Med sin nyeste ZNB-familie sprænger Rohde & Schwarz fuldstændigt grænserne for det teknisk mulige inden for dynamikområdet. De nye ZNB3000-netværksanalysatorer er samtidigt blevet meget mere ”plug-and-play”-venlige. Det er en hjælp, når markedets ”gamle” eksperter falder fra
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 6 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Rolf Sylvester-Hvid
Måleudstyr er blevet en stadigt større udfordring – ikke kun for producenterne, men i høj grad også for brugerne. Hardware er blevet lidt et fyord blandt de nye ingeniører, men virkeligheden er, at uden hardware er der nok ikke nogen platform at afvikle softwaren på. I takt med at de ”gamle” ingeniører og måletekniske eksperter falder fra, går på pension – eller hvad de nu gør – så er der ikke så mange til at bære stafetten videre til næste generation. Mange yngre ingeniører står derfor måbende over for opgaver og teknologier, som boomer-generationen af ingeniører kunne klare med – ja, om ikke en regnestok så i hvert fald – en Hewlett-Packard lommekalkulator.
Det påhviler derfor i høj grad hardwaren at kunne løse de opgaver, som tidligere krævede de gode hoveder og mange års erfaring. Det gælder ikke mindst inden for arbejde som EMC-certificeringer eller lignende. Med stadigt højere frekvenser og stadigt mere pakkede elektroniske løsninger vil ingen vel argumentere imod, at EMC-godkendelser er blevet sværere at gennemføre – og kompleksiteten er meget højere. Hvis ikke EMC-arbejdet skal blive prohibitivt dyrt – eller man skal tilkalde ”støvboldene”, som går og danderer den på golfbanerne, keramikværkstederne eller på vinbarer i det sydlige Europa, så skal der helt anderledes og let fordøjeligt måleudstyr til.
Rohde & Schwarz har i høj grad fokus på betydningen af plug-and-play. Ud over en grafisk og intuitiv tilgang til måleopgaver er en kobling til tidligere – og fremtidige – instrumenter og målemetoder afgørende for anvendeligheden af de nye måleinstrumenter. Det kræver en meget høj grad af intelligens i instrumenterne. Og så skal de selvfølgelig være konkurrencedygtige – og have måledata, som kan få de fleste til at tabe både bukser og underkæbe af benovelse. Det er sådan nogenlunde de designparametre, som Rohde & Schwarz har kigget ind i – og nok fortsat må erkende nødvendigheden af – i deres nyeste produkter. Bevares, virksomheden har da fremstillet højteknologiske netværksanalysatorer helt tilbage til 1950’erne, så historikken er i orden. Men ingen havde vel forventet de data og den brugervenlighed, som den nye serie af vektornetværksanalysatorer i ZNB3000-familien kan levere. Det har vi selv for nylig fået øje for under et besøg hos Rohde & Schwarz i Danmark i deres kontor i Herlev, hvor vi kunne lege med en to-kanals version fra ZNB3000-familien.
Ulv i ulveklæder
Når man kigger på måleinstrumenter, så er der intet usædvanligt i, at hver ny generation puffer lidt til grænsen for måledata, og målehastighed, arbejdsfrekvens, båndbredde og deslignende flytter sig hele tiden fremad og opad – typisk parallelt med de applikationer, man forventer at skulle måle på. ZNB3000-familien skuffer da heller ikke, så sample-tider ned til 2,5 mikrosekunder og 1,3 millisekunders måletid for 201 punkter er bestemt imponerende. Men så kommer der lige en værdi, der indledningsvis ligner en slåfejl. Men nej, det er det ikke: Dynamikområdet for et apparat som ZNB3004 er 150dB. Det er ikke bare imponerende – det er forrykt. Skulle vi omsætte data til en audio-ækvivalent, så svarer det vel egentlig til, at man ville kunne høre en japaner bøvse efter et godt måltid – i Japan – og når man selv befinder sig i Danmark. Altså, det er rundt regnet en faktor 10.000 bedre end den foregående ZNB-generation, som også var i en meget høj klasse (og én af modellerne skulle endda strække dynamikområdet op til 152dB).
ZNB3000-familien må nok – også i forhold til konkurrenterne – ses som en ulv i ulveklæder. Men det forhindrer nu ikke den nyeste ZNB-generation i at sige ”mæhh”, hvis det skulle være nødvendigt. Med henblik på tidligere tiders måleteknik er der visse instrumenter, mange branchefolk sådan pr. default har vænnet sig til. Her kommer plug-and-play funktionaliteten af ZNB3000-familien ind i billedet. Det er muligt at opsætte et Rohde & Schwarz ZNB3000-instrument til at opføre sig som et tidligere meget anvendt Hewlett-Packard HP8510, så 8510-kommandoer som IDN- eller OPT-strenge bliver compileret til kommandoer, som ZNB-3000 forstår. Man skal ikke underkende computerkraften i kommercielle OS-platforme, og ZNB3000 er baseret på den Windows 11-platform, som de fleste nok allerede har vænnet sig til at bruge. Har man tidligere brugt et ZNB-produkt fra Rohde & Schwarz, så føler man sig nok umiddelbart hjemme.
ZNB3000 kan betjenes ligesom forgængeren, men eksempelvis frekvens-sweeps foregår tre gange hurtigere.
ZNB3000 kan selvfølgelig alt, hvad man forventer af et VNA-produkt inden for RF-målinger – og så lidt til. Det er for eksempel muligt at udføre et 100dB power-sweep med elektronisk dæmpning, så man ikke behøver at indskyde et eksternt dæmpeled – op til 9GHz i øvrigt, hvilket burde række til de fleste af nutidens og den nære fremtids målegrænser. Til mikrobølge-applikationer kan man udføre 60dB power-sweep op til 20- eller 26,5GHz, og angiveligt lurer der en 54GHz-model i kulissen, så radarapplikationer er også rigtig effektivt kommet i møde med ZNB3000.
Men det skal jo også være let …
Det, som alligevel imponerer mest ved den nye vektornetværksanalysator-familie som ZNB3000, er nu de totalt nemme drag-and-drop løsninger, som er i bruger-interfacet. Det gør enhver tilpasning af skærmopdelingen til individuelle målinger mulig, så man opnår den grafiske brugerflade, man trives bedst med – selvfølgelig med en mulighed for med få tryk at returnere til fabriksindstillingerne – selv om man gemmer sine foretrukne opsætninger. Det er en stor fordel både i miljøer, hvor flere brugere anvender det samme instrument til forskellige målinger, eller hvis målinger bliver udført med flere instrumenter i forskellige laboratorier rundt omkring i verden.
Signalgenereringen er også særdeles fiks. Der er mulighed for at vælge en række optioner til sit ZNB3000-setup, herunder en intern sekundær generator, så man kan tillade to arbitrære generatorer i forhold til hinanden, hvilket er meget praktisk, hvis man skal udvikle radioer med henholdsvis et RF-input og et trin med mellemfrekvenser (IF).
Tilsvarende er der en lang række software-optioner, og hér er der reelt for mange til at nævne i så kort en artikel som denne. Man kan nok med fordel få en demo hos Rohde & Schwarz i det danske kontor eller kigge nærmere på ZNB-3000-optionerne på http://www.rohde-schwarz.com. Software-optionerne hedder alle noget med K- efterfulgt af ét eller to tal, men det kunne være løsninger til kompressionsmålinger, støjtalsmålinger (+dB ind/ud), real-time måleunøjagtighedsanalyse (som beregner usikkerhed i tracen under sweep). Sidstnævnte er faktisk en ret fiks løsning, da usikkerheden er pokkers svær at beregne i praksis/”manuelt”.
I øvrigt understøtter Rohde & Schwarz sine kunder til ZNB3000 med nogle ganske gode planer for kalibrering, så de to- eller fire-kanal VNA’er i ZNB3000-serien altid er parat til at yde deres maksimale – også de 150dB’s dynamikområde, som vi stadig ikke helt kan slippe …
Billedtekster:
1: Kenneth Rasmussen fra Rohde & Schwarz viser, hvad den nye generation af VNA’er i ZNB3000-familien kan. Det ekstremt lave støjgulv og et dynamikområde på 150dB (152dB i endnu mere ekstreme tilfælde) er svært at glemme.
2: En software-option til real-time måleusikkerhedsanalyse (K-50/K50-P) beregner usikkerheden i tracen under sweep. Kenneth Rasmussen og Thomas Jul er enige om, at usikkerheden er pokkers svær at beregne i praksis/manuelt, så det er virkelig en fed option til ZNB3000-instrumenterne.
