PT96875B

PT96875B - Receptor de televisao com um aparelho para processar um sinal de frequencia intermedia quase paralelo com filtro de onda acustica superficial (saw) partilhado

Info

Publication number: PT96875B
Application number: PT96875A
Authority: PT
Inventors: Mark Francis Rumreich
Original assignee: Thomson Consumer Electronics
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1998-08-31
Also published as: FI101254B1; MY105847A; CN1054345A; KR920000192A; EP0445579A2; ATE139399T1; DE69120101T2; RU2123240C1; PT96875A; DK0445579T3; EP0445579A3; TR28075A; FI101254B; US5177613A; JPH04227382A; FI910792L; CA2034453C; KR100202338B1; DE69120101D1; FI910792A0

Description

Receptor de televisão com um aparelho para processar um sinal de frequência intermédia quase paralelo com filtro de onda acústica superficial (SAW) partilhado para que

THOMSON CONSUMER ELECTRONICS, INC., preten de obter privilegio de invenção em Portugal,

O presente invento refere-se a um arranjo de processamento de sinal de televisão com baixo zumbido audio. Tanto o sinal video IF como o sinal de som IF são filtrados por um filtro SAW partilhado (74), sem necessitar de um dispostivo adicional de onda acústica superficial (SAW) para o processamento de som IF. A rampa de Nyquist necessária do sinal video ê proporcionada por um filtro de contorno (78) para a aplicação de uma característica de rampa de Nyquist.

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-2MEMÔRIA DESCRITIVA

A transmissão de som que acompanha a transmissão de imagem TV, por exemplo, no sistema NTSC utilizado nos Estados Unidos, ê um sinal de frequência modulada (FM) transmitido a

4,5 MHz acima do portador de imagem de radiofrequência (RF).

Num receptor de TV típico, os sinais de imagem e som são processados conjuntamente através do andar de RF e do misturador (chamado algumas vezes primeiro detector). Tipicamente, os receptores de TV modernos são receptores super-heterôdinos que utilizam uma frequência osciladora local sintonizada acima da frequência receptora. Como um resultado, os sinais portadores de som e imagem aparecem transpostos em frequência na secção intermédia (IF), isto ê, a frequência portadora de som aparece 4,5 MHz abaixo da frequência portadora de imagem. As frequências IF utilizadas nos Estados Unidos são efectivamente padronizadas e resultam dos sinais portadores de imagem IF e de som IF que são 45,75 MHz e 41,25 MHz, respectivamente.

Como utilizado aqui e nas reivindicações, o termo receptor de televisão pretende incluir todos os aparelhos apropriados quer estejam ou não equipados com um dispositivo de visionamen to, por exemplo, televisores e VCR (gravadores de cassetes video) .

Um certo número de alternativas têm sido utilizadas para o processamento adicional do sinal IF, fornecido pelo mistura dor. No arranjo interportador convencional utilizado vulgarmen te nos receptores de televisão monofõnicos, os portadores de imagem e som são processados depois do sintonizador num canal IF comum. A informação da imagem ê modulada em amplitude no portador de imagem e ê detectada por um detector quer envolven te quer síncrono, e depois disso ê processada num canal vídeo. Para recuperar a informação audio de frequência modulada, os dois portadores IF são misturados para formar um sinal interportador de som, que tem uma frequência que corresponde â diferença das frequências portadoras IF. Por exemplo, para o sistema NTSC um portador de imagem de 45,75 MHz ê misturado com um portador de som de 41,25 MHz, para produzir um sinal interportador de som de 4,5 MHz. 0 sinal de som interportador

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Μ-3de frequência modulada (FM) ê desmodulado, subsequentemente, por um detector FM para produzir a informação audio.

O arranjo interpolador estã sujeito à introdução de interferência e ruído no sinal portador de som de 4,5 MHz, o qual pode originar distorção ou outros defeitos no som repro duzido. Algumas formas de tal interferência são originadas por modulações do sinal portador de imagem, quando ele ê mis_ turado com o sinal portador de som. Por exemplo, a caracterÍ£ tica geral de frequência da secção de imagem IF dos receptores TV é concebida para acomodar a modulação da banda lateral vestigial do portador de imagem do transmissor. Como ê bem conhecido, as características de um receptor típico apresentam uma rampa de atenuação aproximadamente linear (algumas vezes chamada rampa de Nyquist) com a frequência portadora de imagem localizada na rampa 6 db abaixo em relação a uma porção de banda lateral de frequência mais baixa. Como um re sultado, os sinais de banda lateral inferior e superior sao atenuados assimetricamente pela característica da rampa de Nyquist. Um efeito conhecido desta assimetria da banda lateral ê produzir um fenômeno indesejável, conhecido como modulação de fase portadora incidente (ICPM) no sinal portador de imagem, o qual pode resultar em que o sinal de som reproduzido seja influenciado por um zumbido incomodo.

Outra distorção de ICPM pode resultar de um certo numero de fontes, tendo todas o efeito de conferir modulação de fase de frequência video indesejada no portador de imagem, modulação de fase que ê transferida, subsequentemente, para o sinal de som interportador de 4,5 MHz no receptor e resulta também na distorção zumbido do sinal de som reproduzido pa ra as frequências de modulação de fase.

A radiodifusão audio multicanal para estereofonia (estéreo) e bilingue envolve a utilização de um ou mais subportado res audio para formar um sinal audio composto. O sinal audio composto torna desejável que a largura de banda do sinal audio de televisão seja aumentada, para aproximadamente 90 KMz ou mais, quando comparada com a largura de banda de 15 KMz para um programa audio monofônico. Como um resultado, o zum71 912

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bido audio produzido no canal de processamento do sijaag^dé^SjOífl tende a ser mais intenso nos receptores estereofónicos do que nos receptores monofónicos. Adicionalmente, os detectores de som são mais susceptíveis a interferência nas frequências audio mais elevadas.

Arranjos alternativos de separação de som, por exemplo, os arranjos de som portador dividido e de som quase parale lo, têm sido utilizados para superar o problema do zumbido de Nyquist. Nos arranjos de som portador dividido, depois do misturador, o sinal portador de imagem ê processado separa damente a partir do sinal portador de som,para derivar a informação video e audio. 0 processo interportador ê utilizado para a detecção de som. Um circuito fechado de bloqueio de fase (PLL·) proporciona uma onda sinusoidal espectralmente pura da mesma frequência e fase do portador de imagem,para mistura com o portador de som IF. Contudo, o PLL ê relativamente caro de implementar e o circuito requere amplificadores adicio nais e circuitos sintonizados, bem como uma pastilha de circui to integrado mais cara. Neste arranjo o canal de som não mistura de modo nenhum o portador de imagem modulado, e assim o zumbido audio devido ao ICPM Nyquist bem como a outras causas de zumbido ê muito reduzido.

No chamado arranjo quase paralelo os sinais de som e video são amplificados separadamente e desmodulados em canais diferentes. No canal de som, o portador de imagem IF ê proces, sado adicional e separadamente sem uma caracteristica da rampa de Nyquist e misturado com o portador de som IF, para formar um sinal de som interportador de 4,5 MHz. O sinal de som inter portador ê, subsequentemente, desmodulado para produzir um sinal audio que, depois do processamento, ê enfim transmitido para um altifalante reprodutor de som.

Mais particularmente, no arranjo quase paralelo, o canal de som inclui uma secção filtro, que recebe os portadores de som e imagem, antes da desmodulação. 0 filtro do canal de som proporciona uma entrada para um arranjo de desmodulação de som, que tem uma caracteristica de passa banda substancialmen te simétrica, relativamente, a cada uma das frecuências porta

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doras de som e imagem e, por conseguinte, não sujeitai© portador de imagem à distorção de fase do processamento de rampa de Nyquist (o qual é requerido para a apropriada desmodulação da informação video de banda lateral vestigial no canal video). São também necessários circuitos adicionais tais como amplifi cadores e circuitos sintonizados.

Em ambos os arranjos alternativos, (isto ê, circuito fechado de bloqueio de fase e arranjos quase paralelos), são muitas vezes utilizados filtros SAW (onda acústica superficial) . O filtro SAW (onda acústica superficial) oferece vantagens em termos da pequena dimensão, e capacidade de reprodução sem uma necessidade de alinhamento. Contudo, os filtros SAW sao componentes de custo relativamente elevado e requerem muitas vezes andares pre-amplificadores adicionais, para compen sar as perdas de inserção do filtro SAW. A utilização de dois filtros SAW, um em cada um dos canais IP de video e som não ê desejável. Os filtros SAW estão disponíveis como dispositivos de dois canais, e como tal são particularmente úteis nos rece£ tores que utilizam o princípio quase paralelo IF. Contudo, tais filtros de SAW de dois canais custam quase duas vezes mais do que os filtros SAW de um único canal e podem não eliminar a necessidade de componentes adicionais para as respecti vas saídas de video e som.

Em conformidade, ê desejável porporcionar uma secção de processamento de sinal audio de banda larga de qualidade ele vada, livre de zumbido e que seja económica de produzir, com um número mínimo de filtros SAW.

Resumo do Invento

Resumidamente, para este fim, de acordo com um aspecto do presente invento, o sinal video IF e os sinais de som IF são filtrados por um filtro SAW partilhado, sem necessitar de um dispositivo SAW adicional para processamento de som IF. O filtro SAW tem uma característica de frequência de passa ban da que não tem uma característica de rampa de Nyquist, a qual produziria caso contrário ICPM. A entrada da secção de proces

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-6sarnento de som esta acoplada â saída do filtro SAW. A rampa de Nyquist necessária para processamento do sinal video é proporcionada por um filtro de contorno. Na concretização exemplificativa, o sinal video ê detectado por um detector quase síncrono.

Descrição dos Desenhos

Para um melhor entendimento do presente invento, vai agora ser feita referência aos desenhos anexos, em que:

as figuras 1-4 mostram diagramas de blocos de configura ções da arte anterior para derivarem sinais de som interportadores nos receptores de televisão.

A figura 5 mostra um diagrama de blocos que inclui aspec tos do presente invento.

A figura 6 mostra um diagrama esquemático do circuito do filtro de contorno de 47,25 MHz da figura 5.

Descrição detalhada da concretização preferida

A figura 1 mostra um arranjo monofõnico da arte anterior que inclui uma secção de processamento de sinal interportador de som. Por causa da resposta de frequência limitada necessã| ria para tal arranjo monofõnico, o zumbido ê tolerável e a

ICPM originada pela rampa de Nyquist e outras causas de ICPM são facilmente controláveis. O sinal IF ê proporcionado a partir de um sintonizador 10 e fornecido a um SAW video 12 ou o outro amplificador de passa banda de frequência intermédia apropriado, que tem uma característica 13 de passa banda típica como mostrado, e depois disso fornecido a um detector video 14, no qual o portador de video é misturado com o portador de som para proporcionar um sinal video composto e um sinal de som interportador.

A figura 2 mostra um exemplo de um chamado arranjo de som quase paralelo, no qual o sinal IF de um sintonizador em 18 ê fornecido a um SAW video 20, que tem uma característica de passa banda video padrão (como indicado por 13 na figura 1)

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-7e depois fornecido a um detector video 22 para detecçaoádo si·* nal video. A fim de evitar a ICPM, o sinal de som é processado por um SAW som 24 que tem formas de passa banda simétricas,relativamente a cada uma das frequências de portadora de som e portadora de video. Desta maneira, o canal de som paralelo fil tra separadamente em passa banda o portador de som e os sinais portadores de imagem a fim de evitar a rampa de Nyquist e outros problemas. Os dois portadores simétricos são então misturados no detector de som 26 para derivar o sinal de som interportador de 4,5 MHz.

Uma outra abordagem para proporcionar um som com zumbido aceitável ê proporcionado pelo circuito fechado de bloqueio de fase (PLL), o qual proporciona um sinal na frequência porta dora video que ê estável e absolutamente independente da modu lação do portador video. Mais especificamente, o circuito fechado de bloqueio de fase permite a mistura de um sinal limpo e de frequência estável na frequência portadora video absolutamente independentemente de qualquer modulação ou efeitos de fase, devidos â rampa de Nyquist ou outras modulações de video do portador de video. Relativamente a isto, referindo agora a figura 3, o SAW video 28 filtra o sinal IF derivado do sintonizador 29 na passa banda 20 da rampa de Nyquist convencional 30, necessária para o processamento do canal video e esse sinal ê fornecido a um detector video 31 síncrono com circuito fechado de bloqueio de fase, de uma maneira análoga â do arranjo mostrado na figura 1, com a excepção de que o sinal video composto e o sinal interportador de som são derivados, razoavelmente independentes, das modulações video e da ICPM visto que o sinal da frequência portadora video utilizada para misturar ê derivado por um oscilador de tensão controlada do PLL.

Ainda um outro exemplo da arte anterior que utiliza um PLL ê mostrado na figura 4, no qual o sinal IF derivado de um sintonizador 32 ê processado por um SAW video 34 de uma manei ra convencional e detectado por um detector síncrono 38, que utiliza a saída de um oscilador de tensão controlada CVCO) de PLL 36 fornecida ao detector de imagem video 38, para derivar o sinal video composto detectado. A saída do VCO 36 ê também

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' t' conduzida ao detector de som 42, a qual quando misturada com o portador de som modulado do SAW de som 40 produz o sinal in terportador de 4,5 MHz, gue ê detectado no detector de som 44.

Assim, as figuras de 2 a 4 mostram as várias abordagens da arte anterior julgadas necessárias, para proporcionar um si_ nal de som de largura de banda razoavelmente livre de zumbido. Em tais arranjos ê utilizado quer um PLL para derivar um sinal de mistura, quer o sinal de som que é processado separadamente, utilizando-se um filtro SAW.

Referindo agora a figura 5, na qual são mostrados o sintonizador, IF, e os circuitos detectores de um receptor de televisão, um sinal de radiodifusão de televisão recebido por uma antena 50 é aplicado a um sintonizador de televisão 51, que compreende um amplificador RF e um misturador 52,em combi nação com um oscilador local 54. O sintonizador 51 converte selectivamente a imagem RF e os sinais portadores de som de um canal de TV seleccionado em sinais portadores de frequência intermédia (IF) de, por exemplo, 45,75 MHz e 41,25 MHz, respec tivamente, para o sistema NTSC utilizado nos Estados Unidos.

Os circuitos de processamento de sinal de televisão inclu em uma secção de filtragem IF e amplificação, geralmente indicada por 58, e um detector video 60. Um processador de sinal video 62, que responde ao sinal de video composto desenvolvido em 64, proporciona um sinal de luminância em 66, para o cinescópio ou CRT 70. Os sinais de cor apropriados dispostos em matriz (não mostrados) conjuntaraente com sinais de deflexão apro priados (não mostrados) são também proporcionados ao CRT 70.

Numa resposta convencional de passa banda interportadora IF como a proporcionada por filtro SAW video, o sinal portador de imagem estã localizado 6 db abaixo da rampa de frequência mais alta, e o sinal portador de som IF está localizado aproximadamente 20 db abaixo da rampa de frequência mais baixa, de modo a que a informação de video de banda lateral vestigial possa ser detectada sem interferência significativa do por tador de som IF. Esta ê a resposta Nyquist que é necessária para processar apropriadamente a informação video. O filtro SAW 74 utilizado aqui apresenta uma resposta nivelada para o

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-9portador video como mostrado na resposta 72/ de modo a fao introduzir modulação de fase portadora incidente de Nyquist no portador de imagem IF proporcionado no terminal 75,devido â atenuação assimétrica das bandas laterais do portador de imagem IF, tal como acima explicado. Como explicado abaixo, a rampa de Nyquist é proporcionada depois do levantar do som no terminal 75 pelo filtro 78, descrito abaixo em maior detalhe, para processamento pelo canal video.

O sinal IF disponível no terminal 75 ê amplificado por um amplificador de som IF 82 e ê detectado pelo detector de som 84, que mistura os sinais portadores de imagem e som rece bidos a partir do filtro SAW 74, para produzir um sinal de som interportador de 4,5 MHz em 86. 0 sinal de som interportador é detectado e o som resultante ou a informação audio ê acopla da ao processador de sinal de som 88, para descodificar os com ponentes de som estereofónico e fornecê-los aos altifalantes 90.

Mais particularmente, o sinal IF que tem um portador de imagem e um portador de som modulado com informação video e audio, respectivamente, ê proporcionado em 56 e ê amplificado pelo pre-amplificador SAW 94, o qual proporciona tipicamente em qualquer parte amplificação de 20 a 26 db, para compensar a grande perda de inserção de um filtro SAW, que ê tipicamente ) cerca de 20 db. 0 sinal IF amplificado em 76 ê passado então através do filtro SAW 74, que tem uma caracteristica de passa banda de 6 MHz, substancialmente nivelada.

A detecção correcta do sinal video necessita de uma característica de resposta mostrada em 80. O sinal de saída da sarda de filtro SAW 74 ê bem apropriado para a desmodulação de som devido â resposta nivelada que não introduz uma rampa de Nyquist, mas não ê assim tão bem apropriada para video. A rampa de Nyquist necessária ao video ê proporcionada pelo fil. tro 78, que tem um tipo de característica de retenção que contorna o sinal, para produzir um sinal video para detecção apro priada, tal?como explicado abaixo mais detalhadamente. O filtro SAW 74 proporciona também uma atenuação desejável substan ciai em 47,25 MHz,para reduzir a interferência do canal adja71 912

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-10/ cente, e uma atenuação em 39,75 MHz (não mostrada)

sinal de saída da retenção de filtro 78 ê acoplado ao amplificador IF video 94, o qual ê um amplificador convencional de ganho controlável que tem um terminal para controlo do ganho AGC (não mostrado).

Como acima explicado, o sinal transmitido necessita de um formato de video particular para a detecção apropriada, e em particular, necessita de uma rampa de Nyquist particular, que tem o problema de introduzir zumbido no som reproduzido. O filtro 78 proporciona a rampa necessária sem afectar o IF de som, que ê levantado antes do filtro 78. Assim, o filtro 78 contorna a característica da IF video e proporciona a rampa de Nyquist ao canal video, mas sem necessitar de um filtro SAW separado para o som,para evitar o problema do zumbido de som da rampa de Nyquist. A característica de passa banda do filtro 78 ê mostrada em 79, na qual o portador video estã 6 db abaixo em 45,75 MHz. Adicionalmente, o filtro 78 proporciona um andar adicional de rejeição de 47,25 MHz para reduzir, além disso,· a interferência do canal adjacente. A concretização exemplificativa do filtro 78 ê que ê chamada vulgarmente uma retenção, eliminação de frequência, ou filtro de para banda, dependente de quão fina ê a curva de rejeição da frequência,na frequência de rejeição seleccionada. Estã dentro do objectivo do presente invento que o filtro 78 possa ser também um filtro passa baixo,que proporciona a rampa de Nyquist apropriada e atenuações em 45,75 MHz e 47,25 MHz. A implementação do filtro 78 mostrada na figura 6 serâ explicada abaixo.

O tipo de detecção mostrado na concretização exemplifica tiva, ê o que é vulgarmente chamado quase síncrono ou pseudo síncrono, no qual o portador de imagem ê limitado em amplitude (não mostrado) para remover qualquer modulação envolvente presente no portador e utilizado como o sinal de entrada de referência, para um detector síncrono. O sinal de saída do amplificador IF video 94 estã acoplado ao detector síncrono video 60, no qual ele ê misturado com o portador de imagem deri. vado com a modulação removida (nao mostrada) para proporcionar um sinal de video composto em 64.

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Assim, em resumo, é mostrado que o processamento de sinal IF pode ser executado utilizando-se apenas um único filtro SAW, tanto para a imagem IF, como para o som IF, juntamente com a co locação e concepção estratégica da retenção de filtro 78, para proporcionar uma rampa de Nyquist somente para o canal de imagem.

Referindo agora a figura 6, e mostrado um diagrama esquemático do filtro 78. Uma resistência 92 (50 ohm) estâ acoplada em série ao circuito paralelo de um condensador 94 (56 picofarad) e a uma indutância variável 96 (nominalmente 0,2 microhen ry) entre um terminal de entrada 91 e um terminal de saída 98. Um condensador 100 (4,7 picofarad) e uma resistência 102 (1000 ohm) ligam o terminal de saída 98 à terra. O circuito ê fabricado ajustãvel para compensar as tolerâncias do filtro SAW e do próprio filtro 78. As respostas de frequência da retenção 78 e filtro SAW 74 complementam-se entre si, isto ê, a retenção 78 pode ser ajustada para compensar os defeitos da resposta de frequência do filtro SAW, tal como um desenrolar de alta frequência. O filtro 78 está regulado para uma atenuação de 6 db em 45,75 MHz e para um pico de cerca de 44 MHz, para aumentar a fidelidade da rampa de Nyquist, A retenção está sintonizada para 47,25 MHz.

Assim, ê possível como descrito aqui, produzir um sinal | estéreo livre de zumbido de nível baixo aceitável utilizando-se um conjunto de circuitos mais económico do que o utilizado na arte anterior. O aparelho descrito permite que seja uti. lizado somente um filtro SAW (com circuitos relacionados) e não necessita de um detector síncrono de circuito fechado de bloqueio de fase (PLL), o qual requere urna pastilha de circui to integrado relativamente mais cara e circuitos externos extensivos. Contudo, deveria notar-se que pode ser utilizado um PLL se desejado. É economizado o custo de um filtro SAW de dois componentes. Além do mais, para proporcionar a rampa de Nyquist convencional, há uma melhor rejeição de 47,25 MHz quando comparada com a de um filtro convencional isolado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Receptor de televisão que tem uma fonte de sinal (51) de frequência intermédia (IF), que inclui um portador de imagem e um portador de som modulado pela informação de video e audio, respectivamente, o portador de imagem e o portador de som que têm entre eles uma predeterminada separação de frequên cia, o qual inclui um aparelho para processamento do dito sinal , compreendendo:

primeiros meios de filtro passa banda IF (74) para filtrarem o dito sinal IF para produzir uma primeira versão fil trada do dito portador de imagem modulado e portador de som modulado, caracterizado por compreender:

segundos meios de filtro IF (78) para proporcionarem uma segunda versão filtrada do portador de imagem modulado da pri meira versão filtrada, meios de processamento video (94, 60, 62) que incluem meios detectores video (60) que têm uma entrada acoplada à saída dos segundos meios de filtro IF C78) para proporcionarem um sinal video detectado a partir da segunda versão filtrada do sinal IF,.e meios de processamento de som (82, 84, 881 que incluem meios detectores de som (84) que têm uma entrada acoplada a sarda dos primeiros meios de filtro passa banda IF (74). para proporcionarem um sinal interportador de som detectado a par tir da primeira versão filtrada do sinal IF,
2 - Receptor de televisão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos primeiros meios de filtro passa banda IF (74) terem uma característica em que as amplitudes das frequências adjacentes acima e abaixo da frequência do dito portador de imagem são substancialmente iguais, e por os ditos segundos meios de filtro IF (78) terem uma característica em que as amplitudes das frequências adjacentes acima e abaixo da frequência do dito portador de imagem são substancialmente desiguais.
3 - Receptor de televisão de acordo com a reivindicação

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-132, caracterizado por os segundos meios de filtro IF (78) pro porcionarem atenuação de retenção de uma frequência seleccionada ao longo da rampa da passa banda dos primeiros meios de filtro passa banda IF.
4 - Receptor de televisão de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os primeiros meios de filtro passa banda IF (74) compreenderem um filtro SAW, e os segundos meios de filtro IF (78) compreenderem uma retenção.
5 - Receptor de televisão de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os segundos meios de filtro IF (78) con tornarem em frequência o sinal video IF para proporcionarem uma rampa de Nyquist não proporcionada pelos primeiros meios de filtro IF.