Receptoare de Radio Si TV [PDF]

Zitiervorschau

Laboratorul 1 STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE Cuprins 1. Domenii de frecventa utilizate in Radiodifuziune (Radio si TV) 2. Emitatoare si receptoare de Radio 3. Emitatoare si receptoare TV 4. Antene pentru radiocomunicaţiile prin Radio si TV 5. Dispozitive de afisare

Obiective

Parcurgerea teoretică și practică a acestei unități de învatăre urmărește: Ø Aprofundarea cunoștințelor privind structura și parametri sistemelor de radio si de televiziune. Ø Identificarea blocurilor functionale in receptoarele de Radio si TV folosind schemele bloc si schemele electrice. Ø Vizualizarea și determinarea unor semnale si parametri caracteristici receptoarelor de Radio si de TV. Timpul mediu de pregatire

Timpul mediu pentru studiul problemelor teoretice și pentru întocmirea referatului este de 4 ore

Bibliografie: 1.Nicolae George, Oltean Ioan: Radiocomunicaţii. Caracteristici şi indici de calitate ai receptoarelor de radio şi de televiziune. Metode de măsurare. Ed. UTBv, 2003, ISBN 973-635-264-1 2. Nicolae George, Miron Liliana: Televiziune. Analog, Digital, Inalta definitie si 3D. Ed. AFA-Bv, 2016, ISBN 978-606-8356-44-0

1. Considerații teoretice 1.1. Legaturi de Radiodifuziune si Domenii de frecventa utilizate.

3 1

2 Emiţător

Unde radio Mediu de propagare

4 5

6 Receptor

Fig.1 Schema unei legături de radiodifuziune unidiectionale

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Tabelul 1. Domeniile de frecvență atribuite serviciului de radiodifuziune. Nr. Bandă și Simbol 4 - VLF 5 - LF 6 - MF 7 HF 8 - VHF

9 - UHF

Pentru Radio Unde

Analog

Digital

Banda

Da Da Da

-

-

UL UM US UUS–Low (68-87)MHz UUS-High (87-108)MHz Banda L (14521492)MHz

10 - SHF

* Pentru Televiziune

-

I (47-68)MHz B III TV (174230)MHz III (174- 230)MHz

Da

-

Analog Digital -

-

Da

-

Da

IV (470-606)MHz V (606-862)MHz

-

Da

-

-

Radioreleu și Satelit (10-40)GHz

-

Da

Tabelul 2. Domeniul de frecvență al semnalelor de modulatie (informație). Semnal modulator Banda de frecvență Vorbire (telefonie) 300Hz … 3400Hz Vorbire, muzică (radiodifuziune cu MA) 300Hz … 4500Hz Muzică (radiodifuziune cu MF) 30Hz … 15kHz Imagini mobile (televiziunea standard) 25Hz … 5 sau 6MHz

1. Emitatoare si receptoare de Radio 2.1.Emitatoare radio: m=

U 2m U1m

1 t

OP

(1)

AP

(3) 2

(2) M

t1

t2

t

3 t

a) schema bloc

b) forme de undă Fig.2 Emiţător radio cu modulaţie în amplitudine

Page 2

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

U1m m/2×U1m

m/2×U1m u1(t) uMA(t)

f-F

u2(t)

f

f+F

f

U1m +Umax

+Umin

t -Umin -Umax

a) Forma de undă a semnalului MA

f-F

f

f+F

Dfmax

fmin

Dfmax

f fmax

B = 2Dfmax

b) Spectrul semnalului MA

Fig.3 Reprezentări ale semnalului electric modulat în amplitudine (MA)

Parametru pentru MA - Gradul de modulatie in amplitidine:

m=

U 2 m U max vv A = = U1m U min vv B

(2) OP

(3)

AP

(3)

(2)

t1

t2

t3

M

a) schema bloc

b) forma de undă a semnalelor Fig.4 Emiţător radio cu modulaţie în frecvenţă

Parametru pentru MF - Deviatia de frecventa la modulatia in frecventa:

b=

Df kU 2 m 2p kU 2 m = × = F 2p W W

Page 3

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

u(t)

U1m t

uMF(t)

f

fmin t

f Df

Df

fmax

B = 2Df -Df

+Df

a) forma de undă a semnalelor MF

b) spectrul de frecvenţă al semnalelor MF

Fig.5 Reprezentări ale semnalului modulat în frecvenţă (MF)

Indici de calitate principali ai instalaţiilor de radioemisie · Frecvenţa de emisie fs · Banda ocupata B – Ex.: B=9kHz/MA; B=300kHz/MF; B=8MHz/TV – A si D 1.2.

Receptoare radio:

Fig.6

Page 4

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Fig.7

A(t)

SMS Codor stereo

E

R

Decodor stereo

B(t)

AAFA AAFB

Fig.8 Schema bloc a sistemului de emisie – recepţie stereofonic

A(t)

B(t)

CAS M(t) = A(t) + B(t) S

A S(t) FS V

MA

S*(t)

Sumator

SMS

Modulator în frecvenţă

38kHz Dublor de frecvenţă

Oscilator pilot 19kHz

CODOR STEREO

P(t) = 19kHz

Purtătoarea postului de emisie

Fig.9 Schema bloc a instalaţiei de emisie stereofonică cu semnal multiplex Page 5

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

SMS M(t) S*(t)

S MS (t ) = M (t ) + S * (t ) + P (t )

S*(t)

f 0

19

38

53

kHz

Fig.10 Caracteristica amplitudine-frecventa pentru transmisia radio analogica stereofonica. Structura semnalului stereofonic

Fig. 11 Schema bloc a Oscilatorului cu sinteza de frecventa pentru acordul radioreceptorului

Page 6

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

DSP – TMS 320C241 Fig.12 Schema structural a radioreceptorului cu procesare digitala

1.3.

Indici de calitate ai radioreceptoarelor: Ø Ø Ø Ø

Sensibilitatea; Stabilitatea; Selectivitatea, Raportul Semnal Zgomot, Puterea nominal de iesire Pn si Puterea muzicala de iesire PMPO, Rejectia pe frecventa imagine Fi, pe frecventa oglinda Fog si rejectia pe canalele adiacente. Sunt cunoscute si ca atenuari. Ø Amplificarea totata a radioreceptorului calculata cu relatia: Ø ARe c [dB ] = å Ai = AARF + AEA + AAFI + AD + AAAF i

in care : ARF (10-15) dB; AAFI ≈ 100 dB

si AAAF = (20 – 50) dB

Ø Diafonia intre canale si Egalitatea stereofonica pentru transmisiile radio stereofonice; Ø Diafotia culorilor pentru transmisiile de imagine color in televiziune.

Page 7

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

2. Emitatoare si receptoare TV 3.1. Principiul radiocomunicatiei in televiziune Imaginea este rezultatul:

B( x , y ,t ) = [ BR (x , y ,t ), BG (x , y ,t ), B B (x , y ,t ) ] Semnale video utilizate: Ø R, G, B la nivelul senzorului de imagine si ecran Ø Y, U, V folosite pentru transmisie si acestea formeaza SVCC in analog sau sau Fluxul DVB in digital.

B B(x,y

BG SOFI

TOE B

Senzor imagine

IR IG IB

Sa

DE

QPSK QAM COFD M

E’R E’G

Eţc CC

E’B

∑

Y, R-Y B-Y

Sa

SVC E

Sssss(t)

Flux DVB

Sa GSA 2

1

s(t)

R

S

S

SVC CFlux

DC

E’

I’R

E’G E’

I’G I’

DE

Br(x,y, TEO

DVB QPSK QAM COFD M

Sa

GSA

Sa Display CRT, LCD, LED, …..

3

4 Fig. 14. Structura sistemului de televiziune şi etapele prelucrării semnalelor TV.

Page 8

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Fig.15.

Fig. 16. Forma măştii determinată de Caracteristică spectrală a emisiei TV terestre folosind COFDM (B=8MHz) Page 9

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Fig.17. Schema staţiei TV de emisie prin radioreleu de la studioul de producţie in cazul sistemului DVB-T (Pt. DVB-T2 numarul de programe = 14 la 16, ceea ce inseamna si un debit de informatie mai mare cca 60Mbps

Fig.18. Schema transmisiei TV terestră cu acoperire locală cu utilizarea codarii OFDM intr-o banda de 8MHz (intr-un canal TV) Page 10

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Memento pentru TV – Analogic:

Fig.19 Schema bloc a receptorului TV analogic

Fig.20 Structura SVC negative pentru o linie TV SVCC pozitiv - pe osciloscop:

Page 11

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Fig.21

Fluxul DVB este format din Cadre de188Bytes pentru componentele video: Y, U, V semnalele de sincronizare Ss, sem. Audio: As, Ad, si alte Date, ….

Fig. 22 Structura receptorului TV digital (STP-ul), banda (460-960) MHz

Page 12

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Principiul TV 3D cu Autostereoscopie folosind stratul de “Lentile cilindrice”

Fig.23 Reprezenare a principiului vederii 3D la un ecran cu autostereoscopie

4.

Antene pentru radiocomunicaţiile prin Radio si TV:

1. Pt Radio: A. liniare; A. baston; A. dipol; A.magnetice (cadru si miez de ferita) 2. Pt. TV: A. dipol λ/2 simetric; A. dipol λ/2 asimetric; A. Yagi si A. parabolice

Izolatori

Direcţia de radiaţie

Direcţia de radiaţie

Conductor

Legătura la

Cablu de

a) Antena în T

b) Antena în L

Fig.24 Antene neacordate fir lung Page 13

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

L

Firul conductor al antenei

Cablul de coborâre al antenei lc Stâlp de susţinere a) Detalii de construcţie şi instalare

00

00

Direcţia de radiaţie maximă

1800

1800

b) Diagrama de directivitate pentru l = 2×(l/2)

c) Diagrama de directivitate pentru l = 8×(l/2)

Fig. 25 Antena fir lung acordata si diagramele de directivitate

Ecran electric

AC F(H) M C UAnt

UAnt

Fig.26 Antena exterioara magnetica tip cadru cilindric si tip circular Page 14

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

Bobine ale circuitului de intrare

La ARF

Bara de ferită

Fig.27 Antena interioara magnetica cu bara de ferita. Antenna directive.

LA = l d a) Antena dipol simetrică în l/2

c) Antena semiundă în buclă (asim.)

Fig.28 Antena exterioara semiunda ( Antena dipol λ/2 )

Lobi de radiaţie 270 0

90 0

LA=l/2 Antena dipol 60

90

60

0

0

0

30

30 Lobi de radiaţie LA=2l

0

0

2

1

0

1

H = 3l/4

a) în plan orizontal

b) în plan vertical

Fig.29 Diagrama de directivitate pentru antena dipol simetrică Page 15

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

l = l/2; Z=300W

l = l/2; Z=75W

L=k×l/ Cablu de

L=k×l/ Buclă de simetrizar e în l/2

Buclă de simetrizare în l/4

a) cu buclă de simetrizare în l/4

b) cu buclă de simetrizare în l/2

Fig.30 Dispozitive de adaptare dintre antena semiundă simetrică şi cablul de coborâre asimetric

(0,34 ¸ 035)l

Direcţia de radiaţie maximă

l/4 Săgeată

Directo ri Dipol semiundă (dipol activ) Reflector

Dimensiuni ale dipolilor -

lungime dipol activ: (0,47 ¸ 0,48)×l

-

lungime reflector: (0,51 ¸ 0,52)×l

Fig.31 Antena canal de undă (Antena Yagi) pentru receptoarele TV, detalii constructive

Page 16

STUDIUL GENERAL AL RECEPTOARELOR DE RADIO SI DE TELEVIZIUNE

2700

0,316Emax

0,707Emax 0,5 Emax

1800

2g

Lobi secundari de radiaţie

2j

2a

00

Direcţia de radiaţie maximă Lob principal de radiaţie

Fig.32 Caracteristica de directivitate pentru antenna Yagi, reprezentată în plan orizontal

5. Dispozitive de afisare (ecran, display) - Pentru realizarea imaginii TV sunt Explorate tip RASTRU care poate fi: a) Progresiv

b) Intretesut

E bine de stiut: Formate de imagine: 4/3; 16/9 Rezolutii ecran: Standart TV: (720x625) pix HD Redy: (1366x768) pix Full HD: (1920x1080) pix UHD (4K): (3860x2160) pix SUHD ………….

Pt. Lucrare vezi: Referat L01 Studiul general al receptoarelor Radio si TV Page 17