Generación de Señales de AM y FM (Modulaciones Analógicas)

Transcripción

1 Generación de Señales de AM y FM (Modulaciones Analógicas) Equipos MXG y EXG MXG = N5181A, N5181B, N5182A, N5182A, N5183A, EXG = N5171B, N5172B Versión 1.02

2 Generación de Señales AM y FM OBJETIVOS Se familiarizará con la interfaz de usuario del generador MXG y/o EXG. Aprenderá a configurar el equipo para generar modulaciones en amplitud AM y frecuencia FM. Con ayuda de un analizador de espectro analizará las señales AM y FM generadas. MATERIAL Generador de RF de la Serie X tipo MXG o EXG. Analizador de espectro de la serie-x modelo N9030A / N9020A / N9010A / N9000A. Cable coaxial N macho a N macho. ANTECEDENTES En el inicio de las comunicaciones inalámbricas se implemento la modulación en amplitud o AM, donde la información (moduladora) se montaba sobre una señal portadora, la cual se encargaría de transportar por el espacio libre y llevar la señal de información a un punto distante, una de las desventajas que tiene AM es que es muy susceptible a las interferencias del canal (espacio libre). Más adelante Edwin H. Armstrong implementaría la modulación en frecuencia o FM, donde la señal de información viaja en las variaciones de frecuencia de la señal portadora, lo cual lo hace menos susceptible a la interferencia de canal, presentando mejor fidelidad que AM. Como comentario Edwin H. Armstrong desarrollaría el receptor superheterodino, el cual al día de hoy es ampliamente usado en las comunicaciones inalámbricas. PROCEDIMIENTO 1. Conecte el generador de RF al analizador de Señales/Espectro con el cable N-macho a N-macho. Ver figura 1. Figura 1.- Esquema de conexión entre el Analizador de Señales y el Generador de AM y FM. Generador de Señales Serie X 2 miguel_vergara@agilent.com

3 Generación de Señal Modulada en Amplitud (AM) 2. El procedimiento que seguiremos es reinicializar el generador, seleccionar una frecuencia portadora, un nivel de potencia, elegir modulación en amplitud, el índice de modulación y por último la frecuencia de la señal moduladora, para esto siga los siguientes pasos: a) Reinicialice el equipo: Presione el botón Preset. b) Seleccione una frecuencia portadora de 100 MHz: Presione FREQ introduzca 100 MHz. c) Seleccione un nivel de potencia -20 dbm: Presione AMPTD introduzca -20 dbm. d) Seleccione y active modulación AM: Presione AM AM On. e) Seleccione índice de modulación del 80%: Presione AM Depth introduzca 80%. f) Seleccione una señal moduladora de 10 KHz: AM More Setup AM Source. AM Rate introduzca 10 KHz. g) Active el generador: Presione RF On/Off seleccione On. 3. Para visualizar la señal en el analizador de espectros, presione: a) [Instrucción para analizador de espectros Serie X y opción N9063A] Seleccione demodulación analógica AM: Presione Mode More Analog Demod Meas AM. b) Seleccione frecuencia central de 100 MHz: Presione FREQ introduzca 100 MHz. c) Seleccione un Span de 100 KHz: Presione Span introduzca 100 KHz. d) Seleccione un nivel de referencia de -10 dbm: Presione AMPTD Ref Value introduzca -10 dbm. e) [Instrucción para analizador de espectros Serie X y opción N9063A] Active la auto escala: Presione Mease Setup Auto Scale. 4. Después de realizar estos pasos observará en la pantalla del analizador de espectro una señal como se muestra en la figura 2 (si está haciendo la medición con otro analizador de espectros solo observará una de las pantallas mostrada en la figura 2). Generador de Señales Serie X 3 miguel_vergara@agilent.com

4 Figura 2.- Resultado de la medición de la señal modulada en AM. 5. Tomando como referencia la figura 2, observaremos que en la venta superior izquierda se encuentra el espectro de la señal modulada en AM, en parte inferior izquierda está el espectro de la señal demodulada o en banda base, en la parte superior derecha la señal moduladora o en banda base en el dominio del tiempo (es decir como si la estuviéramos observando en un osciloscopio) y en la parte inferir derecha está la ventana de análisis, aquí podría observar que el índice de modulación promedio es 79.90% o máximo 80% que fue el valor que nosotros seleccionamos previamente. 6. Como ejercicio variaremos el índice de modulación de la señal moduladora del 10% al 100% y observaremos en la ventana de resultados el valor seleccionado, para esto en el generador realice el siguiente paso: a) Seleccione un índice de modulación del 10%: Presione AM AM Depth introduzca 10%. b) Observe el resultado y a continuación incremente el un índice de modulación de 10% en 10% hasta llegar al 100%. Observe y analice el resultado en cada cambio. Generador de Señales Serie X 4 miguel_vergara@agilent.com

5 Generación de Señal Modulada en Frecuencia (FM) 7. Para FM seguiremos un procedimiento similar al de AM con algunas variantes: a) Reinicialice el equipo: Presione el botón Preset. b) Seleccione una frecuencia portadora de 100 MHz: Presione FREQ introduzca 100 MHz. c) Seleccione un nivel de potencia -20 dbm: Presione AMPTD introduzca -20 dbm. d) Seleccione y active modulación FM: Presione FM/ΦM FM On. e) Seleccione índice de desviación de frecuencia 100KHz: Presione FM Dev introduzca 100KHz. f) Seleccione una señal moduladora de 10 KHz: FM/ΦM More Setup FM Source. FM Rate introduzca 10 KHz. g) Active el generador: Presione RF On/Off seleccione On. 8. Ahora para poder observar la señal en el analizador de espectro, presione: f) [Instrucción para analizador de espectros Serie X y opción N9063A] Seleccione demodulación analógica AM: Presione Mode More Analog Demod Meas FM. g) Seleccione frecuencia central de 100 MHz: Presione FREQ introduzca 100 MHz. h) Seleccione un Span de 100 KHz: Presione Span introduzca 1 MHz. i) Seleccione un nivel de referencia de -10 dbm: Presione AMPTD Ref Value introduzca -10 dbm. j) [Instrucción para analizador de espectros Serie X y opción N9063A] Active la auto escala: Presione Mease Setup Auto Scale. 9. El resultado se observará en la figura 3 (En este caso nuevamente estamos viendo la pantalla del analizador de espectros Serie X con la opción N9063A). En la venta superior izquierda se observa el espectro de la señal modulada en FM, en la ventana inferior izquierda está el espectro de la señal Generador de Señales Serie X 5 miguel_vergara@agilent.com

6 moduladora o banda base, en la ventana superior derecha se encuentra la forma de onda de la señal moduladora o banda base y en la ventana inferior izquierda está el análisis de la señal modulada en frecuencia, aquí podemos observar el índice de desviación de frecuencia que seleccionamos que fue de 100 KHz. Figura 3.- Resultado de la medición de la señal modulada en FM. 10. Como ejercicio variaremos el índice de desviación de frecuencia a valores de 90 KHz hasta 50 KHz y observaremos en la ventana de resultados el valor seleccionado, para esto en el generador realice el siguiente paso: c) Seleccione un índice de desviación de 90 KHz: Presione FM/ΦM FM Dev introduzca 90 KHz. d) Observe el resultado y a continuación decremente de 10 KHz en 10KHz hasta llegar a 50 KHz de índice de desviación de frecuencia, observe nuevamente el resultado al cambiar este valor. EJERCICIOS Y PREGUNTAS I. En el desarrollo de este material se empleo una señal moduladora sinusoidal que está configurada por estándar, como ejercicio puede modificar la formada de onda de la señal moduladora y repetir el análisis para AM y FM. Para seleccionar otra forma de onda presione: a) Para AM presione: AM More Setup AM Source AM Waveform elija la de su agrado. b) Para FM presione: FM/ΦM More Setup AM Source AM Waveform elija la de su agrado. Generador de Señales Serie X 6 miguel_vergara@agilent.com

7 Apéndice A Configuración de Dirección IP y Control del Generador vía LXI I. Para conectar el generador de señales MXG o EXG requiere una PC o Laptop y un cable de Red J45 cruzado o directo (las PC o Laptop actuales puede detectar un cable directo y realizar el cruce de las terminales si es necesario). II. Conecte el cable de red J45 en la PC o Laptop a la terminal LAN del generador MXG o EXG, ver figura I. Figura I.- Conexión LAN entre PC/Laptop y generador de señales. Configuración para una Dirección Dinámica III. Para realizar este procedimiento en la PC o Laptop, también tiene que estar configurada en dirección dinámica como se muestra en la figura II. Figura II.- Configuración en la PC/Laptop para obtener dirección estática. Generador de Señales Serie X 7 miguel_vergara@agilent.com

8 IV. Para que en el generador de señales MXG o EXG obtenga una dirección dinámica, siga el siguiente procedimiento: a) Reinicialice el equipo: Presione el botón Preset. b) Solicite dirección IP al equipo: Presione Utility I/O Config LAN Setup. Config Type Auto (DHCP/Auto IP) Proceed with Reconfiguration. Confirm Change (Network will restart). c) Después de esta acción espere unos segundos y enseguida aparecerá en la pantalla del equipo la dirección IP. Como se muestra en la figura III. Le sugerimos que la anote. Dirección IP del generador:.... Figura III.- Asignación de dirección dinámica por el generador. Configuración para una Dirección Estática V. Es importante que antes de asignar direcciones estáticas tenga ya definida las direcciones y mascara (Subnet mask) que empleará en el equipo y la PC o Laptop, en este ejemplo usaremos las siguientes: Dirección IP Para PC/Laptop: Dirección IP Para Generador: Subnet mask: VI. En la PC o Laptop asigne la dirección estática como se muestra en la figura IV. Generador de Señales Serie X 8 miguel_vergara@agilent.com

9 Figura IV.- Asignación de dirección estática a la PC o Laptop. VII. Ahora en el generador de señales MXG o EXG asignaremos una dirección estática: d) Reinicialice el equipo: Presione el botón Preset. e) Configure dirección IP Manual: Presione Utility I/O Config LAN Setup. Config Type Manual. f) Asigne dirección Estática: Manual Config Settings IP Address Clear Text. Escriba la dirección (ej ) Enter ; Subnet Mask Clear Text. Escriba la mascara (ej ) Return Proceed with Reconfiguration. Confirm Change (Network will restart). g) Al final observará en la pantalla del instrumento la dirección IP asignada como se muestra en la figura V. **Nota: en ocasiones será necesario pagar y volver a encender el instrumento para que se asigne la dirección IP en el sistema. Figura V.- Asignación de dirección estática en el generador. Generador de Señales Serie X 9 miguel_vergara@agilent.com

10 Control del Instrumento Vía LXI VIII. Para controlar el instrumento de manera remota por dirección IP, Agilent ha implementado control vía LXI [4] donde el panel del instrumento se muestra a través de un Web Browser. Para ello habilite el servicio de Browser en el generador presionando: a. Habilite la Navegación: Presione Utility I/O Config LAN Service Setup. FTP Server On ; Web Service Web Server On. Ver fig.vi. Figura VI.- Pantalla de introducción en el Web Browser del generador. IX. Para accesar al instrumento abra su Web Brower e introduzca la dirección IP del instrumento (ej ). Esto le arrojara una pantalla como se muestra en la figura VII. Figura VII.- Pantalla de introducción en el Web Browser del generador. Generador de Señales Serie X 10 miguel_vergara@agilent.com

11 X. El siguiente pasos es seleccionar con el ratón (mouse) el icono Signal Genertor Web Control como se muestra en la figura VII. XI. Aquí le aparecerá una ventana solicitándole la clave de acceso (ver figura VIII), que es: agilent Figura VIII.- Pantalla de acceso al panel de control del generador. XII. Finalmente tendrá el panel de control remoto del generador con las mismas funciones que tiene el equipo físicamente y con el cual podrá controlar o manipular el instrumento. Ver figura IX. Figura IX.- Pantalla de acceso al panel de control del generador. BIBLIOGRAFÍA [1] Agilent Technologies, Application Note 8 Hints for Making Better Measurements Using RF Signal Generators ( [2] Manual de usuario del generador Serie X ( [3] Manual de usuario del analizador Serie X ( [4] Agilent Technologies, Información de LXI ( Generador de Señales Serie X 11 miguel_vergara@agilent.com