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SARK-110
Manual de Usuario
señal de salida, de modo que el analizador mantiene la amplitud de salida prácticamente plana
para todas las frecuencias de salida.
La salida de cada uno de los canales de DDS es diferencial por lo que es amplificada por un
amplificador dual de realimentación de corriente y de alta velocidad operando en modo de
entrada balanceado y su salida en modo no-balanceado. En la mayoría de los diseños de DDS
se utiliza un transformador balun de banda ancha para realizar esta conversión, pero debido a
la falta de espacio se ha implementado una solución basada en circuitos integrados.
La salida de cada amplificador es seguida por filtros de paso bajo de tipo elíptico con una
frecuencia de corte de 230 MHz. Estos filtros reducen el nivel de los componentes de alta
frecuencia espurios que aparecen en la salida del DDS. Estos componentes de alta frecuencia
se componen de alias en los múltiplos de la frecuencia del reloj interno, además de otras
señales espurias.
Para la medición de la impedancia se ha utilizado un puente resistivo debido a su simplicidad y
buena respuesta de frecuencia, que funciona hasta con corriente continua. En el puente, el
voltaje a través de una resistencia es proporcional a la tensión que se aplica al circuito bajo
prueba y el voltaje a través de otra resistencia es proporcional a la corriente que fluye en el
circuito conectado al puerto de prueba del analizador. Se miden tanto la magnitud y la fase de
este voltaje. La relación de estas dos tensiones corresponde a la impedancia que se quiere
medir.
Uno de los mezcladores se utiliza para la medición de la tensión y el otro para la medición de la
corriente. La salida de los mezcladores es la señal de 1 KHz., que luego se amplifica y se filtra
con un filtro de paso de banda antes de la digitalización. Se utilizan circuitos mezcladores y
amplificadores idénticos tanto para las etapas de detección de voltaje y de corriente. Cualquier
pequeña diferencia en la ganancia y la fase de estas dos etapas de señal son compensadas en
el proceso de calibración.
El núcleo del analizador es un microcontrolador STM32F103 de STMicroelectronics. Este
microcontrolador incorpora un núcleo ARM Cortex M3 de 32 bits de alto rendimiento que
funciona a una frecuencia de 72 MHz, una memoria flash de 256 KB, una SRAM de 48 KB, y una
extensa gama de E / S y periféricos, incluyendo un controlador de dispositivo USB y tres
convertidores ADC de 12 bits. La digitalización de la señal de 1 KHz. se realiza mediante dos de
estos convertidores ADC de 12 bits. Estos dos convertidores operan de forma simultánea y
sincronizada, lo que permite medidas de fase con gran exactitud.
Los dos conjuntos de datos digitales obtenidos de los sensores de voltaje y de corriente se
analizan usando una implementación optimizada de la transformada discreta de Fourier que
funciona en un único compartimiento. Esta produce el valor de amplitud y fase de la señal
fundamental de 1 KHz. y anula cualquier componente de corriente continua debido a las
compensaciones en los amplificadores operacionales. La magnitud de la impedancia se calcula
dividiendo la amplitud del voltaje por la amplitud de la corriente. El ángulo de fase de la
impedancia es la diferencia en los ángulos de fase del voltaje y la corriente. Al conocer estos
dos parámetros, se pueden calcular la resistencia equivalente y la reactancia de la impedancia
de carga. El resto de los parámetros tales como el ROE, el coeficiente de reflexión, etc.; se
derivan del valor medido de la impedancia.
Rev. 1.3.16, 6 de abril de 2020
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