10-2020
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
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Oktober <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> Jahrgang 25<br />
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
AWR ist jetzt integrierter Teil der<br />
Intelligent-System-Design-Lösung<br />
von Cadence<br />
FlowCAD, Seite 45
REFLECTIONLESS<br />
FILTERS<br />
Eliminate Stopband Reflections<br />
DC to 40 GHz<br />
Patented internal load<br />
eliminates out of band signals<br />
Ideal for non-linear circuits<br />
Now available surface mount and<br />
tubular SMA case styles<br />
(718) 934-4500 sales@minicircuits.com www.minicircuits.com<br />
612 Rev B__P<br />
DISTRIBUTORS<br />
612 Reflectionless Filters Rev B.indd 1 4/13/20 11:37 AM
Editorial<br />
Einstein würde staunen: Taktgeber<br />
werden immer kleiner und stabiler<br />
Mikhail Ryazanov<br />
Produktmanager Petermann-Technik<br />
Größe und Frequenzstabilität von<br />
Taktgebern beeinflussen Abmessungen<br />
und Strombedarf eines<br />
Endgeräts. Insbesondere die Entwickler<br />
von batteriebetriebenen<br />
Produkten benötigen präzise und<br />
kompakte Frequenzgeber. Da<br />
macht ein Überblick über den<br />
aktuellen Stand der Technik Sinn.<br />
In den letzten Jahren führte ein<br />
starker Trend von großen THT-<br />
(Through-Hole-Technology) und<br />
SMD-Quarzen in Metallgehäusen<br />
zu miniaturisierten SMD-<br />
Quarzen in Keramikgehäusen.<br />
Antreiber war der Bedarf nach<br />
höherfrequenten Schwingquarzen<br />
in kleineren Gehäusen. Dank<br />
technologischer Fortschritte und<br />
mehrerer Innovationen in der<br />
Herstellung wurde es möglich,<br />
die Baugröße der Schwingquarze<br />
ohne Abstriche bei Performance<br />
oder Kosten ganz erheblich zu<br />
verringern.<br />
Aktuell dominiert der Formfaktor<br />
3,2 x 2,5 mm Applikationen<br />
jeder Art, meist in Verbindung<br />
mit Widerstandsoptimierung<br />
der Quarze für ein optimales<br />
Anschwingverhalten in den definierten<br />
Arbeitstemperaturbereichen.<br />
Und der AT-Schnitt mit<br />
Grundton ist heute bis 64 MHz<br />
erhältlich! Solch moderne Quarze<br />
können mit einem Drive-Level<br />
von bis zu 500 µW betrieben werden.<br />
Für besonders anspruchsvolle<br />
Applikationen sind sie mit<br />
Frequenztoleranzen bis zu ±<strong>10</strong><br />
ppm und für -55 bis -125 °C<br />
verfügbar.<br />
Daneben hat sich der SMD-Quarz<br />
im kleineren Keramikgehäuse 2,5<br />
x 2 mm entwickelt, aber sich nie<br />
richtig durchgesetzt. Ist 3,2 x 2,5<br />
mm zu groß, dann ist das Hochvolumenprodukt<br />
mit 2 x 1,6 mm<br />
der Ausweg. Dieses Gehäuse<br />
liegt für sehr kleine Applikationen<br />
stark im Trend. Die Quarz-<br />
Designs sind hier ebenfalls widerstandsoptimiert<br />
und für optimales<br />
Anschwingverhalten ausgelegt<br />
bei Drive-Levels bis zu 400 µW.<br />
Dem Trend zu kleineren Gehäusen<br />
und höherer Frequenzstabilität<br />
folgen auch Uhrenquarze.<br />
Die kleinste Ausführung mit<br />
1,2 x 1 mm steht kurz vor der<br />
Markteinführung. Sehr starke<br />
Anwendung in Endgeräten finden<br />
mittlerweile auch Typen im<br />
3,2 x 1,5 mm messenden Gehäuse<br />
oder mit 2 x 1,2 mm Footprint<br />
mit reduziertem Widerstand.<br />
Solche Low-Resistance-Quarze<br />
wie auch Standardversionen gibt<br />
es für Lastkapazitäten von 4 bis<br />
12,5 pF und für den Temperaturbereich<br />
von -40 bis +125 °C. Der<br />
Entwickler kann zwischen zwei<br />
Toleranzen bei +25 °C wählen:<br />
±<strong>10</strong> (optional) oder ±20 ppm<br />
(Standard).<br />
Immer mehr Hersteller bauen auf<br />
SMD-Quarze mit integrierten<br />
Thermistoren, zum Beispiel im<br />
2,0 x 1,6 mm großen Keramikgehäuse.<br />
Diese Quarze erobern<br />
batteriebetriebene Kommunikationsprodukte<br />
und ersetzen stromintensive<br />
TCXOs.<br />
„Phantasie ist wichtiger als Wissen,<br />
denn Wissen ist beschränkt“,<br />
so der geniale Albert Einstein.<br />
Passend dazu lässt sich feststellen,<br />
dass in den letzten Jahren<br />
bei der Entwicklung von Quarzen<br />
das scheinbar Unmögliche<br />
geschafft wurde: Die Miniaturisierung<br />
der Gehäusegrößen ging<br />
ohne Leistungsreduzierung oder<br />
Kostensteigerung vor und quasi<br />
nebenbei wurden die technologischen<br />
Fortschritte genutzt,<br />
um immer weitere innovative<br />
Lösungen zur Marktreife zu bringen.<br />
Das erstaunliche Ergebnis<br />
ist eine immer höhere Frequenzstabilität<br />
bei immer kleineren<br />
Gehäusen. ◄<br />
Oszillatoren, Filter<br />
und Quarze<br />
für Anwendungen im Bereich<br />
Kommunikation, Industrie,<br />
Militär, Automotive und<br />
Raumfahrt<br />
MEMS<br />
Stratum 3/3E<br />
TCXO<br />
VCXO/VCSO<br />
Oszillatoren<br />
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EMXO<br />
OCXO<br />
XO<br />
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Filter<br />
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Technische Beratung und Distribution<br />
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Quarz<br />
EN ISO 9001:2015<br />
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hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 3
Inhalt 7/<strong>2020</strong><br />
Inhalt <strong>10</strong>/<strong>2020</strong><br />
Die ganze Bandbreite<br />
der HF-und MW-Technik<br />
End Launch Connector Soluons up to 67GHz<br />
▪ Low VSWR<br />
▪ Low Inseron Loss<br />
▪ No Soldering<br />
▪ Reusable / Repairable<br />
Applicaons:<br />
High-speed Digital and mm-Wave System Development<br />
Oktober <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> Jahrgang 25<br />
HF- und<br />
AWR ist jetzt integrierter Teil der<br />
Intelligent-System-Design-Lösung<br />
von Cadence<br />
FlowCAD, Seite 45<br />
Mikrowellentechnik<br />
Zum Titelbild:<br />
AWR ist jetzt<br />
integrierter Teil der<br />
Intelligent-System-<br />
Design-Lösung von<br />
Cadence<br />
Anfang des Jahres übernahm<br />
Cadence die AWR-Software-Produkte<br />
von National Instruments<br />
und vor kurzem wurde mit der<br />
Version 15 das erste Release von<br />
Cadence AWR veröffentlicht. 45<br />
High Performace End Launch Connector 1.85mm<br />
• up to 67GHz<br />
• Screw type<br />
• VSWR 1.58:1 67GHZ<br />
High Performace End Launch Connector 2.4mm<br />
• up to 50GHz<br />
• Screw type<br />
• VSWR 1.58:1@ 50GHz<br />
High Performace End Launch Connector 2.92mm<br />
• up to 40GHz<br />
• Screw type<br />
• VSWR 1.58:1@ 40GHz<br />
High Performace End Launch Compact Connector 2.92mm<br />
• up to 40GHz<br />
• Screw type<br />
(No need to screw with Launch block)<br />
• VSWR 1.58:1@ 40GHz<br />
GNSS-disziplinierter OCXO<br />
Die neuste Ergänzung zum IQD-Produktportfolio an erweiterten<br />
Oszillatormodulen sind die disziplinierten OCXOs vom Typ IQCM-<br />
112. Das neue Design umfasst einen internen GNSS-Empfänger mit<br />
1PPS-Ausgang, der mit Signalen aus<br />
externen GPS-, Glonass-, Beidou- und<br />
Galileo-Quellen kompatibel ist. 22<br />
Rubriken:<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 Software<br />
High Performace End Launch Narrow Connector 2.92mm<br />
• up to 40GHz<br />
• Screw type<br />
• VSWR 1.58:1@ 40GHz<br />
TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG<br />
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8 Schwerpunkt<br />
Quarze + Oszillatoren<br />
45 Titelstory<br />
48 Bauelemente<br />
52 Kabel und Stecker<br />
55 Verstärker<br />
56 Funkchips und -module<br />
58 Messtechnik<br />
67 Antennen<br />
68 5G und IoT<br />
71 RF & Wireless<br />
78 Impressum<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
JYEBAO<br />
International News<br />
Dual PIN Limiter Diode Module<br />
Hochpräzises Multiband-GNSS-Modul<br />
Atlantik präsentierte das neue GNSS-Modul LC29D<br />
von Quectel. Das LC29D ist ein GNSS-Modul auf<br />
Submeter-Ebene mit zuverlässiger Leistung. 57<br />
Skyworks introduced a high linearity, lowthreshold,<br />
dual PIN limiter diode module<br />
that addresses the growing need for receiver<br />
protection in cellular infrastructure (including<br />
5G) and microwave radio communications.<br />
72<br />
4-way Power Divider<br />
Neue,<br />
hochflexible<br />
Testkabel<br />
von JYEBAO<br />
Quarz oder Oszillator?<br />
Wissen Sie, wann Sie einen Quarz oder einen Oszillator<br />
verwenden müssen? Die falsche Antwort kann<br />
Sie Zeit und Geld kosten. 32<br />
Sehr stabiler Rubidium-Oszillator<br />
Mit den elektronischen Bauelementen und Baugruppen<br />
von Suntsu Electronics, Inc. kann CompoTEK<br />
neue High-Performance-Technologie aus Kalifornien<br />
anbieten. 12<br />
RFMW announced availability of the<br />
Knowles – DLI Wilkinson Power Divider<br />
portfolio ranging from 2 to 42 GHz. The<br />
portfolio also includes filters and broadband<br />
couplers. 73<br />
Building Block for Magnetron<br />
Replacement<br />
• Very Flexible<br />
(PUR jacket)<br />
• Stainless Precision<br />
Connectors used<br />
• Excellent RF<br />
performance<br />
• Extra sturdy connector/<br />
cable connection<br />
(Solder clamp designs)<br />
• Taper Sleeve added<br />
• Intended for lab use/<br />
intensive handling<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a high power amplifier pallet from Ampleon.<br />
The BPF09<strong>10</strong>H9X600 LDMOS based<br />
pallet offers 600 W at 915 MHz. 74<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Software<br />
Neue Software-Suite beschleunigt Design-,<br />
Simulations- und Verifikations-Workflows für 5G<br />
Keysight Technologies hat<br />
PathWave Design 2021 angekündigt,<br />
eine offene, skalierbare<br />
und zuverlässige 5G- und<br />
mmWave-Software-Lösung. Sie<br />
ermöglicht es Entwicklungs- und<br />
Validierungsingenieuren, die<br />
Bereitstellung von Chip-, Platinen-<br />
und Systemprodukten durch<br />
die Integration von Bauteil-,<br />
Schaltungs- und Systemdesign<br />
mit verbesserter Leistung und<br />
Genauigkeit zu beschleunigen.<br />
Der 5G-Markt gewinnt<br />
rasch an breiterer<br />
Akzeptanz<br />
Die Netzbetreiber vollziehen<br />
den Wechsel von 4G und führen<br />
weltweit kommerzielle<br />
5G-Netzwerke ein. Gerätehersteller<br />
und -zulieferer müssen<br />
Leistung, Kosten (Ertrag) und<br />
Markteinführungszeit in ihren<br />
Designs optimieren, um als<br />
Anbieter der Wahl für gängige<br />
5G-Implementierungen etabliert<br />
zu werden. Höhere Frequenzen<br />
in Verbindung mit der<br />
zunehmenden Design integration<br />
und Komplexität von 5G erfordern<br />
jedoch einen einheitlichen,<br />
durchgängigen Ansatz, um<br />
Design-Iterationen in der Spätphase<br />
zu eliminieren und den<br />
Test-Erfolg im ersten Durchgang<br />
sicherzustellen.<br />
Implementiert Best<br />
Practices in HF- und<br />
Mikrowellen-Workflows<br />
PathWave 5G adressiert Hochfrequenz<br />
und Komplexität mit<br />
neuen Funktionen in allen Entwicklungsphasen,<br />
von der Simulation<br />
bis zur Validierung, sowie<br />
in Test und Fertigung. Ingenieure<br />
können Monate bei den<br />
Produktzeitplänen einsparen,<br />
indem sie bewährte Verfahren<br />
in ihren Hochfrequenz-/Mikrowellen-Arbeitsabläufen<br />
implementieren,<br />
wie z.B:<br />
• Erhöhung der Geschwindigkeit<br />
und Reduzierung der<br />
Komplexität der Analyse<br />
und Verifizierung auf Chip-<br />
Ebene mit integrierter EM-<br />
Simulation<br />
• Vorhersage der Leistung auf<br />
Schaltungs- und Systemebene<br />
unter Verwendung gemeinsamer<br />
modulierter Signale und<br />
genauer HF-Systemmodelle<br />
• Skalierung des End-to-End-<br />
Ökosystems vom Bauteil über<br />
die Schaltung bis hin zu Test<br />
und Fertigung mit modellgetriebener<br />
Technologie<br />
• Beschleunigung des Verifikationsprozesses<br />
durch die parallele<br />
Ausführung von Simulationen<br />
im Hochleistungs-Cloud-<br />
Computing<br />
Die Software-Suite<br />
PathWave Design<br />
2021 von Keysight<br />
ermöglicht<br />
• Entwicklern von Leistungsverstärkern,<br />
die HF-Gallium-<br />
Nitrid (GaN) nutzen, überlegene<br />
Leistungs-, Größen- und<br />
Effizienzvorteile zur Modellierung<br />
von Trapping und thermischen<br />
Effekten,<br />
• Entwicklern von Frontend-<br />
Modulen und HF-Transceivern<br />
die schnelle und effiziente<br />
Zusammenstellung von<br />
Technologien zur Modellierung<br />
von Gehäuse- und Kopplungseffekten,<br />
• Systemintegratoren die Vorhersage<br />
der Systemleistung<br />
mit HF-Schaltungen, Antennen<br />
und modulierten Signalen,<br />
• Systemarchitekten die genaue<br />
Durchführung der HF-Modellierung<br />
mit einer kombinierten<br />
Plattform für die Simulation<br />
von Digital-, HF- und Antennensystemen,<br />
• Komponentenherstellern die<br />
Validierung der Leistung ihrer<br />
Designs in Zielsystemarchitekturen<br />
und<br />
• Phased-Array-Entwicklern<br />
die Durchführung schneller,<br />
genauer Beamforming-Simulationen<br />
mit realistischer HF-<br />
Störungsmodellierung.<br />
Das Software-Suite PathWave<br />
Design von Keysight umfasst:<br />
PathWave Advanced Design<br />
System (ADS), PathWave RFIC<br />
Design (GoldenGate), PathWave<br />
System Design (SystemVue),<br />
PathWave EM Design (EMPro)<br />
und PathWave Device Modeling<br />
(IC-CAP). Diese liefern<br />
die Schlüsselfähigkeiten, die zur<br />
Bewältigung der 5G-Herausforderungen<br />
erforderlich sind. Dazu<br />
gehören die Simulation und<br />
Verifikation von Hochfrequenz/<br />
Mikrowellen, die Simulation<br />
auf elektronischer Systemebene<br />
(ESL) und die Gerätemodellierung<br />
zur Verbesserung der Designgeschwindigkeit,<br />
-genauigkeit<br />
und -robustheit.<br />
■ Keysight Technologies<br />
www.keysight.com<br />
6 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
SIX DAYS THREE CONFERENCES THREE FORUMS ONE EXHIBITION<br />
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The Conferences (<strong>10</strong> th - 15 th January 2021)<br />
• European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC)<br />
11 th - 12 th January 2021<br />
• European Microwave Conference (EuMC) 12 th - 14 th January 2021<br />
• European Radar Conference (EuRAD) 13 th - 15 th January 2021<br />
• Plus Workshops and Short Courses (<strong>10</strong> th - 15 th January 2021)<br />
• In addition, EuMW <strong>2020</strong> will include the Defence, Security and Space<br />
Forum, the Automotive Forum and the 5G Forum<br />
The FREE Exhibition (12 th - 14 th January 2021)<br />
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microwave technology. The exhibition also features exhibitor demonstrations,<br />
industrial workshops and the annual European Microwave Week Microwave<br />
Application Seminars (MicroApps).<br />
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1969 - <strong>2020</strong><br />
The 50th European Microwave Conference<br />
<strong>2020</strong><br />
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The 15th European Microwave<br />
Integrated Circuits Conference<br />
<strong>2020</strong><br />
The 17th European Radar Conference<br />
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HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Schwerpunkt in diesem Heft:<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
Rauscharme Synthesizer bis 33 GHz<br />
Diese YIG-basierten Signalquellen<br />
von Micro Lambda<br />
Wireless (Vertrieb: Globes)<br />
unterstützen Applikationen<br />
mit Frequenzen von 18 bis 33<br />
GHz in kompakten Gehäusen,<br />
die für den Einsatz in modularen<br />
Messgerätegehäusen<br />
geeignet sind. Da moderne<br />
Kommunikationsnetzwerke<br />
bis hoch in den Millimeterwellenbändern<br />
arbeiten, werden<br />
stabile, rauscharme Signalquellen<br />
zur Unterstützung von<br />
Empfängern, Sendern und<br />
sogar Testgeräten für diese<br />
Frequenzen immer gefragter.<br />
Micro Lambda Wireless hat<br />
diesen Bedarf erkannt und<br />
seine Frequenzsynthesizer der<br />
MLSP-Serie für Signale von 18<br />
bis 33 GHz ausgelegt.<br />
Diese phasenstarren Quellen<br />
sind in vielen verschiedenen<br />
Ausführungen erhältlich.<br />
Sie bieten verschiedene<br />
Frequenzbereiche mit<br />
niedrigem Rauschpegel und<br />
relativ schnellen Abstimmgeschwindigkeiten,<br />
wie das<br />
Modell MLSP-1829 für den<br />
Einsatz von 18 bis 29 GHz und<br />
das Modell MLSP-2333 für<br />
Anwendungen von 23 bis 33<br />
GHz, Die Frequenzsynthesizer<br />
der MLSP-Serie sind mit einem<br />
internen <strong>10</strong>0-MHz-Quarzoszillator<br />
mit einer Stabilität<br />
von ±1 ppm erhältlich, sowie<br />
zum Einsatz mit externen<br />
Referenzoszillatoren von <strong>10</strong><br />
bis 200 MHz oder zum Einsatz<br />
mit internen und externen<br />
Referenzoszillatoren<br />
verfügbar. Diese kompakten<br />
Frequenzsynthesizer messen<br />
beide 5 x 3 x 1 Zoll (12,7 x<br />
7,62 x 2,54 mm) und passen<br />
in ein PXI-Chassis mit zwei<br />
Steckplätzen.<br />
Die Frequenzsynthesizer bieten<br />
1 ms Umschaltgeschwindigkeit<br />
für einen <strong>10</strong>0-MHz-<br />
Frequenzschritt und 3 ms<br />
Umschaltgeschwindigkeit<br />
für einen 1-GHz-Schritt. Sie<br />
begrenzen harmonische Pegel<br />
auf typisch -15 dBc, mit subharmonischen<br />
Pegeln von<br />
typisch -20 dBc und Störpegeln<br />
von typisch -54 dBc.<br />
Basierend auf dem internen<br />
Quarz-Referenzoszillator wird<br />
das Einseitenband-Phasenrauschen<br />
(SSB) niedrig gehalten.<br />
Bei einem 18 GHz-Träger<br />
beträgt das SSB-Phasenrauschen<br />
-74 dBc/Hz bei einem<br />
Offset von <strong>10</strong>0 Hz vom Träger,<br />
-91dBc/Hz bei einem Offset<br />
von <strong>10</strong> kHz vom Träger und<br />
-138 dBc/Hz bei einem Offset<br />
von 1 MHz vom Träger. Bei<br />
einem 33-GHz-Träger beträgt<br />
das SSB-Phasenrauschen -65<br />
dBc/Hz mit einem Offset von<br />
<strong>10</strong>0 Hz zum Träger, -84 dBc/<br />
Hz bei einem Offset von <strong>10</strong><br />
kHz vom Träger und -134 dBc/<br />
Hz bei einem Offset 1 MHz<br />
vom Träger.<br />
■ Globes Elektronik<br />
GmbH & Co. KG<br />
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Phasengeregelte Oszillatoren für hochzuverlässige Anwendungen<br />
CelsiStrip ®<br />
Thermoetikette registriert<br />
Maximalwerte durch<br />
Dauerschwärzung.<br />
Bereich von +40 ... +260°C<br />
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Von L3Harris narda-MITEQ ist<br />
jetzt eine Reihe von phasengeregelten,<br />
koaxialen Hochleistungs-Oszillatoren<br />
erhältlich, die<br />
sich besonders für den Einsatz<br />
in hochzuverlässigen Anwendungen<br />
wie militärischen Satellitenkommunikationssystemen<br />
eignen, bei denen Stabilität und<br />
Genauigkeit von größter Bedeutung<br />
sind. Die robusten Oszillatoren<br />
der BCO-Serie verfügen<br />
über hochwertige Keramikresonatoren<br />
und können mit Ausgangsfrequenzen<br />
von <strong>10</strong>0 MHz<br />
bis 4 GHz für Grundwellenkonfigurationen<br />
und 4 bis 16 GHz<br />
für multiplizierte Konfigurationen<br />
spezifiziert werden. Die<br />
Oszillatoren können entweder<br />
an eine externe Referenzquelle<br />
für 1 bis 200 MHz oder an die<br />
interne TCXO-Quarzreferenz<br />
phasengeregelt werden. Das<br />
Phasenrauschen reicht typischerweise<br />
von -70 dBc/Hz bei <strong>10</strong> Hz<br />
Offset vom Träger bis -150 dBc/<br />
Hz für einen <strong>10</strong>-MHz-Offset.<br />
Die Oszillatoren der Serie BCO<br />
sind für Betriebsspannungen von<br />
5,2 bis 15 V erhältlich, haben<br />
eine Eingangsimpedanz von 50<br />
Ohm und ein Nennlast-SWR von<br />
1,5. Diese kompakten Geräte<br />
wiegen weniger als <strong>10</strong>0 g und<br />
haben maximale Abmessungen<br />
von nur 57,2 x 57,2 x 15,3 mm<br />
ohne die SMA-Buchsen. Alle<br />
Geräte werden komplett mit<br />
Burn-in und temperaturgeprüft<br />
geliefert.<br />
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8 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
®<br />
B E YO N D R E A LT I M E<br />
Technisch baugleiche Quarz-<br />
Alternativen mit identischen<br />
Footprints<br />
Mit den Produktreihen QCP9, QTP9A und<br />
QTP9B hat der renommierte US-amerikanische<br />
Quarzhersteller Qantek Technology<br />
Corporation drei echte Alternativen zu den<br />
Quarzen der Serien MA-406, MC-405 und<br />
MC-406 von Epson im Lieferprogramm.<br />
Durch identische Gehäusegrößen und Footprints<br />
können die Epson-Quarze 1:1 ersetzt<br />
werden und dem Anwender bleibt somit ein<br />
aufwendiges und meist teures Re-Design<br />
der Leiterplatte erspart. Verfügbar sind die<br />
Quarzbausteine im bekannten Kunststoffgehäuse<br />
in allen gängigen Frequenzen und<br />
Toleranzspezifikationen. Für Hilfe bei der<br />
Umschlüsselung der bisher eingesetzten<br />
Artikelnummern, Angebote, Freigabemuster<br />
oder weitere technische Beratung wenden<br />
sich Interessenten an den offiziellen Qantek-Distributor<br />
WDI AG.<br />
■ WDI AG<br />
www.wdi.ag<br />
TCXO für Navigationsapplikationen<br />
Die Jauch Quartz GmbH erweiterte ihr<br />
Produktportfolio: Mit der Einführung des<br />
JT21G bietet der Mittelständler erstmals<br />
einen temperaturkompensierten Quarzoszillator<br />
(TCXO), der speziell für den Einsatz<br />
in Navigationsgeräten entwickelt wurde.<br />
Hysterese von maximal 0,6 ppm erfüllt der<br />
JT21G die Anforderungen aller gängigen<br />
Navigationsanwendungen.<br />
Der JT21G ist in den für Navigationssysteme<br />
gängigen Frequenzen von 26 und 38,4 MHz<br />
lieferbar. Für den Betrieb des TCXO wird<br />
eine Versorgungsspannung im Bereich zwischen<br />
1,8 und 3,3 V benötigt. Untergebracht<br />
ist das neue Bauteil in einem ultrakompakten<br />
Miniaturgehäuse mit einer Größe von gerade<br />
einmal 2 x 1,6 x 0,7 mm. Der JT21G verfügt<br />
über einen Clipped-Sine Ausgang und<br />
ist auf eine geringe Leistungsaufnahme hin<br />
optimiert. Er ist somit bestens geeignet für<br />
den Einsatz in kleinen, portablen Geräten.<br />
Mit dem JT21GE bietet Jauch eine zusätzliche<br />
Variante des neuen TCXO, die sich<br />
insbesondere für den Einsatz in batteriebetriebenen<br />
Applikationen eignet. Dieses<br />
Bauteil verfügt über eine zusätzliche Einund<br />
Ausschaltfunktion, über die der TCXO<br />
in einen Stromsparmodus versetzt werden<br />
kann. In diesem Zustand wird der Ausgang<br />
hochohmig geschaltet. Dadurch verringert<br />
sich die Stromaufnahme von 2 mA<br />
im Normalbetrieb auf 5,5 µA. Der JT21G<br />
ist selbstverständlich zu <strong>10</strong>0 % bleifrei und<br />
sowohl RoHS- als auch REACH-konform.<br />
Bei der Produktion werden keine Konfliktmineralien<br />
verwendet.<br />
■ Jauch Quartz GmbH<br />
www.jauch.com<br />
6 GHz REAL-TIME<br />
USB Spectrum Analyzer<br />
Frequency range of <strong>10</strong> MHz to 6 GHz<br />
Continuous 245 MHz true I/Q stream<br />
Measures multiple bands simultaniously<br />
Dual USB 3.0 streaming<br />
Including RTSA-Suite PRO software<br />
120 MHz Vector Signal Generator<br />
Navigationsapplikationen sind im Alltag<br />
häufig Temperaturschwankungen ausgesetzt.<br />
Bei der Entwicklung des JT21G lag<br />
WWW.AARONIA.DE<br />
ein besonderes Augenmerk deshalb auf dem<br />
Einfluss der Umgebungstemperatur auf die<br />
Frequenzstabilität des Oszillators. Mit einer<br />
maximalen Veränderung von 0,1 ppm pro<br />
Temperaturschritt (maximal 2 K) und einer<br />
aaronia.com/v6<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 9<br />
9<br />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
&<br />
USB VECTOR<br />
Signal Generator<br />
®
Quarze und Oszillatoren<br />
Ultrarauscharme und hochstabile PLL-Module<br />
für Clean-up und Frequenzumsetzung<br />
Die neuen rauschoptimierten<br />
PLL-Module AXPLO<strong>10</strong> und<br />
AXPLO<strong>10</strong>0 der Firma Axtal<br />
bieten höchste Performance<br />
für Clean-up-Anwendungen<br />
(Rausch- und Jitter-Dämpfung)<br />
und Frequenzumsetzungen bis<br />
150 MHz. Bei den Modulen handelt<br />
es sich um ultrarauscharme<br />
hochstabile OCXOs, die per PLL<br />
auf eine externe Frequenzreferenz<br />
gelockt werden. Die hohe<br />
Frequenzstabilität gewährleistet<br />
ein exzellentes Holdover-<br />
Verhalten bei Verlust der externen<br />
Referenz. Die Modelle<br />
AXPLO<strong>10</strong> und AXPLO<strong>10</strong>0 sind<br />
zudem optimal miteinander kombinierbar,<br />
um eine ultrarauscharme<br />
Frequenzumsetzung auf<br />
der Basis von <strong>10</strong>-MHz-Referenzen<br />
zu erreichen. Die Module<br />
Bild 1: AXPLO<strong>10</strong> mit <strong>10</strong>-MHz-Ein- und Ausgang<br />
(ULN-Option)<br />
sind in einem 54 x 40 x 19 mm<br />
messenden Fräsgehäuse mit<br />
SMA-Konnektoren ausgestattet.<br />
Das Modell AXPLO<strong>10</strong> ist<br />
mit <strong>10</strong>-MHz-Ein- und Ausgang<br />
spezifisch auf das Clean-up von<br />
<strong>10</strong>-MHz-Frequenzreferenzen<br />
wie TCXOs, OCXOs sowie<br />
Rubidium- oder Cäsium-Atomuhren<br />
ausgelegt. Die PLL-Konfiguration<br />
gewährleistet dabei<br />
eine Rausch- und Jitter-Dämpfung<br />
bereits ab 1 Hz Offset.<br />
Das Phasenrauschen der ULN-<br />
Option liegt unter -1<strong>10</strong> dBc/Hz<br />
@ 1 Hz, -140 dBc/Hz @ <strong>10</strong> Hz<br />
und einem Noisefloor von maximal<br />
-170 dBc/Hz. Dadurch ermöglicht<br />
der AXPLO<strong>10</strong> eine<br />
Rauschdämpfung der Referenz<br />
von >20 dB unter Beibehaltung<br />
der Kurz- und Langzeitstabilität<br />
ab 1 s. Das Modell AXPLO<strong>10</strong>0<br />
kann kundenspezifisch für Eingangsfrequenzen<br />
von 5 bis <strong>10</strong>0<br />
MHz und Ausgangsfrequenzen<br />
von 50 bis 150 MHz bestellt<br />
werden.<br />
Die PLL-Konfiguration kann<br />
dabei auf die Anforderungen des<br />
Kunden zugeschnitten werden,<br />
um eine optimale Rausch- und<br />
Jitter-Dämpfung für die spezifische<br />
Anwendung zu erreichen.<br />
Das Phasenrauschen<br />
eines <strong>10</strong>0-MHz-AXPLO<strong>10</strong>0 mit<br />
<strong>10</strong>-MHz-Eingang (ULN-Option)<br />
Bild 2: AXPLO<strong>10</strong>0 mit <strong>10</strong>-MHz-Eingang (ULN) und<br />
<strong>10</strong>0-MHz-Ausgang<br />
liegt unter -90 dBc/Hz @ 1 Hz,<br />
-<strong>10</strong>0 dBc/Hz @ <strong>10</strong> Hz, -130 dBc/<br />
Hz @ <strong>10</strong>0 Hz und einem Noisefloor<br />
von typisch -180 dBc/Hz.<br />
Darüber hinaus bietet Axtal mit<br />
den Modellen AXPLO2600<br />
und AXPLO2700 auch noch<br />
komplexere Module, die eine<br />
ultrarauscharme Frequenzerzeugung<br />
bis auf 7 GHz ermöglichen.<br />
Diese Modelle werden vollständig<br />
kundenspezifisch angepasst<br />
und erlauben mehrere Ausgänge<br />
mit verschiedenen Frequenzen.<br />
Module im 19-Zoll-Gehäuse<br />
werden ebenfalls angeboten.<br />
■ Axtal GmbH & Co. KG<br />
www.axtal.com<br />
Neue Serie an phasenregelbaren Oszillatoren<br />
externen Multiplikators. Es ist die nahezu<br />
ideale Lösung aus Kleinheit bei gleichzeitig<br />
hoher Leistung, wenn es um geringes<br />
Phasenrauschen und geringe unerwünschte<br />
Signale geht. Der 2LPL verfügt standardmäßig<br />
über eine integrierte Referenzaufbereitung.<br />
Narda-MITEQ gab heute die Markteinführung<br />
einer neuen erweiterten, frequenzgesteuerten<br />
Serie an kostengünstigen, kleinen,<br />
phasenregelbaren Oszillatoren der<br />
Serie 2LPL bekannt. Die 2LPL-Serie ist<br />
in den Abmessungen 2 x 2 x 0,6 Zoll (51<br />
x 51 x 15 mm) erhältlich, hat einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -40 bis +80<br />
°C und wiegt weniger als <strong>10</strong>0 g.<br />
Der 2LPL arbeitet auf einer einzigen Frequenz<br />
in den Bändern von 0,0<strong>10</strong> bis 15<br />
GHz und in erweiterten Bändern bis 19<br />
GHz mit der Möglichkeit der Frequenzverdopplung<br />
durch Verwendung eines<br />
Die 2LPL arbeiten entweder von einer<br />
externen Referenz oder vom internen<br />
TCXO mit einer Stabilität von nur 500<br />
ppb. Flexible interne DC-Regler ermöglichen<br />
den Betrieb von DC von 6,5 bis 28<br />
V DC. Die Konstruktion bietet hervorragende<br />
HF- und Zuverlässigkeits-Daten<br />
und erfüllt die Anforderungen von MIL-<br />
STD-202 für Schock, Vibration, Feuchtigkeit<br />
und Einsatzhöhe.<br />
■ Globes Elektronik GmbH & Co. KG<br />
www.globes.de<br />
<strong>10</strong> hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
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GHz<br />
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new Standards with 685 MHz Real-time Bandwidth and CISPR Detectors.<br />
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www.gauss-instruments.com
Quarze und Oszillatoren<br />
Sehr stabiler Rubidium-Oszillator<br />
CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
Mit den elektronischen Bauelementen<br />
und Baugruppen<br />
von Suntsu Electronics, Inc.<br />
kann CompoTEK neue High-<br />
Performance-Technologie<br />
aus Kalifornien anbieten. Das<br />
2002 gegründete Unternehmen<br />
besitzt umfassende Expertise in<br />
der Verbindungstechnik, Elektromechanik,<br />
bei Antennen,<br />
Leiterplatten, elektronischen<br />
Baugruppen sowie in der Frequenzsteuerung.<br />
Um die ständig<br />
wachsende Nachfrage nach<br />
Frequenzquellen mit höherer<br />
Stabilität für Telekommunikationsanwendungen<br />
zu unterstützen,<br />
brachte Suntsu einen neuen<br />
Rubidium-Oszillator (Atomuhr)<br />
auf den Markt, der unabhängig<br />
von Temperaturschwankungen<br />
eine Frequenzgenauigkeit von<br />
±5 × <strong>10</strong> -11 (±0,005 ppb) liefert.<br />
Mit einem <strong>10</strong>-MHz-Ausgang<br />
und einem Betriebstemperaturbereich<br />
von -30 bis +60 °C<br />
sorgt der SRO<strong>10</strong>S-<strong>10</strong>.000M<br />
für eine wesentliche Leistungsverbesserung<br />
gegenüber einem<br />
herkömmlichen temperaturgesteuerten<br />
Quarzoszillator<br />
(OCXO). Er wird standardmäßig<br />
mit einem Sinuswellenausgang<br />
ausgeliefert, ist jedoch<br />
auf Sonderbestellung auch mit<br />
HCMOS-Ausgang erhältlich.<br />
Der SRO<strong>10</strong>S-<strong>10</strong>.000M ist in<br />
einem Metallgehäuse von 50,8<br />
x 50,8 mm untergebracht und<br />
arbeitet mit einer Versorgungsspannung<br />
zwischen 12 und<br />
18 V. Die Leistungsaufnahme<br />
beträgt maximal 6 W bei einer<br />
Aufwärmzeit von 5 min. Außerdem<br />
beträgt die mittlere störungsfreie<br />
Zeit (MTBF) bei der<br />
Standardbetriebstemperatur bis<br />
zu <strong>10</strong>0.000 h.<br />
Der SRO<strong>10</strong>S-<strong>10</strong>.000M eignet<br />
sich für Anwendungen, die eine<br />
hohe Leistung bei geringem<br />
Stromverbrauch erfordern, wie<br />
z.B. LTE (Long Term Evolution),<br />
UMTS, WiMax und CDMA.<br />
Dabei spielt es keine Rolle, ob<br />
Sie Ihre Applikation für die Luftund<br />
Raumfahrt, Kraftfahrzeugtechnik<br />
oder im industriellen<br />
Bereich entwickeln. ◄<br />
Oszillatoren für höchste Frequenzstabilität bei RTCs<br />
Präzision ist die oberste Tugend<br />
von Real Time Clocks (RTCs),<br />
die in Laptops, Smartphones<br />
und zahlreichen anderen Elektrogeräten<br />
für eine genaue Zeitmessung<br />
sorgen. Herzstück<br />
der RTCs ist in der Regel ein<br />
Uhrenquarz, der mit einer Frequenz<br />
von genau 32,768 kHz<br />
den (Sekunden-)Takt vorgibt.<br />
Speziell für dieses Einsatzgebiet<br />
hat Jauch Quartz seine<br />
beiden neuen Quarzoszillatoren<br />
JO22 32,768 kHz und<br />
JO32 32,768 kHz entwickelt.<br />
Im Vergleich zu klassischen<br />
uhrenquarzbasierten Oszillatoren<br />
zeichnen sich diese<br />
neuen Jauch-Taktgeber durch<br />
eine deutlich höhere Frequenzstabilität<br />
aus. Denn anders als<br />
vergleichbare Quarzoszillatoren<br />
nutzen die neuen Jauch-<br />
Oszillatoren ein mit AT-Schnitt<br />
gefertigtes Quarzblank anstelle<br />
des klassischen Uhrenquarzes<br />
in Form einer Stimmgabel.<br />
In einem Temperaturbereich<br />
zwischen -20 und +70 °C wird<br />
eine Frequenzstabilität von<br />
±25 ppm erreicht. Im erweiterten<br />
Temperaturbereich zwischen<br />
-40 und +85 °C sind ±30<br />
ppm möglich und selbst bei<br />
extremer Hitze von bis zu 125<br />
°C erzeugen die Oszillatoren<br />
verlässlich die gewünschte<br />
Frequenz (±<strong>10</strong>0 ppm).<br />
Genau wie die im vergangenen<br />
Jahr eingeführten Oszillatoren<br />
JO22 und JO32 für den MHz-<br />
Bereich, arbeiten auch die<br />
neuen Jauch-Taktgeber für<br />
32,768 kHz bei einer variablen<br />
Versorgungsspannung zwischen<br />
1,8 und 3,3 V sehr zuverlässig.<br />
Innerhalb dieser Bandbreite<br />
haben Schwankungen<br />
in der Betriebsspannung keine<br />
negativen Auswirkungen auf<br />
die Frequenzstabilität.<br />
Der JO22 32,768 kHz und<br />
der JO32 32,768 kHz verfügen<br />
über ein LVCMOS-kompatibles<br />
Ausgangssignal, das<br />
für den Betrieb von Standard-<br />
Logikschaltungen geeignet ist.<br />
Dank ihrer ultrakompakten<br />
Miniatur-SMD-Gehäuse von<br />
nur 2,5 x 2 x 0,8 bzw. 3,2 x 2,5<br />
x 1 mm eignen sich die Oszillatoren<br />
hervorragend für die Entwicklung<br />
von besonders kleinen<br />
Leiterplatten und Schaltungen.<br />
Die Oszillatoren sind<br />
selbstverständlich zu <strong>10</strong>0 %<br />
bleifrei und sowohl RoHS- als<br />
auch REACH-konform. Beide<br />
Bauteile verzichten zudem auf<br />
die Verwendung von Konfliktmineralien.<br />
■ Jauch Quartz GmbH<br />
www.jauch.com<br />
12 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Die Cloud ist grenzenlos<br />
Der einfachste Weg, eine sichere Verbindung zu AWS herzustellen<br />
Um intelligente, vernetzte und sichere Designs zu ermöglichen, hat Microchip<br />
seine Zusammenarbeit mit Amazon Web Services (AWS) erweitert, um Cloudvernetzte<br />
Embedded-Systeme zu unterstützen. Unsere Lösung ermöglicht die<br />
einfache Integration und sichere Bereitstellung stromsparender Edge-Knoten<br />
in Cloud-basierten Diensten – selbst wenn die Cloud für Sie neu ist.<br />
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Der Name Microchip und das Microchip-Logo sind eingetragene Warenzeichen; CryptoAuthentication ist eine Marke von Microchip Technology Incorporated in<br />
den USA und in anderen Ländern. Amazon Web Services und das Logo „Powered by AWS“ sind Marken von Amazon.com, Inc. oder deren Tochtergesellschaften<br />
in den USA und/oder in anderen Ländern. Alle anderen Marken sind im Besitz der jeweiligen Eigentümer.<br />
© <strong>2020</strong> Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS00003585A. MEC2329-GER-09-20
Quarze und Oszillatoren<br />
Hinweise zum Umgang mit Quarzen<br />
Montage<br />
Zu unterscheiden sind SMDs<br />
und bedrahtete Quarze.<br />
• SMD-Komponenten<br />
Bitte achten Sie darauf, die<br />
entsprechenden Reflow-Bedingungen<br />
nicht zu überschreiten,<br />
etwa die Spitzentemperatur, die<br />
maximale Dauer, die Anzahl der<br />
Expositionen, die Geschwindigkeit<br />
der Temperaturänderung<br />
usw. Das Handlöten kann bei<br />
einer Temperatur von maximal<br />
350 °C durchgeführt werden<br />
für 3 s maximal. Das Löten der<br />
metallischen Gehäuseoberfläche<br />
(zum Beispiel zur mechanischen<br />
Fixierung) ist nicht möglich.<br />
Bitte vermeiden Sie extreme<br />
Verformungen der Leiterplatte.<br />
Verformungen können zu einer<br />
Ablösung von PCB-Kontakt-<br />
Pads führen oder zu einer<br />
Ablösung der SMD-Bauteilanschlüsse<br />
oder zu Rissen in den<br />
Lötstellen. Volle Aufmerksamkeit<br />
ist besonders dann erforderlich,<br />
wenn die Platine bereits mit<br />
der Komponente bestückt ist.<br />
Jegliche Verformung oder Biegung<br />
der Platine sollte vermieden<br />
werden.<br />
Kommt ein automatisches Montagesystem<br />
zum Einsatz, wählen<br />
Sie bitte ein Gerät mit geringer<br />
Stoßerzeugung und prüfen Sie<br />
vor Gebrauch auf die Intensität<br />
des Schocks hin.<br />
• Pin-Komponenten<br />
Bitte wenden Sie keine übermäßige<br />
Lötwärme oder Lötdauer<br />
auf die Anschluss-Pins<br />
an. Beachten Sie die empfohlenen<br />
Wellenlötbedingungen.<br />
Handlöten kann bei einer Temperatur<br />
von maximal 350 °C<br />
erfolgen und sollte höchstens<br />
3 s lang dauern. Das Löten der<br />
metallischen Gehäuseoberfläche<br />
(zum Beispiel zur mechanischen<br />
Fixierung) ist nicht möglich.<br />
Wenden Sie keine übermäßige<br />
Kraft an, um Anschlüsse<br />
zu schneiden oder zu biegen.<br />
Andernfalls könnte die Glasisolierung<br />
oder die Harzdichtung<br />
reißen; Sie verursachen ein<br />
Bildquelle: Jauch Quartz GmbH<br />
Im Allgemeinen<br />
sind Quarzkristalle<br />
gegenüber Umgebungsbedingungen<br />
ziemlich<br />
unempfindlich. Doch<br />
das bedeutet nicht,<br />
dass die Hand habung<br />
von Quarzen immer<br />
unbedenklich ist. Die<br />
Firma Jauch Quartz<br />
weiß, worauf es<br />
ankommt.<br />
Quelle:<br />
Ch. Büchler: Handling Notes<br />
for Quartz Crystals,<br />
Jauch Quartz GmbH,<br />
www.jauch.de<br />
übersetzt von FS<br />
Auch bei Quarzen sollte beim<br />
Transport, bei der Lagerung und<br />
beim Einsatz darauf geachtet<br />
werden, dass keine Schäden auftreten.<br />
Unangemessener Umgang<br />
kann zu verminderter Quarzleistungsfähigkeit<br />
bis zur Zerstörung<br />
des Bauelements führen.<br />
Lagerbedingungen und<br />
Feuchtigkeit<br />
Ein Quarz ist hermetisch abgedichtet,<br />
daher gelangt keine<br />
Feuchtigkeit in das Gehäuse.<br />
Die Handhabungsbedingungen<br />
und die Vorproduktionskonditionierung<br />
gemäß JEDEC J-STD-<br />
020 gilt nur für nichthermetische<br />
Bauteile. Trotzdem sollte eine<br />
lange Lagerung von Quarzkristallen<br />
unter heißen und feuchten<br />
Bedingungen vermieden werden.<br />
Daher wird empfohlen, Quarze<br />
mit verzinnten Drähten unter den<br />
Lagerbedingungen, die als MSL<br />
Level 2 beschrieben werden, zu<br />
lagern, um eine Oxidation des<br />
Kontakts der Komponente zu<br />
vermeiden.<br />
SMD-Quarze mit vergoldeten<br />
Kontaktflächen sind noch weniger<br />
anfällig für Oxidation und die<br />
Lagertemperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen<br />
gemäß MSL-<br />
Stufe 1 genügen hier.<br />
Während der Lagerung des Bauteils<br />
sollten niemals die Temperaturgrenzwerte<br />
gemäß Katalog<br />
überschritten werden. Halten Sie<br />
die Lagertemperatur vorzugsweise<br />
zwischen <strong>10</strong> und 45 °C<br />
und bleiben Sie unter 60 % relativer<br />
Luftfeuchtigkeit, solange<br />
die Komponente verpackt und<br />
aufgewickelt ist.<br />
Wenn die Komponenten über<br />
einen längeren Zeitraum gelagert<br />
wurden oder die Lagerbedingungen<br />
nicht angemessen<br />
waren, so stellen Sie vor der<br />
Verwendung sicher, dass die<br />
Komponenten noch ihren Spezifikationen<br />
entsprechen. Dies<br />
durch visuelle und elektrische<br />
Inspektionen.<br />
Transport und<br />
Handhabung<br />
Vermeiden Sie während des<br />
Transports und während des Einsatzprozesses<br />
hohe Stöße und<br />
Vibrationspegel an der Komponente,<br />
die ihre maximalen<br />
Spezifikationen überschreiten.<br />
Starke Stürze oder Stöße mit<br />
einem harten Gegenstand können<br />
ebenfalls zu Schäden am<br />
Bauteil führen. Quarze, die unter<br />
übermäßigen Stößen und Vibrationen<br />
gelitten haben, zeigen Risse<br />
an ihrer inneren Kristallplatte<br />
(Kristallrohling) oder teilweise<br />
Risse ihrer Zementierung. Das<br />
sind Punkte, die zu zeitweiligen<br />
Ausfällen der Komponente führen<br />
können.<br />
14 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Leck, das die Quarzleistung verschlechtert.<br />
Es ist zu empfehlen,<br />
ein geeignetes Biegewerkzeug zu<br />
verwenden, um einen sicheren<br />
Abstand zwischen Bauteilkörper<br />
und Biegepunkt einzuhalten.<br />
Reinigung<br />
Bei AT-geschnittenen Quarzen<br />
(keine Stimmgabelquarze) sollte<br />
Ultraschallreinigung wegen der<br />
Gefahr einer Beschädigung des<br />
Kristallrohlings vermieden werden.<br />
Denn bei Verwendung der<br />
Ultraschallreinigung besteht<br />
die Gefahr, dass mechanische<br />
Resonanzen entstehen, die eine<br />
intermittierende oder dauerhafte<br />
Beschädigung der Kristallkomponente<br />
verursachen. Bitte<br />
beachten Sie, dass sich Ultraschallwellen<br />
auf eine Weise<br />
ausbreiten, die nicht unter der<br />
Kontrolle des Quarzherstellers<br />
steht. Daher ist es ihm unmöglich,<br />
die Montage- und Reinigungsbedingungen<br />
jedes Kunden<br />
zu bestätigen (mechanischen<br />
Resonanzbedingungen der Platine,<br />
Reinigertyp, aufgebrachte<br />
Leistung, Zeit, Platzierung im<br />
Reinigungstank usw.).<br />
Was für AT-geschnittene Quarze<br />
gilt, gilt noch stärker bei Stimmgabelquarzen:<br />
Es wird dringend<br />
empfohlen, während der Reinigung<br />
keine Ultraschallwellen<br />
anzuwenden, da die Resonanzfrequenzen<br />
von Stimmgabelkristallen<br />
nahe an den Ultraschallfrequenzen<br />
liegen.<br />
Es wird empfohlen, wässrige<br />
Reinigungsmethoden wie entmineralisiertes<br />
Wasser oder<br />
Hochdruck-Wasserreinigung zu<br />
verwenden, um physikalische<br />
Schäden durch Lösungsmittel<br />
zu vermeiden. Einige aggressive<br />
Lösungsmittel (wie solche, die<br />
Chlor enthalten) können eine<br />
Oxidation von verursachen oder<br />
eine Verfärbung auf der Bauteiloberfläche<br />
oder Markierung.<br />
Während der Reinigung bitte<br />
eine Temperatur von 50 °C nicht<br />
überschreiten.<br />
Verpackungsmethode<br />
(ESD)<br />
Obwohl Quarze nicht ESD-empfindlich<br />
sind, liefern Hersteller<br />
wie Jauch Quarz ihre Produkte<br />
in antistatischen Beuteln für besseren<br />
Schutz in ESD-konformen<br />
Produktionsumgebungen. Verwendung<br />
finden verschiedene<br />
ESD-Verpackungsmethoden<br />
wie antistatischer Schlauch,<br />
Schaum, Klebeband und Rolle<br />
oder Munitionsverpackung. Man<br />
sollte Verpackungsröhrchen oder<br />
-beutel vorsichtig öffnen, um<br />
Beschädigungen der Produkte<br />
zu vermeiden.<br />
Betriebsbedingungen<br />
Alle Kristalle sollten innerhalb<br />
der im Katalog angegebenen<br />
Temperaturgrenzen betrieben<br />
werden. Im Interesse hoher<br />
Langzeitstabilität sollte man<br />
diese nicht völlig ausnutzen.<br />
Alle Kristalle sollten höchstens<br />
mit der im Katalog angegebenen<br />
maximalen Leistung (Drive<br />
Level) betrieben werden. Übermäßige<br />
Antriebspegel können<br />
die langfristige Frequenzstabilität<br />
beeinträchtigen oder sogar<br />
den Kristallrohling zerstören.<br />
Zum Leiterplatten-Layout ist<br />
zu empfehlen, Verbindungsleitungen<br />
zum Quarz in der Nähe<br />
der Chip- oder Treiberschaltungs-Eingänge<br />
anzubringen.<br />
Vermeiden Sie insbesondere<br />
lange Leitungen. Vermeiden Sie<br />
bei mehrschichtigen Platinen<br />
Streuinduktivität und -kapazität,<br />
indem Sie innere Spuren unter<br />
der Fläche des Quarzbauteils<br />
weglassen. Hersteller machen<br />
Vorschläge für das Pad-Layout<br />
als Referenz. Ungenutzte Stifte<br />
(NC, not connected) sollten nicht<br />
verbunden werden. ◄<br />
CPX-21<br />
UNIT: mm<br />
2.0 x 1.6 x 0.45<br />
CPX-32<br />
CPX-22<br />
...klein,<br />
kleiner,<br />
am kleinsten<br />
Top View<br />
0.65 0.70 0.65<br />
➀<br />
➁<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
1.1<br />
0.8 ±0.1 0.9 ±0.2 0.8 ±0.1<br />
➁<br />
1.8<br />
➂<br />
UNIT: mm<br />
2.5 x 2.0 x 0.45<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 15<br />
1.6 ±0.1<br />
2.0 ±0.1<br />
0.45 ±0.1<br />
0.75 ±0.1<br />
0.5 ±0.2<br />
0.75 ±0.1<br />
2.5 ± 0.2<br />
➀<br />
4<br />
C0.3<br />
UNIT: mm<br />
2.5 ±0.1<br />
1.05<br />
4<br />
Top View<br />
1.3<br />
➁ & 4 are connected with a cover<br />
Top View<br />
4 ➂<br />
➀<br />
1.3 1.0<br />
➁<br />
3.2 ± 0.2<br />
➀ ➁<br />
C0.3<br />
➃<br />
4<br />
➀<br />
2.0 ±0.1<br />
➂<br />
➂<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
0.55<br />
0.45 ±0.1 0.55 0.5<br />
0.7 MAX<br />
4<br />
➀<br />
➂<br />
➁<br />
➁<br />
Recommended Solder Pattern<br />
0.85 0.5 0.85<br />
0.75<br />
0.3<br />
0.75<br />
➂<br />
1.35<br />
1.1<br />
1.1 0.8<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
3.2 x 2.5 x 0.8/0.6<br />
· Sonderfrequenzen<br />
verfügbar!<br />
· Muster für Entwicklung &<br />
2nd Source Freigabe<br />
kostenfrei!<br />
· Cross-Referenzen verfügbar zu<br />
EPSON, CITIZEN, NDK, Jauch,<br />
u.a. Hersteller!<br />
2.50 ±0.<strong>10</strong><br />
SCO-22<br />
Top View<br />
4 ➂<br />
1.70<br />
➀ ➁<br />
4 ➂<br />
➀ 2.50 ±0.<strong>10</strong> ➁<br />
0.8<br />
4<br />
UNIT: mm<br />
4<br />
UNIT: mm<br />
SCO-53<br />
UNIT: mm<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
2.0 ±0.<strong>10</strong><br />
0.9 MAX<br />
0.7<br />
0.9<br />
0.9<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
1.<strong>10</strong> 1.<strong>10</strong><br />
1.70<br />
2.5 x 2.0 x 0.9<br />
SCO-32<br />
4<br />
Top View<br />
3.20 ±0.<strong>10</strong> 1.00 1.20<br />
5.00 ±0.<strong>10</strong><br />
3.20 ±0.<strong>10</strong><br />
1.20 MAX<br />
1.3 MAX<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
1.20 1.00 1.20<br />
1.20<br />
1.20<br />
3.2 x 2.5 x 1.2<br />
Top View<br />
2.54<br />
4<br />
➂<br />
➀ ➁<br />
1.3<br />
1.20<br />
Recommended<br />
Solder Pattern<br />
1.40 1.40<br />
2.54<br />
5.0 x 3.2 x 1.3<br />
1.3<br />
1.00 0.75<br />
0.95<br />
0.95 0.8<br />
1.20<br />
Rudolf-Wanzl-Straße 3 + 5<br />
D-89340 Leipheim / Germany<br />
www.digitallehrer.de<br />
digital@digitallehrer.de<br />
Tel. +49 (0) 82 21 / 70 8-0<br />
Fax +49 (0) 82 21 / 70 8-80<br />
2.20
Quarze und Oszillatoren<br />
3D-Quarz und<br />
neue Oszillatoren<br />
erleichtern das<br />
Design-in<br />
Nachdem Geyer seine Y-Quarz-<br />
App mit Analyse-Tool zur Unterstützung<br />
bei der Auslegung des<br />
Quarzes und Optimierung der<br />
Oszillatorschaltung zur Verfügung<br />
gestellt hat, bietet Geyer<br />
nun Entwicklungsingenieuren<br />
zur weiteren Erleichterung des<br />
Design-in 3D-Quarze und Oszillatoren<br />
für CAD an. 3D-Modelle<br />
stehen für alle gängigen Geyer-<br />
Baugrößen zur Verfügung. Dies<br />
ist ein kostenloser Service von<br />
Geyer. Die App steht kostenlos<br />
im Google Play Store zum<br />
Download zur Verfügung.<br />
■ Geyer Electronic e.K.<br />
www.geyer-electronic.com<br />
HF-Synthesizer-<br />
Modul für <strong>10</strong>0 kHz bis<br />
6,7 GHz<br />
Das HSM6001A von Holzworth<br />
Instrumentation ist ein HF-Synthesizer-Modul,<br />
das von <strong>10</strong>0 kHz<br />
bis 6,7 GHz arbeitet. Es ist eine<br />
Mikrowellen-CW-Quelle, die<br />
auf einer nicht PLL-basierten<br />
Plattform aufgebaut ist. Das<br />
digital-analoge Hybrid-Design<br />
bietet eine hervorragende Phasenrauschleistung<br />
und eine störende<br />
Reaktion, was die phasenkohärente<br />
Natur dieser digitalanalogen<br />
Hybrid-Signalquelle<br />
ergänzt.<br />
Das Modul kann direkt über<br />
den SPI-Bus, die Holzworth-<br />
Benutzeroberfläche, eine vorinstallierte<br />
Nachschlagetabelle,<br />
LabVIEW, MATLAB, C ++,<br />
C # usw. gesteuert werden. Es<br />
hat eine Schaltgeschwindigkeit<br />
von weniger als 6 µs mit Phasenspeicher<br />
und seinem integrierten<br />
<strong>10</strong>0-MHz-OCXO. Das<br />
HSM6001A ist nahezu ideal für<br />
Anwendungen in den Bereichen<br />
Elektronikdesign, Fertigungstest<br />
und Integration von OEM-<br />
Systemen.<br />
Weitere<br />
Produktspezifikationen:<br />
• Auflösung: 0,01 dB<br />
• Schrittlänge: 0,001 Hz<br />
• Ausgangsleistung:<br />
-70 bis +20 dBm<br />
• Oberschwingungen:<br />
-40 bis -30 dBc<br />
• Versorgungsspannung: 25 V<br />
• Phasenrauschen: -118 dBc/Hz<br />
• SWR: 1,15...1,7 (50 Ohm)<br />
• Verbinder: SMA<br />
■ Holzworth Instrumentation<br />
www.holzworth.com<br />
SMD-Quarz in<br />
Kleinstausführung<br />
jetzt ab 24 MHz<br />
Der Schwingquarz KX-4 mit den<br />
Abmessungen von nur 1,6 x 1,2 x<br />
0,3 mm ist bereits ab 24 MHz lieferbar.<br />
Der komplette Frequenzbereich<br />
erstreckt sich von 24 bis 80<br />
MHz. Bei einer Frequenz von 24<br />
MHz ist der Toleranzwert ±<strong>10</strong> ppm<br />
bei -20 bis +70 °C. Mit einer Standard-Lastkapazität<br />
von 8 pF ist der<br />
KX-4 das geradezu ideale Bauteil<br />
für alle Anwendungen, in denen<br />
geringste Platzanforderungen eine<br />
Rolle spielen. Der KX-4 ist auch in<br />
Standardspezifikationen verfügbar<br />
und im erweiterten Temperaturbereich<br />
einsetzbar.<br />
■ Geyer Electronic e.K.<br />
www.geyer-electronic.com<br />
Fachbücher für die Praxis<br />
Hochfrequenz-<br />
Transistorpraxis<br />
Schaltungstechnik, Einsatzprinzipien, Typen und<br />
Applikationen<br />
Frank Sichla, 17,5 x 25,5 cm, 278 Seiten,<br />
zahlr. Abb. und Tabellen ISBN 978-3-88976-153-8,<br />
beam-Verlag 2008, 24,- €<br />
Art.-Nr.:118070<br />
Obwohl heute integrierte Schaltungen die Elektronik<br />
dominieren, haben diskrete Transistoren besonders im<br />
HF-Bereich noch immer hohe Bedeutung, denn es gibt<br />
einfach zu viele Problemstellungen, für die einzig und<br />
allein sie die optimale Lösung darstellen.<br />
Diskrete Transistoren sind keineswegs „out“, sondern<br />
machen nach wie vor Fortschritte. Mit neusten Technologien<br />
werden immer höhere Frequenzen erschlossen<br />
sowie erstaunlich geringe Rauschfaktoren erzielt.<br />
Dieses Buch beschreibt die Anwendung der Bipolar- und<br />
Feldeffekttransistoren im HF-Bereich, indem es die<br />
Schaltungstechnik praxisorientiert erläutert und mit<br />
einer Fülle von ausgewählten Applikationsschaltungen<br />
für Einsteiger als auch erfahrene Praktiker illustriert.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
• Bipolartransistoren<br />
• Die „Bipo“-Grundschaltungen<br />
• Die beliebtesten Schaltungstricks<br />
• „Bipo“-Leistungsverstärker<br />
• FETs im Überblick<br />
• FET-Grundschaltungen<br />
• SFETs, MESFETs und Dualgate-MOSFETs<br />
• Die Welt der Power-MOSFETs<br />
• Rund um die Kühlung<br />
• Transistorschaltungen richtig aufbauen<br />
• Kleinsignal-Verstärkerschaltungen<br />
• HF-Leistungsverstärker<br />
• Oszillatorschaltungen<br />
• Senderschaltungen<br />
• Mess- und Prüftechnik<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de<br />
16 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
TCXOs für höchste Präzision bei Bluetooth, ZigBee & Co<br />
Jauch Quartz GmbH<br />
www.jauch.com<br />
Egal ob WiFi, ZigBee, SigFox<br />
oder Bluetooth – die reibungslose<br />
Datenübertragung per Funk<br />
benötigt einen hochpräzisen<br />
Taktgeber. Schließlich operieren<br />
all diese Funkstandards mit<br />
äußerst geringen Hochfrequenz-<br />
Kanalbandbreiten. Unter diesen<br />
Bedingungen können bereits<br />
geringe Frequenzabweichungen<br />
Probleme verursachen. Aus diesem<br />
Grund hat Jauch Quartz<br />
seine JT-Serie weiterentwickelt<br />
und bringt mit dem JT21S einen<br />
neuen temperaturkompensierten<br />
Quarzoszillator (TCXOs) mit<br />
einer exzellenten Frequenzstabilität<br />
von bis zu ±0,5 ppm auf<br />
den Markt. Der JT21S arbeitet<br />
damit noch einmal präziser als<br />
die übrigen Komponenten der<br />
JT-Produktfamilie. Das verbesserte<br />
Pad-Layout sorgt darüber<br />
hinaus für eine optimale Kompatibilität<br />
mit nahezu allen Applikationen.<br />
Unter der Bezeichnung JT21SV<br />
bietet Jauch das neue Bauteil<br />
zudem als VCTCXO mit<br />
zusätzlicher Spannungssteuerung<br />
an. Diese ermöglicht dem<br />
Anwender ein Feintuning der<br />
gewünschten Ausgangsfrequenz<br />
um mindestens ±8 ppm. Der<br />
JT21S und der JT21SV sind im<br />
Frequenzbereich von 9,5 bis 52<br />
MHz erhältlich und arbeiten im<br />
Betriebsspannungsbereich von<br />
1,8 bis 3,3 V. Dank ihres für die<br />
JT-Serie typischen Clipped-Sine-<br />
Ausgangs verfügen beide Oszillatoren<br />
über eine sehr geringe<br />
Stromaufnahme. Mit einer Größe<br />
von nur 2,6 x 1,6 x 0,7 mm sind<br />
der JT21S und der JT21SV die<br />
kleinsten Vertreter der JT-Produktfamilie<br />
und daher bestens<br />
für den Einsatz auf besonders<br />
kompakten Leiterplatten und<br />
Schaltungen geeignet. Beide<br />
Bauteile sind für den industriellen<br />
Arbeitstemperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C erhältlich.<br />
Exzellenten Frequenzstabilität<br />
Neben IoT-Applikationen profitieren<br />
Metering-Lösungen<br />
oder Consumer-Produkte von<br />
der exzellenten Frequenzstabilität<br />
der neuen Bauteile. Für den<br />
Einsatz in satellitengestützten<br />
Navigationssystemen bietet<br />
Jauch außerdem seit kurzem die<br />
beiden neuentwickelten TCXOs<br />
JT21G bzw. JT21GE an. Sämtliche<br />
Jauch-Oszillatoren sind<br />
selbstverständlich zu <strong>10</strong>0 %<br />
bleifrei und sowohl RoHS- als<br />
auch REACH-konform. Bei der<br />
Produktion werden keine Konfliktmineralien<br />
verwendet. ◄<br />
Robuste Quarze arbeiten zuverlässig im Bereich -55 bis +200 °C<br />
Suchen Sie Quarze und Oszillatoren,<br />
die unter härtesten Bedingungen<br />
ihren Dienst verrichten<br />
müssen? Dann sind sie bei den<br />
speziell für diese Zwecke ausgelegten<br />
Produkten von ACT<br />
richtig. Die HX35- (4 Pad) und<br />
HX80- (2 Pad) Serien arbeiten<br />
bei einer Grundfrequenz zwischen<br />
8 und 24 MHz. Dabei<br />
funktionieren die Quarze<br />
zuverläßig bei Temperaturen<br />
zwischen -55 und +200 °C.<br />
Die Shock Resistance beträgt<br />
beachtliche <strong>10</strong>.000 g und jeder<br />
Quarz hält Vibrationen bis zu<br />
40 g stand. Natürlich sind die<br />
Gehäuse hermetisch dicht bei<br />
Abmessungen, z.B. bei der<br />
HX35 Familie, von lediglich<br />
3,5 x 2,2 x 1 mm. Die Frequenzstabilität<br />
liegt bei +/-<strong>10</strong>0 ppm.<br />
Das Sortiment der Oszillatoren<br />
(HCO36/HCO53) arbeitet unter<br />
den gleichen Umweltbedingungen<br />
bei Frequenzen zwischen<br />
<strong>10</strong> und 48 MHz, und<br />
das sogar bei Vibrationen bis<br />
zu 80 g! Datenblätter erhalten<br />
Sie unter www.act.co.uk/<br />
harsh-environment-frequencyproducts<br />
und weitere Auskünfte<br />
und Muster bei der Acal BFi<br />
Germany GmbH unter +49-<br />
8142-6520-1<strong>10</strong>.<br />
Die OCXOs sind erhältlich auf<br />
Basis von AT- und SC-geschnittenen<br />
Kristallen. Damit erreichen<br />
Anwender höchste Stabilität<br />
von bis zu +/-0,05 ppb und<br />
Alterungswerte von lediglich<br />
+/-200 ppb max. pro Jahr bei<br />
den SC-Versionen. Die Ultra-<br />
Low-Phase-Noise-Version<br />
mit der Typennummer OX740<br />
erreicht dabei Werte von -164<br />
dBc/Hz bereits bei 1 kHz Offset.<br />
Das Sortiment umfasst Frequenzen<br />
zwischen <strong>10</strong> und 160<br />
MHz bei Sinus- oder HCMOS-<br />
Form. Weitere Details und<br />
Datenblätter finden Sie unter<br />
www.act.co.uk/ocxos.<br />
■ Acal BFi Germany GmbH<br />
www.acalbfi.de<br />
18 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Extrem phasenrauscharme OCXOs<br />
Die SI GmbH bietet jetzt die neuen extrem<br />
phasenrauscharmen SC<strong>10</strong>-Oszillatoren an.<br />
Sie werden bereits in den Präzisionsmessgeräten<br />
Delay/Pulse Generator DG535,<br />
Time Interval Counter SR620 und Loran<br />
C Frequenzstandard FS700 von SRS eingebaut.<br />
Der SC<strong>10</strong> ist ein hochstabiler ofenbeheizter<br />
<strong>10</strong>-MHz-Quarzoszillator (OCXO) mit<br />
exzellenten Eigenschaften bzgl. Phasenrauschen,<br />
Allan-Varianz (Kurzzeitstabilität)<br />
und Alterungscharakteristik. Die Verwendung<br />
eines SC-Quarzes für niedrigstes Phasenrauschen<br />
und die innovative, elektronische,<br />
doppelofige Temperatursteuerung<br />
zur Minimierung des Temperaturgradienten<br />
ermöglichen eine Allan-Varianz (1 s) von<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
Quarz- und Oszillatoren-Hersteller Micro Crystal neu bei Schukat<br />
Schukat hat den Hersteller Micro Crystal<br />
AG aus der Schweiz neu in sein Portfolio<br />
aufgenommen. Der Distributor führt<br />
künftig die SMD-Uhrenquarze der Serien<br />
CM7V, CM8V und CM9V sowie niederfrequente<br />
SMD-Quarzoszillatoren.<br />
Das 1978 in Grenchen in der Schweiz<br />
gegründete Unternehmen begann mit<br />
der Herstellung von Uhrenquarzen und<br />
hat sich zu einem weltweit führenden<br />
Anbieter von Quarzprodukten für vielfältige<br />
Applikationen entwickelt. Hierzu<br />
gehören beispielsweise Wearables, IoT,<br />
Mobiltelefone, Konsumgüter, Computer,<br />
Automobilelektronik, Uhren, Industriesteuerungen<br />
und medizinische Implantate<br />
sowie viele weitere Anwendungen,<br />
die ein höchstes Maß an Präzision und<br />
Zuverlässigkeit erfordern. Mit den SMD-<br />
Uhrenquarzen der Serien CM7V (3,2 x<br />
1,5 mm), CM8V (2 x 1,2 mm) und CM9V<br />
(1,6 x 1 mm) führt Schukat ab sofort niedrigfrequente<br />
Miniaturquarze in hermetisch<br />
dichten Miniatur-Keramikgehäusen im<br />
Programm. Sie liefern eine Frequenz von<br />
32,768 kHz mit einer Toleranz von ±20<br />
ppm. Erhältlich sind sie für Lastkapazitäten<br />
von 7, 9 oder 12,5 pF. Dabei bieten<br />
die Quarze eine hohe Stabilität und geringe<br />
Alterung sowie eine hohe Schock- und<br />
Vibrationsbeständigkeit. Ihre Einsatzbereiche<br />
umfassen das Internet of Things<br />
(IoT), industrielle Anwendungen, Messgeräte,<br />
Automobilanwendungen, medizinische<br />
Geräte und Implantate, Wearables<br />
und (portable) Handgeräte.<br />
■ Schukat electronic Vertriebs GmbH<br />
www.schukat.com<br />
GNSS-disziplinierter OCXO<br />
IQD Frequency Products, Ltd.<br />
www.iqdfrequencyproducts.de<br />
Die neuste Ergänzung zum IQD-<br />
Produktportfolio an erweiterten<br />
Oszillatormodulen sind die disziplinierten<br />
OCXOs vom Typ<br />
IQCM-112. Das neue Design<br />
umfasst einen internen GNSS-<br />
Empfänger mit 1PPS-Ausgang,<br />
der mit Signalen aus externen<br />
GPS-, Glonass-, Beidou- und<br />
Galileo-Quellen kompatibel ist.<br />
Integrierter<br />
SMA-Anschluss<br />
Das Modul ist mit einem 14-Pin-<br />
Gehäuse mit den Abmaßen 60 x<br />
60 mm ausgestattet und kann<br />
über den integrierten SMA-<br />
Anschluss an eine externe<br />
Antenne angeschlossen werden.<br />
Wird dieser Anschluss genutzt,<br />
schaltet der interne <strong>10</strong>-MHz-<br />
OCXO bei Verlust des GNSS-<br />
Signals in seine Holdover-Funktion.<br />
Diese Holdover-Funktion<br />
erreicht im besten Fall eine Genauigkeit<br />
von 1,5 µs über einen<br />
Zeitraum von 24 h.<br />
Weitere Holdover-<br />
Spezifikationen<br />
Der Standardtemperaturbereich<br />
des Moduls ist -20 bis +75 °C.<br />
Auf Anfrage sind Module mit<br />
einem erweiterten Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C verfügbar.<br />
Zusätzlich sind weitere<br />
Holdover-Spezifikationen auf<br />
Anfrage verfügbar. Die Versorgungsspannung<br />
beträgt 5 V und<br />
das Ausgangssignal entspricht<br />
einem Standard-HCMOS-<br />
Signal. Während der Aufwärmphase<br />
des disziplinierten OCXOs<br />
liegt der Stromverbrauch bei<br />
maximal 2 A. Im Normalbetrieb<br />
sinkt der Stromverbrauch<br />
auf 1 A.<br />
Das Design beinhaltet einen<br />
internen adaptiven Algorithmus,<br />
der es dem Modul ermöglicht,<br />
die Parameter des GNSS-Signals<br />
zu „lernen“, während das Modul<br />
mit dem GNSS-Signal verbunden<br />
ist. Um die spezifizierte<br />
Holdover-Funktion bei einem<br />
Signalausfall zu erreichen, muss<br />
das Modul vorher mindestens<br />
sieben Tage betrieben werden<br />
und zusätzlich mindestens drei<br />
Tage mit dem GNSS-Signal verbunden<br />
gewesen sein. Außerdem<br />
ist ein interner Alarm eingebaut,<br />
der den Ausfall der Verbindung<br />
zum GNSS-Signal und die<br />
anschließende Wiederherstellung<br />
der Verbindung anzeigt. Darüber<br />
hinaus verfügt das Modul<br />
über eine serielle Schnittstelle<br />
zur detaillierten Abfrage von<br />
Gerätefunktionen.<br />
Für eine Reihe von<br />
Anwendungen<br />
Der IQCM-112 ist für eine Reihe<br />
von Anwendungen wie Telekommunikationssysteme<br />
an Land<br />
und Navigationssysteme auf<br />
See bestimmt und erweitert die<br />
Reihe hochspezifischer Module<br />
und beheizter Quarzoszillatoren,<br />
die bei IQD erhältlich sind. Entwickler<br />
können weitere Details<br />
auf der Website von IQD unter<br />
www.iqdfrequencyproducts.<br />
com oder beim IQD Applications<br />
Support Team abrufen. ◄<br />
22 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
8-GHz-Oszillator mit<br />
dielektrischem Resonator<br />
Der SDRO800-8 von Synergy Microwave<br />
ist ein dielektrischer 8-GHz-Resonatoroszillator.<br />
Der DRO hat ein Phasenrauschen<br />
von -140 dBc/Hz bei einem Offset von <strong>10</strong>0<br />
kHz. Er hat eine Abstimmspannung von<br />
1 bis <strong>10</strong> V mit einer Abstimmempfindlichkeit<br />
von 1,5 MHz/V. Für den Betrieb sind<br />
8 V erforderlich. Diese DRO liefert eine<br />
Ausgangsleistung von mehr als 1 dBm und<br />
hat eine Oberschwingungs-Unterdrückung<br />
von 34 dBc. Es ist RoHS-konform und mit<br />
einem SMT-Gehäuse erhältlich.<br />
Weitere Produktspezifikationen:<br />
• Ziehbereich: 1 MHz<br />
• Ausgangsleistung: 1 dBm<br />
• SWR: 1,75<br />
• Ausgangsimpedanz: 50 Ohm<br />
• Oberschwingungen: 34 dBc<br />
• Phasenrauschen: -170 bis -114 dBc/Hz,<br />
bei <strong>10</strong> kHz -114 dBc/Hz<br />
• Abstimmspannung: 1 bis <strong>10</strong> V<br />
• Versorgungsstrom: 25 mA<br />
• Betriebstemperatur: -15 bis +75°C<br />
■ Synergy Microwave Corporation<br />
www.synergy-microwave.com<br />
Weitere Miniaturisierung im<br />
Bereich TCXO<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
• Frequenzstabilität: ± 0,5 ppm<br />
• Stromverbrauch: 1,5 mA max.<br />
• Phase Noise: -150 dBc/Hz bei <strong>10</strong> kHz<br />
■ Geyer Electronic e.K.<br />
www.geyer-electronic.com<br />
AEC-Q200 qualifizierte<br />
Schwingquarze und<br />
Oszillatoren<br />
Besonders zuverlässige, weil AEC-Q200-<br />
qualifizierte Bauteile stehen bei Geyer in<br />
einer großen Auswahl an Baugrößen und<br />
Frequenzen zur Verfügung. Diese Schwingquarze<br />
und Oszillatoren sind nicht nur in der<br />
Automobiltechnik sondern auch in vielen<br />
anderen anspruchsvollen Industrieanwendungen<br />
(z.B. IoT) einsetzbar, bei denen<br />
eine hohe Zuverlässigkeit oberste Priorität<br />
hat. Die frequenzgebenden Bauteile sind für<br />
den Einsatz in Temperaturbereichen bis zu<br />
150 °C und eine Genauigkeit bis zu 30 ppm<br />
ausgelegt und helfen, Anwendungen stabil<br />
zu halten. Weitere Informationen über<br />
erhältliche AEC-Q200 Bauteile stehen auf<br />
der Geyer-Website zur Verfügung.<br />
■ Geyer Electronic e.K.<br />
www.geyer-electronic.com<br />
32,768-kHz-Oszillator für<br />
IoT-Anwendungen<br />
Mit der Modellbezeichnung KXO-V32T<br />
bietet Geyer ab sofort einen 32,768-kHz-<br />
Oszillator mit extrem geringer Stromaufnahme<br />
von nur noch 1 µA an.<br />
FREQUENCY<br />
CONTROL<br />
PRODUCTS<br />
High-End Produkte<br />
vom Technologieführer.<br />
Seit über 70 Jahren<br />
„Made in<br />
Germany”<br />
Der neue KXO-88 mit einer nur noch 1,6 x<br />
1,2 mm messenden Grundfläche ist bestens<br />
für einen Einsatz in Anwendungen mit<br />
wenig Stromverbrauch geeignet. Der KXO-<br />
88 findet Anwendungen in den Bereichen<br />
der mobilen Kommunikationstechnik, wie<br />
WLAN, ISM, NFT, drahtlose Module oder<br />
IoT. Wichtigste Leistungsmerkmale und<br />
Vorteile:<br />
• Bauhöhe: max. 0,6 mm<br />
• Arbeitstemperaturbereich: -30 bis +85 °C<br />
• Frequenzbereich: 26 bis 52 MHz<br />
Durch die Frequenzstabilität von ±<strong>10</strong> ppm<br />
typisch bei -40 bis +85 °C ist dieser Oszillator<br />
neben stromsensiblen auch für anspruchsvolle<br />
Anwendungen bestens geeignet. Mit<br />
seiner Baugröße von 3,2 x 1,5 x 0,9 mm<br />
findet der Oszillator Anwendung in den<br />
Bereichen IoT, M2M, Navigationsysteme,<br />
Wearables, Sensors, Sicherheitstechnik,<br />
Smart Grid und autonomes Fahren. Muster<br />
sind ab Lager lieferbar.<br />
■ Geyer Electronic e.K.<br />
www.geyer-electronic.com<br />
Waibstadter Strasse 2 - 4<br />
74924 Neckarbischofsheim<br />
Telefon: +49 7263 648-0<br />
Fax: +49 7263 6196<br />
Email: info@kvg-gmbh.de<br />
www.kvg-gmbh.de<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 23<br />
23
Quarze und Oszillatoren<br />
Oszillatorschaltungs-Design<br />
(nicht nur) für Mikrocontroller<br />
STOP 1<br />
EXTAL 2 XTAL 2<br />
Cx<br />
Bild 1: Pierce-Oszillator an einem Mikrocontroller M68HC11 (STOP ist ein<br />
intern erzeugtes Signal, das die Oszillatorschaltung deaktiviert)<br />
Dieser Artikel soll einen<br />
systematischen Ansatz<br />
für ein gutes Oszillator-<br />
Design liefern und<br />
auf einige Tücken<br />
hinweisen.<br />
Rf<br />
Y1<br />
Cy<br />
Der Herzschlag jedes Mikrocontroller-Designs<br />
ist der Oszillatortakt.<br />
Die meisten Designs<br />
verlangen ein präzises Timing<br />
über einen weiten Temperaturbereich.<br />
Schaltungs- und Leiterplattenentwickler<br />
haben die<br />
Aufgabe, die Mikrocontroller-<br />
Funktionen ohne die Bemühung<br />
von Paarungsspezifikationen zu<br />
gewährleisten.<br />
Von der Theorie in die<br />
Praxis<br />
Die in Bild 1 gezeigte Pierce-<br />
Oszillatorschaltung wird bei<br />
den meisten Mikrocontrollern<br />
verwendet. Diese Schaltung<br />
besteht aus einem invertierenden<br />
Verstärker und einem selektiven<br />
Rückkopplungspfad mit dem<br />
Quarz. Dieser bildet in Kombination<br />
mit C x und C y ein abgestimmtes<br />
Pi-Netzwerk. Im eingeschwungenen<br />
Zustand hat diese<br />
Schaltung eine Gesamtschleifenverstärkung<br />
von 1 und eine<br />
Gesamtphasenverschiebung, die<br />
ein ganzzahliges Vielfaches von<br />
360° ist. Für das Einschwingen<br />
muss die Schleifenverstärkung<br />
größer als 1 sein, während die<br />
Spannung an XTAL über mehrere<br />
Zyklen ansteigt, bis der<br />
NAND-Gate-Verstärker gesättigt<br />
ist. Auf den ersten Blick scheint<br />
ein digitales NAND- Gatter<br />
als analoger Verstärker nicht<br />
logisch, aber so funktioniert<br />
eine Oszillatorschaltung. Wie<br />
zu erwarten, ist eine erhebliche<br />
Menge an Leistung erforderlich<br />
ist, um einen Verstärker in einem<br />
linearen Modus zu halten.<br />
Das übliche Modell eines<br />
Quarzes ist ein Netzwerk aus<br />
zwei Kondensatoren, einer<br />
Induktivität und einem Widerstand,<br />
wie in Bild 2 im oberen<br />
Teil dargestellt. Die Nebenschlusskapazität<br />
C 0 entsteht<br />
durch die Metallplatten für die<br />
elektrischen Verbindungen.<br />
Quarze können aber bei mehreren<br />
Frequenzen schwingen<br />
(Obertöne). Für jeden Oberton<br />
wird dem Modell eine Serien-<br />
RLC-Kombination hinzugefügt<br />
(Bild 2 unten). Bei der Nennbetriebsfrequenz<br />
ist die Impedanz<br />
eines Quarzes induktiv. Wie in<br />
Bild 3 gezeigt, ist die Reaktanz<br />
des Quarzes bis zu einer Serienresonanzfrequenz<br />
f s und darüber<br />
hinaus kapazitiv. Bei der Frequenz<br />
f a ist die Reaktanz ebenfalls<br />
kapazitiv. Dies bedeutet,<br />
dass die Schwingungsfrequenz<br />
begrenzt wird durch f s und f a . Die<br />
genaue stationäre Frequenz wird<br />
durch die Verstärkung des Verstärkers<br />
und die Last bestimmt.<br />
Lastkondensatoren (C x und C y )<br />
werden verwendet, um einen<br />
abgestimmten LC-Tankkreis in<br />
Resonanz zu bilden. Die kombinierte<br />
Impedanz von C x und C y<br />
und anderer Streukapazität entspricht<br />
der induktiven Reaktanz<br />
des Kristalls. Die Betriebsfrequenz<br />
kann abgeschätzt werden<br />
mit folgender Formel:<br />
f ≈ 1/[2π√(L 1 x C L )]<br />
In vielen Fällen schwingt die<br />
Spannung an EXTAL und XTAL<br />
übrigens außerhalb des Bereichs<br />
der Betriebsspannung. Durch<br />
Ändern der Kapazitätswerte wird<br />
die Betriebsfrequenz nur geringfügig<br />
geändert, jedoch die Spannung<br />
bei EXTAL und XTAL<br />
kann sich signifikant ändern. Es<br />
ist also auch deswegen wichtig,<br />
diese Elemente richtig zu dimensionieren<br />
und Qualitätsausführungen<br />
zu verwenden: Kondensatoren<br />
mit langer Lebensdauer,<br />
C0<br />
L1<br />
C1<br />
R1<br />
Quelle:<br />
Cathy Cox und Clay Merritt:<br />
Microcontroller Oscillator<br />
Circuit Design Considerations,<br />
AN1706/D,<br />
Freescale Semiconductor, Inc.,<br />
www.freescale.com<br />
übersetzt und gekürzt von FS<br />
L2<br />
L3<br />
C2<br />
C3<br />
R2<br />
R3<br />
Bild 2: Quarz-Ersatzschaltbild; L1, C1 und R1 repräsentieren die Grundfrequenz, L2, C2, R2, L3, C3 und R3 die Obertöne<br />
24 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
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4/17/20 9:15 AM
Quarze und Oszillatoren<br />
Crystal Reactance<br />
f s<br />
Bild 3: Reaktanzverlauf eines Quarzes über der Frequenz (f s = Serienresonanzfrequenz, f a = Antiresonanzfrequenz<br />
Die parasitäre kapazitive Kopplung<br />
und die Induktivität von<br />
Leiterzügen auf Leiterplatten<br />
beeinflussen Schwingfrequenz<br />
und Oszillatorspannung. Wenn<br />
PCB- und Halbleiter-Geometrien<br />
immer kleiner werden,<br />
wird besonders das Verständnis<br />
und die Kontrolle von kapazif<br />
a<br />
sehr niedrigem ESR und guter<br />
Temperaturstabilität.<br />
Die mathematische Demonstration<br />
des Starts einer Oszillatorschaltung<br />
ist aufgrund<br />
nichtlinearer Eigenschaften des<br />
Systems wie Verstärkung und<br />
Quarzimpedanz sehr schwierig.<br />
Eine umfassende Analyse eines<br />
MCU-Designs wird normalerweise<br />
nicht durchgeführt. Ein<br />
externes Element muss effektiv<br />
mit der Schwingung beginnen,<br />
indem eine zeitvariable Spannung<br />
über dem Kristall erscheint.<br />
Dies kann auch durch Einspeisung<br />
von Stromversorgungsrauschen<br />
erfolgen.<br />
Der Rückkopplungswiderstand<br />
R f dient dazu, den Eingang<br />
des NAND-Gatters auf halber<br />
Betriebsspannung vorgespannt<br />
zu halten. R f muss so dimensioniert<br />
sein, dass eine angemessene<br />
Rückkopplung möglich<br />
ist, ohne dass die Schaltung<br />
übermäßig belastet wird.<br />
Hersteller von Mikrocontrollern<br />
schlagen normalerweise<br />
einen Bereich akzeptabler Werte<br />
vor, normaler weise zwischen<br />
<strong>10</strong>0 kOhm und 22 MOhm. Für<br />
Nieder frequenzschaltungen ist<br />
die Kris tallimpedanz relativ<br />
hoch und der Wert für R f muss<br />
auch hoch sein (<strong>10</strong> MOhm<br />
für 32 kHz). Für höhere Frequenzen<br />
muss R f niedriger sein<br />
(<strong>10</strong>0 kOhm für <strong>10</strong>...20 MHz).<br />
Die Spannungen bei EXTAL<br />
und XTAL sind normalerweise<br />
verzerrte Sinuswellen, die<br />
ungefähr 180° phasenverschoben<br />
sind. Diese Sinus wellen<br />
schwingen symmetrisch um die<br />
halbe Versorgungsspannung.<br />
Das NAND-Gate gerät in die<br />
Sättigung, daher die Verzerrungen.<br />
Die Aufmachergrafik<br />
zeigt typische Wellenformen bei<br />
XTAL (unten) und EXTAL (Frequenz<br />
= 4 MHz, Mikroprozessor<br />
= M68HC11E9). Beachten Sie<br />
die Amplituden- und Phasendifferenzen.<br />
Der STOP-Pin des NAND-<br />
Gatters in Bild 1 wird von der<br />
CPU aktiviert, um den Oszillator<br />
für Ultra-Low-Power-Betrieb<br />
zu deaktivieren. Im Normalbetrieb<br />
wirkt das NAND-Gatter als<br />
kleiner signalinvertierender Verstärker,<br />
der im linearen Modus<br />
arbeitet (aber selbst nicht perfekt<br />
linear ist). Für die digitale<br />
Analyse wird das Gatter wie in<br />
Bild 4 gezeigt modelliert und<br />
dabei, um die Funktionsweise<br />
der Oszillatorschaltung vollständig<br />
zu verstehen, die Kleinsignal-Ersatzschaltung<br />
nach Bild<br />
5 verwendet.<br />
Das Modell muss wie in Bild 6<br />
dargestellt analysiert werden,<br />
a) digitale Darstellung, b) Kleinsignaldarstellung.<br />
Damit die Oszillatorschaltung<br />
stabil schwingt, muss die absolute<br />
Verstärkung des Verstärkers<br />
1 sein. Im eingeschwungenen<br />
Zustand muss die Schleifenverstärkung<br />
1 sein. Die richtige<br />
Wahl von C x und C y ist für den<br />
Start des Oszillators und die stationäre<br />
Verhältnisse von größter<br />
Bedeutung. Normalerweise<br />
wird C x gleich oder etwas kleiner<br />
als C y gewählt, in die Praxis<br />
führt Tabelle 1 anhand eines<br />
typischen 4,9-MHz-Quarzes in<br />
einer M68HC11-Treiberschaltung<br />
an 5 V.<br />
Verstärkung und Drive<br />
Level<br />
Auch die Verstärkung ist kritisch<br />
beim Starten eines Oszillators.<br />
Sie muss groß genug sein, um<br />
das Netzwerk „anzutreiben“,<br />
aber wenn sie zu groß ist, kann<br />
es schädliche Auswirkungen<br />
haben wie übermäßigen Stromverbrauch,<br />
hohe HF-Emissionen<br />
und am schlimmsten einen Oszillator,<br />
der nicht startet. Es ist nicht<br />
einfach, einen Verstärker für den<br />
Oszillatorbetrieb von 1 bis <strong>10</strong><br />
MHz zu optimieren, während<br />
das Rauschen und der Stromverbrauch<br />
auf einem Minimum<br />
bleiben.<br />
Ein ziemlich einfaches Experiment<br />
kann durchgeführt werden,<br />
um die tatsächliche Verstärkung<br />
zu bestimmen. Ziehen Sie den<br />
EXTAL-Stift von der Leiterplatte<br />
und speisen Sie kapazitiv<br />
eine Sinuswelle mit 25...50 mV<br />
Spitze-Spitze mit der Nennfrequenz<br />
an EXTAL ein. Messen<br />
Sie den Spannungspegel am<br />
XTAL-Pin, wenn die Platine und<br />
die eingesetzten Komponenten<br />
mit Strom versorgt werden. Das<br />
Verhältnis Uout/Uin ergibt die<br />
Verstärkung des internen Verstärkers.<br />
Wenn sie unter 1,5 liegt, ist<br />
dies eher gut als schlecht.<br />
Das Übersteuern über einen<br />
längeren Zeitraum kann einen<br />
Quarz physisch beschädigen.<br />
Typische Betriebsleistungen<br />
für Quarze (Drive Levels) liegen<br />
zwischen 1 µW (für kleine<br />
32-kHz-Stimmgabelquarze) bis<br />
5 mW (für HF-Quarze mit einem<br />
kreisförmigen AT-Schnitt).<br />
Einfluss parasitärer<br />
Effekte verstehen<br />
a) Digital representation b) Small signal representation<br />
Bild 4: Modell des CMOS Logic Gates<br />
EXTAL<br />
26 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong><br />
Cin<br />
Ideal Inverting<br />
Amp<br />
f<br />
Rout<br />
Cin<br />
Cout<br />
XTAL
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11/21/19 3:32 PM
Quarze und Oszillatoren<br />
Vin<br />
+<br />
–<br />
+<br />
–<br />
tiver Kopplung wichtiger. Stellen<br />
Sie sich eine Spur von <strong>10</strong> m<br />
Länge und 1 mm Breite vor, die<br />
direkt über einer festen Grundebene<br />
verläuft. Das Board ist ein<br />
zweischichtiger FR4-Typ mit<br />
einem Abstand zwischen den<br />
Kupferschichten von 0,31 mm.<br />
Bei Glasfasermaterial ergibt sich<br />
dann 1 pF. Doch mit oberflächenmontierten<br />
Bauteilen vergrößert<br />
sich durch deren Pad-Fläche die<br />
Kapazität auf z.B. 5 pF. Hybrid-<br />
Leiterplatten haben ein sehr dünnes<br />
Dielektrikum. Die Dielektrizitätskonstante<br />
kann hoch sein,<br />
was unter obigen Bedingungen<br />
z.B. 15 pF ergeben kann.<br />
Die parasitäre Induktivität ist<br />
abhängig von der Stromschleifenfläche.<br />
Eine große Grundebene<br />
kann normalerweise die<br />
kleinste Schleifenfläche garantieren.<br />
Benutzer von Single-<br />
Layer-Boards und Two-Layer-<br />
Boards ohne Bodenebenen müssen<br />
besondere Vorkehrungen<br />
treffen, um die Oszillatorspurlänge<br />
so kurz wie möglich zu<br />
halten bei minimaler Schleifenfläche.<br />
Es sollte auch darauf geachtet<br />
werden, dass die Stromquelle<br />
zum Mikrocontroller hin gut<br />
entkoppelt ist.<br />
Rout<br />
– G*Vin<br />
XTAL<br />
Cout<br />
Cy<br />
Mögliche<br />
Problembereiche<br />
Das Erhöhen der Kapazität von<br />
beiden Anschlüssen des Kristalls<br />
zur Erde durch Streueffekte des<br />
Platinen-Layouts ist nicht schädlich,<br />
solange es bei der Auswahl<br />
der Stabilisierungskondensatoren<br />
C x und C y berücksichtigt<br />
wird. Doch wenn die Leiterbahnen<br />
für C x und C y über mäßig<br />
lang sind, kann dies zu einer<br />
unerwünschten Induktivität führen.<br />
Bild 6 zeigt ein Modell der<br />
Auswirkungen der Leiterplatte<br />
auf die Oszillatorschaltung. Die<br />
Induktivität ist eine Funktion<br />
der Gesamtfläche. Stellen Sie<br />
sicher, dass die Wege so kurz<br />
wie möglich sind und dass der<br />
Schleifenbereich dieses Pfades<br />
so klein wie möglich ist. C x , C y ,<br />
R f und der Quarz sollten also so<br />
nah wie möglich an den Oszillatorstiften<br />
des Mikrocontrollers<br />
platziert sein.<br />
Die folgenden Probleme wurden<br />
von Freescale-Anwendungstechnikern<br />
festgestellt:<br />
• lange Leiterbahnen<br />
Lange Leiterbahnen und unkontrollierte<br />
kapazitive Kopplung<br />
können Probleme verursachen.<br />
Bezugnehmend auf Bild 6: Wenn<br />
L1 oder L2 signifikant sind, kann<br />
die Nettoimpedanz von C x und<br />
L x oder C y und L y sehr klein<br />
sein, wodurch jegliche Rückkopplungsspannung<br />
effektiv<br />
beseitigt wird. Wenn eine signifikante<br />
Kapazität vorhanden ist,<br />
kann die effektive Belastung des<br />
Verstärkers viel höher sein als<br />
angenommen und die Verstärkung<br />
möglicherweise nicht ausreichen.<br />
Dies ist wahrscheinlich<br />
das Hauptproblem. Mehrschichtund<br />
Hybrid-Leiterplatten können<br />
eine erhebliche Kopplung mit<br />
Masse aufweisen.<br />
• PCB-Verunreinigungen<br />
PCB-Verunreinigungen reduzieren<br />
die Impedanz zwischen Kno-<br />
EXTAL<br />
Bild 5: Kleinsignalmodell des invertierenden Verstärkers und der Quarzschaltung (G = Open-Loop-Verstärkung des<br />
Verstärkers)<br />
L1<br />
Cx<br />
Cin<br />
ten durch Feuchtigkeit, Flussmittel<br />
und Fingerablagerungen.<br />
Daher sollte die Platine vollständig<br />
gereinigt werden. Achten Sie<br />
besonders darauf, die Reinheit<br />
zwischen den Quarzleitungen<br />
und unter den SMT-Bauteilen<br />
zu prüfen. Dies sind berüchtigte<br />
Orte für den Flussmittelaufbau.<br />
• Stromversorgungsrauschen/-<br />
störungen<br />
Das Rauschen der Stromversorgung<br />
kann manchmal durch den<br />
Verstärker des Oszillators stark<br />
verstärkt werden. Wenn die Leistung<br />
des Versorgungsrauschens<br />
eine Harmonische der Quarzfrequenz<br />
ist oder umgekehrt, dann<br />
wird der Oszillator möglicherweise<br />
nicht beginnen zu schwingen.<br />
In anderen Fällen wurde<br />
festgestellt, dass ein Rauschelement<br />
von der Stromversorgung<br />
half, die Schaltung zum<br />
Schwingen anzuregen. Ein guter<br />
Test besteht darin, die Karte auch<br />
mit einer hochwertigen Tischversorgung<br />
zu betreiben.<br />
• kein Betrieb bei hohen<br />
Temperaturen<br />
Der Oszillator startet möglicherweise<br />
nicht bei hohen Temperaturen.<br />
In der Regel wird dies<br />
durch übermäßiges Belasten des<br />
Verstärkers verursacht. Überprüfen<br />
Sie die richtige Dimensionierung<br />
der Stabilisierungskondensatoren<br />
C x und C y .<br />
• Frequenzinstabilität<br />
Frequenzinstabilität wird normalerweise<br />
entweder dadurch<br />
verursacht, dass der Quarz „zu<br />
hart“ oder nicht ausreichend<br />
stark betrieben wird. Meist sind<br />
falsch dimensionierten Stabilisierungskondensatoren<br />
die Ursache.<br />
Bei längerem Übersteuern<br />
des Quarzes kann es zu permanentem<br />
Schaden kommen.<br />
• Hochfrequenzprobleme<br />
(><strong>10</strong> MHz)<br />
Ein CMOS-Verstärker hat mit<br />
zunehmender Frequenz eine Verstärkungsdämpfung.<br />
In den meisten<br />
Mikrocontrollern liegt die<br />
Open-Loop-Verstärkung bei der<br />
Betriebsfrequenz ausreichend<br />
über 1, um eine gute Leistung zu<br />
gewährleisten. Doch das Zuführen<br />
von Hilfsmikroprozessoren<br />
oder anderen Schaltkreisen kann<br />
eine solche Last bedeuten, die<br />
den Verstärker überfordert und<br />
Schwingungen provoziert.<br />
• Niederfrequenzprobleme<br />
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Rx1<br />
Rx2<br />
+5V<br />
EXTAL<br />
Cx<br />
Bild 6: Modellierung von PCB-Effekten auf die Oszillatorschaltung<br />
Lx<br />
manchmal von der Software des<br />
Mikroprozessors als Taktimpuls<br />
interpretiert werden.<br />
• Unterschiede zwischen<br />
EPROM und ROM<br />
Manchmal funktionieren<br />
EPROM-Geräte ordnungsgemäß,<br />
ROM-Geräte jedoch nicht.<br />
In solchen Fällen haben das<br />
EPROM- und das ROM-Device<br />
meist unterschiedliche Geometrien.<br />
In den meisten Fällen wird<br />
eine Größenänderung der Stabilisierungskondensatoren<br />
dieses<br />
Problem beheben. Durch Verringern<br />
des Wertes von C x bei konstantem<br />
C L wird die Spannung<br />
bei EXTAL erhöht.<br />
• Quarz-/Resonatorschaden<br />
In seltenen Fällen kann die<br />
hermetische Versiegelung der<br />
Quarzleitungen gebrochen sein.<br />
Dies kann Feuchtigkeit oder<br />
andere Verunreinigungen infiltrieren<br />
und sporadische Operation<br />
verursachen. In Anwendungen,<br />
wo die Leiterplatte<br />
Vibrationen ausgesetzt ist, wird<br />
dringend empfohlen, möglichst<br />
kleine Quarze auf die Platte zu<br />
kleben. Dies begrenzt die Belastung<br />
und Dehnung, die auf den<br />
Quarz ausgeübt wird.<br />
Testen und<br />
Fehlerbehebung<br />
Die Oszillatorschaltung ist von<br />
Natur aus ein sehr hochohmiges<br />
Rückkopplungssystem<br />
Rf<br />
XTAL<br />
Cy<br />
Ly<br />
mit geschlossenem Regelkreis.<br />
Wenn ein Standard-Oszilloskop-Tastkopf<br />
an die Schaltung<br />
angeschlossen wird, können sich<br />
Parameter und Leistung dramatisch<br />
ändern. In diesem Abschnitt<br />
werden Techniken zum Messen<br />
der Schaltung auf eine Weise<br />
vorgeschlagen, die sie nicht so<br />
deutlich wie ein Standard-Oszilloskop-Tastkopf<br />
beeinflussen.<br />
Eine aktive FET-Sonde kann<br />
etwa verwendet werden, um<br />
die Schaltung zu überwachen,<br />
ohne die Schaltungsparameter<br />
nachteilig zu beeinflussen.<br />
Diese Sonden sind ziemlich<br />
teuer, haben aber eine hohe Eingangsimpedanz.<br />
Typische FET-<br />
Sonden haben eine Eingangskapazität<br />
von unter 2 pF und einen<br />
Eingangswiderstand von über<br />
5 MOhm.<br />
Auch eine ausgewogene Belastung<br />
der Tastköpfe mit Widerständen<br />
und/oder Kondensatoren<br />
kann manchmal ermöglichen,<br />
dass eine hochohmige Schaltung<br />
mit einem Standardoszilloskop<br />
überwacht werden kann.<br />
Unterschiedliche Bedingungen<br />
können den Start und die Leistung<br />
im eingeschwungenen<br />
Zustand stark beeinflussen. Hier<br />
sind ein paar Tests, mit denen<br />
man die Robustheit des Designs<br />
messen kann:<br />
• Variieren Sie die Betriebsspannung<br />
von 3 auf 5,5 V. Der<br />
Oszillator sollte zu schwingen<br />
beginnen und die Frequenz<br />
sollte leicht ansteigen, wenn<br />
die Spannung erhöht wird.<br />
Wenn sie abnimmt, wenn die<br />
Spannung fällt, dann ist das<br />
ein Zeichen, dass der Kristall<br />
gefährlich übersteuert wird.<br />
• Steuern Sie die Anstiegszeit<br />
des Netzteils. Eine empirische<br />
Formel für den Frequenzgehalt<br />
einer steigenden Flanke ist:<br />
f max ca. = 1/(π x Anstiegszeit)<br />
Eine sehr schnell ansteigende<br />
Betriebsspannung kann den<br />
Quarz bei der Resonanzfrequenz<br />
stimulieren!<br />
• Wenn Sie ein <strong>10</strong>-kOhm-<br />
Potentiometer in Reihe mit<br />
dem Kristall schalten, erhalten<br />
Sie einige Informationen<br />
zur Verstärkertoleranz. Mit<br />
zusätzlichem Widerstand wird<br />
die Schaltung weniger wahrscheinlich<br />
starten. Senken Sie<br />
langsam den Widerstand oder<br />
erhöhen sie von 0 Ohm an.<br />
Trennen Sie die Platine nach<br />
jedem Schritt von der Stromversorgung<br />
und schalten Sie<br />
sie wieder ein. Notieren Sie<br />
den Widerstandswert, bei dem<br />
der Oszillator gerade nicht<br />
startet. Der Gesamtwiderstand<br />
( Kristall + Potentiometer) muss<br />
wesentlich größer sein als der<br />
vom Quarzhersteller angegebene<br />
Worst-Case-Widerstand.<br />
Um Schaltungsvariationen zu<br />
berücksichtigen, ist es wünschenswert,<br />
dass die Schaltung<br />
mit dem doppelten maximalen<br />
Quarzwiderstand auch noch<br />
schwingt.<br />
• Testen Sie unter niedrigen und<br />
hohen Temperaturen und bei<br />
hoher Luftfeuchtigkeit. Der<br />
Quarzwiderstand steigt mit der<br />
Temperatur. Das beeinträchtigt<br />
das Startverhalten und das stationäre<br />
Verhalten. Wenn größere<br />
Frequenzverschiebungen auftreten,<br />
liegt ein Problem vor.<br />
• Überprüfen Sie die Platinenkapazität.<br />
Messen Sie die genaue<br />
Frequenz des Quarzoszillators<br />
mit einer streng definierten<br />
Lastkapazität auf einem separaten<br />
Gerät. Messen Sie dann<br />
die Frequenz auf der eigentlichen<br />
Leiterplatte. Wenn die<br />
beiden Frequenzen nicht gut<br />
korrelieren, kann auf eine<br />
unbekannte Streukapazität die<br />
Ursache sein.<br />
Ein letzter Hinweis: Wenn der<br />
Oszillator beim Einschalten<br />
nicht zu schwingen beginnt,<br />
überprüfen Sie die Spannungen<br />
an EXTAL und XTAL. Wenn<br />
eine hoch und eine niedrig ist,<br />
liegen wahrscheinlich Streuimpedanzen<br />
vor, entweder zur<br />
Masse oder zur Stromversorgung.<br />
Wenn die Spannung bei<br />
EXTAL 2,5 V beträgt, dann ist<br />
der Rückkopplungswiderstand<br />
unzureichend oder es liegt ein<br />
starkes Rauschelement bei der<br />
Stromversorgung vor. ◄<br />
C x C y U an EXTAL Verlustleistung des Quarzes<br />
56 pF 56 pF 3,3 Vpp <strong>10</strong>0 µW<br />
33 pF 56 pF 8 Vpp 199 µW<br />
47 pF 56 pF 6,1 Vpp 207 µW<br />
68 pF 68 pF 2,8 Vpp <strong>10</strong>2 µW<br />
Tabelle 1: Spannung an EXTAL und Drive Level für unterschiedliche<br />
Stabilisierungskondensatoren<br />
30 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong><br />
+5V<br />
Ry1<br />
Ry2
Quarze und Oszillatoren<br />
Frequenzsynthesizer für 450 MHz bis 18,25 GHz<br />
Der 435-36<strong>10</strong>5 von Cobham ist ein<br />
Frequenzsynthesizer, der mit <strong>10</strong>-MHz-<br />
Schritten von 450 MHz bis 18,25 GHz<br />
arbeitet. Dieses Modul bietet eine Schaltgeschwindigkeit<br />
von 250 µs von jeder<br />
Startfrequenz zu jeder Stoppfrequenz im<br />
gesamten Bereich und verfügt über eine<br />
parallele Steuerschnittstelle, um das Pipelined-Hopping<br />
zu erleichtern. Der Störgehalt<br />
beträgt -55 dBc von 450 MHz bis 12<br />
GHz und -50 dBc von 12 bis 18,25 GHz.<br />
Die Subharmonischen-Unterdrückung<br />
beträgt im gesamten Frequenzbereich 20<br />
dBc und die zweite Harmonische wird mit<br />
12 dBc unterdrückt. Der Synthesizer wird<br />
mit einer 5-V-Versorgung betrieben und<br />
verbraucht 1,25 A. Der Synthesizer mit<br />
einem 2,6 x 2,6 x 0,6 Zoll großen Modul<br />
mit SMA-Anschluss erhältlich. Es ist für<br />
den Betrieb unter den Bedingungen von<br />
Schock, Vibration und Temperatur ausgelegt,<br />
die normalerweise in rauen militärischen<br />
Umgebungen auftreten.<br />
Die Ausgangsleistung beträgt nominell 3<br />
dBm. Als Schnittstellen eignen sich SPI,<br />
TTL und andere. Das Phasenrauschen bei<br />
<strong>10</strong> kHz Offset wird mit -73, -60 und -42<br />
dBc/Hz angegeben, bei 1 MHz Offset mit<br />
-118, -<strong>10</strong>5 und -87 dBc/Hz. Das Gewicht<br />
beträgt 113 g. Die Betriebstemperatur kann<br />
zwischen -40 und 70 C liegen.<br />
■ Cobham Signal & Control Solutions<br />
www.cobham.com<br />
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Ultra-kompakter crystal<br />
resonator DST16<strong>10</strong>A<br />
Mit den Oszillatorserien OV-7604-C7 und<br />
OM-7604-C7 bietet Schukat jetzt auch niederfrequente<br />
SMD-Quarzoszillatoren des<br />
neu ins Portfolio aufgenommenen Schweizer<br />
Herstellers Micro Crystal an. Sie eignen<br />
sich für verschiedene Applikationen,<br />
von Internet of Things (IoT), industriellen<br />
Anwendungen und medizinischen Geräten<br />
über Automobilanwendungen und Messgeräte<br />
bis hin zu Wearables und (portablen)<br />
Handgeräten.<br />
Die Quarzoszillatoren mit einer Frequenz<br />
von 32,768kHz vereinen eine integrierte<br />
CMOS-Schaltung und einen Uhrenquarz.<br />
Verbaut sind die Oszillatoren in einem hermetisch<br />
dichten, 3,2 x 1,5 mm kleinen Miniatur-Keramikgehäuse<br />
mit Metalldeckel und<br />
bieten eine hohe Schock- und Vibrationsbeständigkeit.<br />
Dabei haben sie einen niedrigen<br />
Strombedarf von maximal 0,5 µA bei<br />
einem großen Betriebsspannungsbereich von<br />
1,2 bis 5,5V V und ermöglichen zusätzlich<br />
ein synchronisiertes Ein- und Ausschalten.<br />
Mit unserer zuverlässigen, versierten Expertise<br />
für Quarze, TCXOs und weiterer Taktgeber<br />
jeder Art unterstützen wir Sie mittlerweile<br />
seit zahlreichen Jahren. Fast ebenso<br />
lang können wir dabei auf die tollen Produkte<br />
unseres langjährigen japanischen<br />
Partners KDS zurückgreifen. Mit dem<br />
DST16<strong>10</strong> bietet KDS eine hervorragende<br />
Taktquelle für 32,768kHz im 1,6 x1mm<br />
Metalldeckel-Gehäuse mit einer Höhe<br />
von lediglich 0,35mm. Somit eignet sich<br />
das Produkt besonders für Anwendungen<br />
mit sehr beschränktem Bauraum, wie zum<br />
Beispiel für Wearables oder miniaturisierte<br />
IoT-Sensorik.<br />
Der Quarz ist standardmäßig mit 7, 9 und<br />
12.5pF Load-Kapazität verfügbar und bietet<br />
eine Frequenztoleranz von ±20 ppm. Ein<br />
Arbeitstemperaturbereich von -40 bis +85°C<br />
ist selbstverständlich. Auf Grund neuester<br />
Ein weiterer besonderer Vertreter der<br />
DST16<strong>10</strong>er-Reihe von KDS ist ihr ultrakompakter<br />
crystal resonator DST16<strong>10</strong>A.<br />
Seine extrem geringe Höhe von gerade einmal<br />
0,5mm ermöglicht Ihnen den Einsatz<br />
des kleinen Quarzes in vielen, verschiedenen<br />
Anwendungen mit beschränktem Bauraum.<br />
Außerdem sorgt sein Keramik-packaging<br />
und seine Metallkappe für hervorragende<br />
Präzision und hohe Zuverlässigkeit. Der<br />
DST16<strong>10</strong>A arbeitet dabei in einem Temperaturbereich<br />
von -40~+85 0C und einer<br />
Frequenz von 32.768kHz. Dadurch können<br />
Sie ihn bestens in Devices für mobile<br />
Kommunikation einsetzen oder ihn in miniaturisierten<br />
IoT-Applikationen verbauen.<br />
Darüber hinaus eignet sich der DST16<strong>10</strong>A<br />
auch perfekt für Devices im Endkonsumentenbereich<br />
wie beispielsweise in Wearables.<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 31
Quarze und Oszillatoren<br />
Oszillatoren mit programmierbaren Funktionen, Teil 4<br />
Quarz oder Oszillator?<br />
Wissen Sie, wann Sie<br />
einen Quarz oder einen<br />
Oszillator verwenden<br />
müssen? Die falsche<br />
Antwort kann Sie<br />
Zeit und Geld kosten.<br />
In drei Szenarien<br />
werden hier die<br />
Entwicklungsprobleme<br />
und der Schwellenwert<br />
für die Verwendung<br />
eines Oszillators<br />
gegenüber einem Quarz<br />
untersucht.<br />
Haben Sie jemals über die tatsächlichen<br />
Kosten für die Verwendung<br />
eines Quarzes im<br />
Vergleich zu einem MEMS-<br />
Oszillator nachgedacht? Diese<br />
Frage steht möglicherweise<br />
nicht im Vordergrund Ihres Auswahlprozesses,<br />
wenn der Preis<br />
für Quarze – zumindest oberflächlich<br />
– so günstig zu sein<br />
scheint. Obwohl die Kosten für<br />
Quarzbauelemente im Allgemeinen<br />
niedriger sind, sieht das<br />
Bild nach der Berechnung der<br />
Gesamtkosten für das Design<br />
ganz anders aus.<br />
Bei SiTime kennt man vielen<br />
Kunden, die anrufen, wenn sie<br />
Quarz-Design-Probleme wie<br />
Kaltstartfehler, Oszillatorschaltung<br />
Probleme von nicht übereinstimmen<br />
Quarzen oder Fehler<br />
die sich während des EMI-Tests<br />
festgestellt haben. Diese Probleme<br />
verursachen nicht einbezogene<br />
Engineering-Kosten<br />
während der Entwicklung und<br />
können kostspielige Qualitätsprobleme<br />
verursachen. Eine<br />
Verzögerung des daraus resultierenden<br />
Produktionsstarts<br />
kann zu kostspieligen, verlorenen<br />
Gelegenheiten führen. In<br />
drei Situationen kamen Kunden<br />
zu SiTime, um ihre Gesamtbetriebskosten<br />
zu senken, wenn<br />
sie Bedenken hinsichtlich des<br />
Kristalldesigns haben.<br />
Aber lassen Sie uns zuerst die<br />
Grundlagen kurz behandeln!<br />
Was ist der Unterschied zwischen<br />
einem Quarz (XTAL) und<br />
einem Oszillator (XO)? Ein reiner<br />
Quarz (manchmal auch als<br />
Resonator bezeichnet) ist ein<br />
passives Bauelement das auf<br />
seinen spezifizierten Mittenfrequenz<br />
schwing, dafür aber mit<br />
einem SoC, ein Mikrocontroller<br />
oder ein Prozessor mit Schwingkreis<br />
im Chip verbunden werden<br />
muss. Erst die komplette<br />
Beschaltung ergibt die Taktung/<br />
Zeitsteuerung. (Bild 1)<br />
Der rechts abgebildete Oszillator<br />
ist eine integrierte Taktsteuerlösung.<br />
Diese beinhaltet<br />
einen Resonator- und einen<br />
Oszillator-IC in einem Gehäuse.<br />
Bei SiTime-Oszillatoren basiert<br />
der Resonator anstelle des herkömmlichen<br />
Quarzkristalls auf<br />
der Silizium-MEMS-Technologie<br />
(Micro Electro Mechanical<br />
Systems) auf. Diese Architektur<br />
ermöglicht robuste Plug&Play-<br />
Timing-Produkte, die flexibel<br />
und sehr einfach in ein System<br />
zu integrieren sind.<br />
Gesamtkostenbetrachtung<br />
Des Design mit Oszillatoren ist<br />
einfacher umzusetzen, da sie<br />
Funktionen und Merkmale enthalten,<br />
die häufig auftretende<br />
und oft schwierige Probleme<br />
beim Timing-Design lösen, wie<br />
in den folgenden Fällen dargestellt.<br />
Diese Beispiele basieren<br />
auf Preisen für XTALs und<br />
XOs mit derselben Ausgangsfrequenz,<br />
Frequenzstabilität<br />
und Gehäusegrüße. Zum Preis<br />
der Timing-Komponente kommen<br />
die Kosten für Engineering-<br />
Arbeitsstunden (basierend auf 50<br />
U$D pro Stunde) hinzu, die zur<br />
Behebung des Problems erforderlich<br />
sind.<br />
Jeder Fall ist anders gestrickt<br />
und mag einen unterschiedlichen<br />
Schwellwert der Kosten<br />
haben, abhängig von Produktionsvolumen<br />
und der Enginee-<br />
von Robin Ash<br />
Co.-Autor und Übersetzer:<br />
Dipl.-Ing. (FH) Axel Gensler<br />
Senior Product Manager im<br />
Bereich Radio Frequency &<br />
Components bei Endrich<br />
Bild 1: Erst die komplette Beschaltung ergibt die Taktung/Zeitsteuerung<br />
32 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Bild 2: FlexEdge ist eine programmierbare Funktion zum Anpassen der Anstiegs-/Abfallzeit des Taktsignals, um die EMI zu senken<br />
ring-Zeit. Es überrascht nicht,<br />
dass die Kosten für das Design<br />
mit einem Quarz niedriger sind,<br />
wenn die Mengen entsprechend<br />
hoch sind und die Designkosten<br />
durch die großen Stückzahlen<br />
amortisiert werden. Umgekehrt<br />
sind die Kosten für die Verwendung<br />
eines Oszillators geringer,<br />
wenn die Mengen geringer sind.<br />
Aber die Geschichte hat noch<br />
mehr zu bieten.<br />
Was in den folgenden Berechnungen<br />
nicht berücksichtigt<br />
wird, sind die Opportunitätskosten<br />
aufgrund von Verzögerungen<br />
beim Projektdesign, die<br />
in einigen Märkten enorm sein<br />
können. In einigen Fällen fallen<br />
zusätzliche Kosten für externe<br />
Services und Tests an, die ebenfalls<br />
erheblich zu Buche schlagen<br />
können. Hinzu kommen weitere<br />
Nachteile wie die Kosten für<br />
zusätzliche Materialien/Komponenten<br />
für das erneute „Layouten“<br />
der Platine, die Kosten für<br />
die mit benötigten Lastkapazitäten<br />
für die Quarzschaltung<br />
und der zusätzliche Platzbedarf<br />
durch den nötigen Einsatz von<br />
externen Anpassungsbauelementen<br />
(Kapazitäten, Widerstände).<br />
Der Einfachheit halber<br />
haben wir in den folgenden<br />
Beispielen NUR die Kosten für<br />
die Timing-Komponente und die<br />
Engineering-Zeit zur Behebung<br />
des Quarzproblems angegeben.<br />
Die drei Tabellen spiegeln die<br />
Kostensituation der folgenden<br />
drei Beispiele wider.<br />
1. Kosten vom Quarzdesign vs.<br />
Oszillator – Kaltstartfehler<br />
(Anschwingverhalten)<br />
Im Gegensatz zu Quarz haben<br />
MEMS-Oszillatoren keine Startprobleme.<br />
In diesem Fall waren<br />
15 Stunden Entwicklungsarbeit<br />
erforderlich, um das Problem<br />
des Kristallstarts (Anschwingen<br />
des Oszillatorschaltungsdesigns)<br />
zu beheben. Hier wird mit<br />
einer relativ schnellen Lösung<br />
der Kostenvorteil eines MEMS-<br />
Oszillators bei einem Produktionsvolumen<br />
von etwa 2800<br />
Einheiten oder weniger deutlich.<br />
3. Kosten für Quarz vs. Oszillator –<br />
Fehler bei der Einhaltung der EMI<br />
Der Takt der durch die Oszillatorschaltung<br />
erzeugt wird trägt<br />
häufig am meisten zur elektromagnetischen<br />
Interferenz (EMI)<br />
in einem System bei und kann<br />
dazu führen, dass ein Prototyp<br />
die Konformitätstests nicht<br />
besteht. SiTime-MEMS-Oszillatoren<br />
bieten mehrere Techniken<br />
zur schnellen und einfachen<br />
Reduzierung von EMI.<br />
Eine solche Technik ist das<br />
Spreizspektrumtakten (Spread<br />
Spectrum Oscillators). Eine<br />
weitere Funktion ist FlexEdge,<br />
eine programmierbare Funktion<br />
zum Anpassen der Anstiegs-/<br />
Abfallzeit (Anstiegsgeschwindigkeit)<br />
des Taktsignals, um die<br />
EMI zu senken.<br />
2. Kosten für Quarz vs. Oszillator<br />
– Nicht übereinstimmender Quarz<br />
führt zum Ausfall des Oszillators<br />
Da es sich bei Oszillatoren um<br />
eine integrierte Lösung handelt<br />
(die Resonator- und Oszillator-<br />
IC in einem Gehäuse kombiniert),<br />
werden Abstimmungsfehler<br />
vermieden. Entwickler müssen<br />
sich keine Gedanken über<br />
Spezifikationsparameter wie<br />
Quarzimpedanz, Resonanzmodi,<br />
Drive Level, negativer Oszillatorwiderstand<br />
usw. machen.<br />
In diesem Fall sind 40 Stunden<br />
Entwicklungsarbeit erforderlich,<br />
um ein Miss-Matchingproblem<br />
zu beheben. Die Kosten für die<br />
Verwendung eines Oszillators<br />
machen sich bei etwa 8000 Einheiten<br />
oder weniger bezahlt.<br />
Das diskrete Oszillatorschaltungs-Design<br />
mit einem Quarz<br />
hingegen hat diese Merkmale<br />
nicht. Wenn Designer eine<br />
Abschirmung verwenden oder<br />
einen Spreizspektrum-Taktgenerator-IC<br />
mit ihrem Quarz hinzufügen<br />
müssen, erhöht dies die<br />
Kosten und der benötigte Platz<br />
auf der Platine. Das Anmieten<br />
einer schalltoten Messkammer<br />
für zusätzliche Tests könnte<br />
weitere 3000 USD kosten. Die<br />
Neukonstruktion der Platine<br />
und der erneute Test können<br />
bis zu 50 h Entwicklungszeit in<br />
Anspruch nehmen, was die Verwendung<br />
eines MEMS-Oszillators<br />
mit einem Volumen von<br />
bis zu 11.000 Einheiten vorteilhafter<br />
macht. Und dies schließt<br />
die oben genannten zusätzlichen<br />
Material- und Prüfstandskosten<br />
nicht ein.<br />
Fazit: Einsparungen<br />
auf ganzer Linie<br />
Dem nicht aber genug. Neben<br />
den direkten Kosten gibt es<br />
noch andere Faktoren, die sich<br />
auf die Kosten auswirken. Beispielsweise<br />
können Oszillatoren<br />
mehrere Lasten ansteuern. Dies<br />
bedeutet, dass ein Oszillator<br />
mehrere Quarze ersetzen kann,<br />
die nur ein Signal für ein Gerät<br />
liefern können.<br />
Darüber hinaus basieren SiTime-<br />
MEMS-Oszillatoren auf einer<br />
programmierbaren Architektur<br />
und sind damit in jeder Frequenz-,<br />
Stabilitäts- und Spannungsbereich<br />
problemlos verfügbar.<br />
Dies bietet Designern<br />
eine große Flexibilität bei der<br />
Optimierung ihres Designs. Tatsächlich<br />
können SiTime-Oszillatoren-Rohlinge<br />
mit der Time<br />
Machine II sogar in ihrem eigenen<br />
Labor einmalig programmiert<br />
werden.<br />
Durch die Programmierbarkeit<br />
können auch die Kosten für die<br />
Qualifizierung gesenkt werden,<br />
wenn Spezifikationsänderungen<br />
erforderlich sind. Dieser zeitsparende<br />
Vorteil ist möglich,<br />
weil ein MEMS-Oszillator (vor<br />
dem Programmieren) Millionen<br />
von Teilenummern und Spezifikationskombinationen<br />
erzeugen<br />
kann - alle mit demselben<br />
Basisteil.<br />
Vielleicht liegt eine der größten<br />
indirekten Einsparungen in<br />
der höheren Zuverlässigkeit und<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 33
Quarze und Oszillatoren<br />
Kosteneinsparung<br />
mit dem Oszillatorsdesign<br />
(pro Leiterkarte)3<br />
Produktionsstückzahlen<br />
(Einheiten)<br />
Quarzbauteilekosten<br />
( pro Stück)1<br />
Zusätzlichen<br />
Ingenieurstunden<br />
für das Quarzdesign<br />
(pro Leiterkarte) 2<br />
Ingenieurstunden<br />
für das Quarzdesign<br />
(pro Leiterkarte)<br />
MEMS<br />
Oszillatorkosten<br />
(pro Stück)1<br />
<strong>10</strong>0 $ 0.5<strong>10</strong> $ 7.50 $ 8.01 $ 0.930 $ 7.08<br />
1.000 $ 0.403 $ 0.75 $ 1.15 $ 0.669 $ 0.48<br />
3.000 $ 0.403 $ 0.25 $ 0,62 $ 0.646 -$ 0.03<br />
Kosteneinsparung<br />
mit dem Oszillatorsdesign<br />
(pro Leiterkarte)3<br />
Produktionsstückzahlen<br />
(Einheiten)<br />
Quarzbauteilekosten<br />
( pro Stück)1<br />
Zusätzlichen<br />
Ingenieurstunden<br />
für das Quarzdesign<br />
(pro Leiterkarte) 2<br />
Ingenieurstunden<br />
für das Quarzdesign<br />
(pro Leiterkarte)<br />
MEMs<br />
Oszillatorkosten<br />
(pro Stück)1<br />
<strong>10</strong>0 $ 0.450 $ 20.50 $ 20.45 $ 0.930 $ 19.52<br />
1.000 $ 0.400 $ 2.00 $ 2.40 $ 0.669 $ 1.73<br />
3.000 $ 0.366 $ 0.67 $ 1.03 $ 0.646 $ 0.39<br />
5.000 $ 0.366 $ 0.25 $ 0,77 $ 0.612 $ 0.15<br />
Kosteneinsparung<br />
mit dem Oszillatorsdesign<br />
(pro Leiterkarte)3<br />
Produktionsstückzahlen<br />
(Einheiten)<br />
Quarzbauteilekosten<br />
( pro Stück)1<br />
Zusätzlichen Ingenieurstunden<br />
für das<br />
Quarzdesign (pro<br />
Leiterkarte) 2<br />
Ingenieurstunden<br />
für das Quarzdesign<br />
(pro Leiterkarte)<br />
MEMs Oszillatorkosten<br />
(pro Stück)1<br />
<strong>10</strong>0 $ 0.450 $ 25.50 $ 25.45 $ 0.930 $ 19.52<br />
1.000 $ 0.400 $ 2.50 $ 2.90 $ 0.669 $ 1.73<br />
3.000 $ 0.366 $ 0.83 $ 1.20 $ 0.646 $ 0.39<br />
5.000 $ 0.366 $ 0.50 $ 0,87 $ 0.612 $ 0.15<br />
<strong>10</strong>.000 $ 0.354 $ 0.25 $ 0,60 $ 0.590 $ 0.0<br />
Qualität. SiTime MEMS-Oszillatoren<br />
sind mit über 1 Milliarde<br />
Stunden MTBF (Mean Time<br />
Between Failure) zuverlässiger<br />
als typische Quarzgeräte<br />
mit etwa 25 Millionen MTBF.<br />
Und die Sitime Bauelemente<br />
liefern eine Qualitätskennzahl<br />
von weniger als 2 DPPM, was<br />
etwa 30-mal besser ist als bei<br />
Quarzen. Darüber hinaus haben<br />
SiTime MEMS-Oszillatoren im<br />
Vergleich zu Quarzkristallen eine<br />
viel bessere Beständigkeit gegen<br />
Schock und Vibrationen.<br />
Die höheren Ausfallraten von<br />
Quarzen können die Kosten in<br />
vielerlei Hinsicht erhöhen, z. B.<br />
die zusätzlichen Ressourcenkosten<br />
für die Ursachenanalyse<br />
oder zusätzliche Service- und<br />
Ersatzkosten. Darüber hinaus<br />
kann der Schaden, den Qualitätsprobleme<br />
dem Ruf eines<br />
Unternehmens zufügen, eine<br />
enorme und dauerhafte negative<br />
Auswirkung auf das Unternehmensergebnis<br />
haben.<br />
Die Verwendung eines Oszillators<br />
anstelle eines Quarzes kann<br />
die Kosten in vielerlei Hinsicht<br />
senken. Wenn die Beschaffung<br />
auf die Senkung der Komponentenkosten<br />
ausgerichtet ist,<br />
denken Sie daran, dass ein Blick<br />
auf das Gesamtbild langfristig<br />
letztendlich Kosten spart.<br />
Um mehr über die Vorteile von<br />
Oszillatoren zu erfahren, lesen<br />
Sie unser Whitepaper: Die acht<br />
wichtigsten Gründe für die<br />
Verwendung eines Oszillators<br />
anstelle eines Kristallresonators.<br />
[1] Basierend auf den Preisen<br />
vom Q4/2019 für Oszillatoren<br />
und Quarze mit ähnlichen Spezifikationen:<br />
a) Sitime MEMS Oszillator<br />
SIT1602BI-21-XXE-<br />
25.000000D-ND mit 25 MHz<br />
Frequenzausgang, ± 20 ppm<br />
Frequenzstabilität, Gehäuse 3,2<br />
x 2,5 x 0,75 mm, Betriebstemperatur<br />
-40 bis 85 ° C.<br />
b) SMD3225-Quarz mit 25 MHz<br />
Mittenfrequenz, ± 20 ppm Frequenzstabilität<br />
und ± <strong>10</strong> ppm<br />
Frequenztoleranz, Gehäuse 3,2<br />
x 2,5 x 0,75 mm, Betriebstemperatur<br />
-40 bis 85 ° C.<br />
[2] Basierend auf 50 USD pro<br />
Arbeitsstunde.<br />
[3] Unterschied in den Kosten<br />
zwischen der Verwendung eines<br />
Oszillators im Vergleich zu<br />
einem Kristall mit zusätzlicher<br />
Entwicklungszeit. ◄<br />
Zusätzliche Vorteile und Kosteneinsparungen MEMS Oszillatoren verglichen mit dem Quarz Desig<br />
Oszillator kann mehrere Lasten (ICs) ansteuern<br />
Reduziert Bauteilekosten und Platz auf der Leiterkarte<br />
Keine Lastkapazitäten nötig<br />
Reduziert Zeit und Kosten im Design und für die Qualifizierung<br />
Programmierbar<br />
Reduziert Design- und Qualifizierungzeit<br />
Höher Qualität und Zuverlässigkeit<br />
Quarze und Oszillatoren<br />
Frequenzsynthesizer<br />
für 0,01 bis 15 GHz<br />
Die SLS2-Serie von L3 Narda-<br />
MITEQ umfasst Frequenzsynthesizer,<br />
die von 0,01 bis 15 GHz<br />
mit einer Standardschrittgröße<br />
von 1 kHz arbeiten. Die Synthesizer<br />
bieten eine Ausgangsleistung<br />
von bis zu 13 dBm und<br />
eine Störunterdrückung von 60<br />
dBc. Sie benötigen eine Versorgungsspannung<br />
von 7 bis 28 V<br />
DC und verbrauchen weniger als<br />
4 W. Sie sind in einem Modul<br />
mit einer Größe von 2 x 2 x 0,61<br />
Zoll und SMA-Buchsen erhältlich<br />
und eignen sich ideal für die<br />
Verwendung in Aufwärts- und<br />
Abwärtswandlern mit doppelter<br />
Konvertierung.<br />
Weitere<br />
Produktspezifikationen:<br />
• Oberschwingungen: -20 bis<br />
-15 dBc<br />
• Schnittstelle: USB/computergesteuert<br />
• Phasenrauschen bei <strong>10</strong> kHz<br />
Offset: -116 bis -42 dBc/Hz<br />
• SWR: 1,5<br />
• Impedanz: 50 Ohm<br />
• Gewicht: <strong>10</strong>0 g<br />
■ L3Harris Narda-MITEQ<br />
www.nardamiteq.com<br />
OCXO mit<br />
<strong>10</strong> MHz und<br />
HCMOS-Ausgang<br />
Der IQCM-300 von IQD Frequency<br />
Products ist ein OCXO<br />
mit einer Betriebsfrequenz von<br />
<strong>10</strong> MHz. Es bietet eine HCMOS-<br />
Ausgangswellenform und hat<br />
eine Anstiegs- und Abfallzeit<br />
von weniger als 8 ns bei einem<br />
Tastverhältnis von 45…55%.<br />
Der Oszillator kann über einen<br />
Temperaturbereich von -20 bis<br />
75 °C betrieben werden und hat<br />
ein Phasenrauschen von -150<br />
dBm/Hz bei einem Offset von<br />
1 MHz. Er benötigt eine Versorgungsspannung<br />
von 5 V.<br />
Dieser Oszillator bietet eine<br />
benutzerfreundliche Holdover-<br />
Funktion für GPS-Empfänger<br />
und schützt vor absichtlichen<br />
oder versehentlichen GPS-Störungen<br />
und wetterbedingten<br />
Ausfällen. Er eignet sich für<br />
Anwendungen wie Basisstationen,<br />
Taktquellen, Takt-Server<br />
und IP-Backhaul-Systeme.<br />
Die Frequenzstabilität wird mit<br />
0,2 bis <strong>10</strong> ppb angegeben, die<br />
Abmessungen betragen 75 x<br />
75 mm.<br />
■ IQD Frequency Products,<br />
Ltd.<br />
www.iqdfrequencyproducts.<br />
com<br />
Hochtemperatur-<br />
Taktoszillator für 2<br />
bis 60 MHz<br />
Der EQXO-75UIE ist ein Hochtemperatur-Taktoszillator,<br />
der<br />
von 2 bis 60 MHz arbeitet. Das<br />
aus diesem Quarzofen stammende<br />
Signal hat ein Tastverhältnis<br />
von 50% (±5%) und<br />
wird über eine LVCMOS-Ausgangslogik<br />
bereitgestellt. Benötigt<br />
wird eine Versorgungsspannung<br />
von 2,5, 3,3 oder 5 V und<br />
verbraucht werden bis zu 16 mA<br />
Strom. Die Startzeit liegt unter<br />
3 ms und Anstiegs-/Abfallzeit<br />
sind weniger als <strong>10</strong> ns lang. Der<br />
Oszillator hat einen typischen<br />
Phasen-Jitter von 150 fs und ein<br />
SSB-Phasenrauschen von -164<br />
dBc/Hz bei einem Offset von 5<br />
MHz. Dieser robuste Oszillator<br />
ist als ein Oberflächenmontage-<br />
Bauteil mit den Maßen 7 x 5<br />
mm und ist mit einem mit einer<br />
hermetischen Schweißnaht verschlossenen<br />
Metalldeckel versehen<br />
für anspruchsvolle Industrieanwendungen.<br />
Die Frequenzstabilität<br />
wird mit 50, 75 und <strong>10</strong>0<br />
ppm angegeben. Die Betriebstemperatur<br />
liegt zwischen -40<br />
bis +<strong>10</strong>5 °C.<br />
■ Euroquartz, Ltd.<br />
www.euroquartz.co.uk<br />
Differentieller<br />
MEMS-Oszillator<br />
mit 14 Standardfrequenzen<br />
von 25 bis<br />
644,53125 MHz<br />
Der SiT9501 von SiTime ist<br />
ein Differential-MEMS-Oszillator<br />
mit extrem geringem Jitter<br />
und 14 Standard-Ausgangsfrequenzen<br />
im Bereich von 25<br />
bis 644,53125 MHz. Er hat eine<br />
Frequenzstabilität von bis zu 20<br />
ppm über einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -40 bis +<strong>10</strong>5<br />
°C. Als Ausgangsformate stehen<br />
LVPECL, LVDS, HCSL, Low-<br />
Power HCSL und FlexSwing zur<br />
Verfügung. Der XO hat einen<br />
RMS-Phasen-Jitter von 70 fs,<br />
einen RMS-Perioden-Jitter von<br />
1 ps und ein Phasenrauschen von<br />
-1<strong>10</strong> dBc/Hz in 1 kHz Abstand.<br />
Die Startzeit beträgt weniger<br />
als 5 ms, Anstiegs- und Abfallzeit<br />
betragen nur 170 ps und das<br />
Tastverhältnis liegt zwischen 45<br />
und 55%.<br />
Der SiT9501 kann werkseitig<br />
für bestimmte Frequenzkombinationen,<br />
für eine bestimmte<br />
Stabilität, Spannung, Ausgangssignalform<br />
sowie Pin-1-Funktionalität<br />
programmiert werden.<br />
Er ist mit einem sechspoligen<br />
SMT-Gehäuse mit 2 x 1,6, 2,5 x<br />
2 oder 3,2 x 2,5 mm Grundfläche<br />
erhältlich und findet Anwendung<br />
in 400G/800G-Netzwerkausrüstungen,<br />
optischen Modulen,<br />
kohärenter Optik, Netzwerk-<br />
Switches/Routers, Datenkonvertern<br />
und industriellem Netzwerk-<br />
Equipment.<br />
■ SiTime, Corp.<br />
www.sitime.com<br />
Ultra-Präzisions-<br />
OCXO mit<br />
Doppelofen<br />
Der DOCXO5050AN-<strong>10</strong>MHz<br />
von Dynamic Engineers ist ein<br />
Ultra Precision OCXO mit Doppelofen<br />
und einer Betriebsfrequenz<br />
von <strong>10</strong> MHz bei einer<br />
Frequenzstabilität von bis zu<br />
±1x<strong>10</strong>E-11 ppb. Er bietet ein<br />
Phasenrauschen von -155 dBc<br />
bei 1 kHz Offset. Das Gerät<br />
benötigt eine Versorgungsspannung<br />
von 5/12 V, verbraucht bis<br />
zu 800 mA Strom und hat eine<br />
Aufwärmzeit von weniger als 15<br />
min. Es ist mit einem Gehäuse<br />
der Größe 51 x 51 x 19 mm<br />
erhältlich und eignet sich für<br />
Anwendungen wie 5G, Test und<br />
Messung sowie Telekommunikation.<br />
Der Ausgang ist für 50 Ohm<br />
ausgelegt. Schock und Vibration<br />
können 75 g/3 ±1 ms (Schock)<br />
bzw <strong>10</strong> bis 200 Hz (Vibration)<br />
betragen, die Betriebstemperatur<br />
-40 bis 85 °C.<br />
■ Dynamic Engineers<br />
www.dynamicengineers.com<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 35
Quarze und Oszillatoren<br />
VCOCXOs arbeiten<br />
von <strong>10</strong> bis 40 MHz<br />
Die SOC09C-Serie von Suntsu<br />
Electronics enthält VCOCXOs,<br />
die von <strong>10</strong> bis 40 MHz arbeiten.<br />
Sie bieten einen CMOS-Ausgang,<br />
haben ein Phasenrauschen<br />
von -150 dBc/Hz bei 1 kHz<br />
Versatz und die Frequenzstabilität<br />
von ±20 ppb über einen<br />
Betriebstemperaturbereich von<br />
-40 bis +95 °C. Die Oszillatoren<br />
benötigen eine Versorgungsspannung<br />
von 3,3 V und eine Steuerspannung<br />
von 0 bis 3,3 V. Sie<br />
haben eine Anstiegs-/Abfallzeit<br />
von 5 ns und eine Aufwärmzeit<br />
von 3 min.<br />
Die Produkte der SOC09C-Serie<br />
sind 6-pad-oberflächenmontierbare<br />
Bauelemente und eignen<br />
sich für die Anwendung in militärischen<br />
Kommunikationseinrichtungen,<br />
Basisstationen, Testgeräten,<br />
Synthesizern und digitalen<br />
Schaltern. Das Gehäuse<br />
misst 9,7 x 7,4 mm.<br />
Weitere<br />
Produktspezifikationen:<br />
• Ziehen: +/-3 ppm<br />
• Tastverhältnis: 45 bis 55%<br />
• Frequenztoleranz: +/-0,5 ppm<br />
• Logikebenen: 0,1 bis 0,9 V<br />
• Impedanz: 50 Ohm<br />
• Leistungsaufnahme: 0,5 bis<br />
2 W<br />
• Load-Kapazität: 15 pF<br />
■ Suntsu Electronics, Inc.<br />
www.suntsu.com<br />
Synthesizer-Modul<br />
liefert <strong>10</strong> MHz bis 2<br />
GHz<br />
Das HSM2001B von Holzworth<br />
Instrumentation ist ein<br />
HF-Synthesizer-Modul, das<br />
von <strong>10</strong> MHz bis 2 GHz arbeitet.<br />
Diese Mikrowellen CW-Quelle<br />
basiert architektonisch auf einer<br />
On-PLL-Plattform und einem<br />
Digital/Analog-Hybrid-Design,<br />
das eine hervorragende Phasenrauschleistung<br />
und Störreaktion<br />
bietet und die phasenkohärente<br />
Natur dieser Hybridsignalquellen<br />
ergänzt.<br />
Das Modul kann direkt über<br />
den SPI-Bus, die Holzworth-<br />
Benutzeroberfläche, eine vorinstallierte<br />
Nachschlagetabelle,<br />
LabVIEW, MATLAB, C ++, C#<br />
usw. gesteuert werden. Es hat<br />
eine Schaltgeschwindigkeit von<br />
weniger als 300 µs und einen<br />
integrierten <strong>10</strong>0-MHz-OCXO.<br />
Das HSM2001B ist ideal für die<br />
Entwurfsbereich, den fabrikmäßigen<br />
Test und für Anwendungen<br />
in OEM-Systemen geeignet.<br />
Weitere<br />
Produktspezifikationen:<br />
• Spannungsauflösung: 0,01 dB<br />
• Schrittlänge: 0,001 Hz<br />
• Ausgangsleistung: -70 bis<br />
+20 dBm<br />
• Störpegel: -70 dBc/Hz<br />
• Interface: USB/computergesteuert<br />
• Versorgungsspannung: 25 V<br />
• Schaltgeschwindigkeit: 6 bis<br />
300 µs<br />
• SWR: 1,15 bis 1,7 an 50 Ohm<br />
• Betriebstemperatur: -40 bis<br />
75 °C<br />
• Anstiegszeit:
CADENCE AWR DESIGN MAGAZINE<br />
This special edition of the Cadence ® AWR ® Design Magazine<br />
showcases the Cadence AWR Design Environment ® platform, as<br />
highlighted in recent application notes and on-demand content.<br />
Volume 20.4DE<br />
Highlights<br />
RF PCB Design ................................................................1<br />
RFIC Design ....................................................................3<br />
Best of AWR Design Forum ........................................5
APPLICATION SPOTLIGHT<br />
RF PCB Design: AWR with Allegro<br />
Designers face multiple challenges when incorporating RF/microwave, analog, and digital design elements together on<br />
the same PCB. These multi-layer PCBs, which are commonly used in next-generation commercial and military applications,<br />
are densely populated with high-speed data lines and RF circuitry and are prone to coupling/crosstalk and other<br />
parasitic behavior that can impair system performance.<br />
To successfully integrate RF/microwave content and mixed-signal designs, PCB layout tools and RF circuit design<br />
software must exchange design data efficiently. AWR software offers an RF/microwave intellectual property (IP) creation<br />
platform with import and export functionality to provide a pathway to and from Cadence Allegro or OrCAD ® PCB design<br />
tools (Figure 1).<br />
Figure 1: Cadence originated PCB imported into AWR software through an IPC-2581 file format<br />
RF/Microwave IP Integration<br />
RF/microwave designers use schematic capture to place active and passive components within a network. Unlike analog<br />
and digital designs, which use parasitic extraction after layout, these designs typically include closed-form transmission<br />
line models (such as microstrip and stripline) explicitly in the schematic to account for RF behavior much earlier in the<br />
design process. EM analysis is also used to characterize structures and validate the overall design. In this way, the<br />
electrical and physical designs are concurrently implemented. The AWR Design Environment provides the platform for RF/<br />
microwave design entry, circuit/system/EM analysis, and optimization.<br />
The result is an electrical design with the layout and PCB stackup information necessary to ensure accurate prediction of<br />
the manufactured device’s performance. Transferring this layout and stackup information into the Cadence PCB layout<br />
and routing platform eliminates the need for manual design reentry, thus saving time, costs, and the potential for errors.<br />
Features<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Linear/nonlinear frequency-domain simulation for<br />
RF/microwave circuit design<br />
Schematic-driven RF-aware design with integrated EM<br />
extraction technology<br />
Parametric studies with optimization, tuning, and yield<br />
analysis<br />
Benefits<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Reduce design time with a comprehensive workflow<br />
that supports data exchange between RF/microwave<br />
and PCB design tools<br />
Maximize engineering productivity with design<br />
automation and a user-friendly interface for engineers<br />
of all skill levels<br />
Eliminate costly design respins through accurate<br />
design verification<br />
www.cadence.com/go/awr<br />
1
RF/Microwave PCB Verification<br />
RF/microwave PCB verification is enabled by importing an IPC-2581 file into AWR software through the AWR Microwave<br />
Office software PCB import wizard (Figure 2). Powerful editing features prepare the structure for fast, accurate, and<br />
efficient EM analysis using the AWR AXIEM planar EM simulator, which enables designers to select traces, layers, and<br />
board regions and specify exactly which layers, nets, and board areas to analyze. Designers can easily omit manufacturing<br />
details that won’t impact electrical behavior but will unnecessarily slow down the simulation.<br />
Figure 2: Integrated mmWave IP area on a mixed-signal PCB with antenna array in the red popout<br />
The AWR AXIEM simulator uses the method-of-moments (MoM) technique to analyze distributed PCB components, transmission<br />
lines, and layer-to-layer PCB interconnects like vias. Designers extract S-parameters directly and visualize fields/<br />
currents to identify parasitic coupling, resonances, and other concerns that could lead to design failure.<br />
Features<br />
f<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Full-wave planar MoM technology with advanced<br />
hybrid adaptive meshing<br />
Time-saving PCB import wizard technology<br />
Layout editor with shape modifiers/defeaturing for fast<br />
EM simulation<br />
Field visualization and post-processing<br />
Benefits<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Reduce design time with a comprehensive workflow<br />
that supports data exchange between RF/microwave<br />
and PCB design tools<br />
Maximize engineering productivity with design<br />
automation and a user-friendly interface for engineers<br />
of all experience levels<br />
Eliminate costly design respins through accurate<br />
design verification<br />
Conclusion<br />
At higher operating frequencies, the physical details of circuit components and signal traces will impact electrical performance<br />
and must be considered as part of the design process. Electronics can appear to behave in unpredictable ways at<br />
radio and microwave frequencies, often seeming to violate basic electrical principles such as Ohm’s law. EM analysis<br />
based on layout and stackup information is commonly used by RF/microwave designers to understand how physical<br />
design impacts electrical behavior.<br />
With RF-aware simulation tools, engineers eliminate wasted cycles trying to design and troubleshoot front-end components<br />
and related integration challenges. In addition, EM analysis plays a critical role in design verification of all<br />
high-speed mixed-signal traces. The state-of-the-art RF/microwave capabilities within the AWR software product<br />
portfolio help engineers ensure successful wireless design and integration.<br />
To learn more, watch the webinar recording “Developing PCBs for Wireless Applications with<br />
EM Verification and an RF Design Flow” at www.awr.com/pcbs-wireless-verification-flow<br />
www.cadence.com/go/awr<br />
2
APPLICATION SPOTLIGHT<br />
RFIC/SiP Design: AWR AXIEM EM with Virtuoso RF<br />
The AWR AXIEM EM simulator is now integrated with the Cadence Virtuoso RF solution, providing designers with an<br />
integrated circuit (IC), package/module design flow that improves productivity by eliminating the design failures caused<br />
by the manual translation of data. A single golden schematic is used for simulation, layout versus schematic (LVS), and<br />
EM analysis and verification, without the need for unique schematics for EM and LVS.<br />
Using the AWR AXIEM Simulator with Virtuoso RF<br />
The AWR AXIEM EM simulator within AWR Microwave Office ® circuit design software is a best-in-class planar, open<br />
boundary 3D planar engine that solves for currents on horizontal metal traces and vertical vias. Prior to the Virtuoso<br />
integration of the AWR AXIEM EM solver, users of both tools relied upon manual integration, namely exporting and<br />
importing the layout between the Virtuoso environment and the AWR AXIEM simulator within the AWR Microwave Office<br />
environment.<br />
Integrated AWR AXIEM Solver/Virtuoso RF Flow<br />
The integrated AWR AXIEM EM solver within the Cadence IC/ system-in-package (SiP) flow for layout of silicon ICs<br />
provides design optimization and layout verification within a single schematic.<br />
Traditionally, layout and schematic are loosely coupled in Cadence software. The golden schematic couples much more<br />
tightly with the layout, reducing error and saving time. Figure 1 shows the golden schematic on the left and the AWR<br />
AXIEM spiral layout in Virtuoso RF. The model assistant is docked on the right side of the layout window.<br />
The white box drawn around the spiral is the limit of the layout that is extracted to AWR AXIEM software, in this case the<br />
spiral and feed lines. Ports are automatically attached to the feed lines once the layout is placed in the AWR AXIEM<br />
simulator. There is no need for the designer to add ports; they are added wherever the feed lines hit the simulation<br />
boundary in the Virtuoso layout. The box on the far right is the model assistant. It enables the designer to set the<br />
simulator nets and various control options.<br />
Figure 1: AXIEM model in Virtuoso<br />
www.cadence.com/go/awr<br />
3
The Process Setup in the Virtuoso Environment<br />
For it to work properly, AWR AXIEM software requires that the STACKUP properties, material properties, and various<br />
simulation settings be configured. These settings reside in the Virtuoso modeling assistant. Figure 2 shows the PDK<br />
setup in the model assistant with several representative menus, for example, dielectric and via properties are shown in<br />
the middle picture, where the silicon material properties and layer thicknesses are listed.<br />
Figure 2: PDK setup in the Virtuoso model assistant<br />
There are some preview and diagnostic capabilities built into the AWR AXIEM integration. Figure 3 illustrates how the<br />
mesh can quickly be previewed in the AWR AXIEM model to understand the density that will be used and the accuracy<br />
level.1 Note that in this example the mesh density is relatively sparse. There is a nice 3D view of the mesh on the<br />
surface of the inductor. Thick metal with side walls is being used to capture the coupling. The meshing density can be<br />
adjusted in the AWR AXIEM setup menus if desired.<br />
Figure 3: Mesh preview in the AXIEM simulator<br />
The goal of the Virtuoso and AWR AXIEM EM solver flow is to enable the designer to stay within Virtuoso environment and<br />
yet gain access to S-parameters with full-wave accuracy. After the S-parameters are generated, the model in the golden<br />
schematic is replaced with the S-parameter results. The extracted view is then created, and the model in the schematic<br />
is replaced with the S-parameters.<br />
Conclusion<br />
As frequencies of operation push upward, EM simulators are becoming more and more critical for RFIC designers.<br />
Distributed effects, such as inductors, become important, as do frequency-dependent effects such as resistance.<br />
Grounding issues become critical and must be accounted for in simulations. Structures such as meshed ground planes<br />
and rings need to be EM simulated to ensure they are modeled correctly. Coupling effects between various components,<br />
which are not included in models, become an issue and must be EM simulated.<br />
The AWR AXIEM EM solver and Virtuoso design flow seamlessly integrates the process of accounting for EM effects<br />
within a circuit design project by enabling a single environment for simulation, LVS, and EM analysis and verification,<br />
without the need for unique schematics for EM and LVS. This new flow reduces the chance of error and cuts design<br />
time and verification cycles.<br />
To learn more about AWR software and its many features, visit www.awr.tv.<br />
www.cadence.com/go/awr<br />
4
RESOURCE SPOTLIGHT<br />
Best of ADF Now Available On-Demand<br />
While the AWR Design Forum (ADF) 2019 tour has concluded, you can still learn more about Cadence AWR Design<br />
Environment software by viewing the video collection. The Best of ADF 2019 collection is organized into five tracks<br />
addressing various aspects of RF/microwave design and highlights presentations from Dr. Steve Cripps, Cardiff<br />
University, key industry experts Dr. Zoya Popovic, University of Colorado, Dr. Dominic FitzPatrick, Ametek-CTS, and Dan<br />
Swanson, DGS Associates, as well as prominent companies such as Wolfspeed, Arralis, United Monolithic Semiconductors<br />
(UMS), AMCAD, OMMIC, and Focus Microwaves.<br />
Start watching at www.cadence.com/go/awr/adf.<br />
www.cadence.com/go/awr<br />
5
Track 1: Keynote and Industry Insights<br />
f<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Active and Passive Matching in RF PAs<br />
Dr. Steve C. Cripps, Cardiff University<br />
Instability in Wide Bandwidth High PAs<br />
Dr. Dominic FitzPatrick, Ametek-CTS<br />
Enhanced Design Flow for Cavity Combline Filters<br />
Dan Swanson, DGS Associates<br />
RF/Microwave Design in Teaching<br />
Dr. Zoya Popovic, University of Colorado<br />
Track 2: Semiconductor Technology and Modeling<br />
f<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Wolfspeed RF Device Modeling<br />
Dr. Yueying Liu, Wolfspeed, A Cree Company<br />
Gallium Nitride-on-Silicon Carbide at High Frequencies<br />
Eric Leclerc, UMS<br />
5G High-Power and Low-Noise Applications<br />
Julien Poulain, OMMIC<br />
Coupled Effect Between Antenna Arrays and Front Ends<br />
Wissam Saabe, AMCAD Engineering<br />
Track 3: PA and Front-End Design<br />
f<br />
f<br />
f<br />
f<br />
HPA Design for Satellite Communications<br />
Thomas Young, Arralis and David Vye<br />
MMIC PA Design<br />
David Vye<br />
Input and Output Controlled High-Efficiency PAs<br />
Vince Mallette, Focus Microwaves<br />
Doherty PA Design from Load-Pull Derived Enhanced Polyharmonic<br />
Distortion (EPHD) Models<br />
David Vye<br />
Track 4: EM Analysis and Design Optimization<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Best Practices for EM Simulation<br />
Dr. John Dunn<br />
Tips and Tricks for Silicon RFIC Designs<br />
Dr. John Dunn<br />
Designing a Narrowband 28GHz Bandpass Filter for 5G<br />
David Vye<br />
Track 5: Communication/Radar System Simulation<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Phased-Array Antenna Simulation for 5G<br />
Steve Tucker<br />
RF Link Budget Analysis Using VSS<br />
Joel Kirshman<br />
Phase Noise Modeling Using VSS<br />
Joel Kirshman<br />
www.cadence.com/go/awr<br />
6
RESOURCE SPOTLIGHT<br />
On-Demand Webinars<br />
AWR Software Webinars<br />
f<br />
f<br />
f<br />
f<br />
Power Amplifier Design in AWR Design Environment<br />
Dr. John Dunn<br />
Filter Design in AWR Design Environment<br />
Dr. John Dunn<br />
Phased-Array Antenna Design in AWR Design<br />
Environment<br />
Joel Kirshman<br />
Advanced PA Design Capabilities<br />
Chris Bean<br />
Customer Spotlight Webinars<br />
f<br />
f<br />
RF Amplifier Simulation Using ADI Models<br />
Ivan Soc, Analog Devices<br />
mmWave MIMO Radar System Design<br />
Dr. Tero Kiuru, VTT<br />
To view more webinars, visit www.cadence.com/go/awr/<br />
resource-library.<br />
f<br />
f<br />
Developing PCBs for Wireless Applications<br />
Dr. John Dunn and David Vye<br />
5G Technology Creation from a Customer Perspective<br />
Dr. John Dunn<br />
AWR<br />
RF/MICROWAVE<br />
DESIGN SOFTWARE<br />
Try AWR<br />
Try Cadence AWR software products today and see for yourself how easy and<br />
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Cadence is a pivotal leader in electronic design and computational expertise, using its Intelligent<br />
System Design strategy to turn design concepts into reality. Cadence customers are the world’s<br />
most creative and innovative companies, delivering extraordinary electronic products from chips<br />
to boards to systems for the most dynamic market applications. www.cadence.com<br />
© <strong>2020</strong> Cadence Design Systems, Inc. All rights reserved worldwide. Cadence, the Cadence logo, and the other Cadence marks<br />
found at www.cadence.com/go/trademarks are trademarks or registered trademarks of Cadence Design Systems, Inc. All other<br />
trademarks are the property of their respective owners. 14823....09/20 DB/SA/MG-AWR-V20-4-DE/PDF
Titelstory<br />
Erstes AWR Release nach Übernahme durch Cadence<br />
AWR ist jetzt integrierter Teil der Intelligent-<br />
System-Design-Lösung von Cadence<br />
andere Effekte als bisher zu<br />
berücksichtigen, was komplexere<br />
Lösungen wie Mehrantennen<br />
(MIMO) und Beamforming<br />
erfordert.<br />
Weitere Anforderungen sind<br />
die generelle Miniaturisierung<br />
von elektronischen Systemen<br />
mit erhöhter Integrationsdichte,<br />
die den verfügbaren Bauraum<br />
weiter einschränken. Diese<br />
steigenden Anforderungen und<br />
Design-Regeln verlangen zunehmend<br />
die Zusammenarbeit von<br />
immer mehr Spezialisten bei<br />
der Entwicklung eines elektrischen<br />
Systems. Die Grenzen<br />
von Zuständigkeiten für HF-,<br />
Analog- und Digital-Technik<br />
verschwimmen, alle müssen sich<br />
mehr absprechen und gemeinsam<br />
Kompromisse finden.<br />
Eine gute<br />
Zusammenarbeit<br />
in einem Design Flow ist nur<br />
über gut miteinander kommunizierende<br />
Tools möglich. Die<br />
Entwicklungswerkzeuge ermöglichen<br />
den schnellen und fehlerfreien<br />
Datenaustausch zwischen<br />
den Experten aus unterschiedlichen<br />
Disziplinen. Mit AWR<br />
V15 bietet Cadence jetzt erweiterte<br />
Tools und neue Methoden<br />
für komplexe Systemaufbauten,<br />
in denen erhöhte Systempfadverluste<br />
auftreten. Lange Produktentwicklungszyklen<br />
können<br />
so entscheidend verkürzt<br />
werden.<br />
Im neuen Release war daher ein<br />
Schwerpunkt die Verbesserung<br />
der Schnittstellen. Mit der Integration<br />
von AWR in den Cadence<br />
Flow für System Design können<br />
jetzt die HF-, Leiterplatten- und<br />
IC-Design-Tools besser kombiniert<br />
werden und unterstützen<br />
Designer frühzeitig, wie es<br />
für komplexere Systeme heute<br />
erforderlich ist. Die Produktivität<br />
wird auch gesteigert, indem<br />
manuelle Arbeitsschritte automatisiert<br />
werden. Beim Daten-<br />
Anfang des Jahres<br />
übernahm Cadence<br />
die AWR-Software-<br />
Produkte von National<br />
Instruments und vor<br />
kurzem wurde mit der<br />
Version 15 das erste<br />
Release von Cadence<br />
AWR veröffentlicht.<br />
FlowCAD EDA-Software<br />
Vertriebs GmbH<br />
www.flowcad.de/awr<br />
Das Ziel der Übernahme durch<br />
Cadence ist eine tiefere Integration<br />
in den System Design Flow<br />
für Leiterplatten mit OrCAD<br />
und Allegro sowie für ICs mit<br />
Virtuoso. Die AWR-Design-<br />
Umgebung ermöglicht das<br />
durchgängige Design und die<br />
Analyse von Mikrowellen- und<br />
HF-Schaltungen für 5G- und<br />
drahtlose IoT-Anwendungen.<br />
Mit Version 15 lassen sich Entwicklungen<br />
für Kommunikation,<br />
Luft- und Raumfahrt, Computer<br />
und IoT-Produkte schneller<br />
umsetzen und optimieren.<br />
AWR ist jetzt integrierter Teil<br />
der Intelligent System Design<br />
Lösung von Cadence.<br />
Viele neue<br />
Anwendungen<br />
wie Maschine zu Maschine<br />
(M2M), Internet der Dinge (IoT)<br />
oder die nächste Generation von<br />
Mobiltelefonen verbreiten sich<br />
rasch und stellen neue Herausforderungen<br />
an die drahtlose<br />
Kommunikation (5G, NB-IoT,<br />
Bluetooth, WiFi6 oder andere<br />
Standards). Durch die rasant<br />
steigende Anzahl von Endgeräten<br />
als Funkteilnehmer steigen<br />
die Anforderungen nach immer<br />
mehr Bandbreite, höheren Übertragungsraten<br />
bei Daten und<br />
einer besseren Verfügbarkeit<br />
von Mobilfunknetzen mit geringerer<br />
Latenzzeit. Damit steigen<br />
auch die Anforderungen der<br />
HF-Entwickler an die Qualität<br />
der Signale, denn sie gelangen<br />
mit ihren Schaltungen schneller<br />
an die physikalischen Grenzen.<br />
Um die Datenraten zu erreichen,<br />
wurden weitere Frequenzbereiche<br />
freigegeben. In diesen<br />
neuen Frequenzbereichen sind<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 45
Titelstory<br />
Design-Flow-Integration von EM-Analyse in System und Circuit Design<br />
austausch wird aber nicht nur die<br />
Cadence-Software unterstützt,<br />
Formate wie Gerber, IPC-2581<br />
und ODB++ lassen auch den<br />
Datenaustausch mit PCB Tools<br />
anderer Hersteller zu.<br />
Frühzeitig Fehler<br />
vermeiden<br />
ist immer wichtig: Zeit und<br />
Kosten, die erforderlich sind, um<br />
einen Fehler zu beheben, steigen<br />
exponentiell an, je später dieser<br />
im Entwicklungsprozess erkannt<br />
wird. Wird eine Fehlerursache<br />
erst in einer Messung an den<br />
Prototypen in der EMV-Kammer<br />
entdeckt, sind bereits Wochen<br />
vergangen und Kosten für die<br />
Messungen und die Prototypen<br />
entstanden. Wenn der Fehler<br />
bereits während der Entwicklung<br />
durch Simulation entdeckt und<br />
vermieden werden kann, sind die<br />
Auswirkungen auf die Zeit bis<br />
zum Markteintritt gering. Dies<br />
führt zu der Forderung, so früh<br />
wie möglich die Design-Regeln<br />
einzuhalten und die Robustheit<br />
von Teilen der Schaltung zu<br />
verifizieren.<br />
Mit der neuen Version V15<br />
können große Strukturen von<br />
Leiterplatten aus den OrCAD<br />
oder Allegro PCB Design Tools<br />
oder über IPC-2581 und ODB++<br />
aus anderer Layout Software<br />
eingelesen und verwendet werden.<br />
Die großen Strukturen ganzer<br />
Systemleiterplatten können<br />
jetzt schnell und ohne Zeitverlust<br />
einer EM-Analyse mit Unterstützung<br />
durch den PCB EM Setup<br />
Wizzard unterzogen werden.<br />
Integrierte 5G NR Testbench mit vorkonfigurierten Messungen und Analysen<br />
46 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Titelstory<br />
AWR Design Environment V15 Highlights<br />
Environment/<br />
Automation<br />
Circuit Simulation EM Simulation System Simulation Physical Design/<br />
Layout<br />
• Load-pull contours<br />
on rectangular plots<br />
• Template-based<br />
measurements<br />
• Add / edit<br />
optimization goals<br />
directly on graphs<br />
• Fast, rigorous stability<br />
analysis<br />
• Low-frequency<br />
load-pull for<br />
two-tone excitations<br />
• Integrated TX-Line<br />
calculator / synthesis<br />
• Faster, more robust<br />
adaptive meshing<br />
• Fast, accurate<br />
DC solver<br />
• Peak antenna<br />
measurements<br />
• Preconfigured 5G NR<br />
testbenches libraries<br />
• Phased array MIMO<br />
support bus<br />
• PA linearization with<br />
digital predistortion<br />
(DPD)<br />
• Real-time DRC<br />
compliant iNets<br />
routing guides<br />
• Mixed physical<br />
units / grid support<br />
• Two-click data<br />
entry mode<br />
• Edit axes directly<br />
on plots<br />
• Color-coded markers<br />
• Equation grouping<br />
• Network synthesis<br />
with PDK / vendor<br />
components<br />
• Resize layout objects<br />
with property page<br />
editing<br />
• Gerber file import<br />
for EM analysis<br />
Zur Optimierung von<br />
HF-Designs<br />
stehen im AWR Design Environment<br />
elektromagnetische (2,5D<br />
und volle 3D), lineare und nichtlineare<br />
Solver (sowohl im Frequenz-<br />
als auch im Zeitbereich)<br />
zur Verfügung. Die unterschiedlichen<br />
Lösungen ermöglichen es,<br />
bereits im Schaltplan mit den<br />
verfügbaren Informationen, z.B.<br />
die Impedanz für einen Leiterplatten-Lagenaufbau,<br />
der aus<br />
den PCB Tools bereits bekannt<br />
ist, zu simulieren.<br />
Je weiter die Entwicklung voranschreitet,<br />
können auch Teile des<br />
Layouts sofort simuliert und<br />
optimiert werden. Im neuen<br />
Release sind die Analysezeiten<br />
weiter verbessert worden, sodass<br />
in gleicher Zeit mehrere Alternativen<br />
getestet und verglichen<br />
werden können.<br />
AWR verfügt mit Axiem über<br />
einen Planar-Solver nach der<br />
Methode der Momente (MoM)<br />
sowie mit Analyst über einen<br />
3D-FEM-EM-Simulator. Aber<br />
auch Schnittstellen zu anderen<br />
Simulatoren von Cadence<br />
auf Systemebene, wie Spectre,<br />
Celsius, Clarity oder anderen,<br />
sind je nach dem Bedarf der<br />
Ingenieure verfügbar.<br />
Standards virtuell<br />
testen<br />
zu können, ist ebenso wichtig:<br />
Neue Frequenzbereiche und<br />
neue Anwendungen haben auch<br />
neue Standards hervorgebracht.<br />
Fertige Produkte müssen diese<br />
Standards erfüllen und deren<br />
Einhaltung wird später durch<br />
Messungen bestätigt.<br />
Die AWR-Entwicklungswerkzeuge<br />
enthalten bereits viele<br />
virtuelle Testaufbauten, um die<br />
Einhaltung der Standards schon<br />
mit den Design-Daten zu verifizieren,<br />
bevor ein Prototyp gebaut<br />
und eine Zeit im Messlabor beantragt<br />
wurde.<br />
In Bibliotheken gibt es leicht zu<br />
konfigurierende Signalquellen<br />
und Empfänger, die zur Evaluierung<br />
der eigenen Schaltung<br />
zu Testaufbauten zusammengeschaltet<br />
werden können. In<br />
V15 ist eine Bibliothek für 5G<br />
NR hinzugekommen und die<br />
AWR Knowledge Base wurde<br />
um entsprechende 5G-Beispielprojekte<br />
erweitert, die nach den<br />
Vorgaben des 3. Generation Partnership<br />
Project (3GPP) konfiguriert<br />
wurden. So können HF-<br />
Schaltungsteile und HF-Komponenten<br />
in vorkonfigurierten<br />
RX- und TX-Blöcken verwendet<br />
werden, um die Uplink- und<br />
Downlink-Funktion des gesamten<br />
Systems virtuell gegen den<br />
Standard zu testen.<br />
Die Signale lassen sich für Sub-<br />
6-GHz- (FR1) und Millimeterwellen-Bänder<br />
(FR2) flexibel<br />
konfigurieren. Die Parameter für<br />
eine variable Signalleistung, die<br />
Trägerfrequenz, die Modulation,<br />
das Codier-Verfahren (MCS) wie<br />
auch die Bandbreite lassen sich<br />
einstellen. Zu den verfügbaren<br />
Messungen gehören auch Bit<br />
Error Rate (BER), Block Error<br />
Rate (BLER) und Durchsatz.<br />
Die neue 5G NR TX<br />
Testbench<br />
unterstützt Sendersimulationen<br />
und Bauteilvalidierungen mit<br />
vielfältigen vorkonfigurierten<br />
Messungen zur Analyse der<br />
Leistungsmatrix wie Complementary<br />
Cumulative Distribution<br />
Function (CCDF), AM zu<br />
AM/PM, Spektrum, Error Vector<br />
Magnitude (EVM), Adjacent<br />
Channel Power Ratio (ACPR)<br />
und IQ Constellation.<br />
Für das Sub-6GHz-Band (FR1)<br />
und das Millimeterwellenband<br />
(FR2) gibt es fertige Downlink-<br />
Testmodelle für 5G-NR-Signale<br />
zum Test von Basestation Output<br />
Power, unerwünschten und nicht<br />
erlaubten Emissionen, Intermodulationen,<br />
EVM für unterschiedliche<br />
Modulationen wie<br />
Quadrature Phase Shift Keying<br />
(QPSK) und 16, 64 oder 256<br />
Quadrature Amplitude Modulation<br />
(QAM) sowie Frequency<br />
Error.<br />
Neue Analysen und<br />
neue Funktionen<br />
in der Schaltungssimulation<br />
ermöglichen eine schnelle und<br />
strenge nichtlineare Stabilitätsanalyse<br />
für mehrstufige und<br />
symmetrische Verstärker sowie<br />
Videoband Load Pull zur Optimierung<br />
von Niederfrequenz-<br />
Impedanzabschlüssen für reduzierte<br />
Intermodulationsverzerrungen.<br />
Die Load-Pull-Technik<br />
wird traditionell verwendet, um<br />
die Impedanz eines nichtlinearen<br />
HF-Geräts bei maximaler HF-<br />
Leistung zu messen. Die Lastimpedanz<br />
(Load) wird so manipuliert,<br />
dass diese einen vom definierten<br />
Ohm-Wert abweichenden<br />
Wert annimmt. Das Verhalten<br />
der Schaltung auf die verschiedenen<br />
Impedanzen kann untersucht<br />
werden. Die Synthese und<br />
die Simulation von Transmission<br />
Lines sind bereits im Schaltplan<br />
möglich.<br />
Große Strukturen, wie sie bei<br />
komplexen Leiterplatten vorkommen,<br />
können in einer<br />
EM-Analyse mit einem Feldlöser<br />
berechnet werden. Dabei<br />
beschleunigt ein optimiertes<br />
Meshing mit Smart-Geometry-<br />
Methoden die Analysezeiten und<br />
der Entwickler kommt schnell<br />
zu robusten und belastbaren<br />
Ergebnissen.<br />
Weiterhin bietet das AWR<br />
Design Environment V15 einen<br />
neuen Digital Pre-Distortion<br />
(DPD) Block mit Algorithmen<br />
zur Optimierung von linearen<br />
und nichtlinearen Verstärkern.<br />
Auch hierzu gibt es in der Bibliothek<br />
entsprechende Beispielschaltungen,<br />
die ein schnelles<br />
Verständnis der Analysen ermöglichen.<br />
Bei automatisierten Schaltungsoptimierungen<br />
können<br />
die Entwickler Ziele für die<br />
Optimierung jetzt direkt grafisch<br />
in den Anzeigen (Plots)<br />
definieren. Designregeln lassen<br />
sich vorgeben und werden<br />
beim regelkonformen Routen<br />
der HF-Leitungen als intelligent<br />
Nets (iNets) in Echtzeit<br />
umgesetzt. ◄<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 47
Bauelemente<br />
Neue Entstörkondensatoren für Stromversorgungen<br />
municom GmbH<br />
www.municom.de<br />
Die Firma Cazenovis New York,<br />
ein Tochterunternehmen von<br />
Knowles Corporation, hat ihr<br />
Produktportfolio im Bereich der<br />
Entstörkondensatoren für Stromversorgungen<br />
um die neue SV-<br />
Serie erweitert. Die SV-Serie<br />
umfasst vertikal geschichtete<br />
Keramikkondensatoren, die gegenüber<br />
Aluminium- und Tantal-<br />
Elektrolytkondensatoren eine<br />
deutlich höhere Leistung bieten<br />
und gleichzeitig weniger Platz<br />
auf der Leiterplatte benötigen.<br />
„Wir freuen uns, die neuen Kondensatoren<br />
der SV-Serie vorstellen<br />
zu können, mit denen wir die<br />
Anforderungen unserer Kunden<br />
bei der Entstörung von Stromversorgungen<br />
besser erfüllen<br />
können”, sagt Dan Callen, Produktmanager<br />
bei Knowles Precision<br />
Devices. „Die Bauteile<br />
können aus bis zu zehn Chips<br />
derselben Größe aufgebaut werden<br />
und sind mit unterschiedlichen<br />
Anschlusskonfigurationen<br />
erhältlich. Dies gewährleistet<br />
einen hohen Schutz gegen<br />
thermische und mechanische<br />
Beanspruchungen. Entsprechend<br />
unseren hohen Standards hinsichtlich<br />
Qualität und Haltbarkeit<br />
werden die Bauteile der SV-Serie<br />
zu <strong>10</strong>0% auf Spannungsfestigkeit,<br />
Isolationswiderstand, Kapazität<br />
und Verlustfaktor geprüft.”<br />
Die SV-Serie ist nahezu ideal für<br />
die Eingangs- und Ausgangsstufen<br />
von Schaltnetzteilen und<br />
Gleichstromwandlern (DC/DC-<br />
Wandlern) geeignet. Die Kondensatoren<br />
der SV-Serie nutzen<br />
ein X7R-Dielektrikum mit einem<br />
hohen Kapazitäts/Volumen-<br />
Verhältnis. Durch das Design<br />
der SV-Serie wird ein niedriger<br />
äquivalenter Reihenwiderstand<br />
(ESR) und eine niedrige äquivalente<br />
Reiheninduktivität (ESL)<br />
erreicht, wodurch die Bauteile<br />
für hohe Brummströme bei<br />
hohen Frequenzen geeignet sind.<br />
Da Brummströme in einem Kondensator<br />
zu Verlusten und Degradierung<br />
durch Eigenerwärmung<br />
(I 2 R) führen können, lassen sich<br />
diese Auswirkungen durch eine<br />
Reduzierung des ESR minimieren,<br />
was damit auch weniger Leistungsverluste<br />
und eine höhere<br />
Zuverlässigkeit zur Folge hat.<br />
Mit mehr als 50-jährigem<br />
Fachwissen und Expertise hat<br />
Knowles Precision Devices eine<br />
große Erfahrung in der Entwicklung<br />
von hochzuverlässigen<br />
Kondensatorbauteilen mit seiner<br />
patentierten Cap-Rack-Technologie.<br />
Bei den Cap-Rack-Kondensatoren<br />
werden Chips derselben<br />
Größe mit einem Hoch-Temperatur-Epoxydharz<br />
miteinander<br />
verbunden, sodass ein Chip mit<br />
hoher Kapazität und einer kleinen<br />
Baugröße entsteht. ◄<br />
Hochleistungs-Dünnfilm-Chipterminator<br />
Für den Einsatz in Mobilfunkschaltkreisen,<br />
speziell in Basisstationen,<br />
hat der japanische<br />
Hersteller Susumu eine neue<br />
Familie von Höchstfrequenz-<br />
Abschlusswiderständen entwickelt.<br />
Ausgeführt als Dünnfilm-Chip-Terminatoren,<br />
sind<br />
diese robusten Bauteile für den<br />
Dauereinsatz unter wechselnder<br />
Last geeignet. Der Schutz<br />
der Endstufe, sowie die perfekte<br />
Leistungsanpassung an<br />
die Antenne, ist hier immer<br />
gewährleistet. Die Abschlusswiderstände<br />
der Produktfamilie<br />
HPT sind als Dünnfilmwiderstände<br />
auf Basis von Aluminiumnitrid<br />
(AlN) aufgebaut. Dieser<br />
Aufbau vermeidet inhärente<br />
mechanische Spannungen;<br />
häufige Lastwechsel führen<br />
damit nicht zu Ermüdungserscheinungen<br />
und auch die<br />
Impedanz wird durch die Lastwechsel<br />
nicht beeinträchtigt.<br />
Die Wrap-around-Anschlussleitungen<br />
umfassen an den<br />
Kontaktstellen den gesamten<br />
Chip-Terminator und gewährleisten<br />
so einen problemfreien<br />
und zuverlässigen Lötvorgang.<br />
Eine effiziente Wärmeabfuhr<br />
sorgt für zuverlässigen Schutz<br />
gegen Überlastung auch bei<br />
hohen Einschaltstromstößen.<br />
Die HPT-Familie besteht aus<br />
sieben Modellen, sie sich durch<br />
ihre maximale Leistung unterscheiden;<br />
das Leistungsspektrum<br />
reicht von 2,5 bis <strong>10</strong>0 W.<br />
Je nach Ausführung ist eine<br />
maximale Frequenz von 3 bis<br />
15 GHz zulässig. Mit ihrem<br />
außerordentlich weiten Betriebstemperaturbereich<br />
von<br />
-55 bis +125 °C sind die Bauteile<br />
für den Einsatz im Freien<br />
und generell in rauen Umgebungen<br />
qualifiziert.<br />
Die Abschlusswiderstände der<br />
HPT-Familie sind fast ideal<br />
geeignet für den Einsatz in<br />
Mobilfunk-Basisstationen –<br />
auch für das neue 5G-Mobilfunknetz.<br />
Weitere Einsatzgebiete<br />
sind Hochfrequenz-Leistungsquellen<br />
sowie drahtlose<br />
Kommunikationsgeräte aller<br />
Art.<br />
■ Susumu Deutschland<br />
GmbH<br />
www.susumu.de<br />
48 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
K N O W - H O W V E R B I N D E T<br />
GaN-HEMT für S-Band-<br />
Sendeanwendungen<br />
Der MGFS37G38L2-01 von Mitsubishi<br />
Electric ist ein GaN-HEMT, der von 2,5<br />
bis 3,8 GHz arbeitet. Es bietet eine gesättigte<br />
Ausgangsleistung von bis zu 37 dBm<br />
mit einer Verstärkung von 18 dB und einen<br />
typischen Drain-Wirkungsgrad von bis zu<br />
60 %. Das Bauelement benötigt eine Spannung<br />
von 55 V und kann eine Eingangsleistung<br />
von bis zu 27 dBm verarbeiten. Der<br />
Transistor ist mit einem 7,2 x 6,6 mm großen<br />
GF-67-Gehäuse erhältlich und eignet sich<br />
ideal für S-Band-Senderanwendungen.<br />
■ Mitsubishi Electric US, Inc.<br />
www.mitsubishi-electric.com<br />
GaN-auf-SiC-HEMT<br />
für 8,4 bis 9,6 GHz<br />
Bauelemente<br />
Der CGHV96130 F von Wolfspeed ist ein<br />
GaN-auf-SiC-HEMT, der von 8,4 bis 9,6<br />
GHz arbeitet. Es bietet eine gesättigte Ausgangsleistung<br />
von bis zu 166 W mit einer<br />
Leistungsverstärkung von über 7,7 dB und<br />
einem PAE von 42%. Dieser GaN-Internally-<br />
Matched-FET bietet im Vergleich zu Galliumarsenid-Produkten<br />
überlegene Eigenschaften<br />
einschließlich höherer Durchbruchspannung,<br />
höherer Driftgeschwindigkeit von<br />
Elektronen und höherer Wärmeleitfähigkeit.<br />
Er erfordert eine Gleichstromversorgung<br />
von 40 bis 120 V und bietet im Vergleich zu<br />
GaAs-Transistoren eine größere Leistungsdichte<br />
und größere Bandbreite.<br />
Der CGHV96130F ist in einem Metall/<br />
Keramik-Flanschgehäuse für optimale elektrische<br />
und thermische Leistung erhältlich<br />
und eignet sich ideal für Schiffsradar, Wetterüberwachung,<br />
Flugverkehrskontrolle, Verkehrssteuerung<br />
für Seeschiffe und Hafensicherheitsanwendungen.<br />
Weitere Daten:<br />
• Eingangsleistung: max. 44 dBm<br />
• Durchbruchspannung Drain-Source: <strong>10</strong>0 V<br />
• Stromverbrauch: 21 bis 26 A<br />
• Sperrschichttemperatur: max. 225 °C<br />
■ Wolfspeed<br />
www.wolfspeed.com<br />
GaN-MMIC-<br />
Leistungsverstärker für 20<br />
MHz bis 6 GHz<br />
Der CMPA0060025F1 von Wolfspeed ist<br />
ein GaN-MMIC-Leistungsverstärker-Bauelement,<br />
das von 20 MHz bis 6 GHz arbeitet.<br />
Der Verstärker liefert bis zu 25 W gesättigte<br />
Ausgangsleistung mit einer Signalverstärkung<br />
von 17 dB und einem Wirkungsgrad<br />
von mehr als 20 %. Er erfordert eine DC-<br />
Versorgung von 50 V. Der Hochmobilitätselektronen-Transistor<br />
(HEMT) wird mit<br />
einer auf Galliumnitrid (GaN) basierenden<br />
monolithischen integrierten Mikrowellenschaltung<br />
(MMIC) hergestellt.<br />
Der Verstärker benötigt eine Vorspannung<br />
von einem geeigneten Bias-T, wodurch die<br />
Ein- und Ausgangsanschlüsse auf 50 Ohm<br />
intern abgestimmt sind. Die Bias-Ts wurden<br />
in die Kalibrierung des Testsystems<br />
einbezogen, und alle anderen mit der Testvorrichtung<br />
verbundenen Verluste werden<br />
in die Messungen einbezogen. Der Verstärker<br />
ist ideal für Testinstrumente und EMC-<br />
Verstärker/Treiber-Anwendungen geeignet.<br />
Weitere Produktspezifikationen:<br />
• Gewinn: 15,5 bis 21,4 dB<br />
• Signalverstärkung: 17 dB<br />
• Ausgangsleistung: 42,7 bis 44,7 dBm<br />
- Eingangsleistung: 32 dBm<br />
• PAE: 26 % bis 63 %<br />
• Versorgungspannung max. 84 V<br />
• Stromverbrauch: nominell 500 mA<br />
• Transistortechnologie: GaN auf SiC<br />
• Maße: 0,5 x 0,5 Zoll<br />
• Betriebstemperatur: -40 bis +150 °C<br />
■ Wolfspeed<br />
www.wolfspeed.com<br />
EMV, WÄRME<br />
ABLEITUNG UND<br />
ABSORPTION<br />
SETZEN SIE AUF<br />
QUALITÄT<br />
Elastomer- und Schaumstoffabsorber<br />
Europäische Produktion<br />
Kurzfristige Verfügbarkeit<br />
Kundenspezifisches Design<br />
oder Plattenware<br />
-EA1 & -EA4<br />
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)<br />
bzw. 4 GHz (EA4)<br />
Urethan oder Silikon<br />
Temperaturbereich von 40°C bis 170°C<br />
(Urethanversion bis 120°C)<br />
Standardabmessung 305mm x 305mm<br />
MLA<br />
Multilayer Breitbandabsorber<br />
Frequenzbereich ab 0,8GHz<br />
ReflectivityLevel 17db oder besser<br />
Temperaturbereich bis 90°C<br />
Standardabmessung 6<strong>10</strong>mm x 6<strong>10</strong>mm<br />
Hohe Straße 3<br />
61231 Bad Nauheim<br />
T +49 (0)6032 96360<br />
F +49 (0)6032 963649<br />
info@electronicservice.de<br />
www.electronicservice.de<br />
ELECTRONIC<br />
SERVICE GmbH<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 49<br />
49
Bauelemente<br />
Verlustarmer<br />
Koaxialadapter für<br />
Frequenzen bis<br />
40 GHz<br />
Das Modell SMPM-24M+ von<br />
Mini-Circuits ist ein 50-Ohm-<br />
Adapter „SMP-Stecker (Snapon)<br />
auf 2,4-mm-Stecker“ (koaxial)<br />
mit geringem Verlust<br />
und geringem SWR über den<br />
Frequenzbereich von DC bis<br />
40 GHz. Der typische Einfügungsverlust<br />
beträgt 0,11 dB<br />
bei 1 GHz, 0,31 dB bei 20 GHz<br />
und 0,56 dB bei 40 GHz. Das<br />
typische SWR am SMP-Stecker<br />
beträgt 1,02 bei 1 GHz, 1,09 bei<br />
20 GHz und 1,26 bei 40 GHz.<br />
Das typische SWR am 2,4-mm-<br />
Stecker beträgt 1,02 bei 1 GHz,<br />
1,08 bei 20 GHz und 1,18 bei<br />
40 GHz. Der SMP-Anschluss<br />
des Adapters erreicht die volle<br />
Arretierung für den Anschluss<br />
mit 9 lbs. Kraft und benötigt<br />
zum Lösen 7 lbs. Der RoHS-konforme<br />
Koaxialadapter ist 0,82<br />
Zoll lang, hat einen Durchmesser<br />
von 0,28 Zoll und ein robustes<br />
passiviertes Edelstahlgehäuse.<br />
Er hat einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -55 bis +<strong>10</strong>0 °C.<br />
Winzige Bauteile mit<br />
Pads<br />
Die oberflächenmontierbaren<br />
festen Dämpfungsglieder der<br />
QAT-X+ Serie von Mini-Circuits<br />
decken den weiten Frequenzbereich<br />
von DC bis 50 GHz mit<br />
nominalen festen Dämpfungswerten<br />
von 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,<br />
8, 9, <strong>10</strong>, 12, 15, 20 und 30 dB<br />
ab. Die absorbierenden 50-Ohm-<br />
Dämpfungsglieder werden mit<br />
einem GaAs-MMIC-Integrated-<br />
Passive-Device-Prozess hergestellt,<br />
der eine hervorragende<br />
Dämpfungsgenauigkeit mit der<br />
Frequenz erzielt. Beispielsweise<br />
hat das <strong>10</strong>-dB-Modell QAT-<strong>10</strong>+<br />
eine typische Genauigkeit von<br />
<strong>10</strong>,1 dB bis 5 GHz, <strong>10</strong>,2 dB bis<br />
20 GHz und <strong>10</strong>,3 dB bis 50 GHz.<br />
Die Dämpfungsglieder verarbeiten<br />
bis zu 2 W Eingangsleistung<br />
für die niedrigsten Dämpfungswerte<br />
und bis zu 0,8 W für<br />
das 30-dB-Modell QAT-30+.<br />
Die RoHS-konformen Dämpfungsglieder<br />
werden mit einem<br />
2 × 2 mm messenden MCLP-<br />
Gehäuse geliefert und haben<br />
einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -55 bis +<strong>10</strong>5 °C.<br />
Instrumentierungs-<br />
Kabel für DC bis 67<br />
GHz<br />
Die Kabelbaugruppen E67-X-<br />
EMEM+ von Mini-Circuits sind<br />
in Standardlängen erhältlich und<br />
eignen sich gut für die Verwendung<br />
mit Mikrowellen-Vektor-<br />
Netzwerkanalysatoren (VNAs)<br />
und anderen koaxialen Mikrowellen-Testgeräten<br />
im Frequenzbereich<br />
von DC bis 67 GHz.<br />
Die 50-Ohm-Kabelbaugruppen<br />
werden mit geraden 1,85-mm-<br />
Koaxialsteckern aus Edelstahl<br />
abgeschlossen. Die Stecker verfügen<br />
über eine Anti-Drehmoment-Funktion<br />
zum Festziehen<br />
mit einem Drehmomentschlüssel<br />
ohne Beanspruchung oder<br />
Beschädigung.<br />
Das Modell E67-1M-EMEM+<br />
ist beispielsweise eine 1 m lange<br />
Kabelbaugruppe mit einem<br />
typischen Einfügungsverlust von<br />
2,4 dB bis 26,5 GHz, 4,2 dB bis<br />
40 GHz und 5,9 dB bis 67 GHz.<br />
Es kann maximale Leistungspegel<br />
von 57 W bei 1 GHz, <strong>10</strong> W<br />
bei 26,5 GHz und 6 W bei 67<br />
GHz verarbeiten. Zusätzliche<br />
Standardlängen umfassen das<br />
2 Fuß lange Modell E67-2FT-<br />
EMEM+ und das 3 Fuß lange<br />
Modell E67-3FT-EMEM+, beide<br />
mit 1,85-mm-Steckern. Alle sind<br />
RoHS-konform und für Betriebstemperaturen<br />
von -55 bis +85 °C<br />
ausgelegt.<br />
Koaxiales<br />
Hochpassfilter stoppt<br />
bis nominell 8,7 GHz<br />
Das Modell ZXHF-K1162+<br />
von Mini-Circuits ist ein reflexionsfreies<br />
koaxiales Hochpassfilter<br />
mit einem Sperrbereich<br />
von DC bis 8,7 GHz und einem<br />
verlustarmen Durchlassbereich<br />
von 11,6 bis 30 GHz. Auf 50<br />
Ohm abgestimmt, erreicht das<br />
Kompaktfilter eine nominelle<br />
Sperrband-Unterdrückung von<br />
6,9 dB von Gleichstrom bis 2,5<br />
GHz und von 13,6 dB von 2,5<br />
bis 8,7 GHz.<br />
Das typische Stoppband-SWR<br />
beträgt 2,7 von DC bis 2,5 GHz<br />
und 1,8 von 2,5 bis 8,7 GHz. Der<br />
Durchlassbereichs-Einfügungsverlust<br />
beträgt typischerweise<br />
2,8 dB von 11,6 bis 20 GHz und<br />
2,2 dB von 20 bis 30 GHz. Das<br />
Durchlassband-SWR beträgt<br />
typischerweise 2 von 11,6 bis<br />
20 GHz und 1,9 von 20 bis 30<br />
GHz. Das RoHS-konforme Filter<br />
misst 17,1 × 15,2 × <strong>10</strong> mm<br />
(0,68 × 0,60 × 0,39 Zoll) und<br />
ist mit 2,92-mm-Buchsen ausgestattet.<br />
Bei Raumtemperatur<br />
(+25 °C) kann es bis zu 1,26 W<br />
im Durchlassbereich und 0,25<br />
W im Sperrbereich verarbeiten.<br />
Das patentierte Filter ist für Betriebstemperaturen<br />
von -55 bis<br />
+<strong>10</strong>5 °C ausgelegt.<br />
Rechtwinkliger<br />
2,92-mm-Adapter für<br />
DC bis 40 GHz<br />
Das Modell KFR-KM50+ von<br />
Mini-Circuits ist ein rechtwinkliger<br />
Koaxialadapter mit<br />
2,92-mm-Buchse und 2,92-mm-<br />
Stecker für einem Frequenzbereich<br />
von DC bis 40 GHz. Der<br />
50-Ohm-Adapter ist extrem frequenzunabhängig.<br />
Er verfügt<br />
über eine passivierte Edelstahlkonstruktion<br />
mit vergoldetem<br />
Berylliumkupfer-Mittelkontakt.<br />
Der typische Einfügungsverlust<br />
über die gesamte Bandbreite<br />
beträgt 0,12 dB oder 0,03 dB bei<br />
500 MHz, 0,12 dB bei 20 GHz<br />
und 0,15 dB bei 40 GHz. Das<br />
typische SWR über die gesamte<br />
Bandbreite beträgt 1,07 oder<br />
1,01 an beiden Anschlüssen bei<br />
500 MHz, 1,11 oder besser an<br />
beiden Anschlüssen bei 20 GHz<br />
und 1,15 oder besser an beiden<br />
Anschlüssen bei 40 GHz. Der<br />
Adapter, der mit einem SMA-<br />
Anschluss verbunden werden<br />
kann, ist für Betriebstemperaturen<br />
von -55 bis +<strong>10</strong>0 °C ausgelegt.<br />
Power Splitter/<br />
Combiner für Signale<br />
von 18 bis 44 GHz<br />
Der ZC2PD-V18443+ von<br />
Mini-Circuits ist ein Zweiwege-<br />
Splitter/Kombinierer mit 0°<br />
Phasenversatz. Der koaxialer<br />
Leistungsteiler/-kombinierer<br />
glänzt mit einem breiten Frequenzbereich<br />
(18...44 GHz).<br />
Es weist einen geringen Verlust<br />
mit einem typischen Einfügungsverlust<br />
(über dem 3-dB-<br />
Leistungsteilungsverlust) von<br />
typischerweise 0,7 dB von 18<br />
bis 26,5 GHz und 0,9 dB von<br />
26,5 bis 44 GHz auf. Die Isolation<br />
zwischen den Ports beträgt<br />
typischerweise 29 dB von 18 bis<br />
44 GHz. Der RoHS-konforme<br />
Leistungsteiler/-kombinierer hält<br />
durch gut angepasste Kanäle die<br />
Phasenunsymmetrie typischerweise<br />
innerhalb von 0,9° von<br />
18 bis 26,5 GHz und innerhalb<br />
50 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Bauelemente<br />
von 1,5° von 26,5 bis 44 GHz<br />
und das Amplitudenungleichgewicht<br />
bei 0,04 dB von 18 bis<br />
26,5 GHz und 0,05 dB von 26,5<br />
bis 44 GHz. Das SWR beträgt<br />
normalerweise an allen Ports<br />
1,181. Das Bauteil misst 26,92<br />
× 21,59 × 12,7 mm (1,06 × 0,85<br />
× 0,5 Zoll) mit 2,4-mm-Buchsen<br />
und hat einen Betriebstemperaturbereich<br />
von -55 bis +<strong>10</strong>0 °C.<br />
Es kann bis zu 20 W Eingangsleistung<br />
über den gesamten Einsatzfrequenzbereich<br />
verarbeiten.<br />
praktisches Sortiment an Breitband-GaAs-MMIC-Würfeln<br />
zum Nivellieren des Amplitudenverhaltens<br />
von HF-/Mikrowellen-Leistungsverstärkern<br />
für<br />
Signale mit Frequenzen von 0 bis<br />
20 GHz. Das Kit bietet insgesamt<br />
35 50-Ohm-Verstärkungsentzerrer<br />
mit Amplitudenantworten,<br />
die durch abnehmenden Verlust<br />
mit zunehmender Frequenz<br />
gekennzeichnet sind.<br />
Beispielsweise hat das Modell<br />
EQY-2-24-DG+ eine nominelle<br />
Dämpfung von 2 dB bei<br />
den niedrigsten Frequenzen.<br />
Der typische Einfügungsverlust<br />
beträgt 3 dB bei Gleichstrom,<br />
1,8 dB bei <strong>10</strong> GHz und 0,9 dB<br />
bei 20 GHz. Das typische SWR<br />
reicht von 1,04 bei Gleichstrom<br />
bis 1,26 bei 20 GHz. Im Gegensatz<br />
dazu hat das Modell EQY-<br />
12-24-DG+ eine Nenndämpfung<br />
von 12 dB mit einem typischen<br />
Einfügungsverlust von 13,4 dB<br />
bei Gleichstrom, 6,6 dB bei <strong>10</strong><br />
GHz und 1,5 dB bei 20 GHz. Das<br />
SWR reicht von 1,1 bei Gleichstrom<br />
bis 1,44 bei 20 GHz. Die<br />
Equalizer sind für Leistungsstufen<br />
von bis zu 2,5 W ausgelegt<br />
■ Mini-Circuits<br />
sales@minicircuits.com<br />
www.minicircuits.com<br />
Switch Matrix steuert<br />
Signale von DC bis<br />
26,5 GHz<br />
Das Modell RC-1SPDT-A26 von<br />
Mini-Circuits ist eine elektromechanische<br />
einpolige SPDT-<br />
Schaltmatrix (Double-Throw)<br />
für den Einsatz von Gleichstrom<br />
bis 26,5 GHz. Es kann über eine<br />
USB- oder Ethernet-Steuerung<br />
betrieben werden und bietet vollständige<br />
Software-Unterstützung<br />
mit grafischer Windows-Benutzeroberfläche<br />
(GUI). Es besteht<br />
aus einem 50-Ohm-Absorptionsschalter<br />
in einer ausfallsicheren<br />
Konfiguration und ist für<br />
mehr als <strong>10</strong> Mio. Schaltzyklen<br />
ausgelegt. Der typische Einfügungsverlust<br />
beträgt 0,15 dB<br />
von DC bis 8 GHz, 0,3 dB von<br />
8 bis 18 GHz und 0,6 dB von<br />
18 bis 26,5 GHz. Die typische<br />
Isolation beträgt 90 dB von DC<br />
bis 8 GHz, 66 dB von 8 bis 18<br />
GHz und 65 dB von 18 bis 26,5<br />
GHz. Das typische SWR beträgt<br />
1,2 von DC bis 8 GHz, 1,2 von 8<br />
bis 18 GHz und 1,25 von 18 bis<br />
26,5 GHz. Die RoHS-konforme<br />
SPDT-Schaltmatrix misst 114,3<br />
× 152,4 × 57,18 mm (4,5 × 6,0<br />
× 2,25 Zoll) mit SMA-Buchsen.<br />
Gain Equalizer<br />
Designer Kit<br />
Das Gain Equalizer Dice<br />
Designer Kit des Mini-Circuits-<br />
Modells K1-EQY-24-DG ist ein<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 51
Kabel und Stecker<br />
Testkabel-Set für Laboranwendungen bis 6 GHz<br />
binder, die mechanisch so überarbeitet<br />
wurden, dass man den<br />
hinteren Teil des Verbinders mit<br />
einem Gabelschlüssel festhalten<br />
kann. Dieser Gabelschlüssel ist<br />
zudem Bestandteil des Kabelsets.<br />
Mit Hilfe eines zusätzlichen<br />
Drehmomentschlüssels<br />
werden dabei zuverlässige und<br />
jederzeit reproduzierbare HF-<br />
Verbindungen zu Messkomponenten<br />
mit einem definierten<br />
Drehmoment ermöglicht. So<br />
erweitert sich der Einsatzbereich<br />
des Kabel-Sets in der HF-Messtechnik<br />
in Labor und Produktion<br />
nochmals signifikant.<br />
.<br />
CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
Labor-Testkabel sind an HF-<br />
Messplätzen zu elementaren und<br />
unverzichtbaren Bestandteilen<br />
in der Applikationsentwicklung<br />
geworden. Wobei generell die<br />
Ansprüche an HF-Messkomponenten<br />
immer weiter steigen.<br />
Als Antwort auf die neu entstandenen<br />
Anforderungen entwickelten<br />
unsere Kabelexperten<br />
von JYEBAO eine überarbeitete<br />
Version ihres Testkabel-Sets für<br />
Laboranwendungen. Das hochwertige<br />
Kabel-Set mit Steckverbindern<br />
der Serie SMA beinhaltet<br />
jeweils zwei konfektionierte<br />
Kabel in fünf unterschiedlichen<br />
Längen (<strong>10</strong>cm, 15cm, 20cm,<br />
30cm und 50cm). Zum Einsatz<br />
kommt dabei ein sehr flexibles<br />
Kabel der Serie 5002 (Durchmesser:<br />
2.6mm) mit ausgezeichneten<br />
elektrischen Eigenschaften<br />
(garantierte Rückflussdämpfung<br />
< -20dB bei 6GHz) sowie<br />
mechanischer Stabilität. Mit der<br />
Version 4.0 erhielt das Kabel-Set<br />
von Jyebao optimierte Steckver-<br />
Das HF-Testkabel-Set für Laboranwendungen<br />
bis 6 GHz richtet<br />
sich vor allem an Entwickler,<br />
die kurzfristig anspruchsvolle<br />
und reproduzierbare elektrische<br />
Verbindungen zwischen unterschiedlichen<br />
Schaltungsteilen,<br />
Baugruppen und Testaufbauten<br />
benötigen. Ideale Einsatzgebiete<br />
sind dabei HF-Messplätze und<br />
Labors in Industrieunternehmen,<br />
Fachhochschulen, technischen<br />
Universitäten und Forschungseinrichtungen.<br />
Neben den standardisierten<br />
Kabel-Sets bietet Jyebao kundenspezifische<br />
Lösungen und<br />
Anpassungen an. Dabei werden<br />
die einzelnen Komponenten des<br />
konfektionierten Kabels (Steckverbinder,<br />
Länge, mechanischer<br />
Schutz etc.) nach individuellen<br />
Bedürfnissen und Spezifikationen<br />
ausgelegt und entsprechend<br />
optimiert. ◄<br />
Kabel mit niedriger<br />
Dämpfung bis 40 GHz<br />
Die Survivor-Ruggedized-Kabel von<br />
MegaPhase sind für 0,3 bis 40 GHz ausgelegt.<br />
Sie haben eine Verkürzung von<br />
84%, eine Zeitverzögerung von 1,21 ns/<br />
ft (3,97 ns/m) und eine Kapazität von 24,4<br />
pF/ft (80,1 pF/m). Die Kabel haben eine<br />
Abschirmwirkung von <strong>10</strong>0 dB und ein<br />
SWR von weniger als 1,45. Diese dielektrischen<br />
Kabel mit niedriger Dämpfung<br />
sind für strenge Umgebungsbedingungen<br />
ausgelegt und bieten eine hohe Druckfestigkeit.<br />
Sie können in einer Vielzahl von<br />
Anwendungen eingesetzt werden, darunter<br />
Außenantennen-Prüfung, Produktionstests<br />
und allgemeine Labortests. Diese Kabel<br />
haben einen festen Ag-plattierten Cu-<br />
Innenleiter und ein Ag-plattiertes flaches<br />
Cu-Geflecht/Cu-Streifen-Außenleiter. Die<br />
Kabel sind mit einem Außendurchmesser<br />
von 0,275, 0,4 und 0,575 Zoll erhältlich<br />
und haben eine statische Biegung von<br />
1,75, 2,5 und 3 Zoll. Die Survivor-Kabel<br />
sind kostengünstig und mit Steckverbindern<br />
vom Typ N, SMA, 3,5, 2,92, 2,4 und<br />
1,85 mm erhältlich.<br />
• Impedanz: 50 Ohm<br />
• Biegeradius: 4,45 cm (1,75 Zoll)/6,35<br />
cm (2,5 Zoll)/7,62 cm (3 Zoll)<br />
• Dielektrikumdurchmesser: 0,675 cm<br />
(0,275 Zoll)/1,016 cm (0,4 Zoll)/1,46<br />
cm (0,575 Zoll)<br />
• Spannungsfestigkeit: 5/<strong>10</strong>/15 kV<br />
• Crush Resistance: 500 lbs<br />
• Dämpfung: 0,0026 bis 2,633 dB/ft<br />
• Einsatztemperatur: -65 bis 200 °C<br />
■ Megaphase, Inc.<br />
www.megaphase.com<br />
52 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Kabel und Stecker<br />
Verlustarme Kabelbaugruppen mit dreifacher<br />
Abschirmung<br />
Die NextPhase-Kabel von Megaphase<br />
sind verlustarme Kabelbaugruppen,<br />
die bis zu 40 GHz<br />
arbeiten. Sie sind für universelle<br />
Verbindungsanwendungen konzipiert,<br />
die einen geringen Verlust<br />
und eine dreifache Abschirmung<br />
erfordern.<br />
Abschirmwirkung von<br />
über 90 dB<br />
Diese Baugruppen bieten eine<br />
Abschirmwirkung von über 90<br />
dB (nur Kabel) und können bis<br />
zu 15 kV bei 60 Hz standhalten.<br />
Die Kabel sind in einer Vielzahl<br />
von Durchmessern erhältlich, um<br />
eine Vielzahl von Konstruktionsanforderungen<br />
hinsichtlich Biegeradien,<br />
Gewicht und Leistung<br />
zu erfüllen. Sie eignen sich für<br />
ATE-, Boden- und Luft-EW-<br />
Anwendungen. Verschiedene<br />
Anschlussoptionen sind ebenfalls<br />
verfügbar.<br />
Weitere Produktdetails:<br />
• Impedanz: 50 Ohm<br />
• Einsatzfrequenzbereich: 0,3<br />
bis 40 GHz<br />
• Velocity/Verkürzung: 75,5<br />
bis 77 %<br />
• Spannungsfestigkeit:<br />
5/7/<strong>10</strong>/15 kV<br />
• Einfügungsverlust: 0,006 bis<br />
0,28 dB<br />
• Dämpfung 0,3 bis 4,03 dB/m<br />
• SWR: 1,1 bis 1,45<br />
• Verbinder: 2,4, 2,92, 3,5 mm,<br />
SMA, TNC, Typ N, 1,85 mm,<br />
BNC, 7/16 DIN<br />
• Kapazität: 86 bis 87,7 pF/m<br />
• Einsatztemperatur: -55 bis<br />
200 °C<br />
■ Megaphase, Inc.<br />
www.megaphase.com<br />
KOAXIALKABEL<br />
dämpfungsarm & hochflexibel<br />
• Etablierte Marken: Ecoflex ® , Aircell ® , Aircom ®<br />
• Verbinder aller gängigen Normen<br />
• Individuelle Kabelkonfektion<br />
SSB MAC<br />
Mobilfunk Antennen<br />
Combiner & Verstärker<br />
KUNDENSPEZIFISCHE<br />
VORVERSTÄRKER<br />
• Alle Frequenzbänder<br />
• Alle Mobilfunkanbieter<br />
• Verstärkung 63 dB downlink & 53 dB uplink<br />
• Von 5 kHz bis<br />
5,6 GHz<br />
• Rauscharm und<br />
großsignalfest<br />
Sprechen Sie mit uns!<br />
Wir freuen uns auf<br />
Ihre Anfrage!<br />
SSB-Electronic GmbH · Am Pulverhäuschen 4 · 59557 Lippstadt · Tel.: +49 2941-93385-0 · vertrieb@ssb-electronic.de · www.ssb-electronic.de<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 53
Kabel und Stecker<br />
Testkabel für Frequenzen von 0,3 bis 1<strong>10</strong> GHz<br />
Die RF-Orange-Testkabel von MegaPhase<br />
arbeiten besonders gut mit Frequenzen von<br />
0,3 bis 1<strong>10</strong> GHz. Sie haben einen Velocity-<br />
Faktor von bis zu 78,7 %, eine Zeitverzögerung<br />
von 1,47 ns/ft (TM40) und eine<br />
Kapazität von 29 pF/m (TM40). Diese<br />
Kabel weisen einen Außendurchmesser von<br />
0,285 Zoll und einen Biegeradius von 1,5<br />
Zoll auf. Die Kabel haben einen Innenleiter<br />
aus festem Ag-plattiertem Cu und einen<br />
Außenpanzer aus GrooveTube-Cu. Diese<br />
phasenstabilen Kabel bieten ein niedriges<br />
SWR von weniger als 1,6 an 50 Ohm. Die<br />
RF-Orange-Testkabel sind mit einer Vielzahl<br />
von Steckverbindern kompatibel, z.B.<br />
3,5, 2,92, 2,4, 1,85, 1 mm, SMA, Typ N,<br />
TNC und BNC. Diese robusten, gepanzerten<br />
Testkabel nach Goldstandard eignen<br />
sich nahezu ideal für den Bau einer<br />
ATE, für Prüfstandanwendungen und für<br />
regelmäßige Laboranwendungen.<br />
Die Spannungsfestigkeit wird je nach<br />
Typ mit 400 V/1,2 kV/<strong>10</strong> kV bei 60 GHz<br />
angegeben, die Betriebstemperatur mit<br />
-65 bis +165 °C.<br />
■ MegaPhase<br />
www.megaphase.com<br />
Premium HF-Testkabel für Anwendungen bis 40 GHz<br />
Die Mikrowellenmesstechnik<br />
stellt hohe elektrische und<br />
mechanische Anforderungen an<br />
die eingesetzten Messkomponenten.<br />
Ein sehr kritisches Teil<br />
bei der Auslegung eines Messsystems<br />
ist das Testkabel, das<br />
eine hohe mechanische Flexibilität<br />
bei sehr konstanten elektrischen<br />
Werten aufweisen soll.<br />
Die neuen HF-Testkabel bis 40<br />
GHz aus dem Premium-Sortiment<br />
von JyeBao erfüllen diese<br />
Anforderungen mit Bravour.<br />
Basierend auf der Kabelserie<br />
5002 bzw. 5003 stehen nun auch<br />
hochwertige Präzisionssteckverbinder<br />
aus Edelstahl u.a. für die<br />
Serien SMA und K zur Auswahl.<br />
Diese sind durch eine entsprechende<br />
Kabeleinführung optimal<br />
auf das HF-Kabel abgestimmt.<br />
Eine Spezialität sind die 90°<br />
gewinkelten Steckverbinder, die<br />
eine exzellente Rückflussdämpfung<br />
(z.B. mit 18 dB @ 40GHz)<br />
ermöglichen.<br />
Das Testkabel wird durch einen<br />
FEP-Mantel vor mechanischen<br />
Einflüssen geschützt. Für erhöhte<br />
Schutzanforderungen kann<br />
zusätzlich eine Armierung aus<br />
einer Edelstahl-, Nylon- oder<br />
PVC-Ummantelung eingesetzt<br />
werden.<br />
Alle Testkabel unterliegen einem<br />
strengen <strong>10</strong>0 %-Test und werden<br />
mit entsprechenden Prüfprotokollen<br />
(S-Parameter) geliefert.<br />
Typische Einsatzgebiete für die<br />
HF-Testkabel sind Labors für<br />
Hochfrequenz- und Mikrowellenanwendungen<br />
sowie Messund<br />
Prüfstellen im industriellen<br />
und automotive Bereich.<br />
Eine kleine Übersicht von verfügbaren<br />
Modellen finden Interessenten<br />
auf der Website von<br />
CompoTEK. Auch kundenspezifische<br />
Anpassungen mit unterschiedlichen<br />
Längen, Steckverbindern,<br />
Frequenzbereichen und<br />
Armierungen sind möglich.<br />
Neben der Vielfalt an Testkabeln<br />
ergänzen folgende Produkte von<br />
JyeBao das umfangreiche Spektrum<br />
an Testkomponenten im<br />
HF- und Mikrowellen-Bereich:<br />
Präzisionsadaptoren, Snap-on-<br />
Adaptoren, Dämpfungsglieder,<br />
Phase Trimmer sowie Bias Tees.<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
Fachbücher für die Praxis<br />
Praxiseinstieg in die<br />
Spektrumanalyse<br />
Joachim Müller,<br />
21 x 28 cm, 198 Seiten,<br />
zahlr. überwiegend farbige Abb.<br />
Diagramme, Plots<br />
ISBN 978-3-88976-164-4,<br />
beam-Verlag 2014, 38,- €<br />
Art.-Nr.: 118<strong>10</strong>6<br />
Ein verständlicher Einstieg in die<br />
Spektrumanalyse - ohne höhere<br />
Mathematik, der Schwerpunkt liegt<br />
auf der Praxis mit Vermittlung von<br />
viel Hintergrundwissen.<br />
Hintergrundwissen:<br />
• Der Zeit- und Frequenzbereich,<br />
Fourier<br />
• Der Spektrumanalyzer nach dem<br />
Überlagerungsprinzip<br />
• Dynamik, DANL und Kompression<br />
• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor,<br />
EMV-Detektoren<br />
• Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope<br />
mit FFT<br />
• u.v.m<br />
Messpraxis:<br />
• Rauschmessungen nach der<br />
54 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong><br />
Y-Methode, Rauschfaktor, Rauschmaß<br />
• Einseitenbandrauschen, Phasenrauschen<br />
• Signal/Rauschverhältnis, SNR,<br />
S/N, C/N<br />
• Verzerrungen und 1 dB-Kompressionspunkt<br />
• Übersteuerung 1.Mischer - Gegenmaßnahmen<br />
• Intermodulationsmessungen<br />
• Interceptpoint, SHI, THI, TOI<br />
• CW-Signale knapp über dem<br />
Rauschteppich<br />
• Exakte Frequenzmessung (Frequenzzählerfunktion)<br />
• Messung breitbandiger Signale<br />
• Betriebsart Zero-Span<br />
• u.v.m<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
Verstärker<br />
Linear-Verstärker in verschiedenen Ausführungen<br />
Seit Ende 2019 neu bei der<br />
EMCO Elektronik, schmiegt<br />
sich AE Techron perfekt in das<br />
aktuelle Angebotsspektrum ein.<br />
Das beweisen auch die Linear-<br />
Verstärker von AETechron; diese<br />
zeichnen sich durch eine hohe<br />
Leistungsfähigkeit und Bandbreite<br />
aus. Die Geräte reproduzieren<br />
die am Eingang angelegte<br />
Signalform auf den vom Anwender<br />
gewünschten Spannungsoder<br />
Strom-Level, wobei die<br />
Ausgangsleistung vom Verbraucherwiderstand<br />
bestimmt wird.<br />
Serie 7220: General<br />
Purpose<br />
Die Geräte sind seriell und parallel<br />
stapelbar, isoliert und leistungsstark<br />
bis zu 4 kVA pro<br />
Phase.<br />
• bis zu 180 V peak<br />
• bis zu 1 kW pro Verstärker<br />
• Bandbreite bis zu 1 MHz<br />
(Kleinsignal)<br />
• AC- und DC-Signalreproduktion<br />
• 4-Quadranten-Operation<br />
Serie 7xxx: Special<br />
Die Geräte sind seriell und parallel<br />
stapelbar, isoliert und leistungsstark<br />
bis zu 20 kVA pro<br />
Phase.<br />
• bis zu 200 V peak<br />
• bis zu 5 kW pro Verstärker<br />
• Bandbreite bis zu 150 kHz<br />
(Kleinsignal)<br />
• AC- und DC-Signalreproduktion<br />
• 4-Quadranten-Operation<br />
Modell 7224:<br />
AC Power @ 20 kHz: 900 W<br />
RMS<br />
• Hochleitungsanwendungen<br />
bis <strong>10</strong>0 kHz<br />
• Smallsignal: 8 V p-p bis 400<br />
kHz<br />
• DC Power: 16 A @ 13,5 V DC<br />
Modell 7548:<br />
• über 12 kW Spitzenleistung für<br />
40 ms und 5,5 kW Spitzenleistung<br />
ohne Unterbrechung bei<br />
einer Last von 1 Ohm<br />
• 40-ms-Impulse von bis zu <strong>10</strong>5<br />
A peak in eine 1-Ohm-Last<br />
• Frequenzbandbreite von DC<br />
bis 50 kHz bei Nennleistung,<br />
bis <strong>10</strong>0 kHz bei reduzierter<br />
Leistung<br />
• Mit mehreren miteinander<br />
verbundenen Verstärkern ist<br />
eine kontinuierliche Systemleistung<br />
von maximal 800 V<br />
p-p und 170 A p-p möglich.<br />
Modell 7226:<br />
• AC Power @ 20 kHz: 900 W<br />
RMS für Hochleitungsanwendungen<br />
bis 150 kHz<br />
• Smallsignal: 8 V p-p bis 600<br />
kHz<br />
• DC Power: 16 A @ 13,5 V DC<br />
Modell 7794:<br />
• 60 A kontinuierlich bei 13,8<br />
V DC<br />
• 200 A Einschaltstromfähigkeit<br />
• 150 kHz Kleinsignalbandbreite<br />
• zu ± 95 V DC fähig<br />
• 41 V/µs Anstiegsrate<br />
Modell 7228:<br />
AC Power @ 20 kHz: 1 kW<br />
RMS für Hochleitungsanwendungen<br />
bis 200 kHz<br />
• Smallsignal: 8 V p-p bis 1<br />
MHz<br />
• DC Power: 16 A @ 13,5 V DC<br />
Modell 7796:<br />
• sehr rauscharm, DC-fähig,<br />
0...<strong>10</strong>0 V AC, Stromquelle<br />
• Betriebsarten: Stromquelle<br />
oder Spannungsquelle<br />
• 5 kVA kontinuierlich<br />
• Gleichstrom bis 30 kHz, bis<br />
150 kHz bei reduzierter Leistung<br />
• kann zu größeren, leistungsfähigeren<br />
Systemen kombiniert<br />
werden<br />
• Einphasen-Wechselstrom mit<br />
DC-Offset, fähig für Systeme<br />
von 0 bis 200 V AC oder 0 bis<br />
300 V AC<br />
• Dreiphasen-Wechselstrom mit<br />
DC-Offset, fähig für Systeme<br />
von 208 V AC, 400 V AC oder<br />
bis zu 500 V AC L-L<br />
• 3 mOhm Ausgangsimpedanz<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
GaN-Verstärker für 750...8<strong>10</strong> MHz liefert 50 W an 32 V<br />
Der APCT-0.75-0.81-50-32V von<br />
UWBTech ist nach Herstellermeinung ein<br />
klassenbester Galliumnitrid-HF-Schmalbandverstärker<br />
für den Frequenzbereich<br />
750 bis 8<strong>10</strong> MHz. Dieser Leistungsverstärker<br />
ist nahezu ideal für kommerzielle<br />
Schmalband-Plattformen geeignet sowie<br />
für militärische Applikationen, da er robust<br />
ist und eine hohe Leistung bietet.<br />
Die Betriebstemperaturbereich dieses Verstärkers<br />
geht von -20 bis +80 °C. Seine<br />
Abmessungen betragen 92 x 50,8 x 16,6<br />
(H) mm mit SMA-Buchse am HF-Einund<br />
Ausgang. Er hat eine Sättigungsleistung<br />
(Ausgangsleistung bei 1dB Kompression)<br />
von mindestens 45 dBm und<br />
von typisch 47 dBm. Er bietet eine minimale<br />
Leistungsverstärkung von 35 dB und<br />
eine typische Leistungsverstärkung von<br />
37 dB bei einem flachen Verlauf der Verstärkung<br />
von ±0,5 dB. Der Ruhestrom in<br />
Klasse-AB-Betrieb beträgt typisch 1,5 A<br />
bei Verwendung einer 32-V-Versorgung.<br />
■ Globes Elektronik GmbH & Co KG<br />
www.globes.de<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 55
Funkchips und -module<br />
HF-Transceiver mit hohem Dynamikbereich für<br />
anspruchsvolle Kommunikationsanwendungen<br />
bereich auf dem Markt bieten<br />
und für unzählige kommerzielle<br />
und militärische Anwendungen<br />
geeignet sind. Der<br />
Hochleistungs-HF-Transceiver<br />
ADRV9002 eignet sich insbesondere<br />
für einsatzkritische<br />
Kommunikationsanwendungen<br />
wie First-Responder-Funkgeräte,<br />
private Long-Term-Evolution-<br />
Netzwerke und Satellitenkommunikation,<br />
bei denen Größe,<br />
Gewicht und Leistung wichtige<br />
Designaspekte sind. Der<br />
RF Transceiver ist die neueste<br />
Ergänzung zum preisgekrönten<br />
RadioVerse-Design und -Ökosystem<br />
von ADI.<br />
• arbeitet im Bereich von 30<br />
MHz bis 6 GHz<br />
• bietet einen Empfänger-Dynamikbereich<br />
von -150 dBc/Hz<br />
und einen hochlinearen Sender<br />
• erster Funk-Transceiver, der<br />
Schmalband- und traditionelle<br />
Breitbandsignale von 12 kHz<br />
bis 40 MHz ermöglicht<br />
• geeignet zur Verarbeitung von<br />
Sprach-, Daten- und Bild- oder<br />
Videosignalen<br />
• enthält Korrekturalgorithmen<br />
für den digitalen Signalfunk,<br />
AGC, DPD, Frequenzsprungverfahren<br />
und Kanalfilterung<br />
Analog Devices, Inc. kündigte<br />
das erste Produkt einer neuen<br />
Serie von HF-Transceivern an,<br />
die den höchsten Dynamik-<br />
Merkmale und Vorteile<br />
• bietet den besten Dynamikbereich<br />
seiner Klasse und ist<br />
in der Lage, breitbandige und<br />
anspruchsvolle schmalbandige<br />
Operationen in einem einzigen<br />
Gerät zu entschlüsseln<br />
• Fähigkeit zur dynamischen<br />
Anpassung von Leistungsfähigkeit<br />
und Leistung<br />
• 12 × 12 mm 196-Ball-Chip-<br />
Scale-BGA-Gehäuse<br />
■ Analog Devices<br />
www.analog.com<br />
Ultrakompaktes Bluetooth-5.1-Modul für Direction Finding und Asset Tracking<br />
Das neue Bluetooth-Low-Energy-Modul<br />
ISP1907-HT für exaktes Positioning –<br />
derzeit als Engineering Sample erhältlich<br />
– zählt mit seinem SIP-Package zu den<br />
kleinsten und kompaktesten auf dem Markt.<br />
Außerdem verfügt es über eine bereits verbaute<br />
Antenne sowie ein USB-Interface.<br />
Technisch basiert das ISP1907-HT von<br />
Insight SiP auf dem nRF52 Wireless<br />
System on Chip (SoC) von Nordic Semiconductor.<br />
Es integriert einen sehr effizienten<br />
2,4-GHz-Transceiver sowie eine<br />
32-Bit-ARM-Cortex-M4-CPU. Damit ermöglicht<br />
das Bluetooth-5.1-Modul signifikant<br />
präzisere Leistungen und verbessert<br />
die Ortungs-Services für Realtime-<br />
Location-Systeme erheblich.<br />
Das im Vergleich zum preissensitiveren<br />
ISP1907-LL deutlich leistungsfähigere<br />
ISP1907-HT verfügt über 512 kB Flash<br />
sowie 128 kB SRAM. Dabei werden 40<br />
konfigurierbare GPIOs inklusive acht<br />
ADCs zur Verfügung gestellt. Außerdem<br />
unterstützt es neben BLE, ANT/ANT+,<br />
Thread Und Zigbee eine Reihe von proprietären<br />
2,4-GHz-Protokollen, bspw. Gazell<br />
von Nordic Semiconductor.<br />
Der extrem geringe Stromverbrauch des<br />
ISP1907-HT und das unglaublich fortschrittliche<br />
Energie-Management-System<br />
ermöglicht den Betrieb von batteriebetriebenen<br />
Anwendungen über mehrere Jahre<br />
hinweg. Trotz seines extrem kompakten<br />
Formfaktors von gerade mal 8 x 8 x 1 mm<br />
enthält das SIP-Modul neben Antenne auch<br />
Filter- und Entkopplungskondensatoren,<br />
32-MHz- und 32.768-kHz-Quarze sowie<br />
einen DC/DC-Konverter. Mit der reichhaltigen<br />
Ausstattung und Rechen-Power<br />
des ISP1907-HT entwickeln Ingenieure<br />
präzise funktionierende Applikationen für<br />
IoT-, Industrie-, Medizin- und Consumer-<br />
Anwendungen. Bestens geeignet ist das<br />
BLE-Modul dabei für Asset Tracking und<br />
genaues Positioning.<br />
Key Features:<br />
• Single mode Bluetooth 5.1 long range<br />
direction finding stack<br />
• Thread, Zigbee, ANT+ stack available<br />
• 2.4 GHz low energy RF transceiver from<br />
nRF52 Nordic Semiconductor family<br />
• 32-bit ARM Cortex M4 CPU<br />
• Many analog and digital IOs including<br />
ADC, SPI, UART, PDM, I2C<br />
• Fully integrated RF matching and<br />
Antenna<br />
• Integrated Radio 32 MHz & Synchro<br />
32kHZ crystal clocks<br />
• DC/DC converter with integrated<br />
inductor<br />
• Single 1.7 to 3.6 V supply<br />
• Pin compatibility with full iSP15/iSP18/<br />
iSP19 series<br />
■ tekmodul GmbH<br />
info@tekmodul.de<br />
www.tekmodul.de<br />
56 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Funkchips und -module<br />
Hochpräzises Multiband-GNSS-Modul<br />
Atlantik Elektronik, Anbieter<br />
von zukunftsweisenden Wireless-Lösungen,<br />
präsentierte<br />
das neue GNSS-Modul LC29D<br />
von Quectel. Das LC29D ist ein<br />
GNSS-Modul auf Submeter-<br />
Ebene mit integrierter Koppelnavigation<br />
(DR) und integrierter<br />
Multiband-(L1/L5)-Echtzeit-<br />
Kinematik-Algorithmustechnologie<br />
(RTK), mit kurzen<br />
Konvergenzzeiten und zuverlässiger<br />
Leistung. Das Modul<br />
unterstützt die Ausgabe von<br />
Dualband-GNSS-Rohdaten und<br />
verfügt über einen integrierten<br />
6-Achsen-IMU-Sensor für eine<br />
sekundenschnelle und absolut<br />
genaue Positionierung. Quectels<br />
GNSS-Modul ermöglicht die<br />
GNSS-Erfassung und Positionsbestimmung<br />
mit geringem<br />
Stromverbrauch und damit ist<br />
es eine fast ideale Lösung für<br />
stromempfindliche und batteriebetriebene<br />
Systeme.<br />
Basierend auf dem Broadcom-<br />
BCM47758-GNSS-Chip, ist das<br />
LC29D dazu in der Lage, gleichzeitig<br />
Signale von bis zu sechs<br />
Konstellationen (GPS, GLO-<br />
NASS, Galileo, IRNSS, Bei-<br />
Dou and QZSS) zu empfangen,<br />
wodurch die Verfügbarkeit der<br />
Genauigkeit auf Submeter-Ebene<br />
maximiert wird. Durch die Kombination<br />
von GNSS-Signalen<br />
aus Dualband-Frequenzen (L1/<br />
L5) und RTK-Technologie<br />
erreicht das LC29D auch unter<br />
erschwerten Bedingungen wie<br />
in dichten Straßenschluchten<br />
eine hohe Leistung. Das Modul<br />
kann außerdem Mehrwegeffekte<br />
in Städten verringern.<br />
Das LC29D bietet eine Positionsaktualisierungsrate<br />
von bis<br />
zu 30 Hz (Fusionsleistung),<br />
wodurch dynamische Anwendungen<br />
wie geteilte eMobility,<br />
Lieferroboter und Präzisionslandwirtschaft<br />
die Möglichkeit<br />
erhalten, Positionsinformationen<br />
mit einer geringeren Latenz zu<br />
empfangen. Durch das Ermöglichen<br />
einer einfachen Integration<br />
fortschrittlicher RTK-Multiband-Algorithmen<br />
unterstützt<br />
das Modul die Entwickler dabei,<br />
ihre Geräte schnell auf den Markt<br />
zu bringen.<br />
Das Hochpräzisionsmodul bietet<br />
in Bezug auf Positionierungspräzision,<br />
Empfindlichkeit, Zeit<br />
bis zur ersten Fixierung (TTFF),<br />
Aktualisierungsrate und Latenz<br />
eine bessere Leistung als andere<br />
Produkte auf dem Markt. Eingebettet<br />
in einen sechsachsigen<br />
MEMS-Sensor, können Geräte,<br />
die mit dem LC29D betrieben<br />
werden, Bewegungen schnell<br />
melden, was in Kombination<br />
mit dem DR-Algorithmus konsistente<br />
hochpräzise Positionierungsfunktionen<br />
ermöglicht,<br />
selbst in Umgebungen mit<br />
schwachen Signalen wie Tunnels<br />
und Tiefgaragenumgebungen.<br />
Vorteile:<br />
• ultrakompakte Größe: 12,2 ×<br />
16 × 2,4 mm<br />
• Multi-GNSS für GPS, Glonass,<br />
IRNSS, BeiDou, Galileo<br />
und QZSS<br />
• unterstützt zwei GNSS-Bänder<br />
(L1, L5)<br />
• eingebauter LNA für bessere<br />
Empfindlichkeit<br />
• Unterstützung von SPI-,<br />
UART- und I 2 C-Schnittstellen<br />
• Unterstützung des von Quectel<br />
entwickelten SDK-Befehls<br />
• AGNSS-Unterstützung<br />
• Unterstützung der RTK- und<br />
DR-Funktion<br />
■ Atlantik Elektronik GmbH<br />
info@atlantikelektronik.com<br />
www.atlantikelektronik.de<br />
Jetzt 5G-Applikationen unkompliziert entwickeln<br />
Mit dem Highend-5G-Device RM500Q<br />
konnte Quectel bereits ein zukunftsweisendes<br />
M.2-Modul vorstellen. Jetzt<br />
kommt das nächste spannende Produkt:<br />
das Quectel RMU500-Evaluation Kit.<br />
5G-Modem inklusive<br />
MIMO-Antennen<br />
Mit dem neuesten Device steht Anwendern<br />
ein bereits voll funktionstüchtiges<br />
5G-Modem inklusive MIMO-Antennen<br />
für ihre Next-Generation-Anwendung<br />
zur Verfügung. Damit entwickeln sie ihre<br />
neue Applikation und testen ebenso die<br />
Basisfunktionalitäten des dazugehörigen<br />
Moduls RM500Q. Letzteres ist ein speziell<br />
für IoT- bzw. eMBB-Anwendungen<br />
(enhanced Mobile Broad Band) entwickeltes<br />
5G-Modem. Das im M.2-Formfaktor<br />
designte Modul ist dabei mit einigen<br />
hauseigenen Modulen kompatibel, um<br />
Anwendern so die Migration von LTE-A<br />
zu 5G zu erleichtern. Neben dem LTE-A<br />
Cat.6-Modul EM06 passt es außerdem zum<br />
EM12 (Cat.12) sowie zum EM20 (Cat.20).<br />
Die globale Version RM500Q-GL deckt<br />
nahezu alle wesentlichen Carriers weltweit<br />
ab. Das Modul unterstützt darüber hinaus<br />
die Qualcomm-IZat-location-Technologie<br />
Gen8C Lite (GPS, Glonass, BeiDou and<br />
Galileo). Außerdem vereinfacht der bereits<br />
integrierte GNSS-Receiver das Produkt-<br />
Design und stellt schnellere, genauere<br />
und deutlich zuverlässigere Positioning-<br />
Möglichkeiten zur Verfügung. Das Quectel<br />
RMU500-EK verfügt über ein USB-Interface<br />
nach USB 3.1 bzw. USB 2.0 und kann<br />
darüber auch mit Strom versorgt werden.<br />
Eine dedizierte, externe Stromversorgung<br />
ist selbstverständlich ebenfalls möglich.<br />
Darüber hinaus besitzt das RMU500-EK<br />
ein (U)SIM-Interface (2,95 V/1,8 V SIMs).<br />
Mit seinen Maßen von lediglich <strong>10</strong>0 × 60<br />
mm ist das 5G-Modemboard zudem sehr<br />
kompakt und informiert über zwei LEDs<br />
über den Signalstatus.<br />
■ tekmodul GmbH<br />
info@tekmodul.de<br />
www.tekmodul.de<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 57
Messtechnik<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren mit VNA-Erweiterung<br />
Bild 1: RSA5065N<br />
Rigol Technologies<br />
erweiterte<br />
seine Echtzeit-<br />
Spektrumanalysatoren<br />
der Serie RSA5000<br />
und RSA3000<br />
mit einer VNA-<br />
Option (vektorieller<br />
Netzwerkanalysator).<br />
Die Geräte basieren auf der<br />
bekannten, von Rigol entwickelten<br />
UltraReal-Technologie.<br />
Mit dieser neuen Plattform<br />
wurde es unter anderem möglich,<br />
Echtzeitmessungen durchzuführen.<br />
Die Serien RSA5000N<br />
und RSA3000N erhalten nun<br />
standardmäßig integriert die<br />
Funktion VNA und zeichnen<br />
sich durch kompakte und elegante<br />
Bauweise, Bedienung<br />
über Touchscreen für noch vielfältigere<br />
Einsatzmöglichkeiten<br />
aus. Die Serien gibt es in unterschiedlichen<br />
Bandbreiten von<br />
9 kHz bis 1,5 GHz bzw. bis zu<br />
6,5 GHz.<br />
Die verfügbaren Modelle (VNA<br />
Mode: ab <strong>10</strong>0 kHz):<br />
• RSA5032N: 9 kHz bis 3,2<br />
GHz<br />
Rigol Technologies Europe<br />
GmbH<br />
info-europe@rigol.com<br />
www.rigol.eu<br />
• RSA5065N: 9 kHz bis 6,5<br />
GHz<br />
• RSA3015N: 9 kHz bis 1,5<br />
GHz<br />
• RSA3030N: 9 kHz bis 3 GHz<br />
• RSA3045N: 9 kHz bis 4,5<br />
GHz<br />
Grundeigenschaften<br />
Die Gerätefamilien RSA5000N<br />
und RSA3000N sind modular<br />
aufgebaut und beinhalten neben<br />
der neuen VNA-Funktion auch<br />
die bekannten vier Funktionsmodule<br />
RTSA (Echtzeit-Spektrum-Analysator<br />
bis zu einer<br />
maximalen Bandbreite von 40<br />
MHz), GPSA (sweep-basierender<br />
Spektrumanalysator mit<br />
herausragender Performance),<br />
EMI (Vorab-Konformitäts-Tests<br />
nach CISPR-Vorgaben) und VSA<br />
(Vektorsignalanalyse für unterschiedliche<br />
digitale Demodulation<br />
und Bitfehlermessung, nur<br />
RSA5000N).<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
erledigen wichtige Funktionen<br />
in vielen Testlabors<br />
und werden oftmals gleichgesetzt<br />
mit hohen Kosten. Mit<br />
der erweiterten Basic-Performance-Serie<br />
RSA5000N oder<br />
RSA3000N steht für Anwender<br />
mit anspruchsvollen Analyseaufgaben<br />
und gleichzeitig limitierten<br />
Budgets eine kostengünstige<br />
Alternative zur Verfügung.<br />
Bild 2: RSA3015N<br />
Dieses komplett ausgestattete<br />
Instrument verfügt über die volldigitale<br />
IF-Technologie (Intermediate<br />
Frequency) für genaue<br />
und hochauflösende Messungen<br />
über den gesamten Frequenzbereich<br />
von 9 kHz bis 6,5 GHz.<br />
Die RSA5000N/RSA3000N-<br />
Serien haben eine <strong>10</strong>,1-Zollkapazitives-Multitouch-Display<br />
mit <strong>10</strong>24 x 600 Pixel Auflösung<br />
und bezieht seine Eingangssignale<br />
über eine 50-Ohm-Typ-<br />
N-Buchse. Anschlüsse zu einem<br />
PC sind über Ethernet-LAN und<br />
USB möglich. Der Mitlaufgenerator<br />
der beiden Serien lässt sich<br />
im GPSA und im VNA Mode<br />
von -40 bis 0 dBm Ausgangsleistung<br />
einstellen und nutzen. Die<br />
Geräteklassen lassen sich auch<br />
über Web-Control bedienen.<br />
D i e S e r i e n R S A 5 0 0 0 N /<br />
RSA3000N sind modular aufgebaut<br />
und beinhalten jetzt fünf<br />
Funktionen:<br />
• VNA (neu) – vekorieller Netzwerkanalysator,<br />
<strong>10</strong>0 kHz bis<br />
6,5 GHz Bandbreite und hohe<br />
Dynamik (Standard integriert)<br />
• RTSA – Echtzeit-Spektrumanalysator,<br />
bis 40 MHz Echtzeitbandbreite<br />
• GPSA – Spektrumanalysator<br />
mit herausragender Performance<br />
• EMI – Vorab-Konformitätstests<br />
nach CISPR-Vorgaben<br />
• VSA – Digitale Demodulation<br />
(nur RSA5000N)<br />
VNA-Modul<br />
Mit einem Frequenzbereich von<br />
<strong>10</strong>0 kHz bis 6,5 GHz erfüllt<br />
der neue VNA alle Standard-<br />
Bild 3: VNA-Mode: Smith-/Polardiagramm sowie S11 (log/SWR) im RSA5065N<br />
58 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
Bild 4: RSA5065N RTSA-Mode mit Density-Spektrum und<br />
Wasserfalldarstellung (40 MHz Echtzeitbandbreite)<br />
aufgaben zur Netzwerkanalyse<br />
wie Messung des vektoriellen<br />
Reflektions- (S11) und Transmissionsfaktors<br />
(S21) sowie<br />
die Umsetzung in den Zeitbereich<br />
für die Distanzfehlermessung<br />
(DTF) an z.B. Kabeln.<br />
Der Dynamikbereich der S21-<br />
Messung liegt bei 80 dB (nom.),<br />
während die Richtdämpfung<br />
des internen Kopplers bei 40<br />
dB (nom.) liegt. Die Messbandbreite<br />
kann in 1-3-<strong>10</strong>-Schritten<br />
zwischen 1 kHz bis <strong>10</strong> MHz eingestellt<br />
werden.<br />
Bei der DTF-Messung lassen<br />
sich unterschiedliche Fensterungen<br />
verwenden. Für eine<br />
sehr genaue Entfernungsbestimmung<br />
der Reflektionen können<br />
hier unterschiedliche Parameter<br />
des Messobjektes wie den<br />
Verkürzungsfaktor, die Kabeldämpfung<br />
und die Kabellänge<br />
eingegeben werden. Mit bis zu<br />
<strong>10</strong>000 Datenpunkten und möglichen<br />
acht Markern kann man<br />
komplexe Messaufgaben komfortabel<br />
lösen. Rigol bietet zwei<br />
unterschiedliche Kalibrier-Kits<br />
mit dem hochgenauen CK<strong>10</strong>6A<br />
und dem Lowcost-Kalibrier-Kit<br />
CK<strong>10</strong>6E an.<br />
Darstellungen:<br />
• S21: u.a. lineare- und logarithmische<br />
Durchgangsdämpfung<br />
Phase und Gruppenlaufzeit<br />
• S11: u.a. als Smith- und Polardiagramm,<br />
Phase und Gruppenlaufzeit,<br />
Reflektionsfaktor<br />
und SWR<br />
• DTF: lineare- und logarithmische<br />
Durchgangsdämpfung<br />
sowie SWR<br />
RTSA-Modul<br />
Die Echtzeitbandbreite beträgt<br />
beim RSA5000N standardmäßig<br />
25 MHz (beim RSA3000N standardmäßig<br />
<strong>10</strong> MHz) und kann<br />
bei beiden Serien optional auf 40<br />
MHz erweitert werden. Durch<br />
die sehr schnelle Berechnung<br />
der FFT lässt sich eine <strong>10</strong>0%-ige<br />
Erfassungswahrscheinlichkeit<br />
mit korrekter Amplitude (POI,<br />
Probability of Intercept) von bis<br />
zu 9,3 µs (Full Scale) erreichen.<br />
Somit ist es möglich, Signale zu<br />
erfassen, die mit einem normalen<br />
Spektrumanalysator nicht mehr<br />
gemessen werden können.<br />
Durch den entstehenden hohen<br />
Informationsgehalt lassen sich<br />
unterschiedliche Messungen wie<br />
eine Dichtigkeitsdarstellung über<br />
die Frequenz, Spektrogramm<br />
oder die Leistung über den Zeitbereich<br />
darstellen. Alle Darstellungen<br />
können auch gleichzeitig<br />
angezeigt werden.<br />
Welche Marke<br />
vermissen Sie?<br />
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Marken. Und sind<br />
herstellerunabhängig.<br />
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hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 59
Messtechnik<br />
Bild 5: RSA5065N: GPSA-Mode, mit Phasenrauschmessung<br />
Bild 6: RSA5065N, EMI-Mode für Vorabkonformitätsprüfungen<br />
Mit dem vielseitigen Frequenzmaskentrigger<br />
(FMT) lassen<br />
sich schwer ermittelbare Signale<br />
erfassen. Mittels unterschiedlicher<br />
Filterarten sowie jeweils<br />
sechs verschiedenen RBW-Breiten<br />
lässt sich das Gerät optimal<br />
auf die jeweilige Applikation<br />
einstellen. Weitere Details sind:<br />
• FFT-Rate von bis zu 146,484<br />
FFT/s<br />
• i n t e g r i e r t e r F M T u n d<br />
Leistungstrigger<br />
• Interfaces: USB, LAN, HDMI<br />
GPSA-Modul<br />
Ein Spektrumanalysator dient<br />
zur Darstellung von Signalamplituden<br />
in Abhängigkeit von der<br />
Frequenz und bietet dem Benutzer<br />
eine Auswahl von IF-Filtern,<br />
um die angezeigte Bandbreite zu<br />
verringern und ein dediziertes<br />
Signal aus dem umgebenden<br />
Rauschen zu isolieren. Durch<br />
die digitale IF-Technologie des<br />
Spektrumanalysators RSA5000<br />
lassen sich die Abweichungen<br />
der Amplitude über die Zeit und<br />
Frequenz im Vergleich zu analogen<br />
Filtern merklich reduzieren.<br />
Die effektive Messgeschwindigkeit<br />
ist mehr als doppelt so hoch<br />
wie bei der DSA800-Serie.<br />
Amplitudenwerte lassen sich<br />
mit der integrierten Dämpfung<br />
(einstellbar von 0 bis 50 dB)<br />
mit bis zu 30 dBm messen. Die<br />
typische Phasenrauschleistung<br />
des RSA5000 beträgt -<strong>10</strong>8 dBc/<br />
Hz @ 1 GHz bei einem Abstand<br />
von <strong>10</strong> kHz zum Trägersignal<br />
und ist einmalig in dieser Preisklasse.<br />
Weitere Details sind:<br />
• DANL: RSA5000N -165<br />
dBm/1 Hz (typ.)/RSA3000N<br />
-161 dBm/1 Hz (typ.)<br />
• Phasenrauschen: RSA5000N<br />
-<strong>10</strong>8 dBc/Hz (typ.)/RSA3000N<br />
-<strong>10</strong>2 dBc/Hz (typ.)<br />
• P max : 30 dBm<br />
• interne Dämpfung: 0 bis 50<br />
dB, in Schritten von 1 dB<br />
einstellbar<br />
Die Serien RSA5000N und<br />
RSA3000N verfügen über Filter<br />
mit 3-dB-Bandbreitenauflösung<br />
(RBW) sowie über Video-<br />
Bandbreitenfilter (VBW), die<br />
sich von 1 Hz bis <strong>10</strong> MHz in<br />
1-3-<strong>10</strong>-Abstufung einstellen<br />
lassen. Der Anwender kann Frequenzbereiche<br />
vom „Zero-Span“<br />
bis zur vollen Bandbreite (9 kHz<br />
bis zu 6,5 GHz) des Instruments<br />
einstellen.<br />
EMI-Modul<br />
Mit der integrierten EMI-Zusatzoption,<br />
die alle EMI-Filter und<br />
zusätzliche Detektoren (Quasi<br />
Peak/CISPR Average) beinhalten,<br />
können erweiterbare<br />
Messfunktionen für Pre-Compliance-Tests<br />
von Baugruppen,<br />
Geräten und Komponenten mit<br />
den Serien RSA3000N und<br />
RSA5000N durchgeführt werden.<br />
Der Kunde kann bereits<br />
sehr kostengünstige Vortests<br />
im eigenen Haus durchführen,<br />
bevor die Produkte an externe,<br />
zertifizierte und kostenintensive<br />
Testlabore gegeben werden. Hier<br />
kann schon während der Produktentwicklung<br />
sichergestellt<br />
werden, dass das die EU-Normen<br />
für EMV erfüllt wird.<br />
Folgende Möglichkeiten sind<br />
bei dieser Option integriert und<br />
sorgen für eine schnelle Auswertung:<br />
• CISPR-16-1-1-Detektoren/<br />
Bandbreiten<br />
• logarithmische und lineare<br />
Darstellung<br />
• Signalergebnis-Tabellen, flexible<br />
Scan-Tabellen<br />
• simultane Detektoren an Messmeter<br />
• Verwendung von automatischen<br />
Limits mit Delta-<br />
Berücksichtigung<br />
• Messungen am Marker<br />
• Testberichtsgenerierung<br />
• Korrekturberücksichtigung<br />
von externen Komponenten<br />
direkt am Gerät<br />
VSA-Modul<br />
Die vielfältigen Funktionen<br />
des VSA-Moduls bei der<br />
RSA5000N-Serie umfassen die<br />
I/Q-HF-Hüllkurvenanalyse und<br />
Bild 7: RSA5065N: VSA-Mode mit 64-QAM-Demodulation<br />
die flexible digitale Modulationsanalyse.<br />
Der FMT-Trigger<br />
basiert auf Ultra Real für die<br />
Erfassung und Modulationsanalyse.<br />
Dies ermöglicht die Messung<br />
und Analyse von drahtlosen<br />
Kommunikations- und<br />
Verbindungsstandards sowie<br />
BER-Tests für bekannte Signalsequenzen.<br />
Die Modulationsformate<br />
sind FSK2, FSK4, FSK8,<br />
MSK, BPSK, QPSK, OQPSK,<br />
DQPSK, 8PSK, D/4-DQPSK,<br />
D/8-D8PSK, D8PSK, QAM16,<br />
QAM32, QAM64, ASK2 und<br />
ASK4. Die Analyseergebnisse<br />
können als Signalamplitude im<br />
Zeitbereich, Spektrum, Augendiagramm,<br />
Konstellations- und<br />
Vektordiagramm, Fehlervektorgröße,<br />
Quadraturfehler, Amplitudenfehler<br />
und Phasenfehler<br />
angezeigt werden.<br />
Die RSA3000N-Serie bietet<br />
eine vereinfachte Form des<br />
VSA-Moduls für die ASK/FSK-<br />
Demodulationen und BER-Tests<br />
an. ◄<br />
60 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
Isolationswiderstands-Messungen bis zu 150 Teraohm<br />
Die neuen Teraohmmeter 981i und 983i<br />
von Vitrek, vertrieben durch Telemeter<br />
Electronic, sind für die härtesten Anwendungen<br />
in der Hochwiderstandsmessung<br />
konzipiert. Diese Geräte sind in der Lage,<br />
Widerstandswerte von bis zu 150 Teraohm<br />
zu messen. Dadurch, dass die Leckstrommessungen<br />
in Pikoampere gemessen werden,<br />
können besonders stabile und präzise<br />
Messwerte ausgegeben werden. Wenn also<br />
Isolationswiderstandswerte mit höherer<br />
Spannung geprüft werden müssen, sind<br />
die Geräte der 98x-Serie, die idealen<br />
Prüfgeräte. Die Teraohmmeter 981i und<br />
983i sind besonders für kapazitive Lasten<br />
ausgelegt und verfügen über bis zu <strong>10</strong>0<br />
umfangreiche Testsequenzen. Sie werden<br />
häufig bei Prüfungen an Elektrofahrzeugsystemen<br />
und Solaranlagen eingesetzt und<br />
sind für Testspannungen von bis zu 11 kV<br />
DC geeignet. Zusätzlich sind die neuen<br />
Teraohmmeter von Vitrek durch RS232,<br />
LAN, GPIB fernsteuerbar.<br />
■ Telemeter Electronic GmbH<br />
www.telemeter.info<br />
Q/V-Band RF-Upconverter zum Test von Satellitennutzlasten<br />
Um dem Endnutzer von Satellitenverbindungen<br />
immer größere<br />
Datenraten zu ermöglichen,<br />
nutzen Satellitenbetreiber höhere<br />
Frequenzen wie das Q/V-Band,<br />
in dem größere Bandbreiten<br />
zur Verfügung stehen. Rohde &<br />
Schwarz bietet mit dem neuen<br />
RF-Upconverter R&S SZV<strong>10</strong>0A<br />
ab sofort eine Lösung für den<br />
Test von Breitbandtranspondern<br />
in Nutzlasten von Very-<br />
High-Throughput-Satelliten<br />
(VHTS). Mit seiner 2-GHz-<br />
Modulationsbandbreite deckt<br />
der R&S SZV<strong>10</strong>0A durchgängig<br />
den gesamten Frequenzbereich<br />
von 36 bis 56 GHz ab.<br />
Im Q/V-Band<br />
stehen größere Bandbreiten für<br />
den Feeder-Link zum Satelliten<br />
zur Verfügung. Damit ist das<br />
Q/V-Band ideal für die Implementierung<br />
kommender Datenverbindungen<br />
mit hoher Bitrate.<br />
Dazu zählen zukünftige Kommunikations-<br />
und zellulare Backhaul-Netze,<br />
die dem Endnutzer<br />
große Datenmengen bereitstellen<br />
können. Sowohl traditionelle,<br />
geostationäre Satelliten als auch<br />
LEO-Satelliten im New Space-<br />
Umfeld haben diese neuen Satellitenbänder<br />
für sich entdeckt.<br />
An die Mikrowellenkomponenten<br />
im Q/V-Band werden<br />
hohe Ansprüche gestellt. Dementsprechend<br />
benötigen diese<br />
umfangreiche Tests während<br />
der Entwicklung und Verifizierung.<br />
Verstärker, Konverter,<br />
Empfängermodule und komplette<br />
Satellitennutzlasten sind<br />
einige Beispiele. Insbesondere<br />
für Satellitennutzlasten gibt es<br />
auch hohe Anforderungen an die<br />
Signalqualität der Messgeräte.<br />
Zusammen mit dem Vektorsignalgenerator<br />
R&S SMW200A<br />
ermöglicht der Q/V-Band-RF-<br />
Upconverter R&S SZV<strong>10</strong>0A<br />
eine durchgängige Abdeckung<br />
aller Satellitenbänder vom VHFbis<br />
ins V-Band. Zusätzlich deckt<br />
er die Frequenzbänder für 5G im<br />
Q/V-Band ab.<br />
Der Messaufbau besteht aus<br />
dem Vektorsignalgenerator<br />
R&S SMW200A, dem RFund<br />
Mikrowellen-Signalgenerator<br />
R&S SMA<strong>10</strong>0B und<br />
dem Q/V-Band-RF-Upconverter<br />
R&S SZV<strong>10</strong>0A. Mit seiner<br />
herausragenden HF-Performance<br />
liefert der R&S SMW200A das<br />
modulierte, breitbandige Zwischenfrequenzsignal<br />
mit Bandbreiten<br />
von bis zu 2 GHz. Der<br />
R&S SMA<strong>10</strong>0B stellt das hochpräzise<br />
Lokaloszillatorsignal<br />
bereit. Die maximale Ausgangsleistung<br />
des R&S SZV<strong>10</strong>0A<br />
beträgt bis zu 16 dBm (1-dB-<br />
Kompressionspunkt).<br />
Das kompakte Gehäusedesign,<br />
das geringe Gewicht<br />
und die Montagepunkte des<br />
R&S SZV<strong>10</strong>0A erlauben eine<br />
Montage möglichst nahe am<br />
Prüfling, z.B. an der Außenseite<br />
einer Thermal Vacuum Chamber<br />
(TVAC). Die Entfernung<br />
zwischen der ZF-Quelle bzw.<br />
der LO-Quelle und dem R&S<br />
SZV<strong>10</strong>0A kann bis zu <strong>10</strong> m<br />
betragen, sodass ein optimierter<br />
Testaufbau möglich ist.<br />
Der Upconverter und die Signalgeneratoren<br />
können mit einer<br />
PC-Software über eine LAN-<br />
Verbindung fernbedient werden.<br />
Die Nutzung der R&S SZV<br />
Fernsteuersoftware ermöglicht<br />
eine einfache und komfortable<br />
Konfiguration des gesamten Gerätesetups.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.de<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 61
Messtechnik<br />
Scope bietet vier Kanäle, 500 MHz Bandbreite<br />
und 8/<strong>10</strong>/12 Bit Auflösung<br />
Die Geräte der PicosScope<br />
6000E Serie sind die bislang<br />
leis tungsstärksten USB-Digitaloszilloskope<br />
von Pico Technology.<br />
Nun sind neben den achtkanaligen<br />
Modellen mit 500 MHz<br />
Bandbreite und 8/<strong>10</strong>/12 Bit Auflösung<br />
auch Modelle mit vier<br />
Kanälen erhältlich, die ebenfalls<br />
über eine Bandbreite von bis zu<br />
500 MHz sowie eine feste 8-Bit-<br />
Auflösung bzw. eine flexibel<br />
anpassbare FlexRes-Auflösung<br />
verfügen für 8, <strong>10</strong> oder 12 Bit.<br />
Die Abtastrate der Geräte beträgt<br />
bis zu 5 GS/s, abhängig von der<br />
gewählten Auflösung und der<br />
Anzahl der verwendeten Kanäle.<br />
In Verbindung mit der Pico-<br />
Scope 6 Software bietet die Serie<br />
6000E Leistung und Funktionen,<br />
die die Visualisierung, Analyse<br />
und Fehlersuche in komplexen<br />
elektronischen Designs ermöglichen<br />
und eröffnet damit Ingenieuren,<br />
die die nächste Generation<br />
von Embedded-Systemen<br />
entwickeln, neue Perspektiven.<br />
Weiterhin richtet sich die Serie<br />
an OEM-Kunden, die nach<br />
hervorragenden Wellenform-<br />
Erfassungsfunktionen und einer<br />
effektiven Programmierschnittstelle<br />
suchen.<br />
Die PicoScope-6000E-Serie<br />
beinhaltet drei vierkanalige<br />
Modelle (4 analoge und 16<br />
digitale Hochleistungskanäle).<br />
Die Modelle 6403E und 6404E<br />
verfügen über eine Bandbreite<br />
von 300 MHz bzw. 500 MHz,<br />
eine 8-Bit-Festauflösung, eine<br />
Sample Rate von 2,5 GS/s (zwei<br />
Analogkanäle) oder 5 GS/s (ein<br />
oder kein Analogkanal) bzw. eine<br />
Sample Rate zwischen 625 und<br />
5 GS/s sowie über einen Speicher<br />
von 1 bzw. 2 GS.<br />
Das Modell 6424E hat eine<br />
Bandbreite von 500 MHz und<br />
ist mit der flexibel anpassbaren<br />
FlexRes-Auflösung ausgestattet.<br />
Die Sample Rate liegt zwischen<br />
625 und 5 GS/s und der<br />
Speicher fasst 4 GS. Die Flex-<br />
Res-Technologie ermöglicht<br />
das Neukonfigurieren der Hardware<br />
des Oszilloskops, um entweder<br />
die Abtastrate oder die<br />
Auflösung zu optimieren. Das<br />
bedeutet, dass sich die Hardware<br />
so konfigurieren lässt,<br />
dass der Benutzer entweder ein<br />
schnelles 8-Bit-Oszilloskop (5<br />
GS/s) zum Betrachten digitaler<br />
Signale hat oder ein hochauflösendes<br />
12-Bit-Oszilloskop für<br />
Audioarbeiten und andere analoge<br />
Anwendungen.<br />
FlexRes-Oszilloskope unterstützen<br />
den Anwender somit bei<br />
der Erfassung und Decodierung<br />
schneller digitaler Signale oder<br />
auch bei der Suche nach Verzerrungen<br />
bei empfindlichen analogen<br />
Signalen. Alle Modelle<br />
verfügen über einen integrierten<br />
50-MHz-Funktionsgenerator<br />
(Sinus- und Rechteckwelle), der<br />
Dreieck, Gleichstrom, weißes<br />
Rauschen, PRBS und andere<br />
Wellenformen bei niedrigen Frequenzen<br />
ermöglicht. Außerdem<br />
enthalten alle Modelle einen<br />
14-Bit/200-MS/s-Generator<br />
für anwenderdefinierte Wellenformen<br />
(AWG). Dieser verfügt<br />
über einen variablen Abtasttakt,<br />
der Jitter an Wellenformflanken,<br />
wie sie bei Generatoren<br />
mit festem Takt vorkommen,<br />
vermeidet und die Erzeugung<br />
genauer Frequenzen bis hinunter<br />
auf <strong>10</strong>0 µHz ermöglicht.<br />
Serienmäßige Extras<br />
Die vierkanaligen Geräte der<br />
PicoScope-6000E-Serie zeichnen<br />
sich weiterhin durch die<br />
vielen serienmäßig enthaltenden<br />
Extras aus, die über die kostenlose<br />
Software PicoScope 6 angesteuert<br />
werden können. Die<br />
bewährte PicoScope 6 Software<br />
nutzt alle Vorteile von Ultra-<br />
High-Definition-Displays und<br />
bietet solch einzigartige Funktionen<br />
wie Ultra-Deep-Memory,<br />
Schnelle IL- und RL-Messung an Kabeln mit MPO/MTP-Steckern<br />
Beim Test von MPO/MTP-Steckern<br />
schaltet das OP940-CSW<br />
von OptoTest automatisch von<br />
einem Kanal zum nächsten. In<br />
nur 40 s erfasst es sowohl die<br />
Einfügungsdämpfung (IL) als<br />
auch die wichtige, aber oft vernachlässigte<br />
Rückflussdämpfung<br />
(RL) an zwölf Fasern.<br />
Dazu nutzt das OP940-CSW<br />
einen großen Dynamikbereich<br />
von -<strong>10</strong> dB bis -80 dB und kann<br />
so die Dämpfung im Referenz-<br />
Setup anpassen. Besonders bei<br />
der RL-Messung führt das zu<br />
sehr genauen Ergebnissen und<br />
garantiert eine hohe Dienstqualität.<br />
Das bei Laser Components<br />
erhältliche Gerät spart<br />
nicht nur durch die schnellen<br />
und präzisen Messungen<br />
wertvolle Zeit bei der Faser-<br />
Installation in Rechenzentren;<br />
auch sein kompaktes Design<br />
erleichtert die Arbeit erheblich:<br />
Ohne umständliche Fanouts<br />
werden die Kabel direkt<br />
an die MPO/MTP-Schnittstelle<br />
angeschlossen. Auch auf den<br />
Einsatz von Mandrels oder<br />
Index-Matching-Gel kann der<br />
Techniker verzichten.<br />
■ Laser Components GmbH<br />
www.lasercomponents.com<br />
62 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Ihr Partner für<br />
EMV und HF<br />
Messtechnik-Systeme-Komponenten<br />
AVIONIK-PRÜFTECHNIK<br />
& FUNKMESSPLÄTZE<br />
GNSS-Simulatoren<br />
Testsysteme für Füllstandsmesser<br />
Transponder & Interrogator Tester<br />
Funkmessplätze (BOS, TETRA)<br />
Testsysteme für Höhenmesser<br />
Nav/Comm Tester<br />
Persistenz-Anzeige, DeepMeasure, Masken-<br />
Grenzwerttests, Signalgenerator, Spektrum-<br />
Analyse/FFT, Kanal-Mathematik, erweiterte<br />
Trigger, automatische Messungen und serielles<br />
Bus-Decoding für 21 Protokolle. Besonders<br />
interessant ist außerdem das ebenfalls<br />
serienmäßig enthaltene PicoSDK (Oscilloscope<br />
Software Development Kit), das dem<br />
Anwender das Schreiben eigener Software<br />
ermöglicht und Treiber für Windows, MacOS<br />
und Linux zur Verfügung stellt.<br />
Analog- und Vektorsignale<br />
bis 4 oder 6 GHz erzeugen<br />
Mit der SSG5000X(V)-Serie erweitert Siglent<br />
sein Angebot im Bereich HF-Prüftechnik.<br />
Vier Modelle und zwei Versionen erlauben<br />
dem Anwender sowohl die Erzeugung<br />
von Analog- als auch von Vektorsignalen.<br />
Die klassischen analogen HF-Generatoren<br />
(SSG5000X) bieten standardmäßig alle<br />
analogen Modulationsarten einschließlich<br />
Pulsmodulation; daneben können verschiedene<br />
Arten von Frequenz- oder Amplituden-<br />
Sweeps eingestellt und kombiniert werden.<br />
Die Vektorsignalgeneratoren (SSG5000X-<br />
V) sind mit einer internen IQ-Modulation<br />
und einer HF-Modulationsbandbreite von<br />
bis zu 150 MHz sowie einer Playback-<br />
Funktion für Arbiträrsignale ausgestattet.<br />
Die Modelle SSG5040X und SSG5040X-V<br />
erzeugen Signale im Frequenzbereich von<br />
9 kHz bis 4 GHz, die Modelle SSG5060X<br />
und SSG5060X-V im Bereich von 9 kHz bis<br />
6 GHz. Alle Geräte sind mit einem 5-Zoll-<br />
Touch-Display ausgestattet und verfügen<br />
über einen Webserver zur einfachen Fernsteuerung<br />
über Ethernet.<br />
D i e H F - S i g n a l g e n e r a t o r e n d e r<br />
SSG5000X(V)-Serie von Siglent liefern<br />
Analog- und Vektorsignale in einem Frequenzbereich<br />
von 9 kHz bis 4 oder 6 GHz,<br />
bei einer Frequenzeinstellungsauflösung<br />
von 0,001 Hz und einer Amplitudenauflösung<br />
von 0,01 dB.<br />
Alle vier Instrumente der SSG5000X(V)-<br />
Serie haben eine Phasenrauschspezifikation<br />
von -120 dBc/Hz bei 1 GHz und einen<br />
20-kHz-Offset (typisch). Der geregelte<br />
maximale Ausgangspegel beträgt bis zu 20<br />
dBm (einstellbar bis 26 dBm), der minimale<br />
Ausgangspegel beträgt -130 dBm (einstellbar<br />
bis -140 dBm). Die Geräte können mit<br />
einem optionalen OCXO-Modul für eine<br />
verbesserte Temperaturstabilität aufgerüstet<br />
werden.<br />
Innerhalb der Serie verfügen die SSG5000X-<br />
V-Modelle über eine interne IQ-Modulation<br />
mit einer Modulationsbandbreite von bis<br />
zu 150 MHz sowie eine Wellenform-Wiedergabefunktion.<br />
Sie eignen sich für aufwendigere<br />
Anwendungen, bei denen komplexe<br />
modulierte Signale erforderlich sind.<br />
Standard-Wellenformdateien, einschließlich<br />
5G NR, LTE, WLAN, WCDMA und Bluetooth,<br />
sind in die Modelle SSG5040X-V<br />
und SSG5060X-V integriert. Weiterhin ermöglicht<br />
ein benutzerdefinierter Modus die<br />
schnelle Einrichtung von Standardmodulationsschemata<br />
wie ASK, FSK, PSK und<br />
QAM mit einer Symbolrate von bis zu 120<br />
Msamples/s.<br />
■ Meilhaus Electronic GmbH<br />
www.meilhaus.com<br />
POSITIONING - TIMING -<br />
NAVIGATION<br />
GPS/GNSS Simulatoren<br />
Störsignal-Simulatoren<br />
Enterprise NTP Server<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
MESSTECHNIK<br />
Puls- & Signalgeneratoren<br />
Feldmessung<br />
Netzwerkanalysatoren<br />
Spektrumanalysatoren<br />
Leistungsmessköpfe<br />
HF-Schaltfelder<br />
Taktgeber Oszillatoren<br />
PTB Masterclocks<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
KOMPONENTEN<br />
Hohlleiterkomponenten bis 325 GHz<br />
HF-Komponenten bis <strong>10</strong>0 GHz<br />
RF-over-Fiber<br />
Kalibrierkits<br />
Subsystem<br />
Verstärker<br />
Schalter<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 63<br />
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 <strong>10</strong><br />
Email: info@emco-elektronik.de<br />
Internet: www.emco-elektronik.de
Messtechnik<br />
Automatische EMV-Messungen an ICs dank neuartiger<br />
Kontaktspitzen<br />
HF-Spannungsmesser P750 mit neuer Kontaktspitze und Kontakterkennung<br />
Federkontakt im Detail<br />
Im Zuge der Forschungs- und<br />
Entwicklungsarbeit der Langer<br />
EMV-Technik GmbH wurde<br />
Anfang <strong>2020</strong> eine neue IC-<br />
Probe-Generation realisiert, welche<br />
mit einem flexiblen Federkontakt<br />
als Spitze und visuell<br />
überprüfbarer Kontakterkennung<br />
ausgestattet ist. Dies ermöglicht<br />
nicht nur eine deutlich präzisere<br />
Kontaktierung mit dem IC-Pin,<br />
sondern ebenfalls Messungen<br />
von ICs in BGA-Gehäusen<br />
und einen unkomplizierten und<br />
schnellen Austausch der Spitzen.<br />
20 Jahre Erfahrung<br />
Langer EMV-Technik kann<br />
bereits auf über 20 Jahre Erfahrung<br />
im Bereich der IC-Messtechnik<br />
und Messdienstleistung<br />
zurückblicken. In diesen Jahren<br />
wurde das IC-Testsystem mit<br />
zahlreichen Messmethoden für<br />
leitungsgeführte und feldgebundene<br />
IC-Tests permanent weiterentwickelt<br />
und optimiert. Das<br />
IC-Testsystem umfasst Messtechnik,<br />
mit der verschiedenste<br />
EMV-Messungen an ICs leitungs-<br />
und feldgebunden durchgeführt<br />
werden können.<br />
Mit leitungsgebundenen<br />
IC-Probes<br />
lassen sich normative Bewertungen<br />
der Störaussendung<br />
(IEC 61967) und der Störfestigkeit<br />
(IEC 62132; IEC 62215)<br />
oder auch entwicklungsbegleitende<br />
Untersuchungen durchführen.<br />
Dazu gehören u.a. die<br />
leitungsgeführte Aussendung,<br />
DPI (Direct Power Injection)<br />
sowie die EFT-Pulseinkopplung.<br />
Die hohe Messdynamik und Genauigkeit<br />
bei der Kontaktierung<br />
der neuen IC-Probes erlaubt die<br />
automatische Ausmessung komplexer<br />
ICs mit dem IC-Testautomat<br />
ICT1. Der ICT1 ist ein<br />
Positioniersystem für IC-Messgeräte<br />
der Langer EMV-Technik<br />
GmbH, um automatisierte EMV-<br />
Tests an ICs durchzuführen.<br />
Kontakterkennung über<br />
einen Taster aktivieren<br />
Erfolgt die IC-Probe per Hand,<br />
lässt sich die Kontakterkennung<br />
über einen Taster aktivieren<br />
und mittels der integrierten<br />
LED visuell überprüfen. Je<br />
nach Anwendung und Messaufgabe<br />
kann es erforderlich sein,<br />
unterschiedliche Kontaktspitzen<br />
mit beispielsweise unterschiedlicher<br />
Länge einzusetzen. Dies<br />
ist auch problemlos möglich,<br />
da die Federkontakte über eine<br />
Verschraubung leicht wechselbar<br />
sind.<br />
Auf einen Blick:<br />
• verbesserter Pin-Kontakt<br />
mit präziserer Kontaktierung<br />
(Pitch bis 0,4 mm möglich)<br />
• Automatisierbarkeit mit IC-<br />
Testautomat ICT1<br />
• Messung von ICs in BGA-<br />
Gehäusen<br />
• leicht austauschbare Kontaktspitze<br />
– es sind je nach Anwendung<br />
individuelle Kontaktspitzen<br />
möglich.<br />
• visuelle Kontakterkennung ◄<br />
Langer EMV-Technik GmbH<br />
www.langer-emv.de<br />
Schematische Kontaktierung eines Koppelpads<br />
64 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Messtechnik<br />
emv Köln 17. - 19.03.<strong>2020</strong> / Stand <strong>10</strong>.2-518<br />
Sonderanwendungen der<br />
MTS Relaisschaltfelder<br />
KRE-4000 Serie<br />
Analysatoren für Einsteiger und mit<br />
VNA-Funktionalität Verstärkermatrix KVE-1/6/1-TFRO<br />
Abgesetzte Vorverstärker in einer EMV-<br />
Schirmkammer. Frequenzbereich <strong>10</strong>0 kHz bis<br />
26,5 GHz, mit fünf verschiedene Low Noise<br />
Amplifier, die über HF-Relais wahlweise in<br />
den Signalweg geschaltet werden können.<br />
Rauschen von ±1,0 dB typ. bis ±2,0 dB typ.<br />
Verstärkung zwischen 31 dB bis 50 dB.<br />
Bei den Verstärkern oberhalb von 1 GHz<br />
jeweils noch ein vorgeschalteter Bandpass<br />
zum Schutz des Eingangs.<br />
(Individuelle Konfigurationen möglich!)<br />
Von der Idee bis zum Service,<br />
HF-Technik aus einer Hand<br />
MTS MIMO-Testsystem<br />
Um MIMO-Szenarien im Labor nachzubilden,<br />
hat MTS Systemtechnik den MIMO-Tester entwickelt.<br />
Dieses Gerät eignet sich sowohl zur<br />
Emulation von Antennendiversität, als auch für<br />
Beamforming und kann z.B. für HSPA+, LTE,<br />
5G oder WLAN Tests eingesetzt werden. Die<br />
Kanalmatrix kann dabei durch Abschwächer<br />
und Verzögerungsleitungen nachgebildet werden,<br />
die jeweils digital einstellbar sind.<br />
(Individuelle Konfigurationen möglich!)<br />
Aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach<br />
leistungsfähigen und kostengünstigen HF-<br />
Messgeräten hat Siglent zwei neue Analysatoren<br />
zu seinem bestehenden Angebot an<br />
HF-Analysatoren hinzugefügt. Das erste<br />
neue Mitglied ist der Echtzeit-Spektrumanalysator<br />
SSA3032X-R. Ferner wurde die<br />
gesamte Serie SSA3000X-R um die VNA-<br />
Funktionalität erweitert. Diese zusätzliche<br />
Funktion ist bei Neugeräten ohne Aufpreis<br />
inkludiert. Bestandsgeräte können mittels<br />
kostenfreiem Upgrade erweitert werden.<br />
Das zweite neuvorgestellte Instrument ist<br />
ein leistungsstarker Spektrum Analysator<br />
der Einstiegsklasse. Der SSA3015X Plus<br />
vereint solide Leistung, hilfreiche Erweiterungsoptionen<br />
und ein attraktives Preis/<br />
Leistungs-Verhältnis.<br />
Das erste neue Mitglied<br />
ist eine Ergänzung der Realtime-Spektrumanalysator-Serie<br />
SSA3000X-R. Das<br />
Modell SSA3032X-R bietet eine maximale<br />
Bandbreite von 3,2 GHz und ist mit<br />
allen Funktionen und Optionen der 5- und<br />
7,5-GHz-Versionen ausgestattet. Damit ist<br />
der SSA3032X-R das perfekte Debugging-<br />
Werkzeug für Sub-3-GHz-Projekte. Dank<br />
der Echtzeitfähigkeit erfasst der Analysator<br />
Daten schneller als herkömmliche<br />
Spektrumanalysatoren. Dies ermöglicht<br />
eine lückenlose Erfassung des Spektrums,<br />
sodass selten auftretende Störungen schneller<br />
gefunden und behoben werden können. Zu<br />
den adressierbaren Anwendungsbereichen<br />
gehören Rundfunk-, Mobilfunk- und Nahfeldkommunikationssysteme<br />
sowie die<br />
Überwachung des Spektrums. Der Analysator<br />
kann für F&E-, Produktions- oder Wartungsaufgaben<br />
und auch im Bildungsbereich<br />
eingesetzt werden. Die Echtzeiterfassung ist<br />
auch für das EMI-Debugging vorteilhaft und<br />
kann helfen, die Zeit bis zur Markteinführung<br />
zu verkürzen. Die optionale Vektorsignalanalyse<br />
ermöglicht es dem Benutzer, die<br />
Leistung von integrierten drahtlosen Funkmodulen<br />
zu optimieren. Die neuintegrierte<br />
VNA-Fähigkeit erweitert den Bereich der<br />
adressierbaren Anwendungen hin zu komplexen<br />
Impedanzmessungen, welche für<br />
Antennenanpassung oder Filteroptimierung<br />
unerlässlich sind.<br />
Das zweite neuvorgestellte<br />
Produkt<br />
ist nicht weniger interessant, da es die leistungsstarken<br />
Funktionen und Funktionalitäten<br />
der SSA3000X-Plus-Serie für<br />
die Einstiegsklasse verfügbar macht. Der<br />
neue SSA3015X Plus verfügt über hervorragende<br />
Bannerspezifikationen, wie einen<br />
angezeigten durchschnittlichen Rauschpegel<br />
(typ. DANL) von -156 dBm/Hz, ein<br />
Phasenrauschen von -99 dBc/Hz (typ. bei<br />
1 GHz mit <strong>10</strong> kHz Offset), eine Gesamtpegelgenauigkeit<br />
von
Messtechnik<br />
Testumfang des R&S TS8980 für die 5G-Gerätezertifizierung erweitert<br />
Die Zertifizierung von Geräten ist für die<br />
Mobilfunkindustrie von entscheidender<br />
Bedeutung, da die Konformität mit GCFund<br />
PTCRB-Zertifizierungsanforderungen<br />
sicherstellt, dass Mobilfunkgeräte in unterschiedlichen<br />
Netzen spezifikationskonform<br />
funktionieren.<br />
Mit den neuen Testfallvalidierungen für<br />
eine große Anzahl von 5G-Frequenzbändern<br />
und Bandkombinationen erfüllt das<br />
R&S TS8980FTA-3A nun 23 Testplattform-Zulassungskriterien<br />
(Test Platform<br />
Approval Criteria, TPAC) für GCF Work<br />
Items und bietet somit ein breites Anwendungsspektrum<br />
für die Prüfung und Zertifizierung<br />
von 5G-Geräten.<br />
Das Testsystem R&S TS8980 ist eine einzigartige<br />
Testlösung für alle Funkzugangstechnologien<br />
von GSM, WCDMA, LTE<br />
bis 5G und ein bewährtes Tool für zuverlässige<br />
HF-Tests von der Entwicklung bis<br />
zur Konformitätsprüfung. Das integrierte<br />
Testsystem, das mittels Sequenzer-Software<br />
R&S Contest bedient wird, liefert<br />
hocheffiziente, präzise und reproduzierbare<br />
Messergebnisse.<br />
Ein einzigartiges Feature des R&S TS8980<br />
ist das reibungslose Upgrade auf 5G. Kunden,<br />
die bereits die Vorgängerversion des<br />
R&S TS8980 besitzen, benötigen für ihr<br />
Testsystem nur noch einen R&S CMX500<br />
als Extension Box, um 5G-HF-Tests durchzuführen.<br />
R&S TS8980 ist eine erfolgreiche<br />
Familie von HF-Konformitätstestsystemen<br />
und unterstützt als einzige auf<br />
dem Markt sämtliche Mobilfunktechnologien<br />
von 2G bis 5G auf einer Plattform.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
www.rohde-schwarz.de<br />
66 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Antennen<br />
Embedded-GNSS-Antenne für zentimetergenaue Ortung<br />
Die Ultra-Lowprofile-GNSS-Antenne<br />
Raptor von Antenova ist eine sehr kompakte<br />
und überaus leistungsfähige Antenne,<br />
die den Vergleich mit keramischen Patch-<br />
Antennen nicht scheuen muss. Dadurch<br />
ist sie die perfekte Wahl für kleine Tracking-Devices,<br />
Wearables, Drohnen und<br />
viele andere miniaturisierte Positioning-<br />
Applikationen. Die Raptor erreicht dabei<br />
hinsichtlich ihrer GNSS-Genauigkeit ein<br />
wirklich außergewöhnliches Niveau, das<br />
ihr zentimetergenaue Ortung ermöglicht.<br />
Die Antenova Raptor wurde mit dem<br />
Fokus auf eine besonders einfache Integration<br />
entwickelt. Dafür wird die Raptor<br />
stabil auf der kürzesten Seite des PCBs<br />
am linken Rand positioniert. Sie verfügt<br />
außerdem über GNSS-taugliche RHCP-<br />
Eigenschaften und eignet sich für nahezu<br />
alle Positioning-Applikationen. Ein insgesamt<br />
wirklich neuartiger Antennenansatz<br />
samt Lowprofile, allerdings mit dem hohen<br />
Leistungsvermögen einer keramischen<br />
Patch-Antenne.<br />
Key Features:<br />
• Antenna for 1164...1249 & 1559...1609<br />
MHz, GNSS for embedded applications<br />
• GNSS bands covered are GPS L1, L2,<br />
L5; Glonass L1, L2, L3; Galileo E1,<br />
E5a/b; BeiDou B1I, B2I, B3, B2a; QZSS<br />
L1, L1C, L1S, L2C, L5<br />
• Solution for all global public constellations:<br />
GPS, Glonass, Beidou & Galileo<br />
• Maintains high performance on device:<br />
DFI (Designed For Integration)<br />
• Designed for SMD mounting<br />
• Supplied on Tape&Reel<br />
■ tekmodul GmbH<br />
info@tekmodul.de<br />
www.tekmodul.de<br />
GNSS-Helixantennen für präzises Positioning<br />
CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
Mit den GNSS-Helixantennen<br />
HC976 und HC976E für präzises<br />
Positioning kann Compotek<br />
zwei brandneue, innovative<br />
Helixantennen seines Partners<br />
Tallysman vorstellen. Der überaus<br />
leichte und kompakte Formfaktor<br />
machen die beiden Helicals<br />
zu perfekten Partnern für<br />
verschiedenste Anwendungsgebiete.<br />
Insbesondere dafür geeignet<br />
ist die autonome Navigation<br />
von Fahrzeugen, Schiffen oder<br />
Flugeugen. Darüber hinaus bieten<br />
sich die HC976 und HC976E<br />
auch ideal für Landvermessungs-<br />
Devices, GNSS timing oder<br />
Positioning im Automotive-Sektor<br />
an. Beide Modelle unterstützen<br />
die Frequenzbänder GPS/<br />
QZSS-L1/L2/L6, Glonass-G1/<br />
G2, Galileo-E1/E6 und BeiDou-<br />
B1/B3. Regionale Erweiterungsdienste<br />
wie WAAS (Nordamerika),<br />
EGNOS (Europa), MSAS<br />
(Japan), GAGAN (Indien) sowie<br />
High-Precision L-Band Correction-Services<br />
werden ebenfalls<br />
unterstützt.<br />
Technischer Vorsprung<br />
durch umfangreichen<br />
Support<br />
Das elementare Key Feature der<br />
HC976 und 976E ist der Support<br />
von QZSS-L6, Galileo-E6<br />
und BeiDou-B3. Die HC976 ist<br />
dabei mit ihren 42 g außerordentlich<br />
leicht und misst 44 mm in<br />
der Breite sowie 62 mm in der<br />
Höhe. Sie verfügt über ein sehr<br />
präzise eingestelltes Helixelement,<br />
das Ihnen ein exzellentes<br />
Achsenverhältnis ermöglicht und<br />
zudem ohne Groundplane funktioniert.<br />
Dadurch eignet sie sich<br />
für ein sehr breites Spektrum an<br />
hochpräzisen Applikationen.<br />
Außerdem ist die HC976 sehr<br />
stromsparend und verfügt über<br />
einen LNA und ein Vorfilter, um<br />
Oberwellenstörungen bspw. im<br />
Bereich von 700 MHz oder LTE<br />
vorzubeugen. Alle housed Helical<br />
antennas von Tallysman sind<br />
in robusten Kunststoffgehäusen<br />
auf Militärniveau untergebracht.<br />
Der Antennenfuß verfügt über<br />
einen integrierten SMA connector,<br />
einen wasserdichten O-Ring<br />
sowie drei Schraubenlöcher zur<br />
sicheren Montage.<br />
Daten der HC976<br />
Die „lightweight embedded<br />
Antenna“ HC976E ist mit ihren<br />
12 g und ihren Maßen von 39<br />
x 50 mm kompakter und sogar<br />
noch leichter und unterstützt<br />
darüber hinaus alle Features der<br />
HC976. Damit Anwendere die<br />
Installation der HC976E noch<br />
einfacher gestalten können, bietet<br />
ihnen Tallysman einen optionalen<br />
„embedded helical mounting<br />
Ring“ an, der die Außenkante<br />
der Antennenplatine zur<br />
Host-Platine oder irgendeiner<br />
flachen Oberfläche verschließt.<br />
Außerdem können Kunden für<br />
die Installation und Integration<br />
auf den erweiterten Support<br />
von Tallysman vertrauen, um<br />
so die bestmögliche Leistung<br />
mit ihrer Antennenapplikation<br />
zu erzielen. ◄<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 67
5G und IoT<br />
Lösungen bei schwierigen Timing-<br />
Bedingungen in 5G-Infrastrukturen<br />
Bild 1: SiTime SiT5356 ±<strong>10</strong>0 ppb TCXOs verfügen über branchenführendes technisches Verhalten bei dF/dT,<br />
was die PDV-Filterung und damit die Zeitgenauigkeit verbessert<br />
Die Taktfrequenz ist der<br />
Herzschlag eines jeden<br />
elektronischen Systems.<br />
Die 5G-Netze hängen<br />
besonders von der<br />
Genauigkeit, Stabilität<br />
und Zuverlässigkeit<br />
ihrer Taktquellen ab.<br />
Endrich Bauelemente<br />
Vertriebs GmbH<br />
www.endrich.com<br />
Herkömmliche quarzbasierende<br />
Timing-Bauelemente, die in<br />
4G-Netzen verwendet werden,<br />
stehen vor neuen Herausforderungen,<br />
um höhere Bandbreiten<br />
und schmalere Kanäle kommender<br />
5G-Netze zu unterstützen.<br />
Die MEMS-Technologie löst<br />
diese Probleme und erfüllt alle<br />
Timing-Anforderungen. Sie<br />
weist bei dynamischen Umweltbelastungen<br />
wie Schock, Vibrationen<br />
und schnellen Temperaturänderungen<br />
eine deutlich bessere<br />
Leistung als Quarzlösungen auf.<br />
Eine <strong>10</strong>0 %ige Halbleiter-Lieferkette<br />
garantiert bei MEMS-<br />
Lösungen eine wesentlich höhere<br />
Qualität und Zuverlässigkeit im<br />
Vergleich zu Quarzen. Das ist<br />
für die Unterstützung der für<br />
5G-Anwendungen geplanten<br />
Servicequalität von entscheidender<br />
Bedeutung.<br />
Neue Trends beim 5G<br />
RRU Timing (Remote<br />
Radio Unit)<br />
Der Übergang von 4G- zu<br />
5G-Netzen hat zu zwei wichtigen<br />
Trends geführt: Cloudifizierung<br />
und Verdichtung. Die<br />
Bereitstellung von Cloud-Technologie<br />
in Kernnetzwerken, kurz<br />
als Cloudifizierung bezeichnet,<br />
ist erforderlich, um die Echtzeitverarbeitung<br />
von Sprach- und<br />
Videoanwendungen zu ermöglichen.<br />
Die Verbindung zwischen<br />
den Funkgeräten und Basisstationen,<br />
die in 4G physische<br />
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen<br />
sind, wird in 5G mithilfe von<br />
paketbasierten Netzwerken hergestellt,<br />
die in der Cloud verwaltet<br />
werden. Die Zeitsynchronisation<br />
in diesem Paketnetzwerk<br />
erfordert die Einführung neuer<br />
Standards, einschließlich IEEE<br />
1588 und der weiterentwickelten<br />
gemeinsamen öffentlichen Funkschnittstelle<br />
(eCPRI, Common<br />
Public Radio Interface), die<br />
neue Herausforderungen für die<br />
Timing-Leistung und Zuverlässigkeit<br />
darstellen.<br />
Gleichzeitig wird erwartet, dass<br />
neue mobile Dienste den Breitband-Mobilfunkverkehr<br />
erhöhen.<br />
Um die 5G-Datenraten<br />
zu erhöhen, wird der Abstand<br />
zwischen Basisstationen und<br />
Benutzerterminals verringert.<br />
Das führt zu einem entsprechenden<br />
Anstieg der Anzahl von<br />
Zellen standorten und Knoten im<br />
Netzwerk. Diese Verdichtung<br />
von Funkzugangsnetzen ist eine<br />
grundlegende Verschiebung, die<br />
durch 5G-Netze eingeführt wird.<br />
Sie ist entscheidend für die Erhöhung<br />
der Kapazität in städtischen<br />
Gebieten mit einer hohen Konzentration<br />
von Nutzern.<br />
Mobilfunkgeräte werden in der<br />
gesamten 5G-Stadtlandschaft<br />
allgegenwärtig sein und an Telefonmasten,<br />
Laternenpfählen,<br />
Gebäudeecken und kommunalen<br />
Stromversorgungsschränken am<br />
Straßenrand angebracht sein.<br />
Durch eine solche Verdichtung<br />
werden 5G-Funkgeräte einem<br />
breiten Spektrum von Umgebungsbedingungen<br />
ausgesetzt,<br />
die ein höheres Leistungsniveau<br />
für Zeitmessgeräte erfordern.<br />
Variation der<br />
Paketverzögerung<br />
Netzanbieter, die neue Echtzeit-5G-Anwendungen<br />
anbieten<br />
möchten, benötigen zeitsynchronisierte<br />
Netzwerke. IEEE<br />
1588- und eCPRI-Technologien<br />
ermöglichen diese Zeitsynchronisation<br />
über Paketnetzwerke.<br />
Eine Folge des Verbindens<br />
einer Zentraleinheit (CU, Central<br />
Unit) mit einem entfernten<br />
Funkkopf (RRH, Remote Radio<br />
Head) über ein Paketnetzwerk<br />
ist die zeitverzögerte Variation<br />
von Paketen, die zwischen den<br />
Enden einer Verbindung übertragen<br />
werden.<br />
Eine solche Paketverzögerungsvariation<br />
(PDV, Packet Delay<br />
Variation), auch Netzwerkjitter<br />
oder Paketjitter genannt, fügt<br />
den vom Netzwerk abgeleiteten<br />
Zeitwerten Rauschen hinzu und<br />
verschlechtert daher die Benutzerfreundlichkeit<br />
von Echtzeitdiensten.<br />
PDV wird durch viele<br />
Faktoren im System verursacht.<br />
Beispielsweise unterliegt jedes<br />
aktive Netzwerkelement, das<br />
Pakete verarbeitet, wie z.B. ein<br />
Switch, unterschiedlichen Lastbedingungen.<br />
Diese Last ist<br />
68 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
5G und IoT<br />
Die Elektronik in 5G-Funkgeräten<br />
ist konvektionsgekühlt und<br />
unterliegt daher einer Vielzahl<br />
von thermischen Bedingungen.<br />
SiTime-MEMS-basierte Oszillatoren<br />
erfordern keine physischen<br />
Abdeckungen oder dedizierte<br />
PCB-Sperrbereiche, die häufig<br />
von Quarzgeräten zum Wärmeschutz<br />
benötigt werden, um<br />
die Datenblattspezifikationen<br />
einzuhalten.<br />
Umwelteinflüsse wie<br />
Schock und Vibration<br />
Durch die Verdichtung in<br />
5G-Netzen werden Funkgeräte<br />
an einer Vielzahl von Außenobjekten<br />
montiert, die Vibrationen<br />
von vielen Quellen ausgesetzt<br />
sind. Darunter sind Lastkraftwagen,<br />
Züge, Autos, Wind,<br />
Gewitter etc. In Funkgeräten<br />
eingesetzte Oszillatoren müssen<br />
während der Vibration eine<br />
stabile Performance aufrechterhalten,<br />
um Verbindungsabbrüche<br />
zu vermeiden.<br />
Bild 2: SiTime SiT5356 ±<strong>10</strong>0 ppb TCXOs auf MEMS-Basis bieten eine höhere Stabilität bei schnellen Wärmegradienten<br />
im Vergleich zu TCXOs auf Quarzbasis mit üblichen Stabilitätsangaben von ±50 ppb. Die SiT5356-Performance<br />
wird durch eine proprietäre DualMEMS-Architektur und TurboCompensation-Temperaturkompensationsschemata<br />
ermöglicht [1]<br />
Bild 3 zeigt die Robustheit von<br />
SiTime Elite Platform TCXOs<br />
unter Vibration im Vergleich zu<br />
Quarz-TCXOs, die sich während<br />
der Vibration verschlechtern und<br />
möglicherweise solange außerhalb<br />
der Spezifikation liegen<br />
eine Funktion der Anzahl der<br />
zu verarbeitenden Pakete und<br />
der Komplexität dieser Verarbeitung,<br />
die beide im Laufe der<br />
Zeit mit der Netzwerknutzung<br />
variieren und wichtige Quellen<br />
für PDV sind.<br />
Der Einfluss von PDV auf<br />
die RRH kann verringert<br />
werden, indem die Stabilität<br />
des Oszillators in seiner IEEE-<br />
1588-Regelschleife erhöht wird.<br />
Diese Regelschleife wirkt als<br />
Tiefpassfilter für das eingehende<br />
PDV und als Hochpassfilter für<br />
das vom Oszillator eingespeiste<br />
Zeitrauschen. Je stabiler der<br />
Oszillator ist, desto geringer<br />
kann die Regelschleifen-Bandbreite<br />
eingestellt werden, um den<br />
Eingangs-PDV zu filtern und<br />
einen Takt auszugeben, der die<br />
am anderen Ende der Verbindung<br />
vorhandene Zeitskala originalgetreu<br />
nachbildet. Dieser „gereinigte“<br />
Ausgangstakt wird dann<br />
verwendet, um den Oszillator<br />
zu synchronisieren, und die<br />
Rückkopplungsschleife wird<br />
wiederholt.<br />
Die Stabilität eines Oszillators<br />
beeinflusst daher direkt die von<br />
einem 5G-Netzwerk abgeleitete<br />
Zeitgenauigkeit. Die gebräuchlichste<br />
Stabilitätsspezifikation<br />
für einen Oszillator ist Frequenzstabilität<br />
über Temperatur. Oft<br />
werden Oszillatoren speziell<br />
hinsichtlich dieser Spezifikation<br />
ausgewählt. Die Stabilität,<br />
als „Over-all-Wert“ angegeben,<br />
fasst die Fertigungstoleranz und<br />
Stabilität über dem Temperaturbereich<br />
zusammen. Diese Spezifikation<br />
erfasst jedoch nicht<br />
die Stabilität eines Oszillators,<br />
wenn er thermischen Gradienten<br />
ausgesetzt wird. Hier kann die<br />
Frequenz-Temperatur-Steigung,<br />
auch als dF/dT bezeichnet, ein<br />
wichtiger Faktor für die Zeitgenauigkeit<br />
sein. Die Bilder 1 und 2<br />
veranschaulichen den Vorteil von<br />
SiTime Elite Platform TCXOs<br />
im Vergleich zu quarzbasierten<br />
Bauelementen der Marktbegleiter<br />
und zeigen die hervorragende<br />
Stabilität in sich ändernden thermischen<br />
Umgebungen.<br />
e-MECA.com<br />
E C A El e c t r o nl c s , l n c.<br />
Microwave Equlpment & Components of America<br />
Bessere Komm ni :ons-Lösungen<br />
Millimeterwellen & 5G<br />
Leistungsteiler, Adapter, Isolatoren, Bias Tees, D C Blocks,<br />
Dämpfungsglieder/Lasten und Koppler. (SMA, 2.4 & 2.92 mm)<br />
mElnTROnlK<br />
Melatronlk Nachrichtentee: nik GmbH<br />
Tel. +49 8932 <strong>10</strong>7 6<br />
lndus1rial Electronics GmbH<br />
Tel. +49 6122 726 60 0<br />
•<br />
w lilt<br />
FMW Deu1schland<br />
el. +49 (0)8031 7969240<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 69
5G und IoT<br />
Bild 3: SiTime-MEMS-Oszillatoren bieten im Vergleich zu Quarzoszillatoren eine hervorragende Stoß- und Vibrations-<br />
Performance und ermöglichen so mehr Verdichtungsoptionen für 5G-Netzwerke. Die gezeigten Daten beziehen sich auf<br />
7,5 g RMS pro MIL-STD-883F, Methode 2026<br />
können, wie die Vibration anhält.<br />
Dies kann bei Minuten liegen,<br />
z.B. für einen langen Güterzug<br />
in der Nähe oder sogar länger<br />
beispielsweise an einem windigen<br />
Tag. Diese Robustheit ist<br />
durch die MEMS-Architektur<br />
inhärent und eliminiert teure<br />
Gehäuse oder thermischen und<br />
mechanischen Schutz, der üblicherweise<br />
von Quarzvorrichtungen<br />
benötigt wird.<br />
Qualität und<br />
Zuverlässigkeit<br />
Die Verdichtung erfordert auch<br />
ein höheres Maß an Qualität und<br />
Zuverlässigkeit, um Service-<br />
Anrufe für einen expansiven<br />
Einsatz von 5G-Funkgeräten zu<br />
minimieren. Präzisions-TCXOund<br />
OCXO-Geräte in 5G-RRUs,<br />
die in 4G nicht vorhanden sind,<br />
bieten neue Möglichkeiten für<br />
die Beseitigung von Fehlern, auf<br />
die möglicherweise nur schwer<br />
zugegriffen werden kann.<br />
SiTime-MEMS-Oszillatoren<br />
bieten gegenüber Quarzoszillatoren<br />
inhärente Vorteile, die<br />
es ihnen ermöglichen, in extremen<br />
Umgebungen zuverlässiger<br />
zu arbeiten. SiTime entwickelte<br />
das MEMSFirst-Verfahren, bei<br />
dem Resonatoren vollständig<br />
in Silizium eingekapselt und<br />
in einer Mikrovakuumkammer<br />
eingeschlossen sind [2]. Die<br />
Kombination der sehr kleinen<br />
Masse des Resonators und seiner<br />
steifen Siliziumkristallstruktur<br />
macht ihn langlebig und äußerst<br />
widerstandsfähig gegen äußere<br />
Beanspruchungen wie Stöße und<br />
Vibrationen.<br />
Und im Gegensatz zum Quarz<br />
weisen MEMS-Resonatoren<br />
aus Silizium eine vernachlässigbare<br />
Alterung auf. Zusätzlich<br />
unterdrücken optimal ausgelegte<br />
Spannungsregler, die in<br />
die Oszillatorschaltung integriert<br />
sind, Stromversorgungsrauschen,<br />
um die Stabilität in<br />
rauen Umgebungen aufrechtzuerhalten.<br />
All diese Merkmale führen bei<br />
SiTime-MEMS-Oszillatoren<br />
im Vergleich zu Quarzgeräten<br />
zu einer höheren Qualität und<br />
Zuverlässigkeit sowie zu weniger<br />
Feldausfällen.<br />
Vergleich von<br />
SiTime-MEMS- und<br />
Quarz-Bauelementen<br />
Zu den Hauptvorteilen von<br />
SiTime Elite Platform TCXOs<br />
im Vergleich zu herkömmlichen<br />
Quarz-TCXOs zur Verwendung<br />
in 5G-RRU-Geräten gehören:<br />
• 50-mal bessere Qualität<br />
(DPPM, Defective Parts Per<br />
Million)<br />
• 30-mal verbesserte Zuverlässigkeit<br />
(MTBF, Mean Time<br />
Between Failures)<br />
• 20-mal bessere mechanische<br />
Stoßfestigkeit (MIL-STD-<br />
883-Methode 2002)<br />
Über den Autor:<br />
Gary Giust arbeitet bei SiTime<br />
und definiert und produziert<br />
branchenführende Timing-<br />
Lösungen. Vor SiTime gründete<br />
Gary JitterLabs, ein<br />
unabhängiges Labor zur Förderung,<br />
Auswahl und Qualifizierung<br />
von Zeitmessgeräten.<br />
Zuvor war er in den Bereichen<br />
Engineering und Marketing<br />
bei Applied Micro, PhaseLink,<br />
Supertex, Cypress Semiconductor<br />
und LSI Logic tätig.<br />
Gary ist ein Branchenexperte<br />
für Timing-Technologie und<br />
-Anwendungen und unterrichtet<br />
Branchenfachleute an<br />
der University of California in<br />
• zehnmal bessere Frequenzstabilität<br />
bei schnellen Wärmegradienten<br />
• dreimal bessere zufällige<br />
Vibrationsbeständigkeit<br />
(MIL-STD-883, Methode<br />
2007)<br />
• keine Frequenzsprünge oder<br />
Activity Dips<br />
• hervorragende Unterdrückung<br />
von Rauschen auf der<br />
Stromversorgung<br />
Aufgrund dieser Vorteile ermöglicht<br />
der Einsatz der Elite-<br />
TCXOs in 5G-RRU-Geräten die<br />
Entwicklung von Funk-Designs,<br />
die weltweite eingesetzt werden<br />
können, unabhängig von<br />
den Umgebungsbedingungen.<br />
Ein solches Design spart Entwicklungszeit,<br />
beschleunigt die<br />
Markteinführung und optimiert<br />
die Produktion. Das robuste<br />
Timing dieser Funkgeräte nach<br />
dem Einsatz vor Ort minimiert<br />
Störungen bei 5G-Diensten und<br />
sorgt für eine bessere Benutzererfahrung<br />
Referenzen<br />
[1] SiTime Corp., “DualMEMS<br />
and TurboCompensation Temperature<br />
Sensing Technology”,<br />
Technology Paper<br />
[2] SiTime Corp., “SiTime’s<br />
MEMS First and EpiSeal<br />
Process”, Application Note<br />
20001 ◄<br />
Santa Cruz, der Silicon Valley<br />
Extension und anderswo. Er<br />
war Co-Autor eines Buches<br />
zum Thema Timing, eingeladener<br />
Redner, international in<br />
Fach- und Fachzeitschriften<br />
veröffentlichender Autor und<br />
Technischer Vorsitzender des<br />
Backplane-Unterausschusses<br />
der Ethernet Alliance.<br />
Gary Giust ist Inhaber von<br />
18 Patenten und hat einen<br />
Ph.D. von der Arizona State<br />
University, Tempe, einen MS<br />
von der University of Colorado,<br />
Boulder, und einen BS<br />
von der University of New<br />
Hampshire, Durham, alle in<br />
Elektrotechnik.<br />
70 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
Sampling Oscilloscope Platform with Support<br />
for 56 and 28GBd<br />
Tektronix, Inc.<br />
www.tektronix.com<br />
Tektronix, Inc. announced the<br />
new 8 Series sampling platform,<br />
a disaggregated modular<br />
instrument series boasting<br />
parallel acquisition, with up to<br />
4 channels per mainframe and<br />
the highest measurement accuracy<br />
for PAM4 optical signals<br />
on multiple inputs simultaneously.<br />
The 8 Series consists of<br />
the TSO820 Sampling Oscilloscope<br />
Mainframe, optical sampling<br />
modules, and TSOVu, a<br />
new software platform that runs<br />
independent of the mainframe<br />
on host PC for both live and<br />
offline processing of acquired<br />
data. Tektronix also introduces<br />
the TCR801, an external optical<br />
clock recovery module which<br />
covers dual band ranges around<br />
both 26GBd and 53GBd. These<br />
instruments and software provide<br />
a platform solution for fast<br />
acquisition and analysis.<br />
“Our customers are facing new<br />
challenges with the increased<br />
demand for bandwidth and network<br />
capacity,” says Matt Ochs,<br />
General Manager of the Performance<br />
Portfolio at Tektronix.<br />
“The 8 Series helps solve critical<br />
problems by delivering a<br />
scalable platform that reduces<br />
test times, while also providing<br />
fast, accurate and repeatable test<br />
results.”<br />
The 8 Series’ mainframe is a<br />
configurable, compact instrument<br />
with the smallest modular<br />
form factor in the market,<br />
at 3U high. Built to maximize<br />
the utilization of the rack space,<br />
this instrument is ideal for optical<br />
manufacturing applications,<br />
where users can quickly add new<br />
analysis capabilities and reconfigure<br />
test systems to support<br />
upcoming standards and changes<br />
in workflow. Offline and remote<br />
modes of operation extend the<br />
analysis and visualization capability<br />
of the TSO820 beyond the<br />
oscilloscope to a user computing<br />
environment, facilitating<br />
seamless transition from design<br />
phase to debug, characterization<br />
and manufacturing test.<br />
New TCR801 Optical<br />
Clock Recovery<br />
The TCR801 Optical Clock<br />
Recovery instrument works with<br />
new and existing test equipment,<br />
including the TSO820 and<br />
DSA8300. This single mode,<br />
external instrument has a FC/<br />
PC optical connection for PAM4<br />
and NRZ and utilizes external<br />
optical splitters.<br />
New TSOVu Software<br />
The TSOVu software platform<br />
enables an external computing<br />
environment with a comprehensive<br />
programmatic interface<br />
boosting automation. This software<br />
solution also offers a new<br />
measurement plug-in architecture,<br />
enabling quick iterations<br />
of existing measurements as<br />
well as future customer defined<br />
measurements. ◄<br />
mmWave Beamformer for 5G Phased Array<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a half-duplex, transmit/receive<br />
integrated circuit. The Renesas F5280 IC<br />
is a 4-channel, TRX, half-duplex silicon<br />
device using a SiGe BiCMOS process for<br />
28 GHz 5G phased-array applications. The<br />
core IC has flexible gain and phase control<br />
on each channel to achieve fine beam<br />
steering and gain compensation between<br />
radiating channels. Designed for 25 to 31<br />
GHz operation with fast-beam switching<br />
and fast beam-state loading, typical Tx/Rx<br />
switching time is <strong>10</strong>0 ns. Typical gain and<br />
phase settling time is 20 ns. The device<br />
contains programmable on-chip memory<br />
and boasts 3° typical RMS phase error and<br />
0.4 dB typical RMS gain error. Packaged<br />
as a small, 3.6 x 3.6 mm BGA.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 71
RF & Wireless<br />
Richardson Electronics<br />
Enhances Think Tank with<br />
Qorvo Design Innovations<br />
in Millimeter-wave MMICs<br />
High Linearity,<br />
Low-Threshold, Dual PIN<br />
Limiter Diode Module<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a new DSA from pSemi. The PE436<strong>10</strong><br />
digital step attenuator supports a wide frequency<br />
range from 9 kHz to 13 GHz with<br />
6-bit control using 0.5 or 1 dB steps. The<br />
attenuator is capable of maintaining 0.5 dB<br />
and 1 dB monotonicity throughout a 31.5<br />
dB attenuation range with glitch-safe attenuation<br />
state transitions. Maximum insertion<br />
loss is 3 dB and the device supports<br />
parallel and serial programming interfaces<br />
with serial addressability. The PE436<strong>10</strong><br />
is available in a 4 x 4 mm package which<br />
requires no external blocking capacitors if<br />
0 V DC is present on the RF ports.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
Richardson Electronics, Ltd. announced<br />
its support of Qorvo’s design innovations<br />
in millimeter-wave MMICs by<br />
enhancing the Richardson Electronics’<br />
Think Tank with new resources. Utilizing<br />
its experienced sales team, Richardson<br />
Electronics will provide design-in<br />
support, systems integration, and prototype<br />
design through its existing global<br />
infrastructure, along with key marketing<br />
initiatives. Richardson Electronics<br />
– Power & Microwave Technologies<br />
was recently approved as a Qorvo die<br />
movement facility.<br />
The Richardson Electronics global<br />
sales team provides technical support<br />
of Qorvo’s proven millimeter-wave<br />
solutions for a broad range of applications,<br />
including aerospace and defense.<br />
New product releases, technical articles,<br />
design tools, and product catalogs add<br />
to this support and can be found on the<br />
Richardson Electronics’ Think Tank<br />
webpage, where engineers can learn<br />
about Qorvo’s disruptive technologies<br />
and design innovations.<br />
“We are pleased to support Qorvo’s<br />
design innovations in millimeter-wave<br />
MMICs, in particular, die MMICs,”<br />
stated Greg Peloquin, Executive Vice<br />
President of Richardson Electronics’<br />
Power & Microwave Technologies<br />
group. “Qorvo continues to lead the<br />
industry with die and packaged products<br />
that offer superior performance,<br />
such as positive gain slope distributed<br />
amplifiers. With Richardson Electronics’<br />
recent approval to handle die MMICs,<br />
we are ready to serve customers with<br />
deep technical support to help expedite<br />
new design projects.”<br />
Richardson Electronics provides a broad<br />
range of Qorvo products, including<br />
the most advanced high-performance<br />
components. To learn more, visit the<br />
Qorvo ThinkTank or the Qorvo Supplier<br />
homepage.<br />
■ Richardson Electronics Ltd.<br />
www.rellpower.com<br />
Skyworks introduced a high linearity, lowthreshold,<br />
dual PIN limiter diode module<br />
that addresses the growing need for receiver<br />
protection in cellular infrastructure<br />
(including 5G) and microwave radio communications.<br />
The SKY16603-632LF is a<br />
fully integrated module comprised of two<br />
PIN limiter diodes and two DC blocking<br />
caps designed for use as a passive receiver<br />
protector in wireless systems up to 6 GHz.<br />
Targeted for cellular infrastructure base station,<br />
repeater, and wireless backhaul OEMs,<br />
it can also be used in broad market wireless<br />
systems including VSAT, S-band radar, military<br />
communications transceivers, jammers,<br />
GPS, test instruments, automotive and Wi-Fi<br />
applications. The SKY16603-632LF features<br />
high linearity and low insertion loss,<br />
capable of handling <strong>10</strong>0 Watt pulsed power<br />
in an extremely compact, 2-pin leadless surface-mount<br />
package.<br />
■ Skyworks Solutions, Inc.<br />
www.skyworksinc.com<br />
Digital Attenuator offers<br />
Flexible Step Size<br />
Pigtail Cable Assemblies<br />
Support In-circuit Testing<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for SMA terminated coaxial pigtail<br />
cable assemblies from P1dB. The P1CA-<br />
SAFPT-047SR-2-12G is one of a family of<br />
pigtail cables that include semi-rigid, conformable<br />
and jacketed conformable cable<br />
styles. P1dB pigtails are commonly used<br />
to inject or sample RF signals during prototyping<br />
or testing of RF circuits by simply<br />
soldering the unterminated cable end<br />
onto a pin, copper trace or test pad. Configured<br />
with SMA Female connectors, P1dB<br />
pigtails are available in a variety of coax<br />
cable diameters such as .020, .034, .047,<br />
.085 and .141. The P1CA-SAFPT-047SR-<br />
2-12G cables are 0.047 inch outer diameter<br />
and are <strong>10</strong>0% tested to ensure performance.<br />
This pigtail assembly measures 2 inches in<br />
length and is rated to 12 GHz with a maximum<br />
SWR of 1.4.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
Dual-Channel FEM supports<br />
39 GHz Phased Array 5G NR<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a mmWave front end module from<br />
Qorvo. The QPF4005 offers dual channel,<br />
multi-function (LNA, TR switch and PA)<br />
capability in a single GaN MMIC operating<br />
from 37 to 40.5 GHz. The receive path<br />
(LNA+TR SW) provides 15 dB of gain and<br />
72 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
RF & Wireless<br />
noise figure less than 4.5 dB. The transmit<br />
path (PA+SW) provides 18 dB of small<br />
signal gain with low EVM of 4% at 24 dBm<br />
average output power.<br />
Saturated output power is up to 2 Watts. Targeting<br />
39 GHz phased array 5G NR base stations<br />
and terminals, the compact 4.5 x 6 mm<br />
air-cavity laminate, surface mount package<br />
with embedded copper heat slug employs<br />
a low thermal resistance die attach process<br />
making the QPF4005 ideal for phased array<br />
applications with tight lattice spacing and<br />
extreme temperature requirements.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
4-way Power Divider offers<br />
Repeatability<br />
RFMW announced availability of the<br />
Knowles – DLI Wilkinson Power Divider<br />
portfolio ranging from 2 to 42 GHz. The<br />
portfolio also includes filters and broadband<br />
couplers. DLI’s PDW08607 is a<br />
4-way power divider operating from 5.3 to<br />
5.9 GHz with a maximum excess insertion<br />
loss of 0.7 dB and 18 dB of isolation. With<br />
excellent repeatability, DLI power dividers<br />
are ideal for ultra-compact phased array<br />
antenna applications with models supporting<br />
sub-6 GHz 5G designs as well as n257,<br />
n258, n260 and n261 mmWave bands. The<br />
PDW08607 has an amplitude balance of 0.4<br />
dB and phase balance of 4 degrees. These<br />
ceramic substrate devices utilize patented<br />
materials exhibiting excellent temperature<br />
stability and high K factor. Combined, these<br />
characteristics enable off-the-shelf solutions<br />
with small size with high performance. This<br />
power divider is available in a surfacemount<br />
package that measures 4.45 x 6.6 x<br />
0.76 mm. Evaluation boards are available<br />
for qualifying programs.<br />
■ RFMW<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
Family of 5G Dual-Channel<br />
Receiver Frontends<br />
Richardson RFPD, an Arrow Electronics<br />
company, announced the availability and full<br />
design support capabilities for a family of<br />
RF and millimeter-wave front end modules<br />
from Analog Devices, Inc. These dual-channel<br />
receiver front-end multichip modules are<br />
designed for time division duplexing (TDD)<br />
applications that operate from 2.4-4.2 GHz<br />
(ADRF5545A), 3.7-5.3 GHz (ADRF5547)<br />
and 1.8-2.8 GHz (ADRF5549). The devices<br />
are configured in dual channels with a cascading<br />
two-stage LNA and a high-power silicon<br />
SPDT switch. They are well suited for<br />
wireless infrastructure, TDD massive multiple<br />
input and multiple output and active<br />
antenna systems, and TDD-based communication<br />
system applications.<br />
Key features of the family of front end<br />
modules include:<br />
• On-chip bias and matching<br />
• Single supply operation<br />
• Gain:<br />
ADRF5545A @ 3.6 GHz: 32 dB typ. high<br />
gain mode, 16 dB typ. low gain mode<br />
ADRF5547 @ 4.6 GHz: 33 dB typ. high<br />
gain mode, 18 dB typ. low gain mode<br />
ADRF5549 @ 2.3 GHz: 35 dB typ. high<br />
gain mode, 17 dB typ. low gain mode<br />
• Noise figure:<br />
ADRF5545A @ 3.6 GHz: 1.45 dB typ.<br />
ADRF5547 @ 4.6 GHz: 1.6 dB typ.<br />
Richardson Electronics<br />
Now a Global Distributor<br />
for AC Propulsion<br />
Richardson Electronics, Ltd. announced<br />
a new distribution agreement with<br />
AC Propulsion to distribute inverter<br />
products. Specializing in the design,<br />
development, and production of EV<br />
propulsion systems and system components,<br />
AC Propulsion and its international<br />
affiliates develop and manufacture<br />
high performance, high-efficiency<br />
SiC & IGBT-based inverter products<br />
ranging from complete inverters and<br />
inverter boards to power modules, for<br />
high power applications up to 350kW.<br />
A commitment to advancing technology,<br />
product quality, and customer<br />
satisfaction drives the company. Its products<br />
feature high-efficiency designs,<br />
are fully compatible with regenerative<br />
motor braking, and come in a modular<br />
architecture allowing for a large range<br />
of rated power. These inverters work<br />
in a number of markets including automotive,<br />
marine, industrial, and aircraft.<br />
“AC Propulsion is an excellent addition<br />
to our growing partnerships. Its<br />
products are versatile and will provide<br />
new opportunities in growing markets,”<br />
said Greg Peloquin, Executive Vice President<br />
of Richardson Electronics’ Power<br />
& Microwave Technologies group.<br />
“Our team is very excited to bring AC<br />
Propulsion’s advanced inverter products,<br />
and especially our pioneering<br />
SiC technology with its outstanding<br />
benefits, to an ever-increasing customer<br />
audience, together with Richardson<br />
Electronics,” said Crystal He, President<br />
& CEO of AC Propulsion Inc.<br />
■ Richardson RFPD<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
ADRF5549 @ 2.3 GHz: 1.4 dB typ.<br />
• Insertion loss:<br />
ADRF5545A @ 3.6 GHz: 0.65 dB typ.<br />
ADRF5547 @ 4.6 GHz: 0.50 dB typ.<br />
ADRF5549 @ 2.3 GHz: 0.6 dB typ.<br />
• OIP3:<br />
ADRF5545A: +32 dBm typ.<br />
ADRF5547: +31 dBm typ.<br />
ADRF5549: +32 dBm typ.<br />
• 6 x 6 mm, 40-lead LFCSP package<br />
■ Richardson RFPD<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong> 73
RF & Wireless<br />
Modular 2-Port VNA Family<br />
Anritsu introduces the Shock-<br />
Line ME7868A family of<br />
modular 2-port vector network<br />
analyzers (VNAs) that can<br />
conduct full vector S-parameter<br />
measurements over wide<br />
distances of up to <strong>10</strong>0 meters.<br />
Consisting of two MS46131A<br />
1-port VNAs with the Phase-<br />
Lync synchronization option<br />
hardware and accessories,<br />
the ME7868A VNA uses the<br />
MS46131As as portable VNA<br />
ports to directly connect to the<br />
device under test (DUT) to deliver<br />
vector transmission measurements<br />
over longer lengths<br />
and at a lower cost. The VNAs<br />
offer multiple advantages compared<br />
to traditional solutions<br />
that use 2-port VNAs with very<br />
high dynamic range and require<br />
long and expensive phase stable<br />
microwave cables to reach<br />
the DUT.<br />
Available in 8, 20 and 43.5<br />
GHz frequency models, the<br />
ME7868A series supports multiple<br />
existing and emerging<br />
commercial and military<br />
applications, including high<br />
frequency 5G. As the first<br />
modular-port-based VNA, the<br />
ME7868A eliminates the need<br />
for long port cables to measure<br />
transmission over distance for<br />
applications such as outdoor<br />
antenna range testing, overthe-air<br />
(OTA) chamber installations,<br />
large vehicle (aircraft,<br />
ship) electromagnetic characterization<br />
(shielding, RF propagation),<br />
and long-distance cable<br />
insertion loss measurements.<br />
The new PhaseLync technology<br />
enables two MS46131A<br />
1-port VNAs to phase synchronize<br />
with each other over a<br />
distance of up to <strong>10</strong>0 m for the<br />
first time. PhaseLync improves<br />
dynamic range and measurement<br />
stability of s-parameter<br />
measurements by eliminating<br />
the need for long cables with<br />
conventional benchtop VNAs.<br />
The result is greater cost and<br />
operational efficiencies when<br />
measuring transmission over<br />
distance.<br />
Very lightweight and extremely<br />
compact, the two MS46131A<br />
1-port VNAs that comprise the<br />
ME7868A are USB controlled<br />
via an external PC running<br />
ShockLine software. Engineers<br />
can easily configure and control<br />
MS46131A VNAs from a single<br />
PC to conveniently match port<br />
count to test setup requirements.<br />
Data is more secure, as<br />
all measurement results are stored<br />
on the PC, rather than the<br />
VNA, making the solution well<br />
suited for confidential testing<br />
environments.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
Ultra-Low Jitter Differential<br />
MEMS Oscillators for<br />
Networking<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for SiTime’s ATNA MEMS oscillator family.<br />
The ATNA oscillator is an Ultra-Low jitter,<br />
differential oscillator targeted at network<br />
and optical markets such as 400G/800G network<br />
equipment, optical modules, coherent<br />
optics, data convertors, network switches and<br />
routers. These oscillators offer 70 fs RMS<br />
typical phase jitter from 12 kHz to 20 MHz<br />
making it the perfect fit for any optical networking<br />
application. ATNA oscillators are<br />
available in three, standard package sizes<br />
(2 x 1.6, 2.5 x 2 and 3.2 x 2.5 mm) and 14<br />
standard networking frequencies from 25 to<br />
644.53125 MHz. Device performance specifications<br />
are easily definable. For example,<br />
the SIT9501AC-01-P1-33<strong>10</strong>-156.250000<br />
oscillator operates at 156.25 MHz with 20<br />
ppm stability over -20 to +70 °C in a 2 x<br />
1.6 mm package.<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
LDMOS Pallet offers Building<br />
Block for Magnetron<br />
Replacement<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a high power amplifier pallet from<br />
Ampleon. The BPF09<strong>10</strong>H9X600 LDMOS<br />
based pallet offers 600 W at 915 MHz.<br />
Pallets may be combined to produce higher<br />
output power and can replace older magnetron<br />
based designs often used in industrial<br />
applications such as drying, processing and<br />
curing materials or plasma generation. At<br />
the heart of the BPF09<strong>10</strong>H9X600 pallet is<br />
an Ampleon ninth generation, 50 V LDMOS<br />
transistor. The 50 ohm matched pallet has a<br />
typical efficiency of 68 % and is optimized<br />
to cover the ISM band of 902 to 928 MHz.<br />
It is suitable for both narrow and wideband<br />
915 MHz applications. An embedded copper<br />
heat spreader is incorporated into the pallet<br />
to improve overall system thermal design,<br />
and a built-in temperature sensor allows<br />
over-temperature protection.<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
Tiny 3.5 GHz Couplers target<br />
5G<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for surface mount couplers from RN2. The<br />
RN2 CMX35 series of couplers offer power<br />
handling and coupling factor options for 3.5<br />
GHz, 5G radio systems. Offered in 3 different<br />
sizes, the P series is the smallest at 2 x<br />
1.25 mm and can handle 5 W of RF power<br />
74 hf-praxis <strong>10</strong>/<strong>2020</strong>
RF & Wireless<br />
Economical SMA PCB<br />
Connector supports<br />
Cost-Down Initiatives<br />
BPSK Wireless Data<br />
Modulator for Long-Range<br />
Datacom<br />
over a span of 3.3 to 4.2 GHz. The E-Series<br />
measures 5.08 x 3.18 mm with power handling<br />
to 25 W over the same frequency span<br />
and the Q Series is 6.35 x 5.08 mm with<br />
power handling to <strong>10</strong>0 W from 3.3 to 3.8<br />
GHz. As an example, the CMX35P03 is a<br />
hybrid, 3 dB coupler spanning 3300 to 4200<br />
MHz with 20 dB isolation, 0.3 dB insertion<br />
loss and capable of handling 5 W average<br />
power. RN2 offers coupling factors of 2, 3,<br />
5, <strong>10</strong>, 20 and 30 dB as well as asymmetric<br />
2/5 dB coupling for asymmetric Doherty<br />
power amplifier designs. The variety of<br />
sizes, power handling and coupling factors<br />
offer splitting and combining in standard and<br />
Doherty power amplifier designs, RSSI circuits<br />
and feedback loops for 5G NR<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
RFMW announces design and sales support<br />
for an economical PCB connector from<br />
Rosenberger North America. With a throughhole<br />
design for ruggedness and reliability,<br />
the 32K153-400L5 SMA female connector<br />
provides performance to 12.4 GHz while<br />
supporting cost-down initiatives in manufacturing.<br />
This connector has been qualified<br />
by major semiconductor manufacturers for<br />
RF applications as well as high-speed digital<br />
applications where low SWR and low insertion<br />
loss are needed. Capable of handling<br />
200 W at 2 GHz, RF leakage is ><strong>10</strong>0 dB.<br />
Gold plated brass outer conductor.<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for CML Microcircuits’ CMX7146, flexible<br />
data transmitter supporting BPSK and<br />
PRK modulation. Ideal for robust, longrange<br />
data communication, the CMX7146 is<br />
capable of 600/1200/2400/3600/4800/9600<br />
bps data rates. With low power consumption,<br />
the modulator features a PA ramp<br />
DAC to control transmission bursts which<br />
can be synchronized as part of the transmit<br />
sequence and baseband IQ outputs for RF<br />
modulation. Control is via a C-BUS (SPI<br />
compatible) serial control interface. Applications<br />
include marine emergency and terrestrial<br />
disaster alert systems, metrological<br />
instruments, satellite communications and<br />
ocean data logging.<br />
■ RFMW, www.rfmw.com<br />
Portable 400G Network Tester<br />
Anritsu Corporation starts selling<br />
its Network Master Pro<br />
MT<strong>10</strong>40A for 400G networks.<br />
As well as supporting 400G<br />
Ethernet, this new batterypowered<br />
tester with directly<br />
mounted QFSP-DD optical<br />
modules also has a simultaneously<br />
installable <strong>10</strong>M-to-<strong>10</strong>0G<br />
interface for access, metro,<br />
mobile fronthaul/backhaul, and<br />
data-center transmission quality<br />
tests – BER, throughput, frame<br />
loss, and latency measurements.<br />
Combined with the easy-touse<br />
GUI, remote-control-overnetwork<br />
option, and auto-test<br />
functions, Network Master<br />
Pro MT<strong>10</strong>40A is a tester with<br />
unparalleled measurement efficiency.<br />
Anritsu expects its 400G<br />
Ethernet MT<strong>10</strong>40A to help<br />
customers achieve widespread<br />
roll-out of high-speed networks.<br />
Development Background: The<br />
start of commercial 5G services<br />
and the spread of cloud computing<br />
is leading to large, continuous<br />
increases in communications<br />
traffic. Moreover, the<br />
rapid spread of teleworking and<br />
online work is causing challenges<br />
for communications operators,<br />
who are faced with reinforcing<br />
their bandwidth. 400G<br />
Ethernet is a key technology<br />
in strengthening support for<br />
this rising traffic, and there is<br />
an urgent need for a portable<br />
400G tester to help in commissioning<br />
and maintenance<br />
of 400G Ethernet networks.<br />
Anritsu previously launched<br />
its popular MT<strong>10</strong>00A tester for<br />
communication speeds of up to<br />
<strong>10</strong>0 Gbps for networks and data<br />
centers - the new MT<strong>10</strong>40A,<br />
the world‘s smallest B5-size<br />
400G Ethernet tester, maintains<br />
its predecessor‘s easy usability<br />
while adding new functions<br />
for even more efficient testing,<br />
installation, and maintenance<br />
of faster networks up to 400G<br />
speeds. Product Outline: The<br />
400G Network Master Pro<br />
MT<strong>10</strong>40A is a portable tester<br />
for evaluating the communications<br />
quality of networks operating<br />
at speeds from <strong>10</strong> Mbps<br />
to 400 Gbps. Always-on Forward<br />
Error Correction (FEC) is<br />
a key technology for achieving<br />
400G Ethernet speeds. With<br />
built-in FEC analysis functions,<br />
the MT<strong>10</strong>40A is the ideal<br />
tester for evaluating the communications<br />
quality of optical<br />
modules, such as QSFP-DD,<br />
and the performance of 400G<br />
devices. Moreover, simultaneous<br />
installation of any of<br />
the optional OTDR modules<br />
(MU<strong>10</strong>0020A/MU<strong>10</strong>0021A/<br />
MU<strong>10</strong>0022A/MU<strong>10</strong>0023A)<br />
provides measurement of optical<br />
fibre lines for fault finding.<br />
Additionally, users can improve<br />
the efficiency of on-site testing<br />
work through remote operation<br />
using Anritsu’s SORA Internet<br />
subscription service, as well as<br />
through the one-button automatic<br />
testing function for Pass/Fail<br />
evaluations at multiple tests.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
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614 Rev B
RF & Wireless/Impressum<br />
Comprehensive New SDR Product Line<br />
N.A.T. announced a new range<br />
of software defined radio (SDR)<br />
products that enable wireless<br />
network developers to speed<br />
and simplify their application<br />
development and deployment.<br />
The new N.A.T product portfolio<br />
ranges from an individual<br />
radio frequency (RF) card in the<br />
FMC form factor (NAT-FMC-<br />
SDR4) to turnkey, field-deployable<br />
19-inch rack-mounted<br />
systems (NAT-SDR-FLEX) with<br />
application software and sample<br />
projects. These SDR solutions<br />
can streamline the development<br />
and deployment of applications,<br />
improving time-to-market while<br />
retaining flexibility.<br />
Applications include:<br />
• Wide band receivers for scanning<br />
and direction-finding<br />
• Wide band transmitters, used<br />
for jamming<br />
• 4G and 5G network test equipment<br />
• Proof-of-concept setups including<br />
custom waveforms and<br />
beamforming,<br />
• Sensing techniques for cognitive<br />
radio<br />
• Remote radio heads (RRH) for<br />
phased antenna arrays<br />
The optional 5G (3GPP rel.15)<br />
package enables private wireless<br />
network applications such as<br />
wideband LTE/5G base station<br />
and radio units as well as narrowband<br />
cellular IOT (cIOT).<br />
The N.A.T. turnkey systems<br />
available off-the-shelf, named<br />
NAT-SDR-FLEX, include all<br />
the hardware and software needed<br />
to build these applications<br />
with scalability from eight to 72<br />
channels, or more using multiple<br />
systems.<br />
Software defined radios (SDRs)<br />
have historically been created<br />
with digital signal processors<br />
(DSPs) providing the core processing<br />
power. Increasing performance<br />
demands and the rapidly<br />
evolving market limits DSPbased<br />
SDRs, which N.A.T. has<br />
overcome by using flexible, programmable<br />
FPGAs. To simplify<br />
and accelerate the development<br />
of FPGA-based SDRs, N.A.T.<br />
has invested significant resources<br />
in creating comprehensive software<br />
support packages and documentation.<br />
This offering goes<br />
beyond the basic board support<br />
packages, drivers and operating<br />
systems to include libraries, sample<br />
projects, sample application<br />
software and application notes<br />
to support developers more than<br />
ever before.<br />
The heart of the N.A.T. SDR<br />
portfolio is a modular AMC<br />
board, the NAT-AMC-ZYN-<br />
QUP-SDR, that combines the<br />
latest Analog Devices large<br />
bandwidth RF-transceivers<br />
(ADVR 9009) and a powerful<br />
Xilinx Zynq UltraScale+ FPGA<br />
with integrated quad-core ARM<br />
processor. This board can be<br />
configured with different RF<br />
front end and front panel I/O<br />
simply by choosing N.A.T.’s<br />
FMC-boards with the required<br />
functions. SDR properties, such<br />
as number of RF channels, filtering<br />
and control IO for external<br />
RF, can be integrated into<br />
the platform by selecting from<br />
a wide range of FMC building<br />
blocks. N.A.T. can also collaborate<br />
with customers to develop<br />
custom mezzanine cards with<br />
special functions.<br />
The NAT-AMC-ZYNQUP-<br />
SDR can be easily integrated<br />
into any system hosting AMCs,<br />
which are open standards-based<br />
modules, allowing a flexible and<br />
application-specific scaling of<br />
the number of RF interfaces. In<br />
addition to further SDR units,<br />
other AMCs such as processing<br />
units can be selected from the<br />
market and easily added thanks<br />
to a standardized plug-and-play<br />
architecture.<br />
For a quick and easy start, the<br />
N.A.T. turnkey systems (NAT-<br />
SDR-FLEX) are available in<br />
three options:<br />
NAT-SDR-FLEX-S: 1U tabletop<br />
or set-top-box system that<br />
includes the 8-channel RF frontend<br />
module and an Intel Xeon<br />
based processing module for<br />
base band processing.<br />
NAT-SDR-FLEX-M: 19” 1U<br />
rack-mount non-redundant<br />
system capable of 16-channels<br />
out-of-the-box (two RF frontends<br />
and Intel Xeon based<br />
PrAMC) and expandable up to<br />
32 channels.<br />
NAT-SDR-FLEX-L: 19” 3U<br />
rack-mount fully redundant<br />
system capable of 16-channels<br />
out-of-the-box (two RF frontends<br />
and Intel Xeon based<br />
PrAMC) and expandable up to<br />
72 channels, plus options for precision<br />
timing modules and additional<br />
hot-swap power capability.<br />
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Tel.: 06421/9614-0<br />
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info@beam-verlag.de<br />
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• Redaktion:<br />
Ing. Frank Sichla (FS)<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
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Der beam-Verlag übernimmt trotz<br />
sorgsamer Prüfung der Texte durch<br />
die Redaktion keine Haftung für<br />
deren inhaltliche Richtigkeit. Alle<br />
Angaben im Einkaufsführer beruhen<br />
auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchs namen,<br />
sowie Warenbezeichnungen und<br />
dergleichen werden in der Zeitschrift<br />
ohne Kennzeichnungen verwendet.<br />
Dies berechtigt nicht zu der<br />
Annahme, dass diese Namen im<br />
Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu<br />
betrachten sind und von jedermann<br />
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Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn<br />
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