Este documento detalla diversos instrumentos de medida fundamentales y conceptos clave utilizados en el ámbito de la ingeniería electrónica y las telecomunicaciones.

1. Reflectómetro

La función del reflectómetro normalmente está integrada en aparatos de medida como los analizadores de cable y antenas, o analizadores de radiocomunicaciones.

Principales Aplicaciones:

• Realización de medidas ROE (Relación de Onda Estacionaria): Envía un pulso muy corto a través del cable. Si existe adaptación de impedancias, este pulso debería absorberse en la carga sin que exista ninguna reflexión de señal. Cuando existe alguna desadaptación, parte de la señal incidente se reflejará hacia el reflectómetro, que la medirá y podrá calcular el coeficiente de onda estacionaria correspondiente. Permite obtener medidas como la atenuación en el cable y las pérdidas de retorno.

2. Reflectómetro Óptico (OTDR)

Conocido como OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer), es un instrumento esencial para la medida y verificación de instalaciones ópticas.

Su funcionamiento consiste en el envío de varios pulsos de luz, comprobando en qué medida esta es reflejada debido a los distintos índices de refracción. Permite medir la atenuación de la fibra, su longitud y detectar con gran precisión el punto en el que existe un fallo o rotura.

Es fundamental en el mantenimiento y verificación de instalaciones de fibra óptica, especialmente por su precisión en la localización del punto de fallo. Localizar y reparar una avería sin este instrumento se convierte en una tarea inviable económica y técnicamente.

3. Analizador de Espectro

Instrumento de medida que permite visualizar la distribución de la potencia de una señal entre sus distintos componentes frecuenciales. Ofrece una medida en el dominio de la frecuencia.

Parámetros Clave:

• Frecuencia inicial: Corresponde a la frecuencia a partir de la cual se realizará la medida y estará situada al inicio del eje horizontal.
• Frecuencia final: Corresponde a la frecuencia más alta a la que se realizará la medida, coincidiendo con el final del eje horizontal.
• Frecuencia central: Frecuencia en torno a la cual se realizará la medición con un ancho de banda determinado.
• Span: Ancho de banda mostrado en pantalla.
• Atenuación: Asegura que la señal de entrada no supera el margen permitido por el aparato.
• Nivel de referencia: Valor máximo del eje vertical, es decir, la potencia máxima representable en la pantalla. Lo ideal es situar el nivel de referencia por encima del nivel máximo de la señal que se está midiendo.

4. Analizador de Tramas Digitales

Para medir la tasa de error de bit (BER) se emplean los instrumentos de medida denominados analizadores de tramas digitales.

El procedimiento para la realización de pruebas en un radioenlace consiste en la conexión entre el canal de recepción y el de transmisión en uno de los extremos del enlace. En el otro extremo se colocará el analizador de tramas. El analizador enviará a través del radioenlace una secuencia determinada de datos que, tras ser recibida en el otro extremo, será enviada de vuelta. De este modo, el analizador puede medir la cantidad de bits que se han alterado durante la propagación. Se recomienda monitorizar el enlace entre 12 y 24 horas para obtener resultados fiables.

5. Osciloscopio

Instrumento de medida que permite visualizar la variación de una señal en función del tiempo. El eje vertical mostrará el nivel de la señal de entrada, mientras que el eje horizontal representa el tiempo.

Comúnmente, se utiliza un conector tipo BNC Hembra de chasis en el osciloscopio y un conector BNC Macho aéreo en la sonda.

6. Medidas de ROE (Relación de Onda Estacionaria)

Un nivel elevado de ROE produce:

• Disminución de la potencia radiada al aumentar las pérdidas en el cable coaxial o la antena.
• Posible daño al transmisor debido a la desadaptación de impedancias.

Se considera aceptable un valor de ROE de 1.5, lo que equivale a una reflexión del 4% de la potencia incidente.

7. Fibra Óptica

La fibra óptica basa su funcionamiento en la propagación de pulsos de luz confinados en el interior de un material dieléctrico transparente.

Conceptos Clave:

• Modo: Cada uno de los distintos caminos o trayectorias que puede recorrer el haz de luz en su interior. Las fibras multimodo presentan un ancho de banda menor que la fibra monomodo.

Fuentes de Luz para Fibra Óptica:

Utilizamos dos tipos de emisores:

• LED: Económico y con mayor ciclo de vida. Presenta una respuesta lenta, mayor dispersión cromática y se emplea principalmente en fibras multimodo.
• LÁSER: De mayor coste y vida útil menor, pero con mayor ancho de banda y menor dispersión, ideal para fibras monomodo y largas distancias.

Otras Características Importantes:

• Inmunidad frente a interferencias electromagnéticas externas.
• Tamaño reducido y escaso peso.
• Fragilidad.
• Dificultad para realizar empalmes y conectorizaciones.
• Ancho de banda muy elevado.
• Posibilidad de recorrer grandes distancias.
• Privacidad y seguridad en las comunicaciones.

Cada vez son más frecuentes las interconexiones de fibra óptica, principalmente por su elevado ancho de banda y reducido tamaño. A la hora de identificar las conexiones de fibra, debemos tener en cuenta que deben utilizar el mismo tipo de fibra y conector, y que el pulido de este último deberá ser el mismo en ambos conectores.

Identificación de Cables de Fibra Óptica por Color:

• Amarillo: Monomodo.
• Naranja: Multimodo.
• Azul y Verde: Cubiertas libres de halógenos (LSZH – Low Smoke Zero Halogen).

Tipos de Conectores Comunes:

• ST: Conector cilíndrico con sujeción por giro de bayoneta.
• SC: Conector rectangular con sujeción de tipo push-pull.

Pigtail:

Se refiere a un latiguillo de fibra óptica con un conector en un solo extremo, utilizado para empalmar con otra fibra.

Los conectores de fibra óptica son extremadamente sensibles al polvo y a los arañazos. Por este motivo, deben transportarse y almacenarse siempre con una funda protectora colocada en su férula. Esta férula no debe tocarse directamente y solo podrá limpiarse con productos especiales, tras realizar su comprobación con un microscopio de inspección de fibra.

8. Conector PL (UHF)

El conector PL, comúnmente conocido como conector UHF, se utiliza con cables coaxiales como el RG-214 (50 Ω) y el RG-58 (50 Ω).

Partes Principales de un Conector PL:

• Vivo (conductor central)
• Aislante (dieléctrico)
• Malla (apantallamiento)
• Rosca del conector

Procedimiento Básico para Instalar el Conector:

Se pela el aislante del conductor central (vivo), dejando aproximadamente 2 cm. Luego, se prepara el cable dejando unos 2 cm de malla expuesta. Se instala el conector, se suelda la punta del vivo al pin central y se asegura el aislante exterior. Estos cables coaxiales están diseñados para una impedancia característica de 50 Ω.

9. Frecuencia Intermedia (FI)

Se denomina Frecuencia Intermedia (FI) a la frecuencia que, en los aparatos de radio que emplean el principio superheterodino, se obtiene de la mezcla de la señal sintonizada en la antena con una frecuencia variable generada localmente en el propio aparato mediante un oscilador local (OL). Esta mezcla produce una diferencia de frecuencia constante, que es precisamente la frecuencia intermedia.

En los receptores de radio convencionales, el valor de la frecuencia intermedia es normalmente de 455 kHz o 470 kHz para receptores de modulación de amplitud (AM).

10. Polarización de Ondas Electromagnéticas

La polarización describe la orientación del campo eléctrico de una onda electromagnética en la dirección de propagación a lo largo del tiempo.

Tipos de Polarización:

• Polarización lineal: El campo eléctrico se desplaza describiendo una línea recta. Las más comunes son la horizontal y la vertical.
• Polarización circular: El extremo del vector del campo eléctrico, en la dirección de propagación, viaja describiendo un círculo. Se distingue entre polarización a derechas (dextrógira) e izquierdas (levógira).
• Polarización elíptica: Es aquella en la que el campo eléctrico viaja describiendo una elipse en la dirección de propagación.

El uso de polarizaciones ortogonales permite transmitir señales de información en la misma frecuencia sin que se produzca una mezcla o interferencia significativa entre ellas, optimizando el uso del espectro.