AZ ÁTVITELI CSATORNA

Jelátvitel Az információt a jel időbeli alakja hordozza. Cél: az átviteli út a jel időbeli alakját ne változassa meg. (Torzításmentes jelátvitel) Ideális csatorna: torzításmentes Jelátviteli csatorna: Bármely jelátviteli hálózat Bármely jelátvivő rendszer Bármely aktív, passzív áramkör, stb.

Műsorátviteli csatorna Modulált jel Modulált jel Információ kódoló Csatorna kódoló (Adó modulátor) Csatorna Csatorna dekódoló (Vevő demodulátor) Információ dekódoló Műsor átviteli csatorna Átviteli rendszer

Általános csatorna modell Négypólus modell Átviteli függvény: y=h(x) Feltételezzük, hogy a rendszer memóriamentes, időinvariáns. (be és kimeneti jelek összerendelési módja független az időeltolódástól) Valóságos átvitel során a hasznos jelhez zajok (külső, belső termikus), zavarok adódnak. (különválasztva tárgyaljuk) fbe(t)=f1(t) Átviteli csatorna fki(t)=f2(t)

Valós átviteli csatorna modell f1(t) + y=h(x) f2(t) fZ(t) Minden karakterisztika közelíthető Taylor sor első n tagjával. y=h(x)=a0+a1x+a2x²+a3x³+….anx n

Valós átviteli csatorna modell a0 a bemeneti jeltől nem függ, egyenkomponens a1x lineáris kapcsolat, a bemeneti jel konstanssal való szorzata a3, a4, a5, an nem lineáris kapcsolat Az átviteli csatorna általánosan modellezhető egy lineáris és egy nemlineáris szakasszal. További vizsgálat során sávhatárolt jeleket használunk ! Sávszélesség : ωB= ωmax- ωmin f1(t) + a1 a2,a3,a4,..an f2(t) fZ(t)

Átvitel vizsgálata A Φ ω ω Uki Ube Frekvencia függvényében Bemenő kimenő szintek függvényében (U vagy P) A Φ ω ω Uki Ube

Csatorna lineáris szakasza Def: Egy rendszer lineáris, ha a bemenetére adott gerjesztéshez lineáris transzformációval rendeli a kimenetet. y(t) =L{x(t)} n y=h(x)=a0+a1x+a2x²+a3x³+….anx és a0=0, a2=a3=…=an=0 de a1=0 akkor y(t)=a1x(t) ahol y(t) és x(t) tetszőleges periodikus vagy véletlenszerű időfüggvények.

Időtartomány =>Frekvenciatartomány Fouier transzformáció után Y(f)=K(f)X(f) ahol K(f) az átviteli karakterisztika a kimeneti f frekvenciájú állandósult állapotú szinuszos rezgés komplex amplitúdója K= ---------------------------------------------------------------------------------------------- a bemeneti f frekvenciájú állandósult állapotú szinuszos rezgés komplex amplitúdója K(f)=∫ k(t) e Áttérve körfrekvenciára ω K(ω)=A(ω)e +∞ -jωt -∞ JΦ(ω)

Hálózat modellje f1(t) A(ω) Φ(ω) f2(t) K(ω) átviteli csatorna lineáris ha az időtartományban érvényes függvénykapcsolat a bemenete és kimenete között: f2(t)=k f1(t-τ0) és k=konstans τ0 =konstans (időbeli eltolódás, mert megengedünk idővariancát is) Ugyanez a feltétel A(ω) = konstans d Φ(ω) Φ(ω)=lineáris => τ(ω) = -------- =konstans az ωB= ωmax- ωmin dt tartományban

Ábrázolva A Φ ωmin ωmax ω ω ωmin ωmax τ ω ωmin ωmax

A csatorna lineáris torzítása lineáris korrektorokkal kompenzálható. Ha az amplitúdó és a fázisfeltételek nem teljesülnek akkor a csatorna lineárisan torzít ! Lineáris torzítás az átvitelben nem jelent a kimeneten új összetevőket. A csatorna lineáris torzítása lineáris korrektorokkal kompenzálható. Korrektorok: Amplitúdó Fázis vagy futási idő A lineáris torzítás előállhat a csatorna különböző kódolású szakaszain. Az egyes szakaszok okozta torzítás, csak hasonló jellegű szakaszokban kompenzálható. (Ellenkező esetben nem végezhető el, vagy nemlineáris torzításhoz vezet!) Gyakorlati példák: URH FM műsorszórás preemfázis-deemfázis (szándékosan bevitt torzítás) TV vevők KF átviteli szakaszának fázishibája az adóoldali KF fokozatban kerül kompenzálásra.

Vizsgálati módszer Négyszög impulzus sorozattal Tetőesés – alacsony frekvenciás átvitelben lineáris torzítás Túllövés – magas frekvenciás átvitelben lineáris torzítás

A csatorna nem lineáris szakasza y=h(x)=a0+a1x+a2x²+a3x³+….anx a2, a3…an együtthatójú tagokkal leírt szakasz a hálózat nemlineáris szakasza. yn=hn(x)=a2x²+a3x³+….anx A hálózatban áthaladó jel lehet Periodikus, tetszőleges alakú az idő függvényében Véletlen változó (sztochasztikus) az idő függvényében A vizsgálatok során periodikus szinuszos jeleket használunk. f1(t) helyett u1(t)=U sin ωt A nemlineáris szakasz hatása nonlineáris torzítás. U2(t)=k U1(t-τ0) n

Jellegzetes nemlineáris átviteli karakterisztikák Ábrák Másodfokú Szakaszosan lineáris exponenciális

Nemlineáris torzítás fajtái Harmonikus torzítás Ube(t) a0,a1,a2,… Uki(t) Ube(t)=U1 cos ωt Nemlineáris torzítás esetén egy szinuszos bemenő jel is több szinuszos komponensre bomlik (harmonikusok)

Nemlineáris torzítás fajtái Harmonikus torzítás mérőszáma: Pharmonikus k= --------------------- Palap

Intermodulációs torzítás Általános modell: a csatorna bemenetére egynél több (most 2) szinuszos összetevőből álló jelet adunk. U1(t) + a0,a1,a2,a3,a4,..an Uki(t) U2(t)

Intermodulációs torzítás A kimenőjel végtelen sok koszinuszos jelből fog állni, új kombinációs termékek jelennek meg. Intermodulációs torzítás. Az egyes termékek amplitúdóját az 1 ai -------- 2 határozza meg. n-1

Intermodulációs torzítás vizsgálata Távolfrekvenciás vizsgálat, szélessávú rendszereknél: A csatorna nemlinearitása szintfüggő! Szélessávú rendszerek vizsgálatánál a kisebb frekvenciás jel nagy amplitúdójú, a normál kivezérlési szintnek megfelelő. A nagyobb frekvenciás jel kis amplitúdójú. Ez így még nem vezérli túl a csatornát, de ellenőrzi a kivezérlési tartomány alsó és felső határának környezetét. Az értékeléshez spektrumanalizátort használhatunk. A nemlinearitás egy amplitúdó modulációt hoz létre.

Intermodulációs torzítás vizsgálata

Közelfrekvenciás mérőjeles vizsgálat Keskenysávú, szelektív átviteli rendszerek mérésére:

KESKENYSÁVÚ VIZSGÁLAT