Unidades de Medición en Telecomunicaciones

Presentación del tema: "Unidades de Medición en Telecomunicaciones"— Transcripción de la presentación:

1 Unidades de Medición en Telecomunicaciones

2 Temario Introducción Medida de Amplitud Medida de Frecuencia
Medida de período Medida de Angulo Otras mediciones

3 Introducción En telecomunicaciones se trabaja fundamentalmente con señales Se trata es establecer la medida de sus características fundamentales Se mide: amplitud, frecuencia fase

4 Medida de Amplitud El deciBell: El decibel es una relación matemática del tipo logarítmica empleada para expresar la razón o valor relativo de dos magnitudes de igual naturaleza, dos voltajes, corrientes o niveles de potencia; utilizada en telecomunicaciones para expresar la ganancia o pérdida de una transmisión

5 El belio de símbolo B, sirve para expresar la relación de dos potencias mediante el logaritmo decimal de esta relación. Tal unidad, caída en desuso, apenas se utiliza. En la práctica, se emplea el decibelio, de símbolo dB, que es la décima parte del belio

6 El dB El decibelio permite expresar la relación entre dos magnitudes de campo, como una tensión, una corriente, una presión acústica, un campo eléctrico, una velocidad o una densidad de carga, cuyo cuadrado es proporcional a una potencia en los sistemas lineales. Para obtener el mismo valor numérico que con una relación de potencia, el logaritmo de la relación de las magnitudes de campo se multiplica por el factor 20, suponiendo que las impedancias sean iguales

7 Relación entrada salida de una señal
Un decibel es una forma conveniente usada por la norma B12 de la UIT para describir la relación de entrada y salida ya sea de potencia(potencia de entrada contra potencia de salida) o voltaje(voltaje de entrada contra voltaje de salida). Es decir es una medida de rendimiento

8 Relación entrada salida de una señal

9 Beneficios de especificar rendimiento en decibeles:
Los decibeles se pueden usar para describir rendimiento independientemente del voltaje o potencia de operación de una aplicación. Por lo tanto, es una especificación "genérica" de rendimiento. El decibel se calcula en una escala logarítmica que permite especificación de rendimiento en una amplia gama de voltaje, Potencia, espectros de potencia, etc.

10 Beneficios de especificar rendimiento en decibeles:
Los decibeles se pueden sumar y restar (versus multiplicar y dividir sus relaciones correspondientes), por lo tanto facilita los cálculos y soluciones gráficas. El rendimiento de transmisión se especifica más comúnmente en unidades de dB.

11 Comparación de voltajes
Con 220 V de entrada y 200 V de salida cual es el rendimiento y la pérdida en dB? Solución Ventrada(1)=220V Vsalida(2)=200V Rendimiento=? Perdida(dB) =?

12 Solución Las pérdidas serán de 0,82785 dB

13 Problema 2. Si una señal se duplica(en voltaje) al cruzar por una línea de transmisión cuál es su ganancia en decibeles G(dB)=

14 Significado Un requerimiento de interferencia de 6 dB se traduciría en que 50% del voltaje de la señal se permite acoplar a pares adyacentes Un requerimiento de reflexión de señal de 6 dB se traduciría en que 50% del voltaje de señal es reflejado a una línea de transmisión Un requerimiento de atenuación de 6 dB se traduciría en 50% del voltaje de señal perdido a lo largo de la línea de transmisión.

15 Comparación de potencias
Si la potencia de entrada es de 220 W y la de salida de 200 W cual es el valor de la pérdida de potencia Solución Pentra(1) = 220 W Psalid(2) = 200 W Pérdida P(dB)?

16 Solución La pérdida es de 0,41393 dB

17 Problema 2. Si una señal se duplica(en potencia) al cruzar por una línea de transmisión cuál es su rendimiento en decibeles G(dB)=

18 Esto quiere decir que: Un requerimiento de interferencia de 3 dB se traduciría en que 50% de la potencia de la señal se le permite acoplar en pares adyacentes Un requerimiento de reflexión de señal de 3 dB se traduciría en que 50% de la potencia de la señal se refleja a una línea de transmisión Un requerimiento de atenuación de 3 dB se traduciría en que 50% de la potencia de la señal se pierde a lo largo de la línea de transmisión

19 Medida de voltaje Dado un voltaje enV(voltios), basta con elevar al cuadrado tal cantidad(quedando expresada en potencia) obtener su logaritmo en base diez. Así la potencia queda expresada en Belles, para convertir a dB, se multiplica por diez, pues un Bell contiene 10 deciBeles. Aprovechando la propiedad de logaritmación en la cual el exponente de una cantidad dentro de un logaritmo puede pasar a multiplicar el mismo, la expresión queda

20 Medida de voltaje V V

21 Problema Expresar en dB referido a 1 voltio los 200 V de la salida a una antena Solución V=200 V

22 Problema 2 Expresar en dB referido a 1 voltio los 200 V de la entrada de una linea de Transmisiòn Solución V=220 V 220 V = 46,8484 dB-V

23 Medida de Potencia Dada una potencia en W, basta con obtener su logaritmo en base diez y la potencia queda expresada en Bells, para convertir a dB, se multiplica por diez, pues un Bell contiene 10 deciBeles. Quedando la formula:

24 Ejemplos Expresar en dB 1000 W referidos a 1W Solución P= 1000 W

25 Ejemplos Expresar 130 W en dB referidos a 1 W Solución P= 130 W

26 problema El valor en wattios de 18 dB-W dB(W) es? Solución
P(dB-W) = 18 dB-W Se debe aplicar la operación contraria al logaritmo, es decir, el antilogaritmo

27 solución

28 Conclusiones de amplitud
El dB es ganancia o pérdida . El dB-W es la representación en dB de una potencia El dBV es la representación en dB de un voltaje El Neper tiene exactamente la misma acepción del dB tan solo que en vez de trabajar con base 10 se trabaja con la base 2, Np = dB

29 Otras Mediciones en dB La potencia en telecomunicaciones puede ser exageradamente baja para ciertos instrumentos de medición, para tales casos se usa: dBm dBm0 dBm0p

30 El dBm El dBm es la representación en dB de una potencia muy pequeña mW, es decir a potencias entre 0 y 1. nivel absoluto de potencia con relación a 1 milivatio, expresado en decibelios Por ejemplo 3 mW en decibeles referidos a 1mW será:

31 Potencias referidas al miliWatio con relaciòn a un punto de nivel 0
En el antiguo plan de transmisión, el CCITT había definido “el punto de nivel relativo cero” como el punto de origen a dos hilos de un circuito de gran distancia (punto 0 de la figura I-1/B.12).

32 Potencias referidas al miliWatio con relación a un punto de nivel 0
Con arreglo al plan de transmisión recomendado actualmente, el nivel relativo debe ser –3,5 dBr en el extremo virtual del lado de transmisión de un circuito internacional a cuatro hilos (punto V de la figura I-2/B.12). El “punto de referencia elegido para la transmisión” o “punto de nivel relativo cero” (punto T de la figura I-2/B.12) es un punto virtual a dos hilos que estaría conectado a V por un transformador diferencial dotado de una atenuación de 3,5 dB.

33 Potencias referidas al miliWatio con relación a un punto de nivel 0
La carga convencional utilizada para el cálculo del ruido en los sistemas de corrientes portadoras multicanales corresponde a un nivel absoluto de potencia media de –15 dBm en el punto T.

34 Potencias referidas al miliWatio con relaciòn a un punto de nivel 0

35 El dBm0 El dBm0 es la representación en decibeles de una potencia muy pequeña referida a una potencia de nivel cero. El ruido es muy bajo en tales casos. Se trata de comparar dos señales una que entra, frente a otra que está en el medio y que es tan baja que no la afecta nivel absoluto de potencia con relación a 1 milivatio, expresado en decibelios, referido a un punto de nivel relativo cero

36 El dBm0p El dBm0p es el nivel absoluto de potencia sofométrica (ponderado para telefonía) con relación a 1 milivatio, expresado en decibelios y referido a un punto de nivel relativo cero. potencia sofométrica – Potencia disipada en una resistencia de 600 ohms por una fuente de fuerza.

37 dBm0s nivel absoluto de potencia con relación a 1 milivatio, expresado en decibelios y referido a un punto de nivel relativo cero, para una transmisión radiofónica

38 dBm0ps Nivel absoluto de potencia sofométrica (ponderado para una transmisión radiofónica) con relación a 1 milivatio, expresado en decibelios y referido a un punto de nivel relativo cero, para una transmisión radiofónica

39 El dBr El dBr es el llamado dB relativo que se usa para comparar un patron de una señal en transmisión con las que se van a transmitir. decibelios (relativos).

40 dBrs: dBrs: nivel relativo de potencia expresado en decibelios y referido a otro punto para una transmisión radiofónica

41 Para el nivel absoluto de tensión,
dBu: nivel absoluto de tensión con relación a 0,775 V, expresado en decibelios. dBu0: nivel absoluto de tensión con relación a 0,775 V, referido a un punto de nivel relativo cero; dBu0s: nivel absoluto de tensión con relación a 0,775 V referido a un punto de nivel relativo cero, para una transmisión radiofónica; dBqps: nivel absoluto de tensión ponderada, medido según la

42 Para el nivel absoluto de tensión,
Recomendación 468, volumen X-1 del CCIR, para una transmisión radiofónica; dBq0ps: nivel absoluto de tensión ponderada, medido según la Recomendación 468, volumen X-1 del CCIR, referido a un punto de nivel relativo cero, para una transmisión radiofónica; dBq0s: nivel absoluto de tensión no ponderada medido según la Recomendación 468, volumen X-1 del CCIR, para una transmisión radiofónica, con relación a 0,775 V y referido a un punto de nivel relativo cero.

43 Medida de frecuencia La frecuencia de una onda se define como el numero de pulsaciones (ciclos) que tiene por unidad de tiempo (segundo).La unidad correspondiente a un ciclo por segundo es el Hertzio (Hz). (5) Las frecuencias mas bajas se corresponden con lo que habitualmente llamamos sonidos "graves" , son sonidos de vibraciones lentas. Las frecuencias mas altas se corresponden con lo que llamamos "agudos" y son vibraciones muy rápidas.

44 Medida de frecuencia La frecuencia es un aspecto que se relaciona con el concepto de ancho de banda de la señal y, por ende, de alguna forma con la denominada velocidad del canal. La primera se da en Hertz (Hz), en el segundo caso se hace mención a muchas clases, para efectos de las unidades basta con afirmar que puede ser bit por segundo(bps), Baudio, etc. En el modulo de análisis de señales se hará una mejor presentación al respecto

45 Medida de Período Se representa con la letra T y es la duración en segundos para que se de una oscilación de la señal. Se identifica como el inverso de la frecuencia. Son análogos con el tiempo de envió de un símbolo o una secuencia de símbolos, el tiempo de pulso, etc.

46 Medida de fase La Fase Tiene que ver con el atraso o adelanto de una señal, por ende se da en grados o en radianes