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1 AUTOMATIZACION DE MEDICIONES CON A.E. Proyecto Medidas Electrónicas II Alumnos: Franco Trillo y Ariel Grassano.

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1 1 AUTOMATIZACION DE MEDICIONES CON A.E. Proyecto Medidas Electrónicas II Alumnos: Franco Trillo y Ariel Grassano

2 2 Temario: Objetivo Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

3 3 Temario: Objetivo Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

4 4 Objetivo: Objetivo: Automatizar las siguientes mediciones con el Analizador de Espectro: Índice de modulación de señal de AM Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Proyecto Medidas Electrónicas II

5 5 Temario: Objetivo Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

6 6 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 Proyecto Medidas Electrónicas II

7 7 Temario: Introducción Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

8 8 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 Proyecto Medidas Electrónicas II

9 9 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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

10 10 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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

11 11 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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

12 12 Temario: Objetivo Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

13 13 Mediciones Automatizadas – INDICE DE MODULACION EN AM: Proyecto Medidas Electrónicas II 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

14 14 Mediciones Automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II Índice de Modulación - Calculo Potencia del pico de señal portadora: P P Potencia del pico de señal modulante: P M Transformando las potencias en tensiones Índice de Modulación = V M / V C

15 15 Mediciones Automatizadas – DISTORSION TOTAL ARMONICA (T.H.D): Proyecto Medidas Electrónicas II Procedimiento de Medición 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

16 16 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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.

17 17 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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.

18 18 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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

19 19 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II Distorsión Total Armónica - Calculo Potencia del pico de señal fundamental: A 1 Potencia del pico de segunda armónica: A 2 Potencia del pico de tercer armónica: A 3 …….. Potencia del pico de armónica n: A N

20 20 Mediciones Automatizadas – RUIDO DE FASE: Proyecto Medidas Electrónicas II Procedimiento de Medición 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.

21 21 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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.

22 22 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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

23 23 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II 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.

24 24 Consideraciones en las mediciones automatizadas: Proyecto Medidas Electrónicas II Ruido de Fase - Calculo Potencia del pico de señal: P S Potencia de Ruido en el offset: P SB Corrección del BW Equivalente de ruido a 1 Hz: P SB (1Hz) = P SB (RBW) – 10 log 10 (RBW/1 HZ ) Corrección por amplificador logarítmico de IF P SB (1Hz) = P SB + 2,5 dB Ruido de Fase = P SB (1Hz) – P S + 2,5 dB

25 25 Temario: Objetivo Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

26 26 Caracterización de las Mediciones: Contraste de las mediciones automatizadas contra mediciones realizadas por operador en forma manual. Proyecto Medidas Electrónicas II 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 %

27 27 Temario: Objetivo Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

28 28 Posibles Mejoras a Incorporar: Proyecto Medidas Electrónicas II 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.

29 29 Temario: Objetivo Desarrollo del proyecto Consideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones Proyecto Medidas Electrónicas II

30 30 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. Proyecto Medidas Electrónicas II


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