий FSL и FSH [9, 10] (рис. 19), нередко превосходили аналогичные устройства других фирм и становились лидерами рынка в данной группе приборов. Их подробное описание дано в книге [11].

Малогабаритный настольный анализатор спектра серии FSL

Рис. 19. Малогабаритный настольный анализатор спектра серии FSL

Новый высокоэффективный настольный анализатор спектра и сигналов серии R&S FSW (рис. 20) разработан в соответствии с высокими требованиями заказчиков. Благодаря низкому фазовому шуму, широкой полосе анализа, простому и интуитивно понятному управлению анализатор позволяет быстро и легко выполнять измерения. Выпускаются следующие модели: R&S FSW8 (8 ГГц), R&S FSW13 (13,6 ГГц), R&S FSW26 (26,5 ГГц), R&S FSW43 (43,5 ГГц), R&S FSW50 (50 ГГц), R&S FSW67 (67 ГГц). Нижняя граничная частота анализаторов в 2 Гц обеспечивает неискаженный анализ спектра даже в инфразвуковом диапазоне частот.

Настольный анализатор спектра и сигналов R&S FSW

Рис. 20. Настольный анализатор спектра и сигналов R&S FSW

Некоторые другие параметры приборов этой серии:

  • Низкий уровень фазового шума: –137 дБн/Гц при отстройке 10 кГц (несущая 1 ГГц); –112 дБн/Гц при отстройке 10 кГц (несущая 60 ГГц).
  • Динамический диапазон измерений коэффициента утечки мощности в соседний канал (ACLR) для WCDMA (с коррекцией шума) составляет –88 дБ.
  • Полоса анализа: до 500 МГц.
  • Общая погрешность измерения: 0,4 дБ на частоте до 8 ГГц.
  • Сенсорный экран высокого разрешения с диагональю 12,1 дюйма (31 см) обеспечивает удобную работу с прибором (рис. 21).
Сенсорное управление анализатором спектра и сигналов серии R&S FSW

Рис. 21. Сенсорное управление анализатором спектра и сигналов серии R&S FSW

На рис. 22 показан спектр чистого и модулированного синусоидального сигнала. Хорошо виден малый уровень собственных шумов и большой динамический диапазон анализатора. Дорожка под пиком спектра сигнала имеет малую ширину. На рис. 21 и 22 представлена возможность анализа спектра в реальном времени и построения спектрограмм c обозначением амплитуды сигнала цветом.

Спектр и спектрограмма чистого сигнала

Рис. 22.
а) Спектр и спектрограмма чистого сигнала;
б) спектр промодулированного по амплитуде синусоидального сигнала показывает низкие шумы и большой динамический диапазон

Разрезающую способность по частоте удобно оценивать по спектру амплитудно-модулированного сигнала. Как известно, спектр такого сигнала имеет линию несущей частоты и две боковые полосы по обе стороны от линии (пика) несущей. Так, у спектра сигнала с несущей частотой 100 МГц и частотой модуляции 1 кГц боковые полосы отчетливо видны и хорошо разделяются при полосе частот разрешения RBW меньше 1 кГц.

Несколько задач измерения могут выполняться и отображаться параллельно (рис. 23). Это облегчает детальный анализ сложных многокомпонентных сигналов.

Экран с построением ряда спектров анализатора Rohde & Schwarz

Рис. 23. Экран с построением ряда спектров анализатора Rohde & Schwarz

 

Ручные анализаторы спектра компании Rohde & Schwarz

В последние 25 лет появилось множество систем мобильной и беспроводной связи, обслуживающих работу базовых станций и массовых приемопередатчиков — телефонов, планшетных компьютеров и т. д. Для проведения испытаний и тестирования таких устройств потребовались ручные анализаторы спектра с автономным питанием от аккумуляторных батарей. Во всем мире пользуются заслуженной популярностью такие анализаторы серии FSH корпорации Rohde & Schwarz с полосой частот 3,6, 8, 13 и 20 ГГц [11] (рис. 24).

Ручной анализатор спектра Rohde & Schwarz

Рис. 24. Ручной анализатор спектра Rohde & Schwarz

Несмотря на малые габариты и вес, FSH вполне полноценные анализаторы спектра с достаточно большим и четким экраном. Благодаря встроенному приемнику системы глобального позиционирования GPS приборы определяют положение источников сигналов (например, базовых станций мобильной связи) на местности и выводят ее географическую карту с обозначенными источниками. О характере представления данных на экране ручного анализатора спектра можно судить по рис. 25.

Экран ручного анализатора спектра при различных видах работы

Рис. 25. Экран ручного анализатора спектра при различных видах работы

 

Анализаторы спектра реального времени для сигналов радаров

В начале этого века резко возросло число систем с сигналами, имеющими сложный и быстро изменяющийся во времени спектр. Например, в стационарных (рис. 26), передвижных и летающих (рис. 27) объектах используются радары с быстрой перестройкой частоты заполнения радиоимпульса. Это позволяет не только получить данные о наличии и месте расположения множества целей, но и определить их размеры, вид и характер, а также скорость и направление перемещения.

Наземные радары излучают радиоимпульсы с быстро меняющимися параметрами

Рис. 26. Наземные радары излучают радиоимпульсы с быстро меняющимися параметрами

Для анализа таких сигналов нужны специальные анализаторы спектра реального времени со скоростью перестройки, в сотни и тысячи раз большей, чем у классических анализаторов спектра, и способные строить спектры не только в плоскости «амплитуда-частота», но и многочисленные выборки спектров во времени — спектрограммы. Это требует и резкого увеличения размера памяти для хранения спектров.

Военные самолеты — летающие радиоэлектронные комплексы

Рис. 27. Военные самолеты — летающие радиоэлектронные комплексы

Пионером в области создания анализаторов спектра реального времени заслуженно считается компания Tektronix (США). Компания Rohde & Schwarz также внесла серьезный вклад в разработку анализаторов спектра реального времени, выпустив более доступные и компактные анализаторы R&S FSVR и R&S FSW с опцией анализа спектра в реальном времени [12, 13] (рис. 28).

Анализатор спектра с опцией анализа в реальном времени

Рис. 28. Анализатор спектра с опцией анализа в реальном времени

Великолепный динамический диапазон R&S FSW для измерений фазового шума дает большие преимущества разработчикам генераторов, синтезаторов и передающих систем. При отстройке от несущей 10 кГц величина фазового шума R&S FSW составляет –137 дБн/Гц на частоте несущей 1 ГГц (рис. 29а), –128 дБн/Гц на частоте несущей 10 ГГц и –112 дБн/Гц на частоте несущей 60 ГГц. При отстройке от несущей 10 Гц значения составляют: –110 дБн/Гц (несущая 1 ГГц) и –90 дБн/Гц (несущая 100 МГц). Таким образом, R&S FSW с опцией для спектрального анализа в реальном времени превосходит предыдущие анализаторы более чем на 10 дБ. Спектр и спектрограмма модулированного сигнала показаны на рис. 29б.

Спектр синусоидального сигнала с несущей 1 ГГц при отстройке от несущей 10 кГц

Рис. 29.
а) Спектр синусоидального сигнала с несущей 1 ГГц при отстройке от несущей 10 кГц;
б) спектр и спектрограмма модулированного сигнала

Опция FSW-K60 расширяет полосу анализа сигналов до 500 МГц и обеспечивает отличный динамический диапазон около 60 дБ. Это позволяет измерять короткие времена нарастания радиоимпульсов (время нарастания при этой опции 2,3 нс) и детектировать короткие радиоимпульсы (длительностью от 8 нс), анализировать радарные и связные сигналы в полосе 500 МГц, проводить векторный анализ сигналов.

Для определения взаимовлияния между сигналами опция FSW-K60 может быть использована совместно с другими программными опциями анализатора FSW — это режимы мультистандартного анализа радиосигналов MSRA и мультистандартного анализа в реальном масштабе времени MSRT (требуется опция FSW-K160R).

Опция FSW-K60С обеспечивает автоматическую регистрацию и анализ ЛЧМ-сигналов с отображением результатов измерения параметров свипирования: скорости, направления, длительности, линейности. Аналогично опции FSW-K60H регистрация результатов измерения параметров ЛЧМ-сигналов может происходить автоматически либо по заданной пользователем модели.

На рис. 30 показан спектр типичного многочастотного сигнала, создаваемого современным радаром. Отчетливо видны все частотные составляющие сигнала.

Спектр многочастотного радиолокационного сигнала

Рис. 30. Спектр многочастотного радиолокационного сигнала

 

Векторный генератор сигналов R&S SMU200A

Генераторы сигналов создают сигналы с заданными параметрами. Корпорация Rohde & Schwarz разрабатывает и выпускает различные типы генераторов, но в последние годы она сосредоточила внимание на наиболее сложных из них — векторных генераторах синусоидального сигнала с множеством видов модуляции по амплитуде, частоте и фазе, а также множеством видов кодоимпульсной модуляции, основанной на векторном представлении сигналов. Самыми массовыми являются генераторы R&S SMBV100A (рис. 31а).

Векторные генераторы сигналов

Рис. 31. Векторные генераторы сигналов:
а) R&S SMBV100A;
б) R&S SMU200A

Эти приборы имеют:

  • Высокий уровень выходного сигнала (в классе приборов до 6 ГГц), сочетающийся с превосходными радиочастотными характеристиками.
  • Малую стоимость эксплуатационных расходов.
  • Максимальную полосу пропускания I/Q‑модулятора выше 500 МГц.
  • Встроенный генератор сигналов произвольный формы модуляции несущей.
  • Емкость памяти до 1 млрд отсчетов для длинных тестовых последовательностей.
  • Поддержку стандартов мобильной радиосвязи 2G/3G/LTE, беспроводной WiMAX, WLAN, IEEE 802.11 и др.

Новейший векторный генератор сигналов R&S SMU200A (рис. 31б) способен удовлетворить все потребности исследователей, разработчиков и производителей современных мобильных коммуникационных систем. R&S SMU200A не только объединяет два независимых генератора сигналов в одном небольшом корпусе, но и обеспечивает непревзойденные характеристики РЧ- и модулирующего сигналов:

  • Диапазон частот от 100 кГц до 3/6/12,75/20/31,8/40 ГГц.
  • Опциональный второй ВЧ-тракт с диапазоном частот от 100 кГц до 3/6/12,75 или 20 ГГц.
  • Разные конфигурации: 1‑канальный генератор сигналов, 2‑канальный генератор сигналов с различными комбинациями ВЧ-трактов (например: 3+3 ГГц, 12,75+6 ГГц или 2×20 ГГц) или многоканальный тестер MIMO-приемников.
  • Идеально подходит для MIMO-, MSR- или LTE-Advanced-систем благодаря поддержке до восьми источников сигнала и 16 каналов с замираниями.
  • Модульная архитектура для подбора оптимальной конфигурации.

Важнейшим параметром генераторов является уровень фазовых шумов — показатель чистоты генерируемого сигнала и стабильности частоты (рис. 32). Генераторы отличаются почти рекордно малым уровнем собственных шумов.

Зависимость уровня фазовых шумов от сдвига частоты при разных частотах генерации

Рис. 32. Зависимость уровня фазовых шумов от сдвига частоты при разных частотах генерации

Корпорация Rohde & Schwarz выпускает огромную номенклатуру компонентов, радиотехнических устройств и систем — вплоть до многофункциональных векторных анализаторов цепей и оборудования центров управления (рис. 33). Многие из этих решений указаны в каталоге ее продукции за 2015 год. По обилию разработанных изделий и объему серийного производства Rohde & Schwarz стала одной из крупнейших фирм в мире.

Центр управления корпорации Rohde & Schwarz

Рис. 33. Центр управления корпорации Rohde & Schwarz

 

Заключение

За свою долгую историю фирма Rohde & Schwarz превратилась в корпорацию, имеющую представительства во многих странах мира. Сегодня наряду со всемирно известными корпорациями группа компаний Rohde & Schwarz занимает место одного из мировых лидеров современного рынка радиотехнических приборов широкого профиля.

Литература
  1. Дьяконов В. Новые осциллографы европейских компаний // Компоненты и технологии. 2011. № 11.
  2. Дьяконов В. П. Современная осциллография и осциллографы. М.: СОЛОН-Пресс, 2005.
  3. Афонский А. А., Дьяконов В. П. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики. М.: СОЛОН-Пресс, 2009.
  4. Каталог 2015. Контрольно-измерительное оборудование. Rohde & Schwarz, 2015.
  5. Rohde & Schwarz. R&S RTO Digital Oscilloscope Specifications. February 2015.
  6. Rohde & Schwarz. R&S RTE Digital Oscilloscope. User Manua, 2015.
  7. Rohde & Schwarz. R&S RTM2000 Digital Oscilloscope. User Manual. Feb 23, 2015.
  8. Rohde & Schwarz. Mixed_Signal Oscilloscope 50/70/100 MHz. R&SHMO1002. 
  9. R&S FSH4/8/13/20 Spectrum Analyzer. Operating Manual. Rohde & Schwarz, 2015.
  10. R&S FSH4/8/13/20 Портативный анализатор спектра. Краткое руководство.
  11. Раушер К. Основы спектрального анализа. 2‑е изд., стереотипное. М.: Горячая линия – Телеком, 2014.
  12. Упрощенный анализ РЛС с быстрой перестройкой частоты. Rohde & Schwarz, 2013.
  13. R&SFSW-K160R Real-Time Spectrum Analyzer Specifications.
  14. R&SZVA/R&SZVB/R&SZVT Vector Network Analyzers. Operating Manual. Rohde & Schwarz, 2015.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *