Couverture ElectroniqueS n°127

Complétant par le haut la série FSU de Rohde & Schwarz, le FSU67 est le premier analyseur de spectre du marché à offrir une gamme de fréquence de 20 Hz à 67 GHz avec une seule entrée coaxiale et sans mélangeurs externes. Apparue début 2001 avec deux modèles RF à 3,6 GHz et 8 GHz, la famille d'analyseurs de spectre FSU de Rohde & Schwarz s'est successivement élargie entre 2002 et 2004 avec des versions à 26,5 GHz, 46 GHz et 50 GHz. Le FSU67 qui s'ajoute aujourd'hui à la série permet de monter à 67 GHz sans mélangeurs externes et en un seul balayage. Jusqu'alors, pour explorer les fréquences au-delà de 50 GHz, il fallait faire appel à des mélangeurs et atténuateurs externes, d'où des montages plus complexes et la nécessité de procéder à plusieurs connexions pour être à même de procéder à un balayage large bande. Or, actuellement, les fréquences millimétriques ne sont plus réservées aux scientifiques et aux militaires. Elles sont en effet de plus en plus utilisées dans des applications de communications civiles : réalisation de liaisons hertziennes à courte portée autour de 60 GHz ou développement de composants pour systèmes sans fil récents, à l'instar de WiMax qui requiert des tests en conception à 66 GHz.Le FSU67 répond donc au besoin croissant de mesures précises, rapides et faciles à mettre en &oelig;uvre au-dessus de 50 GHz. S'affranchir de l'emploi de mélangeurs externes présente de nombreux avantages : la réjection de la fréquence image et des réponses indésirables est assurée ; la dynamique de mesure est supérieure avec un niveau admissible à l'entrée plus élevé (jusqu'à +30 dBm avec une atténuation de 10 dB) ; l'absence de dispositif et de câblage externes supplémentaires, quel que soit le soin apporté à leur calibrage et compensation, améliore la précision des mesures ; l'atténuateur intégré, réglable de 0 à 75 dB par pas de 5 dB, évite d'avoir à utiliser un module d'atténuation additionnel, en général commandé manuellement… Bien sûr, s'il faut aller au-delà de 67 GHz, les FSU qui vont à 26,5 GHz et plus disposent d'une option ports OL et FI pour se connecter à des mélangeurs harmoniques jusqu'à 110 GHz (chez Agilent, la fréquence atteinte avec de tels mélangeurs est de 325 GHz).Trois étages d'entréeComme sur tous les FSU, le mélange avec la fréquence fondamentale de l'oscillateur local autorise la couverture de la totalité de la bande. Ainsi, la courbe de plancher de bruit est dépourvue de décrochements correspondant au passage du mélange avec un harmonique d'ordre supérieur. Résultat : le niveau de bruit moyen affiché est annoncé à -148 dBm à 2 GHz et il est encore de -126 dBm à 65 GHz pour un filtre de résolution de 1 Hz. Notons que chez Agilent, où le mélange d'un signal de fréquence élevé est réalisé avec les harmoniques de l'OL, l'analyseur de spectre PSA est malgré tout crédité à 50 GHz d'un niveau de bruit fort respectable de -127 dBm avec un filtre FI de 1 Hz ; un préamplificateur porte même cette valeur à -140 dBm. Par rapport au FSU50, le nouveau venu possède un module frontal supplémentaire pour assurer la transposition des fréquences supérieures à 50 GHz à des fréquences inférieures à 26,5 GHz. Celui-ci s'ajoute aux deux frontaux en charge, pour l'un, de la conversion en FI des signaux jusqu'à 3,6 GHz et, pour l'autre, de la conversion en FI des signaux jusqu'à 50 GHz. La restitution totale de la bande s'effectue en trois étapes, un commutateur placé en amont commandant l'accès à un frontal à la fois. La synthèse fractionnaire mise en &oelig;uvre dans le module additionnel repose sur un VCO fonctionnant jusqu'à 12 GHz et divers diviseurs. L'amplification et la multiplication en fréquence qui suit cette synthèse fournissent un signal dans une bande de 39 à 45 GHz.D'une manière générale, la famille FSU étant une série haut de gamme, ses membres bénéficient d'excellentes spécifications et le FSU67 n'échappe pas à cette règle. Parmi ses caractéristiques les plus remarquables, outre les valeurs de plancher de bruit mentionnées plus haut, on relève : un bruit de phase de -120 dBc/Hz à 10 kHz d'une porteuse de 640 MHz et de -160 dBc en typique pour un offset de 10 MHz ; l'erreur globale sur les mesures d'amplitude, communiquée avec un degré de confiance de 95 %, de 0,3 dB jusqu'à 3,6 GHz et de 2,8 dB entre 50 et 67 GHz (pour information, la réponse en fréquence garantie atteint à elle seule 0,3 dB autour de 3 GHz et 4 dB de 50 à 67 GHz) ; le point d'interception du 3e ordre qui conditionne la dynamique d'intermodulation à 22 dBm de 300 MHz à 3,6 GHz et, au-delà de 50 GHz, de valeur nominale(*) 9 dBm ; une largeur des filtres d'analyse réglable de 1 Hz à 50 MHz, soit la plus grande variation possible du marché pour ce paramètre ; en temporel, 80 courbes/s en mode manuel et 70 mesures/s dans le cas de mesures à distance.On retrouve sur le FSU67 de nombreuses possibilités de mesures automatisées : puissance dans le canal utile et dans les canaux adjacents, distorsion harmoniques et raies parasites, point d'interception du 3e ordre, fonctions statistiques telles que l'APD (Amplitude probability distribution) et le CCDF (Complementary cumulative distribution function)… En option, l'instrument est capable de piloter un générateur externe pour faire office d'analyseur de réseau scalaire. Des mesures de bruit de phase et de facteur de bruit, ainsi que la faculté d'effectuer des mesures de puissance par connexion d'une sonde NRP, sont aussi proposées en option.Equipé d'un écran SVGA de 8,4 pouces, l'appareil présente la même interface homme-machine que les autres analyseurs de spectre de Rohde & Schwarz. La compatibilité logicielle avec les autres modèles du constructeur allemand autorise une réutilisation des programmes créés pour un analyseur différent. Un pilotage à distance est possible via des liens GPIB et Ethernet 100Base-T, l'instrument étant même compatible LXI classe C. Plusieurs ports USB 2.0, dont deux en face avant, permettent des mises à niveau logicielles et la sauvegarde de résultats à l'aide de clés mémoire, la connexion à des périphériques de stockage ou à une souris et un clavier externes.(*) Chez Rohde & Schwarz, l'adjectif « nominal » s'applique à des données résultant de la conception du produit, mais qui ne sont pas testées. Une valeur nominale peut donc être considérée comme théorique.

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