Universidad de CaraboboFacultad de Ingeniería

Laboratorio de Comunicaciones Eléctricas

PRACTICAS DE TEORÍA DE LAS COMUNICACIONES I

Laboratorio 3: Señales de bajo nivel y espurias

Uno de los usos primarios de un analizador de espectro es buscar y medir señales de bajo nivel. Estas mediciones son difíciles en el dominio de tiempo, ya que las señales pequeñas son enmascaradas por una señal grande. Las señales espurias son generalmente pequeñas y pueden no ser armónicas respecto a la fundamental, dificultando su localización.

Parte 3-1: Espurias

Un analizador de espectro es excelente para detectar señales espurias. Una indicación de qué tan bien un receptor puede detectar y medir señales pequeñas es la sensibilidad. Un receptor perfecto no añadiría ruido a la cantidad natural de ruido térmico presente en todos los sistemas electrónicos representado por kTB (k = constante de Boltzman, T = temperatura B = ancho de banda). En la práctica, todos los receptores añaden una cantidad de ruido generado internamente.

. Los analizadores de espectro generalmente caracterizan esto especificando el nivel de ruido desplegado promedio (DANL) en dBm, con el menor valor de RBW. DANL es solamente otro termino para el piso de ruido del instrumento. Representa la sensibilidad en el mejor caso del analizador de espectro y es la ultima limitación para efectuar mediciones de señales pequeñas. Una señal de entrada por debajo de este nivel de ruido no puede ser detectada.

Generalmente, la sensibilidad es del orden de –90 dBm a –145 dBm. Debe conocerse la sensibilidad del analizador para poder determinar si medirá adecuadamente las señales de bajo nivel. Si una señal espuria está cerca de una señal grade, como en el diagrama, el ruido de fase, más que el piso de ruido de la banda estrecha (DANL), podrá ser el factor limitante en la medición de espuria.

En esta sección del laboratorio usted configurará el analizador de espectro para encontrar y medir el valor de la señal espuria más grande (no armonica) en dB relativa al nivel de la portadora (dBc) a través del rango de frecuencia de operación del analizador de espectro.

Nota: el analizador desplegará todas las frecuencias de marcado y valores de amplitud en términos absolutos. Encontrar la mayor espuria dentro deel ancho de banda

de interés y calcular su valor relativo a la fundamental. Recuerde que está midiendo una señal espuria y no un pico aleatorio del piso de ruido.

¿ Existe una espuria (distinta a la fundamenta) que pueda detectarse fácilmente sobre el piso de ruido del analizador de espectro?___________________

Si no es así, ¿por qué no? ( Nota: ¡ el generador de señales no es perfecto, por lo que debe crear algunas señales espurias¡)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Clave: si la señal bajo prueba tiene buenas especificaciones de salida espuria, es posible que sea necesario reducir la RBW del analizador de espectro. En la práctica, esta acción reduce la potencia de ruido detectada por los circuitos de señal del analizador de espectro y permite al receptor resolver señales de menor nivel que ya no están enmascaradas por el piso de ruido del analizador. Usted puede reducir la RBW hasta que sienta haber llegado al balance adecuado entre sensibilidad y velocidad de barrido (rapidez de adecuación).

Identificar la mayor espuria en el barrido. Medir su frecuencia y magnitud y calcular su valor relativo (in dBc).__________________ MHz__________________ dBm__________________ dBc

Utilizar ahora el modo de medición marcador delta del analizador de espectro para desplegar automáticamente el valor de la espuria en dBc.

Registrar la frecuencia y amplitud de la espuria._______________ MHz_______________ dBc

Parte 3-2: Ruido de faseA continuación mediremos el ruido

de fase. Cuando se miden las características del ruido de fase, es importante recordar algunos fundamentos claves de la medición:

1. Las señales por debajo de las bandas laterales del analizador de espectro no podrán detectarse.

2. El ruido de fase se mide relativo al nivel de la portadora, en una compensación especifica y referido a un ancho de banda de ruido especifico (v.g., “ -95dBc a 10 kHz de la portadora en un ancho de banda de 1 Hz ”).

3. A diferencia de las señales coherentes, el ruido es aleatorio y para medir su nivel con precisión, es necesario usar una técnica de detección de muestreo en lugar de la técnica de detección de pico usada generalmente para el análisis de señales coherentes.

Configurar el analizador de espectro para medir el ruido de fase de una portadora de 860 MHz en un ancho de banda de 1 kHz con una compensación de 20 kHz. Cuando se configure el generador de señal, ajuste el analizador de espectro para mostrar la señal generada, conectando la salida de RF del generador de señal a la frecuencia de RF del analizador de espectro y seguir las instrucciones a continuación.

Anotar el valor del ruido de fase (notar las unidades usadas enseguida):

__________________ dBc / kHz (a 20 kHz de compensación).

Si se selecciona [Noise Market off], el valor del marcador cambia. ¿por qué?, ¿cuál es correcto?

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nota: (a) El HP ESA-L1500 esta equipado con un amplificador de 85 dB log. Por tanto, necesitamos asegurar que el nivel de ruido de la pantalla esté a menos de 80 dB por debajo del nivel de referencia. De lo contrario, el resultado de la medición no será preciso