Wir sind Aussteller bei der electronica. 14.-18.11.2022

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Rauschparametermesssysteme von Focus Microwaves

Die vier Rauschparameter zur Beschreibung von rauscharmen Vorverstärkern werden messtechnisch mit einem mechanischen Tuner am Eingang des Vorverstärkers ermittelt. Als Mess­methode wird vorwiegend die Cold-Methode angewandt, was die Messung der S-Parameter des Vorverstärkers bedingt. Um diese präzise zu messen werden ein Eingangs-Switchmodul und ein Rauschempfängermodul benötigt. Mit unserem Partner Focus-Microwaves bieten wir alle dafür notwendigen Instrumente sowie eine komfortable SW Suite für koaxiale- und Hohlleiter-­Rausch­messsysteme an. Koaxiale Systeme sind bis 67 GHz verfüg­bar, Hohlleitersysteme bis 170 GHz.

Rauschparameter (Beispiel)

Kreise konstanter Rauschzahl im Smith-Diagram für den Eingangs-Reflexionsfaktor

Yopt = Gopt + jBopt

  • Gopt = 0,00414 Siemens
  • Bopt = -0,0103 Siemens
  • Fmin = 1,0 dB
  • Rn = 40 W

Yopt von diesem Beispiel entspricht einem Eingangs-Reflexionsfaktor von:

Re{Gamma_opt} = 0,4

Im{Gamma_opt} = 0,6

Smith Chart

Kreise konstanter Rauschzahl im Smith-Chart

Koaxiale Messsysteme

Die benötigten Instrumente und Komponenten sind mit Koaxialanschluss ausgeführt. Die Probe kann entweder koaxial beschaffen sein, oder als Chip auf einem Wafer-Prober mit Probes kontaktiert werden. Besonders elegant ist die Verwendung von PNA-X Netzwerkanalysatoren von Keysight für S-Parametermessung und Messung des Rauschpegels mit eingebautem Rauschempfänger. Für höhere Frequenz­bereiche, z.B. von 40-67GHz, den manche Rauschempfänger nicht unterstützen, werden Empangsmodule mit Abwärtsmischer angeboten.

Koaxialer Messplatz für Rauschparameter

Mit dem Eingangs-Switchmodul wird ausgewählt, ob die Rauschquelle oder ein Port des Netz­werkanalysators an den Eingang des Tuners geschaltet wird.

EINGANGS-SWITCH-MODULE

Modul

Maximale Frequenz

Konnektoren

Typischer Insertion-Loss

Typisches VSWR

INM-1800

18,0 GHz

3.50mm

1,00 dB

1.90:1.00

INM-2600

26,5 GHz

3.50mm

0,80 dB

1.60:1.00

INM-4000

50 GHz

2.92mm

0,91 dB

1.80:1.00

INM-5000

50 GHz

2.40mm

0,99 dB

1.80:1.00

INM-6700

67 GHz

1.85mm

1,112 dB

1.90:1.00

Die Empfangsmodule beinhalten einen rauscharmen breitbandigen Vor­verstärker, um das Rauschsignal deS ProbeverstärkeRs auf eine gut detektierbare Rauschleistung zu heben. Dabei sollte mindestens der Konversionsverlust des Abwärtsmischers und die Kabelverluste überboten werden, um eine gute Mess­genauigkeit zu erreichen.

Empfangsmodule

Modul

Maximale Frequenz

Konnektoren

Down-Converter

Minimaler Gain des Vorverstärkers

Maximales VSWR

ONM-1800

18,0 GHz

3.50mm

-

30 dB

1.90:1-00

ONM-2600

26,5 GHz

3.50mm

-

29 dB

1.80:1-00

ONM-4000

40 GHz

2.92mm

-

30 dB @ < 26,5 GHz

29 dB @ 26,5-40 GHz

2.10:1-00

ONM-4000-DC

40 GHz

2.92mm

Enthalten

30 dB @ < 26,5GHz

29 dB @ 26,5-40 GHz

2.10:1-00

ONM-5000

50 GHz

2.40mm

-

27 dB @ < 40 GHz

28dB @ 40-50 GHz

2.00:1-00

ONM-5000-DC

50 GHz

2.40mm

Enthalten

27 dB @ < 40 GHz

28dB @ 40-50 GHz

2.00:1-00

ONM-6700

67 GHz

1.85mm

-

29 dB @ < 26,5 GHz

28,5 dB @ 26-40 GHz

28 dB @ 40-50 GHz

21 dB @ 50-65 GHz

3.00:1-00

ONM-6700-DC

67 GHz

1.85mm

Enthalten

29 dB @ < 26,5 GHz

28,5 dB @ 26-40 GHz

28 dB @ 40-50 GHz

21 dB @ 50-65 GHz

3.00:1-00

Die Steuerung der Module erfolgt über ein Kontroller-Modul, welches die Kommunikation zur Messerfassungs-SW herstellt und die Module in den korrekten Zustand schaltet. Als Tuner wird ein Fundamental-Tuner verwendet. Die DELTA-Tuner für den Einsatz am Wafer-Prober erzielen dabei ein besonders hohes VSWR für die Quellenimpedanz, da kein Verbindungskabel notwendig ist.

Rauschmodule mit Kontroller und Tuner Typ CCMT

DELTA-Tuner für minimale Verluste bei Rauschmessungen
an Chips

Module und Tuner für Rauschparametermessungen

Auswahl gut geeigneter Koaxial-Tuner von Focus-Microwaves

Tuner

Frequenzbereich

VSWR

Konnektoren

CCMT-1808

0,8-18,0 GHz

20:1 (typisch 15:1)

7mm, N

CCMT-2610

1,0-21,0 GHz

10:1 (typisch 12:1)

2.92mm

CCMT-3620

2,0-36,0 GHz

10:1 (typisch 12:1)

2.92mm

CCMT-4030

3,0-40,0 GHz

10:1 (typisch 12:1)

2.92mm

CCMT-5020

1,0-50,0 GHz

10:1 (typisch 12:1)

2.40mm

CCMT-5080

8,0-50,0 GHz

12:1 (typisch 15:1)

2.40mm

CCMT-67100

10,0-67,0 GHz

10:1 (typisch 15:1)

1.85mm

CCMT-110100

10,0-110,0 GHz

8:1

1.0mm

DELTA C-5020

2,0-50,0 GHz

10:1

2.40mm

DELTA C-5060

6,0-50,0 GHz

10:1 (typisch 15:1)

2.40mm

DELTA C-67100

10,0-67,0 GHz

10:1 (typisch 15:1)

1.85mm

DELTA C-110240

24,0-110,0 GHz

8:1

1.00mm

Hohlleiter-Messsysteme

Hohlleiter-Messsysteme für Rauschparameter werden verwendet wenn geringe Verluste erzielt, oder sehr hohe Frequenzen erreicht werden müssen. Steht kein Netzwerkanalysator zur Verfügung, der den Messfrequenzbereich direkt abdecken kann, werden Frequenzbereichs-Erweiterungsmodule benötigt. Hierzu empfehlen wir die sehr zuverlässigen Module von Virginia Diodes.

Hohlleiter-Messplatz für Rauschparameter

Mit Focus-Microwaves bieten wir Module an, bei denen die Empfangsschaltung in einem Gehäuse zusammengefasst ist. Am Eingang wird ein Hohllleiter-Switch verwendet.

WR12 Hohlleiter-Messplatz mit Tuner und Rauschempfängermodul

Auswahl gut geeigneter Hohlleiter-Tuner von Focus-Microwaves

Bezeichnung

Hohlleiterband (nach EIA)

Frequenzbereich

VSWR (Minimum/Typisch)

CCMT-40260

WR-28

26,5-40GHz

>12:1 (typisch 20:1)

CCMT-75500

WR-15

50-75GHz

>10:1 (typisch 35:1)

CCMT-90600

WR-12

60-90GHz

>20:1 (typisch 35:1)

CCMT-110750

WR-10

75-110GHz

>20:1 (typisch 35:1)

CCMT-1701100

WR-6

110-170GHz

>10:1 (typisch 15:1)

FDCS SW-Modul Noise Measurements NPEx

Funktionalität:

  • Kalibration des Messsystems mit graphischer Menüführung
  • Messungen mit „Cold“ oder „Hot/Cold“-Messprinzip
  • S-Parameter- und Rauschmessungen für diverse Gleichstromarbeitspunkte und Frequenzen
  • Extraktion und graphische Darstellung der Messdaten
  • De-Embedding der Rauschparameter auf die Referenzebene des Testbausteins
  • Darstellung der Stabilitätskreise und der verfügbaren Verstärkung
  • Automatisierung von Rauschmessungen mit FDCS-Modul „NP Macro“
Data Explorer von FDCS mit Modul NPEx für Rauschparameter