ecualizador de retardo de T en puente es un circuito de filtro de paso completo que utiliza una topología de T en puente, cuyo propósito es insertar un retardo constante (idealmente) en todas las frecuencias en la ruta de la señal. Es una clase de filtro de imagen .
Aplicaciones [ editar ]
La red se utiliza cuando se requiere que dos o más señales coincidan entre sí en algún tipo de criterio de temporización. El retardo se agrega a todas las demás señales para que el retardo total coincida con la señal que ya tiene el retardo más largo. En la difusión de televisión, por ejemplo, es deseable que la sincronización de los pulsos de sincronización de la forma de onda de la televisión de diferentes fuentes se alineen a medida que llegan a las salas de control del estudio o los centros de conmutación de la red. Esto garantiza que los cortes entre las fuentes no causen interrupciones en los receptores. Otra aplicación ocurre cuando el sonido estereofónico está conectado por línea fija, por ejemplo, desde una transmisión externaal centro de estudio. Es importante que el retardo se ecualice entre los dos canales estéreo, ya que una diferencia destruirá la imagen estéreo . Cuando las líneas terrestres son largas y los dos canales llegan por rutas sustancialmente diferentes, puede requerir muchas secciones de filtro para igualar completamente el retraso.
Operación [ editar ]
La operación se explica mejor en términos del cambio de fase que introduce la red. A bajas frecuencias, L es de baja impedancia y C 'es de alta impedancia y, en consecuencia, la señal pasa a través de la red sin cambio de fase. A medida que aumenta la frecuencia, el desplazamiento de fase aumenta gradualmente, hasta que, en cierta frecuencia, ω 0 , la rama de derivación del circuito, L'C ', entra en resonancia y hace que la derivación central de L se ponga en cortocircuito a tierra. . TransformadorLa acción entre las dos mitades de L, que se había ido haciendo cada vez más significativa a medida que aumentaba la frecuencia, ahora se vuelve dominante. El devanado de la bobina es tal que el devanado secundario produce un voltaje invertido al primario. Es decir, en la resonancia el cambio de fase es ahora de 180 °. A medida que la frecuencia continúa aumentando, el retardo de fase también continúa aumentando y la entrada y la salida comienzan a volver a la fase a medida que se acerca un retardo de ciclo completo. En frecuencias altas, L y L 'se aproximan a circuito abierto y C se aproxima a cortocircuito y el retardo de fase tiende a nivelarse a 360 °.
La relación entre el desplazamiento de fase (φ) y el retardo de tiempo (T D ) con la frecuencia angular (ω) viene dada por la relación simple,
Se requiere que T D sea constante en todas las frecuencias en la banda de operación. Por lo tanto, φ debe mantenerse linealmente proporcional a ω. Con la elección adecuada de los parámetros, el cambio de fase de la red se puede hacer lineal hasta aproximadamente 180 ° de cambio de fase.
Diseño [ editar ]
Los cuatro valores componentes de la red proporcionan cuatro grados de libertad en el diseño. Se requiere de la teoría de la imagen (ver la red de Zobel ) que la rama L / C y la rama L '/ C' son la dual de cada una (ignorando la acción del transformador) que proporciona dos parámetros para calcular los valores de los componentes. De forma equivalente, cada polo de transmisión , s p en el semiplano izquierdo del dominio s debe tener un cero coincidente, s z en el semiplano derecho, de manera que s p = - s z . [1] Un tercer parámetro se establece al elegir una frecuencia de resonancia, esto se establece en (al menos) la frecuencia máxima a la que se requiere la red para operar.
Hay un grado de libertad restante que el diseñador puede utilizar para linealizar al máximo la respuesta de fase / frecuencia. Este parámetro generalmente se establece como la relación L / C. Como se indicó anteriormente, no es práctico linealizar la respuesta de fase por encima de 180 °, es decir, la mitad de un ciclo, por lo que una vez que se elige una frecuencia máxima de operación, f m establece el retardo máximo que se puede diseñar en el circuito y es dada por,
Para fines de sonido de transmisión, a menudo se elige 15 kHz como la frecuencia máxima utilizable en las líneas terrestres. Por lo tanto, un ecualizador de retardo diseñado para esta especificación puede insertar un retardo de 33μs. En realidad, el retardo diferencial que podría requerirse para igualar puede ser de muchos cientos de microsegundos. Se requerirá una cadena de muchas secciones en tándem. Para fines de televisión, se puede elegir una frecuencia máxima de 6 MHz, que corresponde a un retraso de 83 ns. Nuevamente, se pueden requerir muchas secciones para ecualizar completamente. En general, se presta mucha más atención al enrutamiento y la longitud exacta de los cables de televisión porque se requieren muchas más secciones de ecualizador para eliminar la misma diferencia de retardo en comparación con el audio.
Aplicación plana superconductor [ editar ]
Las pérdidas en el circuito reducen el retraso máximo, un problema que se puede mejorar con el uso de superconductores de alta temperatura . Dicho circuito se ha realizado como una implementación planar de elementos concentrados en película delgada con tecnología de microstrip . Las trazas son el superconductor de óxido de cobre y bario de bario y el sustrato es aluminato de lantano . El circuito es para uso en la banda de microondas y tiene una frecuencia central de aproximadamente 2.8 GHz y logra un retraso de grupo máximode 0.7 ns. El dispositivo funciona a una temperatura de 77 K. El diseño de los componentes corresponde al diseño que se muestra en el diagrama del circuito al principio de este artículo, excepto que las posiciones relativas de L 'y C' se han intercambiado para que C 'pueda Se implementará como una capacitancia a tierra. Una placa de este capacitor es el plano de tierra y, por lo tanto, tiene un patrón mucho más simple (un rectángulo simple) que el patrón de C, que debe ser un capacitor en serie en la línea de transmisión principal.
La referencia de intervalo de banda de Brokaw es un circuito de referencia de voltaje ampliamente utilizado en circuitos integrados , con un voltaje de salida de alrededor de 1.25 V con dependencia de baja temperatura. Este circuito en particular es un tipo de referencia de voltaje de intervalo de banda , llamado así por Paul Brokaw , el autor de su primera publicación. [1]
Al igual que todas las referencias de intervalo de banda independientes de la temperatura, el circuito mantiene una fuente de tensión interna que tiene un coeficiente de temperatura positivo y otra fuente de tensión interna que tiene un coeficiente de temperatura negativo. Al sumar los dos juntos, la dependencia de la temperatura se puede cancelar. Además, cualquiera de las dos fuentes internas se puede utilizar como un sensor de temperatura .
En la referencia de intervalo de banda de Brokaw, el circuito utiliza retroalimentación negativa (por ejemplo, un amplificador operacional ) para forzar una corriente constante a través de dos transistores bipolarescon diferentes áreas de emisor. Por el modelo Ebers-Moll de un transistor,
- El transistor con el área de emisor más grande requiere un voltaje de emisor de base más pequeño para la misma corriente.
- El voltaje base-emisor para cada transistor tiene un coeficiente de temperatura negativo (es decir, disminuye con la temperatura).
- La diferencia entre los dos voltajes de la base del emisor tiene un coeficiente de temperatura positivo (es decir, aumenta con la temperatura).
La salida del circuito es la suma de la diferencia de voltaje entre la base y el emisor con uno de los voltajes de la base y el emisor. Con las opciones de componentes adecuadas, los dos coeficientes de temperatura opuestos se cancelarán entre sí exactamente y la salida no tendrá dependencia de la temperatura.
Una brigada de cubetas o un dispositivo de brigada de cubetas ( BBD ) es una línea de demora analógica de tiempo discreto , [1] desarrollada en 1969 por F. Sangster y K. Teer de Philips Research Labs. Consiste en una serie de secciones de capacitancia C 0 a C n . La señal analógica almacenada se mueve a lo largo de la línea de condensadores , un paso en cada ciclo de reloj . El nombre proviene de una analogía con el término brigada de cubos , que se utiliza para una línea de personas que pasan cubos de agua.
En la mayoría de las aplicaciones de procesamiento de señales, las brigadas de cubetas han sido reemplazadas por dispositivos que utilizan el procesamiento de señales digitales , manipulando muestras en forma digital. Las brigadas de cubo todavía se ven en aplicaciones especializadas, como los efectos de guitarra .
Un conocido dispositivo de circuito integrado alrededor de 1980, el Reticon SAD-1024 [2] implementó dos líneas de retardo analógico de 512 etapas en un DIP de 16 pines . Permitía frecuencias de reloj que iban desde 1.5 kHz hasta más de 1.5 MHz. El SAD-512 era una única versión de línea de retardo. El Philips Semiconductors TDA1022 [3] también ofreció una línea de retardo de 512 etapas pero con un rango de velocidad de reloj de 5–500 kHz. Otros chips BBD comunes incluyen el Panasonic MN3005, [4] MN3007 [5] y MN3205, [6], siendo las principales diferencias el tiempo de retardo disponible.
En 2009, el fabricante del pedal de efectos de guitarra Visual Sound recomenzó la producción del chip MN3102 [7] y MN3207 [8] BBD diseñado por Panasonic que ofrece a la venta. [9]
A pesar de ser analógicos en su representación de muestras de voltaje de señal individuales, estos dispositivos son discretos en el dominio del tiempo y, por lo tanto, están limitados por el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon ; Tanto las señales de entrada como las de salida son generalmente filtradas en paso bajo . La entrada debe ser filtrada en paso bajo para evitar efectos de alias , mientras que la salida es filtrada en paso bajo para su reconstrucción. (Se utiliza un paso bajo como una aproximación a la fórmula de interpolación de Whittaker-Shannon ).
El concepto de dispositivo de brigada de cubo llevó al dispositivo de carga acoplada (CCD) desarrollado por Bell Labs .
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