AZ ÁTVITELI CSATORNA.

Az előadások a következő témára: "AZ ÁTVITELI CSATORNA."— Előadás másolata:

1 AZ ÁTVITELI CSATORNA

2 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.

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

4 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)

5 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

6 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)

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

8 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.

9 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)

10 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

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

12 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.

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

14 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

15 Jellegzetes nemlineáris átviteli karakterisztikák
Ábrák Másodfokú Szakaszosan lineáris exponenciális

16 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)

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

18 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)

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

20 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.

21 Intermodulációs torzítás vizsgálata

22 Közelfrekvenciás mérőjeles vizsgálat
Keskenysávú, szelektív átviteli rendszerek mérésére:

23 KESKENYSÁVÚ VIZSGÁLAT