Glosario de terminología común de RF
Contenido
Descripción general
Este artículo define brevemente los términos comunes de RF utilizados cuando se discuten aplicaciones de RF o se compra un módulo de RF. Estos términos se aplican a muchos productos de RF de NI y a las industrias y aplicaciones en las que se utilizan.
Glosario Definiciones
Caída de amplitud
La caída de amplitud, medida en dB, es una medida de la cantidad que cae la potencia de la señal desde el inicio de una ventana de medición especificada (di) hasta el final de esa ventana (df).Unidades: dB
Modulación de amplitud (AM)
La modulación de amplitud (AM) es una técnica de modulación analógica donde la amplitud de la señal portadora es alterada por una señal de mensaje. AM genera efectivamente dos bandas laterales simétricas, y suprime la portadora.
La ecuación fundamental para la modulación de amplitud de onda sinusoidal es:
Teclado de desplazamiento de amplitud (ASK)
La modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) se refiere a un tipo de modulación digital que asigna valores de bit (alto/bajo) a niveles de amplitud discretos de una onda analógica. ASK se logra modulando una onda sinusoidal portadora con un flujo de bits digitales que da como resultado una portadora modulada que es capaz de transmitir datos digitales a través de variaciones de su amplitud. ASK no afecta a la frecuencia o fase de la onda portadora.
La modulación por desplazamiento de amplitud es uno de los muchos esquemas de modulación digital, cada uno con múltiples vástagos. Otros métodos populares incluyen la modulación por desplazamiento de frecuencia, la modulación por desplazamiento de fase y su modulación por desplazamiento mínimo de disparo. Todos los esquemas de modulación digital se ocupan de la transmisión eficiente de datos digitales a través de un medio.
Modulación de ángulo
La modulación angular es una clase de modulación analógica que implica variar el ángulo de una onda portadora de acuerdo con la amplitud de la señal de banda base moduladora (la señal de información). La amplitud de la portadora se mantiene constante durante todo el proceso. Los métodos de modulación de ángulo proporcionan una mejor protección contra el ruido del canal que la modulación de amplitud y son menos susceptibles a la distorsión no lineal y la pérdida de potencia. Sin embargo, esto es a costa de mayores requisitos de ancho de banda. Modulación de fase y modulación de frecuencia son los dos tipos principales de modulación de ángulo. Sus equivalentes digitales se llaman Phase-Shift Keying (PSK) y Frequency-Shift Keying (FSK), respectivamente. La modulación angular se puede expresar utilizando la siguiente ecuación:
donde: Ac es la amplitud de la portadora
fc es la frecuencia portadora
Kf es la constante de desviación de frecuencia en Hz/V
fm es la frecuencia de la señal de información
Am es la amplitud de la señal de información
Antena
Una antena es un dispositivo que transmite y/o recibe ondas de radio con el propósito de comunicación o radiodifusión punto a punto. Para ser más precisos, una antena es un transductor que convierte ondas electromagnéticas (de radio) en señales eléctricas y viceversa. La conversión de ondas electromagnéticas en una señal eléctrica por una antena se considera receptora, y el proceso opuesto se considera transmisión. Las antenas se pueden diseñar para transmitir, recibir o ambas cosas. Las antenas que transmiten y reciben señales a menudo se llaman transceptores. Hay muchos tipos diferentes de antenas con diferentes fortalezas, debilidades y aplicaciones. Los parámetros más comúnmente utilizados para describir las características y el rendimiento de una antena son la frecuencia resonante, el ancho de banda, la directividad, la ganancia y la eficiencia. La frecuencia resonante es una frecuencia particular a la que la antena fue sintonizada para operar, y su ancho de banda está centrado alrededor de esta frecuencia. El ancho de banda de la antena es el rango de frecuencias que es capaz de transmitir y/o recibir. No todas las antenas tienen solo una frecuencia resonante, y muchas veces las antenas resonarán a múltiplos de la frecuencia resonante más baja causando ruido o interferencia. La ganancia y la directividad son parámetros estrechamente relacionados y ambos tienen que ver con el patrón de radiación de la antena. Sin embargo, la ganancia toma en consideración la eficiencia de la antena. La ganancia de antena es una medición adimensional que compara la intensidad de una antena en una determinada dirección con una antena isotrópica ideal que irradia en todas las direcciones por igual. La directividad es esencialmente una medida de la dirección en que una antena irradia la mayor parte de su energía. Una antena perfecta tendría el mismo número de ganancia y directividad. La eficiencia de una antena es una medida de la cantidad de potencia de entrada de una antena que se disipa a través de la resistencia y otras pérdidas.
Array (Antena)
Un número de antenas dispuestas en una forma geométrica para crear un patrón de recepción o transmisión direccional. Las matrices se utilizan a menudo cuando una sola antena no puede cumplir con los requisitos de ganancia o radiación.
Portador auditivo
La portadora auditiva es la frecuencia particular del ancho de banda de un canal de televisión que transporta la información de audio.
Bolómetro
Un bolómetro es un dispositivo utilizado para medir la energía de la radiación electromagnética incidente de cualquier frecuencia. Utiliza una capa delgada de un material absorbente que se conecta térmicamente a un disipador de calor de la misma temperatura. A medida que el material absorbente absorbe energía electromagnética, su temperatura se eleva por encima de la temperatura constante del disipador de calor donde un termistor conectado o RTD puede detectar la diferencia. Este cambio en la temperatura se puede utilizar para decir la cantidad de energía electromagnética que absorbe el bolómetro.
Los bolómetros originalmente usaban metales como material absorbente, pero los bolómetros modernos usan principalmente materiales semiconductores o superconductores. Estos materiales se vuelven más sensibles a la radiación cuando se enfrían lo más cerca posible del cero absoluto.
Amplificador puenteado
Un amplificador puenteado es el resultado de tomar dos amplificadores puenteables y usar dos de sus canales (uno de cada uno) para accionar una carga común. Esencialmente, un amplificador puenteado reducirá el número total de canales a la mitad, pero duplicará la potencia de cada canal. Esto resulta en dos amplificadores trabajando juntos como uno para duplicar lo que sería su potencia de salida individual.
Los amplificadores se pueden puentear de dos maneras diferentes, en paralelo o en serie. El puente en paralelo duplica la corriente en el canal, mientras que el puente en serie duplicará la tensión.
Los amplificadores puente son los más comúnmente utilizados en aplicaciones de audio.
Frecuencia de portadora
La frecuencia de la señal portadora, que es una señal sinusoidal sobre la cual se modula la señal deseada a transmitir. La señal portadora sinusoidal "lleva" por este medio la señal deseada. Tras la recepción, la onda portadora se demodula para extraer la señal deseada. La frecuencia de su onda portadora es mayor que la señal que desea transmitir. Esto se debe a que las frecuencias más altas son más eficientes para transmitir y permiten antenas más pequeñas. Unidades: Hz
Portador
La señal que lleva la información codificada o modulada en ella. Normalmente, la portadora es una onda sinusoidal de frecuencia fija, que puede estar modulada en amplitud, fase o frecuencia. En formas avanzadas de sistemas de telecomunicaciones, la portadora puede ser una señal en movimiento, llamada espectro ensanchado. Siempre que las características de la señal portadora sean deterministas y conocidas por el receptor, se puede utilizar prácticamente cualquier tipo de señal portadora.
Ángulo de fase de portadora
Utilizado por modulación de fase para determinar la información transportada en la señal de RF. Esto se hace aumentando o disminuyendo la fase de la señal en 180 grados para transmitir un uno o cero. La medición de la fase requiere más procesamiento posterior que la medición de la amplitud y se puede medir utilizando equipos como un analizador de señales vectoriales. Esto se debe a la dificultad para determinar si la señal se desplazó en +180 grados o -180 grados. Unidades: rad, deg
Relación portadora/ruido (C/N)
La relación portadora/ruido (C/N o CNR) es la relación entre la potencia de la señal modulada y la potencia del ruido encontrado en la señal de información después de que haya sido demodulada. Un CNR alto significa que la señal recibida es de buena calidad. La relación portadora/ruido se mide de la misma manera que la relación señal/ruido, y ambas mediciones revelan la calidad de la señal. Unidades: dB
Banda C
La Banda C es una pequeña porción del espectro de microondas y es más comúnmente utilizada por las compañías de satélite y RADAR para comunicaciones de larga distancia. Su rango de frecuencia es definido por IEEE como 4 - 8GHz, con 3,7-4,2GHz comúnmente utilizado para el enlace descendente y 5,925 - 6,425GHz para el enlace ascendente. Existen diferentes variaciones de la Banda C según en cuál de las tres regiones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones se encuentre el sistema. Para obtener más información sobre las variaciones de la banda C en todo el mundo, consulte los recursos adicionales a continuación.
CISPR-11
CISPR-11 es una de las normas más conocidas implementadas por el Comité Especial Internacional de Perturbaciones Radioeléctricas (Comité Especial Internacional sobre Interferencias Radioeléctricas o CISPR). Fue creado para estandarizar la medición y control de emisiones electromagnéticas de equipos industriales, científicos y médicos (ISM). Presentado por primera vez en 1975, ha sido revisado cinco veces desde entonces y ahora es un estándar complejo y exhaustivo. Para obtener más información sobre la norma CISPR-11 y sus revisiones, consulte la información adicional.
Latido compuesto de segundo orden (CSO)
En las señales CATV, la medición de los productos de distorsión de segundo orden de la portadora visual 1,25 MHz por encima de la frecuencia de la portadora visual. Medida como la relación entre el valor pico del portador y el valor pico del valor medio de los productos de distorsión. Unidades: dB
Triple beat compuesto (CTB)
En las señales CATV, la medición de los productos de distorsión de tercer orden de la portadora visual se centra alrededor de la frecuencia de portadora visual. Medida como la relación entre el valor pico del portador y el valor pico del valor medio de los productos de distorsión. Unidades: dB o ratio.
Convertidor
Dispositivo que convierte una señal transmitida de estar centrada alrededor de una frecuencia central a una nueva frecuencia central. Las señales son desplazadas hacia abajo en frecuencia por un convertidor descendente, y hacia arriba en frecuencia por un convertidor ascendente.
DANL
Mostrar el nivel de ruido promedio. Corresponde al promedio RMS de un espectro de frecuencias y a menudo es una medición tomada por un analizador de espectro. Unidades: dBm
dBc/Hz
Los decibelios relativos a la portadora por Hercio es la relación de potencia en una señal relativa al nivel de portadora calculada para un ancho de banda de medición de 1 Hz. (Análisis de espectro y red.)
Síntesis digital directa (DDS)
Síntesis digital directa. DDS utiliza el control digital para derivar la fuente de frecuencia analógica de una sola frecuencia de reloj de referencia. Los generadores de funciones utilizan DDS para generar señales periódicas a frecuencias precisas eligiendo muestras de la memoria en lugar de generar todas las muestras de una forma de onda. Por el contrario, los generadores de formas de onda arbitrarias (AWG) generan cada muestra de una forma de onda que se almacena en la memoria. Si bien los GTE permiten a un usuario definir con precisión la forma de onda que se está generando, están limitados en la precisión de frecuencia que pueden lograr, particularmente a altas frecuencias. En resumen, esta arquitectura proporciona la ventaja de la resolución de alta frecuencia, conmutación de fase continua, sintonización de banda ancha y estabilidad de temperatura.
Decibelios relativos al transportista (dBc)
dBc es la relación de potencia entre una señal y su portadora. Un dBc positivo indica que la señal tiene más potencia que la portadora, y un dBc negativo indica que la portadora tiene más potencia que la señal.
Demodular
Cuando la información se modula en una onda portadora y se transmite a otra antena, el proceso debe invertirse para recuperar la información original. Este proceso de invertir la modulación para extraer la información se llama demodulación. La modulación se realiza en el lado de transmisión de la comunicación y, por lo tanto, la demodulación se realiza en el lado de recepción.
Error de desviación para mediciones FSK
Para un sistema FSK M-ary, el error FSK promedio se define como la dispersión cuadrática media (rms) de la forma de onda espaciada de símbolos demodulada FSK alrededor de las ubicaciones ideales de símbolos (frecuencia). Matemáticamente, el error FSK se define como:
donde:
M es el formato de modulación FSK, ƒideal,i es la ubicación ideal de los símbolos a la frecuencia FSK correspondiente a la ubicación i, y <ƒreal,i> representa el valor de los símbolos demodulados en la ubicación i.
En la figura anterior, las líneas horizontales representan las ubicaciones de símbolos demodulados FSK reales, y las líneas verticales representan las ubicaciones de símbolos ideales para un formato 4-FSK.
Ganancia diferencial
Variaciones no deseadas en la amplitud de la subportadora de crominancia de una señal de video que resultan de cambios en el nivel de CC de la señal, generalmente especificado entre el 10% y el 90% de la escala completa. Expresado en porcentaje, o fracción de porcentaje.
Difusión de audio digital (DAB)
Digital Audio Broadcasting (DAB) es un estándar de radiodifusión digital que comenzó como un proyecto de investigación europeo durante la década de 1980. Se ha convertido en lo que comúnmente se conoce como Radio Digital, y se utiliza predominantemente en Europa en este momento. DAB implica tomar una señal analógica, digitalizarla para que pueda comprimirse usando codecs de audio como MP2, y luego realizar modulación digital antes de transmitir la emisión. DAB se inventó para abordar las limitaciones clave de las emisiones de radio FM y AM envejecidas. En particular, DAB permite más estaciones por espectro, lo que resulta en más opciones de escucha para los clientes. También ofrece una mejor inmunidad al ruido, la diafonía y otras formas de interferencia, lo que lo hace ideal para aplicaciones móviles. DAB también ofrece una calidad de audio equivalente o mejor que la radio FM gracias a la integridad de recepción que no comienza a degradarse hasta que la señal cae por debajo de un cierto umbral de potencia. Esto es diferente de la radio FM en la que la calidad de recepción disminuye en una relación lineal con la potencia de la señal recibida. En 2007, se lanzó una versión actualizada de DAB (llamada simplemente DAB+). DAB+ ofrece una calidad de audio mejorada mediante el uso del códec de audio AAC+ y la implementación de la corrección de errores Reed-Solomon.
Magnitud del vector de error (EVM)
La magnitud del vector de error (EVM) es una medida del rendimiento del demodulador en presencia de degradaciones. La ubicación de símbolo medida obtenida después de diezmar la forma de onda recuperada en la salida del demodulador se compara con las ubicaciones de símbolo ideales. La EVM de raíz cuadrática media (RMS) y el error de fase se utilizan para determinar la medición de la EVM en una ventana de N símbolos demodulados.
Medidor de intensidad de campo (FSM)
Medidor selectivo de frecuencia para medir la intensidad de campo de las señales transmitidas. También se llama medidor de nivel de señal.
Fuerza de campo
Medición de campo lejano del campo eléctrico o del campo magnético. Unidades: V/m, A/m o W/m
Desviación de frecuencia
La desviación de frecuencia cuantifica la cantidad en que una frecuencia difiere de su valor especificado, como cuando se mide cuánto se desvía una frecuencia de oscilador de su frecuencia nominal. En modulación de frecuencia , la desviación de frecuencia se refiere a la diferencia absoluta máxima, durante un período especificado, entre la frecuencia instantánea de la onda modulada y la frecuencia portadora.
Error de frecuencia, QM
En los sistemas de modulación QM, el error de frecuencia se refiere a la diferencia entre la frecuencia portadora especificada y la frecuencia portadora medida real. En banda base, el error de frecuencia en los sistemas de GC es un deterioro complejo de la señal que se manifiesta como una rotación del locus de coordenadas de símbolos alrededor del plano I/Q. Un desplazamiento de frecuencia fijo parece ser una rotación a una velocidad angular constante. El error de frecuencia puede ser de signo positivo o negativo, indicando la dirección de la rotación.
Error de frecuencia en un sistema de GC
Modulación de frecuencia (FM)
La modulación de frecuencia (FM) es un tipo de modulación angular en la que la frecuencia de una onda portadora sinusoidal se desvía de una frecuencia central en una cantidad proporcional al valor instantáneo de la señal de mensaje. En FM, la frecuencia central es la frecuencia portadora. La modulación de frecuencia se puede expresar utilizando la ecuación general para la modulación de ángulo.
Ac es la amplitud de la portadora
fc es la frecuencia portadora
kf es la constante de desviación de frecuencia en Hz/V
fm es la frecuencia de la señal del mensaje
Para obtener más información sobre Modulación, consulte la Ayuda de NI RF: Modulación.
Teclado de desplazamiento de frecuencia (FSK)
La modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) se refiere a un tipo de modulación de frecuencia que asigna valores de bit a niveles de frecuencia discretos. En formas no coherentes de FSK, la frecuencia instantánea se desplaza entre dos valores discretos denominados frecuencias "marca" y "espacio". Existen formas coherentes de FSK en las que no hay discontinuidad de fase en la señal de salida. Los formatos de modulación FSK generan formas de onda moduladas que son estrictamente valores reales, y por lo tanto tienden a no compartir características comunes con los esquemas de QM.
Conector de tipo F
Un conector de señal coaxial roscado y de rendimiento medio que se utiliza normalmente en aplicaciones de consumo (TV y VCR). Este conector es típicamente utilizable hasta 1 GHz. Es barato ya que el pin del conector es en realidad el conductor central.
Datos de I/Q
I/Q es una forma común de representar señales de mensaje en los sistemas de comunicación modernos. Como se describe en el tema Modulación, hay dos formas fundamentales (grados de libertad) para producir una onda modulada a partir de una onda portadora. Puede perturbar su amplitud o su fase. La señalización I/Q le permite cambiar simultáneamente tanto la amplitud como la fase. El uso de ambos grados de libertad al modular una portadora permite una mayor eficiencia espectral con respecto a bits por hercio de ancho de banda del canal (para una tasa de transmisión de bits por segundo dada) que si se usara solo un grado de libertad.
Para obtener más información sobre la modulación I/Q, consulte la Ayuda de NI RF: Modulación de I/Q.
Tasa de error de modulación (MER)
La tasa de error de modulación (MER) es una medida de la relación señal/ruido (SNR) en una señal modulada digitalmente. Al igual que SNR, MER se expresa generalmente en decibelios (dB). MER sobre el número de símbolos N se define como:
Figura de ruido
La cifra de ruido (NF) es la relación, en decibelios (dB), entre el ruido de salida real y el ruido que quedaría si el instrumento no contribuyera con su propio ruido térmico. Si termina una entrada de unidad bajo prueba (UUT) con una carga resistiva coincidente (normalmente 50 &ohm) y mide la densidad de potencia de ruido (vatios/Hz) en su salida (No), el NF viene dado por la siguiente ecuación:
donde G es la ganancia de potencia (en unidades lineales) del UUT, k ≈ 1,38 × 10-23 es la constante de Boltzmann, y T ≈ 290° K es la temperatura ambiente. En sistemas heterodinámicos, la potencia de ruido de salida incluye contribuciones espurias de la transformación imagen-frecuencia, pero la porción atribuible al ruido térmico en la terminación de entrada incluye solo lo que aparece en la salida a través de la transformación de frecuencia principal del sistema, y excluye lo que aparece a través de la transformación de frecuencia de imagen.
Modulación de fase (PM)
La modulación es un proceso que altera las características de una onda portadora de acuerdo con la información en la señal del mensaje, m(t), para generar y transmitir una onda modulada. Hay varios tipos de modulación.
La señal portadora modulada en fase se representa mediante la siguiente ecuación:
donde m(t) es la señal de mensaje variable en el tiempo, Ac es la amplitud de la onda portadora y fc es la frecuencia de la onda portadora.
Error de cuadratura
En un sistema modulado en QM, el error de cuadratura, también conocido como sesgo de cuadratura, describe un deterioro complejo de la señal de tal manera que las componentes I y Q no son perfectamente ortogonales. El error de cuadratura puede ser positivo o negativo, indicando el signo la orientación del error.
Sesgo de cuadratura
Multiplexor de RF
Un conmutador capaz de seleccionar uno de los muchos canales de RF.
Rho
ρ es una medición que evalúa la calidad de modulación. Para calcular ρ encontrar la correlación entre la forma de onda recuperada y una forma de onda ideal que se ha reconstruido a partir de los bits demodulados. Es decir, compare la forma de onda demodulada recibida con una forma de onda ideal obtenida mediante la remodulación del flujo de bits de salida de la demodulación digital VI del NI Modulation Toolkit. La medición ρ está relacionada con la magnitud del vector de error (EVM): mientras que EVM mide la diferencia vectorial entre las señales medidas e ideales, ρ mide la correlación entre las dos señales. El valor de ρ puede variar de 0,0 a 1,0.
Tabla 1. ρ Valores
| Valor | Significado |
| ρ = 0,0 | sin correlacionar |
| 0,0 < ρ < 1,0 | parcialmente correlacionado |
| ρ = 1,0 | perfectamente correlacionado |
Gráfico de Smith
Usa gráficos de Smith para estudiar el comportamiento de la línea de transmisión. Una línea de transmisión es un medio a través del cual se transmiten energía y señales. Una línea de transmisión puede ser un cable, o puede ser la atmósfera a través de la cual se transmite una señal. Cada una de estas líneas de transmisión tiene un efecto sobre la señal que se está transmitiendo. Este efecto, llamado impedancia de la línea de transmisión, puede atenuar o desplazar de fase una señal de CA. Una línea de transmisión tiene una impedancia asociada, una medida de la resistencia y la reactancia de la línea. La impedancia se enumera comúnmente como un número complejo de la forma z = r + jx. En esta ecuación, z es un número complejo que representa la impedancia, y contiene componentes de resistencia (r) y reactancia (x). Puede utilizar el gráfico de Smith para representar las impedancias de las líneas de transmisión. La trama consiste en círculos de resistencia y reactancia constantes. Puede trazar una impedancia dada, r + jx, localizando la intersección del círculo r y el círculo x apropiados. Una vez trazado, se puede utilizar el gráfico de Smith como ayuda visual para hacer coincidir la impedancia, y para calcular el coeficiente de reflexión de una línea de transmisión.
YIG
Itrio-hierro-granate. Cristal cuya frecuencia de resonancia es linealmente proporcional al campo magnético de CC al que está expuesto. Este oscilador sintonizable se utiliza típicamente en el rango de frecuencia de microondas.
Índice cero (cuadratura)
El índice cero es una posición de referencia en la mayoría de los codificadores en cuadratura utilizados para determinar la posición. Cuando el codificador pasa esta posición de índice durante una revolución, pulsa el terminal Z del dispositivo. Este único pulso por revolución permite al usuario determinar la posición del codificador, mientras que los canales A y B del codificador se utilizan para determinar la dirección de rotación. Unidades: rad