4-2021

April 4/2021 Jahrgang 26 

HF- und 

Mikrowellentechnik 

Embedded-Design-Herausforderungen 

meistern 

Rigol, Seite 36

3 M H Z T O 1 1 G H Z 

Voltage Controlled 

Oscillators 

The Industry’s Widest Selection 

• Wide selection in stock and cost-effective custom designs 

• Spot frequency, narrow, medium and wideband—up to 1.5 octaves 

• Better phase noise than IC oscillators, as low as -111 dBc/Hz @ 1 kHz offset 

• Available in SMT, connectorized and plugin formats 

• Sizes as small as 0.175 x 0.175 x 0.075” 

Special Features 

• Linear tuning 

• Dual VCOs in shared housing 

• Coupled auxiliary output 

• Separate modulation port 

• 5V PLL implementation 

DISTRIBUTORS 

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3/11/21 9:16 AM

Editorial 

Corona-Blues oder Quo Vadis 

Hochfrequenztechnik? 

Als ich im Dezember 2020 gebeten 

wurde, dieses Editorial zu 

schreiben, glaubte ich über die 

Marktsituation der Mikrowellen- 

und Hochfrequenztechnik 

einigermaßen sicher zu sein, 

wenngleich erste Zweifel aufkamen. 

Natürlich auch nicht 

wissend, wie sich die Lage entwickeln 

würde... 

Wie oft habe ich lange gewartet, 

bis die richtigen Ideen kommen, 

ja, und auch um die Entwicklung 

abzuwarten. Nun ist es Anfang 

März und ich weiß nicht, ob sich 

die Situation bis zum Erscheinen 

dieser Ausgabe nicht wieder 

verändert hat – sie wird es. 

Das Schreiben in der hf-praxis 

hat nicht den Sinn, über allgemeine 

politische oder gesellschaftliche 

Dinge zu berichten. 

Hier aber geht es um den Einfluss, 

den diese auf das Marktgeschehen 

haben: Wie ist der 

Einfluss einer Pandemie wie 

dieser auf uns, die Protagonisten 

im Umfeld der HF- und Mikrowellen-technik? 

Gibt es überhaupt 

einen? 

Ja, es gibt ihn in den verschiedensten 

Bereichen: Wer kauft 

schon Kommunikationssysteme 

für Entertainment in Flugzeugen, 

wenn diese am Boden bleiben 

müssen? Wer investiert in medizinische 

Systeme, wenn sie nicht 

zur Covid-19-Behandlung dienen? 

Wie effektiv ist das Homeoffice, 

oft mit schlechter digitaler 

Anbindung insbesondere 

beim „öffentlichen Auftraggeber“? 

Projekte werden immer 

weiter verschoben. Wie hoch 

ist die allgemeine Bereitschaft, 

in die Zukunft zu investieren, 

wenn man um das wirtschaftliche 

Überleben kämpft? Und wo 

ist die Dynamic geblieben? Ein 

Freund aus England bemerkte: 

„Die Menschen sind diesmal 

nicht aus dem Weihnachtsurlaub 

zurückgekommen…“ 

Wir werden zur Normalität 

zurückkehren. Es geht deshalb 

nicht darum, negative Beispiele 

zu beschreiben, sondern auch, 

herauszufinden, wohin unsere 

Technik, unsere Anwendungen 

gehen. 

Gibt es 

„Killerapplikationen“ und 

wenn ja, welche? 

5G ist in aller Munde, eine große 

Hoffnung, aber ist sie berechtigt? 

Und wenn ja, vielleicht 

liegen die Chancen nicht im 

Rollout selbst, sondern in den 

sich daraus ergebenden Applikationen 

mit hoher geforderter 

Bandbreite? 6G? 

Automatische Kommunikation 

zwischen „Dingen“, sei es im 

Verkehr, der industriellen Produktion 

oder der Medizin, wird 

kommen. Aber welche Rolle 

wird die Sprachkommunikation 

in akzeptabler Qualität gegenüber 

der Datenkommunikation 

einnehmen? Hier sind Investitionen 

nötig und möglich. 

Die digitale Infrastruktur, zumindest 

in Deutschland, muss dringend 

verbessert, ja, zum Teil erst 

aufgebaut werden. Bandbreite ist 

gefragt – in allen Kommunikationssystemen 

inklusive SatCom. 

Die Sicherheitstechnik 

steht vor großen 

Herausforderungen 

Seit 50 Jahren bin ich „Marktteilnehmer“. 

In dieser Zeit habe 

ich die Zukunft nie schwarz 

gesehen und tue dies auch heute 

nicht. Die Pandemie wird handhabbar 

werden, neue Ideen werden 

sich entwickeln. Denn der 

Markt ist wie die Vakuumröhre: 

immer wieder totgesagt, lebt sie 

immer noch. So wie Quarze und 

Oszillatoren“ – eine scheinbar 

„alte Technologie“, aber nichts 

geht ohne sie. 

Ulrich Blievernicht 

Globes Elektronik 

Oszillatoren, Filter 

und Quarze 

für Anwendungen im Bereich 

Kommunikation, Industrie, 

Militär, Automotive und 

Raumfahrt 

VCXO/VCSO XO 

Quarz 

Oszillatoren 

EMXO Stratum 3/3E 

TCXO OCXO 

www. 

MEMS 

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Technische Beratung und Distribution 

municom GmbH 

Traunstein · München 

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hf-praxis 4/2021 3

Inhalt 4/2021 

Rubriken: 

3 Editorial 

4 Inhalt 

6 Aktuelles 

8 Schwerpunkt 

Quarze und Oszillatoren 

34 Messtechnik 

54 Bauelemente 

58 Funkchips und -module 

62 Antennen 

63 Aktuelles 

65 RF & Wireless 

78 Impressum 

April 4/2021 Jahrgang 26 

HF- und 


meistern 

Rigol, Seite 36 


Zum Titelbild: 

Embedded-Design- 

Herausforderungen 

meistern 

Dieser Artikel geht auf 

die unterschiedlichsten 

Fehlerarten ein und zeigt die 

jeweilige Messlösung mit 

einem Oszilloskop der Serie 

MSO5000 von Rigol. 36 

Fachartikel in dieser Ausgabe 

MEMS- und Quarz- 

Oszillatoren im Vergleich 

Phasenrauschen und Jitter - 

Zusammenhänge (er)kennen 

Auf Knopfdruck - 

Umfassende Jitter-Analyse 

Ein neuer signalmodellbasierter Algorithmus 

von Rohde & Schwarz separiert 

Jitter-Komponenten präzise und gibt Entwicklern 

tiefe Einblicke bei der Fehlersuche 

und Charakterisierung von schnellen 

Signalübertragungen in elektronischen 

Schaltungen. 44 

Modulationstechniken der 

Satellitenkommunikation 

Zwei unterschiedliche 

Funktionsprinzipien für die Taktung 

elektronischer Schaltungen buhlen um 

die Gunst ihres Einsatzes. Wie Äpfel und 

Birnen lassen sich beide Technologien 

nicht direkt vergleichen. Aber es lässt sich 

die Eignung und Leistungsfähigkeit unter 

realen Bedingungen abschätzen. 18 

Phasenrauschen und Jitter 

von Quarzoszillatoren 

Phasenrauschen und Jitter beschreiben die 

Stabilität eines Oszillators. Wie sich diese 

Kennwerte ineinander umwandeln lassen, 

wird hier gezeigt. 30 

Phasenrauschen und 

Bitfehlerrate 

Um Zeit, Kosten und Risiken bei der Entwicklung 

raumfahrttauglicher Systeme 

zu verringern, können Entwickler mit 

COTS-Bauelementen beginnen, die später 

durch ihre weltraumqualifizierten Versionen 

ersetzt werden. 48 

Addressing 5G and MIMO 

Design with Simulations 

Das Phasenrauschen eines stabilen Quarzoszillators 

lässt sich als Effektivwert-Jitter 

darstellen. Diesen kann man analysieren, 

um den Beitrag des Quarzoszillators 

an der Bitfehlerrate zu zeigen. 32 

Bevor man versucht, die Quellen von 

Phasenrauschen/Jitter in Quarzoszillatoren 

zu entdecken, sollte man einige der 

mit der Messung verbundenen Formulierungen 

enträtseln. Hier werden diese 

Grundlagen beschrieben 28 

This Article describes the Addressing 

of 5G and MIMO Design with Circuit/ 

Antenna In-Situ Simulations with AWR 

Software. 66 

4 hf-praxis 4/2021

JYEBAO 

International News 

PCI Express 5.0 Test System 

Abwärtswandler erweitert 

Phasenrauschanalysator 

Holzworth (Vertrieb: Globes) kündigte die Einführung 

des Abwärtswandlers HA7063A an, der den Frequenzbereich 

der Phasenrauschanalysatoren Serie HA 7000 

bis zu 50 GHz erweitert. 34 

5-V-Rubidium-Oszillator 

Der IQRB-4 von IQD bietet neben sehr guter Kurzund 

Langzeitstabilität ein gutes Phasenrauschen – 

alles kombiniert in einem kompakten Gehäuse von 

lediglich 50,8 × 50,8 × 25 mm. 15 

Transceiver- und Referenztakt- 

Lösung für Pre-Compliance-Tests 

Anritsu and Tektronix, Inc. announced 

to provide an automated PCI Express 

5.0 (PCIe Gen5) test solution combining 

Anritsu’s Signal Quality Analyzer-R 

MP1900A BERT series with Tektronix’s 

DPO70000SX series 70 GHz Realtime 

Oscilloscope and automation software. 

65 

New Series PC-based 

Oscilloscopes 

Pico Technology announced availability of 

the new PicoScope 4000A Series PC-based 

oscilloscopes, a second-generation upgrade 

and expansion of the company‘s high-resolution, 

deep-memory product portfolio. 71 

Digitally Controlled OCXO 

Solves 5G Synchronization 

Challenges 

Neue, 

hochflexible 

Testkabel 

von JYEBAO 

• Very Flexible 

(PUR jacket) 

• Stainless Precision 

Connectors used 

• Excellent RF 

performance 

• Extra sturdy connector/ 

cable connection 

(Solder clamp designs) 

• Taper Sleeve added 

• Intended for lab use/ 

intensive handling 

Tektronix, Inc. präsentierte in Zusammenarbeit mit 

Anritsu einen neuen PCI Express 5.0-Transceiver (Base 

und CEM) sowie eine neue Referenztaktlösung und 

bietet damit als erstes Unternehmen frühzeitig Adaptierungen 

für Pre-Compliance-Tests. 42 

hf-praxis 4/2021 

RFMW announces design and sales support 

for a MEMS-based, digitally controlled 

OCXO platform. SiTime’s Si5721 

digitally controlled OCXO offer’s ±5 to ±8 

ppb stability at frequencies from 1 to 60 

MHz. 74 

5

Aktuelles 

Neuer Lieferant bei dataTec: National Instruments 

Elektronik, Automotive, Energie, 

Forschung und Lehre oder 

in Industrieanlagen. 

Links das Technologie- und Logistikzentrum, rechts das Hauptgebäude der dataTec AG 

Die Firma dataTec erweiterte das 

Portfolio um die Messgeräte des 

Herstellers National Instruments; 

dataTec erhält die Vertriebsrechte 

für das gesamte Produktsortiment 

in Deutschland, Österreich 

und der Schweiz. National 

Instruments bietet Hardware und 

Software für elektronische Messtechnik 

und Automatisierung. 

Ausgewählte Schlüsselkunden 

dataTec AG 

www.datatec.de 

werden weiterhin exklusiv von 

NI betreut. 

Zum Hintergrund: In vielen 

Produktsegmenten der elektronischen 

Mess- und Prüftechnik 

bietet der Fachdistributor data- 

Tec seinen Kunden ein umfangreiches 

Portfolio mit einem sehr 

ausgewogenen Produktangebot. 

Seit dem 1.2.2021 beinhaltet das 

Sortiment nun auch den Hersteller 

National Instruments aus 

München. dataTec stärkt mit diesem 

Meilenstein einmal mehr 

seine Rolle als Komplettanbieter, 

um den Kunden als kompetenter 

Hauptansprechpartner die Auswahl 

und Administration ihrer 

Messtechnik zu vereinfachen. 

National Instruments ist ein 

weltweit führender Anbieter 

von Mess-, Steuer- und Regeltechnik. 

Die Produkte umfassen 

PXI-Systeme, Oszilloskope, 

Source Measure Units, Digitalmultimeter 

sowie Software und 

Software-Suites. Die marktführenden 

PXI-Systeme von NI sind 

modular aufgebaut, um damit 

auch komplexe technische Aufgaben 

zu lösen. 

Die anwendungsbezogene Auswahl 

an Chassis, Controller und 

I/O-Modulen ermöglicht leistungsstarke 

Messlösungen mit 

maßgeschneiderter Synchronisation 

und Software-Funktionen 

für die Datenerfassung, Steuerung 

und Regelung. Das Anwendungsspektrum 

für PXI-Systeme 

reicht von der Gerätevalidierung 

bis hin zur automatisierten Fertigungsprüfung 

in Bereichen wie 

Hans Steiner bemerkt dazu: „Wir 

freuen uns sehr, dass National 

Instruments auf uns zugekommen 

ist und uns die Vertriebsrechte 

für Deutschland, Österreich 

und die Schweiz übertragen 

hat. Damit NI-Kunden weiterhin 

die kompetente Beratung und 

bewährte Unterstützung der bisherigen 

NI-Mitarbeiter erhalten, 

wurden viele der NI-Spezialisten 

von dataTec übernommen. 

Gleichzeitig können wir unsere 

eigene Expertise im NI-Messtechnik-Bereich 

und für die 

Software-Suites noch weiter ausbauen. 

Unsere Kernkompetenz 

ist es, dass wir unsere Kunden 

optimal beraten und ihnen die 

optimale Lösung für ihr Messproblem 

anbieten können. Das 

Portfolio von National Instruments 

stellt eine hervorragende 

Ergänzung zum bestehenden 

dataTec-Portfolio dar.“ ◄ 

Thermische Schutzschalter – kompromisslos zuverlässig 

Thermisch kritische Zustände 

können bei systemrelevanten 

Geräten und Anlagen Fehlfunktionen 

oder gar Totalausfälle 

verursachen. Der Schaden, 

der dabei entstehen kann, 

übersteigt dabei nicht selten 

ein Vielfaches des Wertes der 

entsprechenden Einrichtungen. 

Ein Höchstmaß an Sicherheit 

bieten hierfür thermische 

Schutzschalter von Telemeter 

Electronic bzw. Thermostate 

von Klixon. 

Die Schalttemperatur ist 

dabei werksseitig fest eingestellt 

und bei Anfrage in 

einem Bereich zwischen -54 

und +232 °C wählbar. Der 

Schaltmechanismus befindet 

sich je nach Modellreihe in 

einem mit Stickstoff befüllten 

Gehäuse. Durch die hermetisch 

dichte Ausführung und 

den anspruchsvollen vibrations- 

und schockresistenten 

Schaltmechanismus, wird 

sicheres Schalten sowohl in 

herkömmlicher Umgebung als 

auch unter harschen und rauen 

Bedingungen gewährleistet. 

Typische Anwendungen der 

thermischen Schutzschalter 

von Telemeter Electronic beinhalten 

den Einsatz in Bodenfahrzeugen, 

Schienenfahrzeugen 

oder Telekommunikations- 

Anlagen und -Systemen. Auch 

in der Medizintechnik (z.B. 

CT-Scanner) und in zivilen 

bzw. militärischen Systemen 

der Luft- und Seefahrt werden 

die thermischen Schutzschalter 

eingesetzt. 

■ Telemeter Electronic 

GmbH 

info@telemeter.de 

www.telemeter.info 


Aktuelles 

Schaltungen einfacher entwickeln 

Designer entwickeln nun Schaltungen einfacher 

mithilfe der Premium-Produkte des 

taiwanesischen Partners von CompoTEK: 

Darfon. Hierfür bietet man übersichtliche 

Sample-Mappen von Multi-Layer-Kondensatoren 

an. Interessenten können auf Kondensatoren 

in allen gängigen Materialien 

(NP0, X5R, X7R, X7S X7T, und X6S) bei 

verschiedenen Toleranzen zurückgreifen. 

Außerdem werden für unterschiedliche 

Applikationen auch unterschiedliche Qualitäten 

angeboten: Standard, HighQ/KLow 

ESR, Microwave und Automotive Infotainment 

mit AEC-Q200 Qualifizierung. 

Das aktuelle MLCC-Kit ist ab Lager für die 

Bauform 0402 verfügbar. Enthalten sind 

vier Materialien mit folgenden Werten. NP0 

von 0,3pF bis 270pF, X7R 1nF bis 10nF, 

X5R 0,1uF, Y5V 0,1uF und 0,22uF. Bei 

den MLCC sind je 100 Bauteile pro Wert 

verfügbar. Die Bauteile von Darfon zeichnen 

sich insgesamt durch einen besonders 

hohen Q-Wert aus. 

Mit diesen Kits ist es möglich, schnell Veränderungen 

oder Anpassungen an Schaltungen 

vorzunehmen und in der Entwicklungsphase 

Schaltungen, Filter und Antennen 

zu optimieren. Da ausreichend Bauteile 

von jedem Wert vorhanden sind, lassen sich 

unter Verwendung dieser Kits problemlos 

0-Serien aufbauen. Selbstverständlich 

befüllen wir die Kits im Bedarfsfall gerne 

neu mit einzelnen Werten nach Wunsch. 

■ CompoTEK GmbH 

www.compotek.de 

Rohde & Schwarz tritt dem FiRa Consortium bei 

Mit dem Beitritt zum FiRaTM 

Consortium unterstützt Rohde & 

Schwarz die Etablierung eines 

Zertifizierungsprogramms für 

Geräte, die Ultra-Wideband- 

Kommunikation (UWB) unterstützen. 

Rohde & Schwarz 

steuert dafür umfangreiches 

Knowhow aus den Bereichen 

Prüfung und Zertifizierung von 

Mobilfunkgeräten bei. 

Das FiRa Consortium – das Kürzel 

steht für Fine Ranging – setzt 

sich für die Weiterentwicklung 

des Ultrabreitband- oder UWB- 

Ökosystems ein. Dazu erarbeitet 

die Organisation Complianceund 

Zertifizierungsprogramme, 

mit denen die Interoperabilität 

unterschiedlicher Geräte 

sichergestellt werden soll. Im 

Mittelpunkt der Arbeit des FiRa 

Consortiums stehen drei zentrale 

UWB-Dienste: berührungslose 

Zutrittskontrolle, standortbezogene 

Dienste und Gerät-zu- 

Gerät-Dienste, die die neueste 

UWB-basierte Secure-Ranging- 

Technologie gemäß der Spezifikation 

in IEEE 802.15.4z nutzen. 

Zu den Vorzügen des 

UWB-Standards 

gehören zentimetergenaue Positionsmessungen, 

die etwa das 

Öffnen von Türen durch Annäherung 

mit einem UWB-Gerät 

oder die Positionsbestimmung 

im Inneren von Gebäuden 

ermöglichen. UWB unterstützt 

außerdem die sichere Gerätzu-Gerät-Datenkommunikation 

bei sehr geringem Energiebedarf. 

Dank der außerordentlich 

großen Bandbreite und sehr 

niedrigen Leistungsdichte eignen 

sich UWB-Signale gut für 

die gemeinsame Nutzung des 

Spektrums mit anderen Schmal- 

und Breitbandsystemen, 

ohne Störungen zu verursachen. 

Forschung und 

Entwicklung 

Als führender Anbieter von 

Wireless-Messtechnik entwickelt 


gemeinsam mit Branchenpartnern 

UWB-Testlösungen für 

Forschung und Entwicklung, 

Zertifizierung und Produktion. 

Dazu gehören auch wesentliche 

Funktionen wie Time of 

Flight und Angle of Arrival 

sowie Gerätekalibrierverfahren. 

Alexander Pabst, Vice President 

Market Segment Wireless 

Communications, erklärt: „Wir 

von Rohde & Schwarz verstehen, 

welche Bedeutung Sicherheit 

und Zuverlässigkeit für die 

UWB-Technologie haben. Wir 

freuen uns, die Zusammenarbeit 

mit den anderen Mitgliedern des 

FiRa Consortiums zu vertiefen, 

und zur Etablierung eines starken 

Zertifizierungsrahmens beitragen 

zu können.“ 

Der R&S CMP200 Kommunikationstester 

von Rohde & 

Schwarz ist die nahezu ideale 

Lösung für alle UWB- Messanforderungen 

in Produktion, 

Forschung und Entwicklung. 

Er kombiniert die Funktionen 

eines Signalanalysators und 

eines Signalgenerators in einem 

einzigen Gerät. In Verbindung 

mit dem WMT Softwareservice 

von Rohde & Schwarz zur 

Implementierung automatisierter 

Wireless-Tests in der Fertigung 

und einem breiten Portfolio 

an Schirmkammern bildet der 

R&S CMP200 eine Komplettlösung 

für Sender-, Empfänger-, 

ToF- und AoA-Messungen im 

kabelgebundenen und drahtlosen 

Modus gemäß den Spezifikationen 

IEEE 802.15.4a/z. 

Der R&S SMM100A ist ein 

Midrange-Vektorsignalgenerator 

bis zu 44 GHz. Er bietet als 

einziger seiner Klasse eine maximale 

HF-Modulationsbandbreite 

von 1 GHz und erfüllt damit die 

Anforderungen zur Erzeugung 

der von UWB-Geräten genutzten 

Breitbandsignale in Forschung, 

Entwicklung und Produktion. 

■ Rohde & Schwarz 

GmbH & Co. KG 

www.rohde-schwarz.com 


HF- und 


Schwerpunkt in diesem Heft: 


MEMS-basierte Timing-Technologie erweitert die 

Leistungsgrenzen optischer Module 

400- und 800-Gbit/s- 

Netzwerke mit höherer 

Kapazität stellen höhere 

Anforderungen an die 

optischen Module und 

die darin enthaltenen 

Oszillatoren. 

Optische Module werden an jedem Punkt des optischen Backbones mit Transceivern mit hoher Datenrate verwendet, 

die in Metro-Netzen und Rechenzentren erforderlich sind (RAN = Radio Access Network) 

Die Bereitstellung von 5G-Netzwerken 

wird enorme Fortschritte 

in der Kommunikation ermöglichen 

wie eine zehnfache Bandbreite 

und eine 50-fache Reduzierung 

der Latenz. 

Um solch massive Verbesserungen 

zu erzielen, werden 

verschiedene Technologien in 

rasantem Tempo weiterentwickelt, 

einschließlich Geräten und 

Komponenten in Rechenzentren. 

Ein Beispiel sind optische Transceiver, 

die für das Verbinden und 

Übersetzen von über Lichtwellenleiter 

übertragenen Daten in 

elektrische Signale innerhalb des 

Rechenzentrums verantwortlich 

zeichnen. 

Background 

Um den enormen Anstieg des 

Datenverkehrs zu bewältigen, 

verdoppeln sich die Übertragungsraten 

von optischen 

Modulen, vervierfachen sich 

gar in einigen Fällen. Aktuell 

werden üblicherweise Module 

mit Datenraten von 100 Gbit/s 

Quelle: 

MEMS timing solutions for 

optical modules, 

Autor: Parker Traweek, 

Product Marketing Engineer 

at SiTime, 

Übersetzung: Axel Gensler, 

Produktmanager Endrich 

Bauelemente GmbH 

Blockdiagramm eines optischen Moduls mit einem SiTime-MEMS-Oszillator mit geringem Jitter, der den PAM4-Retimer 

taktet (PAM Pulsamplitudenmodulation) 



Vergleich der Grundfläche und Stromverbrauchs eines herkömmlichen AC-gekoppelten LVPECL-Layouts 

mit einem 2520-Oszillator (links) und des Layouts eines 2016 herausgebrachten SiT9501-MEMS- 

Oszillatorss mit integrierten LVPECL-Source-Bias-Widerständen (rechts) 

verwendet. 400-Gbit/s-Module verbreiten 

sich jedoch rapide und 800-Gbit/s-Module 

werden derzeit entwickelt. 

400- und 800-Gbit/s-Netzwerke mit höherer 

Kapazität stellen höhere Anforderungen an 

die optischen Module und die darin enthaltenen 

Oszillatoren. Diese Geräte müssen 

eine größere Funktionalität mit dichterem 

Design, geringerer Leistung pro Bit und stärkerem 

Jitter als ihre Vorgänger aufweisen. 

Hyperscale-Rechenzentren für 

massive Skalierung 

Hyperscale-Rechenzentren sind einer der 

größten Treiber für einen höheren optischen 

Durchsatz. 5G erfordert die Übertragung 

und Berechnung großer Datenmengen. Um 

dies zu ermöglichen, müssen Rechenzentren 

optische Module mit höherer Kapazität 

verwenden. Hyperscale bezieht sich auf die 

vollständige Kombination von Hardware und 

Einrichtungen, mit denen sich eine verteilte 

Computing-Umgebung auf bis zu Tausende 

von Servern erweitern lässt. 

Bei Hyperscale geht es darum, im Computing 

eine massive Skalierung zu erzielen – in 

der Regel für Big Data oder Cloud-Computing. 

Eine Hyperscale-Infrastruktur ist für 

horizontale Skalierbarkeit ausgelegt und 

erlaubt ein hohes Maß an Leistung, Durchsatz 

und Redundanz, das für Fehlertoleranz 

und Hochverfügbarkeit sorgt. Häufig kommen 

beim Hyperscale-Computing massiv 

skalierbare Server-Architekturen und virtuelle 

Netzwerke zum Einsatz. 

Die für den Betrieb von Rechenzentren 

erforderliche Energie ist enorm und deren 

Ausbau teuer. Einige Branchenexperten 

erwarten, dass Rechenzentren bis 2030 bis 

zu 8% des weltweiten Stromverbrauchs 

ausmachen. Von optischen Modulen wird 

erwartet, dass sie den Durchsatz mit wenig 

zusätzlichem Stromverbrauch erheblich verbessern. 

Rechenzentren erweitern neben 

anderen Datenkommunikationsanwendungen 

mit hoher Bandbreite die Grenzen 

der optischen Modultechnologie und stellen 

im weiteren Sinne höhere Anforderungen 

an die Oszillatortechnologie. 

Optische Module und 

Phasenjitter 

Optische Module werfen das komplexe Problem 

auf, die beiden Zeitbereiche – den des 

optischen Netzwerks und den des Chipsatzes 

auf der Hostplatine – zu synchronisieren. 

Dies macht das genaue Timing zu einem 

der kritischsten Faktoren innerhalb eines 

optischen Moduls. Die Komponente, die für 

die Überbrückung der Zeitlücke verantwortlich 

ist und daher als Re-Timer bezeichnet 

wird, erfordert einen Referenztakt, der mit 

zunehmender Datenrate von 100 auf 400 

und 800 Gbit/s einen zunehmend geringeren 

Jitter aufweisen muss. 

Mit 400-Gigabit-Modulen wird der Phasenjitter 

des Referenzoszillators immer kritischer. 

RMS-Phasenjitter wird typischerweise 

durch Integrieren von Phasenrauschen 

über Offsetfrequenzen von 12 kHz bis 20 

MHz berechnet. 

Der SiT9501-Differenzialoszillator von 

SiTime weist ein Phasenrauschen von 

-87dBc/Hz bei einer Offset-Frequenz von 

100 Hz und -170 dBc/Hz bei einer Offset- 

Frequenz von 400 MHz auf. Bei Integration 

führt das enge Phasenrauschen zu einem 

RMS-Phasenjitter von 70 fs bei einer Taktfrequenz 

von 156,25 MHz. 

Der Oszillator-RMS-Phasenjitter quantifiziert 

die Variation einer Taktflanke. RMS- 

Phasenjitter in Referenztakten, die optische 

Module ansteuern, ist besonders wichtig, da 

er den Jitter im seriellen Datenstrom, der 

HF „Battle Station“ 

Command Center 

980 Mhz Echtzeitbandbreite 

mit 4 internen Receivern 

✔ 

✔ 

✔ 

✔ 

✔ 

✔ 

Sweep-Geschwindigkeit: > 4 THz/s 

POI: 97ns (FFT), 10ns (I/Q) 

480MHz Vektorsignalgenerator 

980MHz I/Q-streaming 

Frequenzbereich: 10MHz bis 8GHz 

Inkl. RTSA-Suite PRO Software 

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9 

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Vergleich des Phasenrauschens zwischen einem SiT9501-MEMS-Oszillator (RMS-Jitter: 70,629 fs, keine „Spurs“, und einem Quarz-PLL-basierten Oszillator mit 

„Spurs“) 

durch das Modul fließt, verstärkt 

und Fehler verursachen kann, 

wenn dieser Jitter zu groß ist. 

Da sich der Durchsatz von 400 

auf 800Gbit/s verdoppelt, sollte 

sich der Jitter im Signal proportional 

um den Faktor 2 verringern, 

um eine ähnliche Zeitspanne beizubehalten. 

Ein weiterer wichtiger 

Faktor bei der Berechnung 

des Phasenjitters sind Störimpulse 

im Phasenrauschen. 

Auf den ersten Blick scheint 

das Phasenrauschen zwischen 

einem SiT9501-MEMS-Oszillator 

und einem Quarz-PLLbasierten 

Oszillator vergleichbar 

zu sein, doch bei näherer 

Betrachtung werden die „Spurs“ 

im quarzbasierten PLL-Oszillator 

deutlich. Das Phasenrauschen 

des SiT9501-Oszillators 

weist keine „Spurs“ auf, was zu 

einem RMS-Phasenjitter von nur 

70 fs führt. Umgekehrt hat der 

Quarzoszillator einen Gesamt- 

RMS-Phasenjitter von 267 fs. 

Ohne Berechnung der „Spurs“ 

beträgt der RMS-Phasenjitter des 

Quarzoszillators nur 90 fs, was 

bedeutet, dass die „Spurs“ 60% 

des gesamten Jitters ausmachen. 

Die fortschrittliche Integer-N- 

PLL-Technologie von SiTime 

ermöglicht dichtes Phasenrauschen 

und geringeren Jitter ohne 

„Spurs“. 

Lösungen auf engstem 

Raum 

Da moderne optische Module 

zwei- bis vierfach höhere Datenraten 

ermöglichen sollen, müssen 

die im Modul enthaltenen 

Komponenten diese Verbesserungen 

liefern, ohne ihren Platzbedarf 

zu erhöhen. 

Der SiT9501-Differenzialoszillator 

von SiTime ist die optimale 

Lösung für 400- und 800-Gbit/s- 

Designs, da bei kleineren Größen 

mit nur 70 fs RMS-Phasenjitter 

keine Kompromisse bei der Leistung 

erforderlich sind. Darüber 

hinaus integriert der SiT9501- 

Oszillator (Footprint 2 x 1,6 mm) 

Source-Bias-Widerstände, was 

den Platzbedarf halbiert gegenüber 

den derzeit meist verwendeten 

2,5 x 2 mm messenden 

Quarzoszillatoren. 

Der SiT9501-Oszillator integriert 

zudem Spannungsregler, 

die das Stromversorgungsrauschen 

filtern und die Leistungsintegrität 

bei Moduldesigns verbessern. 

Die Reduzierung des Timing- 

Footprints mit solchen Funktionen 

ist wichtig, da mehr als 

die Hälfte des optischen Moduls 

von der Laser-Baugruppe und 

der zugehörigen Elektronik 

verbraucht wird und nur wenig 

Video zum Thema: https://youtu.be/-gOkewYfkYQ 

Platz für die Signalverarbeitung 

und den Datenpfad bleibt. 

Durch die Platzersparnis können 

Modulhersteller weitere Funktionen 

nutzen. 

Um den strengen Strombegrenzungen 

für optische Module zu 

begegnen, führt das Entfernen 

der beiden Vorspannungswiderstände 

zu einem um 32 mA 

geringeren Verbrauch bei einem 

AC-gekoppelten Ausgang. 

Mit dem SiT9501 wird die 

FlexSwing-Technologie eingeführt, 

mit der sich der Differenzspannungshub 

werkseitig 

auf einzigartige Weise programmierten 

lässt, um die Anforderungen 

an den Differential-Eingangshub 

eines beliebigen Chipsatzes 

zu erfüllen. So können 

Ingenieure Niederspannungs- 

Chipsätze mit nicht standardmäßigen 

Spannungsschwankungen 

aufnehmen. Durch die Anpassung 

an die genauen Anforderungen 

des Chipsatzes lässt sich 

der typische Abschluss beseitigen, 

was den Strom mit einem 

DC-gekoppelten LVPECL-Ausgang 

um bis zu 16 mA reduziert. 

Zusammenfassung 

Die Entwicklung von optischen 

Modulen zu Datenraten von 400 

und 800 Gbit/s, die von neuen 

Technologien angetrieben werden, 

erfordert Leistungssprünge 

ohne Erhöhung der Größe und 

des Stromverbrauchs. Dies wiederum 

zwingt Oszillatoren, energieeffizienter 

zu sein, weniger 

Platz zu verbrauchen und weniger 

Jitter zu erzeugen. 

Mit Innovationen wie integrierten 

Vorspannungswiderständen 

und programmierbarem 

Spannungshub reduziert der 

SiT9501-Differentialoszillator 

von SiTime den gesamten Platzbedarf 

und den Stromverbrauch 

bei nur 70 fs RMS-Phasenjitter. 

SiTime MEMS-Oszillatoren 

bieten eine innovative Timing- 

Lösung, die die Anforderungen 

von Herstellern optischer 

Module erfüllt und die Leistung 

schnell skalieren muss, um 

schnelle Fortschritte bei Netzwerkgeräten 

zu unterstützen. 

Referenz: 

Jones, Nicola: How to Stop 

Data Centres from Gobbling 

up the World‘s Electricity, 

Nature News, Nature 

Publishing Group, 12 Sept. 

2018, www.nature.com/ 

articles/d41586-018-06610-y. 

Weiterführende 

Informationen: 

• 100G/200G/400G/800G 

Optical Modules Application 

Brief 

• Optical Module Solutions 

• MEMS Differential 

Oscillators ◄ 


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Updates für den Rubidium-Oszillator IQRB-1 

Silizium-MEMS-Oszillator für 26 MHz 

Erstmals vor acht Jahren auf den 

Markt gebracht, ist der IQRB-1 

heute das Herzstück vieler Synchronisationssysteme 

auf der 

ganzen Welt. In seinen Testlaboren 

am Firmenstandort in 

Crewkerne in Großbritannien 

kann IQD, ein Unternehmen der 

Würth Elektronik eiSos Gruppe, 

zahlreiche Standard- sowie kundenspezifische 

Tests durchführen. 

Nach aufwendigen Tests hat IQD 

ein umfangreiches Handbuch 

mit einer Zusammenfassung der 

durchgeführten Tests, einschließlich 

der Ergebnisse und deren 

Auswirkungen, erstellt. Dies kann 

nun allen Kunden zur Verfügung 

gestellt werden. 

Mit zunehmender Vernetzung von 

Menschen, Maschinen und Geräten 

ist die Notwendigkeit eines 

exakten Timings ein wesentlicher 

Erfolgsfaktor. Eine smarte 

Welt kann nur dann reibungslos 

funktionieren, wenn alle pünktlich 

sind. IQDs IQRB-1 trägt mit 

seiner Genauigkeit, seiner guten 

Kurzzeit- sowie seiner hervorragenden 

Langzeitstabilität zur 

weltweiten Timing-Infrastruktur 

bei. Er eignet sich perfekt als 

Frequenz- und Zeitreferenz zum 

Beispiel für Kommunikations- 

Basisstationen, Rundfunk- oder 

Industrieausstattungen. 

Der IQRB-1 ist das Fundament 

von IQDs wachsendem Rubidium-Oszillatoren-Portfolio, 

das 

erst kürzlich durch den ICPT-1 

und den IQRB-4 erweitert wurde. 

Weitere Informationen über den 

IQRB-1 und das Rubidium-Portfolio 

im Allgemeinen stehen unter 

www.iqdfrequencyproducts.com 

bereit. Exemplare des IQRB-1- 

Handbuchs sind auf Anfrage über 

das IQD- Vertriebsbüro erhältlich. 

■ IQD Frequency Products, 

Ltd. 

www.iqdfrequencyproducts.de 

Bei der Endrich Bauelemente 

Vertriebs GmbH ist der neuentwickelte 

temperaturkompensierte 

Silizium-MEMS- 

Oszillator SiT5008 von SiTime 

erhältlich. 

TCXO mit geringem 

Stromverbrauch 

SiTime als einer der Marktführer 

im Bereich MEMS-Timing- 

Technologie erweitert damit sein 

Portfolio um einen TCXO mit 

geringem Stromverbrauch. Einsatzgebiete 

sind Consumer- und 

IoT-Applikationen wie Audiound 

Videogeräte mit einer Verbindung 

ins Internet, Over-the- 

Top-Streaming-Geräte, industrielle 

Smart Meter und andere 

Anwendungen, die drahtlose 

Konnektivität mit geringem 

Stromverbrauch verlangen. 

Der SiT5008 bietet programmierbare 

Funktionen mit einer 

hohen Zuverlässigkeit in einem 

kleinem, industrieüblichen 2,5 x 

2 mm messsende Gehäuse und ist 

damit kompatibel mit herkömmlichen 

Quarz-TCXOs. 

Höhere Zuverlässigkeit 

Der Silizium-MEMS basierende 

TCXO bietet eine höhere Zuverlässigkeit 

und sehr gute Widerstandsfähigkeit 

gegen Vibrationen 

und Schock. Verfügbar ist 

der Oszillator derzeit in 26 MHz 

Taktfrequenz mit Frequenzstabilität 

von ±2 bis ±10 ppm für 

den Temperaturbereich von -40 

bis +85 °C. Er verfügt über eine 

Standby-Funktion und einen 

LVCMOS-Ausgang. Schnelle 

Produktanpassungen sind möglich, 

wodurch die Entwicklungszeit 

beschleunigt wird. 

■ Endrich Bauelemente 

Vertriebs GmbH 

www.endrich.com 

Differential-Quarzoszillator für Standard-Netzwerkfrequenzen 

Die Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH 

stellt eine neue Produktfamilie von quarzbasierten 

Taktoszillatoren von SMI INC 

vor. Diese Generation von Differentialoszillatoren 

mit ausgezeichneter Frequenzstabilität 

über der Temperatur und extrem 

niedriger Phasenrauschen ist für Anwendungen 

mit hoher Datenrate wie 5G (hohe 

Geschwindigkeit, Breitbandkommunikation), 

Ethernet, GbE, Synchrones Ethernet, 

FBGAs etc. ausgelegt. 

Das kleine Design bis zu 2,5 x 2 mm 

erfüllt die Marktanforderungen von Differentialtaktgeneratoren 

in einem winzigen 

Gehäuse. Das spart Platz um zusätzliche 

Funktionen zu integrieren. Die Komponenten 

haben einen sehr geringen Stromverbrauch. 

Zusätzlich kann der Oszillator 

in den Standby-Modus versetzt werden, 

um den Stromverbrauch auf max. 30 µA 

zu reduzieren. SMI unterstützt sieben 

Standardnetzwerk-Frequenzen von 100 

bis 321,5 MHz. 

Der Taktoszillator bietet die beste RMS- 

Jitterleistung seiner Klasse (12 kHz bis 20 

MHz) von 43 fs (typ.) Bei 156,25 MHz 

(LCPECL) und nur 43 fs (typ.) Bei 200 

MHz (LVDS). Erweiterter Temperaturbereich 

D von -55 bis +125 °C ist verfügbar. 

Unterstütz werden die Ausgangssignalpegel 

LVPECL und LVDS. 

■ Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH 



THE FUTURE IS DIGITAL. 

THE FUTURE IS NOW. 

REAL-TIME SPECTRUM ANALYZER 

REAL-TIME SIGNAL ANALYZER 

REAL-TIME EMI RECEIVER 

The brand-new TDEMI® S with its HyperOverlapping technology is setting a new benchmark 

in terms of accuracy, measurement speed, digital services, and RF-performance up into the 

THz frequency range. 

by the inventors of the full compliance real-time FFT based measuring instrument. 

gauss-instruments.com


Robuste Taktgeber erweitern Oszillatoren-Programm 

Würth Elektronik bringt weitere 

Quarzoszillatoren der WE- 

SPXO-Serie auf den Markt. Die 

Programmerweiterungen umfassen 

neue Bauformen mit einem 

LVDS- oder LVPECL-Ausgangssignal 

sowie 32,768-kHz- 

Oszillatoren. 

Noch stabilere 

Spezialisten 

Waren die hermetisch verschlossenen 

Oszillatoren schon bisher 

hervorragend für eine Vielzahl 

industrieller Anwendungen spezifiziert, 

so präsentieren sich die 

Neuzugänge noch temperaturstabiler 

und zudem präziser auf 

bestimmte Anforderungen hin 

optimiert. 

Die Würth Elektronik Oszillatoren 

mit den LVDS- oder 

LVPECL-Ausgängen und Frequenzen 

von 100 bis 156,25 

MHz (Modelle IQXO-618-18, 

IQXO-618-33, IQXO-623 und 

IQXO-624) sind auf Anwendungen 

mit höheren Datenraten 

ausgelegt: Gigabit Ethernet, 

Fibre Channel, PCI Express und 

SONET/SDH. Die jetzt verfügbaren 

Oszillatoren WE-SPXO 

mit differentiellem LVDS- oder 

LVPECL-Ausgangssignal weisen 

eine weiter verbesserte Jitter 

Performance und eine höhere 

Störfestigkeit des Ausgangssignales 

auf. Auch ihr Temperaturbereich 

von -40 bis +105 °C 

übertrifft die üblichen Standards. 

Der bessere 

Uhrenquarz 

Mit den neuen 32,768-kHz- 

Oszillatoren (Modelle CFPS- 

102, CFPS-104, CFPS-107, 

CFPS-109, IQXO-402, IQXO- 

404) offeriert Würth Elektronik 

Elektronikentwicklern eine 

Alternative zu Uhrenquarzen. 

Die in drei Baugrößen erhältlichen 

Oszillatoren (3,2 × 2,5, 

2,5 × 2 und 2 × 1,6 mm) sind 

mit einem möglichen Temperaturbereich 

von -40 bis +125 

°C sehr robust und bieten eine 

Stabilität von bis zu ±25 ppm. 

Der große Vorteil gegenüber 

normalen Uhrenquarzen ist die 

bessere Stabilität der Frequenz 

über den Temperaturverlauf und 

damit auch deren Genauigkeit. 

Anders als bei Uhrenquarzen ist 

keine zusätzliche Oszillationsschaltung 

notwendig. Dies spart 

Zeit beim Design und reduziert 

die Anzahl der Komponenten 

auf der Platine. Die neuen Oszillatoren 

von Würth Elektronik 

sind durch ihre Genauigkeit und 

Zuverlässigkeit ideal für Real- 

Time-Clock-Mikrocontroller 

und für alle Arten elektronischer 

Geräte, bei denen die Uhrzeit 

eine Rolle spielt – angefangen 

bei Laptops, Smartphones und 

Unterhaltungselektronik über 

Waschmaschinen und Geldautomaten 

bis hin zu industriellen 

Steuerungen. 

Alle Modelle der WE-SPXO- 

Quarzoszillatoren sind ohne 

Mindestbestellmenge ab Lager 

verfügbar. Kostenlose Muster 

können angefragt werden. 

■ Würth Elektronik eiSos 

GmbH & Co. KG 

info@we-online.de 

www.we-online.de 

MEMS-Oszillator für 5G-Außenanwendungen 

Das massive Wachstum des 

Datenverkehrs im Internet 

bedingt duch 5G-, AI- und 

Cloud-Anwendungen erhöht 

den Datendurchsatz in Rechenzentren. 

Optische Module und 

Datenkommunikationsgeräte 

müssen schnellere Datenraten 

liefern. Die 5G-Infrastruktur im 

Freien ist hohen Belastungen 

durch Temperatur, Vibration 

und Luftströmen ausgesetzt, 

die den Datendurchsatz beeinträchtigen 

können. Dadurch 

sind Oszillatoren mit geringerem 

Jitter notwendig. Gleichzeitig 

darf die Elektronik so 

wenig Platz wie möglich in 

Anspruch nehmen, da schon 

ein Drittel der Leiterplattenfläche 

durch die optischen Baugruppen 

benötigt wird. Der 

neu entwickelte Differential- 

MEMS-Oszillator SiT9501 von 

SiTime bietet mit 70 Femtosekunden 

einen sehr geringen 

RMS-Phasenjitter. Laut Hersteller 

ist er bei einer Gehäusegröße 

von 2,0mm x 1,6mm 

der kleinste der Branche. Er 

ist auch in anderen Industriestandard-Gehäusen 

erhältlich. 

Der Oszillator deckt einen Frequenzbereich 

von 25MHz bis 

644,53125MHz ab und kann 

im Temperaturbereich von 

-40°C bis +105°C eingesetzt 

werden. Er besitzt einen On- 

Chip-Spannungsregler zum Filtern 

von Stromversorgungsstörungen 

und einen sogenannten 

FlexSwing-Treiber. Dieser 

reduziert den Stromverbrauch 

um 30% und integriert Source- 

BIAS LVPECL-Widerstände. 





MEMS-Takt-ICs für 5G 


5-V-Rubidium-Oszillator 

FREQUENCY 

CONTROL 

PRODUCTS 

SiTime Corp. kündigte neue MEMS-Takt- 

ICs der Cascade-Familie für drahtgebundene 

5G-Telekommunikations- und Rechenzentrums-Infrastrukturen 

an. Die SiT9514x- 

Familie mit der sogenannten ClkSoC-Technologie 

(Clock-System-on-a-Chip) besteht 

aus Jitter-Cleaners/Netzwerksynchronisierern 

und Taktgeneratoren, die mehrere Taktsignale 

in einem System liefern. Dabei werden 

MEMS-Resonatoren der dritten Generation 

verwendet, die eine höhere Performance 

bei geringerer Leistungsaufnahme liefern. 

Beim Einsatz von Quarzen treten häufig 

kapazitive Fehlanpassungen, Aktivitätseinbrüche, 

Stoßanfälligkeit, Vibration und EMI 

auf. Der im SiT9514x integrierte MEMS- 

Resonator beseitigt diese Probleme. Es 

stehen vier unabhängige PLLs zur Unterstützung 

von Zeitsynchronisationsanwendungen 

sowie bis zu elf Ausgänge mit einem 

Betriebsfrequenzbereich von 8 kHz bis 2,1 

GHz und ein Ausgang mit 1 pps (Impuls 

pro Sekunde) zur Verfügung. Die programmierbare 

PLL-Schleifenbandbreite bis zu 1 

mHz filtert Wander- oder Netzwerkrauschen 

in IEEE 1588 und synchronem Ethernet. 

Es stehen umfangreiche programmierbare 

Funktionen und Konfigurationsoptionen 

zur Verfügung. Vorprogrammierte Devices 

ermöglichen einen Systemstart ohne Software-Konfiguration. 

Der Einsatz von sehr 

wenigen externen Filterkreisen führt zu Platzersparnis, 

Vereinfachung des Designs und 

einer Reduzierung der Stückliste. 

Der SiT9514x ist entweder eigenständig 

oder zusammen mit den MEMS-TCXOs 

und OCXOs von SiTime eine vollständige 

Timing-Lösung für Anwendungen wie 

5G-RRUs, kleine Zellen, Edge-Computer, 

Switches und Router. 

■ Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH 


Der neue IQRB-4 schließt die Lücke zwischen 

den mit 12 V betriebenen IQRB-1, 

IQRB-2 und IQRB-3 und dem kürzlich 

erschienenen ICPT-1, der mit 3,3 V betriebenen 

wird. 

IQD, ein Unternehmen der Würth Elektronik 

eiSos Gruppe, ist bereits seit über 

45 Jahren im Frequenzproduktemarkt tätig 

und hat in den vergangenen Jahren weiteres 

Knowhow aufgebaut, um sich im Bereich 

der Atomuhren zu spezialisieren. Das Unternehmen 

hat sowohl in seine Entwicklungsmöglichkeiten 

als auch in entsprechendes 

Messequipment am Hauptsitz in England 

investiert, der als Kompetenzzentrum für 

Frequenzprodukte innerhalb der Würth 

Elektronik Gruppe fungiert. So kann Kunden 

und Interessierten auch für diesen Produktbereich 

der Service geboten werden, 

für den IQD und Würth Elektronik eiSos 

bekannt sind. 

Der IQRB-4 bietet neben sehr guter Kurzund 

Langzeitstabilität ein gutes Phasenrauschen 

– alles kombiniert in einem kompakten 

Gehäuse von lediglich 50,8 × 50,8 

× 25 mm. Neben der 5-V-Versorgungsspannung 

kommt der IQRB-4 standardmäßig 

mit einem CMOS-Signalausgang; dies 

ist ideal für die meisten Anwendungen, da 

diese ohnehin ein CMOS-Signal benötigen. 

Der IQRB-4 eignet sich perfekt als eigenständige 

Zeitreferenz, beispielsweise für 

Kommunikationsanwendungen oder in 

Netzwerkstrukturen. Zudem sind Atomuhren 

wichtiger Bestandteil von intelligenten und 

autonomen Netzwerken, ebenso wie überall, 

wo exakte Zeit- und Phasensynchronisation 

notwendig ist. 

Mehr Informationen zum IQRB-4 und den 

weiteren Rubidium-Oszillatoren finden 

Sie auf www.iqdfrequencyproducts.de. 

Für weitere Fragen können Sie sich gerne 

jederzeit an das IQD-Vertriebs- und Supportteam 

wenden. 

■ IQD Frequency Products, Ltd. 

www.iqdfrequencyproducts.de 

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Temperaturgesteuerter 

MEMS- 

Präzisionsquarzoszillator 

Der SiT5358 von SiTime ist 

ein temperaturgesteuerter 

MEMS-Präzisionsquarzoszillator 

(TCXO), der von 1 bis 60 

MHz arbeitet. Es hat eine Frequenzstabilität 

von ±0,05 ppm 

und die Schwingungsfrequenz 

kann in Schritten von 1 Hz 

gesteuert werden. Der TCXO 

arbeitet über einen Temperaturbereich 

von 0 bis 70 °C mit 

einer Stabilität von ±0,05 ppm 

über diesen Temperaturbereich. 

Er benötigt eine Versorgungsspannung 

von 2,5/2,8/3/3,3 V 

je nach Ausprägung und verfügt 

über einen LVCMOS- oder einen 

abgeschlossen Sinuswellenausgang. 

Der TCXO ist vollständig 

konform entwickelt zu den oszillatorspezifischen 

Bedingungen 

des GR-1244 Stratum 3. 

Der SiT5358 bietet ein hochstabiles 

Timing auch beim Vorhandensein 

von Umgebungsstress 

wie Luftstrom, Temperaturstörung, 

Vibration, Schock und 

elektromagnetische Interferenz 

(EMI). Er ist in einer SMT- 

Ausführung mit den Maßen 5 x 

3,2 mm erhältlich und RoHS & 

REACH-konform. 

Der Oszillator ist nahezu ideal 

für 4G/5G-Funk, kleine Zellen, 

synchrones Ethernet, IEEE 1588, 

Präzisions-GNSS, Test und 

Messung, Router und Switches 

in Carrier-Qualität, optischen 

Datentransport, SONET/SDH, 

OTN, Stratum 3, DOCSIS 

3.xtrem sowie PHY- und GPS- 

Anwendungen für disziplinierte 

Oszillatoren geeignet. Er integriert 

mehrere Onchip-Regler, 

die eine Rauschfilterung der 

Stromversorgung ermöglichen 

und die Notwendigkeit eines 

dedizierten externen LDO eliminieren. 

Weitere Daten: 

• Stromaufnahme: 44 bis 57 mA 

• Bürdekapazität: 15 pF 

• Ausgangslast: 17 bis 19 Ohm 

• Phasenrauschen: -168 bis -68 

dBc/Hz 

• Jitter: 0,31 bis 0,48 ps 

• Betriebstemperatur: 0 bis 70/- 

20 bis +70/-40 bis +85/-40 bis 

+105 °C 

■ SiTime 

www.sitime.com 

VCO für 400 bis 800 

MHz liefert dBm 

Der VCO1212BQ-400MHz- 

800MHz-A von Dynamic Engineers 

ist ein oberflächenmontierter 

spannungsgesteuerter 

Oszillator (VCO), der von 400 

bis 800 MHz arbeitet. Es liefert 

eine Ausgangsleistung von 

5 dBm und hat ein Phasenrauschen 

von -118 dBc/Hz bei 100 

kHz. Der VCO ändert seine Frequenz 

mit 5 MHz/V Steuerspannung 

(max. 12 V). Er benötigt 

eine Gleichstromversorgung 

von 5 V und verbraucht bis zu 

30 mA. Der VCO bietet extrem 

niedriges Phasenrauschen und 

lineare Abstimmcharakteristik. 

Er ist mit einem 12,7 x 12,7 x 

3,9 mm messenden Gehäuse 

erhältlich und eignet sich ideal 

für Rundfunk-, UKW-Funk-, 

drahtlose Telemetrie-, Testinstrument- 

und Signalerzeugungs- 

Anwendungen. Betriebstemperatur: 

-10 bis +70 °C. 

■ Dynamic Engineers 

www.dynamicengineers.com 

Weltraumtauglicher 

VCXO für 0,256 bis 

52,5 MHz 

Der RVX2213S von Rakon ist 

ein weltraumtauglicher VCXO, 

der von 0,256 bis 52,5 MHz 

arbeitet. Dieser VCXO hat eine 

extrem hohe Zugfähigkeit von 

±375 ppm. Es wird gemäß MIL- 

PRL-55310 Klasse 2, Ebene 

S hergestellt und wurde entwickelt, 

um Raumfahrtmissionen 

zu unterstützen, wo eine 

anspruchsvolle Umgebung, 

kurze Vorlaufzeit und Strahlungstoleranz-Anforderungen 

wichtig sind. Der Oszillator 

hat eine Frequenzstabilität von 

mehr als ±50 ppm über einen 

Temperaturbereich von -55 bis 

+125 °C. Er benötigt eine 3,3- 

oder 5-V-Versorgung, zieht bis 

zu 20 mA Strom und hat einen 

Standard-HCMOS-Ausgang. 

Das Tastverhältnis beträgt 40% 

bei einer Anstiegs-/Abfallzeit 

von 10 ns. 

Der RVX2213S steht mit einem 

strahlungstoleranten, hermetisch 

verschlossenen Gehäuse zur Verfügung, 

das 22 x 13 mm misst. 

Er ist nahezu ideal geeignet für 

Weltraumanwendungen wie 

Uhren, Gyroskope und Frequenzerzeugungseinheiten 

(FGU). 

Die Betriebstemperatur beträgt 

-25 bis 125 °C, die Lagertemperatur 

-55 bis 155 °C. 

■ Rakon 

www.rakon.com 

Miniatur-Low-Profile- 

OCXO 

Der OCXO3320AW von Dynamic 

Engineers ist ein Miniatur- 

Low-Profile-OCXO mit extrem 

geringem Stromverbrauch, der 

von 8 bis 100 MHz arbeitet. 

Es hat ein Phasenrauschen von 

-163 dBc/Hz bei 100 kHz und 

eine Frequenzstabilität von ±5 

ppb über einen Temperaturbereich 

von -40 bis +85 °C. Dieser 

OCXO bietet HCMOS-(TTL)- 

oder Sinuswellen-Ausgänge und 

benötigt 5 V Versorgungsspannung. 

Es ist mit einem Gehäuse 

mit den Maßen 16 x 15 x 7,5 mm 

erhältlich und eignet sich nahezu 

ideal für den Einsatz in tragbaren 

drahtlosen Kommunikationsgeräten, 

mobilen Testgeräten, 

Beacons und Rettungssystemen 

sowie batteriebetriebenen 

Anwendungen. 

Der Ultra-Low Power Miniatur 

OCXO liefert eine Ausgangsleistung 

von 4 bis 7 dBm (Last-C 5 

pF)/10 kOhm. Die Aufwärmzeit 

wird mit 30 bis 120 a angegeben, 

die Betriebstemperatur mit -40 

bis 85 °C und die Leistungsaufnahme 

mit 180 bis 1200 mW. 

■ Dynamic Engineers 

www.dynamicengineers.com 

GPS/GNSS- Primär- 

Rubidium-Referenzquelle 

Die Spectratime GNSSource-2500 

von Orolia ist eine kostengünstige, 

leistungsstarke GPS/ 

GNSS- Primär-Rubidium-Referenzquelle 

mit Ausgangsfrequenzoptionen 

von 8 x 10 MHz/8 

x 1 pps oder 16 x 10 MHz. Sie 



wurde für branchenübergreifende 

Anwendungen entwickelt, 

bei denen hohe Stabilitäts- und 

Wartungsfunktionen erforderlich 

sind. Dieses Gerät integriert 

einen intelligenten, rauscharmen 

Rubidium-LNR-Clok-1500- und 

einen GPS/GNSS-Empfänger. 

Es verwendet die GPS/GNSS- 

SmarTiming+ Technologie von 

Orolia, um den Rb LNRClok 

mit einer automatisch adaptiven 

Schleifenzeitkonstante von 1000 

bis 100.000 s zu disziplinieren, 

abhängig von der GPS/GNSS- 

Signalqualität, mit einer Auflösung 

von 1 ns. 

Der Spectratime GNSSource-2500 

verfügt über eine Standard- 

RS232-Schnittstelle (9600 bit/s), 

eine integrierte intelligente automatische 

Kalibrierung und einen 

internen Bitalarm. Es ist in einem 

kompakten 1U-Rack-Gehäuse 

erhältlich, das 445 x 300 x 44 

mm misst und für Synchronisations-, 

Timing-, Referenz-/ 

Testquellen- und Zeit-/Frequenzquellenanwendungen 

geeignet 

ist. Die Referenz benötigt eine 

Wechselstromversorgung von 

100 bis 240 V (50...60 Hz) und 

verbraucht bis zu 1,5 A. 

Weitere Kennzeichen: 

• Frequenz 10 MHz 

• Zeitgenauigkeit 50 ns 

• Anzahl der HF-Ausgänge: 9 

• TimeCode-Ausgabe 1 pps 

• Ausgangswellenform: Sinus, 

CMOS 

• Aufwärmzeit 15 min 

• Impedanz 50 Ohm 

• Phasenrauschen -150 bis -90 

dBc/Hz 

• Kurzzeitstabilität 0,002 bis 

0,02 ppb 

• Gewicht 4 kg 

• Betriebstemperatur 0 bis 40 °C 

■ Orolia 

www.orolia.com 

Temperaturgeregelter 

Quarzoszillator mit niedriger 

Leistung für 10 bis 60 MHz 

Der SiT5008 von SiTime ist 

ein temperaturgesteuerter Quarzoszillator 

(TCXO) mit niedriger 

Leistung, der von 10 bis 

60 MHz arbeitet. Es hat eine 

Frequenzstabilität von ±2 ppm 

und bietet einen LVCMOS/ 

HCMOS-kompatiblen Ausgang. 

Die Anstiegs-/Abfallzeit liegt 

unter 2,5 ns, die Startzeit unter 

5 ms und das Tastverhältnis im 

Bereich 45 bis 55%. Der TCXO 

arbeitet in einem Temperaturbereich 

von -40 bis +85 °C und die 

Schwingungsfrequenz kann bis 

zu 6 Dezimalstellen weit geregelt 

werden. Der TCXO benötigt 

eine Versorgungsspannung von 

1,8/2,8 V und zieht bis zu 4,6 

mA. Er stellt einen 100%-igen 

Pin-zu-Pin-Ersatz für XOs auf 

Quarzbasis dar. 

Der SiT5008 ist in einem Oberflächenmontage-Gehäuse 

nach 

Industriestandard erhältlich, das 

2 x 1,6 oder 2,5 x 2 mm misst 

und sich nahezu ideal für Smart 

Meters, IoT, Lowpower Wireless 

und angeschlossenes Audio/ 

Video eignet. 

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MEMS- und Quarz-Oszillatoren im Vergleich 

Zwei unterschiedliche 

Funktionsprinzipien 

für die Taktung 

elektronischer 

Schaltungen buhlen 

um die Gunst ihres 

Einsatzes. 

Hendrik Nielsen 

Inside Sales Specialist FCP 

bei WDI 

hnielsen@wdi.ag 

David Meaney 

VP Global Technical Sales 

bei ECS 

WDI AG 

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Wie Äpfel und Birnen lassen sich 

beide Technologien nicht direkt 

vergleichen. Aber es lässt sich 

die Eignung und Leistungsfähigkeit 

unter realen Bedingungen 

abschätzen. 

Qual der Wahl? 

Wenn es um die Auswahl eines 

geeigneten Oszillators geht, stehen 

die Anwender heute auch 

immer öfter vor der Frage: 

MEMS- (Micro-Electro-Mechanical 

System) oder quarzbasierter 

Oszillator? Welche Technologie 

ist die richtige für die jeweilige 

Anwendung? 

Auf der Suche nach Antworten 

stößt man immer wieder auf 

Vergleiche, welche die MEMS- 

Alternativen, die erst seit Anfang 

der 2000er Jahre auf dem Markt 

erhältlich sind, klar im Vorteil 

sehen. Allerdings ist hier Vorsicht 

geboten, so erinnern die 

meisten, bei genauerer Betrachtung, 

doch eher an den Versuch, 

Äpfel mit Birnen zu vergleichen 

und oft ist das Ziel, dem 

bewährten und traditionellen 

Quarzoszillator Marktanteile 

abzunehmen. 

Die MEMS-Technologie wurde 

in den letzten 25 Jahren von einigen 

Unternehmen entwickelt 

und weiter vorangetrieben, doch 

nach diversen Firmenübernahmen 

gibt es heute nur noch zwei 

echte Hersteller, wobei der Führende 

dieser beiden in etwa 1% 

des gesamten Timing-Marktes 

Bild 1: Typische Quarzbasierte Oszillatoren im SMD-Gehäuse 

ausmacht. Neben diesen beiden 

Unternehmen bieten viele 

Oszillatoren-Hersteller und auch 

Händler die MEMS-Oszillatoren 

der beiden Unternehmen sortimentsergänzend 

unter Eigenmarken 

an. 

Was zu bedenken ist 

Bei der Auswahl des richtigen 

Oszillators für ein elektronisches 

System müssen unter anderem 

folgende Aspekte bedacht werden: 

• Systemleistung 

• Systemtaktung 

• Signalqualität 

• Quelle des Referenzsignals 

Bild 2: MEMS-basierte Oszillatoren im SMD-Gehäuse 

Dies sind die entscheidenden 

Eigenschaften, die über das Leistungsniveau 

und letztendlich 

auch die Qualität des Endproduktes 

entscheiden. 

Um die scheinbare Überlegenheit 

MEMS-basierter gegenüber 

quarzbasierten Oszillatoren 

zu demonstrieren, vergleichen 

MEMS-Hersteller ihre Oszillatoren 

gerne mit einfachen 

Schwingquarzen. Hierzu muss 

man aber wissen, dass jede 

Oszillatorvariante, sei es quarz-, 

SAW-, oder MEMS-basiert, eine 

Komplettlösung darstellt, die 

im Vergleich erwiesenermaßen 

immer besser abschneiden wird 

als ein einfacher Schwingquarz. 

Ein Vergleich auf Augenhöhe ist 

das also nicht. 



Bild 3: Typischer Aufbau eines quarzbasierten Oszillators 

Bild 4: Typischer Aufbau eines MEMS-basierten Oszillators 

Im Folgenden sind ein quarzbasierter 

Oszillator (Bild 1) und 

ein MEMS-Oszillator (Bild 2) 

im direkten Vergleich gegenübergestellt. 

Aufbau und Merkmale 

Ein Quarzoszillator nutzt einen 

Schwingquarz als Referenz und 

eine einfache Oszillatorschaltung 

(Bild 3). Ein MEMS-Oszillator 

hingegen verwendet einen 

Siliziumresonator als Taktquelle 

und benötigt eine PLL-Schaltung 

zur Korrektur der Fertigungstoleranzen 

im Frequenzbereich 

und des Temperaturkoeffizienten 

(Bild 4). 

Wie in Bild 5 zu erkennen ist, 

sind Quarzoszillatoren hochwer- 

Bild 5: Funktionsprinzip der beiden Oszillatorschaltungen auf Quarz- und MEMS-Basis 



Bild 6: Vergleich der Stromaufnahme von MEMS- und Quarz-Oszillatoren bei 

40 MHz 

Bild 7: Vergleich der Start-Up-Charakteristik von MEMS- und Quarzoszillatoren 

bei 40 MHz 

tige Taktreferenzen mit simpler 

Schaltung, wohingegen MEMS- 

Oszillatoren weitaus komplexer 

aufgebaut sind. Sie bestehen aus 

einem MEMS-Resonator, einer 

PLL zur Frequenzteilung und 

einem Temperaturkompensations-Netzwerk. 

Darüber hinaus 

ist eine werksseitige Kalibrierung 

zwingend erforderlich, 

um die korrekte Funktion zu 

gewährleisten. 

Quarz- und 

MEMS-Oszillator im 

direkten Vergleich 

Das US-amerikanische Unternehmen 

ECS International hat 

quarzbasierte Oszillatoren und 

MEMS-basierte Oszillatoren getestet 

und vermessen. Verglichen 

wurden dabei die Parameter, die 

für das Design von Kommunikations-, 

Netzwerk-, Industrie- und 

Konsumelektronik von entscheidender 

Bedeutung sind: 

1) Leistungsaufnahme 

Wie viel Strom wird aufgenommen? 

2) Start-Up-Verhalten des Oszillators 

Wie schnell startet der Oszillator 

nach dem Anlegen einer 

Spannung? 

3) Jitter und Phasenrauschen 

Wie ist das Rauschverhalten, 

welches gerade bei Kommunikationsgeräten 

ein kritischer 

Faktor ist? 

4) Frequenzstabilität 

Wie stabil ist die Frequenz bei 

konstant 25°C? 

5) Frequenzverhalten über den 

Arbeitstemperaturbereich 

Wie stabil ist die Frequenz in 

Bezug auf Temperaturveränderungen? 

6) Vibrationsempfindlichkeit 

Wie stabil ist die Frequenz unter 

rauen Bedingungen? 

7) Zuverlässigkeit 

Wann fällt der Taktgeber aus? 

Mean time between failure 

(= MTBF, mittlere Zeit zwischen 

den Ausfällen) 

Zur Leistungsaufnahme 

Quarzbasierte Oszillatoren nehmen 

grundsätzlich einen viel 

geringeren Strom auf, da sie 

den Vorteil einer Grund- oder 

Oberschwingung und einer 

einfachen Schaltungsstruktur 

haben. MEMS-basierte Oszillatoren 

benötigen im Gegensatz 

dazu mehr Strom, weil sie mehr 

Schaltungsaufwand betreiben 

und die PLL und der LCVCO 

die Gesamtstromaufnahme deutlich 

erhöhen. Infolgedessen liegt 

die Stromaufnahme des MEMS- 

Oszillators bei 6,09 mA, während 

der Standard-Quarzoszillator 

nur auf etwa 3,16 mA kommt. 

Das bedeutet, dass ein MEMS in 

etwa doppelt so viel Strom benötigt, 

um auch nur vergleichbare 

Jitter- und Phasenrauschwerte zu 

erreichen wie der quarzbasierte 

Oszillator (Bild 6). 

Anlaufverhalten des 

Oszillators 

Vergleicht man die Stabilität der 

Oszillatoren beim Einschalten, 

sieht man, dass der Quarzoszillator, 

sobald die Stromversorgung 

da ist, eine Genauigkeit 

von 1 ppm erreicht, während 

der MEMS-Oszillator darum 

kämpft, eine Genauigkeit von 

2 ppm zu erreichen. Nach dem 

Einschalten ist der Quarzoszillator 

sofort stabil, wohingegen 

der MEMS-Oszillator während 

der Stabilisierungsphase der PLL 

und der LVCO Frequenzerschütterungen 

aufzeigt (Bild 7). 

Bild 8. Gemessene Jitter- und Phasenrauschwerte von MEMS- (rechts) und Quarz-Oszillatoren (links) 



Bild 9: Vergleich der Frequenzstabilität von Quarz- und MEMS-Oszillator 

Heutzutage ist ein schnelles 

Startverhalten wichtiger denn 

je. Ob es sich um Anwendungen 

im Konsumgüterbereich, in der 

Automatisierung oder um militärische 

Anwendungen handelt, 

die Taktgeber müssen stets 

betriebsbereit sein. Modernste 

elektronische Systeme, gerade 

im Bereich der „Wearables“ 

oder andere tragbare Geräte, 

müssen schnell aus- und eingeschaltet 

werden können, um 

die Lebensdauer der Batterie 

zu erhöhen oder ein System bei 

Bedarf schnell online zu bringen. 

Der Einsatz eines Oszillators 

mit schnellerem Start-Up- 

Verhalten, wie im Beispiel der 

Quarzoszillator, ermöglicht kürzere 

Aufwachzyklen und damit 

auch eine längere Lebensdauer 

der Batterie. 

Jitter und 

Phasenrauschen 

Hierfür werden Oszillatoren 

von der Stange zu vergleichbaren 

Preisen ausgewählt. Ein 

MEMS-basierter Oszillator und 

ein quarzbasierter Oszillator, 

welcher in vielen Anwendungen 

eingesetzt und in großen Stückzahlen 

gefertigt wird. Wenn man 

den Jitter des MEMS-Oszillators 

von 12 kHz bis 20 MHz betrachtet, 

lässt sich ein Jitter von 1,5 

ps rms messen. Der Quarzoszillator 

hingegen erreicht über 

die SONET-Bandbreite von 12 

kHz bis 20 MHz einen Jitter von 

0,18 pS rms und schneidet damit 

nahezu achtmal besser als der 

MEMS-Oszillator ab. 

Die Labormessungen zeigen 

auch, dass die Quarzoszillatoren 

ein viel besseres Phasenrauschverhalten 

als die MEMS- 

Oszillatoren aufweisen. MEMS- 

Oszillatoren zeigen, gerade bei 

niedrigen Offsets, ein höheres 

Phasenrauschen, da der Silizium-Resonator 

im Vergleich 

zum Quarz eine schlechtere 

„Güte“ beziehungsweise einen 

schlechten Qualitätsfaktor aufweist. 

Bei 10 Hz beispielsweise 

weist der Quarzoszillator ein um 

36 dB besseres Phasenrauschen 

als der MEMS-Oszillator auf 

(Tabelle 1). Das Phasenrauschen 

bei niedrigen Offsets ist gerade 

für die drahtlose Kommunikation 

sehr kritisch und kann auch 

Fehler in der optischen Kommunikation 

verursachen. 

Die MEMS-Oszillatoren zeigen 

Frequenzspitzen, die durch den 

benötigten Frequenzteiler verursacht 

werden. Diese Spitzen 

treten im Frequenzband auf und 

verursachen deterministischen 

Jitter (DJ), der die Bitfehlerleistung 

des Systems verschlechtert. 

Quarzoszillatoren mit Quarzen 

im Grundton weisen diese 

extremen Frequenzspitzen nicht 

auf (Bild 8). 

Zur Frequenzstabilität 

Die Frequenzstabilität der beiden 

Oszillatorvarianten ist in 

Bild 9 dargestellt. Sie wird bei 

3,3 V und 25 °C für eine Dauer 

von 50 s gemessen. Deutlich 

erkennbar ist, dass der MEMS- 

Oszillator Frequenzsprünge in 

der Größenordnung von ±600 

ppb aufweist, was weit über die 

Standards der meisten Anwendungen 

in der drahtlosen Kommunikation 

hinausgeht. Der 

quarzbasierte Oszillator dagegen 

zeigt nur sehr wenige und 

geringe Frequenzsprünge und 

läuft deutlich stabiler in seiner 

Frequenz. 

Frequenzverhalten 

über den Arbeitstemperaturbereich 

Beim Vergleich des Frequenzverhaltens 


von Quarz- und 

MEMS-Oszillator zeigt sich, 

dass der quarzbasierte Oszillator 

der typischen, kontinuierlich 

kubischen Kurve eines 

AT-Kristalls folgt (Bild 10a). 

Damit erreicht er eine Frequenzstabilität 

von ±25 ppm über den 

Arbeitstemperaturbereich von 

-40°C bis +85°C, was für die 

meisten Anwendungsbereiche 

vollkommen ausreichend ist. 

Auf den ersten Blick scheint der 

MEMS-Oszillator ein besseres 

Frequenzverhalten über denselben 

Temperaturbereich zu haben 

(Bild 10b). Bei genauerem Hinschauen 

lassen sich aber Frequenzsprünge 

erkennen, die 

entstehen, wenn die PLL das 

Teilungsverhältnis anpasst, um 

Temperaturveränderungen auszugleichen. 

Notwendig ist dies, 

um die beträchtliche Frequenzdrift 

von bis zu 30 ppm/K, oder 

3750 ppm über -40 bis +85 °C, 

zu kompensieren. 

Der quarzbasierte Oszillator ist 


viel stabiler in seiner 

Frequenz und bietet eine hervorragende 

Güte. Anders als 

der MEMS-basierte Oszillator, 

müssen bei den herkömmlichen 

Quarzoszillatoren die Temperaturveränderungen 

nicht ausgeglichen 

werden, um eine Stabilität 

von nur ±10 ppm über 

den erforderlichen Arbeitstemperaturbereich 

aufrechterhalten 

zu können. Sollte eine bessere 

Stabilität erforderlich sein, können 

Quarzoszillatoren mit einer 

Temperaturkompensation ausgestattet 

werden, wodurch eine 

Stabilität von nur 0,5 ppm über 

den Arbeitstemperaturbereich 

erreicht wird. 

Zur Vibrationsempfindlichkeit 

Die MEMS-Technologie verspricht 

herausragende Eigenschaften, 

was die Vibrationsempfindlichkeit 

der MEMS-basierten 

Oszillatoren angeht. Doch schaut 

man sich die Daten genauer an, 

so ist das mehr Schein als Sein. 

Der typische Messbereich ist mit 

weniger als einer Schwingung 

Offset Quarz MEMS Quarz “Q“ Rauschleistung 

10 Hz -61,5175 -25,133 36 dB dBc/Hz 

100 Hz -101,3365 -77,9268 23 dB dBc/Hz 

1 kHz -134,5445 -123,1119 11 dB dBc/Hz 

10 kHz -154,5955 -131,5033 23 dB dBc/Hz 

100 kHz -160,8985 -132,5086 28 dB dBc/Hz 

1 MHz -162,6733 -141,995 21 dB dBc/Hz 

5 MHz -163,0239 -152,1887 11 dB dBc/Hz 

10 MHz -161,9452 -154,8769 7 dB dBc/Hz 

20 MHz -162,4631 -150,8442 12 dB dBc/Hz 

Tabelle 1: Phasenrauschen von Quarzoszillatoren im Vergleich zu MEMS 


Digitale 

Oszilloskope 

Der Weg zum 

professionellen 

Messen 

Joachim Müller 

Format 21 x 28 cm, Broschur, 388 

Seiten, 

ISBN 978-3-88976-168-2 

beam-Verlag 2017, 24,95 € 

Ein Blick in den Inhalt zeigt, in welcher 

Breite das Thema behandelt wird: 

• Verbindung zum Messobjekt über 

passive und aktive Messköpfe 

• Das Vertikalsystem – Frontend und 

Analog-Digital-Converter 

• Das Horizontalsystem – Sampling 

und Akquisition 

• Trigger-System 

• Frequenzanalyse-Funktion – FFT 

• Praxis-Demonstationen: Untersuchung 

von Taktsignalen, Demonstration 

Aliasing, Einfluss der 

Tastkopfimpedanz 

• Einstellungen der Dezimation, Rekonstruktion, 

Interpolation 

• Die „Sünden“ beim Masseanschluss 

• EMV-Messung an einem Schaltnetzteil 

• Messung der Kanalleistung 

Weitere Themen für die praktischen 

Anwendungs-Demos sind u.a.: Abgleich 

passiver Tastköpfe, Demonstration 

der Blindzeit, Demonstration 

FFT, Ratgeber Spektrumdarstellung, 

Dezimation, Interpolation, Samplerate, 

Ratgeber: Gekonnt triggern. 

Im Anhang des Werks findet sich 

eine umfassende Zusammenstellung 

der verwendeten Formeln und 

Diagramme. 

Bestellungen unter: 

www.beam-verlag.de 

info@beam-verlag.de 

Dezibel-Praxis 

Richtig rechnen mit dB, 

dBm, dBµ, dBi, dBc und 

dBHz 

Frank Sichla, 17,5 x 25,5 cm, 94 

S., 82 Abb., zahlreiche Tabellen 

und Diagramme;120 Aufgaben zur 

Selbstkontrolle, mit Lösungen. 

ISBN 978-88976-056-2, 2007, 

12,80 € 

Art.-Nr.:118064 

Das Dezibel ist in der Nachrichtentechnik 

zwar fest etabliert, 

erscheint aber oft noch geheimnisvoll. 

Will man genauer wissen, 

was dahinter steckt, kann 

man zu mathematiklastigen und 

trockenen Lehrbüchern greifen. 

Darin stehen viele Dinge, die 

man in der Funkpraxis gar nicht 

braucht und die eher verwirren. 

Andererseits vermisst man gerade 

die „Spezialitäten“, denen 

man schon immer auf den Grund 

gehen wollte. 

Der Autor dieses Buches 

hat dieses Dilemma erkannt 

und bietet daher hier eine 

frische, leicht verständliche 

und mit 120 Aufgaben 

und Lösungen überaus 

praxisgerechte Präsentation des 

Verhältnismaßes „dB“ mit all 

seinen Facetten. 




Praxiseinstieg 

in die 

Spektrumanalyse 

Smith- 

Diagramm 

Einführung und 

Praxisleitfaden 

Joachim Müller, 

21 x 28 cm, 198 Seiten, 

zahlr. überwiegend farbige Abb. 

Diagramme, Plots 

ISBN 978-3-88976-164-4, 

beam-Verlag 2014, 38,- € 

Art.-Nr.: 118106 

Ein verständlicher Einstieg in die Spektrumanalyse 

- ohne höhere Mathematik, 

der Schwerpunkt liegt auf der Praxis mit 

Vermittlung von viel Hintergrundwissen. 

Aus dem Inhalt: 

• Der Zeit- und Frequenzbereich, Fourier 

• Der Spektrumanalyzer nach dem Überlagerungsprinzip 

• Dynamik, DANL und Kompression 

• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor, 

EMV-Detektoren 

• Die richtige Wahl des Detektors 

• Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope 

mit FFT 

• Auswahl der Fensterung - Gauß, Hamming, 

Kaiser-Bessel 

• Die Systemmerkmale und Problemzonen 

der Spektrumanalyzer 

• Korrekturfaktoren, äquivalente Rauschbandbreite, 

Pegelkorrektur 

• Panorama-Monitor versus Spektrumanalyzer 

• EMV-Messung, Spektrumanalyzer versus 

Messempfänger 




Joachim Müller, 21 x 28 cm, 117 

Seiten, zahlreiche, teilweise farbige 

Abbildungen, beam-Verlag 2009, 

ISBN 978-3-88976-155-2, Art.-Nr.: 

118082, 29,80 € 

Das Smith-Diagramm ist bis heute 

das wichtigste Instrument zur bildlichen 

Darstellung der Anpassung 

und zum Verständnis der Vorgänge 

in HF-Systemen. In der einschlägigen 

Fachliteratur findet man zwar 

viele Stellen zum Smith-Diagramm, 

sie erfordern aber meist erhebliche 

mathematische Kenntnisse: Eine 

grundlegende Einführung sucht man 

vergeblich. Diese Lücke schließt dieses 

Buch als praxisnahe Einführung in den 

Aufbau und die Handhabung des Diagramms. 

Mathematikkenntnisse die zu 

einer elektrotechnischen Ausbildung 

gehören, reichen dabei aus. 

Aus dem Inhalt: 

Der Weg zum Smith-Diagramm - 

Komplexe Zahlen - Reflexion bei 

Einzelimpulsen und kontinuierlichen 

Sinussignalen - Reflexionsfaktor 

- Rückflussdämpfung, VSWR, Kreisdiagramme; 

Reflexionsdiagramm 

- Schmidt-Buschbeck-Diagramm 

- CarterDiagramm - Praxis mit dem 

Smith-Diagramm; Kompensation von 

Blindanteilen, Ortslinie über Frequenz 

- Leitung als Transformator, elektrisch 

kurze bzw. lange Leitung, S-Parameter 

und Smith-Diagramm - Leitwert-Smith- 

Diagramm - Darstellung von Leitwerten 

im Smith-Diagramm, Parallelschaltung 

von Bauelementen - Grundelemente 

unter der Lupe - Ortslinien von Induktivitäten 

und Kapazitäten, das Bauelement 

Leitung – Stubs - Anpassung mit 

dem L-Glied - Hilfsmittel für die Arbeit 

mit dem Smith-Diagramm - Software 

- Messtechnik 



info@beam-verlag.de


Bild 10. Frequenzstabilität über den Arbeitstemperaturbereich bei 40 MHz, a) Quarzoszillator, b) MEMS-Oszillator 

bis zu 2 kHz spezifiziert. Oberhalb 

von 2 kHz ist die Vibrationsdichte 

signifikant geringer. 

Im vorliegenden Test wird der 

Phasenjitter im Bereich von 

12 kHz bis 20 MHz gemessen, 

was deutlich über dem liegt, 

was jeder Anwender spezifizieren 

würde. Mit verfeinerten 

Quarzgeometrien, höherfrequenten 

Quarzrohlingen (sogenannten 

Blanks) und einer kontinuierlichen 

Verbesserung des 

Herstellungsprozess haben die 

Quarzhersteller die Vibrationsempfindlichkeit 

ihrer Resonatoren 

im Laufe der Zeit erheblich 

verbessern können. 

Die Vibrationsempfindlichkeit 

wird in Teilen pro Milliarde 

pro g Schwingung (parts per 

billion/g = ppb/g) angegeben. 

Die Vibrationsempfindlichkeit 

von MEMS-Oszillatoren reicht 

von 0,01 ppb/g bis 1 ppb/g. Die 

Quarzoszillatoren erreichen 0,1 

ppb/g bis 1 ppb/g, was für fast 

alle Anwendungen immer noch 

mehr als ausreichend ist. 

Zuverlässigkeit (MTBF) 

Die mittlere Zeit zwischen 

zwei Ausfällen (mean time between 

failure = MTBF) wird bei 

MEMS-Oszillatoren mit 130.000 

Jahren angegeben, während beim 

Quarzoszillator 30.000 Jahre 

angegeben werden. Oberflächlich 

betrachtet scheinen 100.000 

Jahre ein wichtiger Diskussionspunkt 

zu sein. Doch muss 

bedacht werden, dass die meisten 

Produkte für einen Lebenszyklus 

von weniger als fünf Jahren 

entwickelt werden. Langlebige 

Designs müssen vielleicht 

auch zehn bis zwanzig Jahre 

funktionsfähig bleiben. Wenn 

man Vergleichswerte von Phasenrauschen, 

Jitter und Stabilität 

beachtet, gibt man viel auf, nur 

damit das Produkt theoretisch 

130.000 Jahre lange funktioniert. 

Den Menschen gibt es zwar 

schon seit ca. 200.000 Jahren, 

die Zivilisation jedoch erst seit 

ca. 6000 Jahren. Ein Produktlebenszyklus 

von „nur“ 30.000 

Jahre sollte also für jegliche Art 

von Anwendungsgebiet völlig 

ausreichend sein. 

Fazit: Neuer ist nicht 

gleich besser 

Die Übersicht der vorangegangenen 

Tests in Tabelle 2 

zeigt deutlich, dass quarzbasierte 

Oszillatoren ein besseres 

Leistungsspektrum bieten 

als die MEMS-basierten Alternativen. 

Gerade wenn man die 

kritischsten Parameter betrachtet: 

Leistung, Anlaufverhalten, 

Phasenrauschen und -jitter, Frequenzstabilität 

und Frequenzverhalten 


sowie Vibrationsempfindlichkeit 

und Zuverlässigkeit. 

Quarzoszillatoren bieten eine 

bewährte Technologie, Gehäuse 

nach bekannten Industriestandards 

und minimieren das Designrisiko 

für alle elektronischen 

Systeme von Verbraucher- und 

Industrieanwendungen bis hin 

zu anspruchsvollsten Netzwerkanwendungen. 

Sie weisen eine 

geringere Stromaufnahme und 

eine schnellere Anlaufzeit auf, 

wodurch die Batterielebensdauer 

tragbarer Geräte verlängert wird. 

Durch die überlegenen Jitterund 

Phasenrauschwerte eignen 

quarzbasierte Oszillatoren sich 

ideal für drahtlose und drahtgebundene 

Hochgeschwindigkeits- 

Netzwerkanwendungen sowie 

Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsanwendungen. 

Zudem 

bieten sie eine hohe Frequenzstabilität 

über den gesamten Arbeitstemperaturbereich 

und zeigen 

nicht die bei MEMS-Oszillatoren 

üblichen Frequenzsprünge. 

Abschließend kann also festgehalten 

werden, dass MEMS- 

Oszillatoren keine signifikanten 

Vorteile gegenüber den herkömmlichen, 

stabileren Quarzoszillatoren 

bieten. Ganz im 

Gegenteil: Verbaut sind sie oft 

in ein herstellerspezifisches 

Gehäuse, was sie zu einer sogenannten 

Single-Source-Komponente 

macht. Ist der MEMS- 

Oszillator erst einmal „ein-designed“ 

worden, kann er nur noch 

aus der Fertigung eines einzigen 

Herstellers bezogen werden. ◄ 

Parameter Quarzoszillator MEMS-Oszillator 

Phasenjitter 0,18 ps 1,5 ps 

Stromaufnahme 3,16 mA 6,09 mA 

Anlaufzeit 1,5 ms 200 ms 

Frequenzstabilität 5 ppm/K oder 25 ppm -40....+85 °C 30 ppm/KC oder 3750 ppm -40...+85 °C 

Frequenzverhalten stabil Frequenzsprünge 

Tabelle 2: Quantitative Vergleichsergebnisse 


D C T O 2 4 G H Z 

Transformers 

400+ In Stock 

• Wide selection of LTCC, core and 

wire and MMIC designs 

• Step-down and step-up impedance 

ratios from 0.1 to 36 

• Connectorized, surface mount and 

bare die formats 

Standard Capabilities 

Single-ended to single-ended, single-ended to 

balanced, balanced to balanced, DC passing, 

DC isolated, with and without center taps 

DISTRIBUTORS



von Quarzoszillatoren 

Bild 1: Phasenrauschen im Frequenzbereich 

Bevor man versucht, die 

Quellen von Phasenrauschen/ 

Jitter in Quarzoszillatoren zu 

entdecken, sollte man einige der 

mit der Messung verbundenen 

Formulierungen enträtseln. 

Hier werden diese Grundlagen 

beschrieben. 

Quelle: 

Geoff Trudgen: Phase Noise/Jitter in 

Chrystal Oscillators, Rakon, Ltd., 

July 2009, 

info@rakon.co.uk, 

www.rakon.com 

übersetzt von FS 

Beginnen wir mit der einfachen Beschreibung 

von Phasenrauschen und Jitter: 

Phasenrauschen ist eine Kenngröße zur 

Beschreibung der Stabilität eines Oszillators 

im Frequenzbereich. Unterscheiden 

sollte man hier zwischen zufälligem (stochastischem) 

Rauschen und induziertem/ 

repetitivem (deterministischem) Rauschen. 

Die Darstellung des Oszillatorsignals im 

Frequenzbereich zeigt den spektralen (frequenzmäßigen) 

Inhalt des Oszillatorsignals 

am Oszillatorausgang. Man analysiert das 

Signal über einen bestimmten Frequenzbereich 

mit dem Spektrumanalysator und 

erhält eine Darstellung gemäß Bild 1. 

Jitter („Zittern“) ist eine Kenngröße zur 

Beschreibung der Stabilität eines Oszillators 

im Zeitbereich. Es fasst alle vorhandenen 

Rauschquellen zusammen und zeigt 

ihre Wirkung in Bezug auf die Zeit. Die 

Darstellung erfolgt im Zeitbereich, also 

mit dem Oszilloskop. Man erhält im Prinzip 

ein Ergebnis gemäß Bild 2. Von praktischem 

Interesse ist hierbei das Verhältnis 

von Jitter-Breite und Periodenlänge. 

Um das Phasenrauschen verstehen zu können, 

muss man das Konzept der Spektraldichte 

verstanden haben. Wir stellen uns 

dazu ein (unmöglich zu bauendes) Bandpassfilter 

vor, welches folgende Eigenschaften 

aufweist (Bild 3): 

• Einfügedämpfung 0 dB (Passband Gain 

= 1) 

• Stoppbanddämpfung unendlich 

• Bandbreite 1 Hz 

• Flankensteilheit unendlich (Vertikalen) 

• Mittenfrequenz in Schritten von 1 Hz 

wählbar 

Wir wenden nun dieses Filter auf das zu 

messende Signal an, beginnend mit einer 

Frequenz f start und endend mit f stop in 1-Hz- 

Schritten. Wir messen bei jedem Schritt 

den Ausgangsleistungspegel des Filters mit 

einem Leistungsmesser und zeichnen ein 

entsprechendes Diagramm (Bild 4). Dieses 

Diagramm gibt den Verlauf der Spektraldichte 

der Signalleistung in Watt pro Herz 

Bandbreite (besser: Rauschbandbreite) vor. 

Man kann es durch Verbinden der Messpunkte 

noch verbessern. Da es symmetrisch 

ist, kann man auch nur auf einer Seite messen, 

s. Bild 5. Man spricht von Seitenbändern 

und von Einseitenbandrauschen. Dabei 

liegt fs tart nahe an der Oszillatorfrequenz. 

Bild 2: Jitter im Zeitbereich 

In der Regel ermittelt man die Signalleistungs-Spektraldichte 

in Watt pro Hertz 

Bandbreite im oberen Seitenband. Da das 

eigentliche Signal die Linie auf der Oszillatorfrequenz 

sein soll, kann man abseits dieser 

Linie von Rauschen sprechen. Ermittelt 

wurde also die Rauschleistungsdichte, und 

zwar in dBW (10log W) wegen dem großen 

Dynamikbereich. Was wir also messen, ist 

die SSB-Rauschdichte in dBW/Hz (SSB: 

Single-Side Band). 

Ist die Breite des Jitters sehr viel kleiner 

als eine vollständige Periode, können wir 

sagen, dass es durch Phasenschwankungen 

(und nicht Frequenzschwankungen) verursacht 

wird. Die SSB-Rauschdichte ist 

tatsächlich Phasenrauschen. Wie in Bild 

6 gezeigt, führt uns dies zur klassischen 

Definition von Phasenrauschen als ein Leistungsverhältnis 

(Rauschleistungsdichte in 

1 Hz Bandbreite/gesamte Signalleistung); 

dieses wird in dBc ausgedrückt (dB vom 

Träger entfernt). 

Die Aufmachergrafik zeigt das Phasenrauschdiagramm 

eines realen 13-MHz- 

Quarzoszillators. Dieses Rauschen kann 

näher analysiert werden, indem die Steigungen 

des realen Phasenrauschdiagramms 

Bild 3: Ideales 1-Hz-Filter 



Bild 4: Messpunkte im Frequenzbereich Bild 5: Messkurve im Frequenzbereich Bild 6: Zur Definition der Rauschleistungsdichte 

an die Steigungen in der idealisierten Phasenrauschkurve 

von Bild 7 angepasst werden. 

Für die Aufmachergrafik gilt: 

• Flickerrauschen-Eckfrequenz der Pufferstufe 

~ 5 kHz 

• Betriebsgüte (Q) des Quarzes bei 170 Hz 

~ 38.000 

• Flickerrauschen-Eckfrequenz des Oszillatortransistors 

~ 12 Hz 

• Drift (Random Walk) ~ 0,1 Hz (extrapoliert) 

Die Ursachen des Phasenrauschens können 

folgendermaßen beschrieben werden: 

• White Phase 

thermisches Rauschen (Johnson-Rauschen) 

des Pufferverstärkers, Widerstandsrauschen 

und Shott-Rauschen 

• Flicker Phase 

rosa Rauschen (gleiche Leistung pro Dekade 

der Frequenz), vorwiegend Pufferverstärker- 

Flicker-Rauschen 

• White Freq 

Trägerrauschen, vorwiegend das Crystal- 

RLC-Rauschen 

• Flicker Freq 

Intermodulation von White Freq (Carrier 

Noise) und Flicker Phase (Transistorrauschen) 

besonders innerhalb der Oszillatorschleife 

• Random Walk 

Eigenrauschquellen im Quarz und in der 

Elektrodenstrukturen, mögliche äußere Einwirkungen 

durch Schlag, Vibration, Temperaturänderungen 

etc. 

Dies sind alles Quellen von Phasenrauschen, 

die dem Quarzoszillator eigen sind; es gibt 

andere, externe Einflüsse, die die Phasenrauschleistung 

der Oszillatoren beeinflussen 

können. Dazu gehören Stromversorgungsrauschen, 

zirkulierende Erdströme 

und Störungen auf der Steuerspannungsleitung, 

wechselnde Lastbedingungen und 

elektromagnetische Störungen. 

Praktiker sind an Spannungen interessiert, 

während das Phasenrauschdiagramm auf dB 

der Leistung des Trägers basiert. Es ändert 

sich also in jedem -10-dBc-Abschnitt die 

Spannung um 0,316 (v10). Dies bedeutet 

für einen 3,3-V-CMOS-Ausgang mit einem 

Grundrauschen von -150 dBc, dass die entsprechende 

Rauschspannung nur 104 nV 

Spitze-Spitze beträgt. ◄ 

Bild 7: Idealisierte Phasenrauschkurve 



Zusammenhänge (er)kennen 


werden am Phasenrauschen 

interessiert sein, da sich eine 

schlechte Phasenrauschleistung 

negativ auf Up/Down-Umsetzungen 

und erforderlichen 

Kanalabstand auswirken. 

Bild 1: Messaufbau für das Phasenrauschen 

Phasenrauschen und 

Jitter beschreiben 

die Stabilität eines 

Oszillators. Wie sich 

diese Kennwerte 

ineinander umwandeln 

lassen, wird hier 

gezeigt. 

Ob der Focus auf das Phasenrauschen 

oder den Jitter gerichtet 

wird, ist in der Regel anwendungsabhängig. 

HF-Ingenieure, 

die im Bereich Radar arbeiten 

oder Basisstationen entwickeln, 

Digitaltechnik-Ingenieure, 

die im Bereich Zeitmultiplex 

arbeiten (das ist wohl die 

Mehrheit) und sich also mit der 

modernen Telekom-Infrastruktur 

befassen, haben Interesse 

an der Jitter-Performance, da 

eine schlechte Jitter-Leistung 

zu einem exzessiven Re-Send- 

Aufkommen bis hin zu Netzwerkausfällen 

führt. 

Bei der Ermittlung der Rausch- 

Performance sind der Messung 

einige „Grenzen“ gesetzt. Für die 

Messung des Phasenrauschens 

zeigt sich eine solche Grenze 

in einfacher Form als „Von-bis- 

Frequenzbereich“ (z.B. Phasenrauschen 

von 10 Hz bis 1 MHz). 

Bei der Jitter-Messung ist es 

etwas komplizierter. Um Jitter 

Bild 2: Messen des Jitters im 

Zeitbereich 

zu definieren, muss eine Abtastperiode 

angegeben werden und 

ebenso eine Bandbreite. Nicht 

selten werden diese „Grenzen“ 

vergessen. 

Der nächste Knackpunkt ist das 

Testgerät, mit dem die Messung 

durchgeführt wird. Bei der Messung 

des Phasenrauschens ist 

ein Verriegeln/Einbinden des zu 

testenden Oszillators mit einem 

Referenzoszillator mittels einer 

Phasenregelschleife, wie in Bild 

1 gezeigt, erforderlich (quadrature 

locking). Der Sinn besteht 

Bild 3: Erzeugung einer Sinuswelle 

Quelle: 

Geoff Trudgen: Relationship 

Between Phase Noise and 

Jitter, Rakon, Ltd., 2009/2012, 

info@rakon.co.uk, 

www.rakon.com 


Bild 4: Theorie der verrauschten Sinuswelle 



Bild 5: Verschiedene Rauschursachen verursachen verschiedene Steilheiten 

des Rauschanstiegs 

Bild 6: Vektor des Rauschens und Winkel des RMS Jitters 

Rauschvektor, den man auf der 

idealen Spitze des Einheitsvektor 

platzieren kann. Bild 4 versucht, 

das übertrieben darzustellen. 

Die durchgezogene rote Linie 

ist der Einheitsvektor in idealer 

Position und die gestrichelten 

Linien geben den effektiven 

Einfluss des Rauschvektors an. 

Die Größe dieses Rauschvektors 

ist äquivalent zur Gesamtleistung 

allen Rauschens (über 

den interessierenden Frequenzbereich). 

Aus Bild 5 ist erkennbar, 

dass dieses Rauschen und 

damit der mittlere Ausschlag 

des rotierenden Rauschvektors 

in der Praxis vom Frequenzabstand 

zum Träger abhängig ist. 

Mit diesem Modell lässt sich eine 

einfache trigonometrische Idee 

verwirklichen: Aus der Größe 

des Rauschvektors lässt sich 

der Jitter-Effektivwert in Grad 

berechnen (RMS Jitter). Gemäß 

Bild 6 entspricht der RMS Jitter 

der mittleren Abweichung des 

Einheitsvektors vom Idealwert. 

(Anmerkung des Übersetzers: In 

der Quelle wird der maximale 

Winkel zugrunde gelegt; dieser 

dürfte aber eher dem maximalen 

als dem RMS Jitter entsprechen.) 

Mit T als der Periodendauer des 

Trägers gilt dann: 

RMS Jitter in s = Winkel x 

T/360° 

Der Einheitsvektor mit den 

gepunkteten rosa Linien zeigt, 

wie das rotierende Rauschen im 

Mittel von seiner idealen Position 

abweicht. Der Rauschvektor 

sollte in dBW angegeben werden 

aufgrund seiner relativen 

Kleinheit. 

Da die Rauschquellen in einem 

Quarzoszillator eher zufällig 

(stochastisch) als induziert/wiederholend/repetitive 

(deterministisch) 

sind, kann man ein Diagramm 

gemäß Bild 7 zeichnen. 

Die Aufmachergrafik illustriert 

die Umwandlung von Phasenrauschen 

in Jitter bei einem Oszillator. 

Das tatsächlich verwendete 

Phasenrauschdiagramm ist in 

Bild 8 gezeigt. ◄ 

darin, die Trägerfrequenz zu entfernen, 

damit nur die nicht mit 

der Phase zusammenhängenden 

Rauschkomponenten übrigbleiben. 

Das Tiefpassfilter dient 

nicht zum Filtern des Phasenrauschens, 

sondern zum Entfernen 

der Oberwellen. Der Detektor 

(Mischer) erzeugt die Summe 

(2x) und die Differenz der beiden 

Eingangsfrequenzen; für 

die Messung ist jedoch nur die 

Differenz von Interesse, der Teil 

ohne Trägerfrequenz. Der Lownoise-Amplifier 

lässt sich überbrücken, 

je nach Auflösung des 

Niederfrequenz-Spektrumanalysators. 

Voraussetzung ist eine 

bessere Rausch-Performance 

des Referenzoszillators gegenüber 

dem zu testenden Oszillator; 

auch dürfen die anderen 

Komponenten kein messbares 

Rauschen hinzufügen. Nur dann 

erfasst der Spektrumanalysator 

das Rauschen des zu testenden 

Oszillators und nicht das des 

gesamten Testsystems. 

Die Messung von Jitter wird 

häufig mit einem schnellen 

digitalen Speicheroszilloskop 

durchgeführt. Man triggert auf 

die steigende Flanke und schaut 

sich den weiteren Verlauf an 

(Bild 2). Dieser Ansatz hat für 

Messzwecke einige Nachteile. 

Die Bandbreite der Messung 

ist im Allgemeinen unbekannt 

(Ist es DC bis zur Eckfrequenz 

des Scopes?). Die Anzahl der 

Proben und die Probenzeit sind 

unbekannt, es besteht zudem 

eine Unsicherheit beim Trigger-Punkt. 

Man weiß auch nicht 

genau, ob man nur den Jitter des 

zu testenden Oszillators misst 

oder zusätzlich noch den Jitter 

des scope-internen Zeitbasisoszillators. 

Um eine feste Frequenz im Zeitbereich 

zu beschreiben, kann 

man einen Zeiger (Einheitsvektor) 

auf einem Kreis mit konstanter 

Winkelgeschwindigkeit 

rotieren lassen (Bild 3). Damit 

diese Wellenform Jitter zeigt, 

ist die Winkelgeschwindigkeit 

zu variieren. Dies ist in der Tat 

Frequenzmodulation, die etwas 

anderes erfolgt als üblich. Die 

wahre Ursache dafür, dass der 

Einheitsvektor z.B. die X-Achse 

etwas früher oder später erreicht, 

ist ein kleiner zusätzlicher 

Bild 7: Zur Standardabweichung 

Bild 8: Rauschkurve eines 13-MHz-Quarzoszillators 



Welche Beziehung besteht? 

Phasenrauschen und Bitfehlerrate 

Bild 1: Augendiagramm am Eingang eines Empfängers 

Bild 2: Amplitudenrauschen verkleinert die Musteröffnung in der Höhe und 

Phasenrauschen in der Breite 

Wie im Beitrag 

„Phasenrauschen 

und Jitter“ in diesem 

Heft gezeigt, lässt sich 

das Phasenrauschen 

eines stabilen 

Quarzoszillators als 

Effektivwert-Jitter 

darstellen. Diesen Jitter 

kann man analysieren, 

um den Beitrag des 

Quarzoszillators an der 

gesamten Bitfehlerrate 

zu zeigen. 

Quelle: 

Geoff Trudgen: Relationship 

Between Phase Noise and 

Bit Error Ratio (BER), 

Rakon UK, Ltd., 2009/2012, 

info@rakon.co.uk 

www.rakon.com 


Die Bitfehlerrate (Bit Error Rate, 

BER) wird auch als Bit Error 

Ratio bezeichnet und ist definiert 

als die Anzahl der fehlerhaften 

Bits, die gesendet, empfangen 

oder verarbeitet werden, geteilt 

durch die Gesamtanzahl der Bits, 

die innerhalb eines bestimmten 

Zeitraums gesendet, empfangen 

oder verarbeitet werden. Dies ist 

ein Verhältnis, daher dimensionslos 

und praktisch die Potenz 

einer negativen ganzen Zahl. 

Zum Beispiel eine BER von 10 -12 

bedeutet: Es besteht eine statistische 

Wahrscheinlichkeit, dass 

in einem Strom von 10 12 Bits ein 

fehlerhaftes Bit auftritt. Bei einer 

Übertragung mit 10 MHz (10 7 

Hz) würde man erwarten, dass 

das fehlerhafte Bit innerhalb von 

10 5 s auftritt. Das sind rund 28 

h. Die Ursache der Fehler-Bits 

können verschieden sein, etwa 

schlecht entwickelte Hard- oder 

Software oder elektromagnetische 

Beeinflussung. 

Die Möglichkeit zum Anzeigen/Studieren 

der BER ist das 

Augendiagramm. Dabei muss 

man aber immer das Augendiagramm 

für das vollständige 

Übertragungssystem heranziehen, 

nicht nur das Augendiagramm 

des Quarzoszillators, 

denn dieser wird höchstens 

einen kleinen Prozentsatz zum 

Gesamtbetrag der Jitter-Performance 

liefern. Wenn Bild 1 das 

Augendiagramm am Eingang 

eines Empfängers zeigt, dann ist 

der ideale Entscheidungspunkt 

das Zentrum des Diagramms. 

Wenn die Musteröffnung kleiner 

wird, dann steigt die Wahrscheinlichkeit, 

eine logische 0 

oder 1 fehlzuinterpretieren. Dies 

kann im Extremfall einer sehr 

kleinen Musteröffnung bedeuten, 

dass der Empfänger nicht mehr 

zwischen den beiden logischen 

Zuständen 0 und 1 unterscheiden 

kann. Dieselbe Unsicherheit entsteht, 

wenn man den Entscheidungspunkt 

vom Ort des idealen 

Entscheidungspunkts weglegt. 

Aus Bild 2 geht hervor, dass 

Amplitudenrauschen die Musteröffnung 

in der Höhe und Phasenrauschen 

die Musteröffnung 

in der Breite beeinträchtigt. 

Daher erhöhen diese Einflüsse 

die Wahrscheinlichkeit eines 

Fehllesens der logischen 0 oder 

1. Sind sie sehr stark, wird es 

Bild 3: Augendiagramm mit Konturlinien von vorhergesagten BERs 



Bild 4: Konturlinien der Vorhersage in dreidimensionaler Darstellung 

Bild 5: Augenmuster mit der Gaußschen Verteilung des RMS-Phasen-Jitters 

unmöglich, die logische 0 oder 1 

zu erkennen. Dies ermöglicht es 

uns, Konturlinien von vorhergesagten 

BERs zu zeichnen (Bild 

3). Die vorhergesagte BER am 

idealen Entscheidungspunkt sei 

in diesem Beispiel 10 -32 . Dies ist 

bei 10 MHz ein vorhergesagter 

Fehler von 1 Bit aller 10 25 s bzw. 

innerhalb von mehreren Millionen 

Jahren. 

Bild 4 zeigt die gleichen Konturlinien 

der Vorhersage in dreidimensionaler 

Darstellung. Man 

kann sich einen (leeren) Teich 

vorstellen. Oben auf der verbliebenen 

Grundfläche besteht eine 

Wahrscheinlichkeit von 0,5 bzw. 

von 50/50, um eine logische 0 

oder 1 anhand der steigenden 

oder fallenden Flanke zu erkennen. 

Da die BER eine statistische 

Größe ist, kann sie auch auf dem 

Grund des „Teiches“ niemals 0 

werden, auch nicht am idealen 

Entscheidungspunkt. 

Im Beitrag „Phasenrauschen 

und Jitter“ werden die Rauschquellen 

in einem Quarzoszillator 

eher als zufällig (stochastisch) 

gezeigt und weniger als induziert/repetitiv 

(deterministisch); 

sie folgen demnach einer Gaußschen 

Verteilung. Ein stabiler 

Quarzoszillator weist ein vernachlässigbares 

Amplitudenrauschen 

auf, aber ein gewisses 

Phasenrauschen (Jitter im Zeitbereich), 

sodass für den Rest dieser 

Diskussion nur der Beitrag 

des Phasenrauschens zur BER 

betrachtet wird und dies anhand 

der Gaußschen Verteilung. Bild 

5 zeigt das gleiche Augenmuster 

mit der Gaußschen Verteilung 

des RMS-Phasen-Jitters (Phasenrauschens). 

Diese werden 

auch als Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktionen 

(Prohability 

Density Functions) bezeichnet. 

Wenn das Augenmuster gewissermaßen 

die Kreuzung der 

Schwänze der beiden Wahrscheinlichkeitsdichten 

schließt 

wie in Bild 6 gezeigt, ist das für 

das BER wichtig, es wird sich 

erhöhen (verschlechtern). 

Da die Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion 

gemäß Gauß 

verläuft, kann sie anhand ihrer 

Standardabweichung (α) und 

ihres Mittelwerts (Zentrum der 

Verteilung) beschrieben werden. 

Für einen Quarzoszillator nur 

mit Phasenrauschen (vernachlässigbares 

Amplitudenrauschen) 

ist (α) der Effektivwert (RMS) 

des Jitters. 

Der Artikel „Beziehung zwischen 

Phasenrauschen und Jitter“ 

erklärt, wie man Phasenrauschen 

in Effektivwert-Jitter 

umwandeln. Die Konturlinien 

der vorhergesagten BER werden 

dann auch durch die Standardabweichung 

(α) gekennzeichnet. 

Bild 6: Minimales (oben) und erhöhtes BER (unten) 

Bild 7: Mit 5,7 ps RMS Jitter, multipliziert auf 2 GHz, muss immer noch nur ein 

kleinen Prozentsatz der verfügbaren Augenmusteröffnung „geopfert“ werden 


Messtechnik 

Abwärtswandler erweitert 

Phasenrauschanalysator 

Holzworth (Vertrieb: Globes) 

kündigte die Einführung des 

Abwärtswandlers HA7063A 

an, der den Frequenzbereich der 

Phasenrauschanalysatoren Serie 

HA 7000 bis zu 50 GHz erweitert. 

Die neue Abwärtskonverter-Lösung 

wurde speziell entwickelt, 

um den Messbedarf in 

Hochfrequenz-, Breitband-5Gund 

Radaranwendungen breiter 

abzudecken. Sie lässt sich nahtlos 

in die Echtzeit-Phasenrauschanalysatoren 

der Serie HA7000 

von Holzworth integrieren. So 

ist es sowohl neuen als auch 

bestehenden Kunden möglich, 

diese erweiterte Performance 

und Fähigkeit zu nutzen. 

Der HA7063A erlaubt Phasenrausch- 

und RMS-Jitter-Messungen 

in Echtzeit bei gleichzeitigem 

ultrarauscharmem Messflur 

in einer kompakten Größe 

und zu optimiertem Preis. Er 

verbindet auf optimale Weise 

Preis, Leistung und Formfaktor. 

Der HA7063A Abwärtswandler 

nutzt eine einzigartige heterodyne 

Architektur, die Folgendes 

optimiert: Rauschflur 

über den gesamten Frequenzbereich, 

wobei sowohl absolute 

Messungen als auch Messung 

des additiven (Rest-)Phasenrauschens 

möglich sind. Die 

Frequenzerweiterung gestattet 

es den Holzworth-Echtzeitphasen-Rauschanalysatoren, 

den 

tatsächlich Rauschpegel des 

Instruments selbst zu messen 

und zu quantifizieren. Konkurrierende 

Produkte bieten lediglich 

angenäherte Rauschflurinformationen 

während der Messung 

eines Geräts im Test. 

Die Serie HA7000 verwendet 

digitale Hochgeschwindigkeits-Prozessoren 

und einzigartige 

analoge Frontends um ein 

hohes Maß an Genauigkeit und 

Erfassungsgeschwindigkeit zu 

gewährleisten sowie eine kompromisslose 

Performance und 

Datenwiederholgenauigkeit. 

Die Integration des HA7063A 

mit einem HA7000 Echtzeit- 

Phasenrauschanalysator erfolgt 

über eine einzige äußerst intuitive 

Benutzerschnittstelle. 

Fazit: Holzworth Hochleistungs- 

Phasenrauschanalysatoren, HF- 

Synthesizer und Peripheriegeräte 

sind Komponenten, auf die man 

sich bei aktuellen und neuentstehenden 

Test- und Messanforderungen 

in Halbleiter-ATE- 

Systeme, Quantencomputer und 

AI-Systeme, Luft- und Raumfahrt-ATE 

und Kalibrierungssysteme, 

OEM-Integrationen und 

Laboranwendungen verlassen 

kann. Holzworth-Produkte sind 

für eine Perfomance mit extrem 

niedrigem Phasenrauschen ausgelegt 

und bieten gleichzeitig 

eine hohe Genauigkeit, Zuverlässigkeit, 

Automatisierung, Flexibilität 

und ein optimales Preis/ 

Leistungs-Verhältnis. 

■ Globes Elektronik 

GmbH & Co. KG 

www.globes.de 

Scopes mit erweiterter Technologie im neuen Gewand 

Die PicoScope-4000A-Serie ersetzt die 

PicoScopes 4224 (PP478), 4424 (PP479) 

und 4824 (PP916). Alle PicoScope-4000A- 

Modelle verfügen über eine 12-Bit-Auflösung 

(auf 16 Bit erweiterterbar), eine 

Abtastrate von 80 MS/s, einen 256-MS- 

Pufferspeicher, einen integrierten Funktionsgenerator/Arbiträr-Signalgenerator 

(AWG) und eine SuperSpeed-USB-3.0- 

Schnittstelle, die das Instrument auch mit 

Strom versorgt und 480 Mbit/s Kommunikation 

zum Host-PC liefert. Die Geräte 

der PicoScope-4000A-Serie bieten wahlweise 

zwei, vier oder acht hochauflösende 

Analogkanäle. Mit diesen lassen sich 

Audio-, Ultraschall-, Schwingungs- und 

Leistungssignale anzeigen, außerdem kann 

das Timing komplexer Systeme analysiert 

und eine Vielzahl von Präzisionsmessaufgaben 

an mehreren Eingängen gleichzeitig 

erfolgen. Die Geräte arbeiten mit der 

PicoScope6-Software und verfügen über 

ein SDK, das dem Benutzer die direkte 

Programmsteuerung der Hardware für kundenspezifische 

Anwendungen ermöglicht. 

Mit den Geräten der neuen PicoScope- 

4000A-Serie knüpft Pico Technology an 

die Erfolgsgeschichte der früheren Pico- 

Scope-4000-Generationen an und präsentiert 

dabei erweiterte Technologie im 

neuen Gewand. Die drei Modelle erscheinen 

jetzt in einheitlichem „Look“ (Stichwort: 

„Zeppelin“-Gehäuse) und verfügen 

über eine einheitliche Architektur und Programmierstruktur. 

Trotz ihres kompakten 

Designs können die Oszilloskope hochpräzise 

Ergebnisse liefern – und mit bis 

zu acht Kanälen mehrere serielle Busse 

wie UART, I 2 C, SPI, CAN und LIN sowie 

Steuer- und Treibersignale analysieren. Die 

Oszilloskope arbeiten auch mit der Datenlogger-Software 

PicoLog6 für Langzeitaufzeichnungen 

mit geringerer Geschwindigkeit. 

Weitere Vorteile sind Wellenformansichten 

im Zeit- und Frequenzbereich 

dank der PicoScope 6-Benutzeroberfläche, 

automatische Messungen von wichtigen 

Wellenformparametern an bis zu einer 

Million Wellenformzyklen bei jeder getriggerten 

Erfassung mit DeepMeasure, 

Decodierung von 18 gängigen seriellen 

Industriestandards und eine Anwendungs- 

Programmierschnittstelle, die eine direkte 

Steuerung der Hardware ermöglicht. 

Die Oszilloskope dieser Serie eignen sich 

besonders für Ingenieure, Wissenschaftler 

und Techniker, die an elektrischen, 

mechanischen, Audio-, Lidar-, Radar-, 

Ultraschall-, NDT- und vorausschauenden 

Wartungssystemen arbeiten. 

■ Meilhaus Electronic GmbH 

www.meilhaus.com 


D C T O 8 6 G H Z 

Filter Solutions 

For Every Application 

Selection and Solutions 

• 300+ in-stock models and custom designs with 

fast turnaround 

• Low pass, high pass, band pass, band stop, 

diplexers and triplexers 

• In-house design and manufacturing capability 

Technologies 

LTCC, lumped L-C, ceramic resonator, 

reflectionless filters, suspended substrate, 

microstrip, alumina, cavity and waveguide 

DISTRIBUTORS

Messtechnik 

Mixed-Signal-Oszilloskope: 


meistern 

DAC-Ausgang erzeugt. Mithilfe 

der Parallelbus-Decodierung 

(Bild 1) erhält man einen kurzen 

Blick auf die Übergänge dieser 

einzelnen Leitung. 

Diese Einzeldekodierung liefert 

jedoch nicht die komplette 

Information, da der DAC eine 

Reihe von Datenleitungen verwendet, 

um das Ausgangssignal 

einzustellen. Um vollständige 

Daten zu erhalten, ist ein anderer 

Ansatz erforderlich. Dazu verschiebt 

man alle DAC-Leitungen 

gemäß Bild 2 auf die digitalen 

Eingänge des MSO. Somit sieht 

man, wie die digitalen Leitungen 

wirklich mit dem DAC-Ausgang 

koordinieren. 

Zur weiteren Untersuchung lässt 

sich die Dekodierung vereinfachen, 

um Hexadezimal-Werte 

anzuzeigen und durch Zoomen 

die decodierten Daten. Mit der 

Zoom-Funktion lässt sich nun 

die Beziehung zwischen den 

Bit- und DAC-Übergängen klar 

erkennen (Bild 3). Um zusätzlich 

die Anstiegszeit von dem 

Digitaleingängen zu vermessen, 

wurde ein Digitalkanal zusätzlich 

auf dem analogem Kanal 

2 (in Blau) geschaltet. Durch 

500-faches Einzoomen von 

50 µs pro Division auf 100 ns 

pro Division wird erkannt, dass 

die Bitübergänge 140 ns vor dem 

Taktübergang auftreten und der 

DAC-Ausgang beginnt, sich synchron 

mit dem Takt zu ändern. 

Der Cursor wird verwendet, um 

das Zeitverhalten in den Übergängen 

oder um die Anstiegszeit 

des Taktes deutlicher und klarer 

zu vermessen, ebenfallszu erkennen 

in Bild 3. 

Eine andere Alternative: auf digitale 

Muster anstelle des analogen 

Signals triggern. Das Triggern 

mittels eines digitalen Musters 

kann beim Debuggen von entscheidender 

Bedeutung sein. Es 

ist nicht immer einfach, Ereignisse 

von der analogen Seite 

eines Systems aus zu verfolgen. 

Embedded-Designs 

und insbesondere 

Designs mit langsamen 

seriellen Signalen (LSS, 

Low-Speed Signals) 

gehören immer noch 

zu den am schnellsten 

wachsenden Bereichen 

in der Entwicklung 

von digitalen 

Elektronikkomponenten. 

Autor: 

Boris Adlung 

RIGOL Technologies Europe 

GmbH 

www.rigol.eu 

Der Bedarf an Kommunikation 

zwischen Modulen, FPGAs und 

Prozessoren in vielen Bereichen 

der Unterhaltungs- und Industrieelektronik 

ist rasant angestiegen. 

Die Verwendung benutzerdefinierter 

Kommunikationsprotokolle 

und Busse ist für die 

Effizienz des Designs und die 

Markteinführung des Produktes 

von entscheidender Bedeutung, 

birgt jedoch das Risiko, dass 

Analyse und Fehlerfindung sich 

als schwierig erweisen: Zu den 

häufigsten Ursachen und Problemen 

bei LSS-Daten in einer 

Embedded-Anwendung gehören 

Timing, Rauschen, Signalqualität 

und das Erreichen einer ausreichenden 

Datenqualität. 

Dieser Artikel geht auf die unterschiedlichsten 

Fehlerarten ein 

und zeigt die jeweilige Messlösung 

mit einem Oszilloskop der 

Serie MSO5000. 

Zu den Fehlerarten 

Das Timing ist in jedem seriellen 

Datensystem von entscheidender 

Bedeutung. Signalverzögerungen 

können unter anderem 

durch den Einfluss von Einzelkomponenten 

sowie deren 

Verarbeitungszeiten oder die 

Länge einer Übertragung oder 

weitere Variablen entstehen, 

was die Analyse nicht gerade 

vereinfacht. Am Beispiel einer 

einfachen 8-Bit-Digital/Analog-Konverter-Schaltung 

soll 

dieses Verhalten näher beschrieben 

werden. 

Zu allererst ist es wichtig, die 

Spezifikation des Signals zu verstehen. 

Etwa zu wissen, ob die 

Daten direkt auf der Taktflanke 

erfasst werden oder wie weit ein 

Takt von den Datensatz entfernt 

sein kann, um eine gute Übertragung 

zu gewährleisten. Sobald 

diese Eckpunkte bekannt sind, 

können die Hardware-Subsysteme 

Tx und Rx experimentell 

überprüft werden. Jetzt wird die 

Zeitverzögerung auf Systemebene 

und die Gesamtgenauigkeit 

der Konvertierungen analysiert, 

da es gilt, die logischen als 

auch die analogen Kanäle zeitkorreliert 

direkt zu messen. Es 

lassen sich die decodierten Bitmuster 

gleichzeitig numerisch 

auf dem MSO5000 anzeigen. 

Ein einfaches Beispiel zeigt 

die Messung eines (von acht) 

Bits auf Kanal 2 (blau), das den 

DAC-Eingang ansteuert und eine 

Sinuswelle auf Kanal 1 (gelb) am 


Messtechnik 

Bild 1 Bild 2 

Bei Verwendung einer digitalen 

Triggermethode, müssen die 

zusätzlichen Triggerparameter 

festgelegt werden. Diese können 

Startbits oder sogar Adressen 

und Daten für einige Protokolle 

enthalten. Selbst für einen 

solchen einfachen parallelen Bus 

müssen die Bus-Kanäle definiert 

und angeordnet werden, um die 

Ergebnisse am einfachsten interpretieren 

zu können. 

Ein genaues Timing serieller 

Bussysteme ist für die Systemstabilität 

von entscheidender 

Bedeutung. Daher ist sicherzustellen, 

dass die eingesetzten 

Messinstrumente dazu geeignet 

sind, die Signale präzise und 

einfach zu triggern, zu überwachen 

und zu analysieren, um die 

Entwicklungseffizienz und letztendlich 

die Markteinführung zu 

verbessern. 

Zu Störungen und 

Rauschen 

Eines der häufigsten Probleme 

bei der korrekten Messung serieller 

Daten ist der Umgang mit 

„Systemrauschen“, welches eine 

Reihe von Ursachen haben kann, 

wie beispielsweise schlechte 

Erdung, Bandbreitenprobleme, 

Übersprechen oder eine mangelhafte 

elektromagnetische Störfestigkeit 

(EMI). Manchmal liegt 

das Problem im Gerät selbst, 

aber mit verbesserten Prüf- und 

Messtechniken lassen sich auch 

die Ergebnisse erheblich verbessern. 

Man sollte daher immer 

erst sicherstellen, dass die besten 

Messmethoden zur Anwendung 

kommen. 

Bild 4 zeigt ein decodiertes 

I 2 C-Bussignal, das mit dem 

MSO5000 mit der Dichtigkeitsdarstellung 

vermessen wurde. Im 

ersten Beispiel sind die eingesetzten 

Tastköpfe schlecht geerdet. 

Da die Erdung des Oszilloskops 

direkt mit der Erdung der 

Stromversorgung verbunden 

ist, können dadurch andere verrauschte 

Komponenten enthalten 

und zu solchen Ergebnissen 

führen. Es ist auch möglich, dass 

eine hohe Stromaufnahme durch 

die Erdung der lokalen Stromversorgung 

Erdungsschleifen 

erzeugt, die ein Rauschen im 

System verursacht. 

Zunächst werden die Tastkopfanschlüsse 

betrachtet. 

Normalerweise verwendet man 

das Erdungsband der Tastkopfklemme, 

um eine Erdungsverbindung 

herzustellen. Ist diese 

Verbindung korrekt und das Problem 

besteht weiter, muss man 

möglicherweise stattdessen die 

Erdungsfeder verwenden. Die 

Erdungsfeder liegt näher an der 

Tastkopfspitze an und verringert 

mögliche Schleifen erheblich. 

Dies kann das Rauschen und die 

Signalqualität (Bild 5) erheblich 

verbessern, insbesondere bei 

Hochgeschwindigkeitssignalen 

oder Signalen, die empfindlich 

auf Kapazitäten oder gekoppelte 

Spannungen reagieren. 

Wenn das „Erdungsrauschen“ 

immer noch problematisch ist, 

sollte versucht werden das Prüfobjekt 

gegen die Erde zu isolieren. 

Hierfür kann ein Differenzialtastkopf 

wie die RP1100D 

von Rigol verwendet werden, 

mit der Messungen ohne Bezug 

zur Erdung des Oszilloskops 

möglich sind. 

Bei zum Beispiel LVDS-Bussen 

(Low-Voltage Differential 

Signaling) ist der Einsatz eines 

Differenzialtastkopes möglicherweise 

die einzige Möglichkeit, 

um das Signal klar vermessen zu 

können. Busse wie dieser verschieben 

absichtlich die Referenzlinie, 

um die Bandbreite zu 

maximieren und die Kommunikationsabstände 

zu erhöhen. 

Möglicherweise ist jedoch eine 

echte differenzielle Abtastung 

oder die Verwendung mehrerer 

Kanäle des Oszilloskops erforderlich, 

um das Signal korrekt 

anzuzeigen. 

Nach der Verbesserung des 

Störabstands durch Verringern 

des erdungsbedingten „Rauschens“ 

kann man sich der 

Bandbreitenfilterung widmen. 

Ein Hochfrequenzrauschen in 

Bild 3 Bild 4 


Messtechnik 

Bild 5 

Bild 6 

den Messungen kann auch durch 

Kanal-zu-Kanal-Übersprechen 

oder andere Hochfrequenzquellen 

in der Nähe oder im Prüfobjekt 

entstehen. Dies lässt sich 

durch die Nutzung der Kanalbandbreiten-Beschränkungen 

(z.B. 20 MHz) an jedem Kanal 

im Messergebnis entfernen. 

Bei der MSO5000 Serie lässt 

sich auch eine rauschärmere 

Darstellung mit der Methode 

der Überabtastung (High Resolution) 

durchführen. Hierfür 

wird eine höhere Abtastrate als 

die Eingestellte verwendet, um 

mehr Abtastpunkte zu generieren. 

Diese zusätzliche Überabtastung 

läuft bei den Messungen 

im Hintergrund, und mit 

der erhöhten Anzahl an Abtastwerten 

wird ein Durchschnittswert 

gebildet, der zu weniger 

Rauschen führt. Dadurch werden 

hochfrequente Signale eher 

gemittelt als dass sie abgewiesen 

werden. Man sollte daher 

die potenziellen Fehlerquellen 

kennen und wissen, wie diese 

mit dem Messaufbau interagieren 

können. 

Zur weiteren Lokalisierung und 

Isolierung von Rauschquellen 

im System sollte man sich 

möglicherweise auf EMV- oder 

EMV-bezogene Probleme konzentrieren. 

Bei seriellen Signalen mit niedriger 

Geschwindigkeit stellt das 

„Rauschen“ immer ein Problem 

dar. In der digitalen Übertragung 

geht es immer mehr in Richtung 

höherer Geschwindigkeiten, 

erweiterter Codierung, größerer 

Übertragungswege sowie 

niedrigerer Spannungs- und Leistungspegel. 

All diese Trends 

machen die Hardware rauschanfälliger. 

Hierbei sollte sich 

als Ziel gesetzt werden, durch 

sorgfältiges Messungen äußere 

Stör- und Rauschquellen zu 

minimieren oder zu entfernen, 

um sich auf Stör- und Rauschquellen 

innerhalb des Systems 

während der Entwicklung konzentrieren 

zu können und zusätzlichen 

Entwicklungsaufwand zu 

vermeiden. 

Zur Signalqualität 

Die Überwachung und Qualitätsverbesserung 

serieller LSS- 

Signale ist ein weiterer kritischer 

Teil des Analyse-Prozesses. Probleme 

wie Impedanz-Fehlanpassungen, 

Bandbreiten- und 

Ladefehler können sich auf die 

Signalqualität auswirken, auch 

wenn kein Rauschen vorhanden 

ist. Betrachtet man nun die 

Art dieser Signale genauer, ist 

es wichtig zu überprüfen, wie 

man das Oszilloskop für diese 

Tests verwendet. Für Signalqualitätstests 

werden die analogen 

Kanäle verwendet, da sie den 

besten Einblick in die tatsächlichen 

Vorgänge der Signale bieten. 

Dies erfordert zusätzliche 

Überlegungen. Um Datenübergänge 

klar zu erkennen empfiehlt 

es sich auf jeden Fall eine möglichst 

hohe Abtastrate zu verwenden. 

Das Abtasten mit der fünffachen 

Bitrate des Digitalbusses 

sollte aufgrund der zu visualisierenden 

Hochfrequenzkomponenten 

als Minimum angesehen 

werden, während mit der zehnfachen 

Bitrate alle Probleme zu 

erkennen sind. 

Bei der Decodierung ist die 

Ereignistabellenfunktion zu 

verwenden, um mehr decodierte 

Bytes zu erfassen als auf 

dem Display angezeigt werden 

(Bild 6). Eine andere Option ist 

es, die Tabellenergebnisse aus 

dem Ereignistabellenmenü in 

eine Textdatei zu exportieren, 

um sie zu speichern oder offline 

zu analysieren. 

Nachdem die Abtastzeiten eingestellt 

und überprüft sind, um 

die besten Analog- und Decodierungsergebnisse 

zu erzielen, 

soll das Display nun auch auf 

optimale Triggerbedingungen 

eingestellt werden. Um eine stabile 

fehlerfreie Triggerung des 

Bussystems zu ermöglichen, ist 

darauf zu achten, dass der Triggerpegel 

mindestens ein Raster 

vom Signal-Low-Zustand ent- 

Bild 7 

Bild 8 


Messtechnik 

fernt ist. Für die Visualisierung 

von digitalen Signalen mit analogen 

Kanälen nach Möglichkeit 

mehr Bildschirmfläche für 

das Signal verwenden. Mit etwa 

zwei vertikalen Einteilungen 

und etwa ½ bis 1 horizontalen 

Unterteilung pro Dekodierungszeichen 

sind alle größeren Überschwing- 

oder Impedanzprobleme 

sowie einige der anderen 

zu untersuchenden Fehlerarten 

gut zu erkennen. Bild 7 zeigt das 

bevorzugte Setup, um decodierte 

Daten auf einem Bus wie RS232 

zu überwachen. 

Bei einem komplexeren Bus wie 

I 2 C werden sowohl Takt- als auch 

Datenleitungen auf dem Bildschirm 

angezeigt. Die zeitliche 

Korrelation zwischen Mehrleitungsbussen 

ist natürlich für 

eine erfolgreiche Decodierung 

von entscheidender Bedeutung. 

Die Durchführung kritischer 

Messungen wie Anstiegszeit 

und Überschwingen für jede 

Datenleitung kann entsprechend 

per Kanal durchgeführt werden. 

Zusätzlich unterstützt die Verwendung 

des Nachleuchtens 

auch den Takt-Jitter im Vergleich 

zur Datenübergang. In 

Bild 8 wird der Datenübergang 

gezoomt, um eine genauere Messung 

der Anstiegszeit und des 

Überschwingens zu erhalten. 

Zu den Daten 

Entscheidend für jede serielle 

LSS-Anwendung ist die Möglichkeit, 

die übertragenen Daten 

schnell und einfach anzuzeigen. 

Dies bedeutet, dass das 

Oszilloskop die Möglichkeit 

zum eingebetteten Decodieren 

haben sollte. Die Decodierung 

wirkt sich sowohl auf die Triggerung 

als auch auf die Anzeige 

des Oszilloskops aus, wobei 

am Bildschirm des Instruments 

eine decodierte Busanzeige hinzukommt. 

Werte lassen sich je 

nach Bedarf als ASCII-, Hexadezimal-, 

Oktal- oder Binärdaten 

dekodieren. Diese Werte können 

getriggert werden, um sicherzustellen, 

dass die jeweils interessantesten 

Pakete angezeigt 

werden. Alternativ ist hier der 

Zonentrigger einzusetzen. So 

lässt sich nicht nur jede Art von 

Signal triggern, sondern auch 

unerwünschtes Rauschen oder 

unerwünschte Daten ausschließen. 

Dies erfolgt durch einfaches 

Zeichnen eines Rechtecks auf 

dem Bildschirm. 

In Bild 9 werden als Beispiel 

zwei Zonentrigger verwendet. 

Das Oszilloskop triggert, wenn 

diese zwei Flächen nicht von 

einem Signal durchkreuzt werden. 

Dieses Signal kann man 

auch über das Such- und Navigationsmenü 

anzeigen. Auf diese 

Weise lassen sich mehrere Triggerpunkte 

anzeigen und problemlos 

auf dem Signal navigieren, 

wenn das Oszilloskop 

den Scanvorgang beendet hat. 

Alle Triggerpunkte werden im 

Such- und Navigationsmenü dargestellt 

und entsprechen den weißen 

Dreiecken am oberen Bildschirmrand. 

Der in der Tabelle 

hervorgehobene Triggerpunkt 

entspricht dem roten Dreieck 

oben auf dem Bildschirm. Um 

zu sehen, wie sich decodierte 

Segmente über die Zeit unterscheiden 

oder um getriggerte 

Ereignisse zu vergleichen, wenn 

andere Signale die Ergebnisse 

beeinflussen könnten, ist es oft 

die beste Analysemethode, den 

Aufzeichnungsmodus zu verwenden. 

Der Record-Modus von 

Rigol ermöglicht die Erfassung 

von tausenden von Frames um 

ein Trigger-Ereignis. In Bild 9 

werden zum Beispiel 18 Rahmen 

mit je 50 Mpts aufgenommen. 

Somit werden mit dieser 

Einstellung insgesamt mit dem 

MSO5000 900 Mpts aufgenommen. 

Diese Aufzeichnungen lassen 

sich speichern und wieder beliebig 

oft abspielen. Mit den Analysefunktionen 

können Fehlern 

oder Ausreißern gesucht und 

gleichzeitig decodierte Daten 

zum Vergleich angezeigt werden. 

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Messtechnik 

Datenfehler sowie der Debugging-Prozess 

sind immer eng mit dem Protokoll und seinen 

Spezifikationen verbunden. Um effizient 

mit den Testgeräten umzugehen, sollten 

stets die besten Analysemethoden verwendet 

werden, um die gewünschten Daten einfach 

und ohne Störeinflüsse anzuzeigen. 

Eine weitere Methode, Fehler zu finden, 

ist die Verwendung einer Pass/Fail-Maske 

(Bild 10). Hier kann eine Information eingeblendet 

werden bei der die Anzahl der 

guten/fehlerhaften Rahmen gezählt werden. 

Das Gerät kann man bei diesem Test so einstellen, 

dass bei jedem Fail ein Screenshot 

im Gerät abgespeichert wird oder dass der 

Pass/Fail-Ausgang auf der Rückseite ein 

TTL-Signal bei jedem Fail erzeugt. 

Was zu beachten ist 

Ob Überabtastung und Bandbreite, Erdung, 

Rauschen und Differenzsignalisierung oder 

das Anzeigen von seriellen LSS-Signalen, 

es gilt, einiges zu beachten: 

Wie bereits erwähnt, ist eine ausreichende 

Abtastrate und Bandbreite im Oszilloskop 

von entscheidender Bedeutung für die 

Durchführung korrekter Messungen sowie 

für das vollständige Analysieren serieller 

Signale. Eine gute Faustregel für analoge 

Signale ist die Verwendung der fünfachen 

Abtastrate und Bandbreite des zu messenden 

Signals. Dies begrenzt den Anstiegszeitfehler 

auf ungefähr 2%. 

Um die besten Details zu Hochfrequenz- 

Signalkomponenten zu erhalten, sollte das 

Oszilloskop eine fünf- bis zehnfache Überabtastung 

erreichen. Bei digitalen Signalen 

bedeutet dies, dass fünfmal in der Breite 

eines Bits abgetastet wird. Beim Abtasten auf 

digitalen Leitungen oder beim Abtasten zum 

Bild 10 

Bild 9 

Decodieren ist die Überabtastung weniger 

wichtig, aber man sollte das Messinstrument 

so einstellen, dass es dem LSS-Empfänger 

entspricht, der letztendlich verwendet wird. 

So kann man sich am besten auf die wesentlichen 

Fehler konzentrieren, die später zu 

Problemen führen. Die MSO5000 Serie ist 

zum Beispiel mit einer maximalen Bandbreite 

von 350 MHz und 8 GSa/s ausgelegt. 

Für die Signalanalyse ist es wichtig, die 

Verwendung von differenziellen gegenüber 

massebezogenen Signalen richtig zu untersuchen 

und zu verstehen. Wenn die Datenleitungen 

nicht massebezogen sind, muss 

man die Auswirkungen von Erdschleifen 

und massegekoppelten Störungen auf die 

Messungen verstehen. Geeignete Tastköpfe 

und Filterung des Oszilloskops helfen dabei, 

Störquellen zu begrenzen. Bei Bedarf lässt 

sich die Messqualität durch Differenzialtastköpfe 

verbessern. 

Auf modernen Oszilloskopen gibt es eine 

Reihe von Methoden zum Analysieren, 

Anzeigen und Auswerten der LSS-Busaktivität. 

Der beste Weg hängt davon ab, ob 

man einen einzelnen Bitübergang auf Rauschen, 

Geschwindigkeit oder Synchronisation 

untersuchen möchte, ob ein vollständiges 

Datenpaket angesehen wird oder ob 

Pakete und das Paket-Timing über einen 

längeren Zeitraum verglichen wird. Es 

muss sichergestellt sein, dass sich mit dem 

vorhandenen Oszilloskop alles anzeigen 

lässt, um sich unter Berücksichtigung des 

Testvorhabens mit Funktionen wie Zoom, 

Aufnahmemodus, Suche und Navigation, 

Ereignistabellen, tiefem Speicher und automatischen 

Messungen sowie deren Interaktion 

und dem optimalen Übergang zwischen 

ihnen vertraut zu machen. Im Idealfall kann 

das Oszilloskop alle benötigten Ergebnisse 

anzeigen und schnell zwischen den Modi 

wechseln, um zusätzliche Informationen 

zu erhalten. 

Fazit 

Die Embedded-Design- und die Detail-Analyse 

von digitalen Daten sind eine wachsende 

Testanforderung in einer Vielzahl von 

Consumer- und Industrieanwendungen. Mit 

dem richtigen Mixed-Signal-Oszilloskop wie 

mit der MSO5000 Serie können Probleme 

wie Timing, Rauschen, Signalqualität und 

Daten einfacher und schneller angezeigt, 

analysiert und behoben werden. Dies verbessert 

die Engineering-Effizienz und verkürzt 

die Entwicklungszeit erheblich. Die 

UltraVision-II-fähigen Oszilloskope von 

Rigol verfügen über eine Vielzahl an Standard- 

oder optionale Funktionen für die hier 

beschriebenen Methoden und Messungen 

sowie zusätzliche Messmethoden, wie z.B. 

die Bode-Plot-Darstellung. Rigol bietet für 

diese Geräteklasse auch ein deutschsprachiges 

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Messtechnik 

Source Measure Units für Testanwendungen 

messbereichs verkürzt die Testdauer, 

da die Zeit zum Wechseln 

des Bereichs entfällt, und erweitert 

den Dynamikbereich auf vier 

Messbereiche. 

Keysight Technologies hat heute 

drei neue Source Measure Units 

(SMUs) für Testanwendungen 

angekündigt, die hohe Genauigkeit, 

hohe Auflösung und Messflexibilität 

erfordern. Zu diesen 

Testanwendungen gehören unter 

anderem die Strom-Spannungs- 

Charakterisierung und der Test 

von Halbleitern sowie anderen 

nichtlinearen Bauelementen und 

Materialien. 

SMUs sind elektronische Messgeräte, 

die gleichzeitig speisen 

und messen können. Sie können 

Spannung oder Strom präzise 

vorgeben und gleichzeitig 

Spannung und/oder Strom präzise 

messen. Keysight bietet eine 

breite Palette von SMUs an, die 

in vier Bereiche eingeteilt sind: 

Präzision, anwendungsspezifisch, 

Universal und Basis. 

Die folgenden neuen SMUs von 

Keysight sind jetzt verfügbar: 

Die PXIe-Präzisions-SMU Keysight 

M9601A ist nahezu ideal 

für eine Vielzahl von Strom- 

Spannungs-Messaufgaben, die 

sowohl eine hohe Auflösung 

als auch Genauigkeit erfordern, 

wie z.B. Charakterisierung und 

Parameter-/Zuverlässigkeitstests 

von Halbleitern, aktiven/passiven 

Komponenten und generell 

elektronischen Bauteilen. Sie 

unterstützt genaue und präzise 

Messungen bis zu 210 V/315 mA 

mit einer Auflösung bis zu 500 

nV/10 fA. Mit den Funktionen 

für gepulste und Abtastmessungen 

kann das M9601A eine 

Vielzahl von Messungen von DC 

bis hin zu gepulsten Messungen 

bis zu 20 µs bei einer Abtastrate 

von 1,25 MSa/s durchführen. 

Keysight M9614A und M9615A 

sind PXIe-Präzisions-SMUs mit 

fünf Kanälen, die sich fast ideal 

für Anwendungen eignen, die 

eine hohe Kanaldichte erfordern, 

wie z.B. Halbleiter-Zuverlässigkeitstests 

und Tests von integrierten 

Schaltkreisen (IC). Sie 

unterstützen genaue Messungen 

bis zu 30 V/500 mA mit einer 

Auflösung bis zu 6 µV/10 pA 

und bieten einen größeren Ausgangsbereich 

als eine herkömmliche 

PXIe-Vierkanal-SMU bei 

gleichzeitig geringeren Kosten 

pro Kanal. Die Funktion zum 

nahtlosen Wechsel des Strom- 

Keysight M9602A und M9603A 

sind PXIe-Präzisions-SMUs 

mit schmaler Pulsbreite (10 

µs), einer schnellen Abtastrate 

von bis zu 15 MSa/s und einem 

großen Ausgangsbereich. Sie 

ermöglichen dynamische/ 

gepulste Messungen für eine 

Vielzahl neuer Anwendungen, 

wie z.B. Tests von optischen 

Bauteilen mit VCSEL (Vertical 

Cavity Surface Emitting Laser) 

und ICs über einen großen Ausgangsbereich 

und mit hoher Auflösung. 

Darüber hinaus bieten 

sie ein geringes Rauschen, das 

Messungen mit kurzen Aperturzeiten 

ermöglicht, und die Funktion 

zum nahtlosen Wechsel des 

Strommessbereichs eliminiert 

die Bereichswechselzeit, was 

den Testdurchsatz verbessert. 

■ Keysight Technologies, Inc. 

www.keysight.com 

Transceiver- und Referenztakt-Lösung für Pre-Compliance-Tests 

Tektronix, Inc. präsentierte in 

Zusammenarbeit mit Anritsu 

einen neuen PCI Express 

5.0-Transceiver (Base und 

CEM) sowie eine neue Referenztaktlösung 

und bietet damit 

als erstes Unternehmen frühzeitig 

Adaptierungen für Pre- 

Compliance-Tests. Die Zusammenarbeit 

zwischen Tektronix 

und Anritsu ermöglicht eine 

branchenführende Empfängerverifikation, 

ergänzt durch 

eine erstklassige Sender- und 

Referenztakt-Testsuite. 

PCI Express baut seine Führungsposition 

in der Branche 

als dominierender serieller 

Highspeed-Bus durch eine 

Verdopplung der Bandbreite 

alle drei Jahre weiter aus und 

übertrifft mit der aggressiven 

Einführung der 5.0-Base-Spezifikation 

(128 GB/s) sogar 

die Zielvorgaben. Dieses 

rasante Entwicklungstempo 

hält voraussichtlich an, da die 

PCI-SIG, das normsetzende 

Gremium für den Datentransfer 

von Peripheriekomponenten-E/A, 

eine Vorstellung der 

PCI-Express-6.0-Spezifikation 

(256 GB/s) einschließlich 

einer mehrstufigen PAM4- 

Signalisierung bereits für 2021 

angekündigt hat. Aufgrund 

der neuen Anforderungen von 

400G-Ethernet, Cloud-AI und 

Modellierung (Co-Prozessoren), 

Speicherkapazität und 

NAND-basierter Speicherung 

vollzieht die Server-/Speicherbranche 

einen raschen Übergang 

zu PCI Express 5.0. Dieser 

schnelle Fortschritt stellt 

Test- und Messprozesse, die 

bisher entsprechend den Empfehlungen 

der PCI-SIG in eine 

Validierung auf Siliziumbasis 

und CEM-Konformitätstests 

unterteilt sind, vor völlig neue 

Probleme. Die PCI-Express- 

5.0-Transceiver- und Referenztakt-Lösung 

von Tektronix 

wurde in Übereinstimmung mit 

der 5.0-Base-Spezifikation, der 

5.0-CEM-Spezifikation und 

den 5.0-Testspezifikationen 

entwickelt und wird auch weiterhin 

an diese angepasst. 

■ Tektronix 

https://de.tek.com/ 


Messtechnik 

Trigger- und Decodier-Lösung für 1000BASE-T1 

in Automotive-Ethernet-Anwendungen 

Mit der neuen Option K58 für die Oszilloskope 

R&S RTO und R&S RTP bringt Rohde 

& Schwarz die weltweit erste Trigger- und 

Decodier-Lösung für die 1000BASE-T1- 

Schnittstelle auf den Markt. Damit baut das 

Unternehmen seine führende Position bei 

Testlösungen für den Automotive-Bereich 

weiter aus. Ähnlich wie bei der bereits 

bekannten 100BASE-T1-Schnittstelle oder 

konventionellen CAN-Bus-Schnittstellen 

können OEMs und Tier1-Zulieferer nun auch 

die heute im Automobilbereich geforderten 

hohen Datenübertragungsraten analysieren 

und decodieren. 

Technischer Hintergrund 

Durch die Flexibilität von Automotive Ethernet 

über ein verdrilltes Leitungspaar kann 

die steigende Anzahl an Einzelsystemen im 

Fahrzeug optimal miteinander vernetzt werden. 

Um die Funktionalität und Qualität der 

Datenströme, die über Automotive Ethernet 

laufen, überprüfen, in Betrieb nehmen und 

gegebenenfalls korrigieren zu können, ist 

eine zusätzliche Schnittstelle erforderlich. 

Diese dient einerseits dazu, die Einhaltung 

der Kommunikationsstandards zu testen 

und zu verifizieren. Andererseits wird sie 

benötigt, um Nachrichten decodieren und 

zuverlässig darauf reagieren zu können. 

Mit der neuen Option K58 

für die Oszilloskope R&S RTO und R&S 

RTP lassen sich alle relevanten Tests schnell 

und effizient durchführen. So können 

Anwender etwaige Fehler in ihren Fahrzeugnetzwerken 

und Steuergeräten leicht 

aufspüren, erfassen und analysieren. Die 

dekodierten Daten können sowohl in Form 

einer Tabelle als auch in Form eines herkömmlichen 

Wabendiagramms dargestellt 

werden. Wichtige Parameter wie die Idle-, 

MAC- oder Error-Frames sind über definierte 

Farbcodes leicht zu erkennen. Mit den 

Tastköpfen R&S RT-ZF7 lassen sich Vorwärts- 

und Rückwärts-Datenströme gleichzeitig 

erfassen und analysieren. Außerdem 

unterstützen die Oszilloskope die parallele 

Decodierung von bis zu vier seriellen 

Schnittstellen. 

Über umfassende 

Suchfunktionen 

wird die Analyse langer Signalfolgen vereinfacht. 

Auf diese Weise können beispielsweise 

Messkurven, Protokollinhalte 

oder Signalfehler schnell isoliert werden. 

Alle erkannten Ereignisse werden in einer 

Tabelle mit Zeitstempel erfasst. Der Anwender 

kann sich dann die einzelnen Ereignisse 

in einem Zoom-Fenster anzeigen lassen und 

zwischen verschiedenen Ereignisfenstern 

hin- und herwechseln. 

Neben der neuen Trigger- und 

Decodier-Funktion 

verfügt das Rohde-System außerdem noch 

über die K35-Option zur Bewertung der 

Schnittstellen. Die K35-Option erlaubt eine 

genaue Messung der Frame-Fehlerrate und 

eine detaillierte Analyse der Frame-Fehler. 

Dadurch lässt sich die Stabilität einer Verbindung 

sehr schnell bestimmen. Auch andere 

Probleme beim Bustiming, wie z.B. eine 

Verzögerung zwischen zwei Frames oder 

eine Unstimmigkeit zwischen einem Trigger- 

Ereignis und dem nachfolgenden Busframe, 

können dank dieser Option entdeckt werden. 

Wichtig für Automotive-Anwendungen 

wie z.B. das autonome Fahren, ist zudem, 

dass die Fehlerraten und das Frame-Timing 

gleichzeitig gemessen werden. 

Protokollspezifische 

Triggerergebnisse 

Die Oszilloskope von Rohde & Schwarz 

decodieren protokollspezifische Triggerergebnisse 

und ermöglichen so ein schnelles 

und zuverlässiges Debugging. Durch die 

Möglichkeit, gleichzeitig Busmessungen 

vorzunehmen und auf Statistiken zuzugreifen, 

kann sich der Anwender leicht einen 

Überblick über die Kapazität der Schnittstelle, 

Fehler-Frame-Raten und Latenzprobleme 

verschaffen. Dadurch werden Entwicklungsprozesse 

beschleunigt und das 

Vertrauen in die Zuverlässigkeit der Produkte 

gefestigt. Zusätzliche Geräte sind nicht 

erforderlich. Die Trigger- und Decodier-Test- 

Softwareoptionen R&S RTO-K58 und RTP- 

K58 für 1000Base-T1-Schnittstellen sind 

ab sofort bei Rohde & Schwarz erhältlich. 

■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG 


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Messtechnik 

Auf Knopfdruck 

Umfassende Jitter-Analyse 

Ein neuer 

signalmodellbasierter 

Algorithmus von 


separiert Jitter- 

Komponenten präzise 

und gibt Entwicklern 

tiefe Einblicke bei 

der Fehlersuche und 

Charakterisierung 

von schnellen 

Signalübertragungen 

in elektronischen 

Schaltungen. 

Guido Schulze 


GmbH & Co. KG 


Wachsende Datenraten digitaler 

Schnittstellen, schrumpfende 

Spannungspegel sowie die 

Komplexität und Dichte moderner 

Designs auf der einen Seite 

und der Kostendruck bei Board- 

Material, Steckverbindern oder 

Komponenten auf der anderen 

Seite treiben die Notwendigkeit 

zur Analyse von Jitter-Komponenten 

voran. 

Charakterisieren des 

Jitter-Budgets 

Eine Möglichkeit zum Charakterisieren 

des Gesamt-Jitters einer 

Schnittstelle ist die Messung 

der Bitfehlerrate (BER). Die 

typische Ziel-BER für schnelle 

Schnittstellen wie USB oder PCI 

Express beträgt laut Spezifikation 

10 -12 . Das bedeutet, dass für 

eine Sequenz von 10 12 bit nur 

ein einziges fehlerhaft übertragenes 

Bit zulässig ist. Die Validierung 

des Gesamt-Jitters mit 

einem BER-Tester ist jedoch 

sehr zeitaufwendig und liefert 

keine Details über die einzelnen 

Jitter-Komponenten. 

Oszilloskope sind für diese 

Methode wegen ihres begrenzten 

Erfassungsspeichers ungeeignet. 

Eine kluge Lösung für dieses 

Dilemma war zu Beginn der 

2000er Jahre die Erfindung der 

Jitter-Separation (Jitter-Zerlegung) 

und die anschließende 

Schätzung des Gesamt-Jitters. 

Dahinter steht die Idee, dass 

sich der Gesamt-Jitter aus deterministischen 

und zufälligen 

Komponenten zusammensetzt. 

Der deterministische Jitter ist 

begrenzt, während der zufällige 

Jitter unbegrenzt ist und daher 

seine Spitze-zu-Spitze-Werte 

mit der interessierenden BER 

skaliert. Bild 1 zeigt diese Jitter-Komponenten 

in der BER- 

Badewannenkurve. Das „offene 

Auge“ für den Empfänger zur 

Abtastung der Daten ist die Differenz 

zwischen dem Einheitsintervall 

(UI) und dem Gesamt- 

Jitter (TJ). 

Jitter-Komponenten 

und ihre Ursachen 

Deterministische Jitter lassen 

sich in datenabhängige, periodische 

und anderweitig begrenzt- 

Bild 1: Bitfehlerrate eines digitalen Übertragungssystems und die 

dominierenden Jitter-Komponenten DJ (Deterministischer Jitter) und RJ 

(Zufälliger Jitter), die sich zum Total Jitter (TJ) im Einheitsintervall (UI) 

addieren 


Messtechnik 

Bild 2: Übersicht über die Jitter-Komponenten 

unkorrelierte Jitter-Komponenten 

unterteilen (Bild 2). Mit dem 

Wissen über dominierende Jitter-Komponenten 

im Signal lassen 

sich geeignete Maßnahmen 

zur Optimierung des Designs 

ableiten. 

Jitter-Komponenten haben unterschiedliche 

Ursachen: Zufälliger 

Jitter (RJ) ist beispielsweise 

abhängig von der Qualität des 

Referenztaktoszillators oder vom 

thermischen Rauschen der Halbleiterkomponenten. 

Periodischer 

Jitter (PJ) wird typischerweise 

durch Störer aus Schaltnetzteilen 

oder Oszillatoren verursacht 

oder gibt Hinweise auf Stabilitätsprobleme 

von PLLs. Intersymbolstörungen 

(ISI) stehen 

hauptsächlich im Zusammenhang 

mit Übertragungsverlusten 

und begrenzter Bandbreite der 

Schaltungen und der Signalübertragungswege 

einschließlich 

der durch Fehlanpassungen 

verursachten Reflexionen. Duty 

Cycle Distortion, also der andere 

Teil des datenabhängigen Jitters, 

weist auf Anstiegs-/Abfallzeit- 

Fehlanpassungen der Signalflanken 

oder Offset-Fehler im 

Sender oder Empfänger hin. 

Begrenzter unkorrelierter Jitter 

hat als typische Ursache die 

Signaleinkopplung (Crosstalk) 

von benachbarten Signalpfaden. 

Die Beispiele zeigen, dass die 

Jitter-Separation ein wichtiger 

erster Schritt ist, um Design- 

Probleme einzugrenzen und zu 

kosteneffizienten Lösungen zu 

gelangen. 

Neuer Algorithmus zur 

Jitter-Separation 

In den letzten 20 Jahren wurden 

die Ansätze und Algorithmen 

zur Jitter-Separation weiterentwickelt. 

Ursprüngliche 

Methoden wie das Tail Fitting 

zur Bestimmung des zufälligen 

Jitters und das Dual-Dirac- 

Modell zur Schätzung des deterministischen 

Jitters sind immer 

noch in Gebrauch. Die konventionelle 

Methode zur weiteren 

Zerlegung des deterministischen 

Jitters reduziert die Informationen 

des Eingangssignals von 

den Abtastpunkten einer analogen 

Messkurve auf einen Satz 

von Messungen des Zeitintervallfehlers 

(Time Interval Error, 

TIE), s. Bild 3. 

Der neue Jitter-Separationsalgorithmus 

von Rohde & Schwarz 

verwendet einen analytischen 

Ansatz. Er basiert auf einem 

Bild 3: Vergleich des konventionellen TIE-basierten Jitter-Separationsansatzes mit der fortschrittlichen Methode von 

Rohde?&?Schwarz auf Basis eines Signalmodells 

Bild 4: Das linearisierte Signalmodell 

von Rohde & Schwarz beschreibt die 

Signalcharakteristik vollständig 


Messtechnik 

Bild 5: Die Ermittlung der Sprungantwort ist die Grundlage für die Berechnung der deterministischen Jitter-Komponenten. In einem letzten Schritt werden 

zufälliger Jitter und OBUJ bestimmt 

parametrischen Signalmodell, 

das das Verhalten der zu testenden 

Übertragungsstrecke vollständig 

charakterisiert (Bild 4). 

Der Hauptvorteil dieser Methode 

besteht darin, dass sie die vollständige 

Wellenformcharakteristik 

einschließlich der horizontalen 

und vertikalen Komponenten 

nutzt und damit zu genaueren 

und konsistenteren Messergebnissen 

führt, selbst bei relativ 

kurzen Signalfolgen. 

Das Kernelement des Signalmodells 

ist die Sprungantwort, 

die die datenabhängigen Eigenschaften 

des Signals beschreibt. 

Zusätzlich sind die periodischen 

und zufälligen Fehlerterme enthalten: 

Bei der Zerlegung vergleicht ein 

Least-Square-(LS-)Schätzer das 

Eingangssignal mit dem Signalmodell 

und berechnet in einem 

iterativen Prozess die Parameter 

des Signalmodells. Anschließend 

rekonstruiert der Algorithmus 

auf Grundlage der Bitfolge des 

Eingangssignals synthetische 

Signalsequenzen für die einzelnen 

deterministischen Jitterkomponenten 

(Bild 5). Im nächsten 

Schritt wird der zufällige Jitter 

aus der Differenz des Eingangssignals 

und den datenabhängigen 

und periodischen synthetischen 

Signalsequenzen berechnet. 

Tiefe Einblicke in die 

Jitter-Charakteristik 

Die charakteristische Sprungantwort 

als Ergebnis der Berechnung 

der Jitter-Zerlegung ist 

neu und sehr nützlich für die 

Fehlersuche und Optimierung 

des Designs (Bild 6). Bisher 

konnte die Sprungantwort nur 

per Zeitbereichs-Transmissometrie 

(TDT) oder mit einem 

vektoriellen Netzwerkanalysator 

gemessen werden. Die 

Sprungantwort sagt viel über 

die Eigenschaften der Übertragungsstrecke 

aus: Die Anstiegszeit 

hängt mit der Bandbreite 

zusammen, Überschwinger oder 

gedämpfte Antwort geben Hinweise 

auf die Frequenzgangscharakteristik, 

potenzielle 

Einbrüche liefern Hinweise 

auf Reflexionen aufgrund von 

Fehlanpassungen usw. 

Bild 6: Die berechnete Sprungantwortzeit ist hilfreich zum Verständnis der datenabhängigen Kanalcharakteristik 

Der Algorithmus liefert Informationen 

über alle gängigen Jitter- 

Komponenten. Der Anwender 

kann die verschiedenen Komponenten 

als numerische Werte 

analysieren oder sie in Histogrammen, 

Trackkurven oder 

Spektrumansichten untersuchen. 

BER-Badewannenkurven oder 

Augendiagramme helfen bei der 

tieferen Analyse. 

Das R&S-Signalmodell unterscheidet 

periodische Jitter- 

Komponente bezüglich horizontaler 

oder vertikaler Richtung 

(Bild 7). Die Richtung gibt 

nützliche Hinweise darauf, ob 

periodische Jitter-Komponenten 

aus amplituden- oder zeitbasierten 

Modulationen stammen. 

Zusätzlich steht das Spektrum 

der horizontalen periodischen 

Jitter-Komponenten zur Analyse 

zur Verfügung. 

Schnellstart oder 

individuelles Setup in 

drei Schritten 

Der neue Separationsalgorithmus 

ist in der Option Advanced 

Jitter Analysis K133 für 

die Oszilloskope R&S RTO 

und R&S RTP integriert. Den 

einfachsten Weg zu schnellen 

Jitter-Messergebnissen bietet die 

Funktion „Quick Start“. Sie führt 

definierte Setups automatisch 

aus, berechnet einen Standardsatz 

von Jitter-Komponenten und 

zeigt die jeweiligen Ergebnisse 

in vorgewählten Ansichten an. 

Die anwenderspezifische Anpas- 


Messtechnik 

Bild 7: Das R&S-Signalmodell unterscheidet periodische Jitter-Komponente bezüglich horizontaler oder vertikaler 

Richtung 

sung des Setups und der Ergebnisanzeige 

ist jederzeit möglich. 

Eine Alternative zu „Quick 

Start“ ist die individuelle Konfiguration, 

die nur drei Schritte 

erfordert: Zuerst werden Signalquelle 

und -typ ausgewählt und 

die Taktrückgewinnung (Clock 

Data Recovery, CDR) definiert. 

Ein Auswahlmenü zur jeweiligen 

DUT-Technologie (z.B. 

USB 3.1 Gen 1) vereinfacht das 

CDR-Setup. Im zweiten Schritt 

werden die Parameter für die 

Separation konfiguriert. Dafür 

sind die interessierenden Jitter- 

Komponenten auszuwählen und 

die Länge der Sprungantwort für 

die Verarbeitung zu definieren. 

Eine größere Länge deckt mehr 

Details auf, z.B. weitentfernte 

Reflexionen, erfordert aber mehr 

Rechenzeit. 

Im letzten Schritt wird die Ergebnisanzeige 

konfiguriert. Bei den 

Jitter-Komponenten besteht die 

Wahl zwischen Histogramm-, 

Track- oder Spektrum-Ansicht. 

Zusätzlich stehen die Sprungantwort, 

die Badewannenkurve 

und das synthetische Augendiagramm 

für tiefer gehende Analysen 


Damit ist bereits alles vorbereitet 

und ein Druck auf „Enable“ 

startet die Jitter-Zerlegung. 

Mit der Funktion R&S 

SmartGrid werden die Diagramme 

und Tabellen einfach 

per Drag&Drop angeordnet. 

Fazit 

Der neue Jitter-Separationsalgorithmus 

berechnet die Sprungantwort, 

die das deterministische 

Verhalten der Übertragungsverbindung 

vollständig 

charakterisiert. Der Anwender 

profitiert von genaueren Messergebnissen 

– auch bei relativ 

kurzen Signalfolgen. Die 

detaillierten Ergebnisse bieten 

Entwicklern tiefe Einsicht bei 

der Validierung und Fehlersuche 

an DUTs mit schnellen Datenschnittstellen 

oder Taktsignalen. 

Ein ausführliches White Paper 

zur beschriebenen Jitter-Analysemethodik 

kann von der Firmenwebsite 

heruntergeladen 

werden (Suchbegriff: Designcon2020). 

◄ 

BCI-Prüfungen ab 4 kHz 

PRÂNA R&D mit Sitz in Frankreich 

ist bekannt für qualitativ 

hochwertige HF- Leistungsverstärker 

in Klasse A. Als 

Komplementärprodukt bietet 

PRÂNA auch eine speziell 

entwickelte BCI-Zange Modell 

IP-DR250 zur normkonformen 

Durchführung von leitungsgeführten 

EMV-Prüfungen. 

Durch ein neuentwickeltes, 

externes Anpassungsnetzwerk 

ist die BCI-Zange nun auch 

schon ab 4 kHz gemäß Militärstandard 

MIL-STD-461G, 

Anforderung CS114 einsetzbar. 

Ohne Anpassungsnetzwerk ist 

die Zange mit bis zu 500 W @ 

9 kHz bis 400 MHz belastbar. 

Um die Lösung nahezu perfekt 

zu machen, bietet Prana für die 

etablierten Verstärkerserien DP 

(9 kHz bis 250 MHz), DR (9 

kHz bis 400 MHz) und DT (9 

kHz bis 1000 MHz) nun auch 

eine optionale Frequenzbereichserweiterung 

auf 4 kHz an. 

Erreicht wird diese Erweiterung 

durch die gezielte Auswahl der 

verwendeten Halbleiterbausteine 

und deren Frequenzbandtuning 

auf die untere Frequenzgrenze 

von 4 kHz. 

■ EMCO Elektronik GmbH 

www.emco-elektronik.de 


Messtechnik 

Modulationstechniken der 


Dieser Artikel 

konzentriert sich auf 

Modulationstechniken 

für moderne 


von der Erzeugung 

und Analyse der 

Signale bis zu den 

Auswirkungen von 

Phasenrauschen auf die 

Modulationsqualität. 

Fast jede Kommunikationsbranche 

– einschließlich Rundfunk, 

Navigation, Transport und 

Mobilfunk – setzt in gewisser 

Weise auf Satellitentechno logie. 

Anwendungen und Dienste für 

die Satellitenkommunikation 

umfassen z.B. Breitbandkommunikation, 

Mobilfunk und 

Wettervorhersage. 

Neue Anwendungen und Dienste 

für die Satellitenkommunikation 

umfassen Konnektivität während 

des Flugs, vernetztes Auto 

und 5G New Radio mit nichtterrestrischem 

Funknetz. 

Aufgrund der starken Nachfrage 

nach einem schnelleren Datendurchsatz 

verwendet man in der 

Satellitenkommunikation komplexe 

Modulationsschemata zur 

Verbesserung der spektralen Effizienz. 

Die Modulationstechniken 


erlauben hohe Datenraten bei 

einer Minimierung der nichtlinearen 

Kennlinie der Verstärkung 

der verwendeten Hochfrequenz- 

Leistungsverstärker. 

Modulationsschemata 

für die moderne 


Amplitude, Frequenz und Phase 

sind grundlegende Modulationsansätze 

für einen Träger. Man 

kann Modulationssignale in 

polarer Form (als Vektor) oder 

Quelle: 

Modulation Techniques for 

Satellite Communications, 

Keysight Technologies, 

veröffentlicht in den USA, 10. 

Januar 2020 

www.keysight.com 


Bild 1: I/Q-Modulation 


Messtechnik 

als Phasenlage kennzeichnen. 

Die digitale Modulation wird 

häufig in Form von I (In Phase) 

und Q (Quadratur) ausgedrückt, 

also für zwei Komponenten nach 

Entfernen der Trägerfrequenz. 

Die linke Seite von Bild 1 zeigt 

ein I/Q-Diagramm. Die I- und 

Q-Signale mischen sich mit 

demselben lokalen Oszillator 

(LO), jedoch mit einem 90°-Phasenschieber 

in einem der LO- 

Pfade platziert. Der Hauptvorteil 

der I/Q-Modulation ist die 

einfache symmetrische Kombination 

unabhängiger Signalkomponenten 

zu einem einzigen 

zusammengesetzten Signal für 

das Senden und dann das Aufteilen 

dieses zusammen gesetzten 

Signals in seine separaten Komponenten 

beim Empfangen. 

Bild 2: Konstellationsdiagramm von Modulationsschemata höherer Ordnung 

Digitale Modulationsschemata 

mit 

nichtkonstanter 

Hüllkurve 

Es gibt zwei Hauptkategorien 

von Modulationsschemata: 

konstante Hüllkurve und nichtkonstante 

Hüllkurve. Konstante 

Hüllkurve bedeutet, dass alle 

Konstellationspunkte einen 

festen Abstand von der Mitte 

haben. 

Digitale Modulationsschemata 

mit 

konstanter Hüllkurve 

Die Quadraturamplitudenmodulation 

(QAM) ist eine nichtkonstante 

Modulation, die sowohl 

Phase als auch Amplitude zur 

Erhöhung der spektralen Effizienz 

ändert. Bild 3 zeigt die 

Konstellationsdiagramme von 

16PSK und 16QAM. 16QAM 

vergrößert den Abstand zwischen 

Bild 3: Konstellationsdiagramm von 16PSK und 16QAM 

Die Modulationsschemata mit 

konstanten Hüllkurven sind 

für Satelliten am besten geeignet, 

weil sie den Effekt der 

nichtlinearen Verstärkung im 

Leistungs verstärker minimieren. 

Diese Schemata umfassen 

Frequenzumtastung (FSK) und 

Phasenumtastung (PSK). Um 

höhere Datenraten zu erzielen, 

bieten Modulationsschemata 

höherer Ordnung eine bessere 

spektrale Effizienz, sind 

aber empfindlicher gegenüber 

Kanalbeeinträchtigungen. Bild 

2 veranschaulicht die Konstellationsdiagramme 

von binärer 

PSK (BPSK), Quadratur-PSK 

(QPSK) und 8PSK. Sie übertragen 

entsprechend 1, 2 und 3 Bits 

pro Symbol. Für PSK höherer 

Ordnung liegen die Konstellationspunkte 

näher beieinander 

und das System reagiert entsprechend 

empfindlicher auf Kanalbeeinträchtigungen. 

Bild 4: AM/AM- und AM/PM-Effekte auf ein 64QAM-Signal 


Messtechnik 

Bild 5: Konstellationsdiagramme für APSK-Schemata und entsprechende QAM-Formate 

den Konstellationen und hat eine 

bessere Beständigkeit gegen 

Signalstörungen. Bei 16QAM 

nehmen jedoch die Amplitudenpegel 

im Vergleich zu 16PSK zu 

(drei Ringe). 

HF-Leistungsverstärker benötigen 

einen breiteren linearen 

Bereich für nichtkonstante 

Modulation. Bei der Satellitenübertragung 

arbeiten HF- 

Leistungsverstärker häufig an 

ihren Kompressionsniveaus, 

um die Umwandlungseffizienz 

zu maximieren. 

Der Betrieb bei Komprimierung 

verursacht AM/AM- und AM/ 

PM-Verzerrung, wie in Bild 4 

dargestellt. 

Zum Beispiel die äußeren Punkte 

der I/Q-Konstellation haben 

höhere Ausgangsleistungs pegel, 

und Komprimierung erfolgt 

deswegen im HF-Leistungsverstärker 

(= gesättigte Ausgangsleistung). 

Nichtlineare 

Verstärker erfordern daher ein 

modulationsverzerrungstolerantes 

Schema. 

Umgehung 

nichtlinearer 

Verzerrungen mithilfe 

der Amplituden- 

Phasen-Umtastung 

Bei der Satellitenkommunikation 

wird eine Amplituden- 

Phasen-Umtastung (APSK) 

verwendet, um nichtlinearen 

Verzerrungen zu widerstehen. 

Bild 5 zeigt Konstellationsdiagramme 

für APSK- und QAM- 

Schemata. Die APSK-Zustände 

sind in Ringen dargestellt, wobei 

die Amplitudenkompression in 

einem bestimmten Ring gleich 

ist. Die 16APSK-Konstellation 

hat nur zwei Amplituden 

(Ringe), während 16QAM drei 

Amplituden hat. Die 32APSK- 

Konstellation hat drei Amplituden 

gegenüber fünf in 32QAM. 

Mehr Amplitudenpegel bringt 

die Ringe näher zusammen und 

es ist schwieriger, Nichtlinearitäten 

zu kompensieren. 

Ein weiterer Vorteil von APSK 

besteht darin, dass eine Vorverzerrung 

durch Variieren des 

Raums zwischen den Ringen 

leicht vor der Übertragung implementiert 

werden kann. Dies 

erfolgt durch Einstellen des 

Abstands zwischen den Ringen. 

Man kann auch eine Balance 

zwischen einem niedrigeren 

Spitzen-/Durchschnittsleistungs- 

Verhältnis (PAPR) und besserer 

Beständigkeit gegen Verzerrung 

erreichen. 

Bild 6: I/Q-Diagramme von QPSK und OQPSK 

Bild 7: Konstellationsdiagramm von 

p/4-DQPSK 


Messtechnik 

Bild 8: Das Spektrum eines einzelnen OFDM-Trägers und mehrerer Unterträger 

PAPR-Modulationsschwankungen 

reduzieren 

Ein hohes PAPR eines übertragenen 

Signals erfordert 

einen großen Dynamikbereich 

des Leistungs verstärkers 

z.B. in einem Satellitensender. 

Modulationsvariationen und 

Modulations schema mit gleichbleibender 

Ordnung, wie z.B. 

Offset-QPSK (OQPSK) und Differentialmodulation, 

können das 

PAPR reduzieren. 

Bild 9: Zur Bearbeitung eines 32APSK-moduliertes Signal mithilfe der benutzerdefinierten PathWave-Signalerzeugung 

Bild 10: Demodulationsanalyse für ein Signal mit 32APSK mithilfe von Vektor-Signalanalyse-Software 

OQPSK versetzt die I- und 

Q-Bit-Ströme in ihrer relativen 

Ausrichtung um eine Bit-Periode 

(eine halbe Symbolperiode), wie 

in Bild 6 gezeigt. Die Signalverläufe 

(blaue Linien) gehen 

nicht durch Null und verlaufen 

auch nicht nahe Null (das 

Zentrum der Konstellation), um 

Amplitudenschwankungen zu 

reduzieren. Entwickler können 

daher einen energieeffizienteren, 

weniger linearen HF-Leistungsverstärker 

verwenden. 

Differentielle Modulation bedeutet, 

dass der Übergang zwischen 

den Zuständen die Information 

trägt. Beispielsweise verwendet 

p/4-Differential-QPSK 

(DQPSK) zwei um 45° versetzte 

QPSK-Konstellationen, wie 

in Bild 7 gezeigt. Die Signalverläufe 

(blaue Linien) verlaufen 

auch hier nicht durch oder 

nahe Null. 


Messtechnik 

möglich, sodass eine robuste 

Kommunikationsverbindung 

bereitgestellt wird. 

Das OFDM-Signal hat jedoch 

ein höheres PAPR als herkömmliche 

Modulationsschemata. Es 

erfordert einen großen Backoff, 

um die Komprimierung bei 

einem hohen Ausgangsleistungspegel 

zu vermeiden. Nichtlineare 

Effekte, die vom Hochleistungsverstärker 

erzeugt werden, 

können zu weiteren Verzerrungen 

führen bis hin zu einem 

Satellitensystem, das einen 

Systemausfall verursacht. Daher 

ist die Leistung von Satelliten- 

HF-Komponenten für ein gutes 

System-Design von entscheidender 

Bedeutung. 

Bild 11: Vereinfachung der benutzerdefinierte OFDM-Signalerstellung mit PathWave 

Verbessern der 

Datenrate durch 

orthogonales 

Frequenzmultiplexen 

Bild 12: Gemessene SSB-Phasenrauschleistung des Keysight M9384B VXG, Option ST6 

Das orthogonale Frequenzmultiplexing 

(OFDM) verwendet 

viele eng beieinander liegende 

orthogonale Hilfsträgersignale 

zur parallelen Datenübertragung. 

Dieser Prozess liefert 

eine bessere spektrale Effizienz 

als herkömmliche digitale 

Modulations schemata wie QAM 

und PSK und weist eine hohe 

Robustheit gegen kanallineare 

Verzerrung auf. Bild 8 zeigt 

einen einzelnen OFDM-Träger 

(links) und mehrere Unterträger 

(rechts). Der Peak jedes Unterträgers 

tritt bei Nulldurchgängen 

der anderen auf. Das Signal ist 

im Frequenzbereich orthogonal 

und jeder Unterträger stört 

die anderen nicht. Die Unterträger 

können unterschiedliche 

Modulations formate anwenden 

und Kanal-Codierung ist, abhängig 

vom Rauschen und Interferenzpegel 

einzelner Teilbänder, 

Benutzerdefinierte 

Modulations schemata 

generieren und 

analysieren 

APSK widersteht nichtlinearen 

Verzerrungen für die Satellitenkommunikation, 

bringt 

jedoch auch Herausforderungen 

mit sich beim Generieren und 

Analysieren von benutzerdefinierten, 

proprietären Modulationsschemata. 

Bild 9 zeigt einen 

Konstellations editor zum Erzeugen 

eines 32APSK-modulierten 

Signals. Mit dem benutzerdefinierten 

Tool zur Signalerstellung 

kann man die gewünschten I/Q- 

Daten, die Größe, die Phase und 

das Symbol, das jedem Punkt im 

Konstellationsdiagramm entspricht, 

beeinflussen. Mit dem 

Softwaretool können Anwender 

Setup-Dateien für die Konfiguration 

der Signalanalysemessung 

speichern. Auf diese Weise müssen 

sie die Konstellationskarte 

(Constellation Map) im Signalanalyse-Tool 

nicht bearbeiten. 

Bild 10 zeigt die Demodulationsanalyse 

des 32APSK-Signals mit 

einem Signalanalysator. 

Auch erfordern das Erstellen 

und das Analysieren von 

benutzer definierten OFDM- 

Wellenformen ein tieferes Hintergrundwissen 

in der OFDM- 

Technologie. Glücklicherweise 

kann ein benutzerdefiniertes Tool 

zur Signalerstellung die Wellenformgenerierung 

und Analyse 

von Standard- oder proprietären 


Messtechnik 

Bild 13: Das LO-Phasenrauschen beeinträchtigt das Signal 

OFDM-Signalen beschleunigen. 

Bild 11 veranschaulicht 

ein benutzerdefiniertes OFDM- 

Setup für die Ressourcenzuordnung 

einschließlich Unterträger 

(Häufigkeit) und Symbolen 

(Zeit) unter Verwendung eines 

benutzerdefinierten Signalerzeugungs-Werkzeugs. 

Man 

kann die Setup-Dateien in das 

Erstellungs-Tool laden und das 

Signal problemlos demodulieren. 

Auswirkungen von 

Phasenrauschen auf 

die Modulationsqualität 

Das Phasenrauschverhalten ist 

häufig der Schlüsselfaktor bei 

der Auswahl der Prüfgeräte für 

anspruchsvolle Satellitentestanwendungen. 

Es beeinflusst 

die Signalqualität in vielerlei 

Hinsicht und verursacht Messunsicherheit, 

wie z.B. Modulationsschemata 

höherer Ordnung 

und OFDM-Schemata. 

Bild 11 zeigt den Verlauf des 

gemessenen SSB-Phasenrauschens 

der Leistung eines Mikrowellen-Signalgenerators 

über der 

Frequenz. Tester müssen sicherstellen, 

dass das Phasenrauschen 

der Prüfleistung keinen Einfluss 

auf die Messergebnisse hat und 

verstehen, welche Frequenz-Offsets 

für die jeweiligen Testanwendungen 

am wichtigsten sind. 

Auswirkungen auf 

digitale Modulation 

und orthogonales 

Frequenz-Multiplexing 

Das Phasenrauschen des LO- 

Signals wird in den Ausgang 

des I/Q-Modulators und des 

Demodulatormischers transferiert. 

Die direkte Auswirkung 

des Phasenrauschens auf das 

Konstellationsdiagramm ist ein 

radiales Verschmieren der Symbole, 

wie in Bild 13 gezeigt. 

Für eine Modulation höherer 

Ordnung (z.B. 256QAM) sind 

die Symbole näher beieinander. 

Diese Symbolverschmierung 

führt zu verminderter Empfängerempfindlichkeit 

und höherer 

Bitfehlerrate. 

OFDM ist ein beliebtes Modulationsschema 

für die Breitbandkommunikation. 

Während 

der Frequenzumwandlung mit 

einem bezüglich Phasenrauschen 

schlechten LO wird ein 

Unterträger mit Phasen rauschen 

beaufschlagt und wirkt für 

andere Unterträger als Interferenz, 

wie in Bild 14 gezeigt. 

Das Phasen rauschen verschlechtert 

die Modulationsqualität des 

OFDM-Signals. 

Vereinfachte 

benutzerdefinierte 

Signalerzeugung und 

-analyse 

Die meisten Kommunikationssysteme 

optimieren die 

Effizienz bei System-Designs 

einschließlich Spektralverhalten, 

Leistung und Kosten. Die 

Auswahl von Modulationsschemata 


hängt von den 

Kommunikations kanälen, den 

Hardware-Beschränkungen 

und den Anforderungen an den 

Datendurchsatz ab. 

Das Generieren und Analysieren 

von modulierten Signalen für die 

moderne Satellitenkommunikation 

bringt Herausforderungen 

mit sich, da die Signale individuell 

an proprietäre Modulationsschemata 

angepasst werden. 

Ein flexibles benutzerdefiniertes 

Modulations-Softwaretool reduziert 

den Zeitaufwand für die 

Signalsimulation und stellt eine 

Setup-Datei zur Konfiguration 

des Signalanalysators für die 

Demodulationsanalyse bereit. 

Bild 14: Die Auswirkungen auf OFDM-Unterträger bei einem schlechten Phasenrauschen des LOs 

Um genaue Messungen zu erhalten, 

benötigen Testinstrumente 

für Satellitenanwendungen 

eine besonders geringe Phasenrauschleistung, 

die die Signalmodulation 

nicht beeinflusst 

und damit eine hohe Qualität 

für die Signalerzeugung und 

- analyse sichert. Keysight bietet 

eine umfangreiche Testgeräte- 

Reihe mit überlegenem Phasenrauschen 

und größter Bandbreite 

zum Testen von Satellitenkommunikationsausrüstung. 

◄ 


Bauelemente 

Hybridkoppler für 

GPS-Anwendungen 

Der X3C14F1-03S ist ein 

flacher, leistungsfähiger 3-dB- 

Hybridkoppler in einem einfach 

zu handhabenden, fertigungsfreundlichen 

Gehäuse für die 

SMD-Bestückung. Er ist für 

Anwendungen im GPS-Band 

konzipiert. Der X3C14F1-03S 

wurde speziell für symmetrische 

Leistungs- und rauscharme 

Verstärker sowie für die Signalverteilung 

und andere Anwendungen 

entwickelt, bei denen 

eine geringe Einfügedämpfung 

und ein enger Amplituden- (+/- 

0,35 dB max.) und Phasenabweichung 

(90° +/-4°) erforderlich 

sind. Er kann in Anwendungen 

mit hoher Leistung bis zu 25 W 

eingesetzt werden. 

Der 3-dB-Hybrid wurde strengen 

Qualifikationstests unterzogen 

und wird aus Materialien 

gefertigt, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten 

(WAK) mit 

den gängigen Substraten wie 

FR4, G-10, RF-35 und RO4350 

kompatibel sind. 

■ Acal BFi Germany GmbH 

www.acalbfi.de 

Akustisches 5,6-GHz- 

BAW-Filter 

Das AKF-1256 von Akoustis 

ist ein hoch-performantes 

BAW-Filter mit extrem großer 

Bandbreite von 345 MHz für 

den Einsatz in 5,6-GHz-WiFi- 

Anwendungen, die die Bänder 

U-NII-2C und U-NII-3 abdecken. 

Das AKF-1256 nutzt die 

patentierte XBAW-Technologie 

von Akoustis, die eine sehr 

gute Filterleistung bietet. Dieses 

BAW-Filter bietet eine niedrige 

Einfügungsdämpfung und erfüllt 

die strengen Anforderungen an 

die Unterdrückung, die eine 

Koexistenz mit U-NII-1 und 2 

A ermöglichen. Das Filter verfügt 

über eine hohe Leistungsverträglichkeit 

von 30 dBm, die 

für die anspruchsvollen neuesten 

WiFi-Standards erforderlich 

ist. Das AKF-1256 verwendet 

ein Standard-Laminatgehäuse 

im Formfaktor 2,5 x 2 x 1 mm 

und ist für Massenproduktion 

im bleifreien SMT-Lötprozessen 

bestens geeignet. 

■ Acal BFi Germany GmbH 

www.acalbfi.de 

SMT-Chip-Terminierungen 

bis 67 GHz 

Die CTX-SMT-Serie von Smiths 

Interconnect sind SMT-Chip- 

Terminierungen, die von DC bis 

67 GHz betrieben werden. Sie 

können bis zu 1 W CW-Leistung 

mit einem SWR von weniger als 

1,5 verarbeiten. Das Gehäuse ist 

vom Typ 0603. Die Produkte 

werden in Dünnschichttechnologie 

hergestellt und entsprechen 

MIL-PRF-55342. 

Langfristige Zuverlässigkeit in 

kritischen Anwendungen wie 

thermischer Schock, Verbrennungen, 

RF-Übertemperatur 

und Druck sind gewährleistet. 

Diese Terminierungen sind fast 

ideal für HF- und Mikrowellen- 

Anwendungen in anspruchsvollen 

Marktsegmenten, etwa 

für Verteidigung, Raumfahrt, 

Luft- und Raumfahrt und 

5G-Breitband. Impedanz 50 

Ohm, Betriebstemperatur -55 

bis 150 °C. 

■ Smiths Interconnect 

www.smithsinterconnect.com 

GaN-SiC-HEMT für 

bis zu 6 GHz 

Der CGH40006S-AMP1 von 

Wolfspeed ist ein GaN-SiC- 

Hochmobilitätselektronen-Transistor 

(HEMT), der bis zu 6 GHz 

arbeitet. Er bietet eine Ausgangsleistung 

von 6 W bei einer kleinen 

Signalverstärkung von über 

11 dB und einen Wirkungsgrad 

von bis zu 65%. Der Transistor 

benötigt eine Gleichstromversorgung 

von 28 V. Er ist in einem 

3 x 3 mm großen Kunststoffgehäuse 

(QFN) erhältlich und 

wurde für Anwendungen mit 

hohem Wirkungsgrad, hoher 

Verstärkung und großer Bandbreite 

einschließlich 2-Wege- 

Privatanwendungen entwickelt 

und ist geeignet für Funk- und 

Breitbandverstärker, Testinstrumente 

und lineare Verstärker der 

Klasse A, AB sowie für OFDM-, 

W-CDMA-, EDGE-, CDMA- 

Wellenformen. 

■ Wolfspeed, a Cree Company 

www.cree.com 

Internally-Matched 

MMICs für 5G, X- und 

Ku-Band 

Mit den brandneuen Internally- 

Matched-MMICs von ASB für 

5G stehen einige der fortschrittlichsten 

MMICs und LNAs der 

GaAs- und GaN-Technologie zur 

Verfügung. Für Anwendungen 

im 5G Bereich unter 6 GHz 

hat ASB neue Hi-und Medium- 

Power MMICs bis 15 W im Portfolio. 

Der Bereich von 4,1 bis 7 

GHz wird mit den sechs MMICs 

hervorragend abgedeckt. Dazu 

zählt bspw. der AGN0542D 

für 4,4...5,6 GHz oder der 

AGN0540M für 4,1...5,3 GHz. 

Die neuen 5G-MMICs können 

Kunden als Die oder mit Metal- 

Ceramic- oder QFN-Package 

erhalten. 

X-Band und Ku-Band- 

MMICs 

Im Bereich der GaN X-Band 

MMICs stehen jetzt eine ganze 

Reihe von Verstärkern bis 25 

W für Radar und andere Hi- 

Power-Applikationen zur Verfügung. 

Dazu zählen unter anderem 

der AGN0942D oder der 

AGN0944D, die – wie ihren 

5G-Pendants – als Die oder mit 

Metal-Ceramic- oder QFN- 

Package verfügbar sind. Dank 

hoher Effizienz und hoher Verstärkung 

sind sie nahezu ideal 

für Wetter-, See- und Flug- 

Radar-Applikationen geeignet. 

Im Ku-Band überzeugt wiederum 

der AGN1440M mit 12 W 

P sat in seinem Metall-Keramik- 

Package und kann ebenfalls hervorragende 

Werte für Gain und 

Effizienz vorweisen. Dabei eignet 

er sich bestens für Militärund 

Flug-Radar-Anwendungen 

und kommt in einem soliden 

Metal-Ceramic-Package. 



PIN-Diodenbegrenzungs-Modul 

für 2...4 

GHz 

Das TDLM202402 von Teledyne 

e2v HiRel Electronics ist 

ein quasi-aktives Silizium-PIN- 

Diodenbegrenzungs-Modul, 


K N O W - H O W V E R B I N D E T 

das im S-Band (2 bis 4 GHz) arbeitet. Es 

bietet passiven Empfängerschutz (immer 

eingeschaltet), der vor einer hohen CW- 

Durchschnittsleistung von bis zu 50 dBm 

und einer hohen gepulsten Spitzenleistung 

von bis zu 60 dBm (25 µs Impulsbreite bei 

5% Einschaltdauer) schützt und zudem eine 

geringe Leckage von weniger als 14 dBm 

aufrechterhält. So reduziert sich die Spike- 

Leckage beträchtlich. Dieses Begrenzermodul 

hat eine Einfügungsdämpfung von 0,5 

dB und eine Rückflussdämpfung von 17 dB. 

Der SMT-Begrenzer TDLM202402 hat eine 

ESD-Bewertung (HBM) der Klasse 0 und 

eine Feuchtigkeitsbewertung MSL 1. Dieser 

Begrenzer bietet hervorragende thermische 

Eigenschaften in einem kompakten 8 x 5 x 

2,5 mm messenden Gehäuse. Er basiert auf 

der Hybridmontagetechnologie, die in hochzuverlässigen, 

geschäftskritischen Anwendungen 

in großem Umfang eingesetzt wird. 

■ Teledyne e2v HiRel Electronics 

www.teledyne.com 

Oberflächenmontierter 

Richtkoppler 

Bauelemente 

von 2 bis 65 GHz. Das Bauteil erlaubt einen 

maximalen DC-Durchgangsstrom von bis 

zu 321 mA und eine HF-Leistung von bis 

zu 12 W als Splitter. Die Isolation zwischen 

den beiden Ports beträgt mindestens 30 dB 

über den gesamten Frequenzbereich. Die 

typische Amplitudenunsymmetrie zwischen 

den Ports liegt bei 0,03 dB bis 18 GHz, 0,07 

dB bis 50 GHz und 0,1 dB bis 65 GHz. Der 

RoHS-konforme Splitter/Combiner ist ideal 

für den Einsatz in den Bereichen Satellitenkommunikation, 

Mobilfunk, 5G-Basisstationen 

und Forschung geeignet. Das Bauteil 

ist nur 26,42 x 45,47 x 12,70 mm groß und 

verfügt über 1,85 mm Buchsen. 

■ municom GmbH 

www.municom.de 

Koaxial-Hochpassfilter mit 

Sperrbereich von DC bis 8,7 

GHz 

EMV, WÄRME 

ABLEITUNG UND 

ABSORPTION 

SETZEN SIE AUF 

QUALITÄT 

Elastomer- und Schaumstoffabsorber 

Europäische Produktion 

Kurzfristige Verfügbarkeit 

Kundenspezifisches Design 

oder Plattenware 

-EA1 & -EA4 

Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1) 

bzw. 4 GHz (EA4) 

Urethan oder Silikon 

Temperaturbereich von 40°C bis 170°C 

(Urethanversion bis 120°C) 

Standardabmessung 305mm x 305mm 

Der Q10HA-9500R von Electro-Photonics 

ist ein oberflächenmontierter Richtkoppler, 

der von 7 bis 12 GHz arbeitet. Es bietet eine 

Kopplung von 12 dB, eine Richtwirkung 

von 14 dB und einen Einfügungsverlust von 

weniger als 0,50 dB. Der Koppler kann eine 

Eingangsleistung von 20 W übertragen und 

hat ein SWR von weniger als 1,4. Er erlaubt 

eine enge Phasenverfolgung. 

Der Koppler ist in einem SMD-Gehäusen 

mit den Maßen 6,35 x 5,08 x 1,68 mm verfügbar 

und ist nahezu ideal für I/Q-Modulatoren/Demodulatoren, 

Analog-Phasenschieber, 

analoge variable Dämpfungsglieder, 

Mikrowellenmischern, Bildunterdrückungsmischer 

und Anwendungen für integrierte 

Schaltkreise geeignet. 

■ Electro-Photonics LLC 

www.electro-photonics.com 

2-Wege-Splitter/Combiner für 

2 bis 65 GHz 

Der ZC2PD-E2653+ ist ein 2-Wege-Koaxial-Splitter/Combiner 

von MiniCircuits 

mit einem sehr großen Frequenzbereich 

Die reflektionsfreien Filter der ZXHF Serie 

von Mini-Circuits nutzen eine neuartige Filtertechnologie, 

welche die zu sperrenden 

Signale absorbiert anstatt sie zur Quelle 

zurück zu reflektieren. Das Modell ZXHF- 

K1162+ ist ein Koaxial-Hochpassfilter mit 

einem Sperrbereich von DC bis 8,7 GHz 

und einen verlustarmen Durchlassbereich 

von 11,6 bis 30 GHz. Das kompakte Filter 

ist im Sperrbereich auf 50 Ohm abgestimmt 

und erreicht eine typische Dämpfung von 6,9 

dB von DC bis 2,5 GHz und 13,6 dB von 2,5 

bis 8,7 GHz. Die Dämpfung im Durchlassbereich 

liegt zwischen 2,2 und 2,8 dB. Der 

Anschluss erfolgt über 2,92-mm-Buchsen. 

■ municom GmbH 

www.municom.de 

MLA 

Multilayer Breitbandabsorber 

Frequenzbereich ab 0,8GHz 

ReflectivityLevel 17db oder besser 

Temperaturbereich bis 90°C 

Standardabmessung 610mm x 610mm 

Hohe Straße 3 

61231 Bad Nauheim 

T +49 (0)6032 96360 

F +49 (0)6032 963649 

info@electronicservice.de 

www.electronicservice.de 

ELECTRONIC 

SERVICE GmbH 


55

Bauelemente 

SMT-HF-Hochleistungstransformatoren 

in 25 Varianten 

Eine große Bandbreite, ein Power-Handling 

bis zu 20 VA, Impedanzverhältnisse von 0,5, 

1, 2 und 4, die mögliche bleifreie Oberflächenmontage 

sowie eine Größe bis herab zu 

0,433 x 0,69 Zoll zeichnen die neuen HF- 

Trafos der Serie SYTX von Mini-Circuits 

auf. Die güng Grundmodelle in jeweils fünf 

Ausgestaltungen arbeiten im Frequenzbereich 

10 bis 1000 MHz. Hier die Grundtypen 

und ihre Grundparameter Frequenzbereich/ 

Impedanzverhältnis/Einfügeverlust/maximale 

Eingangsleistung: 

• SYTX2-61HP+ 10…60 MHz/0,5/0,3 

dB/12,5 W 

• SYTX1-52HP-15W+ 20...520 MHz/1/0,4 

dB/15 W 

• SYTX2-451-5W+ 10...450 MHz/2/0,3 

dB/5 W 

• SYTX2-52HP-20W+ 30...520 MHz/2/0,8 

dB/20 W 

• SYTX4-13HP+ 30…1000 MHz/4/1 dB/ 

10 W 

Allzweck-Breitbandverstärker-Nacktchip 

(Die) 

Ein neuer Superbreitband/Flat-Gain-Verstärker 

für den Frequenzbereich 2 bis 18 

GHz mit 15,9 dB Verstärkung bei 2 GHz 

und 16,9 dB Verstärkung bei 18 GHz ist für 

verschiedene Anwendungen geeignet. Hinzu 

kommen ein guter P1dB & OIP3: 19,6 dBm 

P1dB bei 10 GHz und 27,4 dBm OIP3 bei 10 

GHz. Damit ist der LTA-2183-D+ geeignet 

als Treiberverstärker in Empfänger/Sender- 

Ketten. Mit seiner Isolation von typ. 47,4 

dB lässt er benachbarte Schaltkreise unbeeinflusst, 

ohne dass ein externer teurer Isolator 

erforderlich ist. 

LTA-2183-D+ ist ein Verstärkerchip, der auf 

Basis von GaAs hergestellt wird (PHEMT- 

MMIC-Prozess). Der Verstärker bietet eine 

Ausgangsleistung von 19,7 dBm bei 1 dB 

Kompression mit 16 dB typischer Rückflussdämpfung 

bei 4 V und 210 mA. Die Ebenheit 

beträgt +/-0,7 dB über die Betriebsbandbreite. 

Der Verstärker ist ideal für den Einsatz 

in sehr breitbandigen ECM-Systemen, bei 

Test & Measurement und in Mikrowellen- 

Kommunikationssystemen. 

USB- & Ethernet-gesteuerte 

DPDT-Schalter 

Die auf 50 Ohm abgestimmten und von DC 

bis 40 GHz arbeitenden RoHS-konformen 

drei Übertragungsschalter der Serie RC- 

3MTS-40 bieten eine einfache DPDT-Schalteranwendung 

(2-Eingangs- zu 2-Ausgangs- 

Schaltermatrix) und sind nützliche Bausteine 

in größeren Schaltermatrizen. 

Die Schalter kehren in einen definierten 

Standardzustand zurück, wenn die Gleichstromversorgung 

entfernt wird, sodass sie 

auch in Systemen, die bei Stromausfall weiterhin 

sicher arbeiten müssen, verwendet 

werden können. Eine Break-before-Make- 

Konfiguration verhindert eine kurzzeitige 

Verbindung des alten und des neuen Signalpfads 

und sorgt somit für einen inkonsistenten 

Übergang. 

USB- und Ethernet-Steuerung (USB-HIDund 

HTTP/Telnet) bieten eine einfache Kompatibilität 

mit einer Vielzahl von Funktionen. 

Software-Setups und somit sich verändernde 

Programmierumgebungen sind dank voller 

Software-Unterstützung kein Problem. Die 

benutzerfreundliche Windows-Benutzeroberfläche 

(grafisch) ermöglicht die manuelle 

Steuerung direkt nach dem Auspacken, 

während das umfassende API (Application 

Programming Interface) mit Beispielen und 

Anweisungen eine einfache Automatisierung 

in den meisten Programmierumgebungen 

ermöglicht. 

Weitere Kennzeichen der drei mechanischen 

Schalter: 

• Breitbandleistung bis 40 GHz 

• hohe Zuverlässigkeit, 2 Mio. Schaltzyklen 

• hohe Isolation 

Typische Anwendungen sind 5G-Knoten-/ 

Gerätetests, automatisierte Testgeräte, 

ausfallsichere Redundanzumschaltungen 

sowie flexible Schaltmatrizen. Die Schaltbox 

besteht aus einem kompakten, robusten 

Metallgehäuse (4,5 x 6,0 x 2,25 Zoll) mit 

2,92-mm-f-HF-Anschlüssen an der Frontplatte. 

Die Switches werden über USB oder 

Ethernet gesteuert und ermöglichen die 

Steuerung direkt von einem PC oder über 

ein Netzwerk. 

Suspended-Substrate- 

Stripline-Filter 

Neue Filter von Mini-Circuits er Serie 

73SS-7000-S+ versprechen einen geringen 

Einfügungsverlust, eine ultragroße Durchlassbandbreite, 

ein schnelles Reagieren mit 

breitem Stoppband, hohe Belastbarkeit und 

Temperaturstabilität bei einem Durchlassbereich 

bis 26 GHz. Das Stoppband ab 26,5 

GHz kann dabei bis zu 40 GHz reichen. 

Diese Suspended-Substrate-Stripline-Filter 

bieten durch die Implementierung von 

Leiterplatten einen geringen Einfügungsverlust. 

Sie sind zwischen zwei parallelen 

Masseebenen angeordnet und bieten eine 

hohe Güte. Der geringe Einfügungsverlust 

in Kombination mit einem breiten Stoppband 

macht sie zu einer hervorragenden 

Wahl für Breitbandinstrumente und -systeme 

wie ECM-, ECCM-, ELINT- und Ultrabreitband-Empfänger. 

Mit dieser Technologie können Tiefpass-, 

Hochpass-, Bandpass-, Bandstopp-, Diplexer- 

und Multiplexer-Designs realisiert werden. 

Durch fortschrittliches Filterdesign 

kann eine Sperrbandbreite von mehr als dem 

Sechsfachen der Mittenfrequenz erreicht 

werden, und die Temperaturstabilität ist besser 

als bei anderen Realisierungen gedruckter 

Schaltungen, da die Felder hauptsächlich 

in der Luft liegen und nicht in einem Dielektrikum. 

Die Innenwände des Gehäuses 

halten Vibrationen oder mechanische Stöße 

hervorragend aus und machen diese Kon- 


Bauelemente 

struktionen zu nahezu idealen Kandidaten 

für raue Betriebsumgebungen. Eine hervorragende 

Wiederholgenauigkeit zwischen den 

Einheiten wird durch präzise Abstimmung 

und Prozesssteuerung erreicht. 

Breitbandiger 4-Wege/0°- 

Splitter/Kombinierer 

Leistung über 1 bis 40 GHz. Dieser Koppler 

hat auch eine ausgezeichnete Richtwirkung. 

Es ist unter anderem nahezu ideal geeignet 

für Labortestanwendungen sowie für die 

Leistungsüberwachung über breite Bänder. 

SNR im Frontend des Empfängers. Eine 

hohe Selektivität führt zu einer besseren 

Unterdrückung benachbarter Kanäle und 

einem besseren Dynamikbereich. Ein breites 

Stoppband führt zu einer besseren Empfängerempfindlichkeit 

und eine hohe Belastbarkeit 

ist gut für Senderanwendungen. Die 

hervorragende Temperaturstabilität gewährleistet 

minimale Schwankungen der elektrischen 

Leistung dieser 50-Ohm-Bausteine. 

Reflexionsfreie Filter bis 

11 GHz 

Der ZC4PD-E40653+ von Mini-Circuits 

ist ein Super-Breitband-4-Wege/0°-Splitter/ 

Kombinierer, der eine Frequenzabdeckung 

von 40 bis 65 GHz bietet. Das 50-Ohm- 

Bauteil unterstützt eine breite Palette von 

Anwendungen einschließlich 5G, V-Band, 

Instrumentierung und mehr. 

Dieses Modell bietet 12 W Belastbarkeit als 

Splitter und eine sehr geringe Einfügungsdämpfung 

über den gesamten Betriebsfrequenzbereich, 

wodurch die Verlustleistung 

minimiert wird. Der ZC4PD-E40653 + ist in 

einem 2,04 x 1 x 0,5 Zoll großen Gehäuse 

untergebracht. 

Hauptmerkmale des Splitters/Combiners: 

• Super-Breitband, 40 bis 65 GHz 

• geringe Einfügungsdämpfung, typ. 2,1 dB 

• hohe Isolation, 28 dB typ. 

• Unsymmetrie mit geringer Amplitude, 

typ. 0,2 dB 

• 12 W als Splitter bei 25 °C 

• 1,2 W als Kombinierer 

Der ZC4PD-E40653+ eignet sich damit für 

Systeme in einem breiten Leistungsbereich. 

Ein DC-Durchgang 334 mA unterstützt 

Anwendungen, bei denen Gleichstrom über 

die HF-Leitung benötigt wird. 

Breitbandiger dualer 

Richtkoppler 

Eine hervorragende Kopplungsebenheit von 

±0,6 dB typ. und eine Belastbarkeit von bis 

zu 20 W zeichnen den neuen Mini-Circuits 

ZDDC20-K0144+ Breitband-Dual-Directional-Koppler 

aus. Er bietet außergewöhnliche 

Dual-Directional Coupler wird für die 

gleichzeitige Überwachung der Vorwärtsund 

Rückwärtsleistung eines Systems und 

somit für die Reflexionsmessung eingesetzt. 

Die Richtwirkung wird mit 20 dB typ. bei 

20 GHz angegeben. Hohe Richtwirkung 

ermöglicht die Abtastung mit minimalen 

Auswirkungen aufgrund von gegenläufigen 

Wellen. Ein ausgezeichneter Rückflussverlust 

(In & Thru) von 21 dB typ. bis zu 40 

GHz minimiert unerwünschte Reflexionen 

am ZDDC20-K0144+. 

Suspended-Substrate- 

Stripline-Filter und 

-Multiplexer 

Das zeichnet die neuen Suspended-Substrate-Stripline-Filter 

und -Multiplexer der 

Serie ZHSS-K21G+ von Mini-Circuits aus: 

• geringer Einfügungsverlust 

• ultragroße Durchlassbandbreite 

• schnelles Abrollen mit breitem Stoppband 

• gute Belastbarkeit und Temperaturstabilität 

• Durchlassbereich bis 40 GHz 

• Stoppband bis 40 GHz 

Mehr zu den Funktionsvorteilen: Geringer 

Signalverluste führen zu einem besseren 

Das patentierte Design der reflexionsfreien 

Filter für Signale mit Frequenzen bis 11 

GHz beendet die Reflexion von Stoppbandsignalen 

bis 35 GHz. Die Stoppband-Unterdrückung 

erreicht bis zu 50 dB. 

Die reflexionsfreien Filter der ZXLF-Serie 

von Mini-Circuits verwenden eine neuartige 

Filtertopologie, die auch für Stoppbandsignale 

terminiert ist und daher Stoppbandsignale 

nicht reflektiert, anstatt sie an die 

Quelle zurückzugeben. Reflexionslose Filter 

eignen sich daher besonders für empfindliche 

Geräte und ersparen dort Isolationsverstärker 

oder Dämpfungsglieder. Diese Filter 

gibt es mit einem neuen, stabilen Breitband- 

Gehäuse. Die ZXLF-Serie hat eine Impedanz 

von 50 Ohm und umfass Tiefpässe mit 

Eckfrequenzen is 11 GHz. 

Eine einfache Integration mit empfindlichen 

reflektierenden Komponenten, z.B. 

Mischern und Multiplizierern, ist möglich. 

Reflexionslose Filter können dabei in mehreren 

Abschnitten kaskadiert werden, um 

schärfere Flanken zu erzielen. Die hervorragende 

Temperaturstabilität bedeutet eine 

minimale Variation der elektrischen Leistung 

über die Temperatur (Betriebstemperatur 

bis 105 °C). Damit sind die Filter geeignet 

für den Betrieb in der Nähe von Hochleistungskomponenten. 

■ Mini-Circuits 

sales@minicircuits.com 

www.minicircuits.com 


Funkchips und -module 

Mobilfunk- und GNSS-Technologie im 

Miniatur-SiP-Formfaktor 

Die Firma ublox hat das Alex- 

R5 angekündigt, ein winziges 

Mobilfunkmodul, das LPWA- 

Konnektivität (Low-Power 

Wide-Area) und GNSS-Technologie 

(Global Navigation Satellite 

System) in einem ultrakleinen 

SiP-Formfaktor (System-in- 

Package) vereint. 

Standardmäßige 

Secure-Cloud- 

Funktionalität 

Das Modul Alex-R5 basiert auf 

der sicheren Plattform für den 

UBX-R5-LTE-M-/NB-IoT- 

Chipsatz mit standardmäßiger 

Secure-Cloud-Funktionalität 

und dem ublox-M8-GNSS-Chip 

für eine erstklassige Positionsgenauigkeit. 

Alex-R5 besteht 

NB-IoT-Transceiver 

für 703 bis 960 MHz 

Der NB-IoT-Transceiver 

(LTE Cat NB1) von Palma 

Ceia SemiDesign ist ein HF- 

Transceiver, der von 703 bis 

960 MHz arbeitet. Es liefert 

eine Ausgangsleistung von 

-10 dBm mit einer Rauschzahl 

von 3 dB und hat einen IIP3 

von -17 dBm. Dieser Transceiver 

mit geringem Stromverbrauch 

entspricht den 

LTE-Advanced-Release-13- 

Standards von 3GPP. Es bietet 

eine minimale Latenz und 

verfügt über einen analogen 

Ein- und Ausgang, um das 

Testverfahren mit FPGAs und 

anderen Siliziummodulen zu 

aus Hardware-Komponenten, 

die vollständig im eigenen Haus 

entwickelt wurden und zeichnet 

sich aufgrund des SiP-Designs 

durch die kleine Fläche von 14 

x 14 mm aus, d.h., sein Formfaktor 

wurde im Vergleich zum 

funktional gleichen Sara-R5- 

Modul halbiert. Dank seines 

Miniaturformats ist es perfekt 

für Anwendungen mit geringen 

Größenvorgaben geeignet. 

Keine Kompromisse 

bei Mobilfunk- und 

GNSS-Leistung 

Alex-R5 macht keine Kompromisse 

hinsichtlich der Leistung 

der eingesetzten Technologien. 

Seine Mobilfunk-Übertragungsleistung 

von 23 dBm garantiert, 

vereinfachen. Der Transceiver 

kann einfach über die SPI- 

Schnittstelle programmiert 

werden und ist ideal für NB- 

IoT-Anwendungen geeignet. 

■ Palma Ceia SemiDesign 

www.pcsemi.com 

dass die Endgeräte unter allen 

Signalbedingungen effektiv 

arbeiten, selbst am Rand von 

Mobilfunknetzzellen, unter der 

Erde oder in anderen anspruchsvollen 

Szenarien. Und eine dedizierte 

GNSS-Antennenschnittstelle 

ermöglicht den vollständig 

unabhängigen, gleichzeitigen 

Betrieb des ublox-M8-GNSS- 

Chips und entspricht damit 

der Leistung eines Standalone 

ublox-M8-Moduls. Die ublox- 

Ortungsdienste CellLocate und 

AssistNow (online, offline und 

als autonomer Dienst) verbessern 

die Positionierungsleistung 

weiter. 

Optimiert für 

energiesparende und 

batterieabhängige 

Anwendungen 

Alex-R5 ist für energiesparende 

und batterieabhängige Anwendungen 

optimiert und wendet 

sich damit an häufige Schwachpunkte 

bei Anwendungen mit 

geringen Maßen, wie z.B. Wearables 

und vernetzte medizinische 

Geräte. Dies wird durch Nutzung 

der Modi für geringeren 

Stromverbrauch der ublox UBX- 

R5- und UBX-M8-Chipsätze 

erreicht. Die Nutzer erhalten 

die Möglichkeit, den Stromverbrauch 

und die Leistung durch 

den GNSS-Super-E-Modus weiter 

auszugleichen. 

Dank seiner robusten SiP-Konstruktion 

eignet es sich perfekt 

für raue Umgebungen, in denen 

Feuchtigkeit oder Vibrationen 

für konventionelle Module ein 

Problem darstellen würden. 

Alex-R5 genügt der Feuchtigkeitsempfindlichkeits-Stufe 

3 

(MSL 3), wodurch die Komplexität 

der Handhabung und der 

Geräteproduktion reduziert wird. 

Lange Lebensdauer im 

IoT – und 5G-fähig 

Durch die Bearbeitung aller 

Technologiebausteine direkt im 

Unternehmen und das vollständige 

Eigentum von Hard- und 

Software kann ublox langfristige 

Geräteverfügbarkeit garantieren 

und lebenslangen Support 

für die gesamte Plattform bis 

auf Chipset-Ebene bieten. Die 

Secure-Cloud-Funktionalität mit 

Unterstützung von IoT-Securityas-a-Service 

auf der Basis eines 

internen, hardware-basierten 

Secure Element ermöglicht ein 

leichtes PSK-Managementsystem 

(Pre-Shared Key), das 

speziell für LPWA-Geräte entwickelt 

wurde. Alex-R5 macht 

IoT-Geräte und -Lösungen 

zukunftssicher, indem es Kunden 

die Möglichkeit bietet, bereits 

verbaute Geräte für die Kompatibilität 

mit 5G-Netzwerken 

softwaremäßig aufzurüsten und 

einen nahtlosen Übergang zur 

nächsten Mobilfunkgeneration 

zu ermöglichen, wenn 5G-Netzwerke 

von Mobilfunkbetreibern 

eingeführt werden. 

■ u-blox 

www.ublox.com 



LoRa-SiP-Modul ist ultrakompakt und 

leistungsstark 

Mit dem ST50H-System-in- 

Package-Modul von AcSiP 

betritt ein SiP-Modul den Markt, 

das leistungsstarke Komponenten 

in einer extrem kompakten 

Bauform vereint: Das Modul 

misst gerade einmal 12 x 12 x 1,3 

mm (LxBxH). Auf dem ST50H 

sind ein STM32WL-LoRa-SOC- 

Microcontroller (ARM Cortex 

M4), eine Taktquellen, eine 

HF-Anpassungsschaltung und 

Peripherieschaltungen verbaut. 

Das ST50H verfügt über ein 

Sub-GHz-Radio auf Basis 

des Semtech SX126x, um 

Neue 5G-Module für IoT und eMBB 

den Anforderungen von Low- 

Power-Wide-Area-Network- 

Funkanwendungen (LPWAN) 

im industriellen und Consumer- 

Internet-of-Things (IoT) gerecht 

zu werden. 

Die Antennenempfindlichkeit 

erreicht bis -136 dBm und das 

Modul verfügt über eine Sendeleistung 

von bis zu 22 dBm. 

Hinzu kommt ein Arbeitstemperaturbereich 

von -40 bis +85 

°C – ein spannendes Detail für 

anspruchsvolle Anwendungen 

im IIoT und IoT. 

Nicht minder interessant sind 

die flexible Ressourcennutzung, 

die optimierte Energieverwaltung 

und eine offene Architektur 

für LoRaWAN Legacy-/proprietäre 

Protokolle, wie Sigfox 

oder Wireless M-Bus. Damit 

macht sich das ST50H attraktiv 

für Benutzer und beeindruckt 

zusätzlich durch seine hohe 

Störfestigkeit. 

Für „Schnellstarter“ in Sachen 

IoT-Projektverifizierung oder 

-Projektentwicklung steht ein 

umfassendes Development-Kit 


Das ST50H ist perfekt für LoRa- 

Anwendungen im IoT und IIoT. 

Die Einsatzmöglichkeiten sind 

vielfältig. Es eignet sich für 

Anwendungen in Industrie, IoT, 

Logistik, Smart City oder Smart 

Agriculture Projekte. Auch 

anspruchsvolle Applikationen 

für IoT und IIoT lassen sich mit 

dem ST50H realisieren. 

■ m2m Germany GmbH 

info@m2mgermany.de 

www.m2mgermany.de 

Deren Netzabdeckung wird zusätzlich 

durch die bereits integrierten GNSS-Funktionalitäten 

verstärkt. Dadurch gewährleisten 

die AE-Versionen noch exaktere 

Positioning-Services, vor allem in abgelegenen 

Umgebungen mit extrem schlechtem 

Empfang. Sowohl das RM500Q-AE 

als auch die Varianten RM502Q-AE und 

RM505Q-AE sind im fortschrittlichen M.2- 

Formfaktor untergebracht und besitzen 

diverse Interfaces. Dazu zählen u.a. USB 

3.0, PCIe 3.1 und eSIM. Darüber hinaus 

sind die drei neuen 5G-Modelle mit hauseigenen 

LTE-A-Devices (EM06, EM12-G, 

EM120R-GL, EM121R-GL, EM160R-GL) 

kompatibel und vereinfachen dadurch die 

Migration von LTE-A zu 5G. 

Das neue Jahr startete mit einer Neuvorstellung 

auf der virtuellen CES 2021: der 

neuen RM50xQ-Serie für 5G IoT-Applikationen 

von Quectel. Quectel hat mit dem 

RM500Q-AE (zwei Versionen), RM502Q- 

AE und dem RM505Q-AE gleich drei 

brandneue Varianten entwickelt. Alle drei 

Module setzen dabei auf das kommerzielle 

Qualcomm-Snapdragon-X55-5G-Modem 

und liefern neben den extrem hohen Datenübertragungsraten 

ebenso ultrageringe 

Latenzzeiten. Außerdem verwenden die 

neuen Quectel-Devices die erweiterte Carrier-Aggregation-Technologie 

und können 

alle sowohl im Standalone- (SA) als auch 

im Non-Standalone- (NSA) Modus betrieben 

werden. Dabei können Anwender die 

Highend-Module weltweit in 5G-NR-Sub- 

6GHz-, LTE-A- und WCDMA-Frequenzbändern 

einsetzen und somit ihren Kunden 

jederzeit zuverlässige 5G-Lösungen 

für das IoT ermöglichen. 

Das RM502Q-AE ist außerdem bereits 

für IC, FCC, PTCRB, GCF, RED sowie 

RCM zertifiziert, das RM500Q-AE und 

das RM505Q-AE haben die Zulassungen 

CE und RCM erlangt. Damit sind die drei 

Neuen im Quectel-5G-Portfolio bestens 

für anspruchsvollste Applikationen geeignet. 

Anwender setzen die 5G-Module in 

eMBB- und IoT-Anwendungen wie Fixed 

Wireless Access (FWA), 4K/8K-Streaming 

und Online-Meeting-Applikationen ein 

oder entwickeln Projekte für das Industrial 

Internet of Things (IIoT). 

■ tekmodul GmbH 

info@tekmodul.de 

www.tekmodul.de 



Mehrkanal-Transceiver mit großer Reichweite 

Der italienische Wireless-Spezialist 

Aurel stellte zwei neue 

2,4-GHz-Transceiver-Plattformen 

vor. Der Langstrecken- 

Transceiver RTX-24EM-AI/V 

bzw. RTX-24EM-AI/H ist ein 

hochempfindlicher Transceiver 

mit geringem Stromverbrauch 

und proprietärem Protokoll, das 

im 2,4-GHz-ISM-Band arbeitet. 

Er ist ideal für batteriebetriebene 

drahtlose Anwendungen. 

Basierend auf dem Transceiver 

IC EM9209 von EM Microelectronic 

sind die Module Pin-zu- 

Pin-kompatibel mit den Modellen 

Aurel XTR CYP 2.4, XTR 

VF 2.4 LP und XTR VF 2.4 

HP. Der Transceiver ist mit verschiedenen 

Optionen wie integrierte 

PIFA-Antenne und UFL- 

Anschluss für externe Antenne 

erhältlich. Die Variante RTX- 

24EM-AI/V ist für die vertikale 

Montage und RTX-24EM-AI/H 

für die horizontale Montage 

geeignet. 

Die Variante RTX-24EM-HP ist 

ein stromsparendes 2,4-GHz- 

ISM-Band-HF-Transceiver- 

Modul mit Übertragungsraten 

von 1,5 bis 72 kBit/s und niedriger 

Spannung. Es eignet für 

batteriebetriebene drahtlose 

Sensor- und Steuerungsanwendungen, 

basierende auf dem 

Transceiver IC EM9209. Darüber 

hinaus sind ein Leistungsverstärker 

(PA) und ein rauscharmer 

Verstärker (LNA) integriert, mit 

denen die HF-Ausgangsleistung 

und die Empfindlichkeit im Vergleich 

zu den Aurel-RTX-24EM- 

Modulen erhöht werden können. 

Auch hier sind die Varianten mit 

integrierter Antenne oder UFL- 

Anschluss sowie zur horizontalen 

und vertikalen Montage 

erhältlich. 

Beide Varianten bietet die Endrich 

Bauelemente Vertriebs 

GmbH zu beziehen. Geeignete 

Evaluierungskits und Benutzerhandbücher 

sind vorhanden. 




Neuer Partner – neue leistungsstarke Bluetooth-Module 

Mit dem BT840F-Bluetooth- 

Modul von Fanstel hat tekmodul 

nicht nur eine brandneue Modulserie 

im Angebot, sondern auch 

einen neuen Partner im Bereich 

Bluetooth. Die neuen Kollegen 

aus Arizona blicken auf einen 

30-jährigen Erfahrungsschatz, 

wobei sich Fanstel seit 2009 

intensiv mit der Entwicklung von 

Bluetooth- und WiFi-Modulen 

beschäftigt. Die neue BluNor- 

BT840F-Serie von Fanstel ist 

eine äußerst leistungsfähige, 

hochgradig flexible Modulreihe 

mit ultraniedriger Stromaufnahme. 

Dabei verwendet sie 

den Nordic-SoC nRF52840 samt 

ARM CortexTM M4F MCU, 1 

MB Flash und 256 KB RAM. 

Außerdem verfügt das BT840F 

über einen embedded 2,4 GHz 

Multi-Protocol Transceiver 

sowie eine bereits integrierte 

Antenne, die eine kürzere Timeto-Market 

mit entsprechend 

geringeren Entwicklungskosten 

ermöglichen. Durch seine 

hervorragenden Eigenschaften 

eignet sich das Modul für eine 

große Zahl unterschiedlichster 

Anwendungen im IoT-Bereich. 

Key Features: 

• SoC: nRF52840 QIAA 

• ARM Cortex M4F, 64 MHz 

• ARM TrustZone Cryptocell-310 

co-processor 

• 1 MB flash, 256 KB RAM 

• Supports NFC 

• Multiple protocols: BLE, 

ANT, Thread, Zigbee 

• Size: 15 x 20,8 x 1,9 mm 

• Operation temperature: - 40 

to +85 °C 

• BT Antenna: PCB trace 

• TX: 8.8 dBm 

• Supply up to 5,5 V 

• UART 

• CE: Certified 

Neue Firmware 

und Produktänderungen 

bei 

Quectel-Modulen 

Neue Firmware und Product 

Change Notifications für Funkmodule 

von Quectel erhalten 

Kunden und Anwender bei 

tekmodul. Sie prüfen dazu einfach 

anhand des Check-Ups, 

ob ihr Produkt auf dem neusten 

Stand ist. Sie lassen sich 

zu ihrem Produkt beraten und 

erhalten das passende Update. 

Aktuell stehen diverse Firmware-Updates 

für verschiedene 

Quectel-Devices bereit. 

Dazu zählen die 5G-Module 

RM500Q-GL, RM500Q-AE 

• three module versions of the 

BT840F 

• Over-the-Air firmware update 




oder die NB-IoT-Module 

BG77 und die BG95-Serie. 

Außerdem gibt es Produktänderungen 

beim GNSS-Modul 

LC79D und bei der NB-IoT- 

Serie BG96. Der Auslieferungsstart 

der geänderten Produkte 

war Anfang Februar. 






Erster Sub-5mW, IEEE 802.15.4z 

Ultra-Wideband Transmitter Chip 

Auf der International Solid-State 

Circuits Conference (ISSCC) 

präsentiert Imec kürzlich den 

ersten IEEE 802.15.4z Impulsfunk-Ultrabreitband 

(IR-UWB)- 

Senderchip, der ein Gleichgewicht 

zwischen den genauen 

und sicheren Übertragungseigenschaften 

von UWB für die 

Lokalisierung in Gebäuden und 

dem Bedarf an erhöhter Energieeffizienz 

schafft. 

Niedrige 

Leistungsaufnahme 

Der in 28-nm-CMOS-Technik 

gefertigte Chip (mit einer 

belegten Kernfläche von nur 0,15 

mm²) zielt darauf ab, die nächste 

Generation von kostengünstigen 

UWB-Einsätzen mit kleinem 

Formfaktor zu ermöglichen. Er 

wurde speziell entwickelt, um 

eine rekordverdächtig niedrige 

Leistungsaufnahme von 4,9 mW 

im standardkonformen Betrieb 

zu erreichen und gleichzeitig 

die strengen Emissionsanforderungen 

von UWB einzuhalten. 

Imec 

www.imec-int.com 

Er ist außerdem der erste Sub- 

5mW-IR-UWB-Senderchip, der 

den neu veröffentlichten IEEE- 

802.15.4z-Standard für noch 

genauere und sicherere UWB- 

Ranging-Messungen erfüllt. 

Indoor-Lokalisierung 

und Mikroortungsanwendungen 

werden immer beliebter. Denken 

Sie an schlüssellose Zugangslösungen 

für Fahrzeuge, Hotels 

und Bürogebäude sowie an die 

Verfolgung von Vermögenswerten 

in Lagerhäusern oder 

Fabriken. Die Ultrabreitbandtechnologie 

ist perfekt geeignet, 

um eine genaue und sichere 

Ortung für Lokalisierungsanwendungen 

in Innenräumen zu 

ermöglichen. Dies gilt umso 

mehr seit der Einführung des 

IEEE 802.15.4z-Standards im 

letzten Jahr, der die physikalische 

Schicht von UWB verbessert, 

um die Integrität und 

Genauigkeit der Ranging-Messungen 

zu erhöhen. Dennoch hat 

das Energiebudget von UWB 

die Verbreitung der Technologie 

eingeschränkt - zugunsten des 

Konkurrenten Bluetooth Low 

Energy (BLE), der einen mehr 

als zehnmal geringeren Stromverbrauch 

hat. 

Stromsparend und 

kostengünstig 

„Der IR-UWB-Senderchip, den 

wir auf der ISSCC vorstellen, 

ist daher nichts Geringeres als 

ein Gamechanger im Bereich 

der hochgenauen und sicheren 

Entfernungsmessung für die 

Indoor-Lokalisierung“, erklärt 

Christian Bachmann, Program 

Manager UWB und Bluetooth 

Secure Proximity bei imec. 

„Seine innovative, digital-intensive 

Architektur wurde in einem 

28-nm-CMOS-Prozess gefertigt 

- was zu einem Flächenbedarf 

von nur 0,15 mm² führt. Und er 

hat eine rekordverdächtig niedrige 

Leistungsaufnahme von 

4,9 mW, was zehnmal niedriger 

ist als das Leistungsbudget 

modernster UWB-Produkte. 

Diese Forschungsanstrengungen 

sind Teil der Strategie von imec, 

UWB zu einer extrem stromsparenden 

und kostengünstigen 

Technologieoption für eine neue 

Generation von kleinen, batteriebetriebenen 

Mikroortungs- und 

Innenraumlokalisierungsanwendungen 

zu machen.“ 

Der Chip baut auf einer innovativen 

digitalen Polarsender-Architektur 

auf, um die 

Leistungsaufnahme des ICs auf 

nur 4,9 mW deutlich zu reduzieren. 

Zusätzlich ermöglicht die 

ILRO-Technologie (Injection- 

Locked Ring Oscillator) eine 

noch größere Leistungseinsparung, 

indem sie ein schnelles 

Duty-Cycling zwischen den 

Signalbursts des IR-UWB-Senders 

innerhalb eines Pakets ermöglicht 

und Teile des Senders 

zwischen diesen Pulsen abgeschaltet 

werden können. 

Strenge weltweite 

Frequenzvorschrifte 

Ebenso wichtig ist, dass der 

IR-UWB-Senderchip von imec 

die strengen weltweiten Frequenzvorschriften 

einhält, die 

vorschreiben, in welchen Frequenzen 

der UWB-Sender senden 

darf - um Interferenzen 

mit anderen Funkdiensten zu 

vermeiden. Zu diesem Zweck 

schlagen die imec-Forscher ein 

asynchrones Pulsformungsdesign 

vor, das die internationalen 

Vorschriften zur spektralen 

Emission in den Bändern von 

3-10 GHz erfüllt und es dem 

Sender gleichzeitig ermöglicht, 

nahe an der maximalen spektralen 

Leistungsdichte (PSD) 

zu arbeiten. 

Design eines 

kompletten 

Transceivers 

„Dieser Durchbruch ist die 

jüngste Ergänzung zu imec‘s 

Erfolgsbilanz, wenn es um die 

Entwicklung von Mikroortungstechnologien 

und digitalen HF- 

Schaltungen mit sehr geringem 

Stromverbrauch geht. Doch 

unser Ehrgeiz reicht viel weiter 

als die Entwicklung eines alleinigen 

UWB-Senders. Was wir 

anstreben, ist das Design eines 

kompletten Transceivers - einschließlich 

neuartiger, hochleistungsfähiger 

Algorithmen 

für Entfernungsmessung, Peilung 

und Lokalisierung -, der 

es unseren Partnern ermöglicht, 

die Möglichkeiten von UWB der 

nächsten Generation voll auszuschöpfen. 

Möglichkeiten, die sich sogar 

auf zukünftige radarähnliche 

Anwendungen erstrecken 

könnten, bei denen UWB nicht 

nur zur Messung der Entfernung 

zwischen zwei UWB- 

Funkgeräten verwendet wird 

- sondern auch zur Erken nung 

passiver Objekte“, schließt 

Bachmann. ◄ 

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Antennen 

Ultrabreitbandige All-in-One-Antenne für alle 5G-Bänder 

ATXX stellte nach eigener Ansicht eine 

Weltneuheit, nämlich eine ultrabreitbandige 

und somit All-in-One-5G-Referenzantenne 

mit optimierter Anpassung für alle 

5G-Bänder und -Frequenzen von 600 MHz 

bis 6 GHz vor. Die Anpassungs-Reflexionsdämpfung 

wird mit mindestens S11 = 

10 dB (SWR = 2) angegeben. Damit bleibt 

der Leis tungsverzicht infolge Fehlanpassung 

unter 11 %. 

Made in Germany 

Diese in Bayern entwickelte Antenne deckt 

alle 5G-Frequenzen und auch 3G/4G-Frequenzen 

ab und erfasst darüber hinaus auch 

applikationen in den Bereichen IoT, GPS/ 

GNSS, Bluetooth, WiFi und 5,9-GHz-V2X. 

Die Anwendung eignet sich sowohl für 

5G-Demo-Systeme und Referenzaufbauten 

als auch für Tests von Mehrantennenverfahren 

wie Massive MIMO (Multiple 

Input, Multiple Output). 

Innovatives Design 

Das innovative Design zeichnet sich durch 

eine neue modifizierte quasi-fraktale Antennenstruktur 

mit optimierter bereitbandiger 

Antennenanpssung aus. Dadurch wird 

nachweislich nahezu ein gleichförmiger 

Antennengewinn und ein hoher Antennenwirkungsgrad 

über den gesamten Frequenzbereich 

erreicht. 

In der Kommunikationstechnik wird eine 

Antennenanpssung von höchsten oder 

besser SWR = 2 (entspricht S11 = 10 dB) 

verlangt. Üblicherweise sind die meisten 

Breitbandantennen nur in Teilbereichen so 

gut oder gar nicht angepasst und verursachen 

dann Probleme in der 5G-Applikation 

bzw. führen dann zu unerwünschen Antennenverlusten. 

Fehlangepasste Antennen 

reflektieren die Sendeleistung zurück zum 

Sender, wodurch störende Effekt ausgelöst 

werden oder eventuell die Sendeleistung 

automatisch reduziert und damit die 

Systemreichweite eingeschränkt wird. Verlust 

von Funkreichweite kann auch geringere 

Datenrate, höheren Energieverbrauch 

und Verzögerungen bei der Informationsübermittlung 

bedeuten. Die neuartige ATXX 

Breitbandantenne vermeidet alle diese Probleme 

und ermöglicht den optimalen Einsatz 

für 5G-Systeme und viele weitere Wireless- 

Appliaktionen von 600 MHz bis 6 GHz. 

Bequemes Handling 

Der Antennenschluss mit U.FL (Hirose, IPX, 

Ipex Steckverbindung), HF-Anschlussleitung 

von U.FL (MHF1) auf MHF4 ist für 

alle am Markt verfügbaren 5G-Module und 

Referenz-Designs passend. Kundenspezifische 

Antennenausführungen oder Sonderantennen 

können auf Anfrage angeboten 

werden. Die Atlantik-Networxx-Antennenspezialisten 

beraten Sie gerne individuell. 

■ Atlantik Elektronik GmbH 

info@atlantikelektronik.com 

www.atlantikelektronik.de 

Antennenkoppler halten Transponderprüfungen „still“ 

Die weltweite Verbreitung 

hochempfindlicher ADS-B- 

Bodenstationen stellt die Aviationtechniker 

bei der Durchführung 

von Wartungsarbeiten an 

Höhenmessern und Transpondern 

vor Herausforderungen: 

Schon eine geringe Menge 

an HF-Leckstrahlung kann zu 

Fehlinformationen (Erkennen 

von Intruders) führen und ihnen 

eine Meldung bei der Flugaufsicht 

einbringen. Denn aktuelle 

Bodenstationen weisen eine 

Empfindlichkeit von -84 dBm 

auf und können somit selbst 

schwache Transponderabstrahlungen 

von 48 dBm (ERP) in 

einer Entfernung von fast 100 

km erfassen! 

Die Antennenkoppler von 

VIAVI Solutions (ehem. Aeroflex/IFR) 

sind hocheffektiv 

in der Reduzierung der abgestrahlten 

Leistung und bieten 

eine Dämpfung von mehr als 

20 dB. Zudem gibt es noch weitere 

Maßnahmen, um eventuelle 

HF-Leckstrahlung auf ein 

Minimum zu reduzieren: 

• Verwendung eines zweiten 

Antennenkopplers bei 

Mehrwegesystemen 

• Abschaltung oder Verwendung 

von Kopplern auf 

redundanten Systemen 

• Geschlossenhalten von 

Hangartüren während der 

Prüfung 

Aber was tun, wenn trotz allem 

eine nahe gelegene ADS-B- 

Bodenstation die Signale weiterhin 

aufnimmt und an ATC 

und nahe Flugzeuge weitergibt? 

Darauf finden Betroffene 

Antwort in einem neuen 

White Paper. 

Laden Sie das neue White 

Paper zur Reduzierung von HF- 

Leckstrahlungen mithilfe von 

Antennenkopplern von VIAVI 

Solutions herunter und erfahren 

Sie, wie Sie die Dämpfung 

maximieren und Interferenzen 

mit den Flugverkehrskontrollsystemen 

und Flugzeugen in 

der Nähe vermeiden können. 

■ EMCO Elektronik GmbH 

info@emco-elektronik.de 

www.emco-elektronik.de 

White Paper unter https://www.emco-elektronik.de/files/special-news_02-2021_viavi_antennenkoppler_von_viavi_solutions.pdf 


2D-Beamforming-RF-Modul für Fixed Wireless Access 

Antennen 

Sivers Semiconductors (Vertrieb: 

Globes) gab die Einführung des 

neuen zweidimensionalen (2D) 

hochmodernen 60-GHz-Strahlformungs-Radiofrequenzmoduls 

(RF) BFM06009 bekannt, 

das die volle Bandbreite von 14 

GHz (57…71 GHz) abdeckt. 

Die zweidimensionale Strahlsteuerung 

bietet sowohl eine 

horizontale als auch eine vertikale 

elektronische Steuerung 

des Antennenstrahls. Dieses 

einzigartige Modul hilft Kunden, 

ihre Produkte im unlizenzierten 

60-GHz-5G-Band für 

den festen drahtlosen Zugang 

zu differenzieren. 

Großserienfertigung 

Dieses 2D-Modul ist für die 

Großserienfertigung optimiert 

und bietet die beste Wettbewerbsleistung 

seiner Klasse. Das 

Modul wurde entwickelt, um 

sowohl generische als auch spezifische 

Kundenanforderungen 

zu erfüllen, mit sehr positivem 

Feedback von Lead-Kunden. Für 

bestehende 60-GHz-Kunden bietet 

Sivers Semiconductors eine 

einzigartige Lösung an, die eine 

Abwärtskompatibilität mit dem 

neuen Modul ermöglicht, ohne 

dass die bestehende Grundfläche 

geändert werden muss. Neue 

Kunden profitieren von einem 

kleineren, weniger komplexen 

Footprint, der für die Fertigung 

in großem Maßstab optimiert ist. 

„Mit der außergewöhnlichen 

Kombination aus der marktführenden 

Leistung unseres 

60-GHz-TRX-BF/01-mm-Wellen-RFICs 

und diesem innovativen 

2D-Antennen-Design 

werden wir in der Lage sein, 

eine hochmoderne Leistung mit 

Strahlsteuerung in vertikaler und 

horizontaler Ebene anzubieten. 

Diese Lösung wird für FWA 

von grundlegender Bedeutung 

sein, um die Flexibilität und 

Leistung zu bieten, die für breite 

Einsätze von festen drahtlosen 

60-GHz-Zugangsnetzen erforderlich 

ist. Das Modul ermöglicht 

den Einsatz in den verschiedensten 

Anwendungen mit 

den niedrigsten Betriebskosten 

und macht die Produkte unserer 

Kunden wirklich wettbewerbsfähig“, 

sagt Anders Storm, CEO 

von Sivers IMA. 

Das RF-Modul ist für Hochleistungs-WiGig-Anwendungen 

optimiert, entspricht dem IEEE- 

802.11-ad Standard und wurde 

für den Anschluss an marktführende 

Basisband-Modems 

entwickelt. 

■ Globes Elektronik 

GmbH & Co. KG 

www.globes.de 

Robuste und leistungsstarke externe Antennen 

TTI, Inc., ein Spezialdistributor für elektronische 

Komponenten, führt ab sofort 

das komplette Sortiment externer Antennen 

von AVX. Optimiert für Anwendungen mit 

hoher Zuverlässigkeit (Hi-Rel), bei denen 

eine hohe Leistung im Vordergrund steht, 

aber auch Platz- und Gewichtsbeschränkungen 

zu berücksichtigen sind, bieten 

diese Komponenten eine überzeugende 

Mischung von Hauptmerkmalen. Neben 

der robusten Bauweise, die selbst den 

anspruchsvollsten Betriebsumgebungen 

standhält, haben sie kompakte Formfaktoren 

und bieten eine große Bandbreite. 

Diese Antennen können inklusive Verkabelung 

und Steckern geliefert werden, was 

den Einsatz erleichtert. 

Die externen Antennen von AVX eignen 

sich für eine breite Palette unterschiedlicher 

Anwendungen, wie z. B. mobile 

Kommunikation, Internet of Things (IoT), 

Gesundheitswesen, Industrieautomatisierung, 

Aftermarket-Automobiltechnik, 

Smart Farming, Telematik, Basisstationen, 

digitale Beschilderung, Heimautomatisierung, 

Point-of-Sale-Systeme (PoS), Fernüberwachung, 

Tracking und Logistik. 

Zu den angebotenen Produkten gehören: 

Die X1005246 mit den Maßen 105,1 x 

30,1 x 6,7 mm eignet sich diese Antenne 

für den Einsatz in verschiedenen Formen 

der drahtlosen Infrastruktur, wie z.B. 

Mobile, Cellular IoT und LPWAN. Sie 

unterstützt LTE, LTE-M, NB-IoT, LoRa, 

Sigfox und Z-Wave sowie ältere 2G- und 

3G-Technologien. 

Die X1005323. Diese WLAN-Antenne 

deckt die Frequenzbänder 2400...2485 MHz 

und 5150...5850 MHz ab und unterstützt 

die WiFi-Protokolle 802.11 a, b, g, n, ac 

und ax. Sie erreicht Spitzenwerte von 2,5 

dBi im 2400...2500-MHz-Band und 3,3 

dBi im 5150...5825-MHz-Band. 

Die 3-in-1-Antenne X1005245 verfügt 

über GNSS-, GPS-, Glonass- und LTE- 

MIMO-Funktionen. Sie ist in einem wasserdichten 

IPX7-Gehäuse untergebracht 

und kann Temperaturen von -40 bis +85 

°C standhalten. 

Die 2-in-1-Antenne X1005248 ist geeignet 

für GNSS und DSRC und hat ein maximales 

Stehwellenverhältnis von 2. Neben den 

Ortungsfunktionen kann sie in der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- 

(V2V) und Fahrzeugzu-Infrastruktur-Kommunikation 

(V2I) 

eingesetzt werden. 

Die X1005247 für die Frequenzen 1561, 

1575 und 1602 MHz kann einen Spitzenwert 

von 4,1 dBi (bei 1575 MHz) vorzeigen. 

Der Rauschpegel wird auf 1,1 

dB (typisch) gehalten und das maximale 

SWR beträgt 2. 

Die X1005324. Diese LTE-MIMO- und 

WiFi-MIMO-Antenne hat einen Spitzenwert 

von 4,9 dBi und einen durchschnittlichen 

Wirkungsgrad von bis zu 67% 

(abhängig von der genutzten Frequenz). 

■ TTI, Inc. 

www.ttiieurope.com 


Antennen 

5G-Antenne für M2M und IoT 

Die neue 5G-Antenne Antares von Synzen 

ist ein äußerst flexibles und leistungsfähiges 

Device. Sie eignet sich hervorragend 

für den Einsatz in 5G/4G-, LTE/3G/2G/ 

NB-IoT/CAT-M-Applikationen respektive 

für integrierte Antennenlösungen. 

Durch ihren extrem kompakten Formfaktor 

(100 x 20 x 0,2 mm) und ihre Flexibilität 

können Anwender die Antares erstaunlich 

einfach in ihre Anwendungen integrieren. 

Die FPC-Antenne Antares von Synzen ist 

dank ihrer großartigen Eigenschaften für 

eine Vielzahl an Applikationen in Wissenschaft, 

Industrie oder Medizin geeignet. 

Dazu zählen beispielsweise Smart Grids, 

Smart Meters oder Remote Monitoring. 

Außerdem eignet sich die Antares hervorragend 

für die industrielle Machineto-Machine-Kommunikation 

oder bei 

Femtocell-Anwendungen. 

Die technischen Highlights der Antares: 

• 5G LTE FPC with cable and connector 

IPEX MHFI (U.FL) 

• ultra-small 

• for 5G and global cellular applications 

• simple integration, plug and operate 

the device without designing onboard 

antenna 

• can be tuned for various environments 

and plastic thickness with additional Pi 

network, free tuning service available 

• alternate cable lengths and connectors 

available upon request 

• cable: 180 mm length, 1.13 mm diameter 

• RoHS & Reach Compliant 




Mehrbandantenne 

deckt die Bereiche 

617...960 und 

1710...6000 MHz ab 

Die RM-WB1-DN von Mobile 

Mark ist eine omnidirektionale 

Antenne, die von 600 bis 6000 

MHz arbeitet. Sie nutzt ein einzelnes 

Element, das den Frequenzbereich 

von 617 bis 960 

und den Bereich von 1710 bis 

6000 MHz abdeckt. Die Antenne 

unterstützt das neue Band 71 

bei 617...698 MHz, CBRS bei 

3550...3700 MHz und LAA bei 

5...6 GHz. Diese Rundstrahlantenne 

bietet einen Gewinn von 

über 3 dBi, ein SWR von weniger 

als 2 und kann eine Eingangsleistung 

von bis zu 10 W 

verarbeiten. 

Die RM-WB1-DN lässt sich 

auf den meis ten aktuellen oder 

geplanten zellularen Frequenzbändern 

verwenden, die bei oder 

unter 6 GHz liegen. Sie ist in 

einem ABS-Kunststoffradom 

erhältlich mit 45 mm Durchmesser 

und 76 mm Höhe. 

Die Antenne wird in einem Loch 

mit einem Durchmesser von 5/8 

Zoll montiert und ist entweder 

mit einem Kabelanschluss oder 

einem direkten N-Anschluss 

erhältlich. Sie ist nahezu ideal 

für 5G-, NB-IoT- und LTE-M- 

Anwendungen, bei denen das 

spezifische Frequenzband von 

Projekt zu Projekt variieren 

kann, und kann auch für die 

Installation an festen Standorten 

oder für mobile Installationen 

verwendet werden. Betriebstemperatur 

-40 bis +85 °C. 

■ Mobile Mark, Inc. 

www.mobilemark.com 

Iridium-Antenne mit einzigartiger Accutenna-Technologie 

Mit der Iridium-Antenne 

TW3600 realisieren Anwender 

komplexe Applikationen in der 

satellitenbasierten Datenkommunikation. 

Die Accutenna- 

Technologie der Tallysman- 

Antenne deckt das gesamte 

Iridium-Frequenzband ab und 

erreicht durch mehrere Patch- 

Elemente ein außerdordentlich 

gutes Axialverhältnis. Dank 

ihrer IP67-Zertifizierung ist 

die TW3600 nicht nur wetterbeständig, 

sondern trotzt durch 

ihr robustes Gehäuse auch 

dauerhaften harten Umweltverhältnissen. 

Je nach Applikation 

können Anwender auf 

unterschiedliche Bauformen 

und Farbgebungen zurückgreifen 

und entscheiden auch 

bzgl. der Pol-Befestigung ganz 

individuell zwischen L-Bracket 

oder Pipe Mount. 

TW3600-Features: 

• Frequenz: 1616 bis 1626,5 

MHz 

• Custom high gain 4.25 dBic 

dual-feed patch 

• Great axial ratio, 3 dB over 

full bandwidth 

• robust industrial grade enclosure 

• surface, bracket or mast 

mount 

• industrial temperature range 

• RoHS and REACH compliant 

• remote antenna 


th@compotek.de 



PCI Express 5.0 Test System 

Anritsu EMEA 

www.anritsu.com 

Anritsu Corporation President 

Hirokazu Hamada and Tektronix, 

Inc. announced to provide 

an automated PCI Express 

5.0 (PCIe Gen5) test solution 

combining Anritsu’s Signal 

Quality Analyzer-R MP1900A 

BERT series with Tektronix’s 

DPO70000SX series 70 GHz 

Real-time Oscilloscope and 

automation software. The allin-one 

solution supports tests 

of PCIe 5.0 electrical characteristics, 

physical-layer protocol 

analysis, and transmitter/receiver 

and Link Equalization Training 

(LEQ) tests to facilitate efficient 

development of high-speed ICs, 

devices, and networks used in 

emerging environments, including 

5G. 

Quickly Configuration 

Anritsu and Tektronix end-toend 

solution can be quickly 

configured to support required 

PCIe 5.0 specifications and 

supports automated transmitter 

test, receiver jitter tolerance 

test, and Tx/Rx LEQ compliance 

test items. It incorporates 

waveform-calibration automation 

software with analysis 

function using event trigger 

and high-speed calibration between 

the MP1900A BERT and 

DPO70000SX oscilloscope to 

reduce test times. Cost-of-test is 

lowered as the solution supports 

PCIe 1.0-5.0 without a hardware 

upgrade and can upgrade to PCIe 

6.0 test capability with a minimum 

hardware investment. 

Best-in-Class BERT 

The Signal Quality Analyzer- 

R MP1900A series is a multichannel 

BERT for designing 

and testing next-generation 

network interfaces, such as 

200G/400G/800G Ethernet, as 

well as highspeed bus interfaces, 

including PCI Express 4.0/5.0, 

USB3.2, USB4 and Thunderbolt. 

It has a built-in pulse pattern 

generator (PPG) that produces 

best-in-class high-quality waveforms 

(115 fs low intrinsic jitter), 

as well as a high-sensitivity (15 

mV) error detector (ED). A jitter 

(SJ, RJ, SSC, BUJ) generation 

source and CM-I/DM-I/whitenoise 

generation source are also 

integrated into the instrument. 

Link Training and Link Training 

Status State Machine (LTSSM) 

analysis functions support various 

applications, including compliance 

tests, margin tests, and 

troubleshooting. 

With functions for evaluating 

PAM4 of optical modules, 

SERDES and other technologies 

used by data-center 

200G/400G/800G Ethernet 

systems, the MP1900A BERT 

also evaluates PCIe 6.0 (PAM4 

32 Gbaud) devices under development 

to ensure compliance 

with the latest PCI-SIG standard. 

This expanded analysis 

capability controls test infrastructure 

costs. 

DPO70000SX Series 

70 GHz Realtime 

Oscilloscope 

The Tektronix DPO70000SX 

series 70 GHz Real-time Oscilloscope 

is linked with the Anritsu 

Signal Quality Analyzer-R 

MP1900A BERT as an automated 

PCIe Gen5 (32 GT/s) Base & 

CEM transceiver solution. The 

new Tektronix receiver test automation 

software uses an optimization 

algorithm to correct 32 

GT/s and 16 GT/s stressed-eye 

waveforms to shorten test times 

using the leading SigTest Phoenix 

test tool and fast parallel 

processing. Moreover, support 

for multiple form factors (M.2 

and U.2) and clocking architectures 

(CC, SRNS, SRIS) supports 

A/D range optimization 

and low-noise PCIe Gen5 Base 

specification 32 GT/s uncorrelated 

jitter and pulse-width jitter 

measurements. ◄ 


RF & Wireless 

Addressing 5G and MIMO Design with 

Simulations 

This Article describes 

the Addressing of 5G 

and MIMO Design with 

Circuit/Antenna In-Situ 

Simulations with AWR 

Software. 

Electromagnetic (EM) simulation 

software is commonly 

used to simulate antennas with 

multiple-feed, including phased 

arrays, stacked radiators with 

different polarizations, and single 

apertures with multiple feed 

points. These types of antennas 

are popular for 

communication systems where 

multiple-in-multiple-out 

(MIMO) and polarization diversity 

antenna configurations are 

being used. Their use is likely to 

explode with the rollout of 5G 

wireless systems over the next 

several years. 

The beam of multiple-feed antennas 

is controlled by changing 

the phase and amplitude of the 

signals going into the various 

feeds. An accurate simulation 

of such a system must account 

for the interaction that occurs 

between the antenna elements 

and the driving feed network. 

The problem for simulation software 

is that the antenna and the 

driving feed network influence 

each other. The antenna’s pattern 

is changed by setting the input 

power and relative phasing at its 

various ports. At the same time, 

the input impedances at the ports 

change with the antenna pattern. 

Since input impedance affects 

the performance of the nonlinear 

driving circuit, the changing 

antenna pattern affects the overall 

system performance. 

Design Overview 

Until now, engineers have been 

forced to manually simulate the 

coupled circuit/antenna effects 

using an iterative process. For 

example, first the antenna is driven 

with idealized sources with 

known phasing at the input ports. 

The impedance of the ports is 

then used as the load impedance 

for the driving circuit. The process 

is then iterated until convergence 

is reached. This procedure 

is awkward and time 

consuming. Fortunately, there 

is a faster, more accurate way 

to attain the final result. 

2020 Cadence Design 

Systems, Inc. 

www.cadence.com 


RF & Wireless 

This concept is illustrated in this 

application note using two phased 

array examples in which 

the antennas are simulated in 

AWR AXIEM 3D planar and 

AWR Analyst 3D finite-element 

method (FEM) EM simulators 

respectively. 

Patch Microstrip Array 

Optimized Using AWR 

Microwave Office 

The in-situ measurement feature 

in Cadence AWR Design Environment 

software, specifically 

AWR Microwave Office circuit 

design software, enables communication 

between the circuit 

and antenna, thus automatically 

accounting for the coupling between 

the circuit and the antenna 

in an easy-to-use framework. 

The designer identifies the 

antenna data source, the circuit 

schematic driving the antenna, 

and the measurement under 

consideration; for example, the 

power radiated over scan angle. 

In this example, a 4x4 patch 

array that is driven by a corporate 

feed network with a phase 

shifter and attenuator at each element 

is simulated. A microwave 

monolithic integrated circuit 

(MMIC) power amplifier (PA) 

is placed at each element before 

its corresponding phase shifter. 

The array is only simulated once 

in the EM simulator. The resulting 

S-parameters are then used 

by the circuit simulator, which 

also includes the feed network 

and amplifiers. As the phase shifters 

are tuned over their values, 

the antenna’s beam is steered. 

At the same time, each amplifier 

sees the changing impedance at 

the antenna input it is attached 

to, which affects the amplifier’s 

performance. The PAs are nonlinear, 

designed to operate at their 

1 dB compression point (P1dB) 

for maximum efficiency. They 

are therefore sensitive to the 

changing load impedances presented 

by the array. 

The combined circuit and EM 

simulations are necessary for 

a number of reasons. First, the 

EM simulation is necessary 

because the antenna elements 

interact with each other, which 


RF & Wireless 

network itself since resonances 

can build up due to the loading 

at the antenna ports. 

Another important point, but 

often neglected, is that the PA 

driving the antenna requires a 

nonlinear circuit simulation. It 

is therefore important that the 

antenna’s S-parameters include a 

DC simulation point and values 

at the various harmonics used in 

the harmonic balance simulation. 

Otherwise it is possible to 

have unpredicted degradations 

in system performance due to 

poor matching at the harmonic 

frequencies or inaccurately specified 

DC biasing. 

Figure 1 shows the 4x4 patch 

antenna array. Each patch is fed 

individually by a pin going to the 

ground below. The port is placed 

at the bottom of the pin. AWR 

AXIEM software, which is used 

for the planar EM simulations, 

has the ability to ground a port 

with a metal strap, which is used 

as the pin. This type of simulator 

is ideal for planar patch arrays 

that may require a 3DEM simulator 

depending on the structure 

details, since the patch is not in a 

package and radiation effects are 

therefore included automatically. 

It should be noted that the simulation 

techniques described in 

this paper do not depend on a 

specific EM simulator, since 

third-party simulated or measured 

S-parameter data can be 

used to represent the antenna 

response. The corporate feed 

network is shown in Figure 2. 

Each element is driven by a 

MMIC amplifier, and controlled 

by a phase shifter and attenuator. 

can significantly degrade the 

antenna’s performance. An 

extreme example of this is scan 

blindness, where the interaction 

between the elements causes 

no radiation to occur at certain 

scan angles. The coupling 

between the elements can also 

lead to resonances in the feed 

network. In order to optimize 

the feed network to account for 

deficiencies in the antenna, the 

entire array combined with the 

entire circuit must be optimized. 

It is critical to simulate the feed 

The power is input from the right 

side. Wilkinson dividers are 

used to split the signal and feed 

the 16 patches. Figure 3 shows 

the feed for a typical patch. The 

transmit module and Wilkinson 

divider are shown in detail on 

the right side and the inside of 

the transmit module on the left 

side. Each transmit module has 

a phase shifter, attenuator, and 

MMIC amplifier chip. The beam 

is steered by setting the phase 

and attenuation going into the 

MMIC amplifier and then sending 

the resulting signal to the 


RF & Wireless 

patch. The phase and attenuation 

are controlled by variables 

in the software, which can be 

tuned and optimized as desired. 

In this manner, the beam can be 

scanned. 

Figure 4 shows the 3D view of 

the MMIC amplifier. It is a twostage, 

8-FET amplifier designed 

to work at X-band. In this example, 

the feed network is simulated 

entirely in the circuit simulator. 

A more realistic example 

would simulate the layout of the 

feed network in an EM simulator 

to make sure the models are 

accurate and there is no unintended 

coupling between sections 

of the network. 

Typical circuit simulation results 

are shown in Figure 5. The 

system is designed to work at 

10GHz. The purple curve shows 

the input impedance for an isolated 

patch from 6 to 14GHz on a 

Smith chart. The marker shows 

the normalized impedance at 10 

GHz. The four crosses show the 

input impedance of four typical 

elements at 10 GHz. Note 

that the interaction between the 

elements in the array shifts the 

input impedance of each element 

from that of an isolated 

patch. The green contours are 

load-pull simulations for the 

MMIC amplifier, showing the 

power delivered to a load. The 

shifting of the impedances of 

the antenna feed results in a 0.5 

dB degradation of power to the 

elements. (The power contours 

are in 0.5 dB increments.) 

Examples of the antenna pattern 

are shown in Figure 6. The beam 

is steered by controlling the relative 

phasing and attenuation to 

the various transmit modules. In 

practice, the harmonic balance 

takes substantial time to run with 

16 power amplifiers. 

Therefore, the beam is steered 

with the amplifiers turned off. 

The designer then turns on the 

power amplifiers for specific 

points of interest. Note: Figure 

6 (right) shows a second lobe 

created when the main lobe is 

at a near grazing angle. 

This second example is an 8x8 

patch array. Anything that can 

be tuned in AWR Microwave 

Office can also be optimized. 

For example, in Figure 7, the 

antenna pattern is optimized 

for a certain scan angle. In the 

interests of time, the amplifiers 

are not included in the optimization. 

At the end, the amplifiers 

are turned on to see the amount 

of degradation. 

The plot is of the total power in 

the beam, scanning in the theta 

direction with phi at 0°. The blue 

bars show the optimizer goals 

for the measurement. The purple 

pattern is the original broadside 

pattern. The optimizer changes 

the phase and attenuation at the 

feeds to the patches. The resulting 

blue curve meets the optimization 

goal of scanning at 20° 

with acceptable side lobe levels. 


RF & Wireless 

Conclusion 

In conclusion, designing antennas 

with multiple feed points 

for communications or radar 

systems requires simulation of 

the interaction that occurs between 

the circuit, typically a 

highly nonlinear power amplifier, 

the feed network, and the 

antenna. The beam is steered by 

the circuitry, and as the beam 

changes the input impedance 

or input characteristics of the 

antenna change, which effects 

the circuit. 

The circuit and the antenna are 

connected, so both must be 

included in the simulation. 

The traditional method of simulating 

antennas with multiple 

feeds is to simulate the coupled 

antenna/circuit effects manually 

using an iterative process that is 

time consuming and frustrating. 

AWR Microwave Office circuit 

and antenna simulation are coupled 

together, enabling arrays to 

be easily excited from the amplifier 

and feed network. 

The load impedances of the array 

are incorporated into the circuit 

simulation. This automates the 

process, saving design time and 

delivering products to market 

faster. ◄ 


RF & Wireless 

New Series PC-based 

Oscilloscopes 

Pico Technology announced availability 

of the new PicoScope 4000A Series 

PC-based oscilloscopes, a secondgeneration 

upgrade and expansion of 

the company‘s high-resolution, deepmemory 

product portfolio. With 2-, 4- 

and 8-channel models available, the 

PicoScope 4000A Series boasts 12-bit 

hardware resolution (to 16 bits with 

Resolution Enhancement), 256 MS deep 

capture memory, 20 MHz bandwidth 

with 80 MS/s sampling speed, up to 70 

dB SFDR and a built-in 14-bit triggerable 

signal generator and 80 MS/s AWG. 

A SuperSpeed USB 3.0 interface powers 

the instrument and delivers up to 160 

MS/s communications to the host PC. 

All models run with the popular Pico- 

Scope 6 user interface and benefit from 

the free PicoSDK software development 

kit, which gives users direct programming 

control of the hardware for custom 

applications. The scopes also work with 

PicoLog 6 data logging software for 

lower-speed long-duration captures. 

The SDK allows users to write their own 

software to create custom applications 

with the 4000A Series hardware. Drivers 

for Windows, macOS and Linux are 

included, making the 4000A Series ideal 

for a wide range of OEM applications. 

Example code, hosted on the Pico 

Technology GitHub pages, shows how 

to interface to third-party software 

packages such as Microsoft Excel, 

National Instruments LabVIEW and 

MathWorks MATLAB and programming 

languages including C, C++, C# 

and Python. ?The drivers support USB 

data streaming, a mode that captures 

gap-free continuous data over USB 

direct to the PC’s RAM or hard disk at 

rates of up to 160 MS/s. Capture size 

is limited only by available PC storage. 

■ Pico Technology 

www.picotech.com 

Richardson Continues 

Expansion of RF/Microwave 

with Quantum Microwave 

Richardson Electronics, Ltd. announced 

a new distribution agreement with Quantum 

Microwave, a US-based manufacturer 

of microwave and millimeter-wave solutions. 

This is a global agreement, excluding 

Japan, China, and Taiwan. With a specialty 

in mmWave and microwave products, Quantum 

Microwave offers a variety of waveguide 

components and adapters that reach up to 

325 GHz as well as connectorized amplifiers, 

antennas, and mixers. Quantum Microwave 

also has a range of cryogenic microwave 

components that support the newly emerging 

quantum computing market, which work at 

temperatures as low as 10 mK. 

■ Richardson Electronics, Ltd. 

www.rell.com 

Ethernet Switches 

Transtector Systems, an Infinite Electronics 

brand, released a full line of Ethernet switches, 

adding to its comprehensive selection 

of Ethernet surge protection and PoE solutions 

while addressing the need for simple, 

effective and reliable hardware for a range 

of Ethernet applications. 

Transtector’s new Ethernet switches include 

multiple configurations for commercial, 

industrial and other applications. A versatile 

wall-mount/DIN rail mount 8-port switch 

provides an innovative, compact footprint 

that’s ideal for desktops, factory floors or 

NEMA enclosures. Other configurations 

include a desktop switch and a small form 

factor pluggable (SFP) option. All three 

options are PoE+ capable for power as well 

as data applications. 

The Ethernet switches in this line include 

the following configurations: 

• Wall-mount/DIN rail mount 8-port switch: 

Innovative, compact and versatile design 

with four PoE+ ports, four standard ports 

and a high power rating. Ideal for delivering 

PoE in commercial/industrial applications, 

offices, factories or in a NEMA 

enclosure 

• Desktop 8-port triple-speed switch: Eight 

PoE+ ports and two uplink ports, plus 

LEDs for each port and a separate display 

showing which ports are using power 

• Compact, small form-factor pluggable 

(SFP) switch: Includes media conversion 

and PoE+ to combine PoE and Ethernet 

extension in a mini form factor 

■ Transtector Systems 

Infinite Electronics 

www.infiniteelectronics.com 

Yagi Antennas Designed for 

RFID, Utility and SCADA 

Pasternack, an Infinite Electronics brand, 

has just launched a new line of Yagi antennas 

that are ideal for use in utility, energy, 

SCADA, LoRa and RFID inventory tracking 

applications. Pasternack’s line of 

Yagi antennas includes 5 new models that 

are specially designed for customers deploying 

wireless networks in rugged, outdoor 

conditions. These antennas operate at either 

400 or 900 MHz with gain ranging from 7 

to 13 dBi and are constructed of aircraftquality 

aluminum. These antennas feature 

a ruggedized, fully welded, black powder 

coated construction and are designed to 

sustain high winds up to 200 mph as well 

as icing conditions. 

Pasternack’s 400 and 900 MHz Yagi Antennas 

are in-stock and available for immediate 

shipping with no minimum order quantity 

(MOQ) required. 

■ Pasternack 

Infinite Electronics 

www.infiniteelectronics.com 

Line of Economical Rubber 

Duck Antennas 

Pasternack has released a new line of rubber 

duck antennas that are designed to address 

WLAN, IoT, Utilities, SCADA, LoRA, 

cellular and inventory tracking applications. 

Pasternack’s twelve new rubber duck 

antenna models can be used as replacements 


RF & Wireless 

Miniature High- 

Performance Crystal 

Oscillator 

Frequency control specialist Euroquartz 

has announced availability of 

Statek’s new range of miniature high 

performance quartz crystal oscillators 

designed and manufactured for high 

temperature applications. Offering 

ultra-low power consumption and high 

shock resistance characteristics, the new 

CXOLHT surface mount devices are 

capable of withstanding temperatures 

up to 200 °C. Housed in 3.2 x 1.5 mm, 

hermetically sealed, non-magnetic ceramic 

packages, CXOLHT oscillators are 

available in frequencies from 16 kHz up 

to 50 MHz with typical supply current 

requirements from

RF & Wireless 

(NR) bands. The devices can deliver 24 

dBm of linear power over the entire -40 to 

+85 °C temperature range while maintaining 

ACLR levels of better than -45 dBc, 

The GRF55xx 

family comes in 

pin-compatible 3 x 

3 mm, 16-pin QFN 

packages. As noted 

above, the common 

footprint enables 

a single design to 

address multiple 

bands via simple 

component swaps. 

Samples and 

evaluation boards 

are available now 

for the GRF5508 

and GRF5510. 

IMD3 levels

RF & Wireless 

RFMW introduces new products 

Wide Instantaneous 

Bandwidth Power 

Amplifiers 

quency tuning eliminates board 

noise and no mechanical shields 

are needed. Combined with a 9 

x 7 mm footprint, the Si5721 

offers unmatched ease-of-use 

and eliminates restrictions on 

PCB placement. On-chip power 

supply noise filtering eliminates 

the need for a dedicated LDO. 

2.7 to 2.9 GHz in an air-cavity 

package. With 75% power added 

efficiency, the QPD1881L runs 

from a 50 V consuming 700 

mA. L3 gain 18 dB. The RF 

input is prematched for civilian 

and military radar applications 

supporting both CW and pulsed 

operation. 

high-power ISM applications 

operating in the 860...930 MHz 

frequency range. 

RFMW announced design and 

sales support for a family of 

high efficiency, DPD enabled 

power amplifier from Skyworks 

Solutions. These power amplifiers 

are designed for the stringent 

requirements of enterprise 

small cell radios and offer wide 

instantaneous bandwidth, with 

high gain, and are fully input/ 

output matched. Wide bandwidth 

enables higher data rates 

for newer 5G systems. Active 

biasing circuitry is integrated to 

compensate for PA performance 

over temperature, voltage, and 

process variations. Housed in 

compact 5 x 5 mm packages, the 

SKY663xx-11 family of PAs is 

ideal for 5G systems operating 

from 2.3 to 5 GHz. 

Digitally Controlled 

OCXO Solves 5G 

Synchronization 

Challenges 

RFMW announces design and 

sales support for a MEMS-based, 

digitally controlled OCXO platform. 

SiTime’s Si5721 digitally 

controlled OCXO offer’s ±5 to 

±8 ppb stability at frequencies 

from 1 to 60 MHz. These devices 

can be used to replace legacy 

quartz VCOCXOs in emerging 

5G and IEEE 1588 synchronization 

applications while improving 

overall system performance 

and robustness with 10 times 

better dynamic stability (150 

ppt/K), resistant to airflow and 

thermal shock. I 2 C digital fre- 

CBRS Filter Delivers 

High Performance 


sales support for a full band 

Citizens Broadband Radio Service 

(CBRS) filter designed for 

the US market. The Sangshin 

MBP84RC2N3625S150D is a 

small form factor ceramic filter 

covering the full 3550 to 3700 

MHz CBRS radio band. Rated 

to 5 W average power, it offers 

excellent properties in terms of 

size vs performance making it 

suitable for high power MIMO 

applications. Low passband 

insertion loss of 2 dB max. and 

1 dB of typical pass band ripple 

helps maintain maximum power 

and throughput over an operating 

temperature of -40 to +85 °C. 

Measuring just 24 mm in length, 

the MBP84RC2N3625S150D 

exhibits excellent rejection performance. 

Sangshin offers filter 

customization of pass band 

center frequency, band width 

and attenuation for a variety of 

customer specific applications. 

400 W GaN Transistor 


sales support for an S-Band 

transistor from Qorvo. The 

QPD1881L power transistor 

offers 400 W of RF power from 

Module Provides 

Dual Receiver Paths 

for AAS 


sales support for an integrated, 

dual-path RF Switch/LNA. Each 

path of the Renesas F0452B consists 

of an RF switch and two 

gain stages with 6 dB of gain 

control supporting analog frontend 

receivers in Active Antenna 

System (AAS) from 2300 to 

2700 MHz. The F0452B provides 

34 dB gain with 23 dBm 

OIP3, 15 dBm output P1dB and 

1.5 dB noise figure at 2600 MHz. 

Gain is reduced 6 dB in a single 

step with a maximum settling 

time of 31 ns. The device 

uses a single 3.3 V supply and 

130 mA of IDD. Offered in a 5 

x 5 x 0.8 mm, 32-LGA package 

with 50 ohms input and output 

impedance for ease of integration 

into the signal path. Typical 

applications include Multimode 

& Multi-carrier receivers, 

4.5G (LTE Advanced) and 5G 

band 42. 

LPWAN FEM Extends 

ISM Band Range 


sales support for a high performance 

RF frontend module 

(FEM). Skyworks’ SKY66422- 

11 is specifically designed for 

LPWAN – supporting LoRa, 

SigFox and other unlicensed 

band technologies – as well as 

Delivering improved sensitivity 

and more than double the operating 

range versus a standalone 

system-on-chip (SoC), the 

SKY66422-11 requires minimal 

board space and consumes low 

power, making it ideal for IoT 

and industrial platforms including 

sensors, beacons, smartwatches, 

thermostats, wireless 

cameras, medical pendants and 

smoke and CO detectors. 

Uniform Power 

Reduction over 

Frequency and 

Temperature 


sales support for the API Technologies 

Powerfilm, PCA3060 

series of fixed attenuators. Optimized 

for radar, T/R modules, 

E/W, mmWave and 5G applications 

up to 30 GHz, the 

PCA3060 surface mount, fixed 

attenuators handle up to 1 W of 

power in an 0603 size package. 

Built using proprietary thin film 

processes, available attenuation 

values range from 0 to 10 dB in 1 

dB increments, 10, 12, 15 and 20 

dB. Ideal for amplifier circuits, 

receivers, up/down converters, 

phase-matched arrays and switching 

networks they are suitable 

for drop-in or wire bond attachment 

with tin-lead, gold or RoHS 

compliant terminal finish. 


RF & Wireless 

WiFi 6 FEM 

Incorporates Power 

Detector 

mmWave Filter 

Performance is 

near-Ideal 

Broadband Power 

Divider/Combiner 

Supports WiFi 6E 

need to increase the component 

count in DAS systems. 

Temperature 

Stabilized Band 8 

TC-SAW Duplexer 

RFMW announced design 

and sales support for a WiFi 

6 (802.11ax) frontend module 

(FEM). The Qorvo QPF4551 

offers a compact form factor with 

integrated matching, minimizing 

wireless access point layout area. 

Performance is focused on optimizing 

the PA for a 5 V supply 

voltage that conserves power 

consumption while maintaining 

the highest linear output power 

and leading edge throughput. 

Integrated die level filtering 

for 2nd and 3rd harmonics as 

well as 2.4 GHz rejection for 

DBDC operation are included. 

The QPF4551 integrates a 5 GHz 

power amplifier (PA), single pole 

two throw switch (SP2T) and 

bypassable low noise amplifier 

(LNA) into a single device. 


sales support for mmWave, surface 

mount filters from Cubic 

Nuvotronics. The PSF28B04S 

interdigital filter has a pass band 

of 26.5 to 30 GHz with 50 ohms 

characteristic impedance. Handling 

a maximum input power of 

2 W, this SMT filters’ insertion 

loss is 30 

dB upper and lower bandpass 

rejection. 

PolyStrata technology provides 

wide bandwidth, exceptional 

filtering performance and 

minimal part-to-part variation 

for consistent results in production 

environments supporting 

satellite communications, RF 

telemetry, and instrumentation. 

RoHS compliant, PSF28B04S 

filters are available on tape and 

reel for standard SMT process 

assembly. 


sales support for MECA Electronics 

broadband power dividers/ 

combiners. The 802-2-4.250 RF 

power divider/combiner offers 

2-way, in-phase performance 

from 0.5 to 8 GHz. Capable of 

handling up to 30 W of average 

power with an operating temperature 

of -55 to +85 °C, it offers 

phase and amplitude balance 

generally seen only in narrow 

band models. Typical insertion 

loss is 0.8 dB with 22 dB isolation. 

Available in 4-way and 

8-way versions as 804-2-4.250 

and 808-2-4.250 respectively, the 

broad band nature of these power 

divider/combiners eliminates the 


sales support for a Band 8 duplex 

filter. Temperature compensated 

SAW filter technology allows 

the Qorvo QPQ6108 duplexer 

to deliver superior temperature 

stabilized performance over a 

range of -20 to +95 °C. Ideal 

for small cell base stations, the 

duplexer is offered in a small, 

2.5 x 2 mm package capable of 

handling 29 dBm of downlink 

power (925...960 MHz). Uplink 

(880...915 MHz) insertion loss 

is 3.2 dB with up to 50 dB isolation. 

Matched to 50 ohms, the 

QPQ6108 has a single input and 

single output with no external 

matching required. 

■ RFMW 

www.rfmw.com 

12-bit Digitizer with 7 Gbyte/s Sustained Transfer Rate 

Teledyne SP Devices, a business unit 

of Teledyne Technologies Incorporated 

announced the release of ADQ32 – a fourthgeneration 

modular data acquisition board 

optimized for high-throughput applications. 

The combination of on-board open 

field-programmable gate array (FPGA) 

and highspeed data streaming makes it 

ideal even for the most computationally 

demanding applications. 

The dual-channel 12-bit digitizer supports 

synchronous sampling at 2.5 GS/s on each 

channel and features an open Xilinx Kintex 

Ultrascale KU040 FPGA. ADQ32 is 

streamlined for high-volume applications 

and is therefore suitable for integration by 

OEMs in areas such as swept-source optical 

coherence tomography (SS-OCT), timeof-flight 

mass spectrometry (ToF MS) and 

distributed optical fiber sensing (DOFS). 

Custom application-specific digital signal 

processing (DSP) can be performed in realtime 

in the on-board FPGA to characterize 

signals and extract valuable information. 

It can also be used to perform data reduction 

so that the output rate matches the 7 

Gbyte/s sustained transfer capacity of the 

PCI Express interface. The data can then 

be post-processed either on the CPU of 

the host PC, or transferred via peer-topeer 

to a GPU. This architecture offers 

great flexibility and allows the designer 

to use the most suitable type of processing 

resource for a given task. Examples 

of application-specific DSP include FFT 

and k-space remapping for SS-OCT, and 

waveform averaging and zero suppression 

for ToF MS. In addition to the high streaming 

rate and computational flexibility, the 

ADQ32 also offers excellent analog performance 

in terms of the effective number 

of bits (ENOB), spurious-free dynamic 

range (SFDR), and more. Hardware trigger, 

selection of internal/external clock, 

and general-purpose input/output (GPIO) 

simplify system-level integration. Please 

refer to the datasheet for full specifications. 

■ Teledyne SP Devices 

SPD_Sales@Teledyne.com 

www.spdevices.com 


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RF & Wireless/Impressum 

5G RF Regulatory Test System 

Anritsu Corporation announced 

the availability of its new 

RF Regulatory Test System 

ME7803NR solution for regulatory 

compliance testing of 5G 

communications systems. The 

newly developed RF Regulatory 

Test System ME7803NR uses the 

Radio Communication Test Station 

MT8000A as a simulated 5G 

NR base station in combination 

with a spectrum analyzer and 

signal generator to implement 

ARIB/ETSI/FCC-compliant FR1 

RF tests. In addition, the measurement 

efficiency and quality of 

5G terminals are assured by the 

easy-to-operate GUI and built-in 

calibration function for improved 

reliability. It is a platform that can 

perform spurious tests and interference 

tests, which are difficult 

for customers to build their own 

test environment. 

The ME7803NR makes it easy 

to evaluate whether the RF performance 

of 5G terminals meets 

regulatory requirements as well as 

simplifies evaluation of whether 

radio-waves are being used efficiently 

or not, helping 5G market 

penetration. Anritsu expects 

its new ME7803NR to play an 

important role in deploying commercial 

5G mobile network services 

by facilitating the spread 

of 5G terminals. 

The RF Regulatory Test System 

ME7803NR supports FR1 RF 

regulatory compliance tests of 5G 

NR terminals. It is used with the 

Radio Communication Test Station 

MT8000A simulating a 5G 

NR base station, the Radio Communication 

Analyzer MT8821C 

operating as an LTE Anchor, and 

with various other test equipment 

and dedicated software 

to implement required 5G RF 

Regulatory (ARIB/ETSI/FCC) 

Conducted tests using 5G NR 

Non-Standalone (NSA) mode 

call connections. 

The Key Features: 

• Supports World Regional Frequency 

Bands. Certified North- 

American, European, and Asian 

bands as well as other future 

regional bands to be deployed 

(5G NR Bands and 5G NSA 

mode LTE Bands for LTE 

Anchor) are supported. 

• Maximizes Value of Customers’ 

Prior Equipment Investment. 

Customers can configure 

the ME7803NR test system by 

adding their own Anritsu standalone 

test equipment, such 

as the MT8000A, MT8821C, 

M S 2 8 4 0 A / M S 2 8 5 0 A , 

MG3710E, MG3694C, etc., 

to minimize additional required 

hardware purchases. 

• Common Regulatory Tests. The 

MT8000A and MT8821C used 

by the ME7803NR can share 

SAR/OTA/EMC tests. 

• Calibration Function for Better 

Reliability. The built-in calibration 

function for use when 

changing the connection configuration 

improves measurement 

stability and measured 

value reliability. 

New PAM4 ED Function 

for Signal Quality 

Analyzer 

Anritsu introduced expanded 

Forward Error Correction 

(FEC) analysis capability in its 

116 Gbit/s PAM4 Error Detector 

(ED) MU196040B module 

for the Signal Quality Analyzer- 

R MP1900A series bit error rate 

testers (BERTs). With the new ED 

module, the MP1900A is the first 

BERT to support real-time measurement 

of FEC symbol errors, 

providing design engineers a single-instrument 

solution to more 

efficiently evaluate next-generation 

400 GbE and 800 GbE highspeed 

devices and transceivers. 

The new PAM ED features bestin-class 

input-sensitivity performance, 

as well as the real-time 

capability to detect FEC symbol 

errors based on the 400 GbE FEC 

standard. In addition to conventional 

bit error rate (BER) measurement, 

the MP1900A also supports 

jitter tolerance measurements for 

assessing error correction capability 

using FEC, as required by 

transmissions using high-speed 

PAM4 signals. 

For the first time, engineers can 

monitor changes in bit errors 

and FEC symbol errors with 

changes in input amplitude and 

jitter conditions in real-time with 

the MP1900A. The result is engineers 

can quickly and reproducibly 

evaluate when symbol error 

counts exceed the correction ability 

of FEC. Since the new FEC 

analysis function is compatible 

with conventional jitter tolerance 

automatic measurement software, 

the MP1900A BERT supports 

one-button jitter tolerance measurements 

based on whether error 

correction using FEC is possible. 

Anritsu addresses an emerging 

market need with the new FEC 

analysis function of the MP1900A. 

Evaluation of devices and transceivers 

supporting PAM4 not 

only requires jitter tolerance and 

sensitivity evaluations based on 

conventional bit error and errorfree 

measurements, but also measurement 

of error correction using 

FEC. The MP1900A, with the new 

PAM4 ED module, satisfies these 

testing parameters. 

The Signal Quality Analyzer-R 

MP1900A series consists of multichannel 

bit error rate (BER) measuring 

instruments. The modular 

BERTs can inspect and verify 

next-generation network interfaces, 

such as 400 GbE and 800 

GbE, as well as high-speed bus 

interfaces, such as PCI Express 

4.0/5.0/6.0, USB 3.2, USB 4 and 

Thunderbolt. In addition to more 

accurate BER measurements, the 

MP1900A helps shorten development 

times for highspeed devices 

and transceivers. 

■ Anritsu Corporation 

www.anritsu.com 

hf-Praxis 

ISSN 1614-743X 

Fachzeitschrift 

für HF- und 


• Herausgeber und Verlag: 

beam-Verlag 

Krummbogen 14 

35039 Marburg 

Tel.: 06421/9614-0 

Fax: 06421/9614-23 



• Redaktion: 

Ing. Frank Sichla (FS) 

redaktion@beam-verlag.de 

• Anzeigen: 

Myrjam Weide 

Tel.: +49-6421/9614-16 

m.weide@beam-verlag.de 

• Erscheinungsweise: 

monatlich 

• Satz und Reproduktionen: 

beam-Verlag 

• Druck & Auslieferung: 

Brühlsche 

Universitätsdruckerei 

Der beam-Verlag übernimmt, trotz 

sorgsamer Prüfung der Texte durch 

die Redaktion, keine Haftung für 

deren inhaltliche Richtigkeit. Alle 

Angaben im Einkaufsführer beruhen 

auf Kundenangaben! 

Handels- und Gebrauchs namen, 

sowie Warenbezeichnungen und 

dergleichen werden in der Zeitschrift 

ohne Kennzeichnungen verwendet. 

Dies berechtigt nicht zu der 

Annahme, dass diese Namen im 

Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung 

als frei zu 

betrachten sind und von jedermann 

ohne Kennzeichnung verwendet 

werden dürfen. 


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100 MHz EUROPAC PHASE LOCK OSCILLATOR 

• Europac Case: 1.44” (36.576 mm) x 1.13” (28.702 mm) x 0.5” (12.7 mm) 

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