Analizador de espectro vs. Analizador de red: ¿Cuál es la diferencia?

En el mundo de la tecnología y la electrónica, a menudo se habla de instrumentos de medición y análisis. Dos herramientas comunesmente utilizadas en el análisis de señales son el analizador de espectro y el analizador de red. Ambos instrumentos comparten algunos aspectos en común, pero presentan diferencias significativas en cuanto a su funcionalidad y aplicación. En este artículo, exploraremos las diferencias clave entre el analizador de espectro y el analizador de red y analizaremos cuál de ellos es más adecuado para diferentes escenarios de medición y análisis.

¿Necesita un analizador de espectro o un analizador de red? Esta es una pregunta que mucha gente hace, y puede ser difícil decidir qué herramienta es la adecuada para sus necesidades. En este artículo, discutiremos las diferencias entre los analizadores de espectro y los analizadores de red, así como las aplicaciones para las que cada herramienta es más adecuada. También le proporcionaremos algunos consejos sobre cómo elegir la herramienta adecuada para sus necesidades. ¡Empecemos!

Contenido

Analizadores de Espectro en General

Es importante tener en cuenta que los analizadores de espectro y los analizadores de red son dos herramientas distintas, aunque ambas pueden usarse para medir redes.

Los analizadores de espectro son instrumentos que se utilizan para medir la potencia de una señal en un rango específico de frecuencias. Los analizadores de espectro se pueden dividir en dos tipos principales: analizadores de espectro sintonizados por barrido y analizadores de espectro en tiempo real.

Analizadores de espectro sintonizados por barrido

Analizador de espectro vs. Analizador de red: ¿Cuál es la diferencia?

Analizadores>barrer a través de un rango de frecuencia completo, en forma lineal o no lineal, y mida la amplitud de cada componente de frecuencia a lo largo del camino. Los analizadores de espectro sintonizados por barrido se utilizan normalmente para medir grandes extensiones de ancho de banda a la vez, como un canal de televisión completo. El barrido se realiza a una velocidad predeterminada basada en la configuración de sensibilidad, lo que permite mediciones más precisas de señales a frecuencias más bajas. Este tipo de instrumento se puede utilizar para detectar pequeños cambios en los niveles de la señal a lo largo del tiempo, además de proporcionar una mayor precisión que los instrumentos sintonizados por barrido.

Analizadores de espectro en tiempo real

Analizadores de espectro en tiempo real medir señales en ráfagas cortas a altas velocidades, a menudo denominado “modo de ráfaga”. Estos instrumentos se usan para medir rápidamente la amplitud de una señal y se pueden usar para monitorear una señal a lo largo del tiempo. Los analizadores de espectro en tiempo real tienen la ventaja de no necesitar barrer un rango de frecuencia completo antes de dar una respuesta.

En realidad, existen varios subtipos de analizadores de espectro en tiempo real, como los analizadores de Fourier (o FFT) y los analizadores de señales vectoriales.

Analizadores de espectro FFT son instrumentos versátiles que miden las características de frecuencia, amplitud y fase de las señales en un cierto rango.

Utilizan una técnica de procesamiento de señales digitales llamada Transformada rápida de Fourier (FFT) para descomponer una señal en sus componentes de frecuencia individuales.

Pueden analizar una amplia variedad de señales, incluidas señales analógicas, digitales, de audio y de video. El analizador de espectro FFT tiene varias ventajas sobre la versión tradicional con ajuste de barrido: es más rápido y más preciso; su salida es digital, lo que permite un almacenamiento y una manipulación más sencillos; también ofrece muchas funciones fáciles de usar, como escalado automático y promediado.

Con un analizador de espectro FFT, puede medir fácilmente señales desde CC hasta varios GHz en el rango de frecuencia. También es capaz de mostrar datos de amplitud y fase con alta precisión y resolución de tiempo. Sin embargo, no es adecuado para medir sistemas complejos con múltiples entradas o salidas, ya que la precisión de la medición disminuye cuando se trata de sistemas más grandes.

Analizadores de señales vectoriales (VSA) son herramientas especializadas que se utilizan para analizar y medir las características espectrales de una señal. Los VSSA son útiles tanto para aplicaciones comerciales como de investigación, como en comunicaciones inalámbricas o tecnología de audio.

Analizador de espectro vs. Analizador de red: ¿Cuál es la diferencia?

Estos analizadores de espectro combinar una tecnología superheterodina y una amplia gama de características para medir la potencia de diferentes componentes de frecuencia en una señal. Proporcionan visualizaciones tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia, lo que permite a los usuarios observar cómo varían las señales con el tiempo.

Aplicaciones de los analizadores de espectro

Los analizadores de espectro se pueden utilizar para una variedad de tareas, como solución de problemas de sistemas de radio, diseño y desarrollo de productos, pruebas de EMC y monitoreo. Por ejemplo, los analizadores de espectro se utilizan para medir el nivel de potencia de las señales en un rango de frecuencia determinado, como las emitidas por un transmisor o recibidas por una antena. Esto es especialmente útil para verificar la funcionalidad y el cumplimiento de las regulaciones gubernamentales. Los analizadores de espectro también se pueden usar para detectar cualquier energía armónica o espuria que pueda existir dentro del rango de frecuencia deseado. [1], [2], [3], [4]

Analizadores de red en general

Los analizadores de red son instrumentos diseñados para probar y medir las características eléctricas de las redes de dos puertos.

Se utilizan para monitorear los parámetros de la red y medir conjuntos de parámetros complejos, como la impedancia, la pérdida de retorno, el cambio de fase, los coeficientes y el retardo de grupo. Los analizadores de red están disponibles en una variedad de modelos y tamaños, que van desde instrumentos portátiles de mano hasta sistemas de montaje en rack de tamaño completo que miden altas frecuencias y grandes cantidades de datos.

Los analizadores de red funcionan enviando una señal a varias frecuencias y luego midiendo la respuesta de la red bajo prueba (NUT). Esta medida se conoce como parámetros S (o parámetros de dispersión) porque mide cómo las señales se “dispersan” o cambian cuando pasan a través de un dispositivo o circuito. Luego, las mediciones se utilizan para calcular valores complejos como la impedancia, la ganancia, etc., que permiten a los ingenieros caracterizar las redes con precisión.

A diferencia de los analizadores de espectro, que se limitan a medir la potencia de la señal en un rango de frecuencia específico, Los analizadores de red pueden medir las características de la señal en un amplio rango de frecuencias o incluso en una banda completa de frecuencias a la vez. Esto significa que se pueden usar para medir propiedades de señal pequeña y propiedades de señal grande simultáneamente.

Tipos de analizadores de red

Al igual que los analizadores de espectro, actualmente hay varios tipos diferentes de analizadores de red disponibles en el mercado. El tipo de analizador de red que necesita dependerá en gran medida de la aplicación para la que se utilice.

Estos dos tipos son Analizadores de redes escalares (SNA) y Analizadores de redes vectoriales (VNA).

Analizadores de redes escalares

Los analizadores de redes escalares, también conocidos como medidores de impedancia escalar o simplemente SNA, son el tipo más común de analizador de red. Estos instrumentos están diseñados para medir características eléctricas simples como la impedancia y la pérdida de retorno. A menudo se utilizan para caracterizar circuitos de un solo extremo, como transformadores, filtros y amplificadores.

Analizador de espectro vs. Analizador de red: ¿Cuál es la diferencia?

Los SNA típicamente tener un rango de frecuencia más bajo que otros tipos de analizadores de red y tienen una capacidad limitada para medir propiedades de señal grande. Sin embargo, a pesar de esta limitación, aún pueden proporcionar mediciones precisas a altas frecuencias si la señal es lo suficientemente pequeña y la impedancia no es demasiado alta.

Analizadores de redes vectoriales

Los analizadores de redes vectoriales son instrumentos más sofisticados que miden la respuesta de un dispositivo en un rango de frecuencia.

Miden tanto la magnitud como la fase, lo que les permite calcular parámetros complejos. Los VNA son ideales para mediciones que involucran dispositivos que dependen de la frecuencia, como filtros, amplificadores y mezcladores.

Porque Los analizadores de redes vectoriales miden tanto la magnitud como la fase, se pueden utilizar para caracterizar componentes con gran precisión independientemente de si sus propiedades varían con la frecuencia o no. Los analizadores de redes vectoriales se utilizan normalmente en laboratorios de investigación o por ingenieros que realizan trabajos de desarrollo avanzados en componentes electrónicos.

Aplicaciones de los analizadores de redes

Los analizadores de red se utilizan en una variedad de industrias, como telecomunicaciones, electrónica médica, automoción y aeroespacial.

En general, están acostumbrados a medir el rendimiento de los componentes eléctricos activos o pasivos como filtros y amplificadores. También se utilizan para analizar la respuesta de frecuencia de antenas, cables y líneas de transmisión.

Además, los analizadores de red se pueden utilizar con fines de investigación y desarrollo para caracterizar nuevos componentes o materiales. También se emplean a menudo en las instalaciones de producción para garantizar que todos los productos fabricados cumplan con los estándares de control de calidad.

Finalmente, los analizadores de red también se pueden utilizar en laboratorios de investigación para probar el rendimiento de nuevos componentes o circuitos. Además, los analizadores de red se pueden usar para depurar problemas de integridad de la señal en diseños electrónicos complejos. Los casos de uso de los analizadores de red son prácticamente ilimitados. [1], [2], [3], [5]

Principales diferencias entre los analizadores de espectro y de red

Como puede ver, ambos son increíblemente similares, pero hay algunas diferencias importantes entre ellos. En esta sección, describiremos las principales diferencias entre los analizadores de espectro y los analizadores de red.

Exactitud

Cuando se trata de realizar mediciones precisas en aplicaciones de radiofrecuencia (RF), la elección de utilizar un analizador de espectro o un analizador de red es fundamental. Si bien ambos instrumentos pueden medir las redes, tienen diferentes capacidades y ventajas que los hacen más adecuados para ciertos tipos de mediciones.

La precisión de los analizadores de espectro y de red varía según la marca, el modelo y el tipo. En términos generales, sin embargo, los analizadores de red tienden a tener lecturas más precisas que los analizadores de espectro. Esto se debe a que cuentan con una función de corrección de errores de vector. Esta función utiliza múltiples fuentes de datos para determinar las lecturas más precisas. Después de todo, un analizador de red está destinado a medir más que solo la potencia: también debe medir el coeficiente de reflexión, la pérdida de retorno y la ROE de un dispositivo. Por lo tanto, las mediciones más detalladas son imprescindibles.

Barrido de frecuencia o barrido de potencia

Otra diferencia es que los analizadores de espectro miden usando un barrido de frecuencia, mientras que los analizadores de red miden usando un barrido de potencia. Como se mencionó previamente, Los analizadores de espectro sintonizados por barrido se mueven a través de un rango de frecuencia completo y miden la amplitud de cada componente de frecuencia a lo largo del camino. Los analizadores de red, sin embargo, medir en pasos y comprobar los niveles de potencia en cada paso—lo que los hace ideales para medir señales de ancho de banda estrecho como las que se encuentran en las redes celulares.

Analizador de espectro vs. Analizador de red: ¿Cuál es la diferencia?

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El ancho de banda se puede considerar como la cantidad máxima de datos que se pueden transferir a través de un solo canal durante un período de tiempo. Por lo general, se mide en kilobits por segundo (Kbps).

Los analizadores de espectro suelen tener un ancho de banda más amplio que los analizadores de red. Esto los hace más adecuados para medir señales de banda ancha y dispositivos de ancho de banda amplio, como enrutadores Wi-Fi y transceptores de RF. Por otro lado, los analizadores de red son más adecuados para analizar dispositivos de ancho de banda estrecho, como conjuntos de antenas o tarjetas de datos inalámbricas.

Interpretación de resultados

La gran diferencia entre los dos es cómo se interpretan sus resultados. O lo fácil que es entender lo que significan sus resultados. Con un analizador de espectro, le resultará increíblemente fácil colocar un marcador en la pantalla. Pero la lectura de resultados en sí misma puede ser un poco más difícil de interpretar.

Esto es exactamente lo contrario para los analizadores de red. Aunque es un poco más difícil colocar un marcador en la pantalla, puede ver fácilmente los resultados gráficos que serán más simples de entender.

La facilidad de uso es increíblemente importante para muchos técnicos, por lo que definitivamente es algo a considerar al decidir entre los dos.

Incorporación de fuente

La principal diferencia entre los analizadores de espectro y de red es su capacidad para incorporar una fuente de señal. Analizadores de espectro no tienen una fuente incorporada, por lo que pueden demodular y medir señales complejas pero no pueden generarlas. Los analizadores de red, por otro lado, tienen una fuente incorporada y pueden medir tanto la magnitud como la fase de las señales. También pueden utilizar una variedad de técnicas para hacerlo, como el análisis de red vectorial y de frecuencia de barrido.

Función de error avanzada

Un analizador de red tiene una función de error más avanzada. Esto le permite medir y compensar los errores que puedan estar presentes en el sistema que se está midiendo. Esto los hace ideales para medir componentes complejos, como filtros, amplificadores y mezcladores.

Los analizadores de espectro no tienen esta característica, por lo que no son adecuados para medir componentes con respuestas complejas. [1], [2], [3]

¿Son estos dos intercambiables?

Los analizadores de espectro y los analizadores de red son herramientas especializadas que se utilizan en las comunicaciones de RF y microondas.

Ambos tienen sus propias características únicas que los diferencian entre sí, por lo que no pueden considerarse intercambiables.

Un analizador de espectro es un instrumento diseñado específicamente para medir la magnitud de una señal en un cierto rango de frecuencias. Normalmente se utiliza para medir la potencia y la frecuencia de una señal. Muestra sus resultados gráficamente en forma de un espectro o un gráfico de amplitud frente a frecuencia.

Un analizador de red, por otro lado, es un instrumento que mide los parámetros S (un tipo de característica utilizada en ingeniería eléctrica) de un dispositivo bajo prueba (DUT). Se utiliza para medir la ganancia, el cambio de fase y otras características de una señal.

Analizador de espectro vs. Analizador de red: ¿Cuál es la diferencia?

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Por lo tanto, un dispositivo no podrá hacer el trabajo del otro. Si necesita medir algo específico, es importante comprender qué instrumento sería el más adecuado para esa tarea.

Preguntas más frecuentes

¿Para qué se utiliza un analizador de red?

Un analizador de red es un tipo de equipo de prueba y medición utilizado para caracterizar el rendimiento de un dispositivo o sistema. Los analizadores de red se utilizan normalmente para medir parámetros eléctricos como la impedancia, los parámetros S (parámetros de dispersión), la pérdida de retorno, la ganancia y la pérdida de inserción. También se pueden utilizar para analizar características como la figura de ruido, el retardo de grupo y la respuesta de frecuencia.

Los analizadores de red se usan comúnmente en muchas industrias diferentes donde se necesitan mediciones precisas; algunos de estos incluyen aeroespacial, médico, automotriz y comunicaciones. Una aplicación típica para un analizador de red sería la prueba de antenas en sistemas de comunicación inalámbricos.

¿Cuál es la diferencia entre el analizador de redes Vector y el analizador de redes?

Los analizadores de redes vectoriales y los analizadores de redes, si bien son similares en muchos aspectos, son dos tipos diferentes de instrumentos que se utilizan para probar las características de las redes eléctricas. Los analizadores de redes vectoriales miden una variedad de parámetros, como impedancia, pérdida de retorno, VSWR, ganancia o pérdida de inserción, enviando y midiendo una señal que es reflejada por el dispositivo bajo prueba (DUT). Este tipo de analizador también tiene la capacidad de medir simultáneamente los parámetros de transmisión y reflexión. Por el contrario, un analizador de red mide solo la amplitud (magnitud) de las señales enviadas a través de un circuito eléctrico. No puede medir información de fase como lo hace un analizador de red vectorial. Como tal, no es adecuado para aplicaciones en las que se necesitan mediciones relacionadas con la fase.

¿Cuáles son los tipos de analizador de red?

Hay tres tipos principales de analizadores de red: Analizadores de red escalar (SNA) y Analizadores de red vectorial (VNA).

Los analizadores de red escalares miden la magnitud de la respuesta de una señal, como la ganancia, la pérdida de retorno, la pérdida de inserción, etc. Estas mediciones se utilizan para caracterizar el rendimiento básico de un componente de RF o microondas. Los SNA brindan resultados rápidos pero con un rango de frecuencia y precisión limitados en comparación con instrumentos más avanzados como los VNA.

Los analizadores de redes vectoriales miden información tanto de magnitud como de fase en un amplio rango de frecuencias a alta resolución. Este tipo de instrumento también es capaz de realizar otras medidas complejas como impedancia, parámetros de dispersión y retardos de grupo. Los VNA son el tipo de analizador de red más utilizado, ya que ofrecen mucha más flexibilidad que los SNA y los TDR.

¿Puedo utilizar un analizador de red como analizador de espectro?

No, no puede utilizar un analizador de red como analizador de espectro. Si bien pueden parecer similares a primera vista, estos dos instrumentos tienen propósitos diferentes. Un analizador de espectro mide la amplitud de las señales en un amplio rango de frecuencias, mientras que un analizador de redes mide las características de transmisión y la impedancia de las redes o componentes.

Los analizadores de espectro se utilizan normalmente para medir el nivel de potencia de una señal electromagnética dentro de un determinado rango de frecuencia, mientras que los analizadores de red se utilizan para medir las propiedades eléctricas de los componentes y circuitos electrónicos, como la ganancia, la pérdida de retorno y el cambio de fase. Además, los analizadores de espectro son generalmente más adecuados para medir señales de banda ancha con grandes rangos dinámicos debido a su amplia cobertura de frecuencia y alta sensibilidad. Por otro lado, los analizadores de red pueden realizar una variedad de medidas, incluidas la impedancia y la respuesta de frecuencia.

Video útil: Analizador de espectro frente a VNA para aficionados: Sustitución de NanoVNA v2 por encima de 3 GHz

Conclusión

Como puede ver, los analizadores de red y los analizadores de espectro son potentes equipos de prueba, pero cada uno tiene su propio conjunto de puntos fuertes y usos. Al decidir cuál usar para su aplicación, es importante comprender las diferencias entre ellos y las tareas que pueden realizar.

Estrictamente hablando, cada uno de ellos es un dispositivo completamente diferente con un propósito completamente diferente. Los analizadores de espectro se utilizan principalmente para medir las características de frecuencia de una señal, mientras que los analizadores de red están diseñados para observar los parámetros de la red y medir las líneas de transmisión y los componentes.

Los analizadores de red se consideran mucho más precisos y completos que los analizadores de espectro. También son mucho más fáciles de leer, incluso si colocar un marcador puede llevar un poco de tiempo.

Sin embargo, eso no significa que los analizadores de espectro estén obsoletos. Todavía se utilizan ampliamente para tareas como la resolución de problemas en la radiodifusión y la navegación, el control de la potencia de las señales de radiodifusión, la prueba de dispositivos electrónicos, etc.

En última instancia, la decisión de cuál usar se reduce a su aplicación y requisitos. Mientras que los analizadores de espectro son más rentables y pueden proporcionar una visión general rápida de los rangos de frecuencia, los analizadores de red ofrecen un análisis mucho más detallado que es preciso en un amplio rango de frecuencias.

Esperamos que esta guía le haya dado una mejor comprensión de las diferencias entre estos dos dispositivos y cómo encajan en su estrategia de prueba. Con este conocimiento en la mano, puede tomar una decisión informada sobre qué dispositivo es mejor para sus necesidades. ¡Buena suerte!

Referencias

  1. https://www.testandmeasurementtips.com/how-spectrum-analyzers-differ-from-network-analyzers
  2. https://vivadifferences.com/difference- between-spectrum-analyzer-and-network-analyzer/
  3. https://www.fullyinstrumented.com/spectrum-analyzer-vs-network-analyzer/
  4. https://rfmw.em.keysight.com/wireless/helpfiles/89600b/webhelp/Subsystems/concepts/content/concepts_types_spec_an.htm
  5. https://www.rfwireless-world.com/Terminology/SNA-Scalar-Network-Analyzer-vs-VNA-Vector-Network-Analyzer.html

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