Retardo de grupo y retardo de fase
En el procesamiento de señales , el retardo de grupo es el retardo de tiempo de las envolventes de amplitud de los diversos componentes sinusoidales de una señal a través de un dispositivo bajo prueba , y es una función de la frecuencia de cada componente. El retardo de fase , por el contrario, es el retardo de tiempo de la fase en oposición al retardo de tiempo de la envolvente de amplitud .
Todos los componentes de frecuencia de una señal se retrasan cuando pasan a través de un dispositivo como un amplificador, un altavoz o se propagan a través del espacio o un medio, como el aire. Este retraso de la señal será diferente para las distintas frecuencias a menos que el dispositivo tenga la propiedad de ser de fase lineal . La variación del retraso significa que las señales que constan de múltiples componentes de frecuencia sufrirán distorsión porque estos componentes no se retrasan por la misma cantidad de tiempo en la salida del dispositivo. Esto cambia la forma de la señal además de cualquier retraso constante o cambio de escala. Una variación de retardo lo suficientemente grande puede causar problemas como una baja fidelidad en el audio o interferencia entre símbolos (ISI) en la demodulación deinformación digital de una señal portadora analógica . Los módems de alta velocidad utilizan ecualizadores adaptativos para compensar el retraso de grupo no constante.
Para un dispositivo como un amplificador o un sistema de telecomunicaciones, el retardo de grupo y el retardo de fase son propiedades de rendimiento del dispositivo que ayudan a caracterizar el retardo de tiempo, que es la cantidad de tiempo que tardan los diversos componentes de frecuencia de una señal en pasar a través del dispositivo desde la entrada hasta la salida. . Si este tiempo no cumple suficientemente con ciertos requisitos, el dispositivo contribuirá a la distorsión de la señal. Por ejemplo, cantidades suficientes de distorsión equivalen a una fidelidad deficiente en video o audio, o a una alta tasa de error de bits en un flujo de bits digital.
El retardo de fase mide directamente el retardo de tiempo del dispositivo o sistema de los componentes de frecuencia individuales. Para una señal modulada, que debe demodularse para recuperar la inteligencia de la señal original, se debe usar el retardo de grupo con la señal modulada para determinar el retardo de tiempo de la señal demodulada.
En este artículo se analiza la teoría de fondo sobre la propiedad de respuesta de fase de un dispositivo, a partir de la cual se pueden calcular exactamente las propiedades de retraso de fase y retraso de grupo del dispositivo. Luego, el artículo continúa ilustrando la teoría y los casos de uso de estas propiedades de dispositivos relacionados.
Un sistema o dispositivo lineal invariante en el tiempo (LTI) tiene una propiedad de respuesta de fase a partir de la cual se puede calcular exactamente el retraso de fase del dispositivo. El retardo de fase da el retardo de tiempo de los diversos componentes de frecuencia de una señal. Dado que el retardo de fase es una función de la frecuencia que genera el retardo de tiempo, una desviación de la planitud de su gráfico de función puede revelar diferencias de retardo de tiempo entre los diversos componentes de frecuencia de la señal, en cuyo caso esas diferencias contribuirán a la distorsión de la señal, que se manifiesta como la salida la forma de la forma de onda de la señal es diferente a la de la señal de entrada. La propiedad de retardo de fase en general no brinda información útil si la entrada del dispositivo es una señal modulada. Para eso, se debe usar el retardo de grupo.
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