Sondy, satelity, stavebnice. Vybíráme z novinek R&S v roce 2018

V široké nabídce měřicí a testovací techniky od společnosti Rohde & Schwarz si to své najde úplně každý, zvláště když nám novinky přibývají jedna za druhou. Tentokrát se do užšího výběru probojovaly precizní senzory pro měření výkonových úrovní, vysokonapěťové sondy a třeba i vf zesilovače. Zapomenout však nesmíme ani na nastupující generace mladých techniků, pro které je zase určena zajímavá školní stavebnice.

S citem již od 100 aW

Stanovení výkonu s přesností standardního přístroje, ale dynamickým rozsahem spektrálního analyzátoru? Proč ne, když únorová novinka R&S s označením NRQ6 bude jediným dostupným senzorem, se kterým vyřešíme velmi přesná a také rychlá měření úrovní již od –130 dBm [1]. Připočteme-li k tomu ještě skvělou linearitu, která napříč celým dynamickým rozsahem dosahuje 0,02 dB, dokážeme ve výsledku s jediným kompaktním zařízením kupříkladu kalibrovat výstupní výkony vysílací části systému a obejít se přitom bez splitteru i spektrálního analyzátoru.

S modely NRQ6 se pohybujeme v kmitočtovém rozsahu od 50 MHz až do 6 GHz a těžíme přitom z nepřetržitého měření v omezeném pásmu, jinými slovy pouze na zvoleném kanálu vysílače, a to se šířkou pásma až do 100 MHz. S takovým přístupem dosáhneme výrazného potlačení rušivé složky sledovaného signálu a bez dopadu na rychlost nebo i přesnost prozkoumáme úrovně dosahující až k –130 dBm. To je opravdu hodně, zejména pokud uvážíme klasické detektory s diodami, u kterých se z důvodu vyšší hladiny šumu zastavíme zhruba na –70 dBm.

Techniku z obr. 1 ovládneme z webového rozhraní s využitím LAN. Kromě plynulých měření analyzujeme rovněž pulzní signály, využíváme předem definovaných filtrů např. dle specifikací 3GPP (LTE) a práci si zjednodušujeme také s různými funkcemi automatického nastavení třeba pro frekvenci a šířku pásma. Systém NRQ6 využijeme též jako vf front-end sloužící k zachytávání signálů I/Q. S volitelným rozhraním si naměřené výsledky za účelem jejich další analýzy stáhneme přes LAN do počítače, přičemž řadu funkcí pro vektorovou analýzu (EVM, ACLR) zde zajišťuje software VSE (Vector Signal Explorer). V době vydání časopisu by již měla být novinka NRQ6 od Rohde & Schwarz konečně k dispozici. Další informace pak najdete v [2].

Sondy na šest způsobů

Kompaktní a zároveň vysoce účinné spínané zdroje napájení nebo např. invertory se dnes neobejdou bez špičkových polovodičů a také odpovídající výbavy, se kterou vše otestujeme a také změříme. Zahrneme zde rovněž nové vysokonapěťové rozdílové sondy RT-ZHD od R&S se šířkou pásma až 200 MHz vhodné pro měření velmi rychlých změn. Díky skvělému potlačení dokážeme napříč celým frekvenčním rozsahem účinně omezit souhlasné signály a ještě přitom volit mezi čtyřmi modely s maximálním špičkovým napětím od 750 V až do 6000 V [3].

Vlastní kompenzace offsetu až do 2000 V pracuje nezávisle na zvoleném poměru sondy, resp. vertikálním nastavení osciloskopu, takže za přítomnosti obrovských stejnosměrných složek změříme i velmi malá zvlnění. Zdůraznit musíme též přesnost pro DC měření ±0,5 % nebo kompletní propojení s uživatelským rozhraním osciloskopů stejného výrobce s cílem zamezit chybným výsledkům. Ty pak zcela automaticky rozpoznají veškerá nastavení sondy a pokaždé tak zajistí zobrazení správných hodnot a třeba i spolehlivou detekci mimořádných událostí na způsob přepětí apod. A samozřejmě se nevyhýbáme ani automatizovaným testům (SCPI). Sondy RT-ZHD budou kompatibilní s oběma novými osciloskopy RTM3000 a RTA4000, stejně jako s modely RTE1000 na obr. 2 či RTO2000.

Další dvě nové rozdílové sondy RT- -ZD002 a RT-ZD003 použijeme v případě, že nám postačí šířka pásma 25 MHz doplněná podmínkou maximálního vstupního napětí do 700 V, resp. 1 400 V. Pokud jde o vlastní šum, pohybujeme se na úrovních okolo 7 nebo též 14 mV (RMS) a díky konektorům BNC také mezi všemi standardními osciloskopy, a to včetně modelů RTC1000 (viz dále) nebo RTB2000. Všechny výše popsané sondy jsou k dispozici již v tuto chvíli [4].

Vzhůru s redundancí

S další novinkou v podobě kompaktních zesilovačů PKU100 mají v R&S namířeno do světa satelitních přenosů [5]. Up-linky v pásmu Ku řešíme s veškerými výhodami adaptivní linearizace společně s tranzistory na všech koncových stupních a vytváříme tak vhodnou alternativu ke klasickým elektronkovým zařízením. Pokud se některý z polovodičů dostane do potíží, zesilovač bude pokračovat se sníženým výkonem.

Zesilovače ve venkovním a také vnitřním provedení z obr. 3 upotřebíme již od června v pozemních stanicích a hodit se budou i do přenosových vozů. Pokud jeden z napájecích zdrojů vypoví službu, další – volitelný − jeho práci zastane. Při uvážení kmitočtového rozsahu od 12,75 GHz do 13,25 GHz a 13,75 GHz až do 14,5 GHz máme na výběr verze se 400 nebo též 750 W. Pomoci si dále můžeme s BUC, dálkovým ovládáním a také běžnými standardy na způsob webového rozhraní, SNMP, RS-232 či paralelních I/O.

Postav si sám

Posledně zmiňované výkonové moduly demonstrují široký profesionální záběr technologické skupiny Rohde & Schwarz v oblasti testování a měření, vysílání a médií, kybernetické bezpečnosti, zabezpečené komunikace, monitorování a také testování sítí, který ve výsledku ještě umocníme návratem do škol, kde vše teprve začíná.

Stavebnice z obr. 4 s označením ESK15R pomůže při praktické výuce fyziky na druhém stupni základních škol, gymnáziích a také v předmětech elektronika na středních školách, kde snadno provádíme pokusy se stejnosměrným proudem, polovodiči, nabíjením kondenzátoru, elektromagnetickým relé, logickými obvody a třeba i operačními zesilovači [6].

Zároveň by byla škoda nevyužít některý z modelů osciloskopů určených právě pro tuto oblast – z aktuálních novinek třeba 50- až 300MHz verze RTC1000 na obr. 5, spíše však multifunkci 8 v 1 s rychlostí vzorkování do 2 GS/s, která poslouží rovněž jako osmikanálový logický analyzátor, čtyřkanálový generátor (až 50 Mbitů/s), zvládne analyzovat protokoly I²C, SPI, UART / RS-232, CAN a LIN, zastane funkci třímístného číslicového voltmetru, testeru součástek zobrazujícího V-A charakteristiky, spektrálního analyzátoru a třeba i šestimístného čítače pro každý kanál [7].

Součástí nové stavebnice je také příručka se 40 vyzkoušenými a detailně popsanými pokusy. Záruční dobu pak výrobce Rohde & Schwarz, závod Vimperk, prodlužuje nad rámec zákonné lhůty na 36 měsíců.