PRÁCTICA 1 ANÁLISIS DE SEÑALES EN EL DOMINIO DE LA

ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES (ECOM). Laboratorio ECOM– P1 1

PRÁCTICA 1

ANÁLISIS DE SEÑALES EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA:EL ANALIZADOR DE ESPECTROS

ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES (ECOM). Laboratorio ECOM– P1

Espectro de una señal GSM

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Las señales radiadas sonsusceptibles de ser interceptadas yanalizadas.EJ. Monitorización del espectroradioeléctrico anunciando unposible nuevo radar(radioforum.com) 27/10/2012


CONOCIMIENTOS PREVIOS:

• Estructura de un receptor heterodino, mezcla, factor de ruido, filtrado, etc…• Representación espectral de señales básicas (Transformada de Fourier)

OBJETIVOS DE LA PRACTICA:

• Introducción y manejo básico del Analizador de Espectros• Visualización en el dominio de la frecuencia de señales reales• Reconocimiento en el dominio de la frecuencia de señales reales• Visualización señales de radiodifusión (FM comercial)

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Analizador de espectros: Receptor superheterodino que barre el margen de frecuencias deseado según una señal de rampa y presenta en pantalla el nivel de potencia que encuentra a cada frecuencia

Referencia a cristal

LogAmp

atenuador mezclador filtro FIdetector

filtro video

Oscilador local

Generador barrido

G-FI

Señalentrada

pantalla

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3.6(GHz)

(GHz)0 3 61 2 4 5

0 31 2

3 64 5

3.6

(GHz)0 31 2

fFI

RANGO SEÑAL RANGO OL

f s

GENERADOR BARRIDO

OL

LCD DISPLAY

ENTRADA

mixer

FILTRO FIDETECTOR

A

ffOL

f sf s

f sfOL- f sfOL

+fOL

3.6 6.5

6.5

A.E. : PROCESO DE MEDIDA


UTILIDAD DEL ANALIZADOR: MEDIDAS

• Frecuencia de las distintas componentes espectrales.

• Estabilidad de osciladores. Ruido de Fase.

• Moduladores: linealidad, productos de intermodulación.

• Potencia de las distintas componentes espectrales.

• Medida de filtros

• Distorsión no lineal

• Ganancia, ancho de banda.

• Ruido térmico: Figura de Ruido


PARÁMETROS BÁSICOS DEL ANALIZADOR:

• Menú Amplitud (escala vertical)

• Menú Frecuencia: Frecuencia central

• Span

• Menú RBW (filtro de resolución, Resolution Bandwidth)

• Menú Sweep Time (Tiempo de barrido)

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CONTROL SYSTEMHEWLETTPACKARD

ESA-L1500ASPECTRUM ANALYZER

INPUT50 Ω

FREQ

SPAN

AMPL

RBW

SWEEP

AUTO COUPLE


Menú amplitud:- Ref level- Log- 5 dB/- Atten.

Menú Freq:- Center/ Start-stop

Menú RBW:- RBW- VBW

Menú Sweep:- Sweep time

Lectura Marcador

Menú Span:- Span

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ELECCION DEL TIEMPO DE BARRIDO

• La señal a medir pasa por un filtro PB. Tiempo de Integración. El analizadordebe estar sintonizado a cada frecuencia al menos este tiempo

T1 – T0 ≅ 1/BW

)(BWsfrecuencia de total Margen barrido de Tiempo 2α

Medida no calibrada (Sweep time insuficiente)


ELECCION DEL TIEMPO DE BARRIDO: OPCION ZERO-SPAN

ZERO SPAN implica que el analizador deja de barrer en frecuencia, el OL es de frecuencia fija, de modo que sólo la frecuencia seleccionada (center) y el ancho de banda determinado por RW pasa a través del filtro de FI

OL

Una señal AM es demoduladadirectamente y en la pantalla se presenta m(t) (señal demodulada)

También es posible demodular señales FM usando la banda de transición del filtro de FI (discriminador de frecuencia)

t Filtro FI (RBW)

Frecuencia Instantánea

FMAM


3 dB3 dB BW

LO

Mixer

FILTRO FIResolution Bandwidth Filter

(RBW)

Sweep

Detector

InputSpectrum

Display

RBW 1 MHz 500 KHz 100 KHz

300 KHz

ELECCION DEL ANCHO DE BANDA DE RESOLUCION• Para ver el espectro con detalle: seleccionar el filtro más estrecho posible (??)

• La estabilidad del oscilador del A.E. limita la mínima anchura de filtro utilizable (1 KHz)

• El ruido integrado a la salida del filtro es proporcional a su BW

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EFECTO DE RBW Y ATENUACIÓN SOBRE EL RUIDO MEDIDO. SENSIBILIDAD

• RBW: El ruido a la salida es proporcional a RBW (mayor ruido integrado)• ATT.: El atenuador de entrada degrada la figura de ruido del A.E. (mayor ruido propio)

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RBW= 300 KHz

RBW= 30 KHz

El RBW afecta a la lectura de ruido (y representación de la señal)

ATT= 25 dB

ATT= 15 dB

ATT= 5 dB

El Atenuador de entrada afecta a la lectura de ruido (no a la representación de la señal)


MEDIDA DE TONOS (100 MHz)

• Efecto del ancho de banda RBW en la visualización• Efecto del ancho de banda RBW en el ruido• Efecto de ATT. en el ruido y nivel de señal leido

Espectro ideal Espectro medido

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MEDIDA DE SEÑAL AM

• Efecto del ancho de banda RBW en la visualización• Determinación del índice de modulación en el espectro• Términos de intermodulación del modulador• Demodulación Zero-Span

Señal ideal Señal real

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MEDIDA DEL ESPECTRO DE RADIODIFUSION (FM – TV)

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FM. MEDIDA ANCHO DE BANDA. DEMODULACION.

TV ANALOGICATV DIGITAL


MODULACIÓN DE AMPLITUD POR UN TREN DE PULSOS

Modulador

Osc. Portadoracos(2πfpt)

t (sg)

S(t)

τ

t (sg)

τ

f (Hz)fo 3fo2fo 4fo0

1/τ

f (Hz)fo 3fo2fo 4fofp

1/τ

S(t) * cos(2πfpt)

T=1/f0


MEDIDA DE SEÑALES PULSADAS

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RBW>PRF

RBW<PRF


Referencias empleadas

[1] Agilent. “Spectrum Analysis Basics. Application note 150”.http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-0292.pdf[2] Agilent. “Spectrum and Signal Analysis. Pulsed RF. Application note 150-2”.http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-1039.pdf[2] Agilent. “The Fundamentals of Signal Analysis. Application note 243”.http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-8898E.pdf

http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-0292.pdf

http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-1039.pdf

http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-8898E.pdf

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