Kammgenerator
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Ein Kammgenerator (englisch comb generator) ist eine Komponente der Hochfrequenz- (HF-) und Mikrowellentechnik sowie der Optik. Er erzeugt ein breites Frequenzspektrum, das aus diskreten Spektrallinien besteht, die in gleichmäßigem Abstand voneinander auftreten und näherungsweise gleiche Amplituden aufweisen.
(Abszisse: Frequenz,
Ordinate: Amplitude)
Der Name ergibt sich aus der Ähnlichkeit des generierten Spektrums (Bild) mit dem Aussehen eines Kamms.
Prinzip
Kammgeneratoren der HF‑Technik sind in der Regel passive elektrische Bauelemente, deren wesentlicher Bestandteil eine Step-Recovery-Diode (SRD) ist (deutsch Speicherschaltdiode). Diese kann so betrieben werden, dass ihr Ausgangssignal (Bild) periodisch (Periodendauer T) steile Impulse aufweist, die im Idealfall Dirac-Impulsen nahekommen. Das Spektrum der Pulsfolge besteht dann ebenfalls aus steilen Impulsen, deren Frequenzabstand ΔF = 1/T ist, also der Kehrwert der Periodendauer. Die Breite des Spektrums hängt von der Flankensteilheit der Zeitimpulse ab. Es ist umso breiter, je steiler diese sind. Letzteres ist ein Qualitätsmerkmal.
Typische Wert sind T = 4 ns und folglich ΔF = 250 MHz sowie eine Bandbreite von 18 GHz.
Anwendungen
Speziell in der HF‑Messtechnik werden Kammgeneratoren vielfältig verwendet. Sie können als Prüfsignal dienen, beispielsweise um die Anstiegszeit eines Oszilloskops zu messen, oder als Referenzsignal zur Prüfung der Messgenauigkeit eines Spektrumanalysators. Ferner lässt sich ein (zu) hochfrequentes Eingangssignal mithilfe eines Kammgenerators unter Verwendung des Heterodynprinzips auf eine ausreichend niedrige Frequenz (Zwischenfrequenz ZF) heruntermischen und anschließend beispielsweise mit einem Frequenzzähler oder einem Spektrumanalysator analysieren.
Der Kammgenerator erfüllt jedoch nicht nur den Zweck einer Frequenzerweiterung von traditionellen Messgeräten der HF‑Technik, sondern er kann auch deren Anwendungsbereich erweitern (siehe auch: Frequenzumsetzende Messungen mit Netzwerkanalysatoren).
Literatur
- Burkhard Schiek: Grundlagen der Hochfrequenz-Messtechnik. 1. Auflage. Springer, Heidelberg 1999, ISBN 978-3-540-64930-4, S. 241–252.
- Hewlett-Packard: Harmonic generation using step recovery diodes and SRD modules. (englisch, hpmemoryproject.org [PDF; 9,1 MB] Application Note 920).
Weblinks
- Foto kommerzieller SRDs.
- Kamm-Generator/Frequenzmultiplikator passiv. Kammspektrum 1 MHz bis 2,5 GHz. In: Alldaq..