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ANÁLISIS DE ESPECTRO BASADO EN SOFTWARE

UNA BREVE EXPLICACIÓN


Los primeros analizadores de espectro usaban circuitos electrónicos analógicos simples con filtros L-C angostos y osciladores de barrido de frecuencia que eran difíciles de ajustar. El advenimiento de la electrónica digital aumentó su potencia en al menos un orden de magnitud, pero también aumentó su complejidad. El primer analizador de espectro digital que utilicé costó 50 mil dólares (en 1970) y ocupó la mayor parte de un bastidor de 2 metros de altura. Hoy, gracias a la accesibilidad de las computadoras personales con procesadores rápidos, casi cualquier persona puede tener un analizador de espectro basado en software si lo desea. Así es como funcionan.

En la mayoría de los casos, la salida de audio de un buen receptor de radio en modo SSB o CW (no funcionará en modo AM o FM) representa bastante el espectro de frecuencia de radio cerca de la frecuencia sintonizada. Un analizador de espectro de audio basado en software se puede usar para estudiar el espectro de radiofrecuencia, mirando la salida de audio del receptor. De esta forma, el receptor SSB se utiliza como un conversor descendente lineal, convirtiendo el espectro de frecuencias de radio a frecuencias de audio y ahorrándole una gran cantidad de trabajo (¡y gasto!) al analizador.

El audio del receptor se alimenta a la tarjeta de sonido de la computadora que digitaliza las señales de audio, creando un flujo continuo de medidas de amplitud que representan la forma de onda de audio total. Este flujo de mediciones (que se conoce como estar en el dominio del tiempo) es luego procesado por el programa del analizador de espectro, que transforma las mediciones en los valores de amplitud correspondientes en diferentes incrementos de frecuencia (ahora en el dominio de la frecuencia). Esta transformación se hace matemáticamente mediante el uso de un algoritmo para la Transformada Rápida de Fourier, una técnica que es a la vez complicada y maravillosamente simple. Los cálculos necesarios no son en absoluto difíciles, pero sí requieren muchas operaciones aritméticas repetidas, de ahí la necesidad de un procesador rápido en la computadora. Entonces, nuestra serie temporal de medidas de amplitud se transforma en un espectro de frecuencia equivalente de la forma de onda en la salida de audio del receptor, que representa el espectro de frecuencia de radio cerca de la frecuencia sintonizada en él.

software-based spectrum analysis Sin embargo, existen ciertas limitaciones en el proceso de FFT, que implican compromisos entre el número de muestras por segundo tomadas por la tarjeta de sonido, el número de bits digitales en cada muestra, la frecuencia más alta presente en la salida de audio del receptor, el número de mediciones ("puntos") utilizados cada vez que se calcula la transformación, la velocidad a la que el procesador puede calcular las transformaciones, la resolución de frecuencia de la transformación resultante, y así sucesivamente. A medida que utilicen un analizador de espectro, se familiarizarán con estos compromisos y compensaciones. Con un procesador suficientemente rápido, la FFT puede realizarse en tiempo real, de modo que tengamos una imagen continua y razonablemente precisa del espectro de frecuencia de cualquier señal de radio dentro del pasabanda del receptor.

Eso, en pocas palabras, es lo que hace un analizador de espectro basado en software.

Visiten la página Software para análisis de espectro para ver enlaces a algunos de los softwares que pueden utilizarse para trabajar en el Sistema de Monitoreo.

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