PRÁCTICAS DE FUNDAMENTOS DE TELEVISIÓN especialidad en Imagen y Sonido

PRÁCTICAS DE FUNDAMENTOS DE TELEVISIÓN
2º Curso de Ingeniería Técnica de Telecomunicación
especialidad en Imagen y Sonido
Práctica 4: INTRODUCCIÓN AL ANALIZADOR DE ESPECTROS. MEDIDA DE LA SEÑAL DE
RADIOFRECUENCIA. MEDIDA DE LA SEÑAL DE FI.
Curso 2005/2006
OBJETIVO:
− Introducirnos en el manejo del analizador de espectros.
− Analizar el espectro de las señales de radiofrecuencia (RF) en la red de distribución y en la frecuencia
intermedia del receptor de TV.
MATERIAL:
− Analizador de espectros Hameg HM5014:
− Entrenador de Televisión ER−7B:
1
− Generador de funciones Kenwood FGE−1202:
− Osciloscopio digital Agilent 54622A:
− Mira GV−498B:
DISPOSITIVO EXPERIMENTAL Y MÉTODO OPERATORIO:
En esta práctica trabajamos por primera vez con el analizador de espectros, siendo este un instrumento para
observar y estudiar la señal de televisión modulada en radiofrecuencia. Previamente a su uso leímos el anexo
B, para no efectuar alguna operación incorrecta que pudiese dañar al equipo de medida.
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I.− Familiarización con el analizador de espectros:
Utilizando dos generadores de funciones hemos obtenido una señal senoidal de 10 MHz de frecuencia con una
modulación en amplitud (AM) de 50 KHz. Para ello hemos configurado uno de ellos para generar la señal
moduladora de 50KHz y una amplitud de 0,3Vpp y su salida la hemos conectado a la entrada de modulación
del otro generador, que lo hemos configurado para generar amplitud de 1Vpp,y frecuencia 10MHz.
La señal portadora se observa desplazada en frecuencia (10MHz), y modulada 50kHz. Se observan espectros a
ambos lados tanto del desplazamiento frecuencial de la portadora como de la modulación de 50kHz ya que
consideramos frecuencias negativas.
Una vez generada la señal AM la enviamos al analizador de espectros. A diferencia con el osciloscopio que
mide amplitud frente al tiempo, el analizador de espectros mide potencia de señal respecto a la frecuencia.
Antes de conectar el analizador se deben tener en cuenta unas precauciones y seguir las indicaciones del
anexo B:
−Nos aseguramos que su nivel de AC era inferior a +20dBm y su componente DC < 25V.
−Fijamos los valores de atenuación, rango de frecuencias y ancho de banda de resolución al máximo:
ATTN=40dB, RBW=400KHz, CENTER FREQ=500MHz, SPAN=1000MHz.
−Conectamos la señal a medir a la entada del analizador.
−Variamos la señal de banda de resolución para apreciar 50KHz.
II.− Medida de la señal de radiofrecuencia:
1. En este apartado utilizamos el analizador de espectros para estudiar la señal procedente de la toma de
antena del laboratorio. Realizamos un barrido frecuencial en el que tratamos de identificar los diferentes
canales existentes en la antena: canales de TV analógica y digital, y señales de radio.
2. Para cada canal de televisión analógica hemos medido la frecuencia de portadora de imagen y de sonido,
anotando su separación espectral. Comparamos las frecuencias obtenidas en el analizador de espectros con las
teóricas y visualizamos en dichas frecuencias la existencia de un canal de televisión.
Canal
10
Frecuencia Canal Portadora Video
MHz
MHz
209216
210.25
Portadora Sonido
Canal de TV
MHz
215.75
BBC (World)
3
21
23
29
37
41
45
47
53
55
62
470478
486494
534542
598606
630638
662670
678686
726734
742750
798806
487.25
487.25
535.25
599.25
631.25
663.25
679.25
727.25
743.25
799.25
492.75
492.75
540.75
604.75
636.75
668.75
684.75
732.75
748.75
804.75
TRT INT.
TVE2
TVE1
TELECINCO
SEÑAL PRUEBA
(*)
CANAL 4
A3
CANAL+
SÑAL PRUEBA
El canal 10 tiene un ancho de banda de 7MHz (banda III) y se trata de una señal por satélite. El canal 21 se
trata de una cadena turca con varios picos, sobretodo a la izquierda de la frecuencia central. Los canales de la
banda IV tienen un ancho de banda de 8MHz.
Hay tres tipos de señales diferentes: por satélite (extranjeras), PAL (TV terrestre), TDT (televisión digital
terrestre). Como se ha podido observar, el espectro de las señales por satélite es simétrico respecto al eje
vertical, al contrario que en la televisión terrestre, que la parte izquierda del eje vertical está recortada. Con
respecto a la señal de televisión digital, aunque sea un canal, no se pueden distinguir ni la portadora de video,
ni color, ni la de sonido.
3. La señal que introducimos a través de la carta está modulada en AM, tiene dos portadoras de sonido ya que
dicha modulación es de doble banda (se utiliza un coseno para la modulación en frecuencia), en este caso
aunque el ancho de banda sea grande no importa porque se realiza a través de la mira, sin embargo la
modulación en banda lateral vestigial utiliza un ancho de banda reducido y es muy caro (en la transmisión de
señales de TV en radiofrecuencia).
Realizamos la observación de la señal procedente de la antena colectiva del laboratorio, con el analizador de
espectros, obteniendo este resultado:
También observamos el espectro de la señal introducida por la mira, obteniendo este resultado:
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La TV analógica se modula en banda lateral vestigial, el espectro de la señal modulada en esta banda, tiene
este aspecto:
4. Hemos eliminando diferentes componentes de la señal de TV como el color, sonido, el círculo y la señal de
burst para ver la modificación en la señal.
5. Identificamos la correspondencia de cada portadora en la señal y obtenemos los siguientes resultados
espectrales:
−Eliminamos el color:
5
−Eliminamos el sonido:
−Eliminamos el círculo:
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−Eliminamos el Burst:
Al eliminar el burst, no cambia la señal, pero en el entrenador observamos que desaparece el color.
III.− Medida de la señal de FI:
Es caro obtener un filtro de paso banda de 8MHz y desplazarlo para cada canal. Por ello lo que se hace es
desplazar multiplicando por un coseno y pasarlo a frecuencia intermedia.
Observamos que la señal esta invertida ya que las portadoras de sonido y color se encuentran situadas a la
izquierda del eje vertical, por lo que deducimos que la modulación coseno se ha hecho desde el otro lado y a
de una frecuencia superior a la de ésta, debido a que la portadora de sonido es más delicada.
Para obtener la crominancia se usa la combinación de RGB, y obtener todos los colores. Sólo transmitimos
R−Y (señal cuadrada) o B−Y(señal triangular). Para que ocurra una sin interponerse una con la otra, la señal
cuadrada se multiplica por un coseno, y la triangular por un seno (coseno desfasado 90º), y así poder
modularlas en cuadratura, conseguir que puedan oscilar sin interponerse. Además para conseguir la misma
oscilación que emite el canal, se manda una muestra de esa oscilación mediante el burst, que se emite con una
frecuencia de 4,43MHz. Así se obtienen los tres colores en el receptor al recibir información de la luminancia
Y, el rojo R y azul B. El verde G se obtiene de la ecuación:
Y = 0'3R + 0'59G + 0'11B
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Por eso al quitar el burst la imagen que vemos en la televisión es en blanco y negro, el burst es una señal de
referencia con la misma frecuencia del oscilador local, que sirve como código para descifrar la información de
color en un receptor de televisión.
1. Una vez localizado el módulo de FI en el plano y esquema de la placa base, conectamos la sonda del
analizador en el terminal 10 del conector F de la placa base y observamos el espectro de la señal:
2. Las frecuencias son las siguientes:
− Portadora de luminancia = 38.580MHz
− Portadora de sonido = 44.420MHz
− Portadora de crominancia = 43.230MHz
Para demodular la señal de sonido necesitamos un filtro móvil (para todos los canales y muy preciso) esa era
una solución muy cara y se opto por poner un filtro en frecuencia intermedia FI, a 33MHz. Con ello se
consigue una solución barata y eficiente.
Cuando sintonizamos un canal este filtro se multiplica por un oscilador que se encuentra a la derecha del
espectro de la señal. El resultado es la señal en FI invertida.
3. Eliminando diferentes componentes de la señal de TV, obtenemos los siguientes resultados espectrales:
−Eliminamos el color:
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−Eliminamos el sonido:
−Eliminamos el Círculo:
9
−Eliminamos el Burst:
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Al eliminar el Burst, no cambia la señal, pero en el entrenador observamos que desaparece el color,
permaneciendo el círculo y el sonido.
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