El ecualizador de retardo en T puenteada es un circuito de filtro eléctrico de paso total que utiliza una topología en T puenteada cuyo propósito es insertar un retardo (idealmente) constante en todas las frecuencias de la ruta de la señal. Es una clase de filtro de imagen .
La red se utiliza cuando se requiere que dos o más señales coincidan entre sí según algún tipo de criterio de sincronización. Se añade un retardo a todas las demás señales para que el retardo total coincida con la señal que ya tiene el mayor retardo. En la transmisión de televisión, por ejemplo, es deseable que la sincronización de los pulsos de sincronización de la forma de onda de televisión de diferentes fuentes esté alineada a medida que llegan a las salas de control de los estudios o a los centros de conmutación de la red. Esto garantiza que los cortes entre las fuentes no provoquen interrupciones en los receptores. Otra aplicación se produce cuando el sonido estereofónico se conecta por línea terrestre, por ejemplo, desde una transmisión exterior al centro de estudio. Es importante que el retardo se iguale entre los dos canales estéreo, ya que una diferencia destruirá la imagen estéreo . Cuando las líneas terrestres son largas y los dos canales llegan por rutas sustancialmente diferentes, pueden requerirse muchas secciones de filtro para igualar completamente el retardo.
El funcionamiento se explica mejor en términos del cambio de fase que introduce la red. A bajas frecuencias, L es de baja impedancia y C' es de alta impedancia y, en consecuencia, la señal pasa a través de la red sin cambio de fase. A medida que aumenta la frecuencia, el cambio de fase aumenta gradualmente, hasta que en cierta frecuencia, ω 0 , la rama en derivación del circuito, L'C', entra en resonancia y hace que la toma central de L se cortocircuite a tierra. La acción del transformador entre las dos mitades de L, que se había ido volviendo cada vez más importante a medida que aumentaba la frecuencia, ahora se vuelve dominante. El devanado de la bobina es tal que el devanado secundario produce un voltaje invertido en el primario. Es decir, en resonancia el cambio de fase ahora es de 180°. A medida que la frecuencia continúa aumentando, el retraso de fase también continúa aumentando y la entrada y la salida comienzan a volver a estar en fase a medida que se acerca un retraso de ciclo completo. A altas frecuencias, L y L' se aproximan al circuito abierto y C se aproxima al cortocircuito y el retardo de fase tiende a nivelarse en 360°.
La relación entre el desplazamiento de fase (φ) y el retardo de tiempo (T D ) con la frecuencia angular (ω) viene dada por la simple relación,
Se requiere que T D sea constante en todas las frecuencias de la banda de operación. Por lo tanto, φ debe mantenerse linealmente proporcional a ω. Con una elección adecuada de parámetros, el desfase de la red puede hacerse lineal hasta un desfase de aproximadamente 180°.
La red termina en una impedancia característica (no se muestra en el diagrama del circuito), idealmente una resistencia R, que es la impedancia de entrada al circuito sucesivo o línea de transmisión.
Los cuatro valores de los componentes de la red proporcionan cuatro grados de libertad en el diseño. La teoría de imágenes (ver red de Zobel ) exige que la rama L/C y la rama L'/C' sean duales entre sí (ignorando la acción del transformador), lo que proporciona dos parámetros para calcular los valores de los componentes. Estos son
De manera equivalente, cada polo de transmisión , s p en el semiplano izquierdo del dominio s debe tener un cero correspondiente, s z en el semiplano derecho tal que s p =− s z . [1] Un tercer parámetro se establece eligiendo una frecuencia resonante, esta se establece en (al menos) la frecuencia máxima a la que se requiere que funcione la red.
Hay un grado de libertad restante que el diseñador puede utilizar para linealizar al máximo la respuesta de fase/frecuencia. Este parámetro suele expresarse como la relación L/C. Como se indicó anteriormente, no es práctico linealizar la respuesta de fase por encima de 180°, es decir, medio ciclo, por lo que una vez que se elige una frecuencia máxima de operación, f m , esto establece el retardo máximo que se puede diseñar en el circuito y viene dado por,
Para fines de transmisión de sonido, a menudo se elige 15 kHz como la frecuencia máxima utilizable en líneas terrestres. Por lo tanto, un ecualizador de retardo diseñado según esta especificación puede insertar un retardo de 33 μs. En realidad, el retardo diferencial que podría requerirse para ecualizar puede ser de muchos cientos de microsegundos. Se requerirá una cadena de muchas secciones en tándem. Para fines de televisión, podría elegirse una frecuencia máxima de 6 MHz, que corresponde a un retardo de 83 ns. Nuevamente, pueden requerirse muchas secciones para ecualizar completamente. En general, se presta mucha más atención al enrutamiento y la longitud exacta de los cables de televisión porque se requieren muchas más secciones de ecualizador para eliminar la misma diferencia de retardo en comparación con el audio.
Las pérdidas en el circuito hacen que se reduzca el retardo máximo, un problema que se puede mejorar con el uso de superconductores de alta temperatura . Un circuito de este tipo se ha realizado como una implementación planar de elementos concentrados en una película delgada utilizando tecnología de microbanda . Las trazas son el superconductor óxido de itrio, bario y cobre y el sustrato es aluminato de lantano . El circuito es para uso en la banda de microondas y tiene una frecuencia central de aproximadamente 2,8 GHz y logra un retardo de grupo de pico de 0,7 ns. El dispositivo opera a una temperatura de 77 K. La disposición de los componentes corresponde a la disposición que se muestra en el diagrama del circuito al principio de este artículo, excepto que las posiciones relativas de L' y C' se han intercambiado para que C' pueda implementarse como una capacitancia a tierra. Una placa de este condensador es el plano de tierra y, por lo tanto, tiene un patrón mucho más simple (un rectángulo simple) que el patrón de C, que debe ser un condensador en serie en la línea de transmisión principal. [2]
