Testindustrin jobbar för högtryck med problemen

Ericsson kräver bättre instrument för produktionstest av nästa generations mobiltelefoni.

Snabb och noggrann parallell digitalisering av mätsignalen kan vara lösningen på problemen.

Den största utmaningen för dagens instrumenttillverkare är att utveckla snabba mätinstrument för produktionstest av framför allt nästa generations basstationer. Det är bandbredden på hela 5 MHz i WCDMA-tekniken som gör att

det krävs nya mätinstrument och metoder för utveckling, konstruktionsverifiering och produktionstest.

En traditionell spektrumanalysator kan mäta bredbandigt enbart om signalen är mycket stadig under lång tid, eftersom instrumentet endast mäter en frekvens åt gången.

En realtidsspektrumanalysator använder en helt annan metod. Istället mäts en hel grupp frekvenser samtidigt under exempelvis 20 μs. Samma tidsram repeteras kontinuerligt så att samtliga signaler eller signalförändringar detekteras kontinuerligt.

För att klara detta har realtidsspektrumanalysatorn hundratals parallella digitala filter som radiosignalen passerar, vilket betyder att instrumentet mäter ett brett spektrum i ett svep. Signalerna går sedan igenom en FFT- analysator för att slutligen anta formen av ett spektrum. Eftersom tidsintervallet rör sig om mikrosekunder upplevs det som om spektrumet visas i realtid.

En förutsättning för att kunna göra dessa mätinstrument är att man använder sig av snabba AD-omvandlare och RF-oscillatorer med väldigt lågt fasbrus. Generellt kan man säga att både dynamiken och mätnoggrannheten är omvänt proportionell mot den bandbredd spektrumanalysatorn klarar av att mäta. Ju snabbare och känsligare detektering av RF-signalen, desto smalare bandbredd och tvärtom. Genombrottet består därför i att mäta ett brett band med hög noggrannhet.

Tektronix leder utvecklingen

Tekniken används av flera instrumenttillverkare men Tektronix spektrumanalysatorer i 3000-familjen uppvisar idag den bredaste realtidsmätningen av ett WCDMA-spektrum. Hela 30 MHz klarar analysatorn.

RF-mätningar omfattar huvudsakligen tre områden: komponenttest samt sändar- och mottagartest. De viktigaste mätningarna sker på komponent- och sändarnivå i form av effektmätningar mellan grannkanaler.

Mätningarna görs för att utröna hur kanalerna påverkar varandras effektnivåer samt om flera bärvågor samverkar. Mottagartestet skiljer sig däremot inte nämnvärt från GSM-världens, vilket gjort att befintlig teknik kan användas.

De vitalaste komponentmätningarna i en basstation är effektstegen eftersom det finns flera effektförstärkare i en basstation och bruset hela tiden adderas. Därför krävs det att man använder ett mätinstrument som har en lägre brusnivå än basstationens förstärkare.

Analysatorn måste också ha en hög upplösning för att exakta och repeterbara effektmätningar skall kunna upprepas var 625:e mikrosekund. Detsamma gäller för de separata effektmetrarna för I och Q-modulatorena eftersom de styrs individuellt i WCDMA.

Thomas Hedlund