33 0 2MB
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