FocusonPCB - Vicenza, 15-16 maggio 2024
Torna a Vicenza il 15 e 16 maggio 2024 Focus on PCB, la terza edizione della fiera dedicata all'intera filiera dei circuiti stampati. Nata dalla volontà del Gruppo PCB Assodel…
L'utilizzo di moltiplicatori di frequenza nelle configurazioni tradizionali di collaudo di sistemi a microonde richiede il ricorso a componenti supplementari, per non parlare della manualità necessaria per impostare correttamente la frequenza e, soprattutto, il livello di uscita desiderato.
Una più moderna procedura alternativa semplifica notevolmente la generazione di segnali ad altissima frequenza.
Da tempo i sistemi di trasmissione wireless e le applicazioni radar si sono spinte a utilizzare sempre più spesso segnali con frequenze superiori a 50 GHz, a causa della relativa scarsità di spettro disponibile nelle bande di frequenza inferiori. In altre applicazioni, sono invece proprio le particolari caratteristiche di propagazione dei segnali ad altissima frequenza che ne favoriscono il loro utilizzo.
Queste applicazioni sono basate su onde sinusoidali continue (CW) come quelle necessarie per il funzionamento degli oscillatori locali. Segnali di questo tipo devono essere generati per le applicazioni radar nella porzione superiore della banda U (da 50 GHz a 60 GHz) e nella banda V (da 50 GHz a 75 GHz), per la applicazioni satellitari e automobilistiche nella banda W (da 70 GHz a 110 GHz), nei ponti radio a microonde nelle bande V e W, solo per citare alcuni degli esempi più comuni.
Nella maggior parte dei casi, per generare queste onde sinusoidali si utilizza un moltiplicatore di frequenza insieme a un generatore di segnali. Nella realizzazioni tradizionali, ciò richiede grande esperienza e sapiente manualità per generare accuratamente il segnale alla frequenza e livello di uscita desiderato.
In una configurazione di collaudo tradizionale, il moltiplicatore di frequenza non funziona mai da solo, a causa di una sua caratteristica intrinseca, o limitazione. Si tratta di circuiti che sono insensibili alla variazioni della potenza di ingresso, il che significa che la loro potenza di uscita varia poco quando il livello di potenza d'ingresso varia.
Pertanto, se si desidera ottenere un determinato livello all'uscita del moltiplicatore, è necessario collegare un attenuatore in serie alla sua uscita. Per ottenere il livello di uscita desiderato, il livello reale va misurato con un rivelatore di livello o un misuratore di potenza in modo da poter impostare l'attenuatore di conseguenza.
L'intero sistema di collaudo viene "calibrato" in questo modo, una procedura che va ripetuta ogni qual volta si cambia la frequenza o il livello di uscita, in quanto i moltiplicatori di frequenza hanno un comportamento significativamente diverso in base alla loro frequenza di lavoro.
L'impostazione delle misure è piuttosto complicata per l'utilizzo delle guide d'onda che sono necessarie per lavorare in queste bande di frequenza. Inoltre, le misure sono lunghe, complesse e a rischio di errore.
La nuova soluzione proposta da Rohde & Schwarz per la generazione di segnali ad altissima frequenza tramite moltiplicatore, al contrario di quella tradizionale, privilegia le semplicità di utilizzo e l’affidabilità de risultati.
Per ridurre la complessità, il moltiplicatore e il generatore di segnali sono stati integrati nello stesso strumento.
Una volta assemblato lo strumento in produzione, ne viene misurata la risposta in frequenza complessiva in funzione dei vari livelli di uscita e i risultati vengono archiviati all’interno della memoria non volatile interna dello strumento.
Questi valori di taratura possono essere letti tramite l’interfaccia USB per consentire l’impostazione dei livelli di uscita del segnale desiderati con la massima accuratezza. L’enorme vantaggio che si ottiene è la drastica eliminazione delle complesse procedure di calibrazione manuali necessarie per ottenere il livello di uscita desiderato ogni volta che si desidera cambiare la frequenza e o il livello di uscita del segnale.
Il generatore di segnali a microonde rileva automaticamente la presenza del moltiplicatore di frequenza e lo controlla tramite l’interfaccia USB. Una caratteristica essenziale che si ottiene con questa configurazione è la correzione automatica della risposta in frequenza grazie ai dati di calibrazione presenti nel moltiplicatore di frequenza.
L’impostazione delle frequenza e del livello di uscita del segnale dal moltiplicatore di frequenza è molto comoda sfruttando l’attenuatore integrato a controllo elettrico. La frequenza e il livello del segnale di uscita desiderato sono semplicemente inseriti nel generatore di segnali, tutto il resto avviene in modo completamente automatico.
In tal modo è possibile effettuare anche scansioni di frequenza, per esempio da 70 GHz a 80 GHz, in modo molto semplice e, soprattutto, accurato e senza rischi di errore o problemi di ripetibilità legate impostazioni degli strumenti.
Rispetto alle soluzioni tradizionali, una soluzione basata su uno strumenti integrato garantisce pertanto numerosi vantaggi:
