Práctica 1: Decibeles Laboratorio de Comunicaciones I

Práctica 1: Decibeles Número de Equipo: Nombres: Fecha: Horario: Dia de clase: Profesor:

Objetivos Al terminar esta práctica, usted podrá: Utilizar un voltímetro de ac para establecer un nivel deseado de . mdBMedir el nivel de potencia en usando un voltímetro de ac. mdBMedir la atenuación en decibeles, dB, de un arreglo resistivo.

Material a Utilizar Voltímetro de ac (preferentemente con escala en dB). Osciloscopio. Generador de función. Terminal de 50Ω, resistores de distintos valores nominales.

Prerrequisitos Para realizar esta práctica satisfactoriamente el alumno deberá tener nociones sobre los siguientes temas: El decibel, dB, como una medida de ganancia y pérdida. Los niveles de referencia de potencia, y . mdB dBW

Procedimiento La Fig. 1-1 es un diagrama conceptual de cómo conectaremos nuestro equipo. Observe que ambos, el osciloscopio y el voltímetro miden el voltaje a través de la carga de 50Ω. Ajuste la salida del generador de funciones para producir una onda senoidal de 2.24V rms a 1kHz. Haga uso del voltímetro para establecerlo. Si lee usted en el voltímetro 2.24V rms a través de la carga de 50Ω, la potencia disipada en la carga de 50Ω deberá ser de +20 . mdBEl generador de función está, con esto pues, ajustado para entregar +20 . mdB

1.- Demuestre con cálculos que los 2.24V rms en la resistencia de carga de 50Ω disipa +20 . mdB

Si el voltímetro que emplea tiene una escala en decibeles, haga una marca de la lectura en la escala en dB. A menos que el voltímetro esté específicamente calibrado para medir a través de una carga de 50 ohms, la lectura que usted verá no será +20.

mdB

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Práctica 1: Decibeles Laboratorio de Comunicaciones I

Fig. 1-1

2.- Si el voltímetro tiene una escala en dB. ¿Qué indica la lectura en dB? Monitoree la onda senoidal de 1kHz con el osciloscopio y mida el voltaje pico a pico de la onda senoidal a través de la carga de 50 ohms.

3.- ¿Cuál sería teóricamente el voltaje pico a pico, , en volts medido en el osciloscopio?

Muestre los cálculos detalladamente. ppV −

4.- ¿Cuál es el medido? ppV −

Remueva la terminal de 50Ω y note que ambas lecturas, la del osciloscopio y la del voltímetro, han cambiado.

5.- ¿Cuál es la nueva lectura de en el osciloscopio? ppV −

6.- ¿Cuál es ahora la lectura en el voltímetro, en volts? 7.- Si el voltímetro tiene una escala en dB. ¿Cuál es la nueva lectura en dB?, ¿Cuánto fue el

cambio en dB con respecto al resultado de la pregunta 2? 8.- Explique la causa del cambio en las lecturas. (Pista: Utilice la regla divisora de voltaje y

recuerde que tanto el osciloscopio como el voltímetro tienen muy altas impedancias de entrada.)

9.- De los resultados obtenidos arriba, calcule el valor de la impedancia de salida del

generador de funciones.

Si la impedancia de salida del generador es de 50Ω, las lecturas de voltaje deberán haberse duplicado cuando la terminal de 50Ω fue removida del circuito. Si el voltaje se incrementó al doble, la lectura en dB se deberá haber incrementado en 6dB ya que la escala del voltímetro en dB está calibrada a . ( )voltajelog20Dejando el generador de función intacto, construya el arreglo resistivo mostrado en la Fig. 1-2.

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Fig. 1-2

10.- ¿Cuál es el voltaje rms a la salida del generador?, ¿Cuál es la potencia de salida en del generador?

mdB

La salida del generador de función fue previamente ajustada para una salida de +20 o a un voltaje rms de 2.24V a través de una terminal de 50 ohms. Dado a que la resistencia de entrada del arreglo resistivo está diseñada para ser de 50 ohms cuando lo combinamos con un resistor de 600Ω, debería existir un pequeño cambio en la lectura de voltaje, o en la lectura de escala en dB, en el voltímetro. Cualquier variación será debida a las tolerancias de los resistores empleados para construir el arreglo resistivo.

mdB

Usando el voltímetro, mida el voltaje a través del resistor de 600Ω, a la salida del arreglo resistivo de 20 dB.

11.- ¿Cuál es el voltaje rms a través del resistor de 600Ω?

Usando la lectura de voltaje rms medido en el resistor de 600Ω, usted debería ser capaz de calcular el nivel de potencia en en el circuito en este punto. mdB

12.- Calcule el nivel de potencia en en el arreglo a la salida. mdBYa que el arreglo resistivo tiene cerca de 20dB de atenuación y la potencia de entrada en el arreglo es de cerca de 20 , la potencia a la salida del arreglo debe ser cercana a los 0dB. Esto se debe a la siguiente relación:

mdB

( ) ( ) ( )ciondBdeatenuaBEntradaendPotenciadeSalidaendBPotenciade mm 20−= ( ) ( ) ( ) ( mmm dBdBdBdB 020200 =−+= ) La siguiente relación permite el cálculo de pérdida o ganancia de potencia para un circuito cuando sólo es medida la ganancia de voltaje.

( ) ( )o

iVP Z

ZdBAdBA log10+=

En donde

( )i

oV V

VdBA log20=

Y además Ω= 50iZ Ω= 600oZ

13.- Utilice esta ecuación y los valores de voltaje medidos a la entrada y a la salida del arreglo resistivo para calcular la pérdida de potencia en dB en el arreglo.

Respuesta: Usted ha de calcular una pérdida de 20dB.

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