Medidas de impedancia para redes de distribución de energía

Las medidas de impedancia con analizadores vectoriales de redes requieren la máxima precisión. El R&S®ZNL puede caracterizar un amplio rango de impedancias con una mínima incertidumbre en comparación con sus competidores de la misma clase.

Medidas de impedancia para redes de distribución de energía - R&S ZNL

Su misión

En una tarjeta impresa (PCB), cada pista conductora que conecta un módulo regulador de tensión (VRM o convertidor DC/DC) a la entrada de la fuente de alimentación de uno o más circuitos se define generalmente como pista de corriente. El conjunto de todas estas pistas caracteriza una red de distribución de energía de una PCB (PDN).

Dada la naturaleza de su finalidad, una PDN debería tener una impedancia característica en el rango de los miliohmios (mΩ). Además, en el caso ideal, su impedancia no debería incrementar ni reducir con frecuencia su valor nominal. Un análisis de la respuesta en frecuencia de una PDN es recomendable, ya que la corriente que fluye desde el VRM a los circuitos receptores está sometida a fases transitorias (durante la activación, con cargas dinámicas, etc.), extendiendo su espectro hasta varios cientos de megahercios.

Con estas frecuencias, cada interconexión de la PDN empieza a jugar un papel importante en la transmisión de potencia, puesto que se comportan como bobinas o condensadores en función de sus características físicas. Las pistas de corriente propiamente dichas actúan como líneas de transmisión, cada una caracterizada por su propia inductancia y capacidad eléctrica. Una corriente que fluye a través de estas estructuras resonantes representa a menudo un problema para los circuitos receptores (problemas de integridad de señal, emisiones de campo electromagnético, etc.). La caracterización precisa de la impedancia de una PDN es por tanto de suma importancia por ejemplo en las fases de test y depuración de las PCB.

No todos los instrumentos son capaces de realizar medidas de impedancia; algunos no pueden medir impedancias bajas a falta del rango dinámico necesario, otros no pueden hacer el barrido hasta la frecuencia deseada y sus armónicos, y otros no disponen de una interfaz apropiada con la PCB. Los analizadores de redes vectoriales (VNA) ofrecen todas estas características, pero además, la precisión de sus medidas de impedancia es proporcional a la precisión de adaptación y reflexión o la precisión de transmisión del instrumento.

Debe tenerse en cuenta que para una PDN, un error de 1 mΩ puede influir decisivamente en el resultado pasa/no pasa. Por lo tanto, elegir el VNA adecuado y el sistema de medida correcto influye positivamente en el rendimiento de la producción y garantiza una incertidumbre de medida baja, lo que a su vez contribuye a reducir la cantidad de falsos positivos.

Precisión de las medidas de transmisión
Por encima de 5 kHz de +5 dB a –35 dB < 0,05 dB o < 0,5°
de –35 dB a –50 dB < 0,1 dB o < 1°
de –50 dB a –65 dB < 0,2 dB o < 2°
Las especificaciones se basan en un objeto examinado adaptado, un ancho de banda de medida
de 10 Hz y una potencia de fuente nominal de –10 dBm.
Precisión de transmisión específica calibrada del R&S®ZNL (magnitud y fase), válida para todo el espectro
Precisión de impedancia para el ajuste de impedancia baja - R&S ZNL
Precisión de impedancia para el ajuste de impedancia baja calculada a partir de la precisión de transmisión específica calibrada del R&S®ZNL y válida para todo el espectro. Datos entre –65 dB y –90 dB extrapolados.

Solución Rohde & Schwarz

El analizador vectorial de redes R&S®ZNL ofrece la mejor adaptación y precisión de su clase, y su versatilidad lo convierte en el instrumento idóneo para medidas en las circunstancias más complejas, ya sea en el banco de pruebas en un laboratorio o sobre el terreno.

La interfaz del R&S®ZNL es sumamente intuitiva y permite incluso a aquellos usuarios que no disponen de conocimientos profundos en RF configurar una medida con total facilidad y visualizar los datos en todos los formatos necesarios. Para realizar un test de impedancia, el usuario solo tiene que seleccionar una de las siguientes opciones en el menú de medida:

  • Z <- S11 – Impedancia de reflexión
  • Z <- S21 – Impedancia de transmisión
  • Z <- S21 Shunt – Impedancia de transmisión por shunt

Cada uno de estos ajustes corresponde a una configuración de medida concreta y es apropiado para un rango específico de impedancias.

La combinación de la tercera opción y una correcta calibración con kits de calibración de alta calidad de Rohde & Schwarz brinda la incertidumbre más baja en PDN con una impedancia bajísima al nivel de una fracción de un miliohmio.

Resumen

El analizador vectorial de redes R&S®ZNL facilita incluso a los usuarios sin conocimientos profundos de RF la configuración de medidas de impedancia para una amplia gama de escenarios de test (desde impedancias muy bajas hasta muy altas), y su precisión brinda resultados fiables allí donde la mayoría de los analizadores vectoriales de redes de la misma clase fallan.

Opcionalmente pueden instalarse funciones como análisis de espectro y un paquete de batería para convertir el R&S®ZNL en el perfecto multitalento para cualquier escenario de medida.

Correspondencia entre funciones del instrumento y configuraciones de medida para el cálculo correcto de impedancia
Correspondencia entre funciones del instrumento y configuraciones de medida para el cálculo correcto de impedancia
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