アプリケーションノート 3670

Advantest R3132スペクトルアナライザを使用したリターンロスの測定


要約: このアプリケーションノートでは、エンジニアがAdvantest® R3132スペクトルアナライザ(または類似のスペクトルアナライザ)を使用してリターンロスを測定することができるようにするための基本的な操作手順について説明しています。これによってエンジニアは、研究室でリターンロスを測定するのに十分な情報が得られます。特定のキー操作はR3132にのみ適用されますが、基本的な手順はすべてのスペクトルアナライザで役立ちます。このアプリケーションノートはすべてを網羅したチュートリアルではないため、スペクトルアナライザを操作するための基本的な知識が必要です。

リターンロスの要件

E3、ITU G.703、およびETS 300-686の場合の入力リターンロスの要件を表1に、出力リターンロスの要件を表2に示します。

表1. 入力ポートの最小リターンロス
Frequency Range (kHz) Return Loss (dB)
860 to 1720 12
1720 to 34,368 18
34,368 to 51,550 14

表2. 出力ポートの最小リターンロス
Frequency Range (kHz) Return Loss (dB)
860 to 1720 6
1720 to 51,550 8

ダラスセミコンダクタのLIU上でのリターンロスの測定

E3のリターンロスを測定するためのテストセットアップと測定方法は、ETS 300-686仕様書のA.2.5節とA.2.6節に記載されています。図1のテスト構成は、入力リターンロスを測定し、表1に示す要件に適合しているかどうかを検証することができるように設計されています。出力リターンロスの構成も同様ですが、同じ機器をレシーバの入力ではなくトランスミッタの出力に接続します。

ダラスセミコンダクタのセットアップで、Wide Band Engineering (WBE) Company, Inc.製のリターンロスブリッジ(製品番号A57TLSTD)を使用します。75Ωのブリッジを50Ωの発生器と50Ωのスペクトルアナライザのポートにインタフェース接続するため、2つのWBE 50Ω/75Ωインピーダンスコンバータ(製品番号A65L)を使用します。図1のブリッジの右側にある75Ωの精密抵抗器はリターンロスブリッジに組み込まれています。図1のAdvantest R3132スペクトルアナライザは、信号発生器とスペクトルアナライザの両方の役割を果たしています。

図1. リターンロス測定のセットアップ
図1. リターンロス測定のセットアップ

図1に示すセットアップにおいて、発生器は、860kHz~51,550kHzの周波数で1Vピークの正弦波信号を供給します。

リターンロスの測定を行う前にテストのセットアップを確認するには、ブリッジのNTPインタフェース(図1の左側にあるインタフェース)を75Ω (±0.25Ω)のテスト負荷に接続する必要があります。ダラスセミコンダクタのセットアップでは、この精密抵抗器はWBE製で、リターンロスブリッジの付属品です。このテスト負荷を用いた場合、リターンロスは表1に示す要件より20dB大きくなければなりません。

スペクトルアナライザの主な機能

リターンロスの測定に必要な主な機能は、以下の6つのカテゴリに分類することができます。
  1. 周波数のセットアップ
  2. リファレンスレベルのセットアップ
  3. 帯域幅、掃引、トリガ制御のセットアップ
  4. トラッキングジェネレータのセットアップ
  5. トレース制御のセットアップ
  6. マーカを用いたリターンロス(dB)の測定

周波数のセットアップ

以下の手順を使用してスペクトルアナライザの周波数範囲を設定します。
  1. フロントパネルのFREQキーを押します。
  2. ソフトキー#2 (Start)を押し、テンキーを使用して開始周波数を入力し、続けて適切な単位(GHz、MHz、kHz、またはHz)キーを押して値を入力します。表1および表2からわかるように、入力ポートと出力ポートのどちらについても、図2に示すように、周波数範囲は860kHzから始まります。

    図2. 開始周波数を860kHzに設定
    図2. 開始周波数を860kHzに設定

  3. ソフトキー#3 (Stop)を押し、テンキーを使用して終了周波数を入力し、続けて適切な単位(GHz、MHz、kHz、またはHz)キーを押して値を入力します。表1および表2からわかるように、入力ポートと出力ポートのどちらについても、図3に示すように、周波数範囲は51.55MHzで終了します。

    図3. 終了周波数を51.55MHzに設定
    図3. 終了周波数を51.55MHzに設定

  4. 残りの設定はデフォルト状態のままでかまいません。

リファレンスレベルのセットアップ

以下の手順を使用してスペクトルアナライザのリファレンスレベルを設定します。
  1. フロントパネルのLEVELキーを押します。
  2. ソフトキー#2 (ATT)を押し、AUTOがまだ選択されていない場合は選択します。
  3. ソフトキー#3 (dB/div)を押し、dB/divの表示タイプを選択します。図4に示すように所望の「目盛り当りのデシベル」比としてソフトキー#1 (10dB/div)を選択してからRETURNキーを押します。

    図4. 所望の「目盛り当りのデシベル」比として10dB/divを選択
    図4. 所望の「目盛り当りのデシベル」比として10dB/divを選択

  4. ソフトキー#5 (Units)を押し、図5に示すように所望の表示単位としてソフトキー#1 (dBm)を選択してからRETURNキーを押します。

    図5. 所望の表示単位としてdBmを選択します
    図5. 所望の表示単位としてdBmを選択します

  5. ソフトキー#1 (Ref Level)を押し、テンキーを使用して所望のレベルを入力します。データノブを使用して所望のレベルを選択することもできます。このアプリケーションノートでは、リターンロスを測定するため0.1dBmを使用しました。
  6. 残りの設定はデフォルト状態のままでかまいません。

帯域幅、掃引、およびトリガ制御のセットアップ

以下の手順を使用してスペクトルアナライザの帯域幅、掃引、およびトリガ制御を設定します。
  1. フロントCONTROLパネルのBWキーを押します。
  2. ソフトキー#7 (Auto All)を押すと、分解能とヒデオ帯域幅が自動的に設定されます。
  3. フロントCONTROLパネルのSWEEPキーを押します。
  4. ソフトキー#2 (Auto All)を押すと、掃引時間が自動的に設定されます。
  5. ソフトキー#6 (Gated Sweep)を押し、OFFがまだ選択されていない場合は選択します。
  6. ソフトキー#7 (Ext Gate In)を押し、OFFがまだ選択されていない場合は選択します。
  7. フロントCONTROLパネルのTRIGキーを押します。
  8. ソフトキー#1 (Trig Source)を押し、Free Runがまだ選択されていない場合は選択します。RETURNキーを押します。
  9. 残りの設定はデフォルト状態のままでかまいません。

トラッキングジェネレータのセットアップ

以下の手順を使用してスペクトルアナライザのトラッキングジェネレータ出力を設定します。
  1. フロントパネルのTGキーを押します。
  2. ソフトキー#1 (TG Level)を押し、テンキーを使用して所望の出力信号レベルを入力し、続けて適切な単位(+dBmまたは-dBm)キーを押して値を入力します。データノブを使用して出力信号レベルを調整することもできます。リターンロスを測定するため、このアプリケーションノートでは0.0dBmを使用しました。
  3. ソフトキー#4 (Ref Line)を押し、入力信号の正規化に使用するリファレンスラインのレベルを設定します。テンキーを使用して所望のリファレンスラインレベルをタイプし、続けて適切な単位(+dBmまたは-dBm)キーを押して値を入力します。データノブを使用して出力信号レベルを調整することもできます。リターンロスを測定するため、このアプリケーションノートでは-20dBmを使用しました。
  4. ソフトキー#3 (Norm Corr)を押し、OFFがまだ選択されていない場合は選択します。正規化機能を無効にすると、新しい修正データセットを次のステップで保存することができます。
  5. ソフトキー #2 (Execute Normalize)を押し、修正データを保存して入力信号をリファレンスラインレベルに正規化します。
  6. 残りの設定はデフォルト状態のままでかまいません。

トレース制御のセットアップ

以下の手順を使用してスペクトルアナライザのトラッキングジェネレータ出力を設定します。
  1. フロントCONTROLパネルのTRACEキーを押します。
  2. ソフトキー#1 (Write A)を押して、入力信号トレースを表示します。
  3. ソフトキー#5 (Detector)を押して、所望の信号トレース検出方法(Normal、Posi、Negi、またはSample)を選択します。Normalは正と負の両方のピーク値を表示します。Posiは正のピーク値を表示します。Negiは負のピーク値を表示します。Sampleは現在の信号トレースを表示します。リターンロスを測定するには、図6に示すように、ソフトキー#4 (Sample)の方法を選択します。RETURNキーを押します。

    図6. Sample方法を選択し、現在の信号トレースを表示します
    図6. Sample方法を選択し、現在の信号トレースを表示します

  4. ソフトキー#7 (1/2, more)を押し、ソフトキーの次のセットを表示します。ソフトキー#1 (AVG A)を使用し、ONモードに維持します。RETURNキーを押します。ソフトキー#7 (2/2, more)を再度押し、ソフトキーの元のセットに戻ります。
  5. 残りの設定はデフォルト状態のままでかまいません。

リターンロス(dBm)の測定

  1. フロントMARKERパネルのMEASキーを押します。
  2. 図7に示すように、ソフトキー#1 (Noise/Hz)を押します。

    図7. リターンロスの測定のセットアップのためにNoise/Hzを選択
    図7. リターンロスの測定のセットアップのためにNoise/Hzを選択

  3. ソフトキー#1 (dBm/Hz)を押します。

    図8. リターンロスの測定のセットアップのためにdBm/Hzを選択
    図8. リターンロスの測定のセットアップのためにdBm/Hzを選択

  4. 図8に示すように、ソフトキー#7 (Noise/Hz OFF)を押します。
  5. 75Ω終端抵抗をブリッジに設置し、dBを測定します。 図9. 75Ω終端抵抗によるリターンロス
    図9. 75Ω終端抵抗によるリターンロス

  6. フロントMARKERパネルのMKRキーを使用します。次に、データノブを使用して対象の周波数に移動し、図9に示すように、その周波数でのリターンロスを測定します。
  7. ここで被試験デバイス(DUT)のパーツをブリッジに接続し、データノブを使用して対象の周波数に移動します。リターンロスのため、860kHz、1.720MHz、34.3680MHz、および51.55MHzでdBを測定します。データノブを使用して、これらの周波数の1つに移動します。データノブを使用して対象の周波数に移動し、その周波数でdBを測定することもできます。
  8. 図10に示すように、860kHzでDUTのリターンロスを測定します。

    図10. DUTのリターンロス(860kHz)
    図10. DUTのリターンロス(860kHz)

  9. 図11に示すように、1.72MHzでDUTのリターンロスを測定します。

    図11. DUTのリターンロス(1.72MHz)
    図11. DUTのリターンロス(1.72MHz)

  10. 図12に示すように、34.368MHzでDUTのリターンロスを測定します。

    図12. DUTのリターンロス(34.37MHz)
    図12. DUTのリターンロス(34.37MHz)

  11. 図13に示すように、51.35MHzでDUTのリターンロスを測定します。

    図13. DUTのリターンロス(51.35MHz)
    図13. DUTのリターンロス(51.35MHz)
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