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Comprensión de las especificaciones del generador de señales de RF

Comprensión de las especificaciones del generador de señales de RF

Como con cualquier elemento de instrumentación de prueba, la hoja de especificaciones establece el rendimiento del generador de señal de RF en particular.

El conjunto de especificaciones utilizadas para los generadores de señales de RF se adapta a los parámetros de rendimiento que son importantes en ese escenario. Los parámetros de especificaciones comúnmente utilizados incluyen el rango de frecuencia, los niveles de potencia de salida, la precisión de la potencia de salida, las señales armónicas y espúreas y el ruido de fase. Estos y varios otros son algunos de los parámetros que son de suma importancia.

Puede haber una diferencia significativa en el rendimiento entre los generadores de señales de gama alta que pueden costar grandes cantidades, en comparación con los generadores de señales de RF de gama baja que se pueden pagar con presupuestos más modestos. Es necesario determinar qué se necesita y qué se necesitará para poder elegir la mejor opción. Obviamente, para aplicaciones domésticas como radioaficionados, el costo de algunos de los equipos de alta gama no es asequible y no es obligatorio, mientras que para un laboratorio de desarrollo puede que no haya otra opción que invertir cantidades significativas de dinero.

Rango de frecuencia

Una de las especificaciones clave obvias para cualquier generador de señales de radiofrecuencia es el rango de frecuencia que cubre. Hoy en día, muchos generadores de señales pueden funcionar bien en la región de microondas, ya que esta es un área de creciente interés.

Al elegir la banda requerida para un generador de señal, es necesario considerar todas las pruebas que serán necesarias. La cobertura de frecuencia requerida para el generador de señal puede no ser solo la de la unidad bajo prueba. Por ejemplo, cuando se prueban receptores de radio, es necesario probar su susceptibilidad a señales fuera de banda en la imagen y otras frecuencias. Estos pueden estar fuera del rango de frecuencia de funcionamiento de la unidad bajo prueba, y el generador de señal deberá adaptarse a estos y otros requisitos.

Armónicos y señales espurias

Todos los generadores de señales producen algún nivel de señales espurias. Los armónicos son generalmente mucho más altos ya que se dedica un esfuerzo considerable a reducir la intermodulación y otras señales espurias no relacionadas con armónicos.

Los niveles de armónicos y señales espurias normalmente se cotizan en términos de decibeles en relación con la portadora.

A menudo, los niveles de armónicos son relativamente altos porque la salida no se filtra, pero otras señales espúreas deben tener un nivel muy bajo.

Salida de potencia del generador de señal

Otra especificación importante del generador de señales es su potencia de salida. Para la mayoría de los generadores de señales de RF, la especificación de salida de potencia se define en dBm, es decir, dB en relación con un milivatio.


dBm al nivel de potencia
Nivel de potencia
dBm
Nivel de potencia
milivatios
01
32
1010
1320
20100
23200

Aunque los diferentes generadores de señal tienen diferentes niveles de salida, el nivel máximo de salida más común es +13 dBm, aunque sea cual sea el nivel máximo exacto, normalmente está en el rango de 10 a 100 milivatios, es decir, de 10 a 20 dBm.

Precisión de potencia - relativa y absoluta:

Para muchos escenarios de prueba, es necesario conocer con precisión la salida del generador de señales. Esto se debe a que es más probable que la respuesta de la unidad bajo prueba varíe según el nivel del generador de señal. En algunas circunstancias, es probable que la respuesta sea muy sensible al nivel del generador de señal. Como resultado, la especificación de precisión del nivel del generador de señales es de gran importancia.

Hay dos elementos para la precisión del nivel de salida del generador de señales. Esto se debe a la forma en que se controla el nivel de salida. La salida de un generador de señales generalmente consiste en un atenuador y esto le da la capacidad de variar el nivel de salida. Antes del atenuador de salida en el generador de señal, hay un amplificador con un bucle de retroalimentación que se utiliza para mantener un nivel fijo preciso. La precisión del atenuador proporciona la precisión relativa de los pasos individuales, mientras que el nivel mantenido del amplificador proporciona la precisión de nivel absoluta.


Ruido de fase del generador de señal

Un elemento que debe tenerse en cuenta en muchos generadores de señales en estos días es el nivel de ruido de fase que se produce. La importancia surge porque muchos generadores de señales entran en la categoría de un generador de señales sintetizadas. Si bien un generador de señales sintetizadas ofrece muchas ventajas, desde la selección de frecuencia exacta hasta la estabilidad y altos niveles de programabilidad, el problema del ruido de fase puede ser un problema en algunos generadores, y la especificación del ruido de fase debe considerarse cuidadosamente.

Al realizar mediciones de ruido general de un sistema, el ruido de fase de un generador de señal utilizado puede afectar las mediciones. En consecuencia, es necesario saber qué se puede tolerar.

El nivel de ruido de fase de un generador de señales de radiofrecuencia generalmente disminuirá a medida que aumenta la desviación de la portadora. Los niveles reales se pueden dar en varios puntos de una especificación y, a veces, se puede dar un gráfico del ruido de fase.

Los niveles de ruido de fase se miden en términos de dBc / Hz. Este es el nivel de ruido en un ancho de banda de 1 Hertz relativo al nivel de la portadora. Como el ruido no se encuentra en una sola frecuencia sino que se distribuye en el rango de frecuencias, cuanto más ancho de banda de medición, más ruido se ve. En consecuencia, es necesario especificar un ancho de banda y se toma 1 Hertz como estándar.

Precisión: a corto y largo plazo

La precisión de un generador de señales suele ser importante. Con la mayoría de los generadores de señales de RF que utilizan sintetizadores de frecuencia, esto significa que la precisión de la frecuencia está determinada por el estándar de frecuencia utilizado dentro del generador. Los estándares de frecuencia tienen su precisión definida con una serie de especificaciones diferentes y estas deben combinarse de la manera correcta para dar la "precisión" general. Todas las medidas de precisión se especifican en términos de partes por millón (PPM). Sin embargo, hay elementos que incluyen la estabilidad de la temperatura, la estabilidad del voltaje de línea, el envejecimiento (es decir, la desviación constante con el tiempo durante muchos meses del cristal dentro del estándar de referencia, etc. Estos deben agregarse estadísticamente para obtener la "precisión" general de la radiofrecuencia. Generador de señales.

Formatos de modulación compatibles

Para que el generador de señales pueda realizar muchas pruebas, en muchos casos es necesario que la señal pueda modularse. De esta manera, las señales reales se pueden simular más completamente y se pueden realizar las pruebas necesarias. La mayoría de los generadores de señales tienen la capacidad de modular las señales de diversas formas, algunas de las cuales proporcionan mayores niveles de flexibilidad que otras. Como resultado, es necesario verificar las especificaciones del generador de señales para asegurarse de que tenga las capacidades requeridas.

Originalmente, muchos generadores de señales tenían la capacidad de aplicar modulación de amplitud, AM y modulación de frecuencia, FM. Sin embargo, con los sistemas inalámbricos y de radio que utilizan formas de modulación mucho más avanzadas, muchos generadores de señales tienen capacidades de modulación muy completas. Algunos de estos pueden proporcionarse mediante el uso de opciones adicionales. Hoy en día, una variedad de formatos de modulación pueden estar disponibles en un generador de señales. Estos pueden incluir: varias formas de modulación por desplazamiento de fase, PSK (incluidos BPSK, QPSK, 8PSK, etc.), así como otros formatos de modulación más complicados, incluida la modulación de amplitud en cuadratura, QAM (incluido QAM de 16 y 64 puntos). También pueden estar disponibles otros tipos de modulación, incluidos CDMA y OFDM. Es necesario asegurarse de que el generador de señales de radiofrecuencia considerado pueda ofrecer los formatos de modulación requeridos.

Intervalo de calibración del equipo de prueba

El intervalo de calibración para cualquier elemento del equipo de prueba es importante, y este es el caso de cualquier generador de señales, ya sea nuevo o usado. La calibración del equipo de prueba puede agregar una cantidad significativa al costo de propiedad, por lo que es necesario considerar el intervalo de calibración. Para muchos generadores de señales, el intervalo será de un año, pero si se necesitan mayores grados de precisión de cualquiera de las especificaciones del generador de señales, es posible que se necesiten intervalos de tiempo más cortos.

Los generadores de señales de RF varían considerablemente en rendimiento. A menudo, el rendimiento se refleja en el precio y, en vista de la tecnología utilizada en los generadores de señales de RF, a menudo no son baratos. Sin embargo, cuando el rendimiento requerido excede el presupuesto, es posible buscar equipos de segundo usuario, o incluso equipos de algunos de los nuevos proveedores emergentes, o aquellos que utilizan generadores de RF basados ​​en USB. El uso de proveedores confiables significa que la calidad, el rendimiento y el soporte estarán garantizados, pero a veces los nuevos fabricantes o aquellos que suministran equipos basados ​​en USB pueden ser la opción más viable.

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