Post on 12-Nov-2014
description
Radiación y Radiocomunicación II 1
Radiación y Radiocomunicación II 2
Radiación y Radiocomunicación II 3
Medida de la distorsión
Dado un sistema cuya respuesta ideal es x(t) En realidad se obtiene una señal diferente y(t). Se define el error como e(t)=y(t)-x(t) Se define la distorsión como la relación de las
potencias medias de error y de señal.
y
e
P
P
ty
teD
)(
)(2
2
Radiación y Radiocomunicación II 4
Formas de distorsión
Distorsión lineal. Distorsión de amplitud. Conversión FM-AM Linealidad de fase. Filtros y medios de
propagación dispersivos Ecos y reflexiones múltiples. Propagación
con multitrayecto.
Radiación y Radiocomunicación II 5
Canal sin distorsión
jj GeGeH )()(
H()
Banda de trabajo
Distribución espectral de la señal
Respuesta de fase
Respuesta de amplitud
Canal sin distorsión. y(t)=G x(t-) La respuesta es lineal e invariante con el tiempo La respuesta en amplitud es constante con . La respuesta en fase es lineal con .
Radiación y Radiocomunicación II 6
Distorsión de amplitud. FM-AM.
0
010
)()(
GGH
H()
Banda de trabajo
G0
Respuesta de amplitud
La respuesta espectral varía en amplitud con la frecuencia. La modulación PM/FM genera una modulación AM. La modulación AM genera una modulación PM/FM
Radiación y Radiocomunicación II 7
()
Banda de trabajo
Distorsión lineal en TV color
()
Banda de TVColor
Distorsión de fase. Retardo no uniforme.
d
d )(
Tiempo de retardo de grupo
Respuesta de fase
)(0)( jeGH
Radiación y Radiocomunicación II 8
Distorsión en tiempo de retardo El tiempo de retardo no es el mismo para las
diferentes componentes del espectro. El retardo es mayor para la subportadora de color. Se compensa con una predistorsión en el transmisor.
Radiación y Radiocomunicación II 9
Distorsión lineal por ecos. Ecos y reflexiones múltiples
y(t)=G [k1x(t-1)+ k2x(t-2)+ k3x(t-3)…] Debidos a propagación multitrayecto o reflexiones
por desadaptaciones. Afecta fundamentalmente a transmisiones en
banda ancha Es posible ecualizar la señal eliminando ecos Problemático en telefonía digital (distorsión
variable con el tiempo) Sistemas de ecualización adaptativos Antenas con diversidad en espacio
Radiación y Radiocomunicación II 10
Distorsión por ecos
|H()|
t
f(t)
Respuesta temporal Respuesta espectral
Tiempo de retardo
Ecos de la señal de entrada
Respuesta en amplitud
Respuesta en fase
Provocan rizado en las respuestas de amplitud y fase Afecta fundamentalmente a transmisiones en banda
ancha y digitales
Radiación y Radiocomunicación II 11
Ecualizador. Cancelador de ecos
Receptor RAKE
AmplitudxR3
+
t
f(t)
Señal principal
Ecos
Ecualización de ecos
AmplitudxR2
Receptor principal
Retardo
3
Retardo
2
Retardo
1-
Un receptor rake es un receptor de telecomunicaciones diseñado para paliar los efectos de la dispersión multicamino en un enlace de comunicaciones móviles. Lo consigue con varios sub-receptores levemente retrasados para sincronizar las componentes individuales de la trayectoria multicamino
Radiación y Radiocomunicación II 12
Formas de distorsión
Distorsión no lineal. Saturación Distorsión armónica. Intermodulación de tercer orden con dos tonos. Intermodulación de tercer orden con N tonos. Distorsión no lineal en señales moduladas.
Radiación y Radiocomunicación II 13
Radiación y Radiocomunicación II 14
Distorsión no linealFunción de transferencia polinómica de 3er orden
tAv 01 cos
...313
212
112
vk
vk
vkv
...3cos4
2cos2
cos4
3
2
...coscoscos
0
33
0
22
0
23
1
22
033
3022
2012
tAk
tAk
tAAk
kAk
tAktAktAkv
Saturación ArmónicosContinua
Radiación y Radiocomunicación II 15
Distorsión no lineal. Saturación. Punto de compresión de 1 dB (P1dB) Potencia máxima a la salida
Pin(dBm)
1dB
P out(d
Bm
)
P1dB
Psat
1dB1dB
G(dB)
1dB dBdBmPdBmP
k
kP
k
kP
dBsat
sat
dB
32.2
099.0
058.0
1
3
31
3
31
1
Potencia de salida
Ganancia
Radiación y Radiocomunicación II 16
Distorsión no lineal. Armónicos. Distorsión armónica
La saturación provoca la aparición de armónicos de la señal de entrada
Se eliminan por filtrado (banda estrecha) Se mide en % de la tensión eficaz del armónico
respecto a la tensión de salida o en dB Corrección para un nivel de salida diferente
N
REF
oANAN P
PPP
0
N
REF
oANAN P
PPP
0
tAk
tnAk nn
01
0
cos
cos
dBmPdBmPNdBmPdBmP refoANAN 0
Radiación y Radiocomunicación II 17
Radiación y Radiocomunicación II 18
Intermodulación 3er orden : 2 tonos
tA
tAv
2
11
cos
cos
tA
tAv
2
11
cos
cos
...2cos2cos4
3
coscos
3cos3cos4
2cos2cos2
coscos4
3...
2121
33
21212
2
21
33
21
22
21
33
12
ttAk
ttAk
ttAk
ttAk
ttAk
Akv
...2cos2cos4
3
coscos
3cos3cos4
2cos2cos2
coscos4
3...
2121
33
21212
2
21
33
21
22
21
33
12
ttAk
ttAk
ttAk
ttAk
ttAk
Akv
...313
212
112
vk
vk
vkv
Radiación y Radiocomunicación II 19
Distorsión no lineal. Intermodulación.
Intermodulación de tercer orden con dos tonos
S(f)
f
f 1 f 2
2f2-f
1
2f1
-f2
f 2-f
1
f 2+
f1
2f2
2f1
3f1
3f2
2f2
+f
1
2f1+
f2
Productos de intermodulación en la banda de interés
Radiación y Radiocomunicación II 20
Intermodulación de tercer orden. Dos tonos.
Pin(dBm)
P out(d
Bm
)
I 3 (dB
m)
1dB1dB
3dB
1dB
PI3
P out
I 3
Radiación y Radiocomunicación II 21
Intermodulación de tercer orden. Dos tonos.
P0 Potencia total de las señales en la salida.
I3 Potencia asociada a los productos de intermodulación3
03 CPI
2
3
3 30
PI
PI
2
03
0 3
P
PI
I
P
23
1
PIC 330 PIIP
Para P0= PI3 (Punto de intersección de tercer orden)
C Representa uno de los TONOS
Radiación y Radiocomunicación II 22
Intermodulación de tercer orden. Dos tonos.
Para potencias expresadas en unidades logarítmicas: P0 (dBm) Potencia total de las señales en la salida.
I3 (dBm) Potencia asociada a los productos de intermodulación PI3 (dBm) Punto de intersección de tercer orden
)(32)(3)( 03 dBmPIdBmPdBmI
)()(32)( 03
0 dBmPdBmPIdBI
P
Radiación y Radiocomunicación II 23
Ejercicio
Radiación y Radiocomunicación II 24
Ejercicio
Preamplificador.Punto de cruce 20 dBmGanancia 15 dBBanda 88 a 110MHz
Filtro RFAncho de banda 2 MHzFrec. Central Sintonizable
ConversorPunto de cruce 15 dBmGanancia -7 dB
Filtro FIFrec. Central 10.7MHzBanda 200kHz
Amplificador FIGanancia 40 dB f
S(f)Interferencias
0.5 MHz
G = 15dBB = 88 a 110 MHz
B = 2MHzfo= RF
FI = 10.7MHzB=200kHz
G = -7dB G = 40dB
FOL=RF-10.7MHz
Ptono = - 40 dBm
Radiación y Radiocomunicación II 25
Mezclas del tipo (2f1-f2), (f1+f2-f3)
Intermodulación de tercer orden. N tonos
S(f)dB
f
Productos de intermodulación en la banda de interés
(C/I)dB
Radiación y Radiocomunicación II 26
Mezclas del tipo (2f1-f2), (f1+f2-f3)
N elevado
Intermodulación de tercer orden. N tonos
2
0
2 23)2)(1(6
NN
PPI
NNN
IC
2
0
2 23)2)(1(6
NN
PPI
NNN
IC
Las ecuaciones anteriores están en relación de potencias, NO en dB.
En el caso de que todos los tonos tienen la misma potencia de entrada C: uno de ellos y I: Potencia de total de los productos de íntermodulación que coincidan con el tono en frecuencia
N: Numero de tonos
2
0
13
61
PPI
IC
2
0
13
61
PPI
IC
Radiación y Radiocomunicación II 27
Mezclas del tipo (2f1-f2), (f1+f2-f3)
N elevado
Intermodulación de tercer orden. N tonos
2
0
2 23
)2)(1(6log10
N
N
P
PI
NN
NdB
I
C
2
0
2 23
)2)(1(6log10
N
N
P
PI
NN
NdB
I
C
dBP
PIdB
I
C81
3log20
0
dB
P
PIdB
I
C81
3log20
0
Radiación y Radiocomunicación II 28
)()(32)( 03
0 dBmPdBmPIdBI
P
2
0
13
61
PPI
IC
2
0
13
61
PPI
IC
Radiación y Radiocomunicación II 29
Distorsión no lineal en señales moduladas.
Distorsión en señales moduladas Afecta a las modulaciones de amplitud
)(cos)(
4
)(3)( 0
23
12 tttAtAk
ktv
)(cos)(
4
)(3)( 0
23
12 tttAtAk
ktv )(cos)( 01 tttAv )(cos)( 01 tttAv
...313
212
112
vkvk
vkv AM se distorsionaFM no se distorsiona
Componente Continua Fundamental Armónicos
Radiación y Radiocomunicación II 30
Transmodulación
...313
212112 vkvkvkv
tB
ttmXAv
2
11
cos
cos)(1
tB
ttmXAv
2
11
cos
cos)(1
...cos4
)()(213...
...cos4
)(13...
2
2223
1
2
223
12
tBtXmtmXAk
k
tBtmXAk
kv
...cos4
)()(213...
...cos4
)(13...
2
2223
1
2
223
12
tBtXmtmXAk
k
tBtmXAk
kv
BA
2
Radiación y Radiocomunicación II 31
Transmodulación tB
ttmXAv
2
11
cos
cos)(1
tB
ttmXAv
2
11
cos
cos)(1
BA
S(f)dB
f
(C/I)dB
Banda de modulación
f1
Filtro de salida
f2
Transmodulación
Radiación y Radiocomunicación II 32
Conversión AM-PM
Conversión AM-PM La fase de la función de transferencia
depende de la amplitud de entrada. Típica de amplificadores en TWT. Se modela en grados por decibelio.
)(),()(
)(*),()(
112
112
vvHv
tvvtHtv
Radiación y Radiocomunicación II 33
Radiación y Radiocomunicación II 34
Radiación y Radiocomunicación II 35
Radiación y Radiocomunicación II 36
Radiación y Radiocomunicación II 37
Radiación y Radiocomunicación II 38
Radiación y Radiocomunicación II 39
Radiación y Radiocomunicación II 40
Radiación y Radiocomunicación II 41
Radiación y Radiocomunicación II 42
Radiación y Radiocomunicación II 43
Radiación y Radiocomunicación II 44
Radiación y Radiocomunicación II 45
Radiación y Radiocomunicación II 46
Radiación y Radiocomunicación II 47
Radiación y Radiocomunicación II 48
Ejemplo
Radiación y Radiocomunicación II 49
CAPÍTULO 2. Procesos de distorsión y ruido en RF 2.1. Características de la distorsión 2.2. Distorsión lineal
Distorsión de amplitud Linealidad de fase. Medios dispersivos Ecos y reflexiones múltiples 2.3. Distorsión no lineal. Modelo polinómico Saturación y distorsión armónica Intermodulación de tercer orden con dos tonos Procesos no lineales en cascada Intermodulación de tercer orden con N tonos 2.4. Distorsión no lineal en señales moduladas Transmodulación Conversión AM-PM Ruido generado por un dipolo Ruido en un cuadripolo Ruido equivalente de una cadena de cuadripolos2.5 Ruido generado por un dipolo Ruido en un cuadripolo Ruido equivalente de una cadena de cuadripolos
Ejercicios propuestos