개요: 이 애플리케이션 노트에서는 Advantest®의 엔지니어가 R3132 스펙트럼 분석기(또는 유사한 스펙트럼 분석기)를 이용해 리턴 손실을 측정할 때 필요한 기본적인 동작 절차 및 실험실에서의 리턴 손실 측정에 대한 충분한 정보를 제공한다. 일부 키 누름 동작은 R3132에만 해당되는 것이지만 기본적인 동작 절차는 모든 스펙트럼 분석기에 적용할 수 있다. 이 애플리케이션 노트는 포괄적인 상세한 설명서가 아니며, 스펙트럼 분석기 동작에 관한 약간의 기본 지식이 필요할 수도 있다.
리턴 손실 요구사항
E3, ITU G.703 및 ETS 300-686을 위해서는 표 1의 입력 리턴 손실 요구사항과 표 2의 출력 리턴 손실 요구사항을 충족해야 한다.
표 1. 입력 포트 최소 리턴 손실
Frequency Range (kHz)
Return Loss (dB)
860 to 1720
12
1720 to 34,368
18
34,368 to 51,550
14
표 2. 출력 포트 최소 리턴 손실
Frequency Range (kHz)
Return Loss (dB)
860 to 1720
6
1720 to 51,550
8
Dallas Semiconductor LIU에서의 리턴 손실 측정
E3 리턴 손실 측정을 위한 테스트 셋업 및 절차에 대해서는 ETS 300-686 표준의 A.2.5항 및 A.2.6항에서 정의하고 있다. 그림 1의 테스트 구성은 입력 리턴 손실을 측정하기 위한 것으로 표 1의 요구사항을 충족하는지 검사한다. 출력 리턴 손실 구성도 이와 유사하며 동일한 장비를 수신기 입력이 아니라 송신기 출력에 연결한다.
그림 1. 리턴 손실 측정 셋업
Dallas Semiconductor 셋업에서는 WBE(Wide Band Engineering)사의 리턴 손실 브리지(부품번호 A57TLSTD)가 사용됐다. 75Ω 브리지를 50Ω 발생기 및 50Ω 스펙트럼 분석기 포트와 인터페이스하기 위해 2개 WBE 50Ω/75Ω 임피던스 컨버터(부품번호 A65L) 2개를 이용했다. 그림 1의 브리지 오른쪽의 정밀 75Ω 저항이 리턴 손실 브리지에 내장되었다. Advantest R3132 스펙트럼 분석기는 그림 1에서 신호 발생기 및 스펙트럼 분석기로 동작한다.
그림 1의 셋업에서는 발생기가 860kHz ~ 51,550kHz 주파수 범위의 정현파 1V 피크 신호를 제공한다.
리턴 손실을 측정하기 전에 테스트 셋업을 검사하기 위해서 브리지의 NTP 인터페이스(그림 1의 왼쪽에 있는 인터페이스)를 75Ω (±0.25Ω) 테스트 로드로 연결한다. Dallas Semiconductor 셋업에서는 이 정밀 저항이 WBE에서 나온 부품으로 리턴 손실 브리지와 함께 제공된다. 이 테스트 로드에서는 리턴 손실이 표 1의 요구보다 20dB 높아야 한다.
스펙트럼 분석기의 주요 기능
리턴 손실 측정에 필요한 주요 기능들을 6가지로 구분할 수 있다.
주파수 셋업
기준 레벨 셋업
대역폭, 스윕(sweep), 트리거 제어 셋업
추적 발생기 셋업
트레이스 제어 셋업
마커를 이용한 리턴 손실 (dB) 측정
주파수 셋업
다음과 같은 순서로 스펙트럼 분석기의 주파수 범위를 설정할 수 있다.
전면 패널의 FREQ 키를 누른다.
소프트 키 #2(Start)를 누르고 숫자 키패드를 이용해 시작 주파수를 입력하고 해당 단위(GHz, MHz, kHz, Hz) 키를 눌러 값을 입력한다. 표 1 및 표 2에 따라서 입력 및 출력 포트의 주파수 범위가 그림 2에서와 같이 860kHz에서 시작한다.
그림 2. 시작 주파수를 860kHz로 설정
소프트 키 #3(Stop)을 누르고 숫자 키패드를 이용해 정지 주파수를 입력하고 해당 단위(GHz, MHz, kHz, Hz) 키를 눌러 값을 입력한다. 표 1 및 표 2에 따라서 입력 및 출력 포트의 주파수 범위가 그림 3에서처럼 51.55MHz에서 끝난다.
그림 3. 정지 주파수를 51.55MHz로 설정
나머지 설정은 디폴트 상태로 둔다.
레퍼런스 레벨 셋업
다음과 같은 순서로 스펙트럼 분석기의 레퍼런스 레벨을 구성할 수 있다.
전면 패널의 LEVEL 키를 누른다.
소프트 키 #2(ATT)를 누르고 AUTO가 선택되지 않았으면 AUTO를 선택한다.
프트 키 #3(dB/div)을 눌러서 dB/div 디스플레이 타입을 선택한다. 그림 4에서처럼 소프트 키 #1(10dB/div)을 원하는 dB/div 비율로 선택하고 RETURN 키를 누른다.
그림 4. 10dB/div를 원하는 dB/div 비율로 선택
소프트 키 #5(Units)를 누르고 그림 5에서처럼 소프트 키 #1(dBm)을 원하는 디스플레이 단위로 선택하고 RETURN 키를 누른다.
그림 5. dBm을 원하는 디스플레이 단위로 선택
소프트 키 #1(Ref Level)을 누르고 숫자 키패드를 이용해 원하는 레벨을 입력한다. 데이터 놉(data knob)을 이용해 원하는 레벨을 선택할 수도 있다. 여기서는 리턴 손실을 측정하기 위해 0.1dBm을 선택했다.
나머지 설정은 디폴트 상태로 둔다.
대역폭, 스윕, 트리거 제어 셋업
다음과 같은 순서로 스펙트럼 분석기의 대역폭, 스윕, 트리거 제어를 선택할 수 있다.
전면 CONTROL 패널의 BW 키를 누른다.
소프트 키 #7(Auto All)을 눌러 해상도와 비디오 대역폭을 자동으로 설정한다.
전면 CONTROL 패널의 SWEEP 키를 누른다.
소프트 키 #2(Auto All)를 눌러서 sweep 시간을 자동으로 설정한다.
소프트 키 #6(Gated Sweep)을 누르고 OFF가 선택되지 않았으면 OFF를 선택한다.
소프트 키 #7(Ext Gate In)을 누르고 OFF가 선택되지 않았으면 OFF를 선택한다.
전면 CONTROL 패널의 TRIG 키를 누른다.
소프트 키 #1(Trig Source)을 누르고 Free Run이 선택되지 않았으면 Free Run을 선택한다. RETURN 키를 누른다.
나머지 설정은 디폴트 상태로 둔다.
추적 발생기 셋업
다음과 같은 순서로 스펙트럼 분석기의 추적 발생기 출력을 구성할 수 있다.
전면 패널의 TG 키를 누른다.
소프트 키 #1(TG Level)을 누르고 숫자 키패드를 이용해 원하는 출력 신호 레벨을 입력하고 해당 단위(+dBm 또는 -dBm) 키를 눌러 값을 입력한다. 데이터 놉을 이용해 출력 신호 레벨을 조절할 수도 있다. 여기서는 리턴 손실을 측정하기 위해 0.0dBm을 이용했다.
소프트 키 #4(Ref Line)를 누르고 입력 신호 정규화(normalize)에 이용할 레퍼런스 라인 레벨을 설정한다. 숫자 키패드를 이용해 원하는 레퍼런스 라인 레벨을 입력하고 해당 단위(+dBm 또는 -dBm) 키를 눌러 값을 입력한다. 데이터 놉을 이용해 출력 신호 레벨을 조절할 수도 있다. 여기서는 리턴 손실을 측정하기 위해 -20dBm을 이용했다.
소프트 키 #3(Norm Corr)을 누르고 OFF가 선택되지 않았으면 OFF를 선택한다. 정규화 기능을 이용하지 않으면 다음 단계에서 새로운 수정 데이터를 저장할 수 있다.
소프트 키 #2(Execute Normalize)를 눌러서 수정 데이터를 저장하고 레퍼런스 라인 레벨에 대해 입력 신호를 정규화한다.
나머지 설정은 디폴트 상태로 둔다.
트레이스 제어 셋업
다음과 같은 순서로 스펙트럼 분석기의 추적 발생기 출력을 구성할 수 있다.
전면 CONTROL 패널의 TRACE 키를 누른다.
소프트 키 #1(Write A)을 눌러서 입력 신호 트레이스를 표시한다.
소프트 키 #5(Detector)를 누르고 원하는 신호 트레이스 검출 기법을 선택한다(Normal, Posi, Negi, Sample). Normal은 양 및 음의 피크 값을 모두 표시한다. Posi는 양의 피크 값을 표시한다. Negi는 음의 피크 값을 표시한다. Sample은 현재 신호 트레이스를 표시한다. 리턴 손실을 측정하기 위해서는 그림 6에서처럼 소프트 키 #4(Sample) 기법을 사용한다. RETURN 키를 누른다.
그림 6. Sample 기법을 선택해 현재 신호 트레이스 표시
소프트 키 #7(1/2, more)을 눌러서 다음 소프트 키 셋을 표시한다. 소프트 키 #1(AVG A)를 눌러서 이 셋을 ON 모드로 전환한다. RETURN 키를 누른다. 소프트 키 #7(2/2, more)을 눌러서 원래 소프트 키 셋으로 돌아간다.
나머지 설정은 디폴트 상태로 둔다.
dBm 단위로 리턴 손실 측정
전면 MARKER 패널의 MEAS 키를 누른다.
그림 7에서처럼 소프트 키 #1(Noise/Hz)을 누른다.
그림 7. 리턴 손실 측정 셋업을 위해 Noise/Hz 선택
소프트 키 #1(dBm/Hz)을 누른다.
그림 8. 리턴 손실 측정 셋업을 위해 dBm/Hz 선택
그림 8에서처럼 소프트 키 #7(Noise/Hz OFF)을 누른다.
브리지로 75Ω 터미네이션을 연결하고 dB을 측정한다.
그림 9. 75Ω 터미네이션을 이용한 리턴 손실
전면 MARKER 패널의 MKR 키를 누른다. 그리고 그림 9에서처럼 데이터 놉을 이용해 해당 주파수로 이동해서 그 주파수에서의 리턴 손실을 측정한다.
이제는 DUT(device under test)를 브리지로 연결하고 데이터 놉을 이용해 해당 주파수로 이동한다. 여기서는 리턴 손실을 860kHz, 1.720MHz, 34.3680MHz, 51.55MHz에서 dB로 측정한다. 데이터 놉을 이용해 이들 주파수의 하나로 이동한다. 또한 사용자가 데이터 놉을 이용해 원하는 주파수로 이동해서 그 주파수에서의 dB를 측정할 수 있다.
다운로드, PDF 형식
