Новый высокопроизводительный измерительный приемник от Rohde & Schwarz

Компания Rohde & Schwarz представляет прибор R&S FSMR3000, разработанный специально для выполнения поверки генераторов и фиксированных или перестраиваемых аттенюаторов. При этом в конструкцию добавлена возможность сочетания четырех типов измерительного оборудования в моноблочном исполнении, а именно:

• измерительный приемник с высокой линейностью АЧХ: менее 0,01 дБ;
• анализатор аналоговых (АМ/ЧМ/ФМ) и цифровых модуляций;
• анализатор фазовых шумов с кросс-корреляцией:  –163 дБн (нес. 1 ГГц, отс. 10 кГц);
• анализатор спектра высшего класса.

Концепция «четыре в одном» предоставляет метрологической лаборатории широкие возможности для аккредитации и эталонизации в направлениях:

• измерение абсолютной мощности;
• измерение ослабления;
• анализ модуляции АМ, ЧМ, ФМ;
• анализ фазовых и амплитудных шумов.

Эти и другие возможности новой платформы увеличивают спектр выполняемых измерений и делают процедуру поверки генераторов и аттенюаторов простой и эффективной.

R&S FSMR3000 разработан для упрощения процедуры поверки генераторов сигналов и аттенюаторов. Диапазон рабочих частот прибора в зависимости от модели составляет 2 Гц — 8 ГГц; 26,5 или 50 ГГц. Также следует отметить широкий динамический диапазон –152…+ 30 дБмВт. Высокая линейность тракта ±(0,009 дБ + 0,005 дБ на шаг 10 дБ) в связке с внешним датчиком мощности обеспечивают высокоточные измерения уровня. Например, датчик серии R&S NRP50T может покрывать весь частотный диапазон вплоть до 50 ГГц.

Наряду с этим прибор обеспечивает анализ аналоговых видов модуляции AM, ЧM и ФM. Можно измерить глубину модуляции AM 0–100% и отклонения частоты FM до 16 МГц. Есть возможность укомплектовать прибор 16-битным аналого-цифровым преобразователем (опция FSMR3-B80) с частотой 200 млн отсчетов/с для анализа модуляции с полосой сигнала до 80 МГц. Если установлена эта опция, то возможны измерения сигналов с цифровой модуляцией.

Метрологические лаборатории решают множество измерительных задач. Для этого часто требуется анализатор спектра с широким набором функций и наилучшими РЧ-характеристиками. С аппаратной опцией FSMR3-B1 измерительный приемник FSMR3000 получает полнофункциональный анализатор спектра и сигналов. Фактически опция FSMR3-B1 эквивалентна анализатору спектра и сигналов высшего класса FSW.

Наряду с непревзойденной РЧ-производительностью — например, уровень собственных ФШ, широкий динамический диапазон, высокий входной TOI (до +30 дБм), прибор также предлагает в стандартной комплектации ряд функций, необходимых для калибровки и проверки генераторов. В частности, прибор может автоматически измерять высшие гармоники генератора нажатием одной кнопки. Он также имеет функции для измерения TOI, мощности утечки в соседний канал и вариативные маркерные измерения.

Аппаратная опция FSMR3-B60 превращает прибор в полнофункциональный анализатор фазовых шумов (ФШ) с высокой чувствительностью за счет кросс-корреляции. Комбинация высокоскоростного процессора и ПЛИС позволяет выполнять мгновенную обработку данных, поэтому время измерения определяется исключительно по физически необходимому времени запись данных. Демодуляция сигнала и корреляция различных измерительных последовательностей не требуют дополнительного времени. Благодаря отличным внутренним опорным источникам и существенной цифровой архитектуре, прибор, оснащенный данной опцией, быстрее, чем аналогичные измерительные системы, построенные по принципу оцифровки сигнала после фазового детектора. Также наличие режима кросскорреляции обеспечивает повышение чувствительности в зависимости от количества корреляций. Ожидаемые улучшение рассчитывается по следующей формуле ΔL = 5𝑙og(𝑛), где ΔL — это улучшение чувствительности к фазовому шуму за счет кросс-корреляции (в дБ), а n — количество корреляций.

Например, увеличение количества корреляций на 10 приводит к снижению собственных фазовых шумов FSMR3000 на 5 дБ.

Благодаря малошумящим внутренним источникам очень часто требуется лишь несколько корреляций, чтобы измерить качественный генератор.

Опция FSMR3-K30 позволяет очень просто проводить автоматические измерения коэффициентов шума и усиления, благодаря чрезвычайно низкому уровню собственного шума FSMR3000 равному –153 дБмВт (1 Гц) на 2 ГГц или –145 дБмВт (1 Гц) на 25 ГГц без предусилителя (также доступно улучшение 12–20 дБ со встроенным предусилителем). Для подобных измерений необходим источник шума, который подключается на вход исследуемого усилителя или смесителя. В качестве источника шума можно использовать любые доступные шумовые диоды.

В задаче по оценке КШ и КУ очень важно учитывать частотную характеристику значений ENR (ИОШТ) и температуру, что не всегда возможно с простыми источниками шума. Поэтому интеллектуальные источники шума серии FS-SNS делают этот трудоемкий и подверженный ошибкам процесс учета упомянутых параметров автоматическим. И теперь не нужно вводить вручную все таблицы коррекции и строго контролировать температуру окружающей среды.

Используя комбинации FSMR3-K30 и FS SNSxx, можно измерить коэффициент усиления и коэффициент шума компонентов нажатием одной кнопки. Все результаты отображаются вместе с рассчитанной погрешностью измерений.

Опция FSMR3-K15 расширяет возможности метрологической лаборатории и позволяет выполнять калибровку генераторов сигналов VOR/ILS и навигационных тестеров. Контроль воздушного движения и навигация самолетов происходит на основе VHF-сигналов с амплитудной модуляцией. Всенаправленный курсовой радиомаяк (VOR) и система посадки по приборам (ILS) применяются воздушными судами для наведения при заходе на посадку. Оба метода очень требовательны с точки зрения параметров точности и надежности измерения модуляции. В качестве примера при анализе сигнала VOR прибор FSMR3000 отображает параметры спектра, мощности и модуляции.