Medición de parámetros en líneas de transmisión con sistemas embebidos

Abstract

Contexto: Las líneas de transmisión son estructuras construidas de material uniforme, dispuestas como un arreglo de pares de conductores o semiconductores, que guían las ondas electromagnéticas que transportan la energía de radiofrecuencia entre un dispositivo emisor y otro receptor. Su importancia en las comunicaciones radica en el conocimiento de sus parámetros fundamentales, para lo cual se requiere de equipos de medida especializados e instrumentos de laboratorio que proporcionen información para tomar decisiones de importancia en el acople de tecnologías en los sistemas de transmisión de datos. Objetivo: Explicar el funcionamiento de un sistema de medición de parámetros de líneas de transmisión como propuesta de bajo costo y automatizada para su caracterización, implementado mediante sistemas embebidos. Metodología: Para ello, se creó e implementó una arquitectura de hardware y software, con el uso de entradas análogas para medir tanto la atenuación e interrupciones digitales y temporizadas, como el retardo entre las ondas incidente y transmitida. Con estos datos se calculó la impedancia característica, constante de atenuación, constante de fase, velocidad de propagación, resistencia, conductancia, capacitancia e inductancia, mediante ecuaciones experimentales. Se realizaron cuatro experimentos utilizando 305 metros de cable coaxial; se comprobaron los datos obtenidos con los teóricos del fabricante, los cuales se validaron con medidas de equipos de instrumentación electrónica especializados, como el generador de funciones y el osciloscopio digital, con el objetivo de conocer el error de la herramienta diseñada frente a instrumentos avanzados. Resultados: Se construyó un dispositivo que calcula los parámetros básicos de una línea de transmisión con un error entre 3 % y 9 % en las mediciones. Conclusiones: La herramienta desarrollada entrega resultados cercanos a los valores teóricos y, al compararse con los instrumentos (osciloscopio digital y generador de funciones), mide de forma exacta la impedancia característica; presenta un error porcentual del 3,7 % cuando mide la constante de fase; y registra un error porcentual menor del 9 % cuando calcula constante de atenuación, retardo, velocidad de propagación, resistencia, conductancia, capacitancia e inductancia. Esto determina que el error máximo de las mediciones es 8,98 %, y así se demuestra que el dispositivo desarrollado es adecuado para la medición de los parámetros de las líneas de transmisión. Financiamiento: Universidad de Pamplona.