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Transmisión por soporte físico
Manual Básico del R&S® ZVB 4
Este tutorial pretende proporcionar una visión general del analizador vectorial de redes ZVB 4 de Rohde & Schwarz así como dar unas pautas básicas para su uso a nivel básico de operación.
Virtual Network Analizer R&S® ZVB 4
Puesto de trabajo en el laboratorio
Transmisión por soporte físico
Un analizador de redes es un instrumento de medida empleado para caracterizar las propiedades de las redes eléctricas, en concreto las propiedades asociadas a la reflexión y transmisión de señales eléctricas de una red, propiedades conocidas como parámetros S (Scattering Parameters).
Los analizadores de redes operan en la mayor parte de las ocasiones a altas frecuencias, pudiendo oscilar el rango de operación de los mismos desde los 9 kHz hasta los 110 GHz.
Los dos tipos de analizadores de redes existentes son los siguientes: Analizadores de Redes Escalares (SNA): únicamente pueden medir amplitudes. Analizadores de Redes Vectoriales (VNA): miden tanto la amplitud como la
fase.
A veces se denomina a un VNA como un medidor de ganancia-fase o, también analizador de redes automático. Un SNA es funcionalmente idéntico a un analizador de espectros en combinación con un generador de señales, debido a esto, los VNA son cada vez más populares, de hecho, hoy en día, el término analizador de redes hace referencia a los VNA. Los tres grandes proveedores de analizadores de redes vectoriales son Agilent, Anritsu, y Rohde & Schwarz.
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¿Qué es un Analizador de Redes?
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Los parámetros S o parámetros de dispersión son propiedades usadas en ingeniería eléctrica, electrónica y de sistemas de comunicación que se utilizan para describir el comportamiento eléctrico de redes eléctricas lineales cuando se someten a varios estímulos de régimen permanente por pequeñas señales.
Son miembros de una familia de parámetros similares usados en ingeniería electrónica, siendo otros ejemplos de estos los parámetros Y, los parámetros Z, los parámetros H y los parámetros T (o parámetros ABCD).
A pesar de ser aplicables a cualquier frecuencia, los parámetros S son usados principalmente para analizar redes que operan en radiofrecuencia (RF) y frecuencias de microondas, ya que representan parámetros que son de especial utilidad a dichas frecuencias. En general, para redes prácticas, los parámetros S cambian con la frecuencia a la que se miden, razón por la cual ésta debe especificarse para cualquier medición, junto con la impedancia característica o la impedancia del sistema.
Los parámetros S se representan en una matriz y por lo tanto obedecen las reglas del álgebra de matrices. Muchas propiedades eléctricas útiles de las redes o de componentes pueden expresarse por medio de los parámetros S, como por ejemplo la ganancia, pérdida por retorno, relación de onda estacionaria de tensión (ROEV), coeficiente de reflexión y estabilidad de amplificación.
El término 'dispersión' (del inglés, scattering) se refiere al efecto que se observa cuando una onda electromagnética plana incide sobre una obstrucción o atraviesa medios dieléctricos distintos. En el contexto de los parámetros S, dispersión se refiere a la forma en que las corrientes y tensiones que se desplazan en una línea de transmisión son afectadas cuando se encuentran con una discontinuidad debida por la introducción de una red en la línea. Esto equivale a una onda que se propaga por una línea y se encuentra una región con una impedancia diferente de la impedancia característica de la línea.
¿Qué son los Parámetros S de una Red?
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A continuación se pretende dar una visión general de los controles situados en panel frontal del ZVB 4 y la información necesaria para poner el instrumento en funcionamiento. La siguiente imagen muestra la apariencia del panel frontal de un analizador de la gama ZVB. Dicho panel frontal es idéntico al del VNA R&S® ZVB 4 de dos puertos disponible en el laboratorio de prácticas. En las siguientes transparencias se describirán los principales controles de dicho VNA.
Display VGA
Interfaces USB
Disquetera 3.5”
Puertos de Test
Controles de Aplicación
Control de
STANDBY
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Rueda de Selección
Conector de Tierra
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Teclas de Configuración.
Las teclas englobadas bajo TRACE dan acceso a todas los ajustes referentes a las trazas obtenidas por el equipo y permiten acceder a funciones como seleccionar, modificar y almacenar datos de las trazas. Además, podemos encontrar en este menú las teclas que nos permitirán añadir marcadores y realizar búsquedas en los resultados gráficos.
MEAS: permite seleccionar la magnitud que se pretende medir para su posterior representación por pantalla. FOMAT: define cómo se han de presentar los datos adquiridos por el equipo en la pantalla gráfica. SCALE: define cómo se presentará la traza actual en el área de diagrama seleccionada en el submenú
Format. TRACE SELECT: proporciona funciones para manipular trazas así como para asignarlas a los distintos canales
del equipo. LINES: define límites para los valores que se miden. TRACE FUNC: almacena las trazas en memoria para realizar sobre ellas cálculos preprogramados. MARKER: posiciona y configura marcadores sobre la traza definiendo el formato numérico de los datos leídos. SEARCH: emplea los marcadores para localizar puntos específicos de una traza (e.g. máximos, mínimos…). MARKER FUNC: permite seleccionar las funciones que puede desempeñar el marcador.
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Teclas de Configuración.
Las teclas englobadas bajo CHANNEL dan acceso a todas los ajustes referentes a las canales del equipo y permiten acceder a las funciones de activar, modificar y almacenar los diferentes canales.
START CENTER y STOP SPAN: definen el rango de barrido en frecuencias que realizará el equipo. POWER BW AVG: define la potencia de la fuente de señal interna y permite configurar el promediado de
las muestras. SWEEP: define el ámbito en que se realizarán las medidas; tipo de barrido, disparo del trigger y
periodicidad de las medidas. MODE: abre el dialogo para la configuración de los puertos que permite fijar las propiedades físicas y
lógicas de los puertos de test. CHAN SELECT: proporciona las funciones necesarias para manipular y activar los canales. CAL: permite entrar en los asistentes de calibración del equipo. OFFSET: proporciona una selección de parámetros de offset’s que permiten cambiar la referencia de las
medidas.
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Teclas de Configuración. Las teclas englobadas bajo DISPLAY dan acceso a todas los
ajustes referentes a cómo se mostrarán gráficamente los resultados por pantalla, permitiendo activar, modificar y ordenar las diferentes áreas de diagramas.
AREA SELECT: proporciona las funciones necesarias para crear y eliminar áreas de diagramas así como establecer un área de diagramas como área activa en la pantalla.
DISPLAY CONFIG: proporciona las funciones necesarias para ordenar trazas dentro de un área de diagramas, ordenar y configurar las distintas áreas de diagramas dentro de la ventana activa y la configuración genérica de la pantalla.
Ventana Principal (Dispaly)
Áreas de Diagramas
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Teclas de Configuración.
Las teclas englobadas bajo SUPPORT dan acceso a funciones que permiten deshacer operaciones realizadas, recuperar información del equipo y entrar al menú de ayudas on-line del equipo.
UNDO: deshace la última operación realizada. INFO: invoca un dialogo que contiene ayuda acerca del ajuste que se pretende realizar. HELP: invoca el sistema de ayuda on-line del equipo. MENU: posiciona el cursor en el primer ítem de la barra de menús de la aplicación (File) para
proceder a la navegación por ella. WINDOWSTM: abre el menú de Inicio del SO Windows XP instalado sobre el equipo, desde dicho menú
podremos invocar otras aplicaciones que corran bajo Windows o modificar la configuración del SO.
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Teclas de Configuración.
Las teclas englobadas bajo SYSTEM dan acceso a funciones que permiten retomar un estado definido del equipo y seleccionar ajustes generales del sistema.
PRESET: implementa un conjunto de configuraciones preestablecidas tanto generales como definidas por el usuario.
SYSTEM CONFIG: selecciona configuraciones generales del sistema. SAVE: guarda una configuración abierta a un archivo específico. RECALL: recupera una configuración existente en un archivo. PRINT: imprime una configuración.
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Las teclas situadas en el teclado denominado NAVIGATION se emplean para navegar sobre la pantalla del equipo, acceder y controlar los elementos activos de pantalla.
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Teclas de Navegación.
Permiten cambiar entre distintos elementos dentro de diálogos y paneles.
Permiten:• Desplazarse arriba y abajo en las listas y menús desplegables.• Incrementar y decrementar valores numéricos.
Es equivalente al movimiento rotatorio de la rueda de selección.
Se emplea para:• Activar el elemento de control seleccionado.• Confirmar selecciones y entradas de datos.
Es equivalente a presionar sobre la rueda de selección.
Permite cambiar el estado de un checkmark
Se emplean para:• Desplazarse el cursor a izquierda y derecha.• Expandir y contraer los menús del equipo.• Mover los objetos remarcados en la barra de menús.
Permite cerrar los diálogos y la ayuda on-line
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Teclas de Entrada de Datos.
Las teclas situadas en el teclado denominado DATA ENTRY se emplean para introducir datos numéricos y unidades en el equipo.
Multiplicadores para las unidades
Teclado numérico
Suprime el ultimo carácter introducido
Confirmar datos introducidos
Cancelar datos introducidos
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Manual Básico del R&S® ZVB 4Rueda de Selección.
La rueda de selección se emplea para incrementar y decrementar valores numéricos, desplazarse a través de listas y menús, activar controles y confirmar entradas.
La tecla STEP SIZE abre una caja para la entrada de datos en la cual se puede especificar el paso (referido a la unidad del parámetro físico que se considere en cada momento) que habrá entre dos valores consecutivos de un parámetro al girar la rueda.
Tecla de STANDBY.
Esta tecla tiene dos funciones: Conmutar entre los estados STANDBY y READY. Apagar el equipo.
Puertos de Test.
En nuestro equipo encontramos 2 conectores N a modo de puertos de test, que funcionan como salidas de las señales estímulo de RF y como entrada para la medida de las señales de RF provenientes del DUT.
Los leds situados debajo del puerto de test indican el estado del conector: Led Ámbar: encendido, el conector únicamente genera señal en el puerto. Led Verde: encendido, el conector funciona como puerto bidireccional. Led Azul: encendido, el conector únicamente recibe señal en el puerto.
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En esta transparencia se muestra la parte posterior de ZVB 4, en la cual podemos encontrar todas las interfaces para conexiones externas con el equipo. La visión de la parte posterior es la siguiente:
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En las siguientes transparencias vamos a mostrar como configurar la disposición de la pantalla de trabajo con objeto de facilitar el trabajo con el equipo. También se mostrará la manera de realizar capturas de pantalla.
Podemos configurar la disposición de la pantalla tanto con las teclas del panel frontal como con los ítems de la barra de menús. Por simplicidad se muestra el menú de la barra:
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Teclas equivalentesdel panel frontal
Permiten seleccionar entre las áreas de diagramas existentes
Se emplean para crear/eliminar áreas de diagramas en pantalla
Agrupa todas las trazas en una única área de diagramas
Presenta cada traza existente en un área de diagramas distinta
Presenta en pantalla completa una de las áreas de diagramas
Permite poner nombre a un área de diagramas.
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Este asistente nos permitirá configurar la pantalla con tantas áreas de diagramas como se necesiten, disponiéndolas en la configuración que más nos interese. Podemos disponerlas de forma manual o a partir de una de las configuraciones preestablecidas.
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Para realizar las capturas de pantalla, se recomienda emplear la tecla “Impr Pant” del teclado disponible en el puesto (se obtienen mejores resultados que con la función específica que trae el equipo) y pegar la captura (Control + V) en la aplicación MS Paint, cuyo acceso directo podemos encontrar en el escritorio de Windows XO del equipo.
Capturas de Pantalla.
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MS Paint
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En las siguientes trasparencias, se mostrarán los menús en los que se ha de buscar para realizar las operaciones más básicas sobre el VNA.
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Seleccionar un Determinado Parámetro S
Acceso vía teclado
Estos son los controlesque más se emplearánen las sesiones de prácticas
Acceso vía barra de menús
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Representación de las medidas: Módulo, Fase y Carta de Smith
Acceso vía teclado
Con estas representacionespodremos caracterizar los DUT’s que se estudiarán enprácticas.
Acceso vía barra de menús
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Posicionar Marcadores
Acceso vía teclado
Tras ubicar un marcador, en elárea de diagramas aparecerá una barra en la que podremos leer las medidas asociadas a dicho marcador.
Acceso vía barra de menús
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Posición en la que se ubicará el marcador
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Añadir una Traza a un Área de Diagramas
Acceso vía teclado
Acceso vía barra de menús
Permite añadir una nueva traza dentro de unamisma área de diagramas
Permite añadir una nueva traza en unárea de diagramas diferente a la actual
