Contidos:
Este primeiro tema trata de conceptos básicos de sinais: parámetros de frecuencia, período, amplitude, fase, lonxitude de onda…
Traballaremos con sinais senoidais porque son as máis básicas. Segundo o teorema de Fourier, calquera sinal complexo se pode descompoñer nunha suma de sinais senoidais puros.
Parámetros en abscisas (tempo):
| IMPORTANTE: Unha norma clave das radiocomunicacións é que a maior frecuencia, menor alcance (a lonxitude de onda é pequena en comparación co tamaño dos obstáculos que ten que traspasar e sortear). Isto é case un mandamento. Sen embargo as altas frecuencias aportan outras vantaxes como un maior ancho de banda e un chan de ruído máis baixo. |
|---|
Parámetros no eixo de ordenadas (voltaxes). En lugar de explicar o que son, centrarémonos na maneira correcta de medilos:
Na seguinte imaxe temos un sinal de $ T=10ms$, $f=100Hz$ $V_{p}= 5V$ e $V_{pp}=10V$, con $Vm=0V$:
A lonxitude de onda sería: $\lambda = \frac{3\cdot 10^{8}}{100}=3000km$
Os osciloscopios amosan unha cuadrícula (oscilograma). Ós cadros se lles chaman divisións. Para axustar o sinal á pantalla traballaremos cunha escala de abscisas (segundos por división, s/div) e unha escala de ordenadas (voltios por división, V/div)
Os seguintes exemplos están pensados para que os alumnos de ciclo medio e superior repasen os conceptos anteriores.
e) e f) – Obter T, f, Vp, Vpp, Vm (escalas: 200µs/div, 1V/div)
Os gráficos amosan as compoñentes senoidais do sinal segundo a frecuencia á que oscilan (tamén poden incluír información de fase por debaixo de cada compoñente):
Neste caso temos voltios ou watios nas ordenadas e herzios nas abscisas (frecuencia en lugar de tempo).
Se lembramos Fourier, calquera onda complexa se pode descompoñer nunha suma de ondas senoidais. Así, se por exemplo temos unha onda “dente de serra” (á esquerda no dominio do tempo), ó pasar á representacion espebral veremos un conxunto de sinais (“piquiños”) que representan ás ondas senoidais simples que a compoñen:
En radiocomunicacións (DVB, TDT, Wi-Fi…) utilízanse un montón de sinais complexos compostos de múltiples portadoras. Estas sinais portadoras agrúpanse en frecuencias consecutivas formando (“mesetas”).
Os analizadores de espectro teñen a capacidade de amosar os sinais no dominio da frecuencia:
Probablemente teñas dous equipos, subministrados cando a implantación do CM Instalación de Telecomunicacións (LOE) sobre 2012. Un analizador analóxico e outro dixital, o “HP Agilent E4401” ou ben o “Promax AE-966”, que é similar.
Parámetros ordenadas (frecuencia):
Ten en conta que algúns destes parámetros son redundantes e poden diferir entre equipos de distintas marcas.
Parámetros abscisas (voltaxe ou potencia):
Analizando a figura de arriba:
Como ves nestes equipos tamén hai escala horizontal e vertical, tipicamente en MHz/div e dB/div. O cursor se dirixe cunha rosca e permite tomar medidas máis precisas. Fíxate que se indica que o sinal medido ten un ancho de banda de 100kHz.
Os analizadores de espectro teñen moitas máis opcións. Poden amosar diagramas de waterfall (cascada) para resaltar espurios e sinais intermitentes, diagramas de calor (para relevar os picos cando haxa moita variación entre a potencia media e os picos), etc. Aquí tes unha imaxe dun analizador de espectro amosando un sinal Wi-Fi que só aparece usando o modo “gráfico de densidade” xa que é un sinal con picos elevados pero moi breves:
| IMPORTANTE: Os analizadores de espectro están pensados para sinais de radiofrecuencia, e soportan moi pouca potencia antes de avariarse. Ten coidado se se che ocorre conectarlle directamente un xerador de función xa que podes destruír a etapa de entrada. No Agilent son 30dBm = 1W, que sobre 50Ω son 7 voltios de pico. |
|---|
NOTA: Existen osciloscopios con función FFT (Fast Fourier Transform) que incorporan funcións de analizador de espectro simple.
Na seguinte imaxe temos unha análise espectral dun sinal Wi-Fi na banda de 2,4GHz.
Escolle e realiza un destes procedementos de medida, toma fotos e redacta un titorial explicando os pasos. Entrega en formato PDF na páxina da tarefa.
Na imaxe inferior tes o transmisor de radio FM Advancast. Tamén forma parte da dotación que a Xunta entregou en 2012, así que seguro que o tes. En principio non é recomendable para esta práctica xa que é fácil de destruír se o pos a traballar en circuíto aberto (sen antena). Se te sintes capaz e tes coidado coa saída de antena, podes facer esta práctica con el:
Creado para G1701016 – “Radiocomunicacións prácticas” e actualizado para G1801013 por Daniel Ríos Suárez
Licenciado baixo a Licenza Creative Commons Recoñecemento Compartir igual 4.0
Este curso virtual elaborouse para ser impartido no plan anual de formación do profesorado de FP da Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria, Xunta de Galicia
Quedan fora desta licenza os textos, imaxes, recursos... que manteñen a súa propia licenza, sinalada en cada caso.
Úsanse imaxes e recursos de producción propia, que se publican no Dominio público ou con licenza CC BY-SA, outras de dominio público, con licenza creative commons, GNU... tomados prefentemente de bancos de recursos educativos abertos. Tamén se empregan ---acolléndose ao "Dereito de cita" --- imaxes, e recursos diversos de diferentes páxinas web, e se enlaza a súa licenza ao pé dos propios recursos ou na páxina coa atribución da propiedade intelectual dos ODE empregados, dereitos reservados que manteñen integramente. Se detecta algunha imaxe, recurso... con dereitos reservados, agradecemos nos informe para retirala.