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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.
////
////
////
////
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////////////
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