Nová generace spektrální analyzátorů Keysight X-series a řešení pro kontinuální záznam a reprodukci RF spektra

Ing. Adam Pavliš, H TEST a.s.

Společnost Keysight Technologies  představila na začátku února 2016 zásadně inovovanou řadu pěti signálových analyzátorů Keysight X-series. Kromě změn některých funkčních parametrů jsou všechny přístroje nově vybaveny větší dotykovou obrazovkou a zcela novým uživatelským rozhraním umožňujícím pohodlnější a snazší ovládání. Nejzajímavější novinky se týkají dvou přístrojů z horního konce nabídky – analyzátorů Keysight PXA a UXA.

Signálový analyzátor Keysight Technologies UXA je nově dostupný ve verzích pracujících do kmitočtu 44 a 50 GHz a nabízí šířku pásma pro analýzu signálů až 1 GHz (option H1G, k dispozici pouze pro vrcholnou verzi 50 GHz). V současné době se jedná o jediné ucelené řešení s touto šířkou pásma na trhu, které je dostupné v podobě jednoho přístroje. Signálová trasa je plně kalibrovaná – korekce amplitudové i fázové charakteristiky IF části jsou individuálně měřeny při výrobě, čímž je zajištěno co nejmenší zkreslení signálu. Signálová cesta se šířkou pásma 1 GHz je v přístroji paralelně se základním modulem umožňujícím měření v rozmítaném režimu a FFT režimu s šířkou pásma 25 MHz a případným doplňkovým modulem umožňujícím FFT analýzu v pásmu o šířce 40 nebo 255 MHz (option B40 resp. B2X).

Hardware nového rozšíření H1G bohužel v přístroji nemůže koexistovat s rozšířením B5X nabízejícím šířku pásma 510 MHz. Při koupi přístroje je tedy nutné zvolit mezi variantou se šířkou pásma 1 GHz dostupnou pro vybrané měřicí programy a 255 MHz pro zbytek měření včetně real time spectrum analysis (RTSA) a variantou se šířkou pásma 510 MHz dostupnou pro všechny měřicí režimy a aplikace. Signálovou cestu se šířkou pásma 1 GHz lze v současné době využít v integrovaných aplikacích pro I/Q spektrální analýzu, pro analýzu impulzních signálů a v kombinaci se softwarem Keysight 89600B VSA (Vector Signal Analysis). Další integrované aplikace pro analýzu signálů z řady N90xxC bude možné s šířkou pásma 1 GHz využít v blízké budoucnosti. Možnosti softwarového prostředí Keysight Technologies 89600B jsou však natolik široké, že by toto omezení nemělo naprosté většině uživatelů nijak vadit.

Druhý z přístrojů určených pro nejnáročnější použití, analyzátor Keysight PXA, je nově nabízen s rozšířeními B2X a B5X s šířkou pásma pro analýzu 255 respektive 510 MHz. S těmito rozšířeními je analyzátor v současné době dostupný ve verzích pracujících maximálně do kmitočtu 26,5 GHz (v budoucnu budou tato rozšíření k dispozic i pro verze do kmitočtu až 50 GHz). Další změnou je možnost přidání lokálního oscilátoru s přímou kmitočtovou syntézou (option EP0), který přináší výrazné snížení úrovně fázového šumu.

Další důležitou novinkou, kterou společnost Keysight Technologies představila, je ucelené řešení pro kontinuální dlouhodobý záznam dat ze signálového analyzátoru vyvinuté ve spolupráci se společností X-COM Systems. Systémy tohoto druhu jsou využívány typicky pro zachycení různých rušivých a sporadicky se vyskytujících jevů (nechtěná rušení) či pro záznam komplexních situací například v podmínkách radioelektronického boje (radary, odpovídače, rušičky a podobně).

Řešení využívá analyzátorů PXA a UXA umožňujících streamování I/Q dat po rozhraní LVDS v reálném čase. Maximální šířka pásma zaznamenávaných dat je u obou analyzátorů 255 MHz, maximální kmitočet je 50 GHz (se samotným signálovým analyzátorem) či 1,1 THz s externím směšovačem. Při maximální šířce pásma 255 MHz lze uložit až 3 hodiny záznamu (cca 15 TB dat). Systém zaznamenává I/Q data s rozlišením 16 bitů a dosahuje velmi dobrého potlačení nežádoucích produktů ve spektru (SFDR < -78 dBc).

Celá sestava se skládá ze signálového analyzátoru Keysight Technologies PXA či UXA, záznamníku s datovým úložištěm X-COM Systems řady IQC5000B a softwaru na zpracování dat. Celý systém je řízen softwarem, který může být spuštěn přímo na signálovém analyzátoru (není tak potřeba žádný další počítač). Digitální přenos I/Q dat ze spektrálního analyzátoru do záznamníku probíhá po dvou LVDS rozhraních, řídící komunikace mezi analyzátorem a záznamníkem přes síťové (Ethernet) rozhraní a zpětný přenos již zaznamenaných dat zpět do analyzátoru či dalšího počítače (pro zpracování) přes rychlé PCIe rozhraní. Pokročilé prohledávání zaznamenaného signálu je možné realizovat pomocí softwaru Spectro-X od X-COM Systems. Software umožňuje snadné vyhledávání „zajímavých“ úseků dat na základě uživatelem definovaných kritérií. Vybrané úseky je potom možné vyexportovat a dále do hloubky analyzovat v programu 89600B VSA od společnosti Keysight Technologies.

Další informace lze nalézt na: www.keysight.com/find/X-SeriesSA_backgrounder.