automatizacion de mediciones con a.e

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AUTOMATIZACION

DE MEDICIONES

CON A.E.

Proyecto Medidas Electrónicas II

Alumnos: Franco Trillo y Ariel Grassano

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Temario:

ObjetivoDesarrollo del proyectoConsideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características

Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase

Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones


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Temario:





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Objetivo: Automatizar las siguientes mediciones con el Analizador de Espectro:

Índice de modulación de señal de AMDistorsión Total Armónica (THD)Ruido de Fase


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Temario:





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Análisis de los procedimiento: Análisis y ensayo de los procedimientos de medición Estudio del protocolo SCPI Definición de la plataforma de desarrollo y

programación Prueba del desarrollo Introducción de mejoras Caracterización final


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Temario:

IntroducciónDesarrollo del proyectoConsideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características




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Consideraciones en las mediciones automatizadas:

Modo de Barrido Único (Single Sweep) Ajuste Automático del Reference Level Ajuste Automático de la frecuencia central de

trabajo. Verificación de Sobrecarga del Mezclador


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Modo de Barrido Único (Single Sweep)• Control por medio de la PC del inicio y fin de refresco de

la pantalla del A.E.• La modificación de un parámetro que afecte

directamente a la visualización requiere refrescar la pantalla.

• Cada barrido disparado implica que el software espera a la finalización del mismo para continuar el procedimiento

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• Potencia de la señal a medir desconocida• Luego de resetear el A.E. a sus valores por defecto,

lleva el Reference Level a un valor elevado (40 dBm) • Detecta el pico de la señal fundamental a medir y

realizando sucesivos ajustes de los parámetros del AE, setea el Reference Level en el pico de la señal fundamental con un leve incremento de seguridad.

Ajuste Automático del Reference Level

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• El ingreso de los parámetros de frecuencia por parte del operador puede no ser exacto.

• Se realiza un ciclo de Reducción del SPAN y detección del pico máximo de potencia.

• Luego de 3 ciclos, se obtiene un valor mucho mas exacto de la frecuencia fundamental de la señal a medir.

Ajuste de la frecuencia fundamental

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Temario:





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Mediciones Automatizadas – INDICE DE MODULACION EN AM:


Procedimiento de Medición

• Ajuste del Reference Level• Ajuste de la Frecuencia Portadora• Medición de la portadora• Medición de la modulante.• Calculo.

• Parámetros de entrada:• Frecuencia de la portadora• Frecuencia de la Modulante

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Mediciones Automatizadas:


Índice de Modulación - Calculo• Potencia del pico de señal portadora: PP

• Potencia del pico de señal modulante: PM

• Transformando las potencias en tensiones

• Índice de Modulación = VM / VC

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Mediciones Automatizadas – DISTORSION TOTAL ARMONICA (T.H.D):



• Ajuste del Reference Level• Ajuste de la Frecuencia Portadora• Verificación de sobrecarga de señal en el mezclador en

la segunda armónica y ajuste• Medición de fundamental y armónicas• Calculo.

• Parámetros de entrada:• Frecuencia fundamental• Cantidad de armónicas a medir

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• El mezclador de entrada del A.E. es un dispositivo alineal.• Las señales en su salida presentarán distintos tipos de

distorsiones.• Se debe procurar no sobreexcitar al mezclador para que

dichas distorsiones no se solapen con las distorsiones propias de la señal.

Verificación de sobrecarga de señal en el mezclador

• Modificando el valor de atenuación de entrada del A.E. es posible verificar si se esta sobreexcitando el mezclador.

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• Medición de la segunda Armónica• Aumento de la atenuación de entrada al A.E.• Nueva medición de la segunda armónica.• Si la diferencia de ambas mediciones difiere en:

Verificación de sobrecarga de señal en el mezclador

• Menos de 1 dB, se repone la atenuación original y se continua con el procedimiento

• Mas de 1 dB, se aumenta a la atenuación original y se repite la verificación.

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• Objetivo: Reducir la potencia de entrada al mezclador, posibilitando la mejora del rango dinámico del A.E.

Filtrado de la fundamental

• En caso de no disponer del filtro, se continua con la medición sin remover la portadora.

• Intervención del usuario solicitada para remover la frecuencia fundamental mediante un filtrado externo de alto Q previo a la medición de las armónicas

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Distorsión Total Armónica - Calculo• Potencia del pico de señal fundamental: A1

• Potencia del pico de segunda armónica: A2

• Potencia del pico de tercer armónica: A3

• ……..

• Potencia del pico de armónica n: AN

𝑻𝑯𝑫=𝟏𝟎𝟎× √(𝑨𝟐)𝟐+(𝑨𝟑)

𝟐+…+(𝑨𝒏)𝟐

𝑨𝟏

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Mediciones Automatizadas – RUIDO DE FASE:



• Ajuste del Reference Level• Ajuste de la Frecuencia Portadora• Centrado en pantalla y medición del pico de la señal.• Cambio del modo de detector a “Sample Detector”• Medición de la potencia en la offset respecto de la señal.• Calculo

• Parámetros de entrada:• Frecuencia fundamental• Offset de frecuencia a medir.

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• Cada pixel de la pantalla del A.E. representa a un grupo de frecuencias.

• Suponiendo a la señal como una infinita sucesión de puntos.

Detector en modo Sample o Muestreo

• Se divide a esa sucesión de puntos en franjas

• Cada franja será representada por un pixel de la pantalla del A.E.

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• El tipo de detector utilizado, tomará un valor característico de la franja determinada y ese será el valor que tomara el pixel de la pantalla.

Detector en modo Sample o Muestreo

• Para realizar mediciones de ruido, se recomienda el modo Sample Detector

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Corrección del RBW• Los filtros del AE no son perfectos (Rectangulares),

utilizando filtros Gaussianos.• Se debe conocer el ancho de banda de ruido equivalente

de dichos filtros, y luego normalizarlos a la unidad.

Corrección por compresión del amplificador logarítmico• El Amplificador Logarítmico de FI, tiende a amplificar mas

los picos que el ruido.

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Ruido de Fase - Calculo• Potencia del pico de señal: PS

• Potencia de Ruido en el offset: PSB

• Corrección del BW Equivalente de ruido a 1 Hz:• PSB (1Hz) = PSB (RBW) – 10 log10(RBW/1HZ)

• Corrección por amplificador logarítmico de IF• PSB (1Hz) = PSB + 2,5 dB

• Ruido de Fase = PSB (1Hz) – PS + 2,5 dB

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Temario:





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Caracterización de las Mediciones: Contraste de las mediciones automatizadas contra mediciones realizadas por operador en forma manual.


Distorsión Total Armónica: Valores de T.H.D. hasta 0,54 %

Ruido de Fase: Valores de Ruido de Fase, comparables con los medidos por el procedimiento embebido en el A.E.

Índice de modulación de señal de AM: Valores de Índice de modulación mayores a 0,3 %

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Temario:





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Posibles Mejoras a Incorporar:


Promediado de mediciones.

Verificar Sobrecarga del mezclador, quitando atenuación.

Particularmente en el THD: En el caso de realizar el filtrado de la portadora, recalculo del

Reference Level en base a la segunda armónica.

Verificación de los parámetros ingresados.

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Temario:





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Conclusiones Finales: Conocimientos adquiridos en:

Operación y funcionamiento del A.E. complementando y reforzando los vistos durante el curso

Protocolo de comunicaciones con el equipo para manejo remoto.

Fundamentos de las mediciones realizadas y como optimizarlas.


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