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Die Erfindung betrifft ein Meß- oder Testgerät mit mehreren austauschbaren Funktionseinheiten.
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Ein Meß- bzw. Testgerät in Form eines Signalgenerators mit mehreren Funktionseinheiten, die miteinander variabel verschaltbar sind, ist beispielsweise aus der
DE 101 24 371 A1 bekannt.
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Das in dem Bürklin-Katalog, die ganze Elektronik '02/'03, erste Auflage, November 2001, Seiten 1109–1111, vorgestellte Grundgerät zum Hameg-Modularsystem Typ HM 8001-2 weist zwei Steckplätze auf, in die jeweils ein Digital-Multimeter Typ HM 8011-3, ein Milliohm-Meter Typ HM 8014, ein Sinusgenerator Typ HM 8032 und/oder ein Sinusgenerator Typ HM 8031 einsteckbar ist. Hierbei ist festzustellen, dass das Grundgerät die einzelnen Einsteckmodule einzig mit einer Stromversorgung versorgt. Die einzelnen Einsteckmodule sind weder auf direktem Wege noch über das Grundgerät so miteinander verschaltbar, dass mindestens ein Ausgang von jeweils Einsteckmodul mit einem Eingang von mindestens jeweils einem weiteren Einsteckmodul entlang von jeweils einem Signalpfad verschaltet ist.
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Die
US 2002/0147554 A1 offenbart ein modular realisiertes digitales Oszilloskop, bei dem die Modularität durch Austausch einer Funktionseinheit durch eine weitere Funktionseinheit realisiert ist, die vom selben Funktionstyp – beispielsweise Analog-Digital-Wandler – ist, aber unterschiedliche Funktionseigenschaften – beispielsweise eine unterschiedliche Abtastrate im Fall eines Analog-Digital-Wandlers – aufweist.
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In der
EP 0 689 306 A2 wird ein Tester für ein Funkgerät beschrieben, das aus einem Bereich mit Funktionselementen, die jeweils bei jedem Typ von Funkgerät identisch sind, und in diesem Bereich einsteckbaren Bereich mit Funktionselementen, die jeweils für jeden Typ von Funkgerät unterschiedlich sein können, bestehen.
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Die Druckschrift Pabst A.: „Reliable RF testing of GSM, GPRS and EDGE mobile phones” in „News of Rohde & Schwarz”, Nr. 174, 2002/IIII, Seiten 4 bis 7, beschreibt ein Testsystem zum Testen von Mobilfunkgeräten anhand von mehreren Testfällen. In jedem dieser Testfälle können einzelne Testparameter – beispielsweise der Signalpegel der Nutz- oder Störsignale, die Fading-Parameter, die Anzahl von Mess-Abtastwerten – gesetzt oder geändert werden.
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Die
DE 42 03 819 C2 offenbart ein System und ein Verfahren zum Analysieren eines Eingangssignals. Hierbei sind die einzelnen Funktionseinheiten Abtaster, Abtastsignaloszillator, Zwischenfrequenzfilter, Analog-Digital-Wandler, Digitalsignalverarbeitungseinheit und Anzeigeeinrichtung bei jeder Ausführung des Systems vorhanden. Ein Hinzufügen einer weiteren Funktionseinheit oder ein Weglassen einer dieser Funktionseinheiten ist nicht vorgesehen. Das alternative Multiplexen eines jeweils unterschiedlichen Tiefpass-Filters in einer Ausführungsform des Zwischenfrequenzfilters gemäß
5F.1 oder das alternative Multiplexen eines jeweils unterschiedlichen Tiefpass-Filters in einer weiteren Ausführungsform des Zwischenfrequenzfilters gemäß
5F.2 stellt lediglich ein Konfigurieren oder Parametrieren d. h. ein Einstellen einer bestimmten Funktionseigenschaft der Funktionseinheit Zwischenfrequenzfilter – dar und ist kein Hinzufügen oder Weglassen einer Funktionseinheit im Mess- oder Testgerät.
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Die
DE 101 24 371 A1 beschreibt ein Messgerät mit mehreren Funktionseinheiten, die über eine grafische Projektierungsoberfläche jeweils konfigurier- und parametrierbar sind. Die einzelnen Funktionseinheiten Basisbandeinheit, Fadingeinheit, Rauscheinheit, I/Q-Modulator, Hochfrequenzeinheit und Anzeigeeinheit sind in jedem Messgerät jeweils vorhanden.
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Bislang unterscheiden sich Meß- oder Testgeräte eines bestimmten Typs (beispielsweise Signalgenerator, Spektrumanalysator, Netzwerkanalysator etc.) durch eine abhängig von der Ausstattung unterschiedliche Performance, wobei fast immer alle Meßeigenschaften gleichzeitig entsprechend höherwertig oder einfacher ausgeführt sind. In nicht wenigen Fällen werden aber für eine bestimmte Applikation nur eine oder einige Eigenschaften in höherer Qualität gefordert, wobei andere Eigenschaften durchaus einfacher ausgeführt sein dürfen. Der Anwender war bislang gezwungen, ein Meß- oder Testgerät mit hoher Gesamt-Performance zu erwerben, selbst wenn er nur für einige spezielle Meßeigenschaften die hohe Performance ausgenutzt hat. Dies war für den Anwender relativ unwirtschaftlich.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Meß- oder Testgerät zu schaffen, welches eine individuelle Gestaltung der Performance für unterschiedliche Meß- oder Testeigenschaften gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß sind die Funktionseinheiten austauschbar und/oder können zugefügt oder weggelassen werden, wobei das Meß- oder Testgerät mit Funktionseinheiten konfigurierbar ist, deren Funktionseigenschaften eine unterschiedliche Genauigkeit und/oder eine unterschiedliche Güte und/oder einen unterschiedlichen Funktionsumfang aufweist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Beispiele für die unterschiedlichen Funktionseigenschaften sind der Frequenzbereich, Display-Varianten, der Störabstand, der Dynamikbereich, die Meß-Geschwindigkeit, die Meßwert-Auflösung, die Meß-Genauigkeit und die Eingangsempfindlichkeit der einzelnen Funktionseinheiten.
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Beispielsweise können für einen Forschungs- und Entwicklungseinsatz die Funktionseigenschaften durch eine hohe Dynamik und hohe Genauigkeit aber eine relativ niedrige Meß-Geschwindigkeit charakterisiert sein, da in der Forschung und in der Entwicklung die Genauigkeit eine wesentlich größere Rolle spielt als die Meß-Geschwindigkeit.
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Andererseits können für einen Produktionseinsatz die Funktionseigenschaften durch eine eingeschränkte Dynamik, eine mittlere Genauigkeit aber hohe Meß-Geschwindigkeit charakterisiert sein, da in der Produktion die Meß-Geschwindigkeit eine sehr große Rolle spielt.
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Für einen Service-Einsatz in Reparaturwerkstätten ist meist nur eine eingeschränkte Dynamik und eine eingeschränkte Genauigkeit für fast alle Funktionseigenschaften, d. h. fast alle Funktionseinheiten, erforderlich. Für einige Spezialmessungen können jedoch einige Funktionseigenschaften beispielsweise mit hoher Genauigkeit ausgelegt werden.
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Andererseits kann das Meßgerät auch für nur einige oder wenige Spezialmessungen mit der erforderlichen hohen Performance bei Verzicht auf andere, für die Meßaufgabe nicht erforderlichen Meßmöglichkeiten ausgelegt sein.
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Die Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die optimalste Auslegung des Meß- oder Testgeräts für die jeweilige Applikation, wobei der Anwender selbst bei der Beschaffung des Meß- oder Testgeräts die Auslegung seines Meß- oder Testgeräts selbst optimieren kann. Dabei werden kostenintensive Meßfunktionen mit hochwertiger Performance, die der Anwender gar nicht benötigt, vermieden.
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Auf diese Weise kann ein Meßgerät als Plattform angeboten werden, wobei die entscheidenden Funktionseinheiten bzw. Meßmodule in zumindest zwei, in der Regel jedoch in einer Vielzahl von Ausführungen mit unterschiedlicher Performance zur Verfügung stehen, so daß der Anwender für die jeweiligen Meßaufgaben das Meß- oder Testgerät mit der bestmöglichen Eignung selbst konfigurieren kann. Außerdem besteht die Möglichkeit, zu einem späteren Zeitpunkt das Meß- oder Testgerät durch ”Umbestücken” eines oder mehrerer Funktionseinheiten an eine andere Applikation mit anderen Anforderungen innerhalb eines Baukasten-Systems zu adaptieren. Auch wenn erst zu einem späteren Zeitpunkt andere Funktionseinheiten verfügbar sind, können diese nachgerüstet werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein allgemeines Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meß- oder Testgeräts;
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2 ein erstes konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meß- oder Testgeräts als Spektrumanalysator;
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3 ein zweites konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meß- oder Testgeräts als Signalgenerator und
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4 ein drittes konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meß- oder Testgeräts als Netzwerkanalysator.
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1 zeigt in einer abstrakten Darstellung ein erfindungsgemäßes Meß- oder Testgerät 1. Es ist erkennbar, daß das Meß- oder Testgerät 1 aus mehreren miteinander verschalteten Funktionseinheiten 2 1, 2 2, 2 3 und 2 4 besteht, die entlang eines Signalpfades 3 im dargestellten Beispiel seriell miteinander verschaltet sind. Wie aus den nachfolgenden konkreten Ausführungsbeispielen deutlich wird, ist jedoch auch eine parallele oder unabhängige Verschaltung der Funktionseinheiten möglich.
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Der entscheidende Unterschied gegenüber bekannten Meß- oder Testgeräten besteht darin, daß beim erfindungsgemäßen Meß- oder Testgerät 1 die Funktionseinheiten 2 1, 2 2, 2 3, 2 4 austauschbar sind und/oder daß die Funktionseinheiten 2 1, 2 2, 2 3, 2 4 zugefügt oder weggelassen werden können. Dabei ist das erfindungsgemäße Meß- oder Testgerät 1 erfindungswesentlich mit unterschiedlichen Funktionseinheiten konfigurierbar, deren Funktionseigenschaften, die in 1 mit FE1, FE2, FE3 bzw. FE4 bezeichnet sind, eine unterschiedliche Genauigkeit und/oder eine unterschiedliche Güte und/oder einen unterschiedlichen Funktionsumfang aufweisen.
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Dadurch ist das erfindungsgemäße Meß- oder Testgerät 1 für unterschiedliche Aufgaben, beispielsweise im Forschungs- und Entwicklungs-Einsatz, im Produktions-Einsatz oder im Service-Einsatz, unterschiedlich konfigurierbar, was unterschiedlichen Ansprüchen bei den unterschiedlichen Aufgaben gerecht wird.
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Zur besseren Verdeutlichung der Erfindung wird dies nachfolgend an drei Beispielen, nämlich einem in 2 dargestellten Spektrumanalysator, einem in 3 dargestellten Signalgenerator und einem in 4 dargestellten Netzwerkanalysator erläutert.
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2 zeigt das erfindungsgemäße Meß- oder Testgerät 1 als Spektrumanalysator 20. In 2 ist nur der hier hauptsächlich interessierende Signalbereich unterhalb der Zwischenfrequenz-Stufe dargestellt.
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Das mit ZF bezeichnete Zwischenfrequenzsignal wird in einem Bandpaß 21 gefiltert. Dieser Bandpaß 21 kann eine erste austauschbare Funktionseinheit sein, wobei die Funktionseigenschaften hier die Bandbreite und/oder der Signal-Störabstand und/oder der lineare Dynamikbereich und/oder die Eingangsempfindlichkeit sein können. An den Bandpaß 21 schließt sich ein Analog/Digital-Wandler 22 an. Dieser Analog/Digital-Wandler 22 ist eine weitere austauschbare Funktionseinheit, wobei dessen Funktionseigenschaften durch den Dynamikbereich und/oder die Wandler-Geschwindigkeit und/oder die Auflösung und/oder die Genauigkeit charakterisiert sind.
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Anschließend folgt die I/Q-Mischung 23 in einem I/Q-Demodulator 24, der in üblicher Weise aus einem lokalen Oszillator 25 mit zwei um 90° phasenverschobenen Ausgängen besteht, die zusammen mit den gefilterten und analog/digital-gewandelten Zwischenfrequenz-Signalen jeweils einem Mischer 27 des I-Zweigs und einem Mischer 26 des Q-Zweigs zugeführt werden. Dieser I/Q-Demodulator 24 stellt eine weitere austauschbare Funktionseinheit dar, die mit unterschiedlicher Bandbreite und/oder unterschiedlichem linearen Dynamikbereich und/oder unterschiedlicher I/Q-Imbalance usw. zur Verfügung steht und je nach Anforderungen an die Güte der Signalverarbeitung in unterschiedlicher Qualität eingebaut werden kann.
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Daran schließt sich die digitale ZF-Filterung 28 mit zwei Tiefpässen 29, 30 an, die ebenfalls als austauschbare variable Funktionseinheiten ausgeführt sein können, wobei die Flankensteilheit der Tiefpaß-Filter und der aliasingfrei nutzbare Frequenzbereich hier die Funktionseigenschaften charakterisieren können.
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Schließlich erfolgt die Hüllkurven-Gleichrichtung 31 in einem Hüllkurven-Gleichrichter 32, der eine weitere austauschbare Funktionseinheit darstellt. Die Logarithmierung 33 erfolgt in einem Logarithmierer 34, der eine weitere austauschbare Funktionseinheit mit unterschiedlichen Funktionseigenschaften darstellt. Auf den Logarithmierer 34 folgt ein Videofilter 36, in welchem die Videofilterung 35 erfolgt. Das Videofilter 36 stellt die nächste austauschbare Funktionseinheit dar.
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Schließlich stehen für die Detektion 37 unterschiedliche Detektoren 38 bis 41, beispielsweise ein Peak-Detektor 38, ein Auto-Peak-Detektor 39, ein Sample-Detektor 40 und ein RMS(Route Mean Square)-Detektor zur Verfügung. Je nach Anforderungen können entweder alle vier Detektoren bei einem Spektrumanalysator 20 mit hoher Performance eingebaut werden, oder es können nur bestimmte Detektoren, z. B. bei spezialisierten Meßaufgaben nur ein einziger Detektor, eingebaut werden, wobei dann ein Spektrumanalysator für eine spezielle Applikation geschaffen wird.
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Die Auswertung und Steuerung erfolgt über einen Mikroprozessor 42, der ebenfalls als austauschbare Funktionseinheit ausgebildet sein kann, wobei je nach Performance des Spektrumanalysators 20 unterschiedliche Prozessoren mit unterschiedlicher Rechengeschwindigkeit, unterschiedlichem Cash-Speicher usw. zum Einsatz kommen können.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Meß- bzw. Testgerät hier in Form eines Signalgenerators 100 vorliegt.
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Der Signalgenerator
100 umfaßt im dargestellten Ausführungsbeispiel eine erste Basisbandeinheit
102a und eine zweite Basisbandeinheit
102b und ist in seinem Aufbau grundsätzlich aus der
DE 101 24 371 A1 bekannt.
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Die Basisbandeinheiten 102a und 102b erzeugen an ihren I- und Q-Ausgängen Basisbandsignale nach vorgegebenen, durch den Benutzer auswählbaren Standards, beispielsweise nach dem GSM-Standard, dem GSM-EDGE-Standard oder einem Weitband-CDMA-Standard. Den Basisbandeinheiten 102a, 102b sind an Buchsen 103a bzw. 103b Clock-Signale, an Buchsen 104a bzw. 104b Trigger-Signale und an Buchsen 105a bzw. 105b Modulationsdaten zuführbar. Daneben ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine digitale Basisbandgeneratoreinheit 106 vorhanden, die aus an einer Buchse 107 zugeführten digitalen I/Q-Werten die I- und Q-Komponente eines weiteren Basisband-Signals erzeugt. Das Ausgangssignal des digitalen Basisbandgenerators 106 kann in einer Multipliziereinheit 108, welcher die konstante Frequenz eines einstellbaren lokalen Oszillators 109 zugeführt wird, hochgesetzt werden.
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Über eine Schalteinheit 110a bzw. eine zweite Schalteinheit 110b wird das ggf. hochgemischte Basisbandsignal der digitalen Basisbandgeneratoreinheit 106 einer digitalen Addiereinheit 111a oder einer digitalen Addiereinheit 111b zugeführt.
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Über eine Schalteinheit 112a bzw. eine Schalteinheit 112b wird das Ausgangssignal der Basisbandeinheiten 102a und 102b bzw. der Addiereinheiten 111a und 111b einer Fadingeinheit 113a bzw. 113b zugeführt, die das Basisbandsignal mit einem Fading (variablem Schwund) beaufschlagt. Die Funktionen der Fadingeinheiten 113a und 113b, beispielsweise die Anzahl, die Zeitverzögerung und die Dämpfung der in der Fadingeinheit implementierten Signalverzögerungspfade, können durch den Benutzer festgelegt werden. Die Fadingeinheiten 113a und 113b sind über jeweils eine Addiereinheit 114a bzw. 114b mit jeweils einer Rauscheinheit 115a bzw. 115b verbunden. Die Rauscheinheiten 115a, 115b beaufschlagen das Basisbandsignal mit einem durch den Benutzer festlegbaren Rauschsignal, wobei beispielsweise die Rauschart und der Pegel des von der Rauscheinheit 115a, 115b erzeugten Rauschsignals durch den Benutzer auswählbar ist.
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Über eine die Addiereinheiten 114a und 114b verbindende Schalteinheit 116 können anstatt einer separaten Verbindung der jeweiligen Fadingeinheit 113a bzw. 113b mit der zugeordneten Rauscheinheit 115a bzw. 115b die Ausgangssignale der Fadingeinheiten 113a, 113b auch addiert und jeweils einer der beiden Rauscheinheiten 115a bzw. 115b zugeführt werden. Die I/Q-Ausgangssignale am Ausgang der Rauscheinheiten 115a bzw. 115b sind an Buchsen 117a und 118a bzw. 117b und 118b auskoppelbar.
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Die Ausgangssignale der Rauscheinheiten 117a und 117b sind über Addier- und Schalteinheiten 119a und 119b I/Q-Modulatoren 120a bzw. 120b zuführbar. Auch hier besteht über eine Schalteinheit 121 die Möglichkeit, die Ausgangssignale der Rauscheinheiten 115a und 115b zu addieren und einem der beiden I/Q-Modulatoren 120a bzw. 120b zuzuführen. Auch hinsichtlich der Funktion des I/Q-Modulators 120a, 120b bestehen mehrere benutzerspezifische Auswahlmöglichkeiten. Beispielsweise kann der I/Q-Modulator 120a, 120b so betrieben werden, daß dieser eine Burst-Sequenz erzeugt und die aktiven Bursts bzw. die Pegel der aktiven Bursts durch die Benutzer ausgewählt werden können.
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Die I/Q-Modulatoren 120a und 120b sind jeweils mit einer Hochfrequenzeinheit 122a bzw. 122b verbunden und das Hochfrequenzsignal kann an einer Buchse 123a bzw. 123b abgenommen werden. Beispielsweise können die Ausgangsfrequenz oder mehrere im Frequenzsprungverfahren angesprungene Ausgangsfrequenzen der Hochfrequenzeinheit 122a und 122b durch den Benutzer ausgewählt werden.
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Zusätzlich ist eine Signalanzeige 124 vorhanden, die über Schalteinheiten 125a bzw. 125b im Ausführungsbeispiel mit dem Ausgang der Rauscheinheit 115a oder der Rauscheinheit 115b verbindbar ist. Alternativ ist es auch denkbar, daß die Anzeigeeinrichtung 124 direkt mit den Ausgängen der Basisbandeinheiten 102a und 102b verbindbar ist. Die Signalanzeige 124 ermöglicht beispielsweise die Darstellung des Konstellationsdiagramms, so daß der Benutzer die Wirkungsweise des geschalteten Signalpfads überprüfen kann.
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Ferner ist ein Bitfehlerratentester (BERT = Bit Error Rate Tester) 126 vorgesehen, dessen Eingangsbuchse 127 ein Signal des Prüflings (DUT) zuführbar ist, wobei an der Ausgangsbuchse 128 die Bitfehlerrate des Signals abgenommen werden kann.
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Es können auch noch weitere Funktionseinheiten vorhanden sein und es können weitere Kombinationsvarianten der Funktionseinheiten möglich sein, die aufgrund der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
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Alle vorstehend beschriebenen Funktionseinheiten 102a, 102b, 106, 108, 109, 110a, 110b, 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b, 114a, 114b, 115a, 115b, 116, 119a, 119b, 120a, 120b, 121, 122a, 122b, 124 und 126 sind mit einer Steuereinrichtung 128a, beispielsweise einer CPU, über einen Steuerbus 129, dessen Verbindung mit den Funktionseinheiten über das Symbol (*) gekennzeichnet ist, verbunden. Die Steuereinheit 128a steuert die vom Benutzer gewünschte Verschaltung und Funktion der einzelnen Funktionseinheiten. Die aktuelle Verschaltung der Funktionseinheiten wird auf einer Darstellungseinrichtung (einem Display) 129a, das sich zusammen mit den Bedienelementen 130 an der Frontseite des Signalgenerators 100 befinden kann, dargestellt. Dazu ist jeder Funktionseinheit ein graphischer Funktionsblock zugeordnet und die Verbindung der Funktionseinheiten wird durch entsprechende Verbindungselemente, die die Funktionsblöcke miteinander verbinden, auf der Darstellungseinrichtung 129 dargestellt. Die Auswahl der Verbindungen der Funktionsblöcke und die Auswahl der Funktionen der Funktionsblöcke erfolgt entweder mittels eines Drehknopfs 131 und/oder entsprechenden Bedienknöpfen 132 oder über ein verfahrbares Positionierungselement 133 (Maus).
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Bei dem vorstehend beschriebenen Signalgenerator 100 ist erfindungsgemäß wesentlich, daß die Funktionseinheiten austauschbar sind bzw. variabel zugefügt und weggelassen werden können, so daß der Signalgenerator 100 mit unterschiedlicher Performance konfigurierbar ist, wobei die Performance von den Funktionseigenschaften der Funktionseinheiten abhängt.
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Beispielsweise sind die Funktionseigenschaften der Basisbandeinheiten 102a, 102b durch die Anzahl der codierbaren Standards, z. B. GSM, EDGE, W-CDMA, COFDM für Wireless-LAN usw. charakterisiert.
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Die Funktionseigenschaften der Fadingeinheiten 113a, 113b können durch die Anzahl der Verzögerungskanäle charakterisiert sein, wobei jeder Verzögerungskanal einen zusätzlichen Speicheraufwand erfordert und somit zusätzliche Kosten verursacht. Je nach angestrebter Performance kann in den Signalgenerator 100 deshalb eine Fading-Einheit mit unterschiedlicher Anzahl von Verzögerungskanälen eingesetzt werden.
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Die Funktionseigenschaft der Rauscheinheiten 117a, 117b kann durch die Anzahl der emulierbaren Rauscharten (thermisches Rauschen, weißes Rauschen, 1/f-Rauschen usw.) charakterisiert sein.
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Die Funktionseigenschaften der I/Q-Modulatoren 120a, 120b können durch die Bandbreite und/oder den linearen Dynamikbereich und/oder die I/Q-Imbalance und weitere die Güte der I/Q-Modulatoren kennzeichnende Parameter charakterisiert sein.
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Die Funktionseigenschaften der Hochfrequenzeinheiten 122a, 122b können durch die Bandbreite und/oder den linearen Dynamikbereich und/oder die Ausgangsleistung charakterisiert sein.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Meßgeräts 1. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Meßgerät 1 um einen Vektor-Netzwerkanalysator 200. Dargestellt ist das Ausführungsbeispiel eines 2-Tor-Netzwerkanalysators. Dabei ist hervorzuheben, daß das erfindungsgemäße Konzept bei vektoriellen Netzwerkanalysatoren nicht auf 2-Tor-Netzwerkanalysatoren beschränkt ist, sondern sich gerade besonders bei Mehrtor-Netzwerkanalysatoren mit mehr als zwei Meßtoren eignet.
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An jedem Tor T1, T2 des Netzwerkanalysators 200 ist eine separate Anregungs-/Empfangseinheit 202 1 bzw. 202 2 vorhanden. Jede Anregungs-/Empfangseinheit 202 1 bzw. 202 2 verfügt über einen Signalgenerator SO1 bzw. SO2, mit welchem das Meßobjekt DUT mit einem Anregungssignal beaufschlagbar wird. Es kann entweder nur einer der beiden Signalgeneratoren SO1 bzw. SO2 aktiv sein oder es können auch beide Signalgeneratoren SO1 und SO2 jeweils ein Anregungssignal aussenden.
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Im Anwendungsfall ist das Meßobjekt ein 2-Tor, beispielsweise ein Bandpaß, ein Verstärker, eine Dämpfungsschaltung oder dergleichen. Jedes der beiden Tore des Meßobjekts DUT ist über eine Meßleitung 203 1 bzw. 203 2 mit einem der beiden Tore T1 bzw. T2 des Netzwerkanalysators 200 verbunden.
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Die Signalgeneratoren SO1 und SO2 sind jeweils über ein variables Dämpfungsglied 203 1 bzw. 203 2 und jeweils einen Verstärker 204 1 bzw. 204 2 mit einem Signal-Verteiler (signal splitter) 205 1 bzw. 205 2 verbunden. Ein Signalzweig 206 1 bzw. 206 2 steht jeweils über eine Brücke (Richtkoppler) 207 1 bzw. 207 2 mit dem zugeordneten Tor T1 bzw. T2 in Verbindung. Der andere Zweig 208 1 bzw. 208 2 ist mit einem Mischer 210 1 bzw. 210 2 einer ersten Empfangseinrichtung 209 1 bzw. 209 2 der jeweiligen Anregungs-/Empfangseinheit 202 1 bzw. 202 2 verbunden. Die erste Empfangseinrichtung 209 1 bzw. 209 2 empfängt somit, wenn der zugehörige Signalgenerator SO1 bzw. SO2 aktiv ist, das Anregungssignal. Ferner wird dem Mischer 210 1 bzw. 210 2 ein Oszillatorsignal zugeführt, das von einem internen Oszillator LO1 bzw. LO2 der jeweiligen Anregungs-/Empfangseinheit 202 1 bzw. 202 2 erzeugt wird und dem Mischer 210 1 bzw. 210 2 über einen Signal-Verteiler (signal splitter) 211 1 und 211 2 und jeweils einen Verstärker 212 1 bzw. 212 2 zugeführt wird.
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Der gleiche Oszillator LO1 bzw. LO2 versorgt über den anderen Signalzweig der Signal-Verteiler 211 1 bzw. 211 2 und einen entsprechenden Verstärker 213 1 bzw. 213 2 einen Mischer 214 1 bzw. 214 2 einer zweiten Empfangseinrichtung 215 1 bzw. 215 2 der jeweiligen Anregungs-/Empfangseinheit 202 1 bzw. 202 2. Der Mischer 214 1 bzw. 214 2 steht über einen Isolations-Verstärker 216 1 bzw. 216 2 und die Brücke 207 1 bzw. 207 2 mit dem zugeordneten Tor T1 bzw. T2 in Verbindung. Somit erhält die zweite Empfangseinrichtung 215 1 das von dem zugehörigen Tor T1 empfangene, von dem Meßobjekt zum Tor T1 reflektierte oder durch das Meßobjekt DUT von dem Tor T1 zum Tor T2 transmittierte Signal. Entsprechend empfängt die zweite Empfangseinrichtung 215 2 der Anregungs-/Empfangseinheit 202 2 das von dem Meßobjekt DUT zum Tor T2 reflektierte oder durch das Meßobjekt DUT vom Tor T1 zum Tor T2 transmittierte Signal. Die Mischer 210 1 und 214 1 der ersten Anregungs-/Empfangseinheit 202 1 setzen das empfangene Signal in eine erste Zwischenfrequenzlage mit der Zwischenfrequenz fIF1 um, während die Mischer 210 2 und 214 2 der zweiten Anregungs-/Empfangseinheit 202 2 das empfangene Signal in eine zweite Zwischenfrequenzlage mit der Zwischenfrequenz fIF2 umsetzen. Dabei sind die Zwischenfrequenzen fIF1 und fIF2 nicht notwendigerweise identisch.
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Das von den Mischern 210 1 bzw. 210 2 erzeugte Zwischenfrequenz-Referenzsignal IF Ref 1 bzw. IF Ref 2 sowie das von den Mischern 214 1 bzw. 214 2 erzeugte Zwischenfrequenz-Meßsignal IF Meas 1 bzw. IF Meas 2 wird einem Analog/Digital-Wandler 217 zugeführt, welcher mit einer Signalauswertungs- und Steuereinheit 218 in Verbindung steht. In dieser erfolgt eine Auswertung der Referenzsignale und der Meßsignale. Die Signalauswertungs- und Steuereinheit 218 steuert ferner über Steuerleitungen 219, 220, 221 und 222 die Signalgeneratoren SO1 und SO2 sowie die Oszillatoren LO1 und LO2 so an, daß diese ein Signal mit vorbestimmter Frequenz fSO1, fLO1, fSO2 bzw. fLO2 und mit vorbestimmter Phase φSO1, φLO1, φSO2 und φLO2 erzeugen.
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Über weitere Steuerleitungen 223 und 224 steht die Auswerte- und Steuereinheit 218 mit den einstellbaren Dämpfungsgliedern 203 1 und 203 2 in Verbindung, so daß die Signalamplitude des von den Signalgeneratoren SO1 und SO2 erzeugten Anregungssignals steuerbar ist. Da die Ist-Amplituden der Anregungssignale über die Zwischenfrequenz-Referenzsignale IF Ref 1 und IF Ref 2 erfaßt werden, kann auf diese Weise eine Regelschleife zur exakten Regelung der Anregungsamplitude gebildet werden.
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Die Steuerleitungen 219 bis 223 können zu einem Bus-System 225, insbesondere einem LAN-Bus-System, zusammengefaßt werden.
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Auch bei dem in 4 dargestellten Meßgerät in Form eines Netzwerkanalysators 200 ist wesentlich, daß die einzelnen Funktionseinheiten austauschbar sind oder zugefügt und weggelassen werden können, wobei der Netzwerkanalysator 200 mit den Funktionseinheiten konfigurierbar ist, deren Funktionseigenschaften eine unterschiedliche Genauigkeit und/oder eine unterschiedliche Güte und/oder einen unterschiedlichen Funktionsumfang aufweisen.
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Im Beispiel des Netzwerkanalysators 200 bestehen die Funktionseinheiten aus den unterschiedlichen Anregungs-/Empfangseinheiten 202 1 bzw. 202 2. Zunächst besteht eine Flexibilität in der Anzahl der bestückten Anregungs-/Empfangseinheiten, welche die Anzahl der Tore des Netzwerkanalysators 200 festlegt. Wenn nur 2-Tor-Meßobjekte vermessen werden sollen (beispielsweise Verstärker, Dämpfungsglieder, Leitungen etc.) genügt ein 2-Tor-Netzwerkanalysator. Wenn dieser Netzwerkanalysator beispielsweise in der Produktion eingesetzt wird und stets die gleichen 2-Tor-Meßobjekte vermessen soll, wäre es unsinnig, den Netzwerkanalysator mit mehr als zwei Anregungs-/Empfangseinheiten auszurüsten. Bei einer anderen Meßaufgabe kann es aber durchaus sein, daß Mehrtor-Meßobjekte, beispielsweise Frequenzweichen, Richtkoppler, etc. vermessen werden müssen. Nur dann ist es sinnvoll, den Netzwerkanalysator mit zusätzlichen Anregungs-/Empfangseinheiten auszurüsten. Für ein Gerät, das jedoch im Forschungs- und Entwicklungsbereich eingesetzt werden soll, kann es sinnvoll sein, den Netzwerkanalysator von vornherein mit möglichst vielen Anregungs-/Empfangseinheiten auszustatten, so daß auch Mehrtor-Meßobjekte vermessen werden können.
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Eine weitere Variationsfreiheit besteht in der Sweep-Bandbreite, dem linearen Dynamikbereich und/oder der Eingangsempfindlichkeit der Anregungs-/Empfangseinheiten, d. h. es können unterschiedliche Anregungs-/Empfangseinheiten angeboten werden, die eine unterschiedlich hohe Performance aufweisen und je nach Meßaufgabe können mehrere Anregungs-/Empfangseinheiten mit unterschiedlicher Performance kombiniert werden. Soll beispielsweise ein Verstärker stets mit dem gleichen Eingangssignal mit gleichem Pegel angeregt werden, so wäre es unsinnig, hierfür eine Anregungs-/Empfangseinheit mit hoher Dynamik des Ausgangspegels zu verwenden. Soll jedoch der Ausgang des gleichen Verstärkers vermessen werden und weist der Verstärkungsfaktor einen deutlichen Frequenzgang auf, so ist es wichtig, daß die Anregungs-/Empfangseinheit, welche mit dem Ausgang des zu vermessenden Verstärkers verbunden ist, eine hohe Eingangs-Dynamik und gegebenenfalls eine hohe Eingangsempfindlichkeit aufweist.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese dienen vielmehr nur der Verdeutlichung der Erfindung. Die Erfindung kann bei einer Vielzahl von Meß- und Testgeräten mit unterschiedlichen Meßaufgaben zum Einsatz kommen.
