Elegir el instrumento correcto: medidor LCR frente a analizador de redes vectoriales

Medida de impedancia con un medidor LCR

Los medidores LCR aplican una señal de CA al dispositivo bajo prueba y miden la relación compleja de la tensión y corriente resultante. A partir de esta información calculan la impedancia del DUT. La impedancia se representa en forma rectangular como:

Z = R + jX

donde R es la resistencia, y X es la reactancia, que puede ser inductiva (positiva) o capacitiva (negativa). El ángulo de fase (j) representa el desplazamiento de fase entre la tensión y la corriente dentro del circuito.

Medida de impedancia con un analizador de redes vectoriales

Al contrario que en los medidores LCR, los analizadores de redes vectoriales no están diseñados específicamente para medir la impedancia. Sin embargo, se utilizan habitualmente para medir de forma indirecta la impedancia de un dispositivo bajo prueba a altas frecuencias, cuando la adaptación de impedancia y una caracterización precisa son fundamentales para el correcto funcionamiento.

El analizador de redes vectoriales (VNA) mide dos parámetros de dispersión, que se denominan también parámetros-S: uno representa el coeficiente de reflexión en la entrada del DUT, mientras que el otro representa el coeficiente de transmisión de la salida del VNA a la entrada del DUT. A partir de esto, el VNA calcula la impedancia:

Z = Z0 * ((1+S11)/(1-S11)) * (1+S21)/(1-S21))

donde Z es la impedancia del DUT; Z0 es la impedancia de referencia del VNA (generalmente ajustada a 50 ohmios); S11 es el coeficiente de reflexión medido; y S21 es el coeficiente de transmisión medido.

Medidor LCR frente al analizador de redes vectoriales: ventajas e inconvenientes

La principal diferencia entre un medidor LCR y un analizador de redes vectoriales es que el analizador de redes vectoriales utiliza una impedancia de referencia fija (Z0). Esto hace que los analizadores de redes vectoriales sean más precisos y más fáciles de adaptar a las líneas de transmisión. Esta adaptación de impedancia elimina problemas potenciales, como inductancia y capacitancia parásita.

Por el contrario, los medidores LCR pueden modificar su impedancia de referencia en función del dispositivo bajo prueba y otros requisitos. Esto significa que producen medidas más precisas, pero al mismo tiempo, exigen compensar los elementos de fijación y cables, que en último término comienzan a comportarse como elementos parásitos.

Los analizadores de redes vectoriales miden parámetros-S, los cuales se pueden convertir a parámetros de impedancia. Los parámetros-S son elementales para comprender la reflexión, la atenuación de transmisión y el aislamiento de dispositivos de RF (p. ej., un acoplador) así como para entender las propiedades de radiación (p. ej., de una antena). De todo ello se deduce que el analizador de redes vectoriales es importante cuando se trabaja en rangos de frecuencias más altas, de los kHz a los GHz. Los medidores LCR, por otra parte, están limitados a parámetros de impedancia y operan en un rango de frecuencias más bajo entre CC y MHz.

Otro punto de comparación es el número de puertos admitidos. Los analizadores de redes vectoriales pueden admitir dispositivos con varios puertos, como acopladores, pero los medidores LCR solo admiten componentes de un solo puerto, como resistencias, condensadores e inductores.

Diferencias básicas entre el medidor LCR y el analizador de redes vectoriales (VNA)