Un analizador de señales vectoriales es un instrumento que mide la magnitud y la fase de la señal de entrada en una sola frecuencia dentro del ancho de banda de FI del instrumento. El uso principal es realizar mediciones en el canal, como la magnitud del vector de error , la potencia del dominio del código y la planitud espectral , en señales conocidas.
Los analizadores de señales vectoriales son útiles para medir y demodular señales moduladas digitalmente como W-CDMA , LTE y WLAN . [1] Estas medidas se utilizan para determinar la calidad de la modulación y se pueden utilizar para la validación del diseño y las pruebas de conformidad de dispositivos electrónicos.
Operación
El proceso de análisis de espectro del analizador de señales vectoriales generalmente tiene una etapa de conversión descendente y digitalización y una etapa de visualización y DSP .
Conversión descendente y digitalización de la etapa
Un analizador de señales vectoriales funciona reduciendo primero los espectros de señales mediante el uso de técnicas superheterodinas . Una parte del espectro de la señal de entrada se reduce (utilizando un oscilador controlado por voltaje y un mezclador ) a la frecuencia central de un filtro de paso de banda . El uso de un oscilador controlado por voltaje permite considerar diferentes frecuencias portadoras.
Después de la conversión a una frecuencia intermedia , la señal se filtra para limitar la banda de la señal y evitar el aliasing . Luego, la señal se digitaliza mediante un convertidor de analógico a digital . La tasa de muestreo a menudo varía en relación con el intervalo de frecuencia considerado.
Etapa de visualización y DSP
Una vez que la señal se digitaliza, se separa en componentes en cuadratura y en fase utilizando un detector de cuadratura, que normalmente se implementa con una transformada discreta de Hilbert . Se realizan y muestran varias mediciones utilizando estos componentes de señal y varios procesos DSP , como los que se muestran a continuación.
Espectro de señal de FFT
Se utiliza una FFT para calcular el espectro de frecuencia de la señal. Por lo general, existe una opción de función de ventana para limitar la fuga espectral y mejorar la resolución de frecuencia. [2] Esta ventana se implementa multiplicándola con los valores digitalizados del período de muestra antes de calcular la FFT.
Diagrama de constelación
Un diagrama de constelación representa una señal modulada por un esquema de modulación digital como modulación de amplitud en cuadratura o modulación por desplazamiento de fase . Este diagrama asigna la magnitud de los componentes en cuadratura y en fase a las direcciones vertical y horizontal, respectivamente. Se pueden realizar evaluaciones cualitativas de la integridad de la señal basándose en la interpretación de este diagrama .
Magnitud del vector de error
Al representar los componentes en cuadratura y en fase como los ejes vertical y horizontal, la magnitud del vector de error se puede calcular como la distancia entre los puntos de constelación ideal y medido en el diagrama. Esto requiere el conocimiento de la señal modulada para comparar la señal recibida con la señal ideal.
Funcionalidad típica
Las pantallas típicas del analizador de señales vectoriales presentan el espectro de la señal medida dentro del ancho de banda de FI , un diagrama de constelación de la señal demodulada, mediciones de la magnitud del vector de error y un gráfico de la señal en el dominio del tiempo. Se pueden mostrar muchos más resultados de medición dependiendo del tipo de modulación que se utilice (decodificación de símbolos, mediciones MIMO , resumen de tramas de radio, etc.).
Referencias
- Análisis de sistemas de comunicaciones mediante analizadores de señales vectoriales basados en hardware y software
Notas al pie
- ^ Instituto Nacional de Tecnología y Estándares [1] , Medición para admitir transmisiones de radio de señal modulada para el sector de seguridad pública , p. 15, abril de 2008, consultado el 19 de julio de 2011.
- ^ Keysight [2] , Conceptos básicos del análisis de señales vectoriales de Keysight , publicado el 30 de septiembre de 2019.