Risposta in Frequenza

Definizione

La Misura della Risposta in Frequenza consente di valutare la capacità del Sistema nel trasferire in modo uniforme le Componenti del Segnale, a Diverse Frequenze, senza incidere sul Livello; questo Parametro, indicato anche come Distorsione Livello/Frequenza o Livello contro Risposta in Frequenza, valuta la Risposta nel Sistema sull’Intero Spettro Video.

La Variazione di Livello sarà espressa in dB o in % mentre il Livello di Riferimento, pari a 0 dB – 100%, corrisponderà alla White Bar o a una Bassa Frequenza.
I Valori relativi alla Risposta in Frequenza saranno significati solo se contengono 3 Informazioni: Livello Misurato, Frequenza utilizzata per la Misurazione e Frequenza di Riferimento.

Effetti sull’Immagine

I Problemi relativi alla Risposta in Frequenza possono causare Gamma di aberrazioni nell’Immagine, inclusi gli Effetti discussi nelle sezioni relative alla Distorsione Limitata nel Tempo, Distorsione nell’Intervallo Temporale e Distorsioni Estese nel Tempo.

Segnali di Test

Sono disponibili un’Ampia Serie di Segnali di Test, utilizzabili per Misurare Rapporto fra Livello e Risposta in Frequenza, di conseguenza, a causa delle Differenze fra i vari Segnali, saranno discussi in dettaglio in questa Sezione.

Alcuni di questi Segnali di Test sono disponibili sia a Spetto Intero che a Spettro Ridotto; nel dettaglio i Segnali a Spettro Ridotto vengono comunemente nei Sistemi che presentano Disturbi Non Lineari poiché con un Segnale Ridotto, meno sensibile a questo Tipo di Distorsioni, sarà possibile separare gli Effetti di Non Linearità dalle Misurazioni relative alla Risposta in Frequenza.

Multiburst

Tipicamente il Multiburst include 6 Pacchetti con Frequenze Distinte all’Interno della Banda TV, solitamente compresi fra 0,5 MHz e i 5,8 MHz, con Frequenze Incrementali verso il Lato Destro in ogni Linea, come Illustrato in Fig .40.
Questo Segnale viene solitamente utilizzato per una rapida valutazione della Risposta in Frequenza con Sistema in Servizio o Fuori Servizio (VITS).

Multipulse

Il Multipulse si compone di Impulsi Sinusoidali Modulati da 20T e 10T con Componenti al Alta Frequenza in ragione alle Frequenze interessate dalle Operazioni di Misura, generalmente comprese fra 0,5 MHz e 5,8 MHz; come Illustrato nella Fig.41 questo Segnale può essere inserito anche nell’intervallo Verticale.

Gli Impulsi Sinusoidali Modulati vengono utilizzati anche per Misurare il Livello fra la Crominanza e la Luminanza e gli Errori di Ritardo discussi nelle Sezioni Precedenti.
Anche se, diverse Componenti ad Alta Frequenza sono utilizzate nel Multipulse, vengono sempre applicati i medesimi principi: con Errore di Livello fra le Componenti dell’Impulso a Bassa Frequenza & Alta Frequenza, presenza di un’Inclinazione sulla Linea di Base; diversamente dal Multiburst, il Multipulse consente di valutare, oltre agli Errori di Livello, anche gli Errori relativi al Ritardo di Gruppo.

Segnale di Sweep

Per Misurare la Risposta in Frequenza viene spesso consigliato l’uso di un Segnale Sweep di Tipo: Line Rate (Linea) o Field Rate (Quadro); in cui la Frequenza del Segnale ad Onda Sinusoidale viene costantemente incrementato nell’Intervallo di Linea o di Quadro come Illustrato in Fig.42 dove gli Indici indicano Intervalli di Frequenza da un MHz.

Un Segnale di Sweep consente di valutare la Risposta di Frequenza in Modo Continuo nell’Intervallo di Misura Specifico a differenza dei Metodi di Misura con Multiburst o Multipulsi che utilizzano solo Frequenze Discrete; questo aspetto assume importanza al fine di caratterizzare in modo dettagliato un Sistema ma di contro altare non offre nessun vantaggio significativo nei Test di Routine.
I Segnali di Sweep Tipo Line Rate (Linea) sono utilizzabili anche nell’Intervallo Verticale per consentire Test in Servizio mentre il Tipo Field Rate (Quadro) sono utilizzabili esclusivamente per Test di Fuori Servizio.

Sin X/X

Il Segnale Sin X/X ha la caratteristica di presentare la medesima Energia in tutte le Armoniche relative alla Frequenza di Scansione Orizzontale fino al Punto di Taglio, solitamente pari a 6MHz, di conseguenza produrrà un Diagramma di Spetto Flat quando viene utilizzato con un Analizzatore di Spettro.
Il Sin X/X, a differenza degli altri Segnali Test, viene utilizzato esclusivamente in combinazione con un Analizzatore di Spettro o un Analizzatore Automatico come il Tektronix VM700A poiché limitate Informazioni saranno disponibili con Monitor in Dominio Temporale.

Metodi di Misura

Siccome ogni Segnale richiederà un Metodo di Misura differente, le procedure saranno descritte in Sezioni Separate in relazione ai Segnali di Test.
I Segnali di Test: Multiburst, Multipulse e Sweep, misurabili con Monitor Waveform, sarà possibile valutare la Distorsione utilizzando: Reticoli e Cursori di Livello; il cui valore, espresso in dB, sarà Calcolato o Ricavato attraverso una Tabella dB di Coversione.

Multiburst con Monitor Waveform

La valutazione della Risposta in Frequenza, effettuata con il Multiburst, consente di Misurare il Livello fra Picco e Picco nei Pacchetti; a tal fine l’Onda Quadra a Bassa Frequenza, all’inizio della Linea, viene solitamente utilizzata come Livello di Riferimento.

Nelle Fig.44 & 45 sono indicati i Cursori di Livello nel Tektronix 1781R utilizzati per Misurare una Distorsione relativa alla Risposta in Frequenza di -3,59 dB a 5,8 Mhz calcolato con la seguente Formula:

20 log10 (274/414) = -3,59 dB

Impostando la Modalità RELATIVE, sul Tektronix 1781R, i Cursori di Livello visualizzeranno direttamente il Valore della Distorsione in dB.

Multipulse con Monitor Waveform

La Distorsione della Risposta in Frequenza sarà visualizzata come un Perturbazione sulla Linea di Base dell’Impulso, vedi Fig.46.
Le Distorsioni sono valutate misurando lo spostamento sulla Linea Base dell’Impulso o degli Impulsi interessati di conseguenza, al fine di facilitarne la Misura, prendere a rifermento esclusivamente l’Impulso che presenta Maggiore Disuguaglianza di Livello, in questo modo si potrà ottenere un risultato complessivo misurando un solo Impulso.

Questa valutazione viene solitamente effettuata utilizzando un Reticolo, in Monitor Waveform, per Misurare la Distorsione sulla Linea di Base che sarà successivamente valutata, per ogni Impulso, mediante un Reticolo di Misura, come Illustrato nelle Sezioni precedenti, per Misurare il Ritardo e i Livelli fra Crominana e Luminanza anche con un Segnale Multipulse.
Prima di procedere, Normalizzare ogni Impulso con un’Altezza del 100% inoltre, poiché il Reticolo di Misura viene realizzato per analizzare gli Impulsi 20T, sarà necessario Dividere per 2 i Valori di Ritardo quando vengono utilizzati gli Impulsi 10T.

In presenza di una sola Distorsione di Livello sarà visualizzato un Singolo Picco per ogni Linea di Base poiché un Valore pari a Zero viene applicato ad un Asse del Reticolo di Misura.
Qualora fosse presente anche una Distorsione di Gruppo relativa al Ritardo sarà visualizzata una Distorsione Sinusoidale sulla Linea di Base piuttosto di un Singolo Picco; in questo caso specifico sarà necessario misurare entrambi i Lobi prima di applicarli al Reticolo di Misura per ottenere i Valori Corretti relativi alla Risposta in Frequenza per la Misurazione del Ritardo di Gruppo.

Sul Tektronix 1781R, la Selezione CHROMA/LUMA, nel Menù MISURA, consente di effettuare le Misure per la Risposta in Frequenza con un Segnale Multipulse; ripetere le Procedure di Misura con il Cursore su ogni Frequenza di Interesse per valutare il Sistema.

Qualora nel Sistema non siano presenti Linearità non significative, sarà possibile stimare l’Errore di Livello senza utilizzare un Reticolo di Misura; a tal fine, Normalizzare la White Bar a 100%, prima di procedere alle seguenti Misure:

1. Valore di Perturbazione sulla Linea di Base;
2. Valore di Scostamento nell’Estremità Superiore dell’Impulso rispetto alla White Bar.

In presenza di un Sistema Lineare entrami i Valori ottenuti nella Misurazione saranno Identici.
L’Errore di Livello, espresso in %, sarà approssimativamente uguale al Doppio di entrambi i Valori; tale Metodo, indicato per la valutazioni di una Distorsione Asimmetrica sulla Linea di Base, sarà applicabile anche in presenza qualche Errore di Ritardo quando questi, non eccedono i 150 Nanosecondi non né impediscano di fornire un’utile approssimazione.

Segnale di Sweep con Monitor Waveform

Le variazioni di Livello possono essere misurate in Modo Diretto, mediante uno Strumento nel Dominio del Tempo, quando viene applicato un Segnale Sweet di Test.

Qualora venga applicato un Segnale Sweep Field, prima di procedere, impostare sul Monitor Waveform il Selettore su Field Rate, quindi, Stabilendo un Riferimento alle Basse Frequenze, procedere nella Misurazione del Livello fra Picco e Picco alle Alte Frequenze di interesse per valutare il Sistema come Illustrato in Fig.47

Sin X/X con Analizzatore di Spettro

Il Test di Risposta in Frequenza con Segnale Sin X/X viene eseguito esclusivamente mediante un Analizzatore di Spettro; in cui l’Attenuazione o il Picco relativo alla Porzione Flat del Diagramma Spettrale (Parte Sin X/X del Segnale) sarà visualizzata in Modo Diretto in dB sullo Schermo dell’Analizzatore come Illustrato in Fig.48.

Con gli strumenti nel Dominio del Tempo, il Livello dell’Impulso e nei Lobi all’Estremità Inferiore dell’Impulso saranno Ridotti in presenza di scostamento in Alta Frequenza; tuttavia non sarà facile Valutarne l’Errore.
Nel Dominio Temporale sarà possibile individuare la presenza di una Non Linearità nel Sistema quando gli Impulsi Sin X/X Positivi & Negativi non saranno Simmetricamente Distorti nelle Operazioni di Test.

Misura Automatica con Tektronix VM700A

Il Tektronix VM700A consente la Misurazione del Livello in relazione della Risposta in Frequenza per un Segnale Multiburst o Sin X/X; a tal fine Selezionare, in Modalità MEASURE, l’Opzione Multiburst o Group Delay Sin X/X, le Misurazioni relative al Multiburst sono disponibili anche nella Modalità AUTO.

Note

13. Multipulse & Distorsioni Non Lineari

Qualora venga utilizzato un Segnale Multipulse, il Sistema dovrebbe privo di Distorsioni Non Lineari implicabili al Livello e alla Differenza di Fase, poiché Elevati Valori Distorsivi possono causare errate letture relativamente alla Risposta in Frequenza e al Ritardo di Gruppo.

14. Info

Per maggiori informazioni, sono disponibili 2 Note Tecniche di Tektronix relative ai Test per la Misurazione della Risposta in Frequenza: Segnale Multipulse con Monitor Waveform e Test per la Misura della Risposta in Frequenza con Segnale Sin X/X.