Digital modulation och avkodning
Modulationen blir allt mera komplicerad i moderna radiotillämpningar. Digital radio moduleras med någon typ av fasskiftmodulation (QPSK) eller kvadraturamplitudmodulation (QAM) med upp till 256 nodpunkter i kvadraturen (dvs att varje bärvågskast kan koda upp till 8 bitar). Det gäller såväl TETRA-radio, WLAN och 3G-telefoni som digital-TV. Här har vi valt att titta på en QPSK-signal, som instrumentet givetvis har demodulator för. Den modulationstyp som den här analysatorn inte har demodulator för, är inte värd att nämna. (Det går utmärkt att till exempel ratta in P3 på 99,3 MHz, välja FM-modulation +/– 75 kHz och lyssna på nyheterna om man skulle vilja det. Instrumentet har högtalare.) Kvadraturen har fyra nodpunkter och varje bärvågskast kan således koda två bitar information (00, 01, 10, 11). Spektrumvisningarna till höger visar egentligen samma signal, men med något olika frekvensskala. Ingen av dem ger dock någon ledning rörande modulationen. Med QPSK-demodulatorn inkopplad framträder konstellationsdiagrammet nederst till vänster. Symboltabellen ovanför visar utdata och man kan direkt leta i dataströmmen och hitta eventuella felaktigheter.
Fyra fantastiska fakta om RSA6000-serien
>> Bandbredd upp till 20 GHz, klarar radar i X- och Ku-banden. Bandbredden är massiv och datafångsten skrämmande snabb.
>> Brusnivå cirka -151 dBm/Hz vid 2 GHz. Bruset ligger bara några få dB från det termiska bruset.
>> 292.000 frekvenstransformer per sekund. Kan visa transienter så korta som 10,3 s i frekvensdomänen.
>> En gigahertz ”sveps av” på mindre än en sekund med 10 kHz bandbredd. Det kan ta 20 minuter med konventionell teknik.
Användningsområden
>> Felsökning i radiosystem, komponenter, moduler och system
>> Spektrumövervakning: söka interferenser, okända eller olagliga signaler
>> Radar och elektronisk krigföring: bestämning av pulsade och hoppande signaler
>> Inmätning av radar och pulsade HF-signaler
>> Radio- och satellitkommunikation och analys av programdefinierad radio
>> EMI-mätningnar och diagnostik
Nya möjligheter
Vilka nya möjligheter öppnar sig med den har typen av analysatorer? Helt bortsett från mätfallen vi visat upp finns det andra, mera exotiska tillämpningar. Försvaret kan till exempel identifiera fienderadar genom att skärskåda radarpulsernas utseende. Utseendet jämförs med en databas och man kan peka ut fartygsklass och ibland även individer. RSA 6000 är närmast i pocketformat i jämförelse. FRA och SÄPO jublar sannolikt över de nya möjligheterna att snabbt hitta okända signaler på radiobanden. Vid klimatkonferensen i Köpenhamn satt man på taket av en byggnad och spanade på flygradiobandet för att se att det inte fanns störsändare som skulle kunna hindra kommunikationen med polishelikoptrarna.
En mera jordbunden tillämpning är att hitta interferenser mellan blåtand, WLAN, Wimax och mikrovågsugnar och det är så lätt som att bara sätta upp en antenn, slå sig ned med en kopp kaffe och titta.
– Och vad går den här skönheten lös på? frågar vi Bo Ygfors.
– Strax över 500.000 kronor i grundutförande, men med alla analysprogramvaror hamnar vi på nära en miljon.
– Sådana säljer ni inte för många av?
– Vi säljer några stycken, och det är fest varje gång.
– Fint. Jag tar en!
Så går du vidare
Tektronix RSA 6000-serien: www2.tek.com/cmswpt/psdetails.lotr?ct=PS&cs=psu&ci=13396&lc=EN
Elektronikbolaget Orbis: www.orbis.eu/Sweden
Ett antal svåra mätfall utvärderade med tilläggsprogram finns redovisade på www2.tek.com/cmswpt/psdetails.lotr?ct=PS&ci=14407&cs=psu&lc=EN
Förra artikeln, om det svenska optiska oscilloskopet Exfo PSO med 500 GHz bandbredd: http://techworld.idg.se/2.2524/1.258864/optiska-samplingsoscilloskop--en-helt-ny-art
Historik: I tidernas begynnelse
Tektronix är en av pionjärerna inom elektronisk mätteknik. 1946 möttes fyra kompisar som sysslat med radio under kriget. De beslutade att bilda ett företag utan ha några egentliga produkter, men kom fram till att Tektronix var ett bra namn. De tänkte reparera TV-apparater, som var nytt då, och en av dem byggde sig ett oscilloskop av överblivna reservdelar. Det blev en råttbokonstruktion, men efter en del omkonstruktion var ett producerbart oscilloskop klart 1947, kallat 511:an, som klarade hela 10 MHz. En av de första inhemska kunderna var hör och häpna HP och det första som såldes utomlands, köptes av LM Ericsson 1948.
I bygynnelsen kunde man bara synka oscilloskop mot en vågform och visa en någorlunda stillastående bild. I och med att Tektronix tog patent på triggning blev det en helt annan femma.
Gulle-gose. Bo Ygfors kramar om sin klenod, ett Tektronix 533 från 1960-talet. Ett tvåkanaligt oscilloskop med utbytbara förstärkarmoduler. Skåpet kan till och med visa signalen strax före triggpunkten med hjälp av en mycket avancerad analog fördröjningsledning. En riktig elektronrörs-best, ett urtidsdjur. Men den fungerar.
Tektronix 465, förmodligen världens genom tiderna bästa oscilloskop, har hjälpt författaren ur många knipor. Det klarar 100 MHz och triggar på nästan vad som helst. Oerhört ljusstark skärm och skarp stråle.
