Modernste Digitaltechnik

Unsere Geräte verfügen über modernste Analog-Digital-Umsetzer mit Abtastraten von mehreren GS/s (Gigasamples pro Sekunde), Field Programable Gate Arrays (FPGAs) der neuesten Generation, welche dedizierte Logik und hochintegrierte Rechenblöcke zur Emulation von mehreren tausend parallelen Messempfängern bereithalten.

Figure 38
Abb. 38 – Aufbau eines TDEMI Zeitbereichsmesssystems am Beispiel des TDEMI 26G.

Das in Abbildung 38 dargestellte Blockdiagramm zeigt den schematischen Aufbau eines TDEMI Zeitbereichsmesssystems am Beispiel des TDEMI 26G. Das am Eingang anliegende Emissionssignal wird im Frequenzbereich 10 Hz - 1,1 GHz direkt mittels einer speziellen Gleitkomma-A/D-Wandlereinheit digitalisiert. Der Frequenzbereich oberhalb 1,1 GHz wird mittels einer sehr breitbandigen Frequenzumsetzereinheit mit einer Echtzeitbandbreite von 162,5 MHz heruntergemischt und anschließend im Basisband digitalisiert.

Die Emulation von bis zu 4000 parallelen Funkstörmessempfängern basierend auf einer Fast Fourier Transformation (FFT) Filterbank wird mittels FPGAs durchgeführt. Diese besitzen eine Rechenleistung die ca. 20 handelsüblichen PCs entspricht. Dieser technologische Fortschritt gegenüber traditionellen Messempfängern ermöglicht es, Messungen um ein Vielfaches schneller und über ausgewertet Frequenzbänder von 162,5 MHz sogar lückenlos in Echtzeit durchzuführen.

Eine schematische Abbildung einer derartigen Implementierung von

Figure 39
Abb. 39 – Mehrere parallele Empfänger in Logikgattern.

mehreren parallelen Empfängern in Logikgattern ist in Abbildung 39 veranschaulicht.

Vereinfacht dargestellt besteht ein Messempfänger aus einem Abwärtsmischer, einem ZF-Filter und einem Detektor zur Bewertung, z. B. Quasispitzenwertdetektor. Benutzt man nun eine FFT-basierte Filterbank (STFFT), so lassen sich eine Vielzahl von Frequenzen in einem äquidistanten Frequenzraster heruntermischen. Eine enorm hohe Parallelität bei der Emulation der analogen Detektoren mittels digitaler Filter ermöglicht die Berechnung eines gleichzeitigen Messergebnisses an einer sehr hohen Zahl von Frequenzpunkten.

Die Gleitkomma-A/D-Wandlereinheit zur Digitalisierung der empfangenen Störemissionen besteht aus drei 8-Bit A/D-Wandlern mit einer Abtastrate von bis zu drei GS/s, welche logarithmisch skaliert das Eingangssignal abtasten und damit für pulsförmige Störer eine äquivalente Bitzahl von ca. 20 Bit erreichen. Diese hohe Dynamik wird benötigt, um bspw. Pulse des Kalibriergenerators mit einer Amplitude von mehreren Volt digitalisieren zu können und gleichzeitig jedoch auch eine Empfindlichkeit von mehreren μV zur Verfügung zu stellen.