1 AUTOMATIZACION DE MEDICIONES CON A.E. Proyecto Medidas Electrónicas II Alumnos: Franco Trillo y...
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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Temario:
IntroducciónDesarrollo del proyectoConsideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características
Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase
Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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
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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
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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
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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
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Mediciones Automatizadas:
Proyecto Medidas Electrónicas II
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):
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
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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.
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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.
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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
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Consideraciones en las mediciones automatizadas:
Proyecto Medidas Electrónicas II
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:
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.
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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.
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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
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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.
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Consideraciones en las mediciones automatizadas:
Proyecto Medidas Electrónicas II
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:
ObjetivoDesarrollo del proyectoConsideraciones Generales Mediciones Automatizadas y sus características
Índice de Modulación Distorsión Total Armónica (THD) Ruido de Fase
Caracterización Posibles Mejoras Conclusiones
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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 %
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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.
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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
Proyecto Medidas Electrónicas II
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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.
Proyecto Medidas Electrónicas II