Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4

DISTORSIONI NELLE TLC

• Distorsioni Lineari• Misura Distorsioni Lineari• Equalizzatore• Distorsioni non Lineari• Durata e larghezza di Banda Equivalente

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.1

DISTORSIONI NELLE TLC

CANALE IDEALE

Hci

x t y t

H K e H ecij t

cij 0

Hci

K

2

04

t0

Hci

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.2

DISTORSIONI

CANALE IDEALE : ALLA PEGGIO AMPLIFICA/ATTENUA E RITARDA.

NEI CANALI REALI AVREMO INVECE :

• DISTORSIONI DI AMPIEZZA

• DISTORSIONI DI FASE

HR

HR

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.3

DISTORSIONI LINEARI(RITARDO DI GRUPPO)

• AMPIEZZA NON COSTANTE

• FASE NON LINEARE

SPESSO PER LE DISTORSIONI DI FASE SI PARLA DI RITARDO DI GRUPPO

FASE LINARE =COSTANTE

g

d

d

g

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.4

DISTORSIONI NELLE TLC

FASE LINEARE RITARDO NEL TEMPO UGUALE SU TUTTE LE FREQUENZE

(LA FORMA DEL SEGNALE NEL TEMPO RIMANE INVARIATA)

MODULO COSTANTE ATTENUAZIONE/AMPLIFICAZIONE UGUALE SU

TUTTE LE FREQUENZE.

Fase canale “IDEALE”

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.5

DISTORSIONI DI FASE

POICHE’ PENDENZA FASE E’ PROPORZIONALE AL RITARDO NEL TEMPO

CONVIENE (A VOLTE) VEDERE LA DERIVATA DELLA FASE : RITARDO DI GRUPPO

IL RITARDO DI GRUPPO CI DICE QUANTO UNA FREQUENZA (O MEGLIO UN )

E’ RITARDATO RISPETTO AD ALTRI

PER “CANALI TELEFONICI” .

.

g

g ff

Per un filtro di canale telefonico che taglia tra 300 e 3400 Hz il ritardo di gruppo e’ del tipo mostrato in figura

g

1800300 3400

20msec

f Hz

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.6

DISTORSIONI DI FASE

FISICAMENTE SIGNIFICA RITARDARE DIVERSMANTE LE DIVERSE ARMONICHE.

NELLA TRASMISSIONE DATI LE DISTORSIONI DI FASE SONO DRAMMATICHE.

UN TEMPO ERA IMPORTANTE SOLO LA DISTORSIONE DI AMPIEZZA (BOBINE PUPIN)

ORIGINALE FASEAMPIEZZA

x t

t t t

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.7

MISURA DISTORSIONI LINEARI

DISTORSIONI DI FASE : USO UN “PACCHETTO’ DI FREQUENZE E VEDO

COME VENGONO RITARDATE UNA RISPETTO

ALL’ ALTRA.

IL CCITT HA DEFINITO QUALI SONO LE DISTORSIONI ACCETTABILI PER LA

TRASMISSIONE DI DIVERSI SEGNALI E DIVERSE APPLICAZIONI.

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.8

MISURA DISTORSIONI LINEARI

DISTORSIONI AMPIEZZA :

INGRESSO : SINUSOIDE A FREQUENZA VARIABILE.

SI OSSERVA COME VARIA L’ AMPIEZZA DELL’ USCITA ALLE DIVERSE FREQUENZE

(MISURA EQUIVALENTE/FREQUENZA)

A tcos0 y t

H 0

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.9

ES. MASCHERA PER ATTENUAZIONE :

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.10

ES. MASCHERA PER ATTENUAZIONE :

FACENDO RIFERIMENTO AD UN FILTRO DI CANALE CON RISPOSTA TRA 300 E 3400 Hz

SI HA :

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.11

EQUALIZZAZIONE

QUANDO UN CANALE REALE PRESENTA DELLE DISTORSIONI EQUALIZZAZIONE.

EQUALIZZATORE : S.L.T.I CHE “CONVERTE’ UN CANALE REALE IN UNO IDEALE

HK e

HEQ

j t

c

0

H H K e HEQ Cj t

io 0

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.12

EQUALIZZATORE

IN LINEA DI PRINCIPIO SAREBBE CORRETTO PENSARE AD UN EQUALIZZATORE DI

AMPIEZZA E UNO DI FASE.

OGGI SI RIESCE A FARE TUTTO INSIEME.

VENGONO USATI GLI EQUALIZZATORI A CELLE TRASVERSALI.

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.13

EQUALIZZATORE

A CELLE TRASVERSALI

t t x t

y t

C 1 C0 C1

Cit

: “PRESE” DI AMPLIFICAZIONE/ATTENUAZIONE

: LINEE DI RITARDO

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC 4.14

EQUALIZZATORE

A CELLE TRASVERSALI

PER DETERMINARE I PARAMETRI DELL’ EQUALIZZATORE POSSO IMPORRE CHE

PER 4 FREQUENZE SCELTE NEL CAMPO DELLE FREQUENZE DA

EQUALIZZARE VALGA :

1 2 3 4, , ,

H H K eEQ cj t 0

Laurea Ing EO/IN/BIO; 4.15

EQUALIZZATORE

A CELLE TRASVERSALI

y t C x t C x t t C x t t

Y C X C X e C X e

H C C e C e

j t j t

EQj t j t

1 0 1

1 0 12

1 0 12

2

PARAMETRI : C C C 1 0 1, , (GUADAGNI DI PRESA), t (CELLA DI RITARDO)

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC 4.16

EQUALIZZATORI ADATTATIVI

NELLA REALTA’ I CANALI SONO SPESSO TEMPO VARIANTI EQUALIZZATORI

ADATTATIVI .

CON TEMPORIZZAZIONI FISSE LA SORGENTE INVIA “SEQUENZE NOTE” SU CUI

L’ EQUALIZZATORE SI “ADATTA” NEL TEMPO. IN PARTICOLARE VARIA I GUADAGNI

DI PRESA (RITARDI SONO CIRCUITALMENTE DIFFICILI DA VARIARE)

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.17

ESEMPIO : DISTORSIONE MULTIPATH RADIOIL SEGNALE RICEVUTO SU UN’ ANTENNA y(t) PER EFFETTO DI 2 CAMMINI DIVERSI

(ECO) E’ DEL TIPO :

DOVE:

y t K x t t K x t t

H K e K e

K e Ke

cj t j t

j t j t

1 1 2 2

1 2

1

1 2

1 01

SI VUOLE AVERE t t1 2

t t t KK

K0 2 12

1

,

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.18

SI DEVE AVERE :

SE L’ ECO E’ PICCOLO SI PUO’ SCRIVERE :

QUINDI :

HKe

Ke K eEQU j tj t j t

1

11

0

0 02 2

.....

K 2 1

HKe

Ke K eEQU j tj t j t

1

11

0

0 02 2 .....

H Ke K e

C

C K

C KEQU

j t j t

1

10 02 2

1

0

12

t=t0

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.19

DISTORSIONI NON LINEARI

SE NEL CANALE CI SONO DEI DISPOSITIVI NON LINEARI (ES. DIODI, AMPLIFICATORI)

TUTTI I DISCORSI DI PRIMA SALTANO !!!

SI PARLA DI DISTORSIONI NON LINEARI .

I DISPOSITIVI NON LINEARI SONO CARATTERIZZATI CON UNA RELAZIONE IN/OUT :

IN

OUT

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.20

DISTORSIONI NON LINEARI

SOTTO L’ IPOTESI DI “PICCOLI SEGNALI” SI POSSONO FARE DELLE

LINEARIZZAZIONI DELLE CARATTERISTICHE IN/OUT. PIU’ IN GENERALE SI PARLA

DI : APPROSSIMAZIONE POLINOMIALE

y t a x t a x t a x t

Y a XaX X

1 22

33

12

2

....

....

Y

X

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.21

DISTORSIONI NON LINEARI

LE DISTORSIONI NON LINEARI PROVOCANO UN AUMENTO DI BANDA DOVUTO

ALLE CONVOLUZIONI IN FREQUENZA.

MISURA DISTORSIONI NON LINEARI :

x t t

y t a t at

a t t

cos

coscos

cos cos

0

1 0 20

32

0 0

1 2

2

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.22

MISURA DISTORSIONI NON LINEARI

DISTORSIONE DI SECONDA ARMONICA :

PER FARE UNA MISURA PIU’ COMPLETA SI PUO’ UTILIZZARE UN SEGNALE

D’ INGRESSO A 2 TONI :

SI VEDONO COSI’ I PRODOTTI DI “INTERMODULAZIONE” CIOE’ I CONTRIBUTI

y ta

t t

2

0 02 2.... cos cos

100

x t t t cos cos 1 2

cos cos 1 2t t

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.23

COMPENSAZIONE DISTORSIONI NON LINEARI

IDEA BASE : FARE “LAVORARE” IL DISPOSITIVO NON LINEARE DOVE PUO’

ESSERE CONSIDERATO LINEARE COMPANDOR

IL COMPANDOR RIDUCE LA DINAMICA DEL SEGNALE.

////

////

////

////

/

////////////

A>BA

B

IN

OUT

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.24

COMPENSAZIONE DISTORSIONI NON LINEARI

CON IL COMPANDOR CERCO DI PORTARMI IN “ZONA LINEARE”. A QUEL PUNTO

IL CANALE DIVENTA CARATTERIZZABILE IN UNA H() EQUALIZZATORE LINEARE.

L’ EXPANDOR EFFETTUERA’ L’ OPERAZIONE INVERSA DEL COMPANDOR.

x t y t Compandor ExpandorEqua.Canale

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC D.U. Ing EO 4.25

EXPANDOR

COMPANDOR ED EXPANDOR DEVONO ESSERE SEMPRE “ACCOPPIATI” CON UNA

RELAZIONE I/O OPPORTUNA (UNA E’ L’ INVERSA DELL’ ALTRA). LE RELAZIONI I/O

USATE IN PRATICA SONO DI TIPO LOGARITMICO-ESPONENZIALE.

IN

OUT

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC 4.26

DURATA E LARGHEZZA DI BANDA EQUIVALENTI

DATO UN IMPULSO x(t) SI DEFINISCONO DURATA EQUIVALENTE D E BANDA

EQUIVALENTE IN COME :

ASSUMENDO L’ ENERGIA DELL’ IMPULSO PARI A 1 SI HA :

B radsec

x t dt X d2 21

21

D

t x t dt

x t dt

B

X d

X d

2

2 2

2

2

2 2

2

(RAYLEIGH)

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC 4.27

MA :

E’ L’ ENERGIA DI E QUINDI :

D B t x t dt X d2 2 2 2 2 21

2

1

22 2

X d

xdx

dt

D B t x t dt x t dt t x t x t dt2 2 2 2 2 2 2 2

DB tx t x t dt tdx t dt

/1

22

DISUGUAGLIANZA DI SCHWARTZ

Laurea Ing EO/IN/BIO;TLC 4.28

QUINDI :

SI OTTIENE QUINDI :

SE SI USA f AL POSTO DI SI HA :

DB x t t x t dt

1

22 2

=0

DB 1

2DB f

1

4