UNIVERDIDAD FERMÍN TOROVICE-RECTORADO ACADÉMICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

MEDIDOR DE INTENSIDAD DE CAMPO ELECTROMAGNÉTICO (MEDIDOR DE CAMPO)

Cabudare, Diciembre de 2016

MEDIDOR DE CAMPO

INTEGRANTES:

STEFANNY VASQUEZ C.I 26172746

PAHOLA LOYO C.I 25814971

CARLEYDIS VARGAS C.I 25627611

ROGER FIGUEIRA

Medidor de Campo

Es un instrumento utilizado en electrónica para medir la intensidad y otros parámetros de una señal de radiofrecuencia, el instrumento puede transformar las ondas electromagnéticas en una imagen del espectro electromagnético y lo presenta en forma de gráfico. Se utiliza tanto para señales analógicas como digitales: DVB-S (QPSK), DVB-C (QAM) y DVB-T (COFDM)

Aparte de enseñarnos una imagen del espectro electromagnético, el medidor de campo también nos puede mostrar el canal que está recibiendo, en qué frecuencia lo recibe, y la intensidad de la señal medida en dBµV (Decibelios microVoltio).

Características Técnicas -Cómoda medición de la intensidad de campo en TV por cable, sistemas de recepción de TV.-Sintonización de la frecuencia con control PLL (5... 862 MHz).-Portador de audio 4,5/ 5,5/ 6 y 6,5 MHz.-Mediciones de tensión continua y alterna hasta un máximo de 70v.-Alimentación con acumulador recargable.-Desconexión automática.-Memoria para registrar 99 canales.-Función de mantenimiento del valor pico (nivel de entrada máximo).-Control acústico de la potencia de la señal.-Registro automático del ajuste seleccionado por última vez.-Válido para TDT.

Funciones principales del medidor de campoLas prestaciones básicas necesarias para calificar un medidor de campo son las siguientes:

Selección de banda. Recordamos que, si bien actualmente sólo hay emisiones de televisión en la banda de UHF, los televisores pueden sintonizar las tres bandas tradicionales. Sólo se tiene que activar la opción de cambio de banda cuando queramos realizar medidas en la banda de bajada de señales satélite.

Indicación de nivel de señal. Nos señala el valor del señal que estamos midiendo. Puede consistir en una indicación numérica en una pantalla o en una barra gráfica (la medida se efectúa siempre en dBμV). Para comparar la antigua indicación en μV y en mV con la actual en dBμV.

 Selección de fondo de escala. Se llama fondo de escala el nivel máximo de señal que podemos medir sin sobrecargar la entrada del medidor. Es posible escoger valores máximos comprendidos entre 80 dBμV y 120 dBμV. Esta función se suele llamar "reference level".

Visualización de espectro. Permite ver gráficamente la intensidad de todas las señales que hay entre dos límites de frecuencia seleccionados previamente. Así, podemos observar diferentes canales a la vez y hacer comparaciones rápidas (ver figura ).

Selección de la frecuencia o canal a medir. Sirve para escoger qué frecuencia queremos medir. Puede ser un botón rotativo (de muchas vueltas o de infinitas vueltas de giro) o un teclado numérico en el cual entraremos la frecuencia o canal que queramos. Los modelos digitales permiten variar los saltos de frecuencia en varias gammas: de 50 kHZ en 50 kHZ, de 100 kHZ en 100 kHZ, etc. Nos mostrará la frecuencia seleccionada en forma de una indicación numérica en pantalla. Suelen indicar la frecuencia recibida en MHz y kHZ.

En este modo de funcionamiento, encontraremos unos comandos específicos:– Selección de fondo de escala o "reference level".– Selección de márgenes de frecuencia a explorar. También designados "span".– Selección de ancho de banda de medida. Normalmente, se puede escoger entre estrecha o ancha.– Cursores. Permiten seleccionar qué frecuencia de todo el espectro visualizado será objeto de medida. El comando de frecuencia nos desplaza el cursor hacia arriba o hacia abajo del espectro.

Otros comandos secundarios del medidor, pero de gran utilidad, son los siguientes:• Selección de salida de so. Nos permite escoger entre las modalidades FM y AM.• Control de volumen, contraste y brillo. Para ajustar el nivel sonoro del altavoz a las condiciones de escucha, y la visión de la pantalla, al grado de iluminación del entorn.• Indicador acústico de nivel. Al activarlo, podemos sentir por el altavoz un sonido audible, la frecuencia del cual aumenta proporcionalmente a medida que aumenta el nivel de señal medido. Es muy útil para que el usuario pueda estar lejos del medidor (orientando la antena) y note, acústicamente, las variaciones de senyal que provocan sus acciones (mover la antena).

Si el aparato soporta las bandas de satélite tendremos, además, la posibilidad de hacer las acciones siguientes:– Activar o no la alimentación remota del LNB de la parabólica.– Escoger entre 13 V y 18 V como salida para cambiar la polaridad de recepción.– Añadir, a la tensión de salida comentada, una señal de 22 kHz para obligar al LNB a cambiar la banda de recepción por satélite.– Generar señales de prueba del protocolo DiseqC.

Los medidores de campo / analizadores de espectro que son necesarios para evaluar las señales de la televisión digital nos

ofrecen otras informaciones imprescindibles para valorar la calidad de la instalación:

• Medida de BER. Las siglas corresponden a "bit error rate". És un paràmetre que ens indica el nombre d’errors en les dades binàries d’una transmissió digital. Expresa cuantos bits erroneos se han detectado por cada millón de bits emitidos. El medidor muestra una pantalla como la de la figura.

Medida de la constelación QPSK. Consiste en una gráfica que representa los estados de fase y amplitud de una portadora de satélite digital. 

UTILIDAD MEDIDOR DE CAMPO.• PARA REALIZAR LABORES DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES SE SUELE UTILIZAR EL MEDIDOR DE CAMPO. ESTE

EQUIPO INCORPORA FRECUENTEMENTE FUNCIONES BÁSICAS DE ANÁLISIS DE ESPECTROS JUNTO CON OTRAS ENCAMINADAS A EVALUAR CARACTERÍSTICAS PROPIAS DE LAS SEÑALES DE TELEVISIÓN. A CONTINUACIÓN SE INDICAN LAS POSIBILIDADES DE UN MEDIDOR DE CAMPO TÍPICO PARA REALIZAR MEDIDAS DE TELEVISIÓN:

Nivel de potencia y Calidad. Resulta la función básica del aparato. Se puede utilizar con una antena patrón, para determinar el campo electromagnético que llega a un punto del espacio, o bien para analizar la cantidad de señal existente en una instalación de distribución de radio o televisión. Una vez que seleccionamos la banda de trabajo y frecuencia a analizar, el equipo nos informa del valor de la potencia de la señal, con una barra deslizante sobre la pantalla, o bien numéricamente.

Monitor de imagen. Muchos medidores de campo incorporan un demodulador de televisión, que permite visualizar la imagen del canal sintonizado para observar posibles defectos de la señal. Así comprobaremos la calidad de la imagen.

Monitor de audio. Mientras se visualiza, podremos escuchar el canal de televisión que estamos midiendo, comprobando así si el sonido llega adecuadamente.

Alimentación y control de unidades externas. En muchas instalaciones receptoras es necesario alimentar preamplificadores, conversores, etcétera. Para realizar esta función los medidores incorporan la posibilidad de enviar, a través del conector de entrada de señal, una tensión continua de valor seleccionable (típicamente entre 12 y 18 voltios). Además, también pueden generar un tono de 22 KHz a través del cable de entrada, para permitir la conmutación de elementos externos que trabajan con esta característica.

MEDIDA DE LA CALIDAD DE SEÑAL. EL BER.• LOS TRES SISTEMAS DE DIFUSIÓN DE TV (SATÉLITE, CABLE Y TERRESTRE) TIENEN EN COMÚN LA SEÑAL FUENTE (MPEG-2), ASÍ COMO

ALGUNAS PARTES DE CODIFICACIÓN, TALES COMO LA PROTECCIÓN CONTRA ERRORES DE CÓDIGO DE BLOQUE EMPLEADO (REED SOLOMON 204,188), ALGORITMO PARA REALIZAR LA DISPERSIÓN DE ENERGÍA Y ENTRELAZADO. LA SEÑAL FUENTE O BANDA BASE DIGITAL, SE DENOMINADA TRAMA DE TRANSPORTE.

• EN LA TELEVISIÓN DIGITAL EL PARÁMETRO QUE MIDE LA CALIDAD DE LA TRAMA DE TRANSPORTE ES EL BER (BIT ERROR RATE), SU SIGNIFICADO ES TASA DE ERROR DE BIT.

• EL BER ES EL PARÁMETRO FUNDAMENTAL QUE NOS DETERMINA LA CALIDAD DE LA SEÑAL DEMODULADA (TRAMA DE TRANSPORTE) DE LOS SISTEMAS DE TELEVISIÓN DIGITAL.

• CUANTIFICA EL NÚMERO DE ERRORES DE BIT DE UNA TRAMA SEA CUAL FUERE EL ORIGEN DEL ERROR (FALTA DE NIVEL DE SEÑAL, RELACIÓN SEÑAL RUIDO C/N POBRE, DISTORSIONES, ETC.).

• POR LO TANTO, MIDIENDO TAN SOLO ESTE PARÁMETRO Y MANTENIÉNDOLO DENTRO DE LOS LÍMITES DE DESCODIFICACIÓN CORRECTA, ASEGURAMOS LA CALIDAD DE LA SEÑAL RECIBIDA.

• EL PROCESO DE DESCODIFICACIÓN, EN EL RECEPTOR, EN FUNCIÓN DEL PUNTO DONDE SE MIDA ÉSTE PARÁMETRO, SE OBTENDRÁ VALORES DISTINTOS.

LOS VALORES QUE SERÁN ANALIZADOS EN EL MEDIDOR DE CAMPO PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DEL RECEPTOR SON LOS SIGUIENTES: • BER: MEDIDO DESPUÉS DEL DESCODIFICADOR (REED SOLOMON).

• VBER: MEDIDO DESPUÉS DEL DESCODIFICADOR (VITERBI), SI LO HAY (SATÉLITE/TERRESTRE).

• CBER: MEDIDO A LA SALIDA DEL DEMODULADOR. DEPENDIENDO DE CUÁNTOS BITS ERRÓNEOS LLEGUEN, LA SEÑAL SE HARÁ MÁS O MENOS DECODIFICABLE. AL SER EL BER QUIEN CUANTIFICA LOS BITS ERRÓNEOS QUE ESTÁN LLEGANDO AL RECEPTOR, SI ESA CANTIDAD DE BITS TRANSFORMADOS SOBREPASA UNA DETERMINADA CANTIDAD, EL RECEPTOR SERÁ INCAPAZ DE CORREGIRLOS.

• LA PROTECCIÓN CONTRA ERRORES INTRODUCIDA EN EL ESQUEMA GENERAL DE LA CODIFICACIÓN Y GENERACIÓN DE LA TRAMA DE TRANSPORTE DE LOS SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN DIGITAL ESTÁ FORMADA POR DOS TIPOS DE CÓDIGOS, UNO DE PROTECCIÓN CONTRA ERRORES DE PAQUETES, DENOMINADO REED SOLOMON Y OTRO DE PROTECCIÓN DE ERRORES DE BIT DENOMINADO FEC (VITERBI) (FORWARD ERROR CORRECTION), (CUYO SIGNIFICADO ES CORRECCIÓN DE ERRORES HACIA ADELANTE.

• LOS ALGORITMOS QUE PERMITEN LA CORRECCIÓN DE ERRORES ESTÁN IMPLEMENTADOS EN LOS SINTONIZADORES O DESCODIFICADORES DE TELEVISIÓN DIGITAL, PERO AÚN ASÍ, ESTOS ALGORITMOS SON INCAPACES DE CORREGIR TODOS LOS ERRORES DE LA TRANSMISIÓN. SE PUEDE AFIRMAR, POR TANTO, QUE EXISTE UN BER “DE ENTRADA” Y UN BER “DE SALIDA” EN LA CADENA DE DESCODIFICACIÓN DE LA SEÑAL.

• LAS DIFERENCIAS DE BER ENTRE LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE LOS DIFERENTES DESCODIFICADORES DE PROTECCIÓN CONTRA ERRORES, SE DENOMINA GANANCIA DE CÓDIGO.

• EL BER DE SALIDA (DENOMINADO VBER) SIEMPRE VA A SER PEQUEÑO, A NO SER QUE EL BER DE ENTRADA (DENOMINADO CBER) SEA MUY GRANDE. SE TRATA DE UN PARÁMETRO QUE NO ES SIGNIFICANTE A LA HORA DE EVALUAR EL ESTADO DE UNA INSTALACIÓN.

• EL CBER CONVIENE QUE TENGA EL MENOR NÚMERO DE BIT DE ERROR POSIBLE; REALMENTE TIENE UNA EQUIVALENCIA CON LA RELACIÓN SEÑAL RUIDO (C/N) DEL CANAL, POR LO QUE ES EL PARÁMETRO QUE HAY QUE TENER EN CUENTA PARA SABER LA CALIDAD DE UNA INSTALACIÓN.

• UN CBER CON UN NÚMERO DE BIT DE ERROR GRANDE INDICA QUE LA INSTALACIÓN ESTARÁ, TARDE O TEMPRANO, CONDENADA AL FALLO; LA VARIACIÓN DE LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS, UN DESAPUNTAMIENTO DE LA ANTENA, CUALQUIER DETALLE PODRÁ HACER QUE EL CBER NO LLEGUE AL UMBRAL MÍNIMO PARA LA DESCODIFICACIÓN DE LA SEÑAL.

MEDIDAS. CUANDO UTILIZAS EL MEDIDOR DE CAMPO, NORMALMENTE SE VISUALIZAN DOS MEDIDAS DE BER:

• CBER: MEDIDO A LA SALIDA DEL DEMODULADOR, (SEÑAL BRUTA, COMO SE RECIBE).

• VBER: MEDIDO DESPUÉS DEL DESCODIFICADOR DE VITERBI, (SEÑAL CORREGIDA DE ERRORES).

• EL VBER, AL SER UNA SEÑAL QUE HA SIDO CORREGIDA DE ERRORES, SU VALOR MÁXIMO SIEMPRE SERÁ DE 1X10-8 Y SE CONSIDERA QUE LA SEÑAL, ESTÁ LIBRE DE ERRORES. NO PUEDES TENER UN VALOR MÁS ALTO PUESTO QUE TODOS LOS BIT´S RECIBIDOS HAN SIDO CORREGIDOS SIN PROBLEMAS.

• EL VALOR DONDE MÁS SE SUELA MIRAR ES EL CBER. EN EL RECEPTOR O TOMA DE ANTENA, EL CBER PUEDE VARIAR ENTRE 1X10-1 Y 1X10-5 . EL VALOR IDEAL SERÍA 1X10-6 . ESTA INDICACIÓN NOS DA LA CALIDAD DE LA SEÑAL A LA ENTRADA SIN PASAR POR NINGÚN TIPO DE FILTRO.

• NORMALMENTE CON SEÑALES CBER DE 1X10-2 Y SUPERIORES, EL VALOR VBER INDICARÁ SIEMPRE UN VALOR DE 1X10-8 , POR ELLO ÉSTE VBER NO ES LA MEDIDA MÁS A TENER EN CUENTA, ES MÁS BIEN UNA INDICACIÓN ADICIONAL, YA QUE, NO ES LO MISMO TENER UN CBER DE 1X10-2 (CASI AL LÍMITE PARA ESTAR LIBRE DE ERRORES) O UN CBER DE 1X10-4 (SEÑAL DE ENTRADA BUENA).

• EN LOS DOS EJEMPLOS ANTERIORES DE CBER, EL VBER SIEMPRE TE VA A INDICAR UN VALOR DE 1X10-8 , PERO SI A UN RECEPTOR DE TDT LE LLEGA UN CBER DE 1X10-2 ES MÁS QUE PROBABLE QUE PIXELE LA IMAGEN MIENTRAS QUE SI LE LLEGA UN CBER DE 1X10-4 Y MAYOR A ÉSTE VALOR, NO VA HA PIXELAR CASI NUNCA.

• ADEMÁS DEL BER EN SUS DOS VARIABLES, PARA LA SEÑAL DIGITAL TAMBIÉN SE OBSERVAN EL C/N (RUIDO EN LA SEÑAL), Y EL DIAGRAMA DE CONSTELACIONES O MER. EL MER (MODULATION ERROR RATIO) ES LA REPRESENTACIÓN NUMÉRICA DEL VECTOR DE ERROR, QUE ES LA DIFERENCIA ENTRE LA SEÑAL PATRÓN QUE DEBERÍA RECIBIRSE Y LA SEÑAL CON ERRORES QUE REALMENTE SE RECIBE.

La señal digital, distribuidas en cada toma de usuario, deben tener unos niveles mínimos, que comprobaremos con el medidor de campo. Nivel de señal:

TV Digital Terrestre 45-70 dBμV.

TV Digital Satélite 45-70 dBμV.

Radio FM 40-70 dBμV. Relación portadora a ruido, C/N:

TV Digital Terrestre > 28 dB.

TV Digital Satellite > 11 dB.

Radio FM > 38 dB. Bit Error Rate, B.E.R.. Calidad de la señal Digital:

El BER debe ser inferior a 9x10-5 en el receptor o toma de antena, (9 bits incorrectos de 100.000).

El BER debe ser inferior a 1x10-7 en la cabecera de la instalación, (1 bits incorrecto de 10.000.000).

Si el BER es correcto la relación señal ruido C/N también lo será.

TV Digital Terrestre, mejor que 9 x 10-5 .

TV Digital Satélite, mejor que 9 x 10-5 . 7.- NIVELES DE BAJA CALIDAD. Podemos adoptar los siguientes términos:

CBER de 1x10-1 : Señal mala (seguramente no funcione).

CBER de 1x10-2 : Señal regular y que puede o no funcionar, dependerá del receptor.

CBER de 1x10-3 : Señal medianamente buena y aceptable en una instalación.

CBER superiores a 1x10-3 : Señal con una calidad buena.

EJEMPLOS DE MEDIDAS DE TV SATÉLITE Y TERRESTRE OBTENIDAS CON EL MEDIDOR DE CAMPO H45.