En helt ny mätteknik för att mäta passiv intermodulation (PIM) demonstrerades av Gefle Testteknik på förra veckans S.E.E. I stora drag handlar det om unik programvara i kombination med National Instruments VST-modul.

Under slutet av 80-talet kom de första instrumenten ut på marknaden för att mäta passiv intermodulation. Mättekniken har varit densamma fram till nu: Två signaler med mycket lågt fasbrus (god kortidsstabilitet) används. Signalerna får passera passiva komponenter som koaxialkablar, skarvar, kontaktövergångar, koaxialkontakter mm. Olinjäriteter, t ex p g a att magnetiska material som nickel används i billigare koaxialkontakter, smuts och korrosion på kontaktövergångar mm, bildas. Distorsionsprodukterna analyseras sedan i någon form av mottagare med analysmöjligheter. Signalerna genereras ofta av kristallstyrda oscillatorer som kan ge lågt fasbrus på grund av högt Q-värde i resonanskretsen (kvartskristallens belastade Q-värde). Signalmottagaren måste ha mycket stor dynamik eftersom distorsionsprodukterna kanske hamnar vid -130 dBc.
Teknikerna vid Gefle Testteknik har tagit fram en lösning som radikalt skiljer sig från marknadens gängse lösningar. De har utgått från en PXI-instrumentering med National Instruments VST-modul och kompletterat med en egen programvara av synnerligen speciellt slag.
VST-modulen, ”Vector Signal Transceiver”, innehåller dels en generator med vektormodulering, dels en vektor-signalanalysator. Generatorsignalen förstärks i en yttre, bredbandig effektförstärkare, t ex av den typ som brukar användas vid EMC-immunitetsmätningar.

Bara en bärvåg
VST-modulen genererar dock bara en bärvåg, så hur kan man använda den för intermodulationsmätningar? Svaret på frågan ger grunden till Gefle Testtekniks lösning: Tack vare den bredbandiga vektormoduleringen kan man ur en enda bärvåg skapa två signaler som används för mätningen.
Man använder bara en effektförstärkare. Den är givetvis linjär, men långtifrån så linjär som krävs för att man skall kunna registrera de svaga intermodulationsprodukterna. Därför inleds mätningen med en kalibreringssekvens.
De sammantagna intermodulationsprodukterna i kedjan generator/IQ-modulator, effektförstärkare, kablar och kontakter samt signalanalysatorns egna olinjäriteter registreras. Mätresultatet omvandlas till algoritmer för att sänka mätsystemet egendistorsion genom att lägga in fördistorsion (”pre-distortion”) i VST-modulens modulerade signal.
Håkan Bergstedt är ”senior systems architect” och har lett projektet. På S.E.E. berättade han:

– PIM-signaler, så låga som 180 dBc, kan lätt registreras

Han framhäver även systemets litenhet
– Att skapa två generatorer med så lågt fasbrus som behövs för att mäta nivåer i storleksordningen -180 dBc kräver betydligt större lådvolymer. Dessutom leder det till en dyrbar lösning. Med VST kan vi använda ett standardinstrument. Och det som gjorde VST användbar för vår mätmetod är att vi kan komma år arkitekturen internt.
Mätuppkopplingen mäter PIM som funktion av frekvensen, PIM som funktion av tid och även avståndet till PIM, ”Distance-to-PIM”.
– Det finns visserligen instrument på marknaden som mäter distance-to-PIM, men inte på centimeternivå som vår lösning klarar.
Gefle Testtekniks lösning är främst ägnad test av filter i radiobasstationer och antennsystem.

Typisk mätuppkoppling för filter.

Typisk uppkoppling för antennsystem.

Företaget har idag 16 anställda. De flesta har mångåriga konstruktions- och testerfarenheter från Ericsson i Gävle, där tidigare utveckling och tillverkning av bl annat radiobasstationer gjordes.

Filed under: SvenskTeknik