Ruido; Filtro De Vídeo; Sensibilidad - Nivel De Entrada Máximo; Respuesta En Frecuencia - Hameg Instruments HM5510 Manuel

R e q u i s i t o s e n u n a n a l i z a d o r d e e s p e c t r o s
presentan entonces las líneas espectrales con una amplitud
reducida. De este modo, se obtienen limitaciones prácticas
para el ancho de banda del fi ltro central (ZF).

Ruido

La sensibilidad es una medida que determina la capacidad del
analizador de espectros, para medir señales pequeñas. La
sensibilidad máxima queda determinada por el ruido propio
del equipo. Aquí se diferencian esencialmente dos grupos:
ruido térmico y no-térmico.
El ruido térmico se describe mediante la ecuación:
PN = K × T × B
Con:
PN = Potencia de ruido en vatios
K = Constante de Boltzmann (1,38 × 10-23 Joule/K)
T = Temperatura absoluta (K)
B = Ancho de banda del sistema en Hz
Esta ecuación demuestra, que la magnitud del ruido es direc-
tamente proporcional al ancho de banda. De esto se deduce,
que una reducción del ancho de banda de los fi ltros por una
década, reduce el ruido en 10 dB, lo que conlleva una subida
de sensibilidad del sistema en 10 dB.
Todas las otras fuentes de ruido del analizador, son supuesta-
mente no-térmicas. Las emisiones indeseadas, distorsiones
en base a líneas características no-lineales y adaptaciones
erróneas son fuentes de ruido no-térmicas. Bajo calidad de
transmisión se entiende normalmente, las fuentes de ruido
no-térmicas, a las que se suma el ruido térmico, para obtener
la cuota total de ruido del sistema.
Este ruido, visible en pantalla, determina la sensibilidad del
analizador de espectros. Como el nivel de ruido varía con
el ancho de banda, es necesario utilizar el mismo ancho de
banda de fi ltros, cuando se desea comparar la sensibilidad
de 2 analizadores. Los analizadores de espectros se vobulan
en una banda de frecuencia ancha, siendo en si instrumentos
de medida de banda estrecha. Todas las señales incluidas en
el margen de frecuencias de un analizador de espectros, son
convertidas a una frecuencia intermedia, pasando después
por los fi ltros de ZF.
El detector posterior al fi ltro de ZF sólo contempla la parte de
ruido, contenido en el ancho de banda estrecho del fi ltro. Por
esta razón, sólo se presenta en pantalla el ruido, contenido
dentro del margen de paso del fi ltro de ZF. Cuando se efectúan
mediciones de señales discretas, se alcanza la sensibilidad
máxima con el fi ltro de ZF más estrecho.
Filtro de vídeo
La medición de señales pequeñas puede ser dificultosa,
cuando la amplitud de la señal se encuentra en el mismo
nivel como el ruido medio del analizador de espectros. Para
visualizar mejor las señales en estos casos, se puede activar
adicionalmente en la circuitería interior un fi ltro de vídeo. Este
fi ltro, media el ruido interno del analizador de espectros, con
un ancho de banda de unos pocos kHz. Así se puede visualizar,
en algunos casos, las señales, que quedan tapadas por el ruido
general. Cuando el ancho de banda de ZF es muy estrecho, en
relación al ajuste de SPAN seleccionado, no es conveniente
activar el fi ltro de vídeo, ya que podría generar una amplitud
reducida, a causa de la limitación del ancho de banda. (El
readout presenta mediante la indicación de UNCAL., que hay
una combinación de parámetros no admitidos).
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Reservado el derecho de modifi cación
Sensibilidad - Nivel de entrada máximo
Las especifi caciones de la sensibilidad de entrada de un
analizador de espectros son arbitrarias. Una posibilidad de
especifi cación es la de defi nirla como el nivel, en la que la
potencia de la señal, se corresponde al nivel medio de la
potencia de ruido del analizador. Como el analizador mide
siempre la señal con el ruido, aparece la señal a medir 3dB
por encima del nivel de ruido.
La tensión de entrada máxima admitida en un analizador de
espectros, es el nivel que justo no lleva al deterioro de la
etapa de entrada (Burn Out). Para el mezclador está en +10
dBm y para el atenuador de entrada está en +20 dBm. Antes
de alcanzar el nivel de "burn out", se inicia una compresión
de amplifi cación en el analizador de espectros. Esta no es
crítica, mientras no se sobrepase una compresión de 1dB.
El analizador de espectros además distorsiona a causa de
la sobrecarga. Además aumenta el peligro de sobrecargar
accidentalmente la etapa de entrada, ya que las líneas es-
pectrales presentadas individualmente en pantalla, varían
casi imperceptiblemente, incluso en el momento del inicio
de la compresión. En cualquier caso, la presentación de las
amplitudes, ya no se corresponde con la realidad.
Cada análisis de señal viene acompañado con alguna distor-
sión, generado por las características no-lineales de la etapa
de entrada. La magnitud queda en superior a 75 dB por debajo
del nivel de entrada, en el HM5510, mientras que este no su-
pere los –30 dBm. Para poder trabajar con señales de entrada
superiores, se ha antepuesto al mezclador un atenuador de
entrada. La señal de entrada mayor, que el analizador de
espectros puede aceptar en cualquier posición del atenuador
y sin sobrepasar un determinado nivel de distorsión, se deno-
mina „nivel de entrada óptimo". Se atenúa la señal, de forma
que el mezclador no recibe un nivel superior a los –30dBm.
De otra forma no se mantendrían las especifi caciones corre-
spondientes a la distancia de los armónicos.
Esta distancia de margen, libre de distorsiones, se denomina
también gama dinámica utilizable del analizador de espectros.
Como diferenciación se defi ne el margen de presentación (vi-
sualizable), como la relación del nivel más grande hasta el más
pequeño presentado al mismo momento, sin que se presenten
en pantalla productos de intermodulación del analizador. El
margen de medida, libre de distorsiones, se puede ampliar
reduciendo el nivel de entrada. La única limitación se da en
base a la sensibilidad del analizador de espectros. El margen
dinámico más amplio se alcanza, cuando la línea espectral con
el nivel más alto, justo no sobrepasa el nivel de referencia.

Respuesta en frecuencia

La respuesta en frecuencia de un analizador de espectros,
se describe por su estabilidad en amplitud, a lo largo de la
frecuencia. La respuesta en frecuencia, debe dar una curva
plana y la exactitud del nivel de la señal presentada, debe ser
independiente de la frecuencia de la señal. Los fi ltros y los
amplifi cadores deben estar en estado de oscilación.