Ne pas oublier de prévoir l'avenir

La gamme de fréquence, la pureté spectrale, les niveaux de sortie, les types et caractéristiques de modulation comptent parmi les premiers paramètres à prendre en compte. Pour ne pas se tromper sur le prix, on examinera aussi avec soin les spécifications standard et celles qui ne le sont pas. Reste ensuite à anticiper sur les besoins à venir de façon à opter pour un appareil capable d'évoluer dans le bon sens.

Jean-Pierre Landragin et Philippe Schwartz, ElectroniqueS, le 23/4/2007 à 8h00

La division entre générateurs radiofréquences et hyper-fréquences a abouti à la confection de deux tableaux légèrement différents construits sur une base commune. Les colonnes « Fabricant/fournisseur » et « Modèle » permettent d'identifier le produit. On notera une petite particularité à propos du SM300, l'entrée de gamme de Rohde & Schwarz appartenant à sa famille de « smart instruments » : ceux-ci ne sont pas commercialisés par le canal de la filiale française du constructeur munichois mais par la distribution, en l'occurrence Equipements Scientifiques qui est donc fournisseur exclusif de ces matériels dans l'Hexagone.

La gamme de fréquences concerne la sortie RF ou hyper et peut être couverte en plusieurs plages. Il n'est pas rare que la limite inférieure reportée dans les tableaux ne soit en fait disponible qu'en option. Très peu de modèles sont susceptibles d'être équipés de deux sorties indépendantes : c'est le cas des SMU200A et SMATE200A de Rohde & Schwarz, des D310 et D620 de PTS et du 2026 d'Aeroflex, le seul capable d'avoir trois voies en option. La résolution, toujours largement supérieure aux besoins, descend jusqu'à à 0,001 Hz, y compris sur certains appareils hyper comme le SMF100A de Rohde & Schwarz et les PSG d'Agilent. Team Solutions et National Instruments se distinguent en RF avec des résolutions respectives de 1 µHz et 355 nHz sur leurs modules PXI TE5100 et 5671. Là encore, il arrive que les valeurs les plus faibles ne soient accessibles qu'en option.

La commutation de fréquence est importante pour les systèmes à saut de fréquence et pour ceux dits « à agilité ». On commence à parler d'agilité lorsque les temps de commutation d'une fréquence à une autre sont notablement inférieurs à 1 ms. Il existe quelques appareils ultrarapides comme ceux d'Aeroflex qui proviennent de l'ancienne société Comstron reprise par l'américain, crédités de 1 µs ou 200 ns. De telles vitesses sont aussi proposées par quelques modules d'Elcom Technologies, représenté par Ygitech Microwave. En la matière, on remarque également les 20 µs des produits PTS.

Par ailleurs, un faible temps de commutation sera apprécié lorsqu'un grand nombre de mesures doivent être effectuées, en particulier dans les applications de production. En mode liste, dans lequel les fréquences de test sont présélectionnées, les temps de commutation sont couramment inférieurs à 1 ms. Ces temps de commutation varient dans de larges proportions en fonction de l'écart par rapport à la fréquence finale ; c'est pourquoi cet écart est donné dans les tableaux chaque fois qu'il se trouve dans les data sheets. Enfin, il faut savoir que la vitesse est souvent dégradée quand le passage entre les deux fréquences exige un changement de gamme.

Les valeurs reportées dans les tableaux sont les meilleures possible pour les différents paramètres considérés. Elles ne sont quasiment jamais toutes disponibles en version de base. Les caractéristiques faisant l'objet d'options ne sont pas identiques d'un modèle à l'autre. Les options peuvent concerner l'ensemble des grandeurs listées : de la limite basse en fréquence à l'ACLR, en passant par la pureté spectrale, les niveaux et les types de modulations.

Les performances essentielles du générateur arbitraire, intégré en option sur tous les générateurs de signaux vectoriels de table du marché, à l'exception du MG3700A d'Anritsu, sont le couple fréquence d'échantillonnage - résolution et la capacité mémoire. Ainsi on doit considérer la vitesse des convertisseurs N/A (qui, en relation avec la bande passante de modulation, détermine le débit de symboles réalisable), leur résolution (habituellement 14 ou 16 bits), qui conditionne la précision avec l'erreur vectorielle, et la capacité de la mémoire qui contient la séquence à dérouler. Celle-ci se chiffre couramment en dizaines de millions de paires I/Q.

Signalons que le MG3700A d'Anritsu, apparemment plus cher que ses rivaux, possède en version de base un générateur arbitraire 160 Méch./s -14 bits doté d'une capacité mémoire record de 256 Méch. par voie (extensible à 512 Méch. ), plus un testeur BER 20 Mbits/s, un disque dur de 40 Go et des logiciels de test GSM/Edge, W-CDMA, Bluetooth, WLan et GPS. Moyennant quoi, il est en fait sûrement plus économique à configuration équivalente que ses concurrents.

Une deuxième voie en option est susceptible de s'avérer précieuse pour le test de systèmes à plusieurs antennes (Mimo), comme les évolutions prévues des normes WiMax, 3GPP LTE et IEEE 802.11n. Et ceci même si Agilent conteste l'intérêt d'une telle approche tant que la synchronisation et la cohérence de phase entre les sorties ne sont pas assurées. Autre option utile pour le test de transpondeurs satellites ou d'amplificateurs multiporteuses pour stations de base, la génération multitons. A cet égard les E4438C et E8267D d'Agilent sont capables de produire jusqu'à 1 024 porteuses, chiffre qui atteint 8192 sur les SMJ100A, SMU200A et SMATE220A de Rohde & Schwarz.

La richesse des solutions de test pour standard radiocoms, qui se présentent sous la forme d'options logicielles, est un atout de poids. A ce propos, les constructeurs de générateurs RF se livrent à une véritable course pour être les premiers à fournir une option pour les standards émergents et asseoir ainsi leur crédibilité. Une solution ne se limite pas à la modulation et au débit voulus, il faut aussi être apte à restituer le filtrage et la structure de la trame du standard. Au moment de la parution de notre précédent Dossier, en 2002, le cheval de bataille était W-CDMA. Il y a deux ans, les principaux fabricants se sont focalisés sur la 3,5G, tout d'abord avec HSDPA (High speed downlink packet access) puis HSUPA (High speed uplink packet access). Après quoi, l'attention s'est portée sur WiMax en versions fixe (IEEE 802.16d-2004) et mobile (IEEE 802.16e-2005) et, à ce jour, tous les leaders ont des réponses adaptées à ces normes.

Les enjeux actuels ont trait aux standards IEEE 802.11n (débit réel de 100 Mbits/s dans un rayon de 90 m et technologie Mimo) et 3GPP LTE (Long term evolution, qualifié de 3,9G), dont les spécifications devraient être finalisées cette année pour un déploiement envisagé en 2009. Concernant 802.11n, Agilent a pris tout le monde de vitesse et affirme être capable de prendre en compte ce standard et même sa technologie Mimo. Rohde & Schwarz proclame pour sa part avoir développé une solution pour LTE. Gageons que, d'ici un an, les principaux acteurs de la génération de signaux auront leurs options 802.11n et LTE. La nouvelle frontière pourrait bien être l'UWB qui requiert une bande de modulation de 500 MHz.

La simulation de fading est rarement intégrée dans les générateurs de signaux. Pour réaliser cette fonction, on fera donc appel à un générateur supplémentaire dédié, comme ceux que commercialisent Elektrobit. Le SMU200A de Rohde & Schwarz est toutefois à même d'embarquer une ou deux cartes permettant chacune une simulation de fading sur vingt trajets. Quant à Agilent, son logiciel Baseband Studio, destiné aux E4438C et E8267D, présente une option qui réalise la simulation de fading avec un bruit blanc calibré.