Pruebas de dos tonos

Los componentes de circuitos, como los amplificadores, se pueden probar mediante el método de dos tonos con una configuración de prueba como la que se muestra en la figura. Dos generadores de señal , configurados a dos frecuencias diferentes F1 y F2, se conectan a un combinador de potencia a través de circuladores . El combinador debe tener un buen aislamiento para evitar que la señal de un generador se envíe a la salida del otro. Si esto ocurre, puede producirse intermodulación en las partes no lineales del circuito interno del generador. Los productos de intermodulación resultantes darán un resultado falso en la prueba. Los circuladores proporcionan aún más aislamiento entre los generadores y entre cualquier señal que pueda reflejarse desde el dispositivo bajo prueba (DUT) y el generador. Los circuladores tienen un puerto conectado a una carga resistiva para que actúen como aisladores . También se pueden proporcionar filtros de paso bajo en las salidas de los generadores para eliminar cualquier distorsión armónica. Estos armónicos podrían causar productos de intermodulación inesperados en el DUT, lo que nuevamente daría resultados engañosos. La salida del DUT se envía a un analizador de espectro donde se observan los resultados, posiblemente a través de un atenuador para reducir la señal a un nivel que el instrumento pueda manejar. ^{[ 3 ]}

En la figura se muestra una configuración de prueba adecuada para evaluar receptores en frecuencias de microondas . Los dos generadores de señal, F1 y F2, se combinan mediante un acoplador direccional en sentido inverso. Es decir, los dos generadores se conectan a los puertos de salida acoplada y transmitida, respectivamente. La señal combinada aparece en el puerto de entrada. La ventaja de usar un acoplador direccional en lugar de un simple circuito sumador es que proporciona aislamiento entre los dos generadores. Al igual que en las pruebas de componentes, la inyección de otra señal en la salida de un generador de señal puede causar distorsión por intermodulación dentro del generador. En la configuración de prueba se incluyen aisladores, al igual que en las pruebas de componentes. ^{[ 10 ]}

La señal de prueba combinada puede inyectarse directamente en el receptor si la antena es extraíble. Un segundo acoplador direccional, conectado en la configuración convencional, puede utilizarse para alimentar la señal de entrada a un analizador de espectro. Esto permite confirmar que la señal de entrada está libre de productos de intermodulación. Si la señal de prueba no puede inyectarse directamente, por ejemplo, porque el receptor utiliza una antena activa , entonces la señal de prueba se transmite a través de su propia antena transmisora. Se puede proporcionar alimentación para un analizador de espectro conectando una antena receptora a su entrada. Las pruebas realizadas mediante este último método se llevan a cabo normalmente en una cámara anecoica para evitar la transmisión de la señal de prueba al público en general. ^{[ 11 ]}

Las consecuencias de la distorsión por intermodulación dependen de la naturaleza y el propósito del receptor. En un receptor de audio, puede manifestarse como una señal interferente que hace ininteligible la estación deseada. En un receptor de radar, puede manifestarse como una detección falsa de un objetivo. ^{[ 12 ]}

Para transmisores diseñados para la transmisión de voz o música, se pueden inyectar dos frecuencias dentro de la banda de audio en la entrada normal del transmisor. La salida del transmisor se puede examinar con un analizador de espectro para buscar productos de intermodulación. Este tipo de prueba de extremo a extremo prueba todas las partes del transmisor para detectar no linealidad: desde la etapa de audio, pasando por la mezcla y el amplificador de FI , hasta el amplificador de potencia de RF final . De igual manera, a un transmisor utilizado para transmitir datos se le pueden inyectar dos frecuencias dentro de la banda base del flujo de datos. En algunos casos, no hay una entrada accesible a un transmisor. Los transmisores de radar, por ejemplo, no reciben una entrada; el circuito que genera la señal de radar es interno al transmisor. En tales casos, los tonos deben inyectarse en algún punto interno del dispositivo, o bien los amplificadores y otras etapas deben probarse como componentes separados. ^{[ 13 ]} Se puede conectar una carga ficticia a la salida del transmisor para evitar que transmita realmente, y un acoplador direccional, posiblemente junto con un atenuador, para proporcionar una alimentación al analizador de espectro. ^{[ 14 ]}

La diferencia de frecuencia entre los dos tonos es importante en las pruebas de transmisores. Esta diferencia determina si los productos de intermodulación estarán dentro o fuera de banda , es decir, si se producen dentro de la banda para la que está diseñado el transmisor. La intermodulación dentro de banda es problemática porque interfiere con el funcionamiento del transmisor. Sin embargo, la intermodulación fuera de banda puede ser un problema aún mayor. En la mayoría de los países, la autoridad de telecomunicaciones otorga licencias al operador para usar frecuencias específicas. Las señales fuera de banda deben suprimirse prácticamente por completo. No obstante, la mayor diferencia de frecuencia entre la señal deseada y la no deseada hace que los productos de intermodulación fuera de banda sean relativamente fáciles de eliminar con filtros . ^{[ 15 ]}

Así como dos tonos proporcionan una prueba más realista que un solo tono, las pruebas multitono pueden utilizarse para simular aún mejor el comportamiento de una señal real. La idea es distribuir los tonos a lo largo del ancho de banda de la señal real con una densidad de potencia de frecuencia similar . Para obtener resultados precisos, es importante considerar la fase de los tonos entre sí. Generalmente, no es deseable que los tonos estén sincronizados en fase, ya que esto puede dar lugar a resultados engañosos. Por este motivo, en las pruebas multitono se suele intentar generar tonos con fases aleatorias. ^{[ 16 ]}