브리지 T 지연 이퀄라이저

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브리지드-T 지연 이퀄라이저는 브리지드-T 토폴로지를 사용하는 전기 올패스 필터회로, 신호 경로의 모든 주파수에서 (이상적으로) 일정한 지연을 삽입하는 것을 목적으로 한다. 그것은 이미지 필터의 한 종류다.

적용들

네트워크는 어떤 형태의 타이밍 기준에서 두 개 이상의 신호가 서로 일치해야 할 때 사용된다. 지연은 다른 모든 신호에 추가되어 총 지연이 이미 가장 긴 신호와 일치하도록 한다. 예를 들어 텔레비전 방송의 경우, 서로 다른 소스에서 나오는 텔레비전 파형 동기화 펄스의 타이밍이 스튜디오 제어실 또는 네트워크 전환 센터에 도달할 때 정렬되는 것이 바람직하다. 이것은 공급원 사이의 절단이 수신기에 혼란을 초래하지 않도록 보장한다. 또 다른 적용은 예를 들어 외부 방송으로부터 스튜디오 센터로 입체음향이 유선상으로 연결될 때 발생한다. 차이가 스테레오 이미지를 파괴할 것이기 때문에 두 스테레오 채널 사이에 지연이 균등화하는 것이 중요하다. 지선이 길고 두 채널이 실질적으로 다른 경로로 도착하는 경우 지연을 완전히 균등화하기 위해 많은 필터 섹션을 요구할 수 있다.

작전

운영은 네트워크가 도입하는 단계적 이동의 관점에서 가장 잘 설명된다. 저주파에서 L은 저임피던스, C'는 고임피던스여서 결과적으로 신호가 위상 이동 없이 네트워크를 통과한다. 주파수가 증가함에 따라 위상 편이 점차 증가하는데, 어느 주파수 Ω에서₀ 회로의 션트 분기인 L'C'가 공명으로 들어가 L의 중앙 탭이 접지까지 단락되게 된다. 주파수가 증가함에 따라 점차적으로 유의미해지던 L의 두 반쪽 사이의 변압기 작용이 이제는 지배적이 된다. 코일의 권선은 2차 권선이 1차 권선에 역전압을 발생시키는 것이다. 즉 공진에서 위상 편차는 현재 180° 주파수가 계속 증가함에 따라 위상 지연도 계속 증가하고 전체 사이클 지연에 접근함에 따라 입력과 출력이 위상으로 돌아오기 시작한다. 고주파에서 L과 L' 접근 방식 개방 회로와 C는 단락 회로에 접근하고 위상 지연은 360°에서 수평을 이루는 경향이 있다.

각진 주파수(Ω)를 가진 위상 편이( ()와 시간 지연(T_D) 사이의 관계는 단순 관계에 의해 주어진다.

$\displaystyle \phi =\omega T_{D}\,}$

T는_D 작동대역 전체에 걸쳐 모든 주파수에서 일정해야 한다. 따라서 φ은 Ω에 비례하여 선형적으로 유지되어야 한다. 적절한 매개변수 선택으로 네트워크 위상 편이 약 180° 위상 편이까지 선형적으로 이루어질 수 있다.

디자인

네트워크의 네 가지 구성요소 값은 설계에서 네 가지 자유도를 제공한다. 이미지 이론(조벨 네트워크 참조)에서 L/C 지점과 L'/C 지점 간의 이중(변압기 작용 무시)으로 구성품 값을 계산하기 위한 두 개의 파라미터를 제공한다. 마찬가지로 s-도메인 좌측 하프 평면에 있는 모든_p 전송 폴에는 s_p=-s와_z 같은 우측 하프 평면에 일치하는 0, s가_z 있어야 한다.^[1] 세 번째 매개변수는 공명 주파수를 선택하여 설정되며, 이는 네트워크가 작동하는데 필요한 최대 주파수로 설정된다.

${\displaystyle \omega_{0}={\frac {1}{\sqrt{LC}}={\frac {1}{\sqrt{L'C}}}}}}}}}}}$

설계자가 위상/주파수 반응을 최대 선형화하기 위해 사용할 수 있는 자유도가 한 가지 남아 있다. 이 매개변수는 보통 신용장비로 표기된다. 위에서 설명한 바와 같이 위상 응답을 180° 이상, 즉 반주기 이상으로 선형화하는 것은 실용적이지 않으므로, 일단 최대 작동 주파수인_m f를 선택하면, 이는 회로에 설계될 수 있는 최대 지연을 설정하여 다음에 의해 주어진다.

${\displaystyle T_{D(max)}={\frac {1}{2f_{m}}}}}}}}}$

브로드캐스트 사운드 목적을 위해, 15 kHz는 종종 유선상에서 최대 가용 주파수로 선택된다. 따라서 이 규격에 따라 설계된 지연 이퀄라이저는 33μs의 지연을 삽입할 수 있다. 실제로 균등화에 필요할 수 있는 차등 지연은 수백 마이크로초일 수 있다. 여러 구역의 연쇄가 필요할 것이다. 텔레비전 목적을 위해, 최대 주파수 6 MHz를 선택할 수 있으며, 이는 83ns의 지연에 해당한다. 다시 말하지만, 많은 섹션이 완전히 동일해야 할 수 있다. 일반적으로, 오디오와 비교하여 동일한 지연 차이를 제거하기 위해 더 많은 이퀄라이저 섹션이 필요하기 때문에 텔레비전 케이블의 라우팅과 정확한 길이에 훨씬 더 많은 주의를 기울인다.

초전도체 평면 구현

회로의 손실은 최대 지연을 감소시키는 원인이 되며, 이는 고온 초전도체의 사용으로 개선될 수 있는 문제다. 그러한 회로는 마이크로스트립 기술을 이용한 박막에서 일괄 소자 평면 구현으로 실현되었다. 그 흔적은 초전도체 이트리움 바륨 구리산화물이고 기질은 란타넘 알루민산이다. 이 회로는 마이크로파 대역에서 사용되며 중심 주파수는 약 2.8GHz이며 피크 그룹 지연은 0.7ns이다. 이 장치는 77 K의 온도에서 작동한다. 구성 요소의 레이아웃은 본 글의 머리부분의 회로도에 표시된 레이아웃에 해당하며, 단, L'과 C'의 상대적 위치가 상호 교환되어 C'가 접지 캐패시턴스로 구현될 수 있도록 되어 있다는 점을 제외한다. 이 콘덴서의 한 판은 지면이기 때문에 주 전송선에서 직렬 콘덴서가 되어야 하는 C 패턴보다 훨씬 단순한 패턴(단순한 직사각형)을 가지고 있다.^[2]

참고 항목

• 올패스 필터
• 격자상 이퀄라이저
• 바틀렛의 이분법 정리
• 조벨 네트워크

참조

인용된 참조 자료

• H. J. 샬루프카, S. Kolesov, "덩어리 소자 2D RF 장치 설계", H. Weinstock, Martin Nisenoff (eds), 마이크로파 초전도성, Springer, 2012 ISBN9401004501.

일반참조

• Jay C. Adrick, "Analog 텔레비전 송신기" 인, Edmund A. Williams(편집장: 편집장), National Association of Broadcasts Engineering Handbook, 10번째 판, 1483-1484, Taylor & Francis, 2013 ISBN 1136034102.
• 필립 R. Geffe, "LC 필터 설계", in, John Taylor, Qiating Huang(eds), CRC Handbook of Electric Filters, pp. 76-77, CRC Press, 1997 ISBN 0849389518.