Vergleich R&S NRV-Z55 und R&S NRV-Z51 Sensor.

Laut R&S Prospekten unterscheiden sich die Messköpfe NRV-Z51 und NRV-Z55 nur durch ihre Anschlüsse. Am 51er Kopf ist ein N-Stecker (bis 18 GHz) und am 55er Kopf ist ein 2,92mm Stecker (bis 40 GHz) montiert.

Da ich gerade an Projekten oberhalb 18 GHz baue, und mir ein NRV-Z55 Messkopf zugelaufen ist, werde ich den NRV-Z55 mit dem NRV-Z51 vergleichen.

R&S NRV.Z55 (DC-40 GHz)

Weil man im Amateurbereich nun nicht unbedingt aufs letzte Zehntel dB genau messen muss, sondern oft eine Genauigkeit von 0,5-1 dB ausreichend ist, kann es sein, dass die Ungenauigkeit durch die nicht mehr für die Frequenz passende Steckverbindung (N-Stecker bis 18 GHz) durch aus noch bis über 18 GHz brauchbar ist.

Als Signalquelle von 18-26,5 GHz dient der HP 8673B (2-26,5 GHz) und über 26,5 GHz arbeite ich mit einem aktiven Vervielfacher. Das genaue Setup steht noch nicht ganz fest.

Das Setup zum Vergleich der beiden Messköpfe besteht aus einen resistiven Teiler von Weinschel (Model 1515), an welchen die Messköpfe angeschlossen werden. Zur Adaptierung der Messköpfe auf die SMA-Buchsen des Teilers wurde für den Z51 Kopf ein 3,5mm auf N-Buchse Adapter verwendet. Um den Z55 Kopf von 2,92mm auf SMA zu adaptieren wurde ein 3,5mm (m) auf 3,5mm (f) Adapter verwendet. Letzteres ist nötig, da 2,92mm nicht mit SMA kompatibel ist, wohl aber mit 3,5mm Steckverbindern.

Weinschel Model 1515 Splitter mit dem Z51 links und dem Z55 rechts.

Die Messungen erfolgten von 17 GHz bis 26,5 GHz. Dieser Bereich wurde gewählt, weil der Z51 Kopf bis 18 GHz spezifiziert ist und ich somit zwei Messpunkte im noch “zulässigen” Bereich mit Sensor-Kalibrierung habe. An der Stelle glauben wir R&S einfach erst mal.

Um die Gleichlaufunterschiede des Teilers herausrechnen zu können, wurde die Messung zweimal durchgeführt. Einmal mit dem Z51 Kopf links und dem Z55 Kopf rechts am Teiler und einmal umgekehrt.

Die Werte waren wie folgt:

Als erstes mit dem Z51 Kopf links und dem Z55 Kopf rechts:

Frequency GHz171819202121,52222,522,72323,52424,52525,52626,5
Messwert (dBm) NRV-Z51-8,98-8,93-9,15-9,13-8,65-8,99-9,97-12,96-11,3-10,34-10,35-10,38-10,53-11,01-11,15-10,99-10,81
Messwert (dBm) NRV-Z55-8,47-9,01-8,91-8,99-8,33-7,92-7,6-14,67-11,92-10,67-10,44-10,55-10,48-11,06-11,24-11,13-10,19
Chart Z51 links (blau) am Teiler und Z55 rechts (rot). X in GHz und Y in dBm.

… dann umgekehrt (Z51 rechts und Z55 links):

Frequency GHz171819202121,52222,522,72323,52424,52525,52626,5
NRV-Z51-8,9-8,86-9,05-9,02-8,33-8,28-7,98-15,23-12,49-11,14-10,81-10,75-10,91-11,6-11,66-11,36-11,4
NRV-Z55-8,62-9,16-9,08-9,25-8,85-8,81-9,49-12,3-10,74-10,06-10,26-10,29-10,44-10,74-11,11-10,84-10,39
Chart Z51 rechts (blau) am Teiler und Z55 links (rot). X in GHz und Y in dBm.

In den Charts sieht man sehr schön, dass der Sprung bei 22-23 GHz beim vertauschen der Messköpfe mitwandert. Das heißt, dass dieser Sprung vom Splitter verursacht wird und nicht von den Messköpfen oder der Adaptierung.

Jetzt die spannende Frage … wie schlägt sich der Z51 Kopf (DC-18 GHz) gegen den Z55 Kopf (DC-40GHz) ? Folgendes Chart ist um den Gleichlauffehler des Splitters bereinigt (durch Mittelung)und zeigt die Abweichung des Z51 Kopfes gegenüber dem Z55 Kopf. Den Knick zwischen 22 GHz und 23 GHz werde ich nochmal genauer betrachten und feiner in der Frequenz auflösen.

 171819202121,52222,522,72323,52424,52525,52626,5
Durchschnitt Z51-8,94-8,895-9,1-9,075-8,49-8,635-8,975-14,095-11,895-10,74-10,58-10,565-10,72-11,305-11,405-11,175-11,105
Durchschnitt Z55-8,545-9,085-8,995-9,12-8,59-8,365-8,545-13,485-11,33-10,365-10,35-10,42-10,46-10,9-11,175-10,985-10,29
Vergleich der gemittelten Werte des Z51 und Z51. X in GHz und Y in dBm.
Abweichung des Z51 Kopfes vom Z55 Kopf. X in GHz und Y in dB.

Das komplette Excel-Sheet kann man hier als PDF ansehen.

Vergleich_NRV_Z51_Z55

Der Messkopf wird laut R&S direkt bei der PTB kalibiert.

Vergleich NRP-Z37 mit NRV-Z55 (als Referenz !!!
Für die weiteren Messungen habe ich nun einen resistiven Powersplitter 0.5-40 GHz Anritsu K241C mit 2,92mm (K) Anschlüssen bekommen, somit kann man die Messungen von 17 GHz bis 26,5 GHz nochmal vergleichen. Hierbei sollte man heraus bekommen ob der Buckel bei 22-23 GHz durch den Power-Splitter (Weinschel Model 1515) hervorgerufen wird.
Um nun die Messung oberhalb 26,5 GHz weiterführen zu können, muss erst einmal eine Signalerzeugung 26,5-40 GHz gebaut werden.

Stay tuned !!

 

4 Gedanken zu „Vergleich R&S NRV-Z55 und R&S NRV-Z51 Sensor.

  • 8. Oktober 2021 um 9:51
    Permalink

    Hallo OM Stefan,
    vielen Dank für den interessanten Bericht.
    Ich selber habe ein URV35 mit dem NRV-Z55 Sensor.
    Zu den HF Stecker denke ich das SMA und 2,92mm kompatibel sind.
    Ich kann den Link hier nicht rein-kopieren aber siehe mal unter,
    https://www.everythingrf.com/community/3-5-mm-2.92-mm-and-SMA-connector-compatibility .
    Ich würde aber am orginal 2,92mm Anschluss des NRV-Z55 eine “Opferanode” bzw. SMA Bu-Bu oder SMA Bu-St Adapter verwenden. Vor allem wenn man keine sehr hohen GHz-Frequenz Messungen hat.
    vy73 de DG8MDN
    Andreas Albert

    Antwort
    • 20. Juli 2022 um 15:27
      Permalink

      Als Connectorsaver kannst du 3,5mm Steckverbinder benutzen. Diese sind direkt mit 2,92mm kompatibel und auch mit SMA.

      Antwort
  • 9. Januar 2022 um 22:21
    Permalink

    Hallo Stefan

    Ein sehr interessanter Beitrag!
    Wir haben kürzlich einen “dahergelaufenen” R&S NRV-Z51 mit einem kalibrierten NRP-Z52 verglichen.
    Das Ziel war festzustellen, ob der NRV-Z51 für Messungen im 24 GHz Band für Amateurfunkzwecke tauglich ist. In Ermangelung eines geeigneten Splitters haben wir hierzu jedoch ein Umschaltrelais verwendet, welches bis 26 GHz spezifiziert ist. Durch Vertauschen der Prüflinge konnte auch hier der Einfluss des Relais abgeschätzt- und als vernachlässigbar eingestuft werden.
    Abgesehen von den, durch den N-Steckverbinder verursachten Fehlern bei rund 19 GHz konnte dem alten NRV-Z51 durchaus eine Tauglichkeit für das 24 GHz Band attestiert werden 😉

    Freundliche Grüsse: Christoph / HB9DTZ

    Antwort
    • 20. Juli 2022 um 15:25
      Permalink

      Vielen Dank für die Rückmeldung.

      Hast du deine Tests auch dokumentiert und evtl. veröffentlicht ?

      Antwort

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