Hochfrequenztechnik

Up-Converter mit 3 Kanälen

Der für Laboranwendungen entwickelte Frequenzumsetzer beziehungsweise Up-Converter verfügt über 3 unabhängige Kanäle und setzt eine Eingangsfrequenz von 70 MHz auf 230 MHz hoch. Es kann die interne oder eine externe 10 MHz Referenzquelle für den  Lokaloszillator (LO) verwendet werden.

Die Frequenz des LO (300 MHz) wird an einem separaten Test-Ausgang zur Verfügung gestellt. Das Gerät ist in Modultechnik in einem ansprechenden 19-Zoll-Rack-Gehäuse mit 1 HE integriert.

Kurzinfo:

• Up-Converter von 70 MHz auf 230 MHz

• 3 Kanäle

• Interne oder externe Referenzquelle verwendbar

• Test-Ausgang für LO-Signal

• 19 Zoll, 1 HE Rack-Gehäuse

Transceiver-Modul für das 868-MHz-ISM-Band

Das ISM-Band-Transceiver-Modul TM868V4 unterstützt die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) und Metering-Applikationen. Hierbei können digital vorliegende Daten mit niedriger Datenrate über größere Distanzen übertragen werden. Das Modul basiert auf dem Single-Chip-Transceiver ADF7020 von Analog Devices.

Als Modulationsarten stehen FSK, GFSK und ASK/OOK zur Verfügung. Die maximale Ausgangsleistung beträgt +11 dBm, die Eingangsempfindlichkeit liegt bei -109 dBm (9.6 kBit/s FSK).

Auf dem Modul ist ein HF-Schalter für die Umschaltung zwischen Sende- und Empfangszweig (Rx/Tx) integriert, das Schaltsignal ist herausgeführt. Hierdurch kann optional eine externe Endstufe an das Transceiver-Modul angeschlossen werden, um noch höhere Ausgangs- leistungen zu erreichen.

Das Transceiver-Modul nutzt für den Sendezweig ein LC-Filter und für den Empfangszweig ein SAWFilter, um eine höhere Ausgangsleistung durch geringere Einfügedämpfung bei gleich-zeitiger sehr guter Störsignalunterdrückung zu erreichen.

Das Modul bietet die Möglichkeit, durch die Bestückung entsprechender Lötbrücken entweder direkt mit einer Spannungsversorgung von 2.7 bis 3.3 Volt oder, bei Nutzung des vorgesehenen Spannungswandlers, mit einer Spannungsversorgung zwischen 3.5 und 12 Volt zu arbeiten.

Die Steuerung des Transceivers erfolgt über einen 3-Draht-Bus (SPI), das digitale Eingangs- und Ausgangssignal ist getrennt herausgeführt.

Kurzinfo:

• 868 MHz ISM-Band

• Eingangsempfindlichkeit -109 dBm (9.6 kBit/s FSK)

• Ausgangsleistung +11 dBm

• Integrierter Rx-/Tx-Umschalter

• Weiter Versorgungsspannungsbereich von 2.7 V – 12 V

Ausbreitungsbedingungen und Link-Budget Kalkulation für Metering-Applikationen (Studie)

Für eine Metering-Applikation wurden die notwendigen Planungsgrundlagen und

Charakterisierungswerkzeuge geschaffen. Mit der Applikation gelingt es, Verbrauchszähler in Wohnungen per Funk auszulesen, ohne die Wohnung betreten zu müssen.

Kurzinfo:

• Frequenznutzungen in den 433 MHz und 868 MHz ISM-Bändern

• Vergleichende Betrachtung von Modulationsarten

• Link-Budget und Link-Verfügbarkeit

• Systemparameter-Abhängigkeiten für Funksysteme

• Entwurf eines synchronen selbstorganisierenden Netzwerks

Gefahrgut-Telemetrie (Machbarkeitsstudie)

Für die Überwachung von Gefahrgütern während des Transports wurde ein Telemetrie-system in einen Gefahrgut-Container (Sender mit Sensorik) und eine Lkw-Zugmaschine (portabler Empfänger mit Grafikdisplay) integriert.

Kurzinfo:

• Gefahrgutüberwachung

• Zustandsinformationen für Fahrer beziehungsweise Führer von Lkw, Zug oder Schiff

 

Phasen- und Verstärkungsmessgerät mit Phasenmodulator/Demodulator und Phasenschieber

Das Phasen- und Verstärkungsmessgerät eignet sich zur Messung von Phasen- und

Amplitudenverzerrungen bei der Übertragung von I/Q-modulierten Datensignalen und besteht aus 5 voneinander unabhängigen Modulen. Durch die Möglichkeit der freien Kombination der verschiedenen Module sind vielfältige Messaufgaben lösbar.

Kurzinfo:

• Power-Splitter

• QPSK-Modulator

• Phasenschieber

• Phasen- und Amplitudendifferenzdetektor

• QPSK-Demodulator

13.56 MHz / 150 W Leistungssender zum Aufsprengen von Metallkapseln

Der Leistungssender für das 13.56-MHZ-ISM-Band erzeugt zusammen mit einer Handantenne ein starkes magnetisches Wechselfeld innerhalb der Antenne. Dieses wird für das Aufsprengen von quecksilbergefüllten Metallkapseln mittels Induktion benötigt. Die Metallkapseln sind wiederum Teil einer Elektrode in Neon-Röhren für Reklametafeln und Werbeschriftzüge.

Diese Art der Quecksilber-Freisetzung hat mehrere Vorteile:

• Die Handhabung von „offenem“ Quecksilber mit den entsprechenden Umwelt- und

Gesundheitsrisiken bei der Produktion entfällt.

• Keine Kontamination der Arbeitsgeräte mit Quecksilber; das bedeutet weniger Wartungs-

und Reinigungsaufwand.

• Größere Reinheit des eingebrachten Quecksilbers, da ein Kontakt mit der Umgebungsluft

verhindert wird.

• Durch die Verdampfung des Quecksilbers ist eine bessere Verteilung des Quecksilbers in

der Neonröhre gegeben. Häufig musste das Quecksilber bisher durch Schütteln in der Röhre verteilt werden.

• Durch die größere Reinheit des Quecksilbers und eine exaktere Dosierung kann die

notwendige Menge Quecksilber um ca. 80% reduziert werden, ohne die Leuchtkraft und Lebensdauer der Neonröhre negativ zu beeinflussen. Allein in Deutschland ließen sich damit ca. 450 kg Quecksilber pro Jahr einsparen.

Der HF-Leistungssender und die Handantenne wurden von IFN zur Serienreife entwickelt. Die Betreuung der Serienproduktion der Geräte und die notwendigen Tests und Abgleicharbeiten sowie Qualitätskontrolle erfolgen ebenfalls durch IFN.

Kurzinfo:

• Starkes magnetisches Wechselfeld im Inneren der Handantenne

• Schnelles Aufsprengen quecksilberhaltiger Metallkapseln zur Aktivierung von Neon-Röhren

FSK-/OOK-Transceiver-Modul für die ISM-Bänder 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz und 915 MHz

Mit dem ISM-Band-Transceiver-Modul TM433/868V2 können Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) und Metering-Applikationen abgedeckt werden. Dieses Modul war das Vorläufermodell des weiter oben beschriebenen TM868V4. Der FSK-/OOK-Transceiver ist ein OEM-Telemetriesystem zur Übertragung von digitalen (Biphase) Datensignalen.

Das System arbeitet im Halbduplexbetrieb und erreicht eine Datenübertragungsrate bis 40 kBit/s. Die Sendeleistung kann adaptiv an die Empfangsfeldstärke angepasst werden. Das garantiert auch in stark frequentierten Verkehrskreisen eine hohe Datendurchsatzrate für alle Systeme und reduziert die abgestrahlte Leistung auf ein Minimum.

Der Transceiver verfügt serienmäßig über einen Diversity-Switch und zwei Antennen-anschlüsse, um Störungen durch Reflexionen oder Auslöschungen (zum Beispiel im mobilen Einsatz) zu vermeiden. Ein RSSI-Signal und der Lock-Status der PLL werden auf gesonderten Ausgängen zur Verfügung gestellt.

Das System kann für den Einsatz in den ISM-Bändern bei 315 MHz (USA, Japan), 433 MHz, 868 MHz und 915 MHz (USA) konfiguriert werden.

Der Transceiver steht auch als Version mit interner Antenne ohne Diversity zur Verfügung.

Kurzinfo:

• Konfigurierbar für die ISM-Bänder 315 MHz (USA, J), 433 MHz (EU), 868 MHz (EU),

915 MHz (USA)

• Mit Diversity-Switch oder integrierter Antenne

• Datenübertragungsrate bis 40 kBit/s

 

HF-Leistungsverstärker für ein NIR-Spektrometer

Der regelbare HF-Leistungsverstärker steuert ein AOTF (Acousto Optic Tunable Filter) an und ist Teil eines NIR-Spektrometers. Das Gerät wurde in Zusammenarbeit mit dem Ingenieur-büro Herwig Marschelke (Software) entwickelt.

Ein akustisch einstellbares optisches Filter besteht im Wesentlichen aus einem lichtdurch-lässigen Kristall. An den Seitenflächen sind piezoelektrische Elemente angebracht, die sich bei Anregung mit elektromagnetischen Wellen verformen und dadurch das Kristallgitter in seiner Anordnung beeinflussen. Durch diese Komprimierung oder Dehnung des Kristall-gitters ist eine exakte Filterung möglich, so dass nur Licht einer bestimmten Wellenlänge durchgelassen wird.

Die Schwierigkeit bei der Ansteuerung eines AOTFs besteht in den extremen und komplexen

Impedanzschwankungen der piezoelektrischen Elemente über den verwendeten

Ansteuerfrequenzbereich. Im konkreten Fall lag die Impedanz zwischen 5 Ohm und 350 Ohm in einem Frequenzbereich zwischen 30 MHz und 140 MHz. Der Leistungsverstärker war daher so gestaltet, dass er unempfindlich gegenüber Laständerungen ist. Die Ausgangs-leistung musste frequenzabhängig so angepasst werden, dass die Wirkleistung im AOTF stets konstant blieb.

Kurzinfo:

• Leistungsverstärker unempfindlich gegenüber Fehlanpassung

• Stabiler Betrieb des Verstärkers von 30 bis 140 MHz in einem Impedanzbereich von 5

bis 350 Ohm

• Konstante Wirkleistung im AOTF durch Verstärkungsregelung

HF-Frontend für eine PC-Einsteckkarte mit DiSEqC-Funktionalität zum Empfang
von Sat-TV

Die auf einem Single-Chip Tuner basierende PC-Einsteckkarte dient dem Empfang von Satelliten-TV und verfügt zusätzlich über DisEqC-Funktionalität, um die Sat-Komponenten
zu steuern.

Kurzinfo:

• Single-Chip-Tuner

• DisEqC-Funktionalität