Am uitat parola x Creaza cont nou   Home Exploreaza Upload

În acest domeniu se foloseste principiul de corectie cu ajutorul unui filtru R_fC_f pe alimentare. Cu cât caderea de tensiune pe condensatorul C₂ creste, din cauza maririi reactantei sale odata cu scaderea frecventei, creste si tensiunea aplicata pe C_f si se compenseaza efectele (în sensul ca decuplarea este din ce în ce mai proasta si odata cu scaderea frecventei sarcina din colector creste; la limita, adica la frecventa nula ea fiind egala cu R₃+R_f). Modul de conectare a elemntelor se arata în figura 35.

Valorile condensatoarelor se determina din conditia de compensare completa, respectiv pentru un raspuns la care palierul este perfect orizontal. Aceasta se obtine când: R₅C₂ = R_fC₃.

Corectia de acest tip nu este utilizabila la repetoare unde în loc sa micsoreze distorsiunile, le mareste.

Osciloscop   Analizor de spectru

4.3. CORECTORUL DE FAZĂ

4.3.1. Consideratii generale

Distorsiunile formei semnalului la iesire, provocate de defazajul relativ diferit al componentelor armonice ale unui semnal complex, se numesc distorsiuni de faza.

Defazajul relativ al diferitelor componente armonice ale semnalului nu se modifica daca timpul de întârziere de faza al acestor componente ramâne constant si independent de frecventa. Într-un sistem de coordonate rectangulare, functia care reprezinta caracteristica de faza ideala este o linie dreapta (fig. 15). Distorsiunile de faza introduse de etajele de amplificare se apreciaza prin deviatia caracteristicii de faza de la linia dreapta (fig. 23).

Masurarea distorsiunilor de faza este dificila. De aceea în practica se prefera masurarea timpului de întârziere de grup (vezi § 2.2.2):

De obicei, la masurarea timpului de propagare de grup (TPG) nu se determina defazarea absoluta a oscilatiei de joasa frecventa, ci variatia relativa a fazei Δφ în functie de frecventa video, adica se masoara neuniformitatea caracteristicii de frecventa a timpului de propagare de grup (fig.23).

Principiul de modulatie stabilit pentru semnalul video - modulatie de amplitudine cu suprimarea partiala a benzii laterale inferioare (BLR) - constituie o cauza principala a aparitiei distorsiunilor liniare (deci si de faza).

Largimea de banda a semnalului video asa cum s-a aratat este de cca. 5-6 MHz. Pentru a putea amplifica uniform tot spectrul de frecvente video, atât la emisie cât si la receptie, este necesar ca toate circuitele prin care trece semnalul în timpul procesarii lui, sa aibe banda de frecventa liniara. De asemenea, pe tot parcursul semnalului, circuitele respective nu trebuie sa introduca distorsiuni de faza. În figura 39 este reprezentata schema structurala a parcursului semnalului video (caracteristicile de frecventa în diferitele etape pe care le parcurge semnalul) de la studio (sursa de semnal), la demodulatorul receptorului (utilizator).

Se observa ca banda video obtinuta de la sursa de semnal, cuprinde componenta continua (frecventa egala cu zero) pâna la o frecventa limita superioara f_lim. La emitator, dupa modularea în amplitudine si suprimarea benzii laterale inferioare, caracteristica de frecventa care se obtine este asimetrica fata de frecventa purtatoare f_purt. Daca receptorul TV ar avea circuitul de RF al demodulatorului liniar (asa cum stau lucrurile la un receptor radio pentru MA), dupa demodulare am observa distorsionarea caracteristicii de frecventa, în domeniul frecventelor joase.

Pentru întelegerea acestui proces, în fig. 40 s-au reprezentat caracterisiticile de frecventa în trei situatii diferite de transmitere a semnalului video, în functie de tipul demodulatorului.

În primul caz (fig. 40 a), se observa ca la transmisia cu ambele benzi laterale (BLD) semnalul de videofrecventa se reface corect daca demodulatorul are caracteristica de amplitudine-frecventa liniara în toata banda de emisie. Reprezentarea s-a facut alegând originea axelor la frecventa purtatoare si pentru ordonate s-au luat puterile, care se împart fata de cea din domeniul video original, în mod egal în cele doua benzi laterale. (În televiziune acest caz nu este utilizat deoarece ar însemna sa se transmita o banda de frecventa de 11-13 MHz ceea ce practic este deosebit de dificil).

Pentru transmiterea cu BLR (cazul întâlnit în practica) nu mai este suficienta doar o caracterisitica liniara, cu frecventa de acord aleasa în centru (fig. 40 b). În acest caz se observa ca, contributia benzii laterale inferioare, care nu este transmisa în întregime, conduce la redarea incorecta a domeniului frecventelor video. Componentele de joasa frecventa din spectru sunt favorizate (accentuate) si astfel apar distorsiuni.

Eliminarea aparitiei distorsiumilor la redare, se obtine prin utilizarea în demodulator a unei caracteristici cu atenuare progresiva (cu variatie liniara) în jurul frecventei putatoare de imagine. În aceste conditii, redarea componentelor semnalului de videofrecventa este corecta (fig. 40 c). Asadar, o conditie este ca amplificatorul sa aiba la o frecventa egala cu frecventa purtatoare de imagine o atenuare de ˝ = 0,5 (respectiv, de -6 dB = -20 log 2). Înclinarea caracterisiticii în acea zona nu trebuie sa fie nici prea mare, pentru a nu pierde ceva din banda laterala inferioara si nici prea mica, pentru a nu ramâne cu neuniformitati în spectru. Aceasta panta a caracteristicii se mai numeste flancul Nyquist (cercetator care s-a ocupat de aceasta problema).

Parametri tehnici ai unui demodulator de masura TV, difera de ai unui receptor obisnuit numai în ceea ce priveste limitele tolerantelor formelor caracteristicii de frecventa si ai caracteristicii de faza (respectiv timpul de întârziere de grup). Parametri demodulatoarelor de masura sunt stabiliti de CCIR prin norme tehnice.

Pentru a se face mai bine întelese consecintele alegerii modului de functionare al unui emitator cu MA - BLR si demodulator cu flanc Nyquist, se va analiza caracteristica de frecventa si diagramele vectoriale rezultate.

Analiza se face plecând de la premiza ca toate etajele video si modulatorul din compunerea emitatorului, precum si etajele de radiofrecventa (RF) au caracteristica amplitudine-frecventa liniara.

În figura 41 a este reprezentat spectrul de frecventa rezultat ca urmare a modularii în amplitudine si care consta din cele doua benzi laterale. Banda laterala inferioara este partial suprimata (linie punctata), iar banda laterala superioara (1) si un rest din banda laterala inferioara, deci ceea ce se transmite, sunt hasurate. De asemenea, cu linie punctata (2) (în interiorul benzii hasurate) este marcata caracteristica de frecventa a demodulatorului (sau a receptorului).

q       Concluzii

1). Transmiterea semnalelor video cu modulatie de amplitudine si cu rest de banda laterala (BLR), constituie principala cauza a distorsiunilor de faza, în special determinate de asimetria benzii în raport cu frecventa purtatoare de imagine (f_imag) (fig. 42 a).

2). Caracteristica de faza a canalului de transmisie a semnalului TV este practic liniara într-un domeniu larg de frecvente în banda de trecere si este distorsionata numai la extremitatile ei (fig. 42 b). În consecinta, acestei distorsiuni de faza îi corespunde o variatie însemnata de TPG (fig. 42 c). Daca s-ar fi transmis o banda simetrica în raport cu frecventa purtatoare fara reducerea unei benzi laterale, atunci purtatoarea ar fi "cazut" în centrul benzii de trecere a canalului de imagine. În acest caz distorsiunile de faza ar fi aparut numai la frecvente înalte. Prin urmare nesimetria benzii în raport cu frecventa purtatoare (din cauza suprimarii unei benzi laterale), deplaseaza purtatoarea fata de centrul acesteia situând-o în zona de distorsiuni mari de faza ale semnalului. Aceasta conduce la aparitia distorsiunilor de faza în domeniul frecventelor joase ale semnalului video. Componentele de înalta frecventa ale semnalului video se distorsioneaza ca urmare a neliniaritatii caracteristicii de faza, în marginea opusa a benzii de trecere (spre purtatoarea de sunet).

3). În mod analog se explica distorsiunile si la receptorul TV (fig. 43). Astfel în domeniul frecventelor înalte, distorsiunile cresc din cauza taierii bruste a caracteristicii de frecventa. Consecinta este ca TPG-ul deviaza de la linia orizontala spre întârzieri mari.

Rezultatul distorsiunilor de faza se pun în evidenta foarte bine analizând raspunsul tranzitoriu la trecerea unui impuls prin circuitele de videofrecventa (fig. 45).

4). În emisia semnalelor cu BLR, apar distorsiuni de cuadratura (este o modulatie parazita de frecventa dependenta de gradul de modulatie si în general nu se considera necesara corectia lor), dar, apar si distorsiuni de faza. Ele sunt determinate tot de asimetria benzilor laterale în raport cu frecventa purtatoare si respectiv purtatoarea în raport cu banda de trecere a canalului de imagine. Iata cum se explica:

Vectorul rezultant A_rez poate fi descompus în doua componente (fig.44), una (A_c) în faza cu purtatoarea A₀, iar a doua (A_k) defazata în raport cu A_c cu 90⁰, adica se gasesc în cuadratura. Componenta în cuadratura caracterizeaza modulatia de faza, parazita.

Prezenta componentelor în cuadratura conduce la modificarea proportionalitatii între vectorii initiali si cel rezultant, ceea ce se reflecta pe semnal.

Modificarea formei survenite la semnalul video se numeste distorsiune de cuadratura. Întrucât distorsiunile de cuadratura depind de gradul de modulatie, marimea lor în transmiterea imaginii devin neînsemnate si de aceea ele nu se corecteaza.

Una din metodele de eliminare a distorsiunilor de cuadratura utilizate în mod curent, consta în utilizarea la receptie a detectiei sincrone.

Pentru atenuarea influentei distorsiunilor de faza, în canalul video se introduc corectoare numite corectoare de faza.

(Vezi anexa 2 - interpretarea erorilor de faza, si anexa 3 - curbele TPG)

4.3.2. Circuite de corectie a timpului de propagare de grup - TPG (fazei)

Asa cum s-a aratat, practic este comod ca distorsiunile de faza sa fie apreciate cu ajutorul caracterisiticii timpului de întârziere de grup - TPG. În acest caz, distorsiunile se determina prin abaterea timpului de întârziere de la o valoare constanta în banda de frecvente considerata.

În sistemul de TV - cu exceptia instalatiei fider-antena - se poate considera ca între caracteristicile amplitudine-frecventa si faza-frecventa exista o legatura univoca. Forma caracteristicii amplitudine-frecventa, cu pante destul de abrupte, precum si principiul de transmitere cu suprimarea partiala a uneia din benzile laterale, face ca neliniaritatile caracteristicilor faza-frecventa si a timpului de întârziere sa fie principial inevitabile.

Precorectorul de faza realizeaza o uniformizare a caracteristicii timpului de întârziere de grup a sistemului.

Practic, aceasta corectie se realizeaza atât în videofrecventa la unele emitatoare, cât si în frecventa intermediara la emitatoarele la care moduatia se face la acest nivel de frecventa.

Precorectia de faza trebuie realizata astfel, încât sa influenteze numai asupra caracteristicii timpului de întârziere de grup si sa nu afecteze caracteristica amplitudine-frecventa. De aceea, în precorectorul de faza se folosesc circuite trece tot. Modulul coeficientului de transmisie al unor asemenea circuite este constant la toate frecventele, iar caracteristica lor de faza variaza în functie de parametri schemei.

În realizarea precorectorului de faza se tine seama si de valoarea medie a distorsiunilor introduse de receptor la frecvente înalte. În felul acesta, se evita folosirea unor elemente corectoare de faza în receptoare, ceea ce ar duce la complicarea schemei acestora si la ridicarea pretului lor de cost.

Principiul de realizare a corectiei

Corectia TPG se realizeaza prin conectarea în lantul semnalului video de circuite care mentin constanta întârzierea frecventelor din banda transmisa. Aceste circuite sunt fie pasive, fie active. Desi circuitele pasive sunt mai simple, se prefera utilizarea circuitelor de corectie active pentru faptul ca eficacitatea lor este mai mare.

Corector cu circuite pasive

Un exemplu de circuit de corectie pasiv este dat în figura 46. În figura 46 A, celulele de corectie sunt circuite în T; a si b produc o mare întârziere si din acest motiv se folosesc la frecventele medii din banda, iar cea din c prezinta întârziere mica si se foloseste la frecvente joase. Circuitele pasive de întârziere, se conecteaza în serie (fig.46 B). Numarul lor este dependent de cerintele tehnice pentru emitatorul respectiv. De regula, ele sunt în numar de 6 sau10. Caracteristica din figura 46 C prezinta urmatoarele date: curba 1 (linie întrerupta) reprezinta variatia TPG a emitatorului necorectat împreuna cu demodulatorul de masura (sau a receptorului TV); curba 2 reprezinta variatia TPG a corectorului în ansamblu, iar curba 3 este rezultatul însumarii dintre curbele 1 si 2. Curbele din partea inferioara a figurii 46 C, redau întârzierile circuitelor individuale în functie de frecventa. Astfel de circuite se utilizeaza foarte rar în prezent. Motivul este legat pe de o parte de faptul ca nu satisfac pe deplin cerintele tehnice impuse emitatoarelor, iar pe de alta parte, realizarea practica prezinta dificultati cauzate de influentele mutuale produse între componente (bobine si condensatoare) si în plus apar pierderi în celule. Corectoare de TPG cu circuite active principiul de functionare) Principiul de functionare al corectoarelor active va fi descris în continuare pe figura 47. Semnalul de intrare U0 se ramifica pe doua cai paralele dupa care se reuneste în sumator (fig. 47 a). În ramura A semnalul U1 este atenuat cu 6 dB (50%) fara a i se modifica faza. În ramura B semnalul (U2) pentru început trece printr-un inversor de faza, unde faza se schimba cu 1800, iar apoi trece printr-un circuit rezonant LC al carui factor de calitate se poate regla cu potentiometrul R. La frecventa de rezonanta ω0 a circuitului LC, tensiunile U1 si U2 vor fi în opozitie de faza, însa |U1| = 0,5 |U |. Prin urmare tensiunea rezultanta U va fi în opozitie de faza si egala ca amplitudine cu tensiunea U1. La modificarea frecventei semnalului de intrare U0, faza si amplitudinea tensiunii U1 va ramâne neschimbata. Tensiunea U2 va fi mereu în opozitie de faza cu cea de la intrare (respectiv cu U1) si de doua ori mai mare ca amplitudine. Faza si amplitudinea tensiunii la iesirea circuitului LC se va modifica în functie de frecventa ω a semnalului de intrare. Astfel vârful vectorului care reprezinta tensiunea la iesirea circuitului LC, descrie un cerc (cel din dreapta în fig. 47 b). Deoarece vectorul U1 nu-si modifica pozitia, suma vectoriala (U3) U = U1+U'2; U"3 = U1+U"2; U = U1+U"'2 va descrie de asemenea un cerc cu începutul vectorului în centru (fig. 47 b, cercul din stânga). Aceasta înseamna ca tensiunea de iesire U3 îsi va mentine amplitudinea constanta, însa are o deviatie de faza care variaza de la 0 la 3600 la modificarea frecventei de la 0 la , ceea ce corespunde caracteristicilor unui circuit trece tot. Marimea întârzierii si forma TPG a unei celule se determina prin alegerea la reglaj a factorului de calitate (fig. 47 c) cu ajutorul potentiometrului R. Cu asemenea circuite se obtine o anumita întârziere (Δ ), care va trebui sa fie constanta în întreaga banda. Astfel de circuite sunt usor de reglat pe frecventa si se utilizeaza atât în videofrecventa cât si la frecvente mai înalte. Practic, astfel de circuite de corectie contin un numar de celule identice din punct de vedere al principiului de functionare, difera doar în ceea ce priveste frecventa de lucru a acestora. Numarul de celule utilizate în mod curent este de sase. Schema bloc a unui corector format din sase celule este prezentat în figura 48. Fiecare din celulele componente ale corectorului de TPG dispuse în serie este acordat pe câte o frecventa, astfel încât sa cuprinda întreaga banda video. Se are în vedere asigurarea polaritatii semnalului la iesirea corectorului. Corectoul este prevazut si cu posibilitatea de ocolire a celulelor. Pentru o functionare corecta este obligatorie mentinerea adaptarii impedantelor de intrare/iesire. Scheme de corectoare de TPG Corectoarele de TPG sunt de doua tipuri. Unul din ele vizeaza circuitele care proceseaza semnalul la nivel de videofrecventa (A), iar cel de al doilea tip (B) este utilizat în emitatoarele cu modulatie în FI. A) Pentru videofrecventa. În continuare vor fi prezentate câteva exemple din cele doua tipuri, în care va fi descrisa functionarea doar a câte unei singure celule de corectie. Principiul de actionare a restului de celule sunt analoage, între ele difera numai în ceea ce priveste frecventa de rezonanta pe care este acordat. Schema din figura 49 este a unui corector de TPG tipic pentru semnalul de videofrecventa, aici semnalul de la intrare se aplica repetorului pe emitor T1, din emitorul caruia semnalul se ramifica spre circuitul de corectie de faza R3, R4, L1, C2, C3 si apoi spre baza tranzistorului T2 a amplificatorului diferential format din tranzistorii T2 si T3. Simultan însa, semnalul se aplica si divizorului R11, R12 (în paralel cu R14) si R13. În circuitul de colector al lui T2 e conectata bobina L2 cu ajutorul careia se uniformizeaza caracteristica de frecventa la frecvente înalte. Din colectorul tranzistorului T2 semnalul cu polaritate inversata se aplica repetorului pe emitor T4, care de fapt separa o celula de cealalta. Din emiterul lui T4 semnalul se aplica celulei urmatoare. Actionarea semireglabilul R3 serveste la stabilirea marimii timpului de întârziere de grup, iar prin actionarea lui R12 se regleaza neuniformitatea la o valoare minima a amplitudinii caracteristicii de frecventa (corectia finala se face prin reglarea trimerului C4). Circuitele de rezonanta L1, C2, C3 sunt în acest caz, acordate pe frecvente cuprinse între 0,8 si 4,8 MHz la diferente de 0,8 MHz (0,8; 1,6; 2,4; 3,2; 4,0; 4,8). Pentru reglajul TPG în întreaga banda, se alege ca referinta frecventa de 0,8 MHz. În acest caz elementul activ este un amplificator operational (AO), reglajele sunt asemanatoare cu cele din figura 49. La iesirea din amplificator, semnalul va fi suma tensiunilor aplicate celor doua intrari (inversoare si neinversoare).

O schema asemanatoare a unei celule de TPG este prezentata în figura 50.

Fig. 50. Celula corectoare a timpului de întârziere de grup realizata cu amplificator operational

Componentele din schema marcate cu ( ) difera ca valoare de la celula la celula, în functie de frecventa la care lucreaza.

B) În frecventa intermediara. Emitatoarele la care modulatia se produce în frecventa intermediara, corectarea TPG se face dupa ce semnalul video moduleaza în amplitudine o frecventa înalta de ordinul 30-40 MHz. Schema bloc a emitatorului a fost analizata (§ 4.1) si prezentata în figura 32.

În acest caz, al unui semnal modulat în amplitudine, corectia TPG vizeaza anvelopa semnalului video suprapus pe frecventa intermediara (care poate fi considerata în prima analiza ca o frecventa purtatoare). Dupa modulare forma caracteristicii de frecventa este data de filtrul de banda SAW.

Pentru egalizarea timpului de propagare de grup, se foloseste un corector adecvat acestui domeniu de frecventa. Exista o perfecta similitudine în ceea ce priveste principiul de functionare între cele doua tipuri de corectoare (cu corectorului prezentat în fig. 47). Diferenta consta în usurinta cu care se face corectia, dat fiind, ca în acest caz se opereaza cu o frecventa înalta, iar circuitele oscilante ale corectorului nu au de aceasta data un factor de calitate (Q) ridicat, motiv pentru care permite acordul într-o banda mai larga de frecvente.

Schema unei celule de corectie a TPG functionând în frecventa intermediara este prezentata în figura 51.

Tranzistorul T₁ este un amplificator de separare al celor doua cai ale semnalului analizate pe circuitul echivalent din figura 47 a. Din colector semnalul defazat cu 180⁰, trece prin circuitul oscilant L₁C₆, acordat pe frecventa centrala în jurul careia se realizeaza corectia. Cea de a doua cale este cea în care semnalul este aplicat direct prin R₁₉, C₈ în baza tranzistorului T₃. Tranzistoarele T₂ si T₃ prezinta la intrare o impedanta ridicata si functioneaza ca sumator al semnalelor de pe cele doua cai.

Dioda PIN, D₁, prezinta o rezistenta variabila în functie de tensiunea de polarizare care se ajusteaza cu potentiometrul P₂. Cu acest potentiometru se stabileste marimea (nivelul) corectiei timpului de întârziere de grup si se ajusteaza factorul de calitate Q al circuitului oscilant derivatie L₁, C₆ prin conectarea în paralel a rezistentei R₈ prin C₄.

Nivelul de radiofrecventa în colectorul tranzistorului T₁ este cu 6 dB mai mare decât cel transmis prin C₄. La bornele circuitului oscilant tensiunea este maxima la frecventa de rezonanta si opusa ca faza fata de tensiunea de pe calea directa. În jurul frecventei de rezonanta tensiunea la bornele circuitului oscilant are faze diferite iar ca marime, este mai mica decât la frecventa de rezonanta (vezi diagrama vectoriala fig. 47).

Reglajul fin al amplitudinii si fazei tensiunii de la bornele circuitului oscilant se realizeaza cu ajutorul potentiometrului P₁ si cu trimerul C₉ astfel încât în final caracteristica de amplitudine-frecventa sa fie constanta în întreaga banda.

În figura 52 sunt prezentate curbele corectate pentru TPG ( ) si caracteristica de frecventa folosind doua celule corectoare într-un emitator cu modulatie în frecventa intermediara.

Fig. 52. Caracteistica TPG si amplitudine-frecventa pentru doua celule de corectie.

C) Corector de faza în video

Corectorul din figura 52 a, se bazeaza pe un principiu asa numit cu atenuare constanta. Principalul avantaj consta în faptul ca ajustarea potentiometrelor de reglaj pentru corectia fazei nu afecteaza caracteristica amplitudine-frecventa.

Fig. 52 a. Circuitele echivalente ale corectorului de TPG

În fig. 52 a 1) se vede ca intrarea este simetrica în timp ce iesirea este asimetrica. Impedanta interna din punct de vedere al semnalului de intrare (U_intr) trebuie sa fie foarte joasa, în timp ce impedanta de iesire din punct de vedere al semnalului de iesire (U_ies) trebuie pe cât posibil, sa fie mare pentru a nu afecta simetria de la intrarea celulei.

Folosind componenete active este posibila realizarea unei celule "trece tot" ca cea din fig. 56 a 2).

Alegând valori corespunzatoare pentru elementele de circuit,se demonstreaza matematic ca faza depinde de impedanta circuitului rezonant derivatie LC.

Corectoul de TPG este realizat din sase celule absolut identice (în fig. 56 b sunt prezentate doar doua dintre ele), foloseste amplificatoare operationale, iar componentele care determina frecventa ori întârzierea, difera din punct de vedere al valorii (marcate

Functiile elementelor de reglaj sunt marcate în schema.

Potentiometrul P1 este utilizat pentru îmbunatattirea caracteristicii amplitudine-frecventa, iar condensatorul variabil Ct egalizeaza timpul de tranzit între doua celule. Efectul lor se vede în figura de jos.