TP_AE - Electronica

MEDIDAS ELECTRÓNICAS II
TRABAJO PRÁCTICO Nº 4
“Analizador de Espectro”
Profesor: Cecconi Juan
Ayudante: Di Vruno, Federico
Hidalgo, Damian
Curso:
Grupo
Integrantes
Responsable:
Fecha de realización:
Fecha de aprobación:
Firma Aprobación:
Observaciones:
Número de legajo
Trabajo Práctico de Laboratorio
Analizador de Espectro
Objetivo
La finalidad del presente Trabajo Práctico de Laboratorio, es familiarizar al alumno con el
analizador de espectro, vinculando la teoría vista en clase con la utilización del instrumento para
mediciones reales. Para la realización del presente Trabajo Práctico es imprescindible contar con
los conocimientos teóricos del instrumento, conceptos de medición de señales moduladas vistas
en clase así como también aquellos que aporta la bibliografía sugerida por la cátedra.
Intrumentos y accesorios
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



Analizador de espectro Agilent N9320A
Generador de señales de RF Agilent N9310A
Power Meter Anritsu ML2487B
Power Sensor Anritsu MA2472D
Osciloscopio Agilent MSO-X 3024A
Desarrollo
El desarrollo de la práctica consta de 5 etapas en las cuales se medirán distintas señales
con sus respectivos Setups. Ciertos instrumentos se deberán utilizar para el desarrollo de varias
etapas, por lo cual, se debe realizar de a una práctica por vez.
Utilice un pendrive para realizar capturas de pantalla de cada medición realizada en la
práctica. Luego utilice las imágenes para el desarrollo del trabajo práctico.
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Trabajo Práctico de Laboratorio
Analizador de Espectro
1 - Medición de señal de AM
Setup de medición
Conecte la salida del generador de RF en la entrada del Analizador de Espectro y configure
los parámetros como se indica en la figura.
Recuerde que es muy importante que el cuerpo del conector no se gire al conectarlo, ya que podría
dañar el conductor interno. Siempre gire la rosca externa del conector macho.
Analizador de Espectro
Agilent N9320A
Generador
Agilent N9310A
TG
IN
AM
fc = 60 Mhz
fm = 1 Khz
m = 30%
P = -10 dBm
Mediciones y Actividades a realizar
a. Diagrame la señal de AM en tiempo y espectro presente en la salida del generador de RF.
b. Complete la siguiente tabla:
Indice de modulación
(Generador de RF)
100%
50%
1%
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.
vii.
Indice de modulación
(Analizador de Espectro)
THD
(Analizador de Espectro)
Configurare en generador para que en su salida aparezca una señal modulada en
amplitud con potencia -10 dBm, fm = 1 Khz, fc = 60 Mhz e índice de modulación 100%.
Encienda el Analizador de Espectro Verificar que el nivel de salida del generador no
exceda las especificaciones del Analizador de Espectro. Verificar que la atenuación este
al menos en 10dB y en modo AUTO.
Conecte la salida del generador a la entrada del Analizador de Espectro con un cable de
50ohm.
Ajuste los controles del Analizador de Espectro según visto en la teoría de forma de
obtener la visualización de la señal. Seleccione los valores más convenientes de todos
los controles.
Coloque un Marker en el valor pico de la portadora, y uno en el valor pico de alguna
banda lateral.
Tome los valores de amplitud de los mismos y realice el cálculo necesario para obtener
el valor de m.
Verifique que el m calculado coincida con el valor seteado en el generador de señales.
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Trabajo Práctico de Laboratorio
Analizador de Espectro
viii.
ix.
x.
Verifique que los valores de amplitud tomados con ambos markers se correspondan
con el nivel de salida del generador de señales.
Identifique si existe distorsión de envolvente y en ese caso, mida y calcule el valor de la
misma.
Cambie el índice de modulación al 1% y realice las mediciones nuevamente para
obtener el valor de m y la distorsión de envolvente.
c. ¿A qué se debe el corrimiento en la indicación del Marker sobre la portadora?. Ej.
F=60.000065 Mhz.
d. Amplíe el SPAN a 100 Khz y RBW = 300 Hz. Indique cómo se presenta el Ruido de Fase en
las mediciones realizadas. ¿A qué se debe dicho fenómeno?
e. Configure el Analizador de Espectro de modo tal que se realiza una medición con SPAN
muy Ancho y filtro de RBW muy Ancho para observar la señal de entrada. ¿Cómo se ve
afectada la indicación en pantalla de la componente fundamental?
Analice la influencia que tienen las bandas laterales en la observación.
f. Indique que ocurre cuando se selecciona SWEEP Manual de modo tal que se realice un
barrido muy rápido. Amplíe el concepto de Settling Error.
g. Observe la señal temporal en el modo zero span, como afecta a este modo el RBW?
Porque?
Medición de THD
h. Cambie el índice de modulación de modo tal que m > 100%.
i. Calcule el índice de modulación según la indicación en pantalla.
j. Realice un diagrama temporal de la nueva señal modulada indicando que ocurre con la
señal y cómo influye eso en la distorsión armónica.
k. Realice un diagrama frecuencial de la nueva señal modulada mostrando las señales
armónicas que aparecen. Realice el cálculo de THD.
l. Configure el Analizador de Espectro tal que se puedan observar las alinealidades del
modulador. Observe el espectro asimétrico de la señal. Amplíe el concepto de FM
incidental.
m. Muestre la señal configurando el Analizador de Espectro con Zero SPAN, RBW por lo
menos el doble de la frecuencia modulante e indicación lineal.
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Analizador de Espectro
2 - Medición de señal FM
Setup de medición
Conecte la salida del generador de RF en la entrada del Analizador de Espectro y configure
los parámetros como se indica en la figura.
Analizador de Espectro
Agilent N9320A
Generador
Agilent N9310A
TG
IN
FM
fc = 60 Mhz
fm = 1 Khz
β = 0,2
P = -10 dBm
Recuerde que es muy importante que el cuerpo del conector no se gire al conectarlo, ya que podría
dañar el conductor interno. Siempre gire la rosca externa del conector macho.
Mediciones y Actividades a realizar
Banda Angosta
a.
b.
c.
d.
Explique cómo se utilizan las curvas para determinar el índice de modulación β.
Determine el ancho de banda de la señal según la indicación en pantalla. Indique qué
parámetros del Analizador de Espectro modifica para obtener una buena indicación en
pantalla.
Enuncie las diferencias de lo visualizado en la pantalla del AE frente a una modulación de
AM con la misma fm, explique los motivos.
Configure los parámetros del Analizador de espectro para observar los cruces por cero de
J0. Varie deltaF en el generador hasta encontrar el cero de Jo (portadora), puede variar
también fm levemente. Determine el valor de β.
Banda Ancha
a. Configure el generador de RF tal que Δf = 100 Khz.
b. Grafique el Espectro de Frecuencia visto en pantalla.
c. Calcule el índice de modulación β indicando las expresiones y consideraciones prácticas
utilizadas.
Utilice los cursores del Analizador de Espectro para tomar las mediciones.
d. Calcule el valor de K a partir de las indicaciones en pantalla del Analizador de Espectro.
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Analizador de Espectro
3 - Medición de THD
Setup de medición
Conecte la salida del generador de RF en la entrada 1 del Splitter. El generador arbitrario
se debe conectar (sin el Filtro Pasabajos de 30 Mhz) en la entrada 2 del Splitter.
Se deben configurar los parámetros de los generadores de RF según el Setup descripto a
continuación.
Recuerde que es muy importante que el cuerpo del conector no se gire al conectarlo, ya que podría
dañar el conductor interno. Siempre gire la rosca externa del conector macho.
Mediciones y Actividades a realizar
a. Este setup simula un generador con una distorsion controlada, la frecuencia
fundamental será la de 30MHz y los armonicos de este generador serán suprimidos
con el filtro pasabajos. El generador de RF simulara el 2do, 3er, etc armonico.
b. Con el generador de RF apagado (RF OFF) medir la señal de 30MHz filtrada, ajustar
los controles del AE para tener el máximo rango dinamico respecto de los
armónicos de segundo orden. Como verifica que el nivel de armonico de 2do orden
(60MHz) que está midiendo no es del generador? Cual es el punto optimo?
c. Setear el generador de RF para tener una distorsion del 0.1%, es medible?
Comparar con la visualización temporal en un osciloscopio.
d. Apagar el generador de RF y poner el filtro en la sección pasatodo, medir la THD del
generador de señales arbitrarias.
e. ¿A qué se debe el corrimiento en la indicación del marker sobre la portadora? Ej.
F=60.000065 Mhz.
f. ¿Cómo asegura que las armónicas son generadas por el generador y que no son
inventadas por el propio Analizador de Espectro?
¿Qué parámetros del Analizador de Espectro y del generador de RF debe modificar para
determinar si las armónicas son propias de la señal de entrada o generadas por la
saturación del Mixer del Analizador de Espectro?
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Trabajo Práctico de Laboratorio
Analizador de Espectro
Dibuje un diagrama en bloques interno de la etapa de entrada del Analizador de Espectro
indicando que rol cumple cada bloque.
g. ¿Qué controles del AE afectan al piso de ruido y cómo?
h. ¿Qué relación existe entre la atenuación en la entrada del AE con el rango dinámico?
i. ¿Cómo modifica los filtros RBW y VBW para mejorar la indicación en pantalla?
Ejemplifique. ¿Hay un límite para esta “mejora”?
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Analizador de Espectro
4 - Medición de Intermodulación
Setup de medición
Conecte la salida del generador de RF en la entrada 1 del Splitter y la salida del generador
arbitrario en la entrada 2 del Splitter.
Se deben configurar los parámetros de los generadores de RF según el Setup descripto a
continuación.
Analizador de Espectro
Generador
Agilent N9320A
Agilent N9310A
Splitter
f1 = 31 Mhz
P = -10 dBm
Minicircuits ZX10-2-12-S+
2-1200 Mhz
TG
IN
Generador
Agilent 33522A
f2 = 29 Mhz
P = -10 dBm
Recuerde que es muy importante que el cuerpo del conector no se gire al conectarlo, ya que podría
dañar el conductor interno. Siempre gire la rosca externa del conector macho.
Mediciones y Actividades a realizar
a. Con el atenuador de entrada en 20dBm, grafique el espectro de frecuencia y la señal
temporal de la señal resultante. ¿Qué tipo de modulación podría ser esta?
b. Coloque el atenuador en 0dB, varíe los parámetros del Analizador de Espectro para ver
una componente de Intermodulación de 3° orden con suficiente detalle.
c. Explique el concepto del fenómeno de intermodulación. ¿A qué se debe el efecto de la
intermodulación y quién la genera?
d. Explique cómo se puede eliminar dicha intermodulación.
e. Dibuje un diagrama en bloques interno de la etapa de entrada del Analizador de Espectro
indicando que rol juega cada bloque.
f. Indique cómo varía el rango dinámico cuando se varía la atenuación del Analizador de
Espectro. ¿Cómo cambia la indicación?
g. Configure ambos de generadores de RF tal que la potencia de salida sea -9dBm
i.
¿Cómo cambia la amplitud de la componente fundamental y cada componente de
intermodulación?
ii.
Explique el resultado de la medición.
iii.
¿Cómo determina si una componente de 3° orden es producida por el propio
mezclador del Analizador de Espectro?
h. Indique cual es la configuración de máximo RD respecto de la intermodulación de 3er
orden.
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Analizador de Espectro
Bibliografía
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Juan Cecconi, (2011), “Analizador de Espectro“
Alejandro Henze, (2011), “Analizador de espectro”
Alejandro Henze, (2010), “Mediciones analizador de espectro”
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