45066/1. Actualités de Rohde&Schwarz N o 194 (2007/III)

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1 RADIODIFFUSION Générateurs de signaux 45066/1 44

2 Testeur de broadcast R&S SFE Générateur de signaux compact pour tous les standards de diffusion actuels Codage multistandard en temps réel, source en bande de base intégrée, très bonnes caractéristiques RF le tout dans un boîtier compact avec une interface utilisateur graphique conviviale : le nouveau testeur de broadcast R&S SFE offre toutes les fonctions essentielles d un générateur de signaux broadcast moderne à un prix attractif. Fig. 1 Le R&S SFE génère tous les signaux pour télévision terrestre analogique ou numérique, TV satellite et TV mobile ou radio numérique. Générateurs de signaux pour équipements radio et TV modernes L arrivée de la télévision numérique a déclenché un boom dans l électronique grand public. De plus en plus de produits innovants apparaissent sur le marché du téléviseur LCD HD-ready avec récepteur DVB-T / DVB-C intégré jusqu au Media Player et téléphones portables avec TV, en passant par les cartes PCMCIA et clés USB dont le développement nécessite des générateurs de signaux spécialement optimisés. Avec les générateurs de signaux broadcast haut de gamme R&S SFQ et R&S SFU, Rohde & Schwarz rencontre depuis de nombreuses années un grand succès dans ce segment de marché ; mais les récepteurs TV numériques High-Tech exotiques devenant des produits de masse, les exigences des concepteurs de modules et d appareils évoluent également en matière de générateurs de signaux. En plus des systèmes de test haut de gamme pour le développement, des appareils plus simples et d un prix avantageux utilisables en laboratoire mais également en assurance qualité, service et production s imposent de plus en plus. Rohde & Schwarz prend en compte cette évolution avec un nouveau générateur de signaux pour standards de diffusion le testeur de broadcast R&S SFE (fig. 1), générateur multistandard compact et à la fois performant et d un prix très intéressant. Bien qu il soit doté de moins de fonctions et d un plus petit boîtier, le concept réussi de l appareil haut de gamme R&S SFU a largement été préservé. De nombreux standards une seule source de signaux En télévision analogique, il existe une multiplicité de différents procédés de transmission. En dehors des trois systèmes couleur PAL, NTSC et SECAM, une série de standards comme B/G, D/K, I, M/N et L/L sont utilisés. La combinaison des différents systèmes de transmission de son accentue encore cette diversité. Fig. 2 Vue d ensemble des standards de diffusion numériques les plus importants Transmission Norme Europe Amérique du Nord Amérique du Sud Asie Australie Afrique DVB-T TV terrestre ATSC / 8VSB ISDB-T DTMB DVB-C TV par câble J.83B ISDB-C DVB-S TV satellite DVB-S2 DirecTV DVB-H T-DMB TV mobile ISDB-T 1 seg DMB-TH MediaFLO DAB Radio DRM ISDB-Tsb 45

3 RADIODIFFUSION Générateurs de signaux Ceux qui pensaient que l introduction de la télévision numérique apporterait une simplification assistent aujourd hui à une réalité bien différente : il existe non seulement des procédés de transmission différents pour satellite, câble, télévision terrestre et TV mobile pour des raisons techniques, mais aussi des normes en partie complètement différentes selon les pays (fig. 2). Les fabricants de modules et d appareils qui produisent pour le marché mondial sont en effet confrontés au problème de devoir mettre à disposition une multiplicité de différents signaux de test, aussi bien en développement qu en production. La solution réside dans les générateurs de signaux multistandard comme le nouveau testeur de broadcast R&S SFE qui est doté d une plateforme matérielle universelle performante pour le traitement du signal en bande de base, lequel peut être commuté entre les différentes normes de transmission grâce au changement du firmware FPGA. La figure 3 montre trois spectres typiques de signaux TV générés par le R&S SFE. Le codage du signal en bande de base intervient en temps réel, permettant la transmission de séquences vidéo de toute longueur, sans interruption. Des paramètres de modulation, tels que constellation, mode FFT et débit de code, sont réglables indépendamment du train de transport à transmettre. De cette façon, l utilisateur peut non seulement commuter rapidement et simplement entre différents standards de transmission mais aussi choisir toutes les versions imaginables d un standard. De la FI jusqu à la bande S : l important c est la RF Aussi important que le traitement du signal numérique puisse être, le cœur d un générateur de signaux est la partie RF qui, dans le R&S SFE, est composée d un synthétiseur hautement stable, d un modulateur I/Q large bande et d un atténuateur électronique. Avec sa gamme de fréquence de 100 khz à 2,5 GHz, le R&S SFE couvre toutes les bandes de fréquence pertinentes pour des applications en diffusion radio et TV outre la FI, les bandes VHF / UHF et également la bande L ainsi que la partie inférieure de la bande S qui deviennent de plus en plus intéressantes pour de futurs services de diffusion. La plage dynamique du niveau de sortie de 100 db permet de tester la dynamique totale d un récepteur du seuil de sensibilité jusqu à la saturation. Le générateur utilise à cet effet un atténuateur électronique qui fonctionne entièrement sans usure, permettant ainsi un nombre pratiquement illimité de cycles de commutation. Cela représente un avantage tout à fait essentiel, notamment pour des applications en production au cours desquelles une panne de l appareil engendrerait des frais importants. Les procédés de modulation COFDM modernes imposent des exigences élevées en matière de stabilité et pureté spectrale du signal. Le synthétiseur RF du R&S SFE constitue ici une nouvelle référence dans sa catégorie. Le générateur convainc non seulement par un faible bruit de phase SSB mais aussi par un faible bruit large bande et une bonne réjection des harmoniques. Il atteint ainsi le MER (Modulation Error Ratio) élevé nécessaire de plus de 40 db (fig. 4). MPEG-2 Player et générateur ARB intégrés Pour pouvoir produire un signal test avec un certain contenu, par exemple une mire, on a besoin de générer le signal en bande de base correspondant, lequel est modulé sur la RF conformément au standard de transmission choisi. Les normes de diffusion numériques utilisent des trains de transport comme signal en bande de base. Le format MPEG-2 très répandu est utilisé avec la plupart des procédés. D autres formats existent comme le format ETI avec T-DMB et DAB ou des formats propriétaires, comme par exemple celui de l opérateur par satellite DirecTV américain. Pour la télévision analogique, le signal audio / vidéo en bande de base dans le format CVBS est en revanche nécessaire. L utilisateur doit ainsi disposer comme sources en bande de base d un générateur de trains de transport pour télévision numérique et d un générateur de mire pour la TV analogique. Le R&S SFE offre la possibilité d intégrer un générateur en bande de base aussi bien analogique que numérique, ce qui réduit nettement les besoins en appareils. Rohde & Schwarz propose en outre un grand choix de bibliothèques de signaux pour des standards TV numériques et analogiques qui comprennent aussi bien des mires et sons de test que de véritables séquences audio et vidéo. La figure 5 montre une mire HDTV typique et la mire FuBK connue de la télévision analogique que le R&S SFE peut produire. L utilisateur dispose ainsi sur un seul appareil de toutes les fonctions de la génération en bande de base jusqu à la modulation RF, en passant par le codage. Cette intégration d un générateur RF haut de gamme et d une source de signaux en bande de base performante constitue l atout essentiel des générateurs de signaux broadcast de Rohde & Schwarz. Indépendamment de cela, le R&S SFE peut aussi être équipé d un générateur de formes d ondes arbitraires (ARB) comme source de signaux en bande de base. Une multitude d autres applications s ouvre ainsi à l utilisateur, le générateur ARB pouvant produire des signaux indépendamment des codeurs temps réel installés. Toute forme de 46

4 Fig. 3 Spectres de signaux de télévision analogiques et numériques le R&S SFE peut les produire tous. Fig. 4 Diagramme de constellation DVB-T R&S SFE avec MER très élevé. Fig. 5 Mire pour télévision analogique et numérique à partir des bibliothèques de signaux de Rohde & Schwarz. 47

5 RADIODIFFUSION Générateurs de signaux signal est possible elle n est limitée que par le taux d échantillonnage et la profondeur de mémoire du générateur ARB ainsi que par la largeur de bande du modulateur I/Q. Le signal en bande de base doit être disponible sous forme d un fichier de formes d ondes I/Q qui peut être calculé par exemple avec le logiciel R&S WinIQSIM ou également avec des outils logiciels commerciaux connus, comme MATLAB. Mais on peut faire également plus simple : Rohde & Schwarz propose pour le générateur ARB un grand choix de bibliothèques de signaux avec des signaux test prêts à l emploi pour de nombreuses applications. Source de bruit et mesure BER optionnelles En développement et pour des essais sur récepteurs, il est indispensable de tester la fonction du récepteur sous l influence de bruit blanc additionnel. Le R&S SFE peut à cette fin être équipé d une source de bruit large bande permettant d ajuster le rapport signal/bruit du signal de sortie sur une large plage (fig. 6). Le générateur peut être doté en option d une fonction de test sur récepteur simple mais performante, permettant de réaliser des mesures de taux d erreur binaire (BER). Le R&S SFE utilise pour la mesure du BER un signal en bande de base avec une PRBS (Pseudo Random Bit Sequence) comme données utiles. Le récepteur sous test peut alors renvoyer soit le train binaire démodulé, soit le train de transport décodé au R&S SFE qui détermine alors automatiquement le nombre de bits défectueux. La figure 7 montre le principe de la mesure BER avec le R&S SFE. Avec le générateur de bruit et la fonction de mesure BER, il est ainsi possible de relever la célèbre courbe d un récepteur «BER en fonction du C/N» et ce, avec un seul instrument de mesure! Concept confirmé -sous une nouvelle forme Le système de test de broadcast R&S SFU rencontre un grand succès depuis plus de deux ans, période durant laquelle il est en quelque sorte devenu un appareil de référence pour le test sur récepteur de Broadcast. Le R&S SFE présente toutes les caractéristiques pour pouvoir continuer sur cette vague de succès. Une attention particulière a été portée pour que le concept réussi du R&S SFU soit au maximum pris en compte. Le résultat est flagrant : le R&S SFE se présente comme un R&S SFU en plus petit. Malgré la forme de construction compacte dans un boîtier ½ 19", le concept d utilisation R&S SFU avec clavier, bouton rotatif, Hard et Softkeys a été entièrement reproduit. L interface utilisateur graphique est également identique, aussi bien sur le grand écran couleur bien lisible que pour la commande à distance via un PC (fig. 8). Les utilisateurs déjà habitués au R&S SFU pourront ainsi utiliser le R&S SFE immédiatement et sans phase d apprentissage. Plus encore : les commandes de contrôle à distance des deux appareils sont également compatibles. La caractéristique «étonnante» : compatibilité de commande à distance Le R&S SFE est télécommandable via LAN conformément au protocole VXI11. Les mêmes instructions SCPI sont utilisées comme celles utilisées dans le programme en laboratoire d étude pour le R&S SFU. Ainsi, les programmes de test écrits pour le R&S SFU peuvent être aisément utilisés pour le nouveau R&S SFE qui peut être très facilement intégré dans des systèmes de test en production. Options logiciel pour extensions rapides et simples Le testeur de broadcast R&S SFE est conçu de façon entièrement modulaire. Les codeurs temps réel pour les différents standards de transmission comme les fonctions additionnelles telles que générateurs en bande de base, source de bruit ou mesures BER sont réalisés sous forme d options logiciel. L utilisateur peut à tout moment les installer sur site par l entrée d un code de licence, sans aucune transformation coûteuse de matériel et donc sans conséquences sur le calibrage de l appareil. Le R&S SFE peut ainsi être adapté de façon optimale en termes d application et d étendue de fonctions selon les diverses exigences des clients. Peter Lampel Autres informations, brochure et fiche technique sous (mot-clé SFE) Brochure R&S SFE Fiche technique R&S SFE 48

6 Fig. 7 Principe de la mesure BER avec le R&S SFE. Sortie RF Objet sous test Vue arrière Data Clock Enable Sortie RF Objet sous test Fig. 6 Spectre de signal avec et sans bruit blanc additionnel. Vue arrière Entrée TS-ASI Fig. 8 Commande à distance du R&S SFE par un PC /6 49