El ecualizador de retardo en T con puente es un circuito de filtro eléctrico de paso total que utiliza una topología en T con puente cuyo propósito es insertar un retardo (idealmente) constante en todas las frecuencias en 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. El retraso se agrega a todas las demás señales para que el retraso total coincida con la señal que ya tiene el retraso más largo. En la radiodifusión de televisión, por ejemplo, es deseable que la temporización de los impulsos de sincronización de formas de onda de televisión procedentes de diferentes fuentes esté alineada cuando llegan a las salas de control de los estudios o a los centros de conmutación de redes. Esto garantiza que los cortes entre fuentes no provoquen perturbaciones en los receptores. Otra aplicación se produce cuando el sonido estereofónico se conecta por línea fija, por ejemplo desde una transmisión exterior hasta el centro de estudio. Es importante que el retardo se ecualice entre los dos canales estéreo ya que una diferencia destruirá la imagen estéreo . Cuando las líneas fijas son largas y los dos canales llegan por rutas sustancialmente diferentes, pueden ser necesarias muchas secciones de filtro para igualar completamente el retraso.
La operación 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 provoca que la derivación central de L se cortocircuite a tierra. . La acción del transformador entre las dos mitades de L, que se había vuelto cada vez más significativa 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 al primario. Es decir, en resonancia el cambio de fase es ahora 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 acercan al circuito abierto y C se acerca al cortocircuito y el retardo de fase tiende a nivelarse en 360°.
La relación entre el cambio de fase (φ) y el retardo de tiempo (T D ) con la frecuencia angular (ω) viene dada por la relación simple,
Se requiere que T D sea constante en todas las frecuencias en la banda de operación. Por lo tanto, φ debe mantenerse linealmente proporcional a ω. Con una elección adecuada de parámetros, el cambio de fase de la red se puede hacer lineal hasta aproximadamente 180°.
La red termina en una impedancia característica (no mostrada en el diagrama del circuito), idealmente una resistencia R, que es la impedancia de entrada al circuito o línea de transmisión sucesivo.
Los cuatro valores componentes de la red proporcionan cuatro grados de libertad en el diseño. La teoría de la imagen (ver red Zobel ) requiere 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 coincidente, s z en el semiplano derecho, tal que s p = − s z . [1] Un tercer parámetro se establece eligiendo una frecuencia de resonancia, que se establece en (al menos) la frecuencia máxima a la que la red debe operar.
Queda un grado de libertad restante que el diseñador puede utilizar para linealizar al máximo la respuesta de fase/frecuencia. Este parámetro generalmente se expresa como 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 es dada por,
Para fines de transmisión de sonido, a menudo se elige 15 kHz como la frecuencia máxima utilizable en líneas fijas. Por lo tanto, un ecualizador de retardo diseñado según esta especificación puede insertar un retardo de 33 μs. En realidad, el retraso diferencial que podría ser necesario para ecualizar puede ser de muchos cientos de microsegundos. Se necesitará una cadena de muchas secciones en tándem. Para fines de televisión, se podría elegir una frecuencia máxima de 6 MHz, lo que corresponde a un retardo de 83 ns. Nuevamente, es posible que se requieran 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 del 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 puede mejorarse con el uso de superconductores de alta temperatura . Un circuito de este tipo se ha realizado como una implementación plana de elementos agrupados en una película delgada utilizando tecnología de microcinta . Las trazas son el óxido superconductor 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 máximo de grupo de 0,7 ns. El dispositivo funciona a una temperatura de 77 K. La disposición de los componentes corresponde a la disposición que se muestra en el diagrama de 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 capacitor 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 capacitor en serie en la línea de transmisión principal. [2]
