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Caracterización de dispositivos RF con mediciones de respuesta a estímulos

El fabricante de instrumentos de medición Keysight Technologies, explica a través de un documento técnico la forma de realizar esta actividad en solo 3 pasos.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

La compañía de soluciones de medición y pruebas Keysight Technologies, compartió una serie de consejos para aplicar caracterizaciones de dispositivos de radiofrecuencia a partir de las mediciones de respuesta a estímulo de los sistemas.

 

En su documento titulado: “3 Steps to Characterize RF Devices with Stimulus-Response Measurements”, la compañía refiere que en la actualidad los complejos esquemas de modulación efectivamente mejoran la eficiencia espectral, pero generan distorsiones, y ante este panorama es casi obligatorio la implementación de pruebas no-lineales con productos que tienden a degradar la calidad de la modulación y que interfieren con otros módulos receptores.

“Las mediciones de respuesta a estímulos suministran un método simple para la evaluación del rendimiento de los dispositivos de radiofrecuencia”, menciona el artículo. “Estos sistemas requieren de una prueba de entrada de señal de estímulo y la adquisición de la señal de salida para un análisis más detallado. Entonces, puedes evaluar y resolver las diferencias entre las señales de entrada y de salida para determinar el origen de las variaciones.”

Señal de modulación MAQ-64 a una velocidad de símbolo de 10 MHz.

 

Un primer paso para manejar este obstáculo durante la evaluación de sistemas RF, es la caracterización digital de las señales de entrada. El documento hace referencia sobre cómo las señales moduladas son cada vez más complejas y generan a menudo relaciones de potencia pico-promedio además de distorsiones no-lineales que suelen ser difíciles de analizar.

El documento detalla que cuando una señal de modulación digital se simula con un generador de señales, hay que asegurarse de que la señal de salida no esté saturada por el generador de señales. Puedes utilizar la capacidad de trazado CCDF de un generador de señales para identificar la curva de distribución de potencia de una forma de onda de señal, tal como se observa en la siguiente figura.

Configuración de las mediciones de distorsión armónica.

 

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Si la señal de salida de potencia del generador está saturada puede impactar no solo al nivel de precisión de la potencia de salida, también a la calidad de modulación debido a la compresión AM-AM. En este sentido, es recomendable que el nivel de amplitud en el generador de señales no sea mayor que el máximo de potencia de salida del propio generador menos el valor PAPR de la señal simulada.

Por otro lado, también es recomendable aplicar mediciones de distorsión, incluyendo las distorsiones armónicas, mismas que pueden ocurrir si existen rastros de valores definidos dentro del intervalo, lo que demuestra que la energía es finita. Que la señal sea intermitente o periódica con la misma forma de onda en cada ciclo de la señal de corriente o voltaje, o en su modo permanente, cuando la distorsión armónica se presenta en cualquier instante de tiempo, es decir, dejando de ser pasajera o temporal.

Mediciones armónicas con el analizador de señales Keysight CXA.

 

“La estrecha separación de canales de frecuencia y los sistemas de comunicación de banda ancha requieren pruebas críticas de distorsión espectral no deseada y no lineal. Los productos de distorsión pueden ser señales espectrales no deseadas dentro del canal, en la banda y fuera de la banda”, menciona el informe, citando que además de la distorsión armónica también los ingenieros de prueba se pueden topar con la distorsión de la intermodulación, la cual también debe ser atendida.

En el tercer paso, el reporte de Keysight destaca la importancia de analizar y resolver problemas de calidad de la modulación.

Vector del error.

 

“Un transmisor ideal emite una señal modulada digitalmente que tiene puntos de constelación en los lugares ideales. Sin embargo, diversas imperfecciones como el ruido de fase, el ruido del sistema, la distorsión y las deficiencias del modulador, desplazan los puntos de la constelación fuera de las ubicaciones ideales, lo que da lugar a un enlace de comunicación débil”, refiere el artículo.

Para atender estos inconvenientes, Keysight recomienda implementar análisis de la magnitud del vector de error (EVM) una medida utilizada para cuantificar el rendimiento de un radio digital transmisor o receptor, o en este caso, para definir el rendimiento de las señales digitalmente moduladas para encontrar qué tan lejanos están los puntos de constelación con respecto de las ubicaciones ideales.

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