La manera efectiva de medir parámetros clave del rendimiento de mezcladores

Caracterización de mezcladores RF con oscilador local interno con el analizador de espectro «tres en uno» R&S®FPC1500.

Su misión

Los mezcladores son componentes convertidores de frecuencia: la señal de entrada tiene una frecuencia distinta que la de salida. Un mezclador consta de tres conectores: RF (radiofrecuencia), OL (oscilador local) y FI (frecuencia intermedia). Por ello, una caracterización típica del mezclador requiere un analizador vectorial de redes de cuatro puertos. Los parámetros clave de prueba son la pérdida de conversión, el aislamiento y la reflexión. Otros parámetros incluyen los armónicos, el punto de compresión a 1 dB y los puntos de intercepción. La importancia de cada una de estas características es variable, en función de la aplicación para la que se utiliza el mezclador.

En caso de un mezclador de conversión descendente para un sistema receptor que funciona a niveles de potencia inferiores, la medida de los armónicos y del punto de compresión es menos relevante. En un entorno de fabricación, se pone especial énfasis en los costes de los tests por ello, solo se comprueban los parámetros clave en un ensayo de funcionalidad.

Solución Rohde & Schwarz

Algunos mezcladores no requieren un OL externo, ya que disponen de uno integrado; los dispositivos de este tipo constan únicamente de dos conectores: RF y FI. Estos mezcladores de radiofrecuencia con OL incorporado se utilizan normalmente en los sectores militar y de satélites. La configuración de prueba para mezcladores de dos puertos es más sencilla.

Fig. 1: Configuración de prueba con R&S®FPC1500

El R&S®FPC1500 se puede utilizar para determinar los parámetros clave de las pruebas de rendimiento: pérdida de conversión, aislamiento y reflexión (pérdida de retorno).

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Aplicación

Pérdida de conversión

La pérdida de conversión sirve como medida de la eficacia del mezclador a la hora de convertir la frecuencia de RF a FI. Determina la diferencia de potencia entre los niveles de entrada de la señal de RF y los de salida de la señal de FI.

Un analizador de espectro con una función de generador de tracking hace posible la medición de la transmisión escalar. El generador de tracking R&S®FPC1500 incluye una opción de conversión de frecuencia, lo que lo hace idóneo para realizar mediciones en mezcladores.

La figura 2 explica cómo se realizan las medidas, mientras que la captura de pantalla que aparece a la izquierda (fig. 4) muestra los resultados de la medida en un mezclador con un OL interno de 636,5 MHz.

Fig. 2: Ejecución de la medida

La fuente de tracking (RF) comienza un barrido desde la frecuencia del OL, mientras el analizador determina la banda lateral inferior de la FI (azul).

Fig. 3: Resultado de la medida

Resultado de la medida en un mezclador con un OL interno de 636,5 MHz

Fig. 4: Medida de un mezclador de RF con el R&S®FPC1500

Aislamiento

El aislamiento es una medida del acoplamiento de señal entre los puertos de un mezclador. El aislamiento RF-FI es el valor de atenuación entre la RF y la FI. Este valor muestra la cantidad de señal de entrada de RF que queda atenuada hacia la FI. Es una medida fácil de determinar mediante la comprobación del puerto de FI con el analizador configurado al nivel de frecuencia RF.

Reflexión

Las medidas de reflexión muestran la calidad de la adaptación de impedancia en un puerto individual. Normalmente se requiere un analizador vectorial de redes para la determinación de parámetros S, como la reflexión de entrada de RF S11.

Gracias al diseño único del R&S®FPC1500, que incorpora un puente ROE interno, el analizador de espectro puede realizar medidas de reflexión vectorial monopuerto. La captura de pantalla central en la fig. 4 muestra la pérdida de retorno en dB de un mezclador S11; la captura de pantalla situada a la derecha en la fig. 4 muestra la impedancia de entrada del mezclador en un diagrama de Smith.