El analizador de redes vectorial.

El analizador de redes vectorial proporciona información sobre el comportamiento de un dispositivo cuando este recibe, por alguna de sus entradas, una señal eléctrica. En otras palabras indica cuanto de esta señal logra salir por las otras entradas o salidas y cuanto simplemente es reflejado por la misma entrada que recibió la señal. La cantidad de señal reflejada por la misma entrada que recibió la señal va a depender de cada frecuencia y puede tener un defasaje. La cantidad de señal que logra salir por una entrada o salida diferente a la que entró la señal también depende de la frecuencia en particular. Para describir cuanto y con qué fase se obtiene en cada entrada o salida del dispositivo se utilizan los parámetros "s". Dichos parámetros s tienen un valor de magnitud y fase para cada frecuencia en cuestión. El caso típico es el cuatripolos, dos entradas y dos salidas. En la figura anterior se muestran los cuatros parámetros S correpondientes al cuatripolos. Como lo he dicho cada uno tiene su módulo y fase en las distintas frecuencias, como un espectro. 1) Cómo medir con el analizador de redes: En primer lugar el analizador de redes por lo menos tiene, como mínimo, dos puertos para realizar las mediciones. Sin embargo hay que destacar cuando se refieren a un analizador de un puerto se refieren a la calibración, sólo se puede calibrar un puerto, mientras que con un analizador de dos puerto se indica que se le puede calibrar los dos puertos. En resumen para medir hay que conectar los dos puertos de analizador utilizando los cables correspondientes. Para que la medición sea válida es necesario calibrar el instrumento. Lo cual explico al final al ser la parte más larga. a) Cómo conectar el instrumento; Supongamos que se tiene un dispositivo de una entrada y dos salidas, como los que se utilizan para enviar la señal de la televisión por cable a dos televisores, por ejemplo. Entonces conectamos los dos puertos del analizador de redes a la entrada del dispositivo que vamos a medir y a una de sus salidas, como sigue. Se puede observar en la figura anterior el signo de interrogación lo que indica es que debe hacerse con la salida libre. Si decidimos dejarla libre perjudicaría la medición la misma situación sucede si la corto-circuitamos. La solución es colocar una impedancia con el mismo valor que la impedancia característica de la salida libre, el motivo es evitar las reflexiones. Cuando se deja una salida en circuito abierto, es decir libre, la señal que llega desde la entrada por donde ingresa la señal se encuentra con el circuito abierto y rebota "tenemos una reflexión de la señal" y cuando regresa perjudica la medición. La misma situación sucede cuando corto-circuitamos la salida, la única diferencia entre dejar la salida abierta o en corto es el valor de la fase con la que regresa la señal. Para evitar la reflexión de la señal que el analizador de redes inyecta es necesario adapta la salida libre, en otras palabras colocar una impedancia del mismo valor que la característica de dicha salida como sigue. De esta manera se obtiene una medición confiable, siempre y cuando esté correctamente calibrado el instrumento. Se procede de la misma manera cuando se quiere medir la entrada con la otra salida nada más hay que colocar en la nueva salida libre una impedancia con el mismo valor que su impedancia característica. 2) Calibración del Analizador de Redes: El tipo de calibración a realizar depende de el tipo de entradas que posea el dispositivo a medir. La calibración SOLT es para dispositivos con entrada para cables coaxiles. a) Calibración SOLT; Consta de cuatro tipos de calibraciones y son: Calibración Thru, Open, Short y Load. Calibración Thru: Esta calibración es la primera a realizar, lo cual quedará entendido al final de la explicación de las calibraciones. La idea es conectar los dos puertos del analizador, sin el dispositivo de prueba. El inconveniente es que tienen los dos cables coaxiles fichas macho y hay que unirlos con un adaptador hembra hembra. Dicho adaptador introduce un retardo en la señal que mide el analizador durante la calibración thru, lo que se plasma en un corrimiento de fase. No obstante se puede corregir. Calibración Open: La calibración open se realiza solamente en el puerto 1 si el analizador de redes es de un puerto. Si en cambio se trata de un analizador de dos puertos, más caro, la calibración se realiza en los dos puertos. El kit de calibración trae una ficha que tiene un circuito abierto y se conecta como en la figura siguiente. Notarán que el adaptador hembra-hembra no se quitó y es necesario dejarlo. Calibración Short: Al igual que la calibración Open se realiza en los dos puertos si lo permite el tipo de analizador de redes que tengan. Se procede igual que con la calibración open con el detalle de cambiar la ficha del kit de calibración por una de tenga un corto-circuito. Una vez más se deja el adaptador hembra-hembra. Calibración Load: Como en las calibraciones open y short se debe realizar en los dos puertos para un analizador de redes de dos puertos y solamente en el primer puerto para un analizador de un puerto. El procedimiento es el de siempre se coloca una ficha del kit de calibración que simula una carga y se realiza la calibración. Com antes se deja el adaptador hembra-hembra. Una vez realizada los cuatro tipos de calibraciones, "Short, Open, load y Thru" es momento de aclarar la razón de haber empezado con la calibración Thru y es la posibilidad que ofrece el instrumento para quitar el retardo que introduce el adaptador hembra-hembra. Para ser más preciso el instrumento nos muestra tres opciones y son: ------- Ext. Port 1 ------- Ext. Port 2 ------- Delay Thru. Nosotros elegimos "Delay Thru" e introducimos el tiempo de retardo que agrega el adaptador hembra-hembra el cual es conocido al ser un adaptador del kit de calibración y tiene marcado dicho parámetro. Con esto el instrumento elimina el retardo agregado por el adaptador de todas las calibraciones. Aquí ha terminado la calibración del analizador de redes. Sin embargo las opciones "Ext. Port 1" y "Ext. Port 2" son para corregir retardos introducidos cuando los cables coaxiles que utilizamos para la medición no son de la misma longitud, los que se conectan a cada puerto del analizador. 3) La razón de calibrar: La calibración corrige uno de los tres tipos de errores presentes en toda medición. --- Error aleatorio. --- Error sistemático. --- Error derivado. El primero corresponde por ejemplo al ruido, mientras que el segundo es por defectos en el sistema de medición y el tercero puede ser variaciones en la temperatura. La calibración atenúa el error sistemático. Error Sistemático; Corresponde a inperfecciones en todo el sistema de medición, desde problemas de adaptaciones de impedancia así como malas respuestas en frecuencia del propio analizador de redes. Hay seis errores sistemáticos entre un puerto del analizador de redes y el dispositivo de prueba "DUT" que se transforman en doce considerando el segundo puerto que también se conecta al DUT. Seis errores sistemáticos; a) Imperfecciones en el aislamiento "Directividad". Parte de la señal emitida por el propio analizador se introduce directamente por donde se mide la señal reflejada. Se cuenta como 1 error. b) Acople entre la entrada y la salidad "crosstalk o diafonía". Parte de la señal emitida por el analizador desde un puerto se introduce directamente en el otro puerto. Se cuenta como 1 error. c) Desadaptaciciones en el puerto del analizador de redes y en la entrada o salida del dispositivo de prueba que se encuentra conectado a dicho puerto. Son 2 errores, un del analizador y el otro del DUT. d) Por una respuesta en frecuencia no constante en los receptores del analizador de redes. Son 2 errores, el primero es el seguimiento de la señal reflejada y el segundo corresponde al seguimiento de la señal transmitida. Hay que recordar que el analizador de redes mide la señal que transmite para poder comparar con lo que recibe. Espero que les sirva y disculpen que no había destildado la opción de "Nadie puede comentar" XD. Saludos y suerte.