Lab teleco

En esta experiencia de laboratorio se determinan las limitaciones de desempeño del analizador de espectro a utilizar. El dispositivo permite una potencia máxima de 20 [dBm] en su entrada a una impedancia de entrada de 50 ohmios. La ecuación (1-1) se utiliza para obtener el valor máximo de la señal más grande que puede ingresar al dispositivo sin ningún problema.

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Por lo tanto, de la Ecuación 1, se puede encontrar que la potencia máxima que puede soportar el analizador de espectro es de 0.1 [W]. Para entender esto de manera práctica en un osciloscopio, usamos la ley de Ohm para encontrar el valor máximo permitido para la señal de entrada al dispositivo, como se muestra en la ecuación (1-2).

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De esta forma, se puede observar que el valor máximo de tensión efectiva permitido es de 2,23 [V]. Para simplificar la comprensión de este resultado, el valor máximo de la señal de entrada se obtuvo mediante la ecuación (1-3).

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Finalmente, se confirma que el valor máximo aceptable de la señal de entrada es de 3,1622 [V], aprox.

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Posteriormente, se generó una señal sinusoidal de 50 [mV] peak, 100 [mV] peak to peak, con una frecuencia de 7 [MHz], sin componente continua. Antes de conectar el generador de funciones directamente al analizador de espectros, se consideró calcular la potencia de la señal que se conectaría por redundancia de seguridad. Para ello, se utilizó la ecuación mostrada a continuación, la cual relaciona el voltaje de la señal de entrada (V) y la impedancia interna del analizador de espectros (Z).

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A partir de ella, se obtuvo que la potencia de la señal que entrará en el analizador de espectros será de -16.02 [dBm]. Como la potencia máxima permitida de entrada del analizador es de 20 [dBm], se comprueba que la señal sí es permitida y está bajo los límites del instrumento. Para asegurarse de que la señal fuera la correcta, es decir, que el generador de funciones tuviera un desempeño adecuado, se comprobó la señal de salida con el osciloscopio. El resultado se muestra en la figura 1-1

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Luego de comprobar el correcto funcionamiento del generador de señales con el osciloscopio, es decir, corroborar que la frecuencia y el voltaje peak de la señal fueran los establecidos, se conectó el generador de funciones al analizador de espectros. La medición de la señal sinusoidal anteriormente mencionada en el analizador de espectros se resume en la figura 1-2.

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A partir de lo observado, se comprueba que la frecuencia central de la señal se encuentra en 7 [MHz]. Además, se tiene que la componente fundamental de la señal tiene una potencia igual a -22.40 [dBm]. Se puede apreciar que existe una diferencia entre el valor teórico con el valor empírico de la potencia de esta señal igual a 6 [dB]. Esto podría con los componentes internos del analizador de espectros, ya que se considera el uso de un oscilador local que permite convolucionar dos señales en el dominio de la frecuencia para obtener su correspondiente respuesta en frecuencia. En los cálculos de la convolución, la amplitud de la señal de dividiría a la mitad, pero como en este caso se está trabajando con potencias, y la potencia se calcula con el voltaje peak sobre raíz de dos al cuadrado (valor efectivo), la potencia resultante sería una cuarta parte de la original. Que una señal se atenúe a su cuarta parte, quiere decir que disminuye 6 dB, lo que explicaría la diferencia presentada. Así, la diferencia observada no se adjudica a una mala calibración del analizador, sino que a la desconsideración de las consecuencias de la convolución en el analizador. Posteriormente, se analizó el contenido armónico de la señal. Este debería evidenciarse en las frecuencias que son múltiplos de 7 [MHz], es decir, en 14 [MHz], en 21 [MHz], etc. Al observar la figura 1-3, se puede comprobar que el contenido armónico de la señal analizada no es significante, ya que no se aprecian peaks de potencia en las frecuencias en las que podrían encontrarse. En este caso, se centra la imagen en la frecuencia de la primera armónica, la cual debería tener la mayor cantidad de potencia (en caso de existir), luego de la fundamental. Debido a que la señal es una sinusoidal pura, se espera que su comportamiento sea el que se muestra, ya que se puede describir su comportamiento mediante una sola función seno o un solo término de la serie de Fourier.

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