Este documento trata sobre el análisis de distorsión armónica para medir la linealidad de dispositivos. Explica que la distorsión armónica mide las señales armónicas generadas por un dispositivo no lineal cuando se le aplica una onda senoidal pura. El segundo y tercer armónico tienen mayor influencia, y la distorsión armónica total indica la proporción de voltaje de las armónicas respecto a la fundamental. El documento también cubre mediciones de intermodulación y pasos para medir armónicos y TH

1. ANALIZADOR DE
DISTORSION
INSTRUMENTACION DE LAS
COMUNICACIONES
UNEFA-2006
PROF. GRECIA ROMERO
DISTORSION ARMONICA
La distorsión armónica es el método mas aceptado
para medir linealidad.
Esta técnica excita el dispositivo bajo prueba con
una onda senoidal de alta pureza. La señal de salida
del dispositivo tendrá la forma de onda cambiada si
encuentra no linealidades en el dispositivo.
Análisis espectral de la señal mostrará que además
de la señal de onda senoidal, habrá componentes a
las frecuencias armónicas de la señal original, es
decir en frecuencias que son múltiplos enteros de la
señal original,
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2. QUE GENERA LA DISTORSION
Los sistemas no lineales.
El mezclado la señal.
La Modulación.
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DISTORSION ARMONICA
La mayor influencia de la distorsion es el segundo y
tercer armónico.
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3. REPRESENTACION DE LOS
ARMONICOS
Fundamental
Segundo armónico
Tercer armónico
-10dBm -40dBm -60dBm
fo 2f0 3fo
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DISTORSION ARMONICA
La distorsión armónica total (THD) esta definida como la
proporción del voltaje RMS de las señales armónicas a la
frecuencia fundamental. Esta medición puede ser llevada a cabo
por medio de un analizador de espectros, se obtiene el nivel de
cada una de las armónicas y se hace una suma RMS, el resultado
se divide entre la magnitud de la fundamental y esto nos da la
THD, usualmente expresada en porcentaje.
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4. DISTORSION ARMONICA
Se necesita: una fuente espectral pura de la señal y un
analizador de espectro.
La distorsión armónica de una señal es especificada a menudo
indicando la amplitud del armónico más grande en dB
concerniente al a fundamental.
30dBm
50dBm
-10dBm -40dBm -60dBm
fo 2f0 3fo
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DISTORSION ARMONICA
Representación de las componentes armónicas y su
circuito equivalente para reducir su efecto.
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5. EJEMPLO DE CALCULO DE THD.
Trabajando con 5 armónicas.
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DISTORSION ARMONICA
Otras amplitudes y frecuencias se usan ocasionalmente. Esta
señal compuesta es aplicada al dispositivo bajo prueba y la
señal de salida es examinada buscando la modulación de la
señal de baja frecuencia en la señal de alta frecuencia.
Otra forma de hacer esta medición es usar un analizador de
distorsión, este dispositivo elimina la fundamental y mide las
señales restantes. Las señales restantes contienen las
armónicas y ruido aleatorio. Cuando el nivel de las armónicas
es muy bajo el ruido empieza a tener efecto en la medición y
por eso se le llama a esta medición THD +N. Distorsión
armónica total mas ruido para enfatizar el efecto del ruido.
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6. MEDICIONES DE INTERCEPCION DE
TERCER ORDEN (TOI)
Combinando 2 fuentes para hacer mediciones de
interferencia de 3 orden (TOI)
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Mediciones de inter-modulación. (Método SMPTE)
Consiste en aplicar una señal de prueba de baja frecuencia,
usualmente 60 Hertz, sumada a una señal de prueba de alta
frecuencia, usualmente 7 kHz, con una relación de amplitud de 4
a 1.
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7. Mediciones de inter-modulación.
(método CCIF o DFD)
Las mediciones de distorsión por el método de diferencia de
frecuencias, difiere del método de SMPTE de que en este
método un par de señales cercanas en frecuencia son aplicadas
al dispositivo bajo prueba.
La no linealidad del dispositivo causa productos de inter-
modulación entre las dos señales.
Par un caso típico de dos señales de 14 kHz y 15 kHz, los
componentes de Inter.-modulación estarán en 1 kHz, 2 kHz, 3
kHz, etc.
Y en 13 kHz, 16 kHz, 12 kHz, 17 kHz, 11 kHz, etc. las
distorsiones de orden par producen los componentes de
diferencia de frecuencia y los componentes de distorsión de
orden non producen los componentes cerca de las señales. La
aplicación mas común de esta prueba usa solo los componentes
de diferencia de frecuencia de orden par.
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CCIF o DFD
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8. PASOS PARA LA MEDICION DE LOS ARMONICOS Y THD
CON LAS MEDICIONES DIRECTAS DEL ANALIZADOR DE
ESPECTRO
Step 1. Preset the analyzer:Press Preset, Factory Preset
(if present).
Step 2. Connect the ESA 10 MHz reference output from
the rear of the analyzer to the INPUT. For PSA turn the
internal 10 MHz reference signal on: (PSA) Press System,
Reference, 10MHz Out (On).
Step 3. Set the analyzer reference level, center frequency
and RBW: Press AMPLITUDE Y Scale, Ref Level, 10,
dBm. Press FREQUENCY Channel, Center Freq, 10, MHz.
Press BW/Avg, Res BW, 300, kHz.
Step 4. Run the Power Suite harmonic distortion
measurement: Press Measure, More, Harmonic Distortion.
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PASOS PARA LA MEDICION DE LOS ARMONICOS Y THD
CON LAS MEDICIONES DIRECTAS DEL ANALIZADOR DE
ESPECTRO
Step 5. Set the number of harmonic distortion
measurement averages to 3: Press Meas Setup, Avg
Number (On), 3, Enter
Step 6. Set the average mode to exponential to
continuously update the result after each subsequent
sweep: Press Meas Setup, Avg Mode (Exp). Repeat
average mode clears the averaged result after the
specified number of averages is complete.
Step 7. Optimize the analyzer’s dynamic range settings:
Press Meas Setup, Optimize Ref Level.
Step 8. Display the total harmonic distortion: (ESA) Press
View/Trace, Harmonics & THD. (ESA) Press
Trace/View, Harmonics & THD.
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9. RESULTADO DE LA MEDICION
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GRACIAS POR SU ATENCION
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