位相雑音アナライザ/ VCOテスタ『R&S®FSPN』

R&S®FSPN 位相雑音アナライザ year / VCOテスタ 優れた感度と高速測定の両立 Product Brochure Version 01.00

概要 R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタは、絶対的な信頼性を確 保できる非常に高い感度と度量衡確度を備えています。レーダーや 衛星アプリケーションのシンセサイザー、VCO、OCXO、DROなど、安定 度の高い信号源の位相雑音を測定可能です。 R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタは、ラボから製造 R&S®FSPNは低ノイズの局部発振器を内蔵しているため、市販 に至るまで、要求の厳しい測定に対応するために必要なすべて されているあらゆるシンセサイザーおよび発振器を追加オプシ を備えています。 ョンの購入なしで測定することができます。 測定速度が高速で使いやすいため、効率的な位相雑音解析に R&S®FSPNとR&S®FSWPの間のSCPI互換性を有し、研究開発 最適で、研究開発と製造ラインの両方でご利用いただけます。 から製造へと素早く移行することができます。内蔵SCPIレコー ダーを使用すれば、ユーザーインタフェースからテスト自動化 スクリプトを直接、容易に生成することができます。 R&S®FSPNの正面図。 2

主な特長 利点 ► 周波数レンジ：1 MHz～8 GHz/26.5 GHz 限界まで高められた測定速度 ► ベースユニットに搭載されたデュアルシンセ ► 4ページ サイザーと相互相関により、非常に高感度な 位相雑音測定を実現（代表値、－163 dBc（1 SCPIレコーダー – 開発から製造への移 Hz）、キャリア周波数1 GHz、オフセット10 行 kHz） ► 5ページ ► VCOの自動特性評価のための超低雑音内蔵 最高感度の位相雑音測定 DC電源 ► 6ページ ► ハードウェア実装のリアルタイム相互相関機 最速のVCO特性評価 能により高速な測定速度を実現 ► 8ページ ► 位相雑音と振幅雑音の同時測定 過渡応答解析 ► SCPIレコーダーによる自動測定／テストシー ► 10ページ ケンスの迅速なセットアップ R&S®FSPNの背面。LAN、USB、IEEE-48（8 GPIB）など、すべてのリモート制御用インタフェースを装備。 Rohde & Schwarz R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ 3

限界まで高められた 測定速度 製造における時間短縮と測定スループットの向上 デバイスの開発をスピードアップ 速度は特に製造においてきわめて重要です。DROやOCXOな ローデ・シュワルツの測定器を使用すれば、短い測定時間で迅 どの高感度発振器を測定する場合、R&S®FSPNの位相雑音感 速に結果を取得できるので、信号源の開発と最適化を短時間 度に必要な相関数は、利用可能な別のソリューションの100分 で行うことができます。R&S®FSPNでは、OCXOやDROなどの の1です。これにより、測定時間の短縮と測定スループットの向 ハイエンド信号源の位相雑音トレースがわずか数秒で表示さ 上が可能になり、製造ラインの2つのコアなパラメータを改善 れます。 することができます。 最先端のハードウェアが採用されており、高速なプロセッサと FPGAにより瞬時にデータの処理と解析を行うことができます。 高品質の内蔵信号源により、位相雑音測定に必要な相関数を 削減しています。 4

SCPIレコーダー – 開発から製造へ の移行 テスト自動化スクリプトをユーザーインタフェースから直 設定の変更、ボタンの押下、データの問い合わせのためのSCPI 接作成 コマンドを表示して、現在のSCPIコマンドリストに手作業で追 SCPIコマンドは人間が読み取ることのできる、制御ソフトウェ 加することができます。SCPIレコーダーを有効にすれば、ユー アと電子計測器間の通信です。ユーザーは、SCPIコマンドを使 ザーと測定器間のすべてのやりとりをSCPIコマンドに自動変 用してデバイスを完全に設定することができます。オペレータ 換することもできます。測定器のファームウェアは、プレーンな ーの制御による測定から自動テストへの移行を簡素化するた コマンドリストや、Matlab®、Python、C#などのさまざまな言語 めに、R&S®FSPNはSCPIスクリプトの自動生成をサポートして ですぐに使用できるスクリプトのエクスポートをサポートしてい います。 ます。 プレーンなSCPIの表示とエクスポート。 完全な機能プログラムも表示可能です。 あらゆる動作、ボタン、トレースの問い合わせのためのSCPIコマンドを手動で表示できます。詳細な情報を確認して、 コマンドを記録に追加することができます。 Rohde & Schwarz R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ 5

最高感度の位相雑音測定 相互相関による位相雑音感度の向上 複数の測定結果をパラレルに表示 R&S®FSPN ベースユニットには相互相関機能が搭載されてお R&S®FSPNは、振幅雑音と位相雑音を同時に測定して、両方の り、内部のハイエンド信号源の位相雑音よりもさらに低い、超 測定結果を共通ダイアグラムや個別ウィンドウに表示すること 低位相雑音を有する信号源を測定できます。この機能により、 ができます。 次のような向上が期待できます。 ???? = 5 ⋅ ??????(??) 信号源の測定に必要になる相関の数を把握するのが困難な場 合があります。このために、トレースの下にグレーの領域が表示 ► ΔL：相互相関による位相雑音感度の向上（単位：dB） され、選択した相関数で実現可能な感度レベルと相互相関利 ► n：相関／平均の回数 得を推定することができます。 R&S®FSPNを使用すれば、わずか数回の相互相関で、非常に高 品質な発振器を測定できます。これにより、製造環境に不可欠 な測定時間の短縮が可能になります。相関の数を10倍に増や すと、R&S®FSPNの固有位相雑音は5 dB低下します。 位相雑音感度（代表値、相関係数＝1、信号レベル＝10 dBm） –30 26 GHz –40 16 GHz –50 10 GHz 7 GHz –60 3 GHz –70 1 GHz 100 MHz –80 10 MHz –90 –100 –110 –120 –130 –140 –150 –160 –170 –180 –190 1 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz 100 MHz Frequency offset from carrier 6 SSB phase noise in dBc (1 Hz)

アラン分散の測定 このパラメータは、周波数ドメインに表示される位相雑音と異 発振器の長期的な周波数安定度を評価するには、一定のタイ なり、通常は時間軸上でプロットされます。アラン分散（偏移） ムインターバルで周波数のタイムドメイン測定を行い、測定値 は、衛星ナビゲーションシステムに使用されているような安定 の偏移を計算します。このような偏移はアラン分散と呼ばれま 度の高い信号源を評価する際に特に重要です。 す。R&S®FSPNは位相雑音のアラン分散を計算し、相互相関を 適用してスプリアスを抑制します。 R&S®FSPNは、位相雑音と振幅雑音を同時に測定できます。 トレースの下にあるグレーの領域は、R&S®FSPNの相関利得を示しています。 R&S®FSPNは、位相雑音測定に基づいてアラン分散を計算します（上のウィンドウ）。 例えば、100 mHz～10 MHzのオフセット範囲は、100 ns～10 sのタイムドメイン表示に対応します。 Rohde & Schwarz R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ 7

最速のVCO特性評価 R&S®FSPNは、低雑音のDC信号源を内蔵しているので、さまざ 高調波抑圧測定 まなチューニング電圧や電源電圧で電圧制御発振器（VCO）の 多くのVCOメーカーが抱える問題の1つは、システムに干渉 位相雑音を測定することができます。チューニング電圧や電源 を発生させる可能性のある高調波を抑圧しようとする試みで 電圧の変化に伴うVCOの特性評価を高速に完了することがで す。R&S®FSPNは、チューニング電圧に対する高次VCO高調波 きます。以下のパラメータが瞬時に提供されます。 パワーを測定することができます。 ► 周波数対電圧 ► 感度対電圧 ► 出力パワー対電圧 ► 電流ドレイン対電圧 ► 出力パワー対周波数 内蔵DC電源の仕様 電源電圧 0 V～16 V 最大電流ロード 2000 mA チューニング電圧 －10 V～＋28 V 最大電流ロード 20 mA 典型的なVCO測定。周波数、パワー、感度、電流消費などの重要パラメータがチューニング電圧に対して測定されま す。 8

チューニング電圧の拡張機能 R&S®FSPNは、チューニング電圧に対してさまざまなオフセッ VCO位相雑音が周波数によるものなのか（予測どおり）、ある ト周波数での位相雑音を自動的に表示することができます。 いは、特定の周波数での干渉から生じる追加ノイズによるもの なのかを検証することは、コンポーネント開発における一般的 な作業です。これは、位相雑音をチューニング電圧の全範囲で 測定して初めて確認することができます。 チューニング電圧に対するVCOの位相雑音（オフセット周波数1 kHz、10 kHz、100 kHz、1 MHz、10 MHz）。 チューニング電圧に対する高次高調波のパワーと基本波（黄色のライン）の比較表示。 Rohde & Schwarz R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ 9

過渡応答解析 最大8 GHzの広帯域解析により、タイムドメインでの周波 トリガ機能による再現性の高い測定 数および位相測定が可能 過渡応答を詳細に検証するには、トリガを使用して比較可能な 周波数アジャイルなシステムを設計するときには、シンセサイ 再現性の高い測定結果を取得する必要があります。外部トリガ ザーと信号源の詳細な特性評価が不可欠です。設計プロセス やパワートリガに加えて、ユーザーは周波数上で過渡解析にト には、タイムドメインでの広帯域周波数測定と位相測定（過渡 リガをかけることができます。 応答解析）が含まれます。 使用可能なトリガは以下のとおりです。 R&S®FSPNでは最大8 GHzの帯域幅を利用して、スイッチング ► 外部トリガ 電源、シンセサイザーの周波数ホッピングおよび周波数ランプ ► I/Qパワー を詳細に評価できます。 ► 外部パワーセンサ ► 周波数 R&S®FSPNは、広帯域解析だけでなく40 MHzまでの狭帯域解 析も可能です。これにより、PLLの過渡応答を詳細に検証するこ とができます。 すべてのトレースの残光表示を使用して、パラメータのバラツ キの度合いや、外れ値があるかどうかを推定できます。 残光表示モードでのシンセサイザーの過渡応答。赤い水平線は周波数トリガのしきい値、垂直線はトリガオフセッ トを表します。明るい黄色のトレースは現在の測定、暗い黄色のトレースは過去のすべての測定を表します。 10

FMCWチャープのリニアリティー解析 セトリング時間の自動測定 過渡解析により、周波数ドメインでのリニアチャープ信号の動 トリガイベントの後、R&S®FSPNは、シンセサイザーが定義さ 作の偏移を詳細に解析することができます。 れた許容範囲内に収まるために必要なセトリング時間を自動 測定します。 R&S®FSPNは、基準ライン（時間軸で2つのユーザー定義ポイン トを結ぶ計算された連続ライン）を挿入します。基準ラインは、 ユーザーは要件に応じて許容範囲を定義することができ、結果 ユーザーがタッチスクリーン上で容易に設定することができま を画面上に表示することができます。リミットラインやデルタマ す。測定された周波数偏差がリニアな基準ラインに対してどこ ーカー機能を使用した複雑な設定は不要です。 にあるのかを表示するために、追加ウィンドウを使用すること ができます。 FMCWチャープのリニアリティー 解析。 左：ピンクの基準ラインが見られま す。右：リニア動作からの周波数の ずれが表示されます。 シンセサイザーの周波数が特定の 許容範囲に収まるまでのセトリン グ時間。 Rohde & Schwarz R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ 11

主な仕様 ベースユニット 周波数レンジ、RF入力 位相雑音測定、振幅雑音測定 R&S®FSPN8 1 MHz～8 GHz R&S®FSPN26 1 MHz～26.5 GHz 位相雑音測定 SSB位相雑音、スプリアス信号、統合RMS位相偏差、 測定結果 残留FM、AM雑音、タイムジッタ、RMSジッタ、周期 ジッタ オフセット周波数レンジ キャリア周波数≦ （最大入力周波数 – 1 GHz） 1 μHz～(最大入力周波数－キャリア周波数) キャリア周波数≧ （最大入力周波数 – 1 GHz） 1 µHz～1 GHz 振幅雑音測定 オフセット周波数レンジ 入力信号≦100 MHz 1 µHz～キャリア周波数の40 % 入力信号＞100 MHz 1 µHz～40 MHz 位相雑音感度（dBc、1 Hz）1) 2) RF入力周波数 搬送波からのオフセット周波数 1 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz 10 MHz (–115) (–140) –140 (–146) –158 (–164) –170 (–176) –170 (–176) –170 (–176) 100 MHz (–95) (–120) –133 (–139) –157 (–163) –167 (–173) –170 (–176) –172 (–178) –172 (–178) 1 GHz (–75) (–102) –113 (–119) –142 (–148) –157 (–163) –160 (–166) –167 (–173) –168 (–174) 3 GHz (–65) (–92) –103 (–109) –132 (–138) –147 (–153) –150 (–156) –160 (–166) –168 (–174) 7 GHz (–58) (–85) –96 (–102) –125 (–131) –140 (–146) –143 (–149) –153 (–159) –168 (–174) 10 GHz (–55) (–82) –93 (–99) –122 (–128) –137 (–143) –140 (–146) –150 (–156) –168 (–174) 16 GHz (–51) (–78) –89 (–95) –118 (–124) –133 (–139) –136 (–142) –146 (–152) –165 (–171) 26 GHz (–47) (–74) –85 (–91) –114 (–120) –129 (–135) –132 (–138) –142 (–148) –161 (–167) AM雑音感度（dBc、1 Hz）1) 2) RF入力周波数 搬送波からのオフセット周波数 1 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz 30 MHz 100 MHz≦f≦1 GHz –102 (–108) –117 (–123) –132 (–138) –147 (–153) –155 (–161) –165 (–171) –165 (–171) –165 (–171) –165 (–171) 1 GHz＜f≦12 GHz –97 (–103) –112 (–118) –127 (–133) –142 (–148) –152 (–158) –160 (–166) –165 (–171) –165 (–171) –165 (–171) 12 GHz＜f≦18 GHz –87 (–93) –102 (–108) –117 (–123) –132 (–138) –147 (–153) –160 (–166) –165 (–171) –165 (–171) –165 (–171) f＞18 GHz –77 (–83) –92 (–98) –107 (–113) –122 (–128) –137 (–143) –150 (–156) –160 (–166) –165 (–171) –165 (–171) 相関数による雑音感度の向上 相関数 10 100 1000 10,000 向上 5 dB 10 dB 15 dB 20 dB 1） スタートオフセット＝＝1 Hz、相関係数＝1、括弧内の数字は代表値（dBc、1 Hz）。 2） 信号レベル≧＋10 dBm。信号レベル＜＋10 dBmの場合は、AM雑音感度は－177 dBm（1 Hz）の熱ノイズフロアにより制限されます。 常に最新の状態を維持 ファームウェアは、USBメモリまたはLANポートを使用してアップデートできます。 次のURLから無料のファームウェアアップデートツールをダウンロードできます。www.rohde-schwarz.com Rohde & Schwarz R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ 12

オーダー情報 品名 タイプ オーダー番号 位相雑音アナライザ/VCOテスタ、1 MHz～8 GHz R&S®FSPN8 1322.8003.07 位相雑音アナライザ/VCOテスタ、1 MHz～26.5 GHz R&S®FSPN26 1322.8003.25 保証 ベースユニット 3年 その他の品目 1) 1年 サービスオプション 延長保証、1年 R&S®WE1 延長保証、2年 R&S®WE2 校正サービス付き延長保証、1年 R&S®CW1 お近くのローデ・シュワルツの営業所に 校正サービス付き延長保証、2年 R&S®CW2 お問い合わせください。 認定校正サービス付き延長保証、1年 R&S®AW1 認定校正サービス付き延長保証、2年 R&S®AW2 1) 搭載オプションには、本体保証の残りの期間が適用されます（期間が1年を超える場合）。例外：バッテリーはすべて1年保証です。 Rohde & Schwarz R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ 13

ローデ・シュワルツ ローデ・シュワルツのサービス ローデ・シュワルツはテクノロジーグループとして、電子計測、 安心してお任せください！ テクノロジーシステム、ネットワーク／サイバーセキュリティの ► 世界に広がるサービス網 分野の最先端ソリューションを提供することで、安全でつなが ► 各地域に即した独自性 ► 個別の要望に応える柔軟性 り合った世界の実現を先導する役割を果たしています。創業か ► 妥協のない品質 ら85年を超えるこのグループは、全世界の産業界と政府機関 ► 長期信頼性 のお客様にとっての信頼できるパートナーです。本社をドイツの ミュンヘンに構え、独立した企業として、70か国以上で独自の 販売／サービスネットワークを展開しています。 www.rohde-schwarz.com/jp 永続性のある製品設計 ► 環境適合性と環境負荷の低減 ► 高エネルギー効率と低排出ガス ► 長寿命かつ所有コストの最適化 Certified Quality Management Certified Environmental Management ISO 9001 ISO 14001 ローデ・シュワルツ トレーニング www.training.rohde-schwarz.com ローデ・シュワルツ カスタマーサポート www.rohde-schwarz.com/support R&S® は、ドイツRohde & Schwarz の商標または登録商標です。 掲載されている記事・図表などの無断転載を禁止します。 PD 3683.7925.16 | Version 01.00 | 5月 2023 (mt) R&S®FSPN 位相雑音アナライザ/VCOテスタ おことわりなしに掲載内容の一部を変更させていただくことがあります。 あらかじめご了承ください。 © 2023 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG | 81671 Munich, Germany 3683.7925.16 01.00 PDP/PDW 1 ja 3683792516