Medir, diagnosticar una interferencia y trabajar con seguridad son actividades distintas, pero comparten una regla: primero hay que saber qué magnitud o fenómeno estamos observando y después elegir el instrumento o la medida correctora. Esta página explica cada concepto antes de utilizar procedimientos o fórmulas.
Magnitudes de medida e instrumentos básicos
Exactitud, precisión, resolución y error
La exactitud indica cuán cerca está una medida del valor verdadero. La precisión indica cuán repetibles son varias medidas entre sí. La resolución es el menor cambio que el instrumento puede mostrar o distinguir.
Un aparato con muchas cifras puede tener gran resolución y, sin embargo, no ser muy exacto si está mal calibrado. Los errores pueden venir del instrumento, de la conexión, del rango elegido o de la propia perturbación que produce la sonda sobre el circuito.
Voltímetro y amperímetro
Un voltímetro mide diferencia de potencial entre dos puntos, por eso se conecta en paralelo y debe presentar una impedancia de entrada alta para no cargar el circuito.
Un amperímetro mide corriente, por eso se inserta en serie y debe introducir una resistencia interna pequeña. Conectar un amperímetro directamente entre los bornes de una fuente puede provocar un cortocircuito.
Las magnitudes tensión y corriente se definen en Electricidad y radioelectricidad.
Óhmetro y polímetro
Un óhmetro aplica internamente una pequeña señal para estimar resistencia. Por eso el circuito debe estar sin alimentación. Componentes en paralelo pueden alterar el resultado.
Un polímetro combina varias funciones: tensión, corriente, resistencia y, según modelo, frecuencia, capacidad u otras. Un polímetro digital suele tener alta impedancia de entrada; uno analógico exige leer correctamente la escala y evitar paralaje.
Valor eficaz y true RMS
El valor eficaz RMS de una señal alterna es el valor de continua que produciría el mismo efecto térmico sobre una resistencia. Un medidor true RMS intenta calcular ese valor incluso cuando la forma de onda no es sinusoidal, dentro de sus límites de frecuencia y factor de cresta.
Vp, Vpp y Vrms se explican en Fórmulas y cálculos.
Potencia, ROE y osciloscopio
Vatímetro de RF y acoplador direccional
Un vatímetro de RF debe estar diseñado para la frecuencia, impedancia y potencia del sistema. Un acoplador direccional separa aproximadamente la energía que viaja hacia la carga de la que regresa desde ella.
La componente hacia la carga se denomina potencia directa; la que retorna, potencia reflejada. A partir de ambas puede estimarse la adaptación del sistema.
Qué indica realmente la ROE
La ROE describe la magnitud de las ondas estacionarias producidas por una desadaptación de impedancia. Una ROE baja indica que existe poca reflexión en el punto de medida, pero no demuestra que la antena sea eficiente.
Una carga ficticia de 50 Ω puede tener una ROE casi perfecta y convertir prácticamente toda la RF en calor.
La física de la ROE se desarrolla en Antenas y líneas.
Carga artificial
Una carga artificial o dummy load es una carga resistiva diseñada para absorber RF sin radiarla de forma intencionada. Permite probar un transmisor separando sus problemas de los de antena y línea.
Debe soportar la potencia, la frecuencia y el tiempo de ensayo previstos.
Osciloscopio
Un osciloscopio representa normalmente tensión frente a tiempo. Permite observar amplitud, periodo, rizado, tiempos de subida, deformaciones y envolventes de modulación.
La base de tiempos indica cuánto tiempo representa cada división horizontal. Si un periodo ocupa 4 divisiones con 5 µs/div, T=20 µs y f=50 kHz.
Frecuencímetro, generador y analizador de espectro
Un frecuencímetro cuenta ciclos respecto de una referencia temporal. Un generador de señales produce una señal conocida para probar receptores y filtros. Un analizador de espectro muestra amplitud frente a frecuencia y permite observar armónicos, bandas laterales, espurias e intermodulación.
En un analizador, la RBW o ancho de banda de resolución condiciona qué señales próximas pueden distinguirse.
Analizador de antena y VNA
Un analizador de antena mide impedancia, reflexión y ROE. Un VNA o analizador vectorial de redes mide magnitud y fase de parámetros de reflexión y transmisión.
Ninguno de estos instrumentos mide por sí solo la eficiencia radiada de una antena; para ello hacen falta métodos adicionales.
Interferencias y compatibilidad electromagnética
Qué es la compatibilidad electromagnética
La compatibilidad electromagnética (EMC) es la capacidad de un equipo para funcionar correctamente en su entorno electromagnético sin causar perturbaciones intolerables a otros equipos y sin ser excesivamente vulnerable a ellas.
Por tanto, EMC tiene dos caras: emisión e inmunidad.
Fuente, camino y receptor afectado
Para diagnosticar una interferencia es útil dividir el problema en tres elementos: fuente de la perturbación, camino de acoplamiento y receptor afectado.
La fuente puede ser una espuria, un armónico o simplemente una señal legítima muy intensa. El camino puede ser radiado o conducido. El receptor puede fallar por falta de inmunidad, sobrecarga o detección accidental.
Armónicos, intermodulación y espurias
Un armónico aparece en un múltiplo entero de la frecuencia fundamental. La intermodulación genera combinaciones entre dos o más señales al atravesar una no linealidad. Una espuria es una emisión no deseada que no forma parte de la señal útil.
Los tres fenómenos tienen orígenes distintos y no deben confundirse durante un diagnóstico.
Bloqueo, sobrecarga y campo intenso
Una señal puede ser técnicamente limpia y, sin embargo, causar problemas si llega con un nivel tan alto que satura un receptor. Eso es sobrecarga o bloqueo. En ese caso, reducir temporalmente el nivel mediante atenuación puede mejorar notablemente la recepción.
El fenómeno también se estudia desde el receptor en Receptores y transmisores.
Detección accidental
Una señal de RF intensa puede entrar por cables de audio, alimentación o control y ser rectificada accidentalmente por una unión no lineal. El equipo afectado puede entonces reproducir audio aunque no sea un receptor de radio sintonizado en esa frecuencia.
Modo común
Una corriente por el exterior de un coaxial o por varios conductores en el mismo sentido se denomina modo común. Puede convertir cables en antenas no deseadas y transportar RF hacia equipos sensibles.
Los choques de modo común se explican también en Antenas y líneas.
Filtros, ferritas y apantallamiento
Un filtro debe situarse en el camino real de la perturbación. Una ferrita introduce una impedancia dependiente de frecuencia que puede dificultar corrientes no deseadas. Un apantallamiento reduce determinados acoplamientos radiados, pero puede perder eficacia por ranuras, juntas o cables que atraviesan el blindaje.
El concepto básico de apantallamiento aparece en Electricidad y radioelectricidad.
Método de diagnóstico
- Reproducid el problema de forma controlada.
- Transmitid sobre carga artificial cuando sea seguro.
- Variad potencia y frecuencia.
- Aislad cables o entradas uno a uno.
- Comprobad si la atenuación delante del receptor mejora el problema.
- Identificad si el camino es radiado, conducido o de modo común.
- Aplicad la solución en el punto donde se ha demostrado el acoplamiento.
- Repetid la prueba inicial.
Seguridad eléctrica, mecánica y de RF
Riesgo eléctrico
El riesgo de una descarga depende de tensión, corriente que atraviesa el cuerpo, trayectoria, duración, frecuencia y condiciones de contacto. No existe una tensión universalmente segura para cualquier circunstancia.
Antes de intervenir en un equipo hay que desconectar, verificar ausencia de tensión y tener en cuenta que ciertos componentes pueden seguir almacenando energía.
Altas tensiones y energía almacenada
Amplificadores con válvulas y determinadas fuentes pueden utilizar cientos o miles de voltios. Los condensadores de filtrado pueden conservar energía después de apagar el equipo.
La energía de un condensador depende de ½CV², por lo que aumentar la tensión incrementa mucho la energía almacenada.
Fusibles, protecciones y tierra
Un fusible protege conductores y equipos frente a sobrecorriente. Puentearlo o aumentar su valor sin corregir la avería elimina protección. Tierra de protección, masa de señal y referencia RF no son conceptos equivalentes y no deben mezclarse sin comprender su función.
Antenas, líneas eléctricas y trabajo en altura
El montaje de una antena debe considerar no solo su posición final, sino también el recorrido que podría describir durante montaje, desmontaje o caída. La proximidad a líneas eléctricas puede hacer que toda la estructura quede energizada.
Los trabajos en mástiles y torres requieren equipos y procedimientos adecuados de protección contra caídas.
Rayos, sobretensiones y campos RF
La protección frente a descargas atmosféricas es un sistema compuesto por rutas de cable, equipotencialidad, puesta a tierra y descargadores cuando proceda. Ningún accesorio pequeño garantiza protección absoluta frente a un impacto directo.
La exposición a campos RF depende de frecuencia, potencia, ganancia, distancia, geometría y ciclo de trabajo. En campo cercano no siempre son válidas las relaciones simples de onda plana.
Glosario de medida, EMC y seguridad
| Término | Significado | Relacionado |
|---|---|---|
| RMS | Valor eficaz equivalente en efecto térmico | True RMS |
| PEP | Potencia de pico de envolvente | PEP |
| ROE | Relación de ondas estacionarias | ROE |
| RBW | Ancho de banda de resolución de un analizador | Espectro |
| VNA | Analizador vectorial de redes | VNA |
| EMC | Compatibilidad electromagnética | EMC |
| Modo común | Corriente no deseada común a conductores o por exterior de coaxial | Modo común |
| Espuria | Componente no deseada fuera de la señal útil | Interferencias |
Repaso
- Exactitud, precisión y resolución son conceptos distintos.
- Voltímetro en paralelo; amperímetro en serie.
- ROE baja no demuestra eficiencia alta.
- Una interferencia puede deberse a una señal limpia pero demasiado intensa.
- Fuente, camino y receptor afectado deben analizarse por separado.
- Un equipo apagado puede seguir almacenando energía peligrosa.
Pregunta: ¿por qué una ferrita no sirve igual en cualquier frecuencia? Respuesta: porque su impedancia depende del material, geometría y frecuencia.
Pregunta: ¿qué indica que una interferencia mejore al insertar atenuación delante del receptor? Respuesta: que puede existir sobrecarga o bloqueo.
Para impedancia y ROE consultad Antenas y líneas; para receptores y bloqueo, Receptores y transmisores.
Fuentes y material de contraste
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