Sesión 18

Se empieza la sesión en el laboratorio. Se llevará a cabo el montaje y verificación del oscilador de 27MHz diseñado en la clase anterior.

Para la realización del montaje se utiliza una placa de circuito impreso específica, que incorpora el autotransformador y el condensador variable. Una vez todo conectado, se alimenta el circuito y se observa la salida con el osciloscopio (sin usar sonda de baja capacidad). En un primer momento no aparece la señal, pero tras hacer girar el condensador variable, se encuentra un punto en el que aparece una señal sinusoidal bastante aceptable (a simple vista) en la pantalla. ¡El oscilador funciona!

Nos preguntamos que potencia se está disipando en la resistencia de carga que simula la antena, pero ¡ojo! aunque pueda parecer que lo que tenemos ante nuestros ojos es una sinusoide, en verdad no lo es, por lo que aplicar aquí la formulación habitual para este tipo de señales sería temerario. La forma más adecuada de obtener la potencia disipada es midiendola directamente, para realizar dicha medida se utilizará el analizador espectral.

El analizador espectral

El funcionamiento de un analizador espectral muy básico se puede describir como un filtro paso-banda de frecuencia central seleccionable, seguido de un detector de envolvente, al cual se puede conectar un voltímetro para ver la amplitud de la señal a esa frecuencia.

El proceso de medida se puede automatizar generando automaticamente un barrido de valores para frecuencia central y visualizando gráficamente la salida del detector de envolvente en un gráfico XY. El valor X vendrá controlado por el mismo barrido de la frecuencia central y el Y por la amplitud medida en cada caso.

Así pues, la clave para construir un analizador espectral está en conseguir un filtro paso-banda con frecuencia central variable electrónicamente y que tenga un ancho de banda estable en todo el margen. Conseguir un filtro con estas características usando las técnicas descritas hasta ahora no será viable, ya que como se vio en sesiones pasadas, en estos filtros el ancho de banda varía al variar la frecuencia central.

Sabemos que lo más eficiente es construir un filtro un filtro paso-banda que cumpla unos requisitos determinados a una determinada frecuencia fija, de hecho hasta los podemos encontrar ya encapsulados comercialmente con frecuencias centrales típicas (455KHz, 10.7MHz, 45MHz, etc...). Si conseguimos desplazar la señal a medir a la frecuencia del filtro, el efecto será el mismo que tener el filtro ajustado a la frecuencia de la señal, con la ventaja de que el filtro siempre tendrá la misma fc.

¿Como conseguimos desplazar una señal en frecuencia?

Pues utilizando un oscilador sinusoidal de frecuencia variable y un multiplicador. Como ya se vio en el caso de la modulación AM, se puede conseguir un desplazamiento en frecuencia mediante la multiplicación de la señal original por una sinusoide de una determinada frecuencia. La frecuencia del oscilador para medir la amplitud a una determinada frecuencia (fc) con un filtro de una frecuencia fija (fi) deberá ser (fc-fi).

Para acabar la sesión volvemos al laboratorio para llevar a cabo la medida del espectro de nuestro oscilador de 27Mhz. Utilizaremos el HM8028 de Hameg, un analizador de espectro un poco diferente a los que yo personalmente había utilizado hasta ahora.

A diferencia de los típicos analizadores totalmente autónomos, con pantalla y controles propios, el HM8028 no incluye un visualizador gráfico, sino que precisa de un osciloscopio en modo XY (con unos ajustes H/V determinados) para poder observar el contenido espectral de la señal medida.

Ahora si, ya estamos en condiciones de medir la potencia de nuestro oscilador de la radiobaliza. El resultado de la medida es -7dBm, lo que se traduce en una potencia de 0'2mW.