Mediciones Clave en Receptores de Radiofrecuencia: Sensibilidad, Selectividad, Fidelidad y Rechazo de Espurias

Medición de las Características de un Receptor de Radiofrecuencia (RX)

Para realizar una correcta medición de las características de un RX, se utilizan dos voltímetros con características muy distintas entre sí. El voltímetro de entrada mide la tensión de entrada al RX en tensión eficaz, tiene que ser un voltímetro electrónico, con una impedancia de entrada (Z_i) muy grande; es un voltímetro rectificador. El voltímetro de salida tiene que ser de muy buena calidad, su frecuencia (F) es menor porque trabaja con la F de la modulante.

Sensibilidad

Es el nivel de tensión, con modulación normal, que se inyecta a la entrada del RX y que permite obtener en la carga la potencia normal de ensayo, con por lo menos 26 dB por encima del nivel de ruido. Un buen RX es aquel que mide cuando tenemos 10 mV a la entrada.

Pasos para Medir la Sensibilidad

1. Seleccione tanto en el RX como en el generador la frecuencia de portadora (F_p) a la que se realiza la medición.
2. Ajuste todos los controles de ganancia del RX al máximo. De ser posible, desconecte el control automático de ganancia (CAG).
3. Ajuste el generador para que la señal entregada tenga modulación normal.
4. Ajuste el nivel de salida del generador hasta obtener en la carga la potencia normal de ensayo. En caso de no poder desconectar el CAG del RX, es aconsejable comenzar el proceso de medición con una señal muy grande e ir disminuyéndola hasta lograr el objetivo propuesto. Esto neutraliza en parte el efecto del CAG. Una vez obtenido el valor de potencia normal de ensayo en la carga, se mide el valor de la tensión de entrada (V_i). Sin modificar los ajustes del RX, se desconecta el generador de señales y se cortocircuita la entrada del RX.

Se mide bajo estas condiciones la potencia desarrollada en la carga del RX y se compara el valor con la potencia normal de ensayo.

Si la comparación de potencia da 26 dB o más, el valor de V_i medido con anterioridad corresponde a la sensibilidad del RX.

Si la diferencia no da 26 dB, se deberá aumentar la tensión de RF hasta lograr los 26 dB y ahora este valor será la sensibilidad del RX.

La información de la sensibilidad se puede expresar como un valor en microvoltios [µV] o como la relación de este valor respecto de 1 mV, expresado en dB.

Si el receptor tuviera un ancho de banda (AB) grande, es aconsejable repetir este proceso para varias frecuencias de portadora (F_p) distintas, informándose entonces la sensibilidad mediante un gráfico de sensibilidad vs. F_p.

Selectividad

La selectividad es la capacidad que tiene un RX de discriminar la señal que se desea recibir de las que se encuentran muy próximas en frecuencia (F).

La selectividad expresada cuantitativamente es la relación expresada en dB entre una señal sintonizada que entrega potencia normal de ensayo en una carga, y una señal cuya F coincide con algunos de los canales adyacentes a la sintonizada y que también entrega a la salida potencia normal de ensayo.

Pasos para Medir la Selectividad

1. Se realiza una medición idéntica a la de sensibilidad y se toma el valor de V_i al RX como referencia.
2. Sin modificar las características del RX, se cambia la frecuencia de RF del generador a uno de los canales adyacentes correspondientes a la banda de trabajo. Se reajusta el nivel de salida del generador hasta volver a obtener potencia normal de ensayo en la carga. Se mide el valor de V_i del RX y se relaciona con el valor obtenido en la primera medición, expresando el resultado en dB.
3. Se repite esta última medición. La selectividad se puede expresar de dos maneras: mediante un gráfico (Selectividad vs. Frecuencia), o numéricamente indicando el promedio de la selectividad de los primeros canales adyacentes y de los segundos canales adyacentes.

Una buena selectividad es de 45 dB para el primer canal adyacente y 80 dB para el segundo canal adyacente (según el gráfico).

Fidelidad

Es la capacidad del RX de reproducir la señal de entrada a la salida lo más parecida posible.

Lo que se hace es medir la respuesta en frecuencia del receptor a diferentes frecuencias. Se representa con un gráfico que indique Amplitud vs. Frecuencia de modulación.

Pasos para Medir la Fidelidad

1. Se comienza con una medición igual a la medición de sensibilidad, tomándose como referencia el valor de potencia en la carga (potencia normal de ensayo).
2. Sin tocar los controles del RX y sin modificar la amplitud, la frecuencia de portadora y el índice de modulación, se varía la frecuencia de modulación del generador, verificando que la V_i del RX no se modifique. Para cada frecuencia de modulación (F_m) seleccionada, se mide la potencia desarrollada en la carga.

Los valores medidos para cada F_m se representan en un gráfico (Potencia en la carga en función de F_m), tomándose el valor utilizado con modulación normal como referencia.

Si el RX es de banda ancha o tiene varias bandas de recepción, es aconsejable repetir esta medición para distintas frecuencias de portadora (gráfico).

Medición de Rechazo de Señales Espurias

Las señales espurias son señales indeseadas que ingresan por antena, tienen una frecuencia (F) muy particular y, si no son rechazadas por un filtro, se transforman en frecuencia intermedia (FI) y se demodulan.

La frecuencia de imagen depende de dónde está conectado el oscilador local (OL).

Está separada de la frecuencia del oscilador local a la misma frecuencia que la FI.

Frecuencia de Imagen

Es aquella frecuencia (F) que está separada de la frecuencia de sintonía (F_s) a la misma distancia que está separada la FI de la F_s.

Este valor se encuentra por encima o por debajo de la F_s, dependiendo de la ubicación de la frecuencia del oscilador local.

La frecuencia espuria (F_e) se debe eliminar antes de que llegue al mezclador para que no se mezcle con la frecuencia del oscilador local, debido a que después es más difícil eliminarla.

La relación de rechazo es el valor expresado en dB de la relación entre la señal espuria colocada a la entrada del RX, con la modulación normal que produce a la salida potencia normal de ensayo, y el valor de una señal a la F_s con idénticas características de modulación que produce la misma respuesta del RX. Un buen nivel de relación de rechazo a la señal espuria es de 45 dB o más.

Pasos para Medir Señales Espurias

1. Se realiza una medición similar a la de sensibilidad y su valor se toma como referencia.
2. Se repite la medición, modificando la frecuencia del generador, ubicándola en el valor de FI, tomándose la lectura del nivel de señal de entrada que produce potencia normal de ensayo en la carga.
3. Se relaciona este último valor medido con la primera medición tomándose como referencia, expresando el resultado en dB. Este valor es la relación de rechazo de FI (RRFI).

Se repiten los últimos dos pasos, pero con el generador calibrado para la frecuencia de imagen y el resultado obtenido es la relación de rechazo a la frecuencia de imagen.