Medidas de retardo de grupo sin acceso de oscilador local con el R&S®ZVA-K9

El analizador vectorial de redes R&S®ZVA con la opción R&S®ZVA-K9 permite ejecutar medidas absolutas de retardo de grupo en dispositivos con oscilador local integrado sin necesidad de un mezclador de calibración

Su misión

Los mezcladores son uno de los componentes fundamentales de muchos receptores y transmisores, especialmente en el rango de las microondas. Cualquier sistema receptor o transmisor basado en mezcladores requiere un control riguroso de los valores de amplitud, retardo de grupo y respuesta en fase. En particular, una fase lineal y un retardo de grupo constante son esenciales para conseguir bajas tasas de bits erróneos (BER) durante la transmisión de datos en sistemas de comunicación inalámbricos y por satélite, así com para alcanzar una alta resolución de destino en módulos de antena de elementos en fase de sistemas de vigilancia.

Una medida clave es el retardo de grupo relativo o absoluto en los convertidores de frecuencia. Si el oscilador local está accesible, es posible medir el retardo de grupo y la fase relativa utilizando el método de mezclador de referencia. No obstante, debido a la creciente integración y miniaturización, no suele ser posible acceder al oscilador local (LO) ni a la señal común de frecuencia de referencia.

Frontend digital del ZVA
Frontend digital del R&S®ZVA: frontend digital del R&S®ZVA para medir la diferencia de fase de señales con diferentes frecuencias
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Solución de test y medida

Rohde & Schwarz ha desarrollado un nuevo método para esta aplicación. Utilizando una señal de estímulo de dos tonos, el analizador vectorial de redes R&S®ZVA puede medir la diferencia de fase entre las dos señales tanto en la entrada como en la salida del objeto examinado (DUT). De forma similar al método clásico de parámetros S, el retardo de grupo se calcula a partir de la diferencia de fase y el desplazamiento de frecuencia. El desplazamiento de frecuencia Δf entre las dos señales es la apertura. Para medir la diferencia de fase entre dos señales con distinta frecuencia, Rohde & Schwarz ha desarrollado un frontend exclusivo dentro del R&S®ZVA.

Al insertar la señal en el ADC de cada receptor (ax o bx), se realiza una conversión-reducción a DC mediante un oscilador local digital (NCO 1/2) en una fase de mezclador digital y a continuación se ejecuta el filtrado digital. Cada receptor tiene dos trayectos independientes de procesamiento digital; los dos NCO presentan el mismo desplazamiento que las dos señales RF de la señal de estímulo de dos tonos. De este modo es posible determinar en cada frontend del receptor las relaciones de fase de las dos portadoras y utilizarlas seguidamente para el cálculo de retardo de grupo. Este método funciona perfectamente para objetos examinados convertidores de frecuencia con LO desconocidos o inestables, ya que las desviaciones de fase y frecuencia del LO interno del objeto examinado se anulan al calcular la diferencia de fase de las portadoras.

Además del retardo de grupo, el R&S®ZVA calcula también la fase relativa y la desviación de la fase lineal mediante la integración del retardo de grupo, así como la derivada del retardo de grupo mediante la diferenciación del retardo de grupo.

Configuración y calibración

La opción R&S®ZVA-K9 de medidas de retardo en mezcladores con LO integrado es muy sencilla de configurar con un R&S®ZVA de 4 puertos. Se utiliza el acoplador interno del puerto 3 como combinador para ofrecer la señal de dos tonos directamente del puerto 1. La medida completa se calibra fácilmente mediante una conexión transversal con cables conocidos entre los puertos 1 y 2 y normalizando los cables del mismo modo que para los parámetros S estándar. Esto elimina la necesidad de mezcladores de calibración conocidos.

Resumen

En muchos casos, las medidas de retardo de grupo y fase relativa en equipos convertidores de frecuencia sin acceso a LO hasta ahora solo eran posibles si el equipo examinado tenía un LO interno muy estable. Las desviaciones de frecuencia y fase producto de deriva, ruido de fase o modulación de frecuencia limitaban de forma considerable la precisión de los métodos disponibles. El método de dos tonos de Rohde & Schwarz elimina estas limitaciones. La calibración mucho más sencilla, que solo requiere una conexión transversal, facilita de forma significativa la configuración de esta importante medida.

Configuración de medida y calibración
Configuración de medida y calibración: el R&S®ZVA con la opción de medidas de retardo de mezclador con LO integrado R&S®ZVA-K9 permite medir retardos de grupo absolutos en mezcladores y convertidores de frecuencia, y es inmune a inestabilidades de fase o de frecuencia en los LO integrados.
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