Pruebas de mezcladores y convertidores de frecuencia

Pruebas de mezcladores y convertidores de frecuencia: sus desafíos

Los sistemas de comunicación modernos escalan la escala de frecuencias y dado que a menudo no es posible utilizar la RF directa, se utilizan mezcladores para alcanzar las frecuencias objetivo.

Como dispositivos activos, los mezcladores muestran diversos efectos no deseados, los cuales necesitan entenderse y minimizarse para la aplicación objetivo, ya que afectan de manera significativa el rendimiento del sistema.

Es esencial caracterizar el rendimiento de los mezcladores y convertidores en los sistemas de RF para entender el comportamiento completo de esos dispositivos y su impacto en el rendimiento general del sistema. Este proceso supone medir su respuesta a una gama de condiciones de funcionamiento y señales de entrada. Un análisis detallado ayuda a identificar las limitaciones de rendimiento, optimizar el diseño y predecir cómo el dispositivo funcionará ante los diversos requisitos del sistema.

A la hora de elegir un mezclador, los diseñadores necesitan tener en cuenta los siguientes parámetros clave:

• No linealidad el desafío principal. Aunque los mezcladores se han diseñado expresamente para no ser lineales a fin de no generar frecuencias de suma y diferencia a partir de las señales de entrada, esta misma linealidad también genera armónicos no deseados, además de productos de intermodulación. Estos efectos degradan la calidad de la señal e introducen interferencias.
• La pérdida de conversión es un parámetro fundamental en las pruebas de mezcladores de RF. Representa la relación multidimensional entre ganancia o pérdida que depende de la potencia de entrada tanto de las señales de frecuencia intermedia y como de las del oscilador local, así como de sus frecuencias.
• El aislamiento mide la cantidad de diafonía que escapa de entre las tres frecuencias de señal clave: RF, LO e FI. Lo ideal, es minimizar la diafonía entre estas frecuencias y, por lo general, el aislamiento suele medirse entre los puertos del OL al de la RF o del OL al de la FI. Es esencial contar con un alto nivel aislamiento para evitar señales de interferencia no deseadas. Este parámetro es fundamental tanto para las pruebas de los mezcladores como para entender su impacto a nivel de sistema, lo que lo convierte en un factor importante a tener en cuenta a la hora seleccionar los mezcladores para el diseño del sistema.
• La cifra de ruido (CF) cuantifica la cantidad de ruido no deseado que el mezclador de RF introduce durante el proceso de conversión de frecuencia. Dado que los mezcladores son componentes activos, inevitablemente añaden ruido y una cifra de ruido más baja indica un mejor rendimiento.
• La traslación de fase o retardo de grupo, es la relación de fase entre la señal de RF y la de FI, lo cual es particularmente importante en las aplicaciones de formación de haces y en antenas de matriz en fase. El retardo de grupo examina la linealidad de fase dentro de la banda de la señal. Es esencial mantener la linealidad de fase en los sistemas de modulación digital, debido a que asegura una baja magnitud del vector de error, reduce las tasas de error de bits y permite una buena relación de potencia de ruido (NPR) con una mínima intermodulación.

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Un analizador de redes vectoriales como el R&S®ZNA es la herramienta que debe elegirse para una validación completa de mezcladores. Permite realizar una amplia gama de mediciones y actúa como una configuración de prueba integral para mezcladores. Gracias a sus múltiples osciladores locales y fuentes con control de fase, permite realizar mucho más que la medición precisa de los parámetro-S:

• Una 2da fuente para una mayor velocidad y para mediciones de oscilador local barridas
• Un 3er y 4to oscilador local para la intermodulación en mezcladores y convertidores con topologías multietapas
• Pérdida de conversión, aislamiento, distorsión y no linealidad
• Retardo de grupo absoluto y relativo
• Admite mezcladores con y sin acceso al oscilador local
• Métodos de calibración mejorados para potencia y fase gracias al generador de combinaciones de referencia Comb Generator R&S ZN-ZCG. Esto hace que la utilización tradicional de un mezclador de referencia sea inecesario.