ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
etndigi1-2026

IN FOCUS

FSWX: new horizons in signal and spectrum analysis

Demanding mobile radio and wireless applications can push HF components to their physical limits. The FSWX signal and spectrum analyzer was developed to characterize components under challenging conditions. The analyzer is the first model with two input ports, filter banks to pre-filter and cross-correlate for noise suppression. The features were previously found only in high-quality phase noise testers.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

Apr # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

FSWX: new horizons in signal and spectrum analysis

  • Devices
  • Test & measurement

Demanding mobile radio and wireless applications can push HF components to their physical limits. The FSWX signal and spectrum analyzer was developed to characterize components under challenging conditions. The analyzer is the first model with two input ports, filter banks to pre-filter and cross-correlate for noise suppression. The features were previously found only in high-quality phase noise testers.

The need for higher data rates means that current radio technologies (wireless, mobile radio) use high modulation bandwidths and high modulation orders. These need excellent signal-to-noise ratios in their radio systems, sometimes pushing important radio HF components to their physical limits. The dynamic level and frequency range in today’s signal and spectrum analyzers are not sufficient to characterize components under such demanding conditions. Cross-correlation can help but requires larger measurement setups and greater workloads when measuring.

FSWX: a new class of signal and spectrum analyzer

The FSWX was developed with all these factors in mind. It is the first signal and spectrum analyzer with two input ports. The integrated cross-correlation mode takes measurement accuracy beyond the capabilities of previous signal and spectrum analyzers without the need for a second signal analyzer. A third major innovation is using filter banks to replace the classic YIG pre-filter in the microwave range. This new device architecture increases dynamic range, simplifies measurement setups and shortens measurement times.

Two input ports

The FSWX lets several signal sources be connected simultaneously – whether they operate at the same or different frequencies – opening a wide range of new measurement scenarios. The two synchronous input ports, each with a remarkable 4 GHz analysis bandwidth, let users seamlessly analyze interactions between diverse signals.

The FSWX’s multiple input ports can be used to decode the MIMO signals in modern communications applications or phase-coherent measurements on antenna arrays for beamforming in wireless communications and radar sensors in the aviation and the automotive sectors. Here, the phases of individual channels are compared for precise analysis. Although conventional vector network analyzers (VNA) work here, FSWX has the benefit of being fully standard-compliant for the analysis of modulated broadband signals.

A signal can also be immediately compared with a reference signal, such as a power amplifier with its input (Fig. 1).

Fig. 1: Amplifier measurements: a direct comparison of the output and input signal provides all relevant data such as residual EVM, 1 dB compression point (AM/AM) and group delay.

Distortions from the amplifier, including frequency response and non-linearities, become immediately visible. No prior knowledge of the reference signal is needed. The FSWX combines the benefits of conventional signal analyzers with a VNA by integrating an additional VNA and an external coupler, simplifying frequency-converting component characterization. Digital radio frequency memory (DRFM) can be characterized for electronic warfare to manipulate radar signals.

Cross-correlation mode

Integrated cross-correlation mode is based on the new multi-path architecture: a splitter internally divides a single-signal input into two independent signal paths, each with its own local oscillator and A/D converter. Sophisticated cross-correlation algorithms in the digital backend are highly effective at suppressing the inherent noise in a measuring device and measurement accuracy is far better than most signal and spectrum analyzers. Figure 2 shows an example.

Fig. 2: Measurement with and without cross-correlation mode. Noise reduction makes secondary emissions visible that are otherwise difficult to detect.

Cross-correlation has been proven in phase-noise measuring stations, particularly in specialized test and measurement optimized for measuring phase noise. When integrated into signal and spectrum analyzers, cross correlation eliminates the need for extra phase noise testers in oscillators or synthesizer measurements. Oscillators and synthesizers are the vital for understanding phase noise in today’s communications applications and determining the potential data rate in practice. Read more in the box below.

 

How phase noise influences the data rate in communication systems

Today’s communications systems increasingly use higher frequencies for data transmission, which also increases the oscillator phase noise (by a factor of 20 * log (f)), making it more difficult to determine the correct point in a constellation diagram. If phase noise is too extreme, the communications system may switch to a lower-order modulation scheme and the data rate drops. Figure 2 shows a QPSK-modulated signal with 140 GHz center frequency in the constellation diagram as the phase noise increases.

Fig. 3: QPSK-modulated signal in the constellation diagram: The more phase noise, the worse the constellation points are hit.

If the information is transmitted with a phase noise of -95 dBc/Hz at an offset of 100 kHz, correct decoding is already difficult at -80 dBc/Hz. The system must switch to BPSK modulation with reduced data rates. A phase noise of -90 dBc/Hz or better is required for QPSK. This is very demanding with a 140 GHz center frequency.

To optimize oscillators and synthesizers here, high-quality measurement technology with cross-correlation is needed to measure phase noise.

 

Using filter banks

Broadband modulation analysis is a typical task in mobile radio, satellite communications or when dealing with radar signals. There is currently a lack of good preselection functions for I/Q analysis in the microwave range. Spectrum analyzers in the microwave frequency range typically use YIG filters, which must be bypassed for I/Q analysis because of their multiple-decibel spectral ripple effect. As a result, noise or unwanted signals at the mirror frequency can impair measurement results. The FSWX has integrated filter banks that cover the entire operating frequency range with a flat frequency response that lets them be used for I/Q analysis. The filter banks also enable more accurate signal level measurements on CW carriers or branch lines. Because filter banks can be switched faster (roughly 50 MHz frequency width) than YIG filters can be swept, they have an advantage in spectrum analysis when searching for spurious emissions.

However, users who prefer the narrower bandwidth of a YIG filter can have the option available as an extension.

Application example: improving radar systems

Current radar applications are designed to detect targets with a small radar cross-section (RCS) such as drones. The phase noise for the local oscillator in the radar system and the broadband background noise need to be improved. When this is done, the reflection of a small target could be made visible with a slight Doppler shift in the frequency, since it is no longer masked by interfering reflections.

Fig. 4: The FSWX is ideal for interference detection in radar systems.

Recognizing small and unwanted secondary lines and disruptors in the system is also important. The confidence level for real targets needs to be higher because radars might misinterpret small signals as targets. Such noise reduces radar sensitivity. Signal and spectrum analyzers are used to detect such interference, but the resolution bandwidth (RBW) of the spectrum analyzer must be reduced to a few hertz to detect spurious lines close to the noise floor. The longer filter settling times make the sweep much slower and a long measurement time is needed to characterize the system.

The FSWX is ideal here. The integrated cross-correlation enables much faster sweeps with less inherent noise to quickly and reliably detect interference. The phase noise for the local oscillator in the radar system is also easier to improve, since the cross-correlation suppresses the analyzer phase noise.

 

Innovative firmware applications

The cross application control and triggering (CrossAct) in the firmware synchronizes different measurements on different input channels so that several signals can be analyzed simultaneously with multiple tools to quickly check whether the higher harmonics of a radar signal have an influence on 5G signal modulation quality.

The two-path concept enables new trigger options. Users can apply an IF or HF power trigger at different frequencies since independent frequency settings are possible for the two receive paths behind the splitter. The configurable local oscillators are just as flexible. They can be operated at different frequencies or switched to phase-coherent mode.

Executive summary

The FSWX has numerous new functions for high-end signal and spectrum analysis. The all-new device architecture includes wideband A/D converters, multiple input ports, cross-correlation and powerful filter banks. Test scenarios that were previously impossible are now possible. The FSWX has everything a future-proof premium measuring device for mobile radio, wireless and radar technology needs.

Dr. Wolfgang Wendler, Rohde & Schwarz

MORE NEWS

Verge sanoo tehneensä historiaa

Suomalais-virolainen Verge Motorcycles kertoo saaneensa ensimmäisen uuden sukupolven TS Pro -sähkömoottoripyörän tuotantolinjaltaan. Yhtiön mukaan kyseessä on samalla historian ensimmäinen tuotantovalmisteinen moottoripyörä, jossa käytetään täysin kiinteän elektrolyytin all-solid-state -akkua.

Ethernet kutistuu kahteen johtimeen ja haastaa kenttäväylät

Ethernetin uusin kehityssuunta ei tähtää suurempiin nopeuksiin vaan pienempään ja yksinkertaisempaan toteutukseen. Single Pair Ethernet mahdollistaa tiedonsiirron yhdellä johdinparilla ja tuo Ethernetin suoraan kenttälaitteisiin, joissa ovat tähän asti hallinneet CAN ja RS-485.

Tria tuo kolmen käyttöjärjestelmän tuen Arm-korteille

Tria laajentaa Qualcomm-pohjaisten embedded-alustojensa käyttöjärjestelmätukea niin, että samalla laitteistolla voi käyttää Yocto Linuxia, Windows 11 IoT:tä ja myöhemmin myös Androidia. Suunnittelijalle uutinen on kiinnostava siksi, että käyttöjärjestelmävalinta ei enää sido yhtä tiukasti prosessoriarkkitehtuuriin tai laitealustaan, vaikka osa lupauksista jää vielä ilman käytännön vertailulukuja.

ICEYEn uudet satelliitit tarkentavat 25 senttiin

ICEYE on vienyt kiertoradalle kuusi uutta tutkasatelliittia, joista osa kasvattaa yhtiön omaa kuvauskapasiteettia ja osa tukee Puolan ja Portugalin kansallisia ohjelmia. SAR-kuvauksen saatavuutta ja kohteiden kuvaus ICEYE lisäsi avaruudessa olevaa SAR-kalustoaan kuudella uudella satelliitilla SpaceX:n Transporter-16-lennolla. Yhtiön mukaan satelliitit ovat muodostaneet yhteyden maahan ja käyttöönotto on käynnissä.

Kannettava EV-laturi ratkaisee latausongelman, jota ei oikeastaan olekaan

MSI tuo markkinoille kannettavan sähköauton laturin, joka yhdistää tavallisen pistorasian ja tehokkaamman 240 voltin latauksen samaan laitteeseen. Ratkaisu on suunnattu tilanteisiin, joissa kiinteää latausinfraa ei ole. Monilla markkinoilla ongelma on kuitenkin jo pitkälti ratkaistu muilla keinoin.

Alibaba lupaa huippusuorituskykyä omalla RISC-V:llä

Kiinalainen Alibaba tuo RISC-V-arkkitehtuurin entistä suoremmin AI-laskennan ytimeen uudella XuanTie C950 -prosessorillaan. 5 nanometrin piirillä tavoitellaan paikkaa inferenssikuormien suorittajana, mutta väitteet suorituskyvystä jäävät ilman vertailukohtia.

Mikro-ohjaimen turhat herätykset kuriin

Nanopower Semiconductor on vienyt nPZero-virransäästöpiirinsä volyymituotantoon. Yhtiön idea on yksinkertainen mutta käytännössä kiinnostava. Siinä erillispiiri hoitaa anturien valvontaa silloin, kun päämikro-ohjain voidaan pitää syvässä unessa, mikä voi pidentää paristo- ja energiankeruulaitteiden käyttöaikaa tuntuvasti.

Raudalle poltettu LLM on äärimmäisen nopea – mutta sillä on rajansa

Ajatus kuulostaa radikaalilta. Kielimalli ei enää pyöri raudalla, vaan se on itse rauta. Yhdysvaltalainen Taalas esittelee niin sanottua LLM burner -lähestymistapaa, jossa kokonainen kielimalli kirjoitetaan suoraan ASIC-piirille. Yhtiön HC1-demopiiri ajaa Llama 3.1 8B -mallia jopa lähes 17 000 tokenin sekuntinopeudella. Vertailun vuoksi perinteiset GPU-ratkaisut jäävät satoihin tokeneihin sekunnissa, ja erikoiskiihdyttimetkin tuhansiin.

Uusi IronKey piilottaa datan kokonaan: tikulta ei saa ulos edes salattua sisältöä

Kingston markkinoi uutta IronKey Locker+ 50 G2 -muistitikkuaan AES-256-salauksella ja yritystason tietoturvalla. Käytännön testissä kiinnostavampi kysymys on kuitenkin yksinkertainen: mitä tikulta saa ulos ilman salasanaa? Vastaus on yllättävän selkeä: ei mitään.

Yksi prompt riitti: ChatGPT saattoi vuotaa dataa ilman varoituksia

Check Pointin tutkijat löysivät ChatGPT:stä haavoittuvuuden, joka mahdollisti keskusteludatan huomaamattoman siirtämisen ulkopuoliselle palvelimelle. Kyse oli infrastruktuuritason sivukanavasta, joka kiersi normaalit suojaukset. Vaikka ongelma on korjattu, tapaus paljastaa AI-ympäristöjen uuden riskiluokan.

Akkulaitteiden yleistyminen nostaa sähköpalojen riskiä kodeissa

Ladattaviin laitteisiin liittyvät sähköpalot ovat selvästi lisääntyneet viime vuosina. Taustalla ei ole pelkästään tekniikka, vaan usein tapa, jolla laitteita käytetään ja ladataan, kertoo Turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukes.

ABB tuo generatiivisen tekoälyn osaksi energianhallintaa

ABB on liittänyt generatiiviseen tekoälyyn perustuvan Industrial Knowledge Vault -toiminnallisuuden osaksi Ability Energy Management Systemiä. Tavoitteena on nopeuttaa energiankulutuksen, päästöajureiden, kustannusten ja laitteiden suorituskyvyn tulkintaa ilman raskasta raporttien ja näkymien läpikäyntiä.

64 bittiä tuo moniydinsuunnittelun IoT-laitteisiin

Nykyaikaiset järjestelmät vaativat yhä monipuolisempia prosessointiratkaisuja. Linuxissa ajettava reunatekoly ja koneoppiminen lisäävät kompleksisuutta, samalla kun turvallisuuskriittinen ohjaus ja tietoturvasovellukset edellyttävät reaaliaikaista determinismiä. Tämä yhdistelmä kasvattaa kysyntää arkkitehtuureille, joissa useat hartit eli laitteistoketjut voivat ajaa erilaisia kuormia rinnakkain.

AI-prosessoreiden virta pakataan alle sokeripalan tilaan

Infineon tuo AI-palvelimiin nelivaiheisen TLVR-tehomoduulin, joka pakkaa jopa 320 ampeerin huippuvirran alle sokeripalan kokoiseen tilaan. Kyse ei ole vain komponentin pienentämisestä, vaan siitä, että virransyöttö voidaan tuoda lähemmäs prosessoria ja vapauttaa piirilevytilaa itse laskennalle.

COM Express -moduuliin tuli vaihdettava muisti

Edge-AI siirtyy laboratorioista liikkuviin ja vaativiin ympäristöihin, joissa pelkkä laskentateho ei enää ratkaise. SolidRunin uusi COM Express Type 6 -moduuli tuo tähän merkittävän muutoksen: muistista on tehty vaihdettava ilman, että mekaaninen kestävyys kärsii. Ratkaisu kohdistuu erityisesti järjestelmiin, joissa tärinä, lämpötila ja jatkuva käyttö ovat arkipäivää.

STM32-mikroprosessorin virransyöttö siirtyy yhdelle piirille

STMicroelectronics tuo STM32MP1- ja STM32MP2-mikroprosessoreille omat PMIC-piirinsä, jotka kokoavat virransyötön, valvonnan ja suojaukset yhdelle sirulle. Uutuuden merkitys ei ole niinkään uusi suorituskykyluokka vaan se, että teollisuuslaitteiden suunnittelu voi yksinkertaistua, korttipinta-ala pienentyä ja osaluettelo lyhentyä.

AES ei vielä tee muistitikusta turvallista

Kingston on esitellyt uuden IronKey Locker+ 50 G2 -muistitikkunsa vahvasti salaukseen nojaavalla viestillä. Tikku käyttää XTS-tilassa toimivaa 256-bittistä AES-salausta ja tarjoaa suojauksen brute force -hyökkäyksiä sekä BadUSB-uhkia vastaan. Paperilla paketti näyttää vakuuttavalta, mutta yksi keskeinen asia puuttuu, sillä tikku ei ole FIPS 140-3 -sertifioitu.

Schneider Electric yhdistää sähkösuunnittelun työvaiheet

Sähkösuunnittelu on pitkään perustunut erillisiin työkaluihin, joissa sama verkko mallinnetaan moneen kertaan eri tarkoituksiin. Nyt Schneider Electric tuo markkinoille ratkaisun, joka pyrkii katkaisemaan tämän ketjun yhdistämällä suunnittelun, 3D-mallinnuksen ja laskennan samaan ympäristöön.

Puolustuselektroniikka pakottaa EMC-testauksen uusille tasoille

Puolustus- ja RF-elektroniikan häiriönsietovaatimukset kiristyvät, ja nyt testausympäristöjen on pysyttävä mukana. Saksalainen Rohde & Schwarz on vienyt EMC-testauksen uudelle tasolle toimittamalla suurtehovahvistimia IB-Lenhardt AG:n IBL-Labille, jossa päästään poikkeuksellisen korkeisiin kenttävoimakkuuksiin.

Kolme radiota yhdellä antennilla

Yhteen laitteeseen pitää nykyään mahduttaa yhä useampi radio: mobiiliyhteys, paikannus ja lähiverkko. Taoglas yrittää ratkaista tämän yhdellä komponentilla. Yhtiön uudet FXP30x- ja PC30x-sarjan PCB-antennit yhdistävät cellular-, GNSS- ja Wi-Fi-yhteydet samaan antennirakenteeseen, mikä vähentää komponenttien määrää ja yksinkertaistaa RF-suunnittelua.

ETNdigi - Watch GT Runner 2
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

64 bittiä tuo moniydinsuunnittelun IoT-laitteisiin

Nykyaikaiset järjestelmät vaativat yhä monipuolisempia prosessointiratkaisuja. Linuxissa ajettava reunatekoly ja koneoppiminen lisäävät kompleksisuutta, samalla kun turvallisuuskriittinen ohjaus ja tietoturvasovellukset edellyttävät reaaliaikaista determinismiä. Tämä yhdistelmä kasvattaa kysyntää arkkitehtuureille, joissa useat hartit eli laitteistoketjut voivat ajaa erilaisia kuormia rinnakkain.

Lue lisää...

OPINION

Agenttikoodaus muuttaa myös sulautetun kehityksen

CodeBoxxin perustajan Nicolas Genestin mukaan ohjelmistokehitys on kääntynyt päälaelleen: koodia ei enää kirjoiteta, vaan tekoälyä orkestroidaan kohti tavoitetta. Muutos näkyy erityisen voimakkaasti sulautetuissa järjestelmissä, joissa tiukka laitteisto–ohjelmisto-integraatio, pitkät validointisyklit ja virheiden korkea hinta tekevät agenttipohjaisesta kehityksestä poikkeuksellisen merkittävän murroksen.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • FSWX: new horizons in signal and spectrum analysis
  • Verge sanoo tehneensä historiaa
  • Ethernet kutistuu kahteen johtimeen ja haastaa kenttäväylät
  • Tria tuo kolmen käyttöjärjestelmän tuen Arm-korteille
  • ICEYEn uudet satelliitit tarkentavat 25 senttiin

NEW PRODUCTS

  • AES ei vielä tee muistitikusta turvallista
  • Toughbook 56 tuo tekoälyn kentälle ilman pilveä
  • RECOM laajentaa moduuleista erillismuuntimiin
  • Suosittu vähävirtainen IoT-yhteys helposti lisäkortilla
  • Tämä ajuri auttaa pitämään auton hengissä pakkasaamuna
 
 

Section Tapet