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R&S®ZVA: determinación del factor de
ruido en dispositivos conversores de
frecuencia
Los analizadores de redes R&S®ZVA permiten medir el factor de ruido con la opción R&S®ZVAB-K 30. A partir
de ahora, estas mediciones también son posibles en componentes y módulos conversores de frecuencia con
acceso a un oscilador (OL) gracias a la opción R&S®ZVAB-K 31. Ambas opciones funcionan sin necesidad de
una fuente de ruido separada.
Un nuevo método para una tarea conocida
La medición del factor de ruido es un aspecto esencial en la
caracterización de componentes tales como amplificadores,
mezcladores o receptores. Se puede ejecutar con los analizadores
de redes R&S®ZVA de hasta 67 GHz sin necesidad de
una fuente de ruido externa, con la ventaja de que la incertidumbre
del sistema se mantiene muy baja, sin riesgo de que
empeore por la presencia de fuentes de este tipo.
Los analizadores emplean el método de medición directa de
la relación señal/ruido, lo que permite medir, además de otros
parámetros típicos como los parámetros S, el factor de ruido
de componentes conversores de frecuencia sin recurrir a conmutadores
de RF ni modificar la configuración.
El factor de ruido se define del siguiente modo:
Factor de ruido = SNR entrada ⁄ SNR salida
Para determinar el factor de ruido, el R&S®ZVA utiliza la señal
del generador interno (fig. 1). El analizador mide la relación
Fig. 1 La opción R&S®ZVA mide el factor de
ruido cargando la señal del generador interno al
dispositivo bajo prueba.
Medición del factor de ruido
Señal + Ruido Señal
¸ZVA
INSTRUMENTACIÓN | Analizadores de red
NCO
OL
Dispositivo bajo prueba
Procesamiento de
señal digital
Filtro
Los analizadores de redes R&S®ZVA representan la gama alta de
los analizadores Rohde&Schwarz. Están disponibles modelos tanto
con 2 o 4 puertas así como para diferentes rangos de frecuencia.
El R&S®ZVA67 de la imagen de la izquierda, para el rango de frecuencia
de 10 MHz a 67 GHz, está equipado con cuatro generadores
de señal que permiten medir con toda comodidad y rapidez
amplificadores, mezcladores y módulos transmisores / receptores
de doble conversión. Además de sus excelentes características
técnicas, los equipos ofrecen numerosas posibilidades de medición,
que incluyen también funciones exclusivas.
A/D
Más información en
www.rohde-schwarz.com (término de búsqueda: ZVA)
NOVEDADES 207/12 19

INSTRUMENTACIÓN | Analizadores de red
señal/ruido en la salida del dispositivo bajo prueba, para
lo cual usa la potencia total de la señal medida dentro del
ancho de banda y la señal sin ruido. La relación señal/ruido
en la entrada del dispositivo bajo prueba se calcula a través
de la calibración. La interfaz gráfica de usuario de la opción
R&S®ZVA-K31 guía al usuario cómodamente a través de los
ajustes necesarios del analizador, pasando por cada paso de
la calibración para determinar su relación señal/ruido (SNR) y
el nivel de potencia de los distintos trayectos (fig. 2).
Influencia de la frecuencia imagen en el resultado
Al medir dispositivos conversores de frecuencia, la frecuencia
intermedia (FI) se obtiene mediante:
FI = |RF ± OL|
Como se puede apreciar, la potencia de ruido de la frecuencia
imagen se transpone también a la frecuencia intermedia
(fig. 3). Dependiendo del dispositivo bajo prueba, la potencia
de ruido de la frecuencia intermedia puede variar a lo largo
del rango de frecuencia a medir o ser distinto a la potencia
de ruido de la frecuencia útil (RF). Esto se puede comprobar
en un dispositivo compuesto por un amplificador y una etapa
mezcladora (fig. 4). Las potencias de ruido de la frecuencia
útil y la frecuencia imagen dependen de las características
del amplificador.
Dispositivo bajo prueba
20
Amplificador
Mezclador
OL
Fig. 4 Ejemplo de un dispositivo
bajo prueba en el que las potencias
de ruido de la frecuencia útil
y la frecuencia imagen dependen
de la adaptación de ruido del
amplificador y de su respuesta en
frecuencia.
Fig. 5 Definición de la configuración y entrada
de las frecuencias utilizadas.
Fig. 2 La clara interfaz gráfica ayuda a configurar la calibración.
Fig. 3 La potencia
de ruido de la frecuencia
imagen
se transpone también
a la frecuencia
intermedia.
Composición de la FI
Ruido
térmico
Ruido
térmico
RF OL Frecuencia
imagen
FI
f
f

Fig. 6 Medición de un dispositivo compuesto
por un amplificador y un mezclador (ejemplo de
la fig. 4). Sin modificar la configuración, además
del factor de ruido se mide también la amplifi-
cación (S 21 ).
R&S®ZVA:
medir del factor de ruido con toda comodidad
La opción R&S®ZVAB-K31 corrige automáticamente el efecto
indeseado de la frecuencia imagen en el resultado. Para ello,
el analizador de redes determina la potencia de ruido en cada
frecuencia y corrige el factor de ruido respectivamente.
El usuario puede activar la corrección de la frecuencia imagen
si esta se encuentra dentro del ancho de banda del dispositivo
bajo prueba. El R&S®ZVA indica si esto es necesario mostrando
el rango de frecuencia de la frecuencia imagen.
La opción R&S®ZVAB-K31 ofrece un sencillo cuadro de diálogo
con representación gráfica (fig. 5) para definir la configuración
introduciendo las frecuencias utilizadas y asignar
las conexiones a las puertas del analizador. En este menú se
define también el tipo de conversión de frecuencia, es decir,
si el dispositivo bajo prueba es un convertidor elevador o
reductor. El analizador permite controlar también un generador
de señal.
La figura 6 muestra a modo de ejemplo el resultado de una
medición con un dispositivo bajo prueba tal y como se representa
en la figura 4 (amplificador y etapa mezcladora). En la
misma configuración se mide, además del factor de ruido,
también la amplificación (S 21 ).
INSTRUMENTACIÓN | Analizadores de red
Resumen
La opción R&S®ZVAB-K31 determina el factor de ruido hasta
67 GHz en componentes y módulos conversores de frecuencia.
Permite la caracterización completa de componentes y
módulos de una configuración. Los parámetros S, la amplificación
y el factor de ruido del dispositivo bajo prueba se pueden
comparar directamente.
Volker Herrmann
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