Ejercicios Analizador de Espectro - Electronica

Transcripción

Universidad Tecnológica Nacional - FRBA
Medidas Electrónicas II
Guía de Ejercicios – Unidad Temática 5
Analizador de Espectro
Ejercicios teóricos:
A) Dibuje el diagrama funcional básico de un analizador de espectro tipo superheterodino, explique la función de cada
módulo e identifique los controles asociados.
B) ¿Qué es el Local Oscillator Feedthrough y como se manifiesta? ¿Qué inconvenientes provoca? Dibuje una
presentación en pantalla, dando valores a todos los controles, en la cual se aprecie este efecto.
C)
1. ¿Qué es la función ZERO SPAN y para qué sirve? Qué representa el eje horizontal en este modo?
2. A la entrada de un AE se tiene una portadora de 1 MHz y 1 Vrms, modulada al 50 % con un tono senoidal de
10 KHz. Qué se visualizará en la pantalla si se realizan los siguientes ajustes: REF LEVEL = 0 dBm, ATT = 20 dB,
fc = 1 MHz, SPAN = ZERO SPAN, RBW = 1 KHz, VBW = 100 KHz, T = 100 ms
3. ¿Qué sucede si se cambia RBW a 100 KHz?
D)
1. ¿Dónde se encuentra la 1° FI en un AE de 3 GHz que funciona con la fundamental del OL?
2. ¿Cómo evita este tipo de equipos el inconveniente de la frecuencia imagen?
3. ¿Cuál es el valor típico de la última FI? Por qué es necesaria la múltiple conversión?
4. ¿Qué método utilizan los AE que permiten medir hasta frecuencias superiores a la mencionada?
E) ¿Qué tipo de filtros se usa para la etapa de FI y por que?
F) DANL:
1. ¿Qué es y cómo influye en las mediciones?
2. ¿En qué condiciones se obtiene el menor valor del mismo?
G) Reference Level:
1. ¿Qué es y cómo se ajusta?
2. ¿Qué relación existe entre este parámetro y el atenuador de entrada?
3. ¿Qué inconvenientes puede traer aparejado un ajuste incorrecto de los mismos?
H) ¿Cuál es la función del filtro de video?
I) Explique qué son los siguientes parámetros del analizador de espectro y compárelos con los del osciloscopio
indicando el por que de las diferencias:
a. Sensibilidad
b. Rango dinámico
J) ¿Qué es el punto de intersección de 3er orden (TOI) y el punto de intersección de segunda armónica (SHI) ?
¿Para qué sirven y qué relación existe entre ambos?
K) Ruido de Fase: ¿Qué es? ¿Cómo se manifiesta? ¿Cómo se especifica? Dibuje el ruido de fase del N9320A para un
RBW de 300 Hz.
1
Alumno:
Curso:
Docente:
Legajo:
Ejercicios prácticos:
1) Se conecta un generador de señales a un AE. El generador entrega una portadora de tensión = 22,36 mVrms a una
frecuencia fc= 50 MHz. Dicha portadora está modulada en amplitud por un tono senoidal de 10 KHz.
La visualización en pantalla es la siguiente:
Se pide calcular:
a) Valor del REF LVL.
b) Valor del SPAN
c) Valor del RBW ( asumir filtros con
selectividad 20:1)
d) Valor del DANL
e) Índice de modulación
f) El valor especificado por el fabricante
para el DANL @ Att=0 dB, RBW = 10 Hz y
REF LVL=-60 dBm.
g) El Sweep Time, si el valor de K es 2.
¿Qué error se comete en este caso y a
qué se debe?
2) Si al AE del ejercicio 1) se le realizan las siguientes modificaciones en sus seteos:
REF LVL= -20 dBm
ATT=20 dB
RBW= 3 KHz
a) Dibujar la nueva presentación en pantalla.
b) Calcular el nuevo k si el Sweep Time estaba en modo manual.
3) A partir de la presentación en pantalla mostrada a continuación correspondiente a una señal de 10 MHz modulada en
AM con un tono senoidal, calcular:
a)
b)
c)
d)
Índice de modulación.
Frecuencia del tono.
Distorsión de envolvente.
Amplitud de la portadora.
Ref level = 0 dBm
Escala = 10 dB/div
SPAN = 10 kHz
RBW = 100 Hz
Ruido de fondo = -78 dBm
2
Alumno:
Curso:
Docente:
Legajo:
4) Sea la siguiente señal CW de f1 = 2 GHz. Se pide calcular la THD aproximada y el valor exacto.
5) Sea un generador de RF con Zo = 50 ohm, el cual genera la siguiente señal modulada en AM:
Frec. portadora = 12 GHz
Nivel de portadora = 108 dBuV EMF
m = 0,2 %
Modulante= 1 tono de 10 kHz
Distorsión de la modulante (2da. armónica) = 25 %
Se pide:
a) Dibujar cómo se vería esta señal modulada en la pantalla de un analizador de espectro con los siguientes seteos y
características:
Frec. central = 12 GHz
REF LEVEL = 0 dBm
SPAN = 2 kHz/div
SWPT = AUTO
10 dB/div
RBW = 100 Hz (Selectividad = 15:1)
ATT = 10 dB
Nivel de ruido promedio = –70 dBm (@RBW = 300 Hz)
TOI = +10 dBm
Rango Dinámico máximo sin Interferencias = 45 dB (@RBW = 300 Hz)
3
Alumno:
Curso:
Docente:
Legajo:
Las características de ruido de fase del analizador son las siguientes:
foffset
[kHz]
0,1
1
2
5
10
20
50
Ruido de fase
[dBc / Hz]
-55
-65
-70
-85
-95
-100
-110
b) Si se quisiera bajar la modulación del generador, cuál sería el mínimo valor de m% que se podría medir con los
seteos antes mencionados? Justificar.
c) Dibuje el Gráfico del Rango Dinámico del instrumento.
d) Cuál debería ser el nivel de salida (de portadora) del generador si deseo que el Rango Dinámico sin Interferencias
sea el máximo posible para esta medición?
6) Dibuje el gráfico de rango dinámico del AE Agilent N9320A para una fc de 100 MHz.
7) Sea una señal modulada en FM. Si:
fc = 960 MHz
Δf = 9,6 KHz
fm = 4 KHz
Graficar la señal como se vería en un AE Agilent N9320A, indicando todos los seteos escogidos y justificando los mismos
para su correcta visualización.
8) Sea la siguiente señal modulada en FM con un tono de 1 kHz, calcule:
10 dB/
a) El valor de m.
a) El valor de ∆f.
b) El ancho de banda de FM.
4
Alumno:
Curso:
Docente:
Legajo:
9) Sea una señal de 100 MHz modulada en FM que se mide con un AE con los siguientes seteos:
Frec. central = 100 MHz
REF LEVEL = 0 dBm
SPAN = 50 kHz/div
SWPT = AUTO
10 dB/div
RBW = 1 kHz
ATT = 10 dB
Señal:
Potencia de portadora sin modular = 0 dBm
Tono 1 kHz
Se pide:
a) El ancho de banda de FM
b) El valor de ∆f
c) El valor de m
10) Sea la siguiente señal modulada en FM, calcule:
10 dB/
a) El valor de m (justifique su respuesta).
b) Si el Ref Level = -20 dBm, calcule la potencia de la señal.
11) Tomando en cuenta las especificaciones de intermodulación de los siguientes equipos, calcular TOI y SOI. con los
valores hallados indicar que equipo presenta mejores características y por qué.
Equipo 1:
o
Productos de intermodulación de 3er orden menores a -70 dBc con 2 tonos de entrada de -30 dBm c/u.
(Att = 0 dB)
o
Productos de intermodulación de 2do orden menor a -65 dBc con los mismos tonos de entrada.
Equipo 2:
o Productos de intermodulación de 3er orden menores a -100 dBc con 2 tonos de entrada de -40 dBm
c/u. (Att = 0 dB)
o SHI = +35 dBm
5
Alumno:
Curso:
Docente:
Legajo:
12) Se mide una determinada componente espectral
de una señal con un AE (representado por el trazo azul)
con los seteos como muestra la siguiente pantalla.
Al cambiar el control de ATT a 0 dB se obtiene el
trazo rojo.
¿Que conclusiones puede sacar al respecto?
13) Analice la siguiente medición realizada con el
AE Agilent N9320A y determine si las
componentes visualizadas son correctas o no
desde al pto de vista del rango dinámico del
equipo.
14)
Para
la
siguiente
intermodulación se pide:
medición
de
a) Analizar las componentes ídem ejercicio
anterior.
b) Cuál es el rango dinámico sin intermodulación
en este caso?
c) Qué incertidumbre tendrían las componentes
de 3er orden medidas si sus amplitudes coinciden
con el rango dinámico sin intermodulación del
equipo?
6
Alumno:
Curso:
Docente:
Legajo:
15) Realice un gráfico donde se pueda apreciar qué es y cuál valor toma, el punto de compresión de 1dB para el equipo
N9320A
16) Se mide la frecuencia de un oscilador de 10 MHz con un Analizador de Espectro HP8591A. Las condiciones de
medición son las siguientes:
Última calibración / ajuste del Analizador: hace 6 meses
Temperatura ambiente: (25 ± 3) °C
Red de alimentación: (220 ± 5) V
Seteo del instrumento:
a)
b)
c)
d)
Frec. Central = 10 MHz
Span = 1 kHz
RBW = 10 Hz
Resolución marker = 1 Hz
Calcule la incertidumbre de la medición.
17) Se realiza una medición de amplitud con un HP8591A obteniéndose la siguiente pantalla:
Seteos:
Ref Level = -10 dBm
Span = 100 kHz
Amplitud = 10 dB/div
ATT = 10 dB
RBW = 1 kHz
Se pide:
a) Calcule la incertidumbre en la medición de amplitud de
todas las componentes.
b) Dibuje sobre la pantalla el DANL típico.
c) Dibuje sobre la pantalla el ruido de fase si el equipo tuviera un ruido de banda lateral como el del ejercicio 5.
d) Repita los puntos anteriores si la misma pantalla hubiera sido visualizada con los siguientes seteos:
Ref Level = -40 dBm
Span = 10 kHz
Amplitud = 10 dB/div
ATT = 20 dB
RBW = 100 Hz
18) Dibuje el DANL típico del Agilent N9320A entre 9 kHz y 3 GHz, con ambas escalas logarítmicas. Aclare para cuáles
seteos son válidos estos valores.
19) Repita el ejercicio anterior con los siguientes cambios:
ATT = 10 dB
RBW = 30 Hz
7
Alumno:
Curso:
Docente:
Legajo:

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