lunes, noviembre 25, 2013

Herramientas: Analizador de espectros (II)

Dado el coste del dispositivo utilizado el reloj utilizado no podemos pedir que sea muy bueno, por lo que las medidas de frecuencia hay que cogerlas un poco con pinzas.

Por ejemplo para un reloj de 100ppm (0.01% de error) a 1GHz la desviación de frecuencia sería de 100kHz, lo cual no puede parecer mucho, pero hay que tener en cuenta que los canales para la banda de 868MHz son de 25kHz con lo cual no estaríamos saltando casi 4 canales de golpe.

Para mejorar estas medidas hay varias opciones, la primera es cambiar el reloj por uno con menor desviación (un TXCO), con esto podríamos conseguir una desviación por debajo de los 10ppm (10kHz a 1GHz). El problema es que son difíciles de conseguir para todas las frecuencias (mi módulo utiliza 28.8MHz y es casi imposible de encontrar en los medios habituales).

Otra opción es utilizar un TXCO de 14.4MHz  y realizar un doblador de frecuencia como este:
Oscilador de 28.8MHz a partir de uno de 14.4MHz
Oscilador de 28.8MHz a partir de uno de 14.4MHz
El montaje anterior necesita de una fuente de tensión de 12V (lineal para no introducir demasiado ruido en el circuito). Lo cual hace que no sea una opción demasiado buena a considerar.

Calibración

Otra opción (puede ser complementaria) es la de calibrar el propio aparato... Para ello tenemos que conseguir una fuente de señal precisa y estable. También hay que tener en cuenta que la desviación de frecuencia sera una función compleja de la temperatura, la frecuencia, la tensión, el tiempo, etc.

Veamos cómo minimizar cada uno de los parámetros por separado:
  • Temperatura: Para minimizar el aporte de error de la temperatura lo más sencillo es evitar corrientes de aire en el oscilador y dejarlo funcionar entre 15 y 20min antes de hacer una medida (algúnos manuales de analizadores recomiendan entre 30 y  45min). Esto permite que todo el conjunto obtenga una temperatura estable lo cual permite que no haya variaciones en la corrección de la frecuencia por culpa de cambios en la temperatura.
  • Tensión: Lo ideal sería tener una tensión de 5Vdc completamente estable en el USB. Sin embargo esto será muy difícil (ya que suelen ser fuente conmutadas), una de las cosas que podríamos hacer es utilizar un hub con alimentación externa y utilizar una fuente lineal para alimentarlo.
  • Tiempo: Las derivas del oscilador y del circuito con el tiempo no hay quien las minimice. Aquí no queda otra que volver a calibrar cada cierto tiempo.
  • Frecuencia: La calibración más básica es el ajuste de offset. Se trata de encontrar una señal (preferiblemente estable en el tiempo) de frecuencia conocida y ajustar el receptor (el software) para que la medida coincida con la señal detectada. En la mayoría de los casos puede servir cualquier señal del espectro: emisoras de radio o televisión, señales de satélites conocidos (GPS), etc.
    • Por ejemplo el programa Kalibrate ( http://thre.at/kalibrate/ ) utiliza las señales de las estaciones base de móviles (red GSM) como fuentes de calibración ( http://espectrodigital.com/foro/index.php?topic=191.0 ). 
    • Sin embargo es mejor utilizar una fuente de calibración que esté cerca (en frecuencia) a la señal de interés que queremos medir. ¿Por qué utilizar una fuente cercana a las señales de interes nuestras? Si la desviación de frecuencia fuera lineal sólo tuvieramos que calibrarla en el fondo de escala (la máxima frecuencia disponible) que es donde se observaría mejor la desviación. Pero, es muy probable que esta desviación no sea lineal (todavía no he realizado las pruebas), así que para una mayor precisión es mejor corregir el offset en una zona cercana a la señal de interés.
    • De todas formas calibrando el offset al principio de cada medida tendremos más que suficiente en la mayoría de aplicaciones.
S2

Ranganok Schahzaman

PD: Quería hacer una tabla con frecuencias fijas repartidas en el espectro, pero donde suelo trabajar la cobertura es pésima (incluso la red móvil), así que no me ha dado tiempo a más... Quizás en la próxima entrada.

lunes, noviembre 18, 2013

Herramientas: Estabilizador de líneas para EMC conducidas

Ayer ví un estabilizador de línea para realizar las pruebas de EMC conducidas. Lo mejor de todo es que es Open Hardware por lo que se puede consultar toda la documentación (esquemáticos, diseño y gerbers).

Es muy interesante, por ejemplo, mirar el manual donde explican bastante bien cómo se pueden hacer las pruebas de pre-test de EMC conducidas (para las pruebas reales el montaje es bastante más aparatoso).

Por útimo os dejo el vídeo donde prueban el producto y un analizador de espectros de bajo coste (~800€) (en inglés):
 
Si os estáis preguntando si se puede hacer una modificación para funcionar con el analizador de espectros que hemos comentando estos días atrás, hay que tener en cuenta que el analizador trabaja a partir de 24MHz por lo que no es adecuado (las pruebas conducidas se hacen entre 150kHz y 30MHz).

S2

Ranganok Schahzaman


PD: Deberían mirarse el precio un poco ya que sale algo caro.

lunes, noviembre 11, 2013

Proyecto de fin de semana: Sonajero Luminoso

Entretener a los más pequeños de la casa puede llegar a ser algo difícil, siempre hay que estar inventando juegos y juguetes nuevos ya que se cansan muy fácilmente de los que ya tienen. Por otro lado se pueden entretener durante horas con una simple caja de cartón o mirando luces de colores que cambian.

El proyecto de hoy es extremadamente sencillo sin embargo puede dar lugar a un rato de diversión...

Necesitaremos:
- 1 puñado de leds convencionales rojos, verdes y amarillos. Pueden ser leds recuperados.
- 3 o 4 pilas de botón de 3V (CR2032 o similar). Pueden estar medio gastadas siempre que den una tensión mayor a 1.5V
- Una bola de plástico transparente o translúcida. Se pueden encontrar en las máquinas de venta de mini-juguetes para niños.


El procedimiento es fácil: se mete todo junto y revuelto en la bola y se agita. Al agitar hará ruido de sonajero y cuando las patas de un led coincida (en la posición correcta) con los bornes de una pila se encenderá.

lunes, noviembre 04, 2013

Herramientas: Carga Fantasma (II)

Potenciómetros y Reostatos


Como hemos dicho, el problema de las resistencias fijas es precisamente ese, que son fijas. Si queremos tener un margen amplio de actuación es mejor utilizar resistencias variables (potenciómetros)

El problema es que los potenciómetros como mucho llegan a 1W, los más grandes pueden llegar a 5 o 10W, pero cuando se está probando una fuente esto puede ser insuficiente... Para ello están los reostatos.

Los reostatos son potenciómetros realizados con un cable bobinado alrededor de un disipador cerámico (normalmente).

Potenciómetros y reostatos
Potenciómetros y reostatos
Evidentemente los resotatos no sirven para radio-frecuencia (introducirían una inductáncia a la medida y en ciertos casos harían de antena). Además, suelen ser bastante caros (a partir de 30€ para 25W hasta 2000€ para 1kW), pero son una buena opción como cargas de potencia.
Si consigues alguno, lo mejor es montarlo en caja metálica o algún sitio donde puede disipar bien la calor (puede servir una lata llena de aceite mineral como comentabamos en el artículo anterior), e incluso montarle un ventilador al lado. Ten en cuenta que todas las resistencias modifican su valor con la temperatura, por lo que también sería adecuado montar unos conectores para un
wattímetro que mida la potencia que disipa.

S2

Ranganok Schahzaman