Practica 8 Lab Teleco

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USO DE LOS EQUIPOS GENERADOR RF Y ANALIZADOR ESPECTRAL.

1. OBJETIVOS

a. Conocer las caractersticas bsicas de los equipos de generacin de seales RF y analizador espectral.

b. Configurar el generador de seales para obtener una seal portadora a una frecuencia y magnitud determinada.

c. Configurar el analizador espectral para observar una seal portadora.

d. Configurar el generador de seales para obtener seales moduladas en AM y FM.

e. Observar las modulaciones arriba mencionadas usando el analizador espectral.

2. MARCO INTRODUCTORIO

2.1. EQUIPO GENERADOR RF AGILENT ESG 4433B

Un equipo de generador RF de seales es un instrumento que produce seales controladas para uso en ensayos o mediciones de sistemas de radiofrecuencia. El equipo que van a utilizar se lo clasifica como equipo de grado de Laboratorio, debido que es un instrumento de alta calidad y exactitud en frecuencia y en nivel de salida (amplitud). La familia de generadores RF ESG permiten realizar ensayos en sistemas de comunicacin analgica y digital, proporciona mdulos opcionales que permiten ensayar sistemas estandarizados de comunicaciones (GSM, NADC, CDMA, etc.). Adems es posible configurar el instrumento para que genere seales experimentales creadas por el usuario. Diagrama Bsico de un Generador de Onda Continua:

Figura 58 . Diagrama de Bloques de un Generador RF.

Las especificaciones bsicas de este equipo son:

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Rango de Frecuencias: Determina las frecuencias que puede generar dicho instrumento. Este equipo puede generar una frecuencia de carrier como N multi-portadoras. Genera un rango de frecuencias desde 250KHz hasta 4GHz. Resolucin de frecuencia: Indica el valor mas pequeo de incremento de frecuencia que se puede usar. La resolucin de este instrumento es de 0.01Hz. Exactitud de frecuencia: Determina cuan cerca el valor real (actual) de la frecuencia de

salida esta del valor de frecuencia ingresado y mostrado en pantalla. Este valor es funcin de tres parmetros: la frecuencia elegida (frequency set - Fset), el envejecimiento

a largo plazo aging y el tiempo desde la ultima calibracin cal en este caso solo se tiene 6 meses desde la ultima calibracin.

En este instrumento el aging = 0.1ppm/year

calagingsetFAccuracy

Nivel de Salida: La amplitud de salida es comnmente expresada en microvoltios (V) o

en dBm (decibel relativo a 1 mW en 50 ). Los niveles de salida en este instrumento van de: 250Khz 1GHz : +13dBm hasta -136dBm >1GHz 3GHz : +10dBm hasta -136 dBm >3GHz 4GHz: +7dBm hasta -136dBm Pureza espectral: La sea de salida no siempre es pura y limpia. La pureza es uno de

los factores que diferencian los equipos de baja y alta calidad. Todo equipo genera seales no deseadas. Observe la grafica siguiente:

Figura 59. Espectro de frecuencias con seales armonicas, no armonicas, portadora y ruido

de fase.

Esta grafica muestra una seal principal (onda continua o CW), idealmente esperaramos un solo pico a la frecuencia determinada, con una altura proporcional a la potencia o nivel de salida. Pero aparecen otras seales.

1) La seal principal (pico) esta dispersada por otras seales llamadas ruido de fase (phase noise). Esto se debe a la variacin aleatoria de la frecuencia central.

2) Aparecen seales armnicas (con relacin a la frecuencia central F), o sea son seales con frecuencias relacionadas por nmeros enteros (nF). En general las frecuencias altas son ms pequeas que las frecuencias armnicas bajas. El equipo tiene seales armnicas menores a -30dBc.

3) A veces aparecen seales sub-armnicas. Estos son cocientes enteros de la seal principal (nF/2). Estas aparecen si existen dentro del generador circuitos multiplicadores o divisores de frecuencias. El equipo tiene seales armnicas menores a -40dBc.

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4) Otras seales son las espurias (spurs) las cuales se miden en trminos de decibel por debajo de la portadora o dBc. Por lo general un valor menor en dBc implica seales espurias ms pequeas y por ende una seal ms limpia.

El equipo tiene especificaciones de phase noise (dB/Hz) como muestra el grfico siguiente:

Figura 60. Curva Caracterstica de ruido de fase vs. Frecuencia de un generador RF.

Modulaciones: Este instrumento permite generar modulaciones de tres tipos:

Modulacin Analgica

Modulacin Digital

Modulacin de Formatos especficos (estndares) Modulacin Analgica Varios formatos como AM, FM, PM, o pulso. La figura a continuacin muestra los parmetros importantes para producir seales AM.

Figura 61. Caractersticas Bsicas de Modulacin AM.

Los parmetros ms importantes para generar seales FM se muestran a continuacin.

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Figura 62. Caractersticas Bsicas de Modulacin FM.

Mientras que para producir seales pulsantes, los parmetros configurables del generador son:

Figura 63. Caractersticas Bsicas de Modulacin de pulsos.

Modulaciones Digitales (I-Q) En este modo, posibilita modular digitalmente una portadora al definir vectorialmente una seal envolvente compleja (I en fase, Q en cuadratura). Produce de esta forma modulaciones PSK (BPSK, QPSK, N-PSK), MSK (fase continua), FSK, QAM. Modulaciones Estndar. Los generadores vectoriales de seales RF pueden producir seales con formatos digitales que siguen los estndares internacionales en comunicacin. Los formatos ms comunes son:

GSM, DECT, TETRA, US-TDMA (NADC, USDC, or IS-54), PDC, PHS CDMA (IS-95), W-CDMA, cdma2000, 1xEV-DO, 802.11a/b, 8VSB, CDPD

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Diagrama frontal:

Figura 64. Panel Frontal del Generador RF Agilent ESG 4433B. 1. Active Entry Area. Se muestra la funcin activada. 2. Annunciators. Estos anunciadores muestran el estado de algunas funciones del generador de seales. 3. Frequency Area. La frecuencia de

portadora actual se muestra en pantalla. 4. Amplitude Area. El nivel de potencia

de salida se muestra en pantalla. 5 Softkey Labels. Etiquetas Softkey

definen las funciones disponibles correspondientes a los botones softkey ubicados a la derecha de estas etiquetas. 6. Softkeys. Al presionar un botn softkey

se active la funcin indicada en la etiqueta del display 7. Knob. La perilla se usa para incrementar o reducir el valor numrico. 8. Menu Keys. Estos botones permiten el acceso a funciones primarias o bsicas del generador. 9. RF Output Connector. Este es un

conector Tipo-N hembra, aqu sale la seal RF. 10. Numeric Keypad. El tablero numrico consiste en dgitos, punto decimal y teclas backspace 11. Arrow Keys. Las teclas de flechas

arriba y abajo incrementan o reducen los valores numricos. Las teclas de flechas izquierda y derecha mueven el cursor. 12. Standby LED. Este LED Amarillo se

ilumina cuando el instrumento esta en modo standby. 13. Line Power LED. Este LED verde se ilumina cuando el equipo se enciende. 14. Power Switch. Al presionar este botn cambia el estado de encendido entre ON y standby.

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2.2. EQUIPO ANALIZADOR ESPECTRAL AGILENT ESA E4404B Definicin del Analizador Es un equipo que analiza las seales RF entrantes en el dominio de la frecuencia. La arquitectura o sistema utilizado para analizar seales en el dominio de frecuencia es la tcnica de recepcin de barrido sintonizado (swept-tuned receiver), este mtodo es diferente a la tcnica de Anlisis de Fourier. De hecho, consiste en un receptor de banda estrecha que es sintonizado de manera gradual (barrido de frecuencia) en el rango de frecuencia que el usuario desea investigar. Una onda de tipo diente de sierra (creado por el generador de barrido o sweep generator) se utiliza para sintonizar el receptor y controlar el sistema de deflexin horizontal de la pantalla (o display). La salida del receptor de barrido es proporcional a la fuerza de la seal (amplitud); y esta se la aplica para controlar la deflexin vertical de la pantalla (CRT display). El resultado es una imagen del espectro ver figura a continuacion.

Figura 65. Imagen tipica de una pantalla de analizador espectral, donde se observa una seal oscilante a 1GHz con una potencia promedio de -44dBm.

Figura 66. Diagrama Bsico de un Analizador Espectral:

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Clases de Mediciones Las mediciones ms comunes a realizar con un analizador espectral incluyen mediciones de amplitud o potencia, frecuencia, modulacin, distorsin y ruido. Si a este equipo se le aade un convertidor Analgico Digital y un receptor digital (aqu recibe el nombre de analizador vectorial o VSA), permite analizar en el dominio del tiempo seales digitales, as tambin permite determinar el desempeo de un sistema frente a distorsiones. Por tanto, este equipo puede realizar mediciones analgicas y digitales. Entre las mediciones analgicas tenemos:

Grado de modulacin.

Ancho de Banda ocupado.

Potencia de seal.

Distorsin: armnica, de nter-modulacin y espuria. Entre las mediciones digitales estn:

Magnitud de Error vectorial (EVM)

Desbalance I-Q

Error de fase vs. tiempo.

Diagrama de Ojo.

Figura 67. Panel Frontal del Analizador Espectral ESA E4404B

Pantalla Frontal vs. Teclas de men Con algunas excepciones, al presionar las teclas de panel frontal (tems 4 al 8 y 10 en adelante) ocasiona la aparicin de un conjunto correspondiente de teclas de submen llamadas Teclas de Men (tem 3 en adelante), localizadas a la derecha de la pantalla. Las siguientes caractersticas de la pantalla frontal han sido tomadas y resumidas refirindose al manual Agilent Technologies Spectrum Analyzer Users Guide.

1 Viewing Angle teclas que permiten ajustar brillantez de la pantalla. 2 Esc teclas que cancelan cualquier actividad en progreso. 3 Menu keys prximas a la pantalla son sub-mens que aparecen cuando se presionan

ciertas teclas de men o de control del panel frontal. Estas sern referidas en adelante como softkeys.

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4 FREQUENCY Channel, SPAN X Scale, and AMPLITUDE Y Scale teclas que activas las funciones primarias del analizador y acceden a mens relacionados a dichas funciones.

5 CONTROL teclas de men de acceso que permiten que el usuario ajuste el ancho de

banda de resolucin, el tiempo de barrido (sweep), la pantalla de display y otros parmetros de medicin del analizador.

6 MEASURE automatiza algunas mediciones comunes. 7 SYSTEM teclas que afectan el estado del sistema del analizador.

La tecla System accede a las rutinas de setup y alineacin (calibracin). La tecla verde Preset resetea el analizador a un estado inicial. La tecla File permite almacenar (grabar) y recuperar archivos desde una memoria interna o el disco floppy. La tecla Print Setup permite configurar la salida a impresora. La tecla Print inmediatamente enva la orden de impresin.

8 MARKER teclas que controlan los marcadores, estos permiten leer frecuencias y amplitudes a lo largo de la traza o grafica del analizador, automticamente localiza las seales de mayor amplitud, y accede a funciones como Marker Noise y Band Power.

9 Media Door a la derecha del panel frontal accede al disk drive de 3.5 (floppy) y al conector de Audfono.

10 Las teclas Data Control, incluyen las teclas step, la perilla (knob) y el teclado numrico, permiten cambiar valores numricos de una funcin activada como la frecuencia, inicial, final, etc. La Perilla (Knob) permite incrementos finos en funciones como frecuencia central, nivel de referencia y posicin del marcador. Al rotar en sentido horario incrementamos los valores. El Teclado Numerico permite ingresar los valores exactos para muchas de las funciones del analizador. Puede incluir el punto decimal en la porcin numrica. Si no lo hace, el punto decimal es colocado al final del nmero. Las entradas numricas (valores) deben terminarse con una unidad que aparece en el rea de teclas de Menu prxima a la pantalla.

Las teclas de Step ( ) incrementan o reducen el valor de la funcin activada. El tamao de paso depende de la medicin realizada en el analizador. Cada presin provoca un cambio en los valores.

11 VOLUME. Esta perilla ajusta el Volumen del altavoz interno. Usado para escuchar

seales demoduladas (AM o FM). 12 EXT KEYBOARD. Este conector en de tipo mini-DIN de 6 pines para conectar un teclado

externo al analizador, permite ingresar texto para ttulos y nombres de archivos. NOTA Para evitar el dao en el Analizador, siempre apague el equipo antes de conectar el teclado externo al instrumento. 13 PROBE POWER proporciona un voltaje de alimentacin para puntas de prueba AC de

alta impedancia u otros accesorios. (+15 V, -12.6 V, 150 mA max) 14 LO OUTPUT. No disponible en unidades VCC 15 IF INPUT. No disponible en unidades VCC 16 Return. La tecla Return accede el men previamente seleccionado (men anterior). SI se

contina presionando la tecla se accede a mens ms antiguos. 17 AMPTD REF OUT. No disponible en unidades VCC.

18 Tab (| |) son usados para moverse alrededor del editor de Lmites y el editor de Correccin.

19 INPUT 50 aqu se inserta la seal de entrada al analizador. NOTA 1: Para evitar dao en el Equipo, debe tener en cuenta de no EXCEDER el limite

mximo de potencia de seal de entrada que es de +30dBm (1W). Por tanto se recomienda insertar a la entrada un atenuador externo.

NOTA 2: Para evitar dao en el Equipo, debe tomar en cuenta de NO INSERTAR UNA SEAL CON NIVEL DC a la entrada. Por tanto se recomienda que si mide seales transmitidas por equipos que proveen voltajes DC, inserte un acoplador DC (capacitor) en la entrada.

20 La tecla Next Window puede ser usada para seleccionar la ventana active en funciones

que incluyen modo de pantallas separadas como marcadores de zona o tablas, etc.

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21 Help. Presione la tecla Help y luego presione cualquier tecla del panel frontal o men para observar una descripcin de la funcin elegida y el comando SCPI asociado. La siguiente tecla que Ud. presione elimina la ventana de ayuda.

22 RF OUT 50 es una seal de salida para el generador de rastreo (tracking generator). Esta opcin NO ESTA DISPONIBLE.

23 La tecla | (On) enciende el analizador, mientras que la tecla (Standby) apaga el analizador.

PANTALLA

Figura 68. Pantalla del Analizador Espectral ESA E4404B

Cuadro 3: Pantalla

tem Descripcin Tecla de Funcin Asociada

1 Modo del detector Detector

2 Nivel de Referencia Ref Level

3 Bloque de funcin activo Referirse a la descripcin asociada a la funcin elegida.

4 Titulo de Pantalla Change Title

5 Tiempo y fecha Time/Date On Off

6ab Atenuacin RF Attenuation Auto Man

7 Marcador de frecuencia Marker or Marker Count On Off

8 Marcador de amplitud Marker

9 GPIB anunciador R operacin remota L - GPIB listen T - GPIB talk S - GPIB SRQ

Ver documento de programacin.

10c Indicador de dato invalido Sweep (Single) or

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View/Trace

11 Mensajes de Informacin de estado

Ver el Manual de Mensajes del Instrumento y Test funcionales.

12 Titulo de men Depende de la tecla seleccionada.

13 Men de tecla Ver las descripciones de etiqueta de la tecla en la Gua de Usuario.

14 Frequency span or stop frequency

Span or Stop Freq

15a Sweep time/Points Sweep Time Auto Man Sweep Points

16a Ancho de banda de video Video BW Auto Man

17 Frequency offset Freq Offset

18 Lnea de estado de la pantalla.

Muestra el estado del analizador y mensajes de error. Se limpia la informacin cuando se presiona la tecla Esc.

19a Ancho de banda de resolucin

Resolution BW Auto Man

20 Frecuencia central o frecuencia de inicio.

Center Freq or Start Freq

21 Rastreo de seal Frequency Signal Track

22 Preamp interno Amplitude Int Preamp

23d Rutina de Auto alineacin encendida.

Auto Align

24 Correcciones de amplitud activas (Indica que el estado general de correccin esta activo. Puede haber una o ninguna correccin individual activa. )

Correction On Off

25 Trigger/Sweep F - free-run trigger L - line trigger V - video trigger E - external (front) trigger T - TV trigger (Options BAA, B7B only) B - RF burst trigger (Opt B7E only) C - continuous sweep S - single sweep

Trig Sweep

26 Trace mode W - clear write M - maximum hold m - minimum hold V - view S - store blank 1 - trace 1 2 - trace 2 2 - trace 3

Trace

27 Promedio VAvg indica promedio de

Average On Off

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video activo. PAvg Indica promedio de potencia activo.

28 Display line Display Line On Off

29 Amplitude offset Ref Lvl Offst

30 Escala de Amplitud (lineal o logartmica)

Scale Type Log Lin

3. EQUIPOS REQUERIDOS

Analizador Espectral Agilent ESA E4404B.

Generador RF Agilent ESG 4433B.

Osciloscopio analgico Tektronix 2445A.

Cable Coaxial 50

Adaptadores coaxiales Tipo N y BNC.

PC o laptop con Software Excel y Agilent Intuilink.

4. EXPERIMENTOS

4.1. PRACTICA 1: Generar una Seal CW Este procedimiento demostrar como configurar el generador RF para obtener una seal sinusoidal (CW) de 500 KHz con 0dBm de amplitud. El generador RF E4433B es capaz solo de generar seales portadoras sinusoidales (no puede generar seales triangulares o rectangulares). Que es un dBm? Primero veamos que es dB. dB es la relacin entre la potencia de salida y la potencia de entrada a un sistema. Y se

obtiene de la siguiente forma:

dB =

WP

WP

IN

OUTlog10

Sin embargo, debido a que este parmetro es adimensional, no hay manera de conocer el valor de voltaje o potencia actual. En algunos casos, como en comunicaciones, es necesario conocer los valores reales involucrados. Para ello, un valor de referencia (valor conocido) de potencia de entrada Pin = 1mW (0.001 Watts) es utilizado. De aqu que se introduce la unidad dBm. Note que P

in, ha sido reemplazado por el valor referencial de 0.001W o 1mW.

Con esta informacin podemos calcular los niveles de voltaje correspondientes a algunos valores en dBm y viceversa. Por ejemplo, calculemos el valor de voltaje correspondiente al valor de 0 dBm.

0dBm =

W

Pout

001.0log10

(0/10) dBm =

W

Pout

001.0log

W

Pout

001.0 = 10

(0/10) dBm

= 1

Pout

= 1 x 0.001W = 0.001W = 1mW

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Ahora calculemos el nivel de voltaje que aparece sobre un resistor o carga de 50 con una potencia de 1mW. Este valor de resistencia resulta ser la impedancia de salida del generador RF.

Debido a que P = V2

/R, resolviendo para V

RPV

mVWV 22450001.0

Operaciones a Realizar en el

Generador

Descripcin

1. Presione Preset

Limpia los buffers internos y coloca al generador en un estado inicial (RF Off, 4GHz)

2. Presione Frequency

Note una frecuencia por defecto en la pantalla, as como un valor de amplitud.

3. Ingrese 500 (keypad), y elija el softkey KHz

El generador E4433B puede generar frecuencias desde el rango de 250KHz 4GHz. Sin embargo dado que en este experimento usaremos un osciloscopio digital de hasta 150MHz para observar la seal, colocaremos la frecuencia a 500KHZ.

4. Presione la tecla Amplitude

5. Ingrese 0 (keypad), y dBm (softkeys)

Colocamos el nivel de potencia de salida = 0dBm (1mW)

6.

Conecte usando un cable coaxial de 50 (no las puntas de prueba) la salida RF del generador al canal CH1 del osciloscopio Tektronix

2445A Analgico. Seleccione la impedancia del canal en 50 .

7.Presione RF On/Off

Mida el valor rms de la seal mostrada en el osciloscopio. Debera obtener un valor aproximado a 224mV. Cualquier diferencia es debido al desacoplamiento de impedancias del cable utilizado, etc. Vpico a pico = ________ V

rms = ________

8. Presione la tecla Amplitude de nuevo

9. Ingrese el valor 224 (keypad), y mV

(softkeys)

Colocamos el nivel de voltaje = 224 mV, el cual corresponde al valor de 0dBm calculado.

10.

Mida el valor rms de esta nueva onda mostrada en el osciloscopio.

Debera ser igual al valor medido en la parte #7. V

rms = ________

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11. Presione la tecla Frequency

Ajuste la frecuencia a otro valor al girar la perilla en sentido horario y anti-horario al frente del generador. Este es otra forma de cambiar la frecuencia en vez de usar el teclado numrico. Al final coloque la frecuencia del generador a 1MHz.

12. Presione Amplitude

Ajuste la amplitud a otro valor al girar la perilla en sentido horario y anti-horario al frente del generador. Este es otra forma de cambiar la amplitud en vez de usar el teclado numrico.

13. Presione la tecla Amplitude otra vez

14. Ingrese 0 (keypad), y dBm

(softkeys)

Note las unidades disponibles en el rea de softkeys. dBm y mV sern las unidades que mas se utilizaran en la operacin de este equipo.

4.2. PRACTICA 2: Observar la seal de la practica 1 utilizando el Analizador Espectral.

Nota: la palabra key se referir a las teclas del panel frontal paso 4 a 10. La palabra softkey se referir a las teclas de men, tem 3 en adelante. La palabra keypad se referir al teclado numrico del instrumento.

Operaciones a

Realizar en el Equipo

Descripcin

1. Conecte la salida del generador a la entrada de 50 del analizador espectral

Para ello debe conectar el cable coaxial con los adaptadores tipo N macho a ambos extremos del cable. Con esto se aplica la seal a ser analizada por el instrumento.

2. Presione la tecla Preset del analizador

Limpia los buffers internos y coloca el analizador en un estado inicial.


Aparecen las teclas del submen Frecuencia

4. Seleccione Start Freq (softkey)

Coloca el valor (inicial) de la parte izquierda del eje x.

5. Ingrese 0

(keypad), y seleccione Hz (softkey)

Coloca la frecuencia de inicio (Start) a 0 Hz. Si ya esta en el valor 0, puede obviar este paso.

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6. Seleccione Stop Freq (softkey)

Coloca el valor (final) de la parte derecha del eje x.

7. Ingrese 10 (keypad), y seleccione MHz

(softkey)

Coloca la frecuencia final (Stop) a 10 MHz. Esto resultar en una resolucin de pantalla de 1 MHz/division {i.e.: (10MHz 0Hz)/10 divisiones}

8. Presione la tecla BW/Avg

Setea el ancho de banda de resolucin o Resolution BandWidth (RBW). Verifique que el submen Res BW este en modo Auto y con un valor de 100KHz. Si esto es as, entonces vaya al paso numero 11, de lo contrario contine al paso 9.

9. Seleccione Resolution BW

(softkey)

Presione el Resolution BW (softkey) hasta que aparezca la palabra Manual

seleccionada (subrayada en pantalla).

10. Ingrese 100

(keypad), y seleccione KHz (softkey)

Ingresa un ancho de banda de resolucin de 100KHz.

11. En el equipo Generador ESG4433B, Presione la tecla RF On/Off

Debe observar en el display del Generador RF un cuadro que diga RF ON. La pantalla del analizador ahora deber mostrar solamente un pico en la divisin de 1 MHz, la cual corresponde a la frecuencia fundamental. Presione Peak Search en el Analizador Espectral.

En una onda sinusoidal ideal (perfecta) la grafica debera consistir en una sola fundamental sin seales armnicas. Sin embargo, debido a que los generadores no son perfectos, es posible que nuestra onda sinusoidal contenga componentes armnicas de baja amplitud y estas pueden estar ESCONDIDAS dentro de la falda de la seal fundamental mas grande. Una manera de resolver u observar estas seales pequeas escondidas dentro de faldas resulta al reducir el ancho de banda de resolucin o RBW, que es lo que se har en el paso 16.

12. Use el computador que se encuentra junto a los instrumentos de medicin y abra el programa Excel para capturar la pantalla del analizador espectral.

Observe el men de icono

13. Presione el icono para Conectarse con el Instrumento.

14. Presione Identify Instruments

Seleccione GPIB0:18:INSTR. Luego en la subpantalla Identified Instrumens, elija Spectrum Analyzer E4404B. Luego Presione el botn Connect.

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15. Presione el icono para capturar la imagen de la pantalla del Analizador Espectral. Entonces aparecer el cuadro de dialogo:

Presione OK, en segundos tendra la imagen de la pantalla en su hoja Excel.


Ingresa al men de cambio del ancho de banda de resolucin Resolution BandWidth (RBW).

17. Selecione Resolution BW

(softkey)

Presione la tecla softkey Resolution BW (softkey) hasta seleccionar la palabra Manual (subrayada) si esta no se encuentra seleccionada previamente.

18. Ingrese 30 (keypad), y seleccione KHz

(softkey)

Setea el ancho de banda de resolucin a un valor de 30KHz.

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19.

Observe la pantalla, Que puede concluir acerca de lo que ve? Use Excel para capturar la pantalla del analizador espectral y guarde en un archivo xls.

20. Desconecte el cable coaxial del Analizador Espectral.

4.3. PRACTICA 3: Creando una seal FM En este procedimiento mostraremos como configurar el generador RF para obtener una seal de Frecuencia modulada (FM) con las siguientes caractersticas: Frecuencia de portadora = 1MHz Nivel de potencia = -20dBm Desviacin FM = 500KHz FM Rate = 1Hz Primero calculemos el voltaje de salida que corresponde a 20dBm.

-20dBm =

W

Pout

001.0log10

-20dBm / 10 =

W

Pout

001.0log

W

Pout

001.0= 10

-2

= 0.01

Pout

= 0.01 x 0.001W = 0.00001W = 10W

Si P =R

V 2

V = RPout , donde R es la impedancia de salida del generador.

V = 5010 5W = 22.4 mV

Operaciones a realizar en el equipo

Descripcin

1. Procurar de que no estn conectados el generador y el osciloscopio o analizador espectral. Presione la tecla Preset del

ESG E4433B

Limpia los buffers internos y coloca al generador RF ESG4433B en un estado inicial.


3. Ingrese 1 (keypad), y MHz (softkeys)

Seteamos la frecuencia de portadora = 1MHz

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Setea el nivel de potencia en 20dBm

6. Presiona FM/M (Menus)

Configura los parmetros de modulacin.

7. Presione FM Dev (softkeys)

Configura la desviacin FM

8. Ingrese 500 (keypad), y KHz (softkeys)

Configura la desviacin = 500KHz

9. Presione FM Rate

(softkeys)

Selecciona la FM Rate

10. Ingrese 1 (keypad), y Hz (softkeys)

Configura FM Rate = 1Hz

11. Presione More (1 of 2)

(softkeys)

Muestra el segundo grupo de funciones softkeys

12. Presione FM Waveform (Sine) (Softkeys)

Aqu tiene la opcin de elegir Sine, Triangle, Square, etc.

Estas alternativas aplican a las seales moduladoras y NO a la portadora. La portadora siempre ser una sinusoidal.

13. Presione Return

(softkeys)

Regresa al men anterior

14. Presione More (2 of 2) (softkeys)

Regresa al primer grupo de softkeys.

15. Presione FM on (softkeys)

Enciende o Activa la modulacin en Frecuencia.

16.

Conecte la salida RF Output del generador a una de las entradas del osciloscopio Tektronix 2445A Analgico. Seleccione la impedancia del canal en 50 . Use para ello, un cable coaxial de 50 ohm en vez de las puntas del osciloscopio.

17. Presione RF on/off

Permite la salida de la seal modulada RF.

18.

Presione el botn de AutoSet o Auto scale, y ajuste el Time/div si como el Volts/div para visualizar algunos ciclos de la seal.

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Usando el Analizador Espectral

Operaciones a realizar en el equipo

Descripcin

1. Procurar de que no estn conectados el generador y el osciloscopio o analizador espectral. Presione la tecla Preset del ESG E4433B



3. Ingrese 1 (keypad), y MHz

(softkeys)

Seteamos la frecuencia de portadora = 1MHz




6. Presiona FM/M (Menus)


7. Presione FM Dev (softkeys)

Configura la desviacin FM

8. Ingrese 75 (keypad), y KHz

(softkeys)

Configura la desviacin = 75KHz

9. Presione FM Rate (softkeys)

Selecciona la FM Rate


Configura FM Rate = 15KHz

11. Calcule el Beta = FM Dev / FM Rate

= __________


Muestra el segundo grupo de funciones softkeys

13. Presione FM Waveform (Sine) (Softkeys)

Aqu tiene la opcin de elegir Sine, Triangle, Square, etc. Estas alternativas aplican a las seales moduladoras y NO a la portadora. La portadora siempre ser una sinusoidal.

14. Presione Return (softkeys)

Regresa al men anterior

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Regresa al primer grupo de softkeys.

16. Presione FM on (softkeys)

Enciende o Activa la modulacin en Frecuencia.

17. Conecte la salida del generador a la entrada de 50 del analizador espectral

Para ello debe conectar el cable coaxial con los adaptadores tipo N macho a ambos extremos del cable. Con esto se aplica la seal a ser analizada por el instrumento.

18. Presione la tecla Preset del

analizador

Limpia los buffers internos y coloca el analizador en un estado inicial.




Aparecen las teclas del submen Frecuencia

21. Seleccione Start Freq (softkey)

Coloca el valor (inicial) de la parte izquierda del eje x.

22. Ingrese 800 (keypad), y seleccione KHz (softkey)

Coloca la frecuencia de inicio (Start) a 800 KHz.

22. Seleccione Stop Freq (softkey)

Coloca el valor (final) de la parte derecha del eje x.

23. Ingrese 1.25 (keypad), y seleccione MHz (softkey)

Coloca la frecuencia final (Stop) a 1.25 MHz.


Setea el ancho de banda de resolucin o Resolution BandWidth (RBW). Verifique que el submenu Res BW este en modo Auto y con un valor de 3KHz.

Si asi esta, entonces vaya al paso numero 11, de lo contrario contine al paso 9.

25. Estime el ancho de banda usando el Beta calculado, y la Regla de Carson.

BT = 2 (+1)FM Rate = ___________

26. Presione la tecla Measure

En esta etapa vamos a usar el instrumento para que nos indique cuanto es el ancho de banda ocupado por la seal FM.

27. Seleccione Occupied BW

(softkey)

Mide el Ancho de Banda Ocupado.

28. Presione la tecla Meas Setup

Submen de configuracin de la Medicin

29. Seleccione OBW Span (softkey)

Se elige el rango de frecuencias en que se debe estimar el ancho de banda

20

30. Ingrese 500 (keypad), y seleccione KHz (softkey)

Rango de 500 KHz

31. Observe la ventana inferior (Occupied Bandwidth), escriba cuanto es el ancho de banda = _________ Y el % de Potencia = _________

32. Abrir el programa Excel para capturar la pantalla del analizador espectral. Para ello deber presionar el icono

para iniciar la captura.

4.4. PRACTICA 4: Creando una seal AM Este procedimiento nos mostrar como configurar el generador de seales para obtener una seal modulada en Amplitud (AM) con las siguientes caractersticas: Frecuencia = 250KHz Nivel de potencia = -20dBm AM Depth = 50% (del nivel de potencia) AM Rate = 1Hz

Operaciones a realizar en el

equipo

Descripcin

1. Presione la tecla Preset




Seteamos la frecuencia de portadora = 250KHz


Ingrese 20 (keypad), y dBm

(softkeys


6. Presione AM (Menus)


7. Presione AM Depth (softkeys)

Configura la desviacin AM

8. Ingrese 50 (keypad), y %

(softkeys)

Setea el AM Depth = 50%

21

9. Presione AM Rate (softkeys)

Configura el AM Rate

10. Ingrese 1 (keypad), y Hz (softkeys)

Setea el AM Rate = 1Hz

11.

Note la opcin AM Waveform (sine) en el panel de softkey. Seleccionando este softkey nos muestra una lista de ondas disponibles para modular en amplitud. NO hay que confundir con la onda portadora ya que solo puede ser sinusoidal.

12. Presione AM on (softkeys)

Enciende o Activa la Modulacin en Amplitud

13.

Conecte la salida RF Output del generador a una de las entradas del osciloscopio Tektronix 2445A Analgico. Seleccione la impedancia del canal en 50 . Use para ello, un cable coaxial de 50 ohm en vez de las puntas del osciloscopio.



15.

Presione el botn de AutoSet o Auto scale, y ajuste el Time/div si como el Volts/div para visualizar algunos ciclos de la seal.

REFERENCIAS.

1. Manual de Sistema de Comunicaciones Analgicas y Digitales, KL-900A Basic Communication Trainer K&H, Taiwn.

2. Carr, Joseph; Practical Radio Frequency Test & Measurement: A Technicians

Handbook, Newnes Publishing, 2002.

3. Castellanos, Francisco; Agilent ESG Series Signal Generator Tutorial, http://faculty.valenciacc.edu/fcastellanos/ Tutorials/ESG%20Tutorial.pdf, 2003

4. Castellanos, Francisco; Agilent ESA Spectrum Analyzer Tutorial,

http://faculty.valenciacc.edu/fcastellanos/Tutorials/ESA%20Tutorial.pdf , 2003

5. Agilent ESG-A and ESG-D RF Signal Generators Data Sheet, Agilent Technologies, 2005

6. Signal Source Basics, Agilent Prod. Lit: 5965-7918E, Agilent Technologies, 2002

7. Spectrum Analyzer Basics, Agilent Prod.Lit: 5965-7920E, Agilent Technologies, 2002

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Practica 8 Lab Teleco