Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Leistungsmerkmale von Spektrumanalysatoren
Wie bei den Harmonischen höherer Ordnung führt auch hier eine Pegeländerung
beider Sinusträger am Eingang um ∆ dB zu einer Pegeländerung
des jeweiligen Intermodulationsprodukts um n · ∆ dB. Angaben über die
Pegeldifferenzen zwischen Intermodulationsprodukten und den Grundwellen
der Sinusträger erfordern daher stets die Angabe des Eingangspegels,
da sonst keine Aussage über die Linearität getroffen werden kann.
Es ist daher auch hier vorteilhaft, den sogenannten Intercept-Punkt n-ter
Ordnung zu berechnen. Für den auf den Eingang bezogenen Intercept-
Punkt n-ter Ordnung gilt:
IPn e = + L e (Gl. 5-16)
n–1
mit IPn e Eingangs-Intercept-Punkt n-ter Ordnung, in dBm
a IMn Pegeldifferenz zwischen Intermodulationsprodukt n-ter
Ordnung und der Grundwelle des Eingangssignals, in dB
L e Pegel eines der beiden Eingangssignale, in dBm
In den meisten Fällen werden die Intercept-Punkte 2. und 3. Ordnung
angegeben (siehe auch Bild 5-8). Sie werden mit IP2 oder SOI (Second Order
Intercept) bzw. mit IP3 oder TOI (Third Order Intercept) bezeichnet. Für
die Eingangs-Intercept-Punkte 2. bzw. 3. Ordnung gilt
IP2 e = a IM2 + L e (Gl. 5-17)
bzw.
a IMn
a IM3
IP3 e = + L e (Gl. 5-18)
2
Aus den Eingangs-Intercept-Punkten können wiederum die Ausgangs-Intercept-Punkte
durch Addition der Verstärkung g des Zweitors (in dB)
berechnet werden. In Spezifikationen zu Spektrumanalysatoren sind die
auf den Eingang bezogenen Intercept-Punkte angegeben.
Sowohl die Intermodulationsprodukte 2. Ordnung bei Zweiton-Aussteuerung
als auch die zweite Harmonische bei Einton-Aussteuerung entstehen
aufgrund des quadratischen Glieds der nichtlinearen Übertragungsfunktion.
Zwischen IP2 und IPk2 besteht ein fester Zusammenhang (siehe auch
[5-1]):
IPk2 = IP2 + 6 dB (Gl. 5-19)
In Datenblättern wird deshalb meistens nur IP2 oder IPk2 angegeben, selten
beide Werte gleichzeitig. Die Angabe von Intercept-Punkten erfolgt fast
immer in dBm. Je höher der angegebene Intercept-Punkt, desto linearer ist
der betreffende Spektrumanalysator – eine wichtige Voraussetzung für
einen möglichst großen Dynamikbereich (siehe Kapitel 5.5, Dynamikbereich).
Intermodulation
Intermodulationsprodukte 3. Ordnung
Intermodulationsfreier Dynamikbereich
Pegel 2 x –30 dBm, ∆f >5 · RBW oder 10 kHz, wobei der größere Wert gilt
Frequenz
20 MHz ... 200 MHz >70 dBc, IP3 >5 dBm
200 MHz ... 3 GHz >74 dBc, IP3 >7 dBm
3 GHz ... 7 GHz >80 dBc,
IP3 >10 dBm
Intercept-Punkt k2
Frequenz