38Представляем приборы

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Кабельная мини-станция эфирного ТВ ZM-501 (ZMATIC)


Г.Алешин Теле-Спутник - 4(54) Апрель 2000 г.


Расширение сети телевизионного и спутникового вещания, появление разнообразных сервисных возможностей приемного, распределительного и абонентского оборудования, позволяющих максимально учитывать интересы и запросы отдельных пользователей, дают мощный импульс для совершенствования аппаратуры и методов передачи и приема телесигналов.



Фото 2

В последнее время значительно возрос интерес к системам кабельного телевидения. Они позволяют не только обеспечить доставку качественного телевизионного сигнала и радиотрансляций, но и дополнить список предоставляемых пользователю услуг такими, как интерактивное телевидение, высокоскоростной интернет и мультимедиа-приложения, кабельная телефония, охранные услуги.

В каждом конкретном случае определяется та доля коллективной и индивидуальной приемной системы эфирного и спутникового телевидения, которая наиболее целесообразна в техническом и экономическом аспектах. Когда число абонентов невелико и не превышает, скажем, 100, установка мощной головной приемной станции кабельного телевидения экономически неоправданна. В таком случае можно рекомендовать станцию прямого усиления с полосой усиливаемых частот 5...862 МГц (для сетей с обратным каналом) или 50...862 МГц (сеть без обратного канала). Желательно при этом иметь возможность трансляции по кабельной сети каналов спутникового телевидения, конвертированных в указанный диапазон частот.

В условиях, когда в точке приема каналов непосредственного телевещания (эфирного ТВ), велик разброс уровней сигналов МВ и ДМВ диапазонов или в границах одного и того же диапазона, необходимо выравнивать уровни отдельных каналов. Это позволит избежать перегрузки усилителя и снизить перекрестные искажения. Если зоны уверенного приема нескольких передающих центров ТВ и радиопрограмм пересекаются и возникает необходимость в приеме сигналов с нескольких направлений (чаще всего, хотя и необязательно, это относится к ДМВ-диапазону), удобно иметь несколько раздельных UHF-входов — канальных или широкополосных. При этом антенны, направленные на разные телецентры, подключаются к различным входам усилителя кабельной станции.

Перечисленным условиям удовлетворяет кабельная мини-станция эфирного ТВ ZM-501 (ZMATIC), выпускаемая фирмой Alcad (Испания).


ZMATIC-программируемый избирательный усилитель

В каталоге фирмы Alcad, специализирующейся в области производства компонент эфирного, кабельного и спутникового оборудования, станция ZMATIC, относящаяся к известной читателю по публикациям в "Теле-спутнике" серии 905 (Мини-кабельные станции), названа "Программируемый избирательный усилитель". Технические возможности ZM-501 позволяют использовать этот усилитель в качестве кабельной станции небольшой сети с числом абонентов 70-80. Внешний вид устройства показан на фото1. Станция ZMATIC имеет современный дизайн, характерный для устройств, выпускаемых фирмой Alcad. Корпус прибора представляет собой литое шасси из алюминиевого сплава, на котором установлены входные и выходные разъемы, клемма подключения заземления и кронштейны крепления станции в конструкцию пользователя (или, например, на стену). Лицевая панель прибора выполнена из ударопрочной, термостойкой пластмассы белого цвета. Теплоотводящие радиаторы охлаждения активных элементов выходных каскадов усилителя, имеющие рассеивающую поверхность около 250 кв. см, являются частью общего шасси станции. Устройство имеет небольшие габариты — 300х200х40 мм и массу 2,4 кг. Питание станции ZMATIC осуществляется от сети переменного тока 220 В/50-60 Гц. Станция ZM-501 удовлетворяет требованиям стандартов EN 50083-2 и IEC 801.



Фото 1

На лицевой панели станции ZM-501 расположены все элементы пользовательской настройки и индикации рабочих режимов. Названия отдельных входов и выходов устройства сопровождаются наглядными обозначениями, поясняющими выполняемые функции. Станция имеет семь отдельных входов канальных и широкополосных усилителей, суммируемых на общий усилитель мощности. Имеется один общий выход OUT (уровень сигнала 110 дБмкВ) и контрольный выход TEST. Уровень сигнала на контрольном выходе на 30 дБ меньше, чем на выходе OUT. Выход OUT — регулируемый с глубиной вносимого затухания от 0 до 10 дБ (потенциометр OUTPUT LEVEL). Контроль уровня выходного сигнала станции может осуществляться либо внешним измерителем, подключенным к контрольному выходу TEST, либо по встроенному светодиодному трехступенчатому пороговому индикатору уровня. Встроенный индикатор индицирует состояния уровня выходного сигнала: нормальный уровень, выше номинального, ниже номинального. Технические параметры станции ZMATIC приведены в таблице 1.

Для усиления телевизионных каналов МВ диапазона предусмотрено два отдельных входа — BI+FM и BIII. Эти входы снабжены отдельными аттенюаторами с вносимыми ослаблениями 26 дБ и 20 дБ соответственно.




Рис. 1а

Для усиления ДМВ каналов имеется 4 отдельных входа: UHF1, UHF2, UHF3 и UHF4. Входы UHF1-UHF3 подключены к селективным канальным усилителям, вход UHF4 — к широкополосному усилителю. В сигнал, поступающий со входа UHF4, может вноситься регулируемое затухание от 0 до 15 дБ. Дополнительные возможности конфигурирования станции обеспечивает наличие отдельного выхода усилителя UHF3, который может быть подключен к одному из входов UHF1 или UHF2.

Блок канальных усилителей станции ZM-501 состоит из восьми программируемых избирательных усилителей ДМВ-диапазона А1-А8. Любой селективный усилитель может быть настроен на один из фиксированных ДМВ каналов с 21 по 69 или отключен. За входом UHF1 закреплен усилитель A1, входу UHF2 соответствует группа усилителей А1-А4, вход UHF3 обслуживает усилители А5-А8. Для более гибкого использования подключаемого к станции оборудования, предусмотрена возможность коммутации входов UHF1 и UHF2 к избирательному усилителю А1.

Сигнал с ДМВ антенн, подаваемый на входы UHF2, UHF3 или UHF4, может быть предварительно усилен, при необходимости, до нужного уровня антенным или мачтовым предусилителем, питание для которого формирует станция ZMATIC и подает на каждый из этих входов. Рекомендуемое значение усиления предусилителя не более 20 дБ. Уровень собственных шумов предусилителя не должен превышать 3 дБ. Наличие предусилителя, подключенного к соответствующему входу, определяется станцией автоматически (по величине потребляемого тока от источника питания предусилителя — 24 В/60 мА max). Состояние подачи питания на предусилитель индицируется светодиодом, находящимся рядом с обозначением соответствующего входа усилителя.




Рис. 1б

Перечисленные выше входы предназначены для подключения к ним антенн соответствующих диапазонов — универсальных, широкополосных, диапазонных или канальных. Для усиления сигнала, поступающего от дополнительного оборудования — например от модулей спутниковых ресиверов серии 912, выпускаемых фирмой Alcad, предусмотрен вход EXT, подключенный к широкополосному усилителю МВ-ДМВ. Сигнал, подаваемый на вход этого усилителя, может быть ослаблен встроенным аттенюатором от 0 до 10 дБ.

Станция имеет два режима работы — основной (рабочий режим) и режим программирования параметров. Переключение между этими режимами осуществляется с помощью двухпозиционного переключателя режимов, расположенного на лицевой панели прибора. Индикация режима программирования осуществляется светодиодным индикатором PROGRAM MODE. В режиме программирования станция может записывать/считывать команды управления и данные, обмениваясь ими с программатором PS-002. ИК-приемник и ИК-излучатель программирующего интерфейса расположены на лицевой панели ZM-501.

Конфигурация входов станции позволяет использовать различное число приемных антенн, каждая из которых ориентируется на передатчик "своего" канала. В большинстве случаев число различных направлений, с которых ведутся трансляции в ДМВ-диапазоне, два, редко — три. Схемы подключения, соответствующие трем различным конфигурациям, приведены на рис.1а-1в.


  • а)AN1 — 1 канал, усилитель А1; AN2 — 3 канала, усилители А2, А3, А4; AN3 — 4 канала, усилители А5, А6, А7, А8;
  • б)AN1 — 1 канал, усилитель А1; AN3 — 7 каналов, усилители А2, А3, А4, А5, А6, А7, А8;
  • в)AN3 — 8 каналов, усилители А1, А2, А3, А4, А5, А6, А7, А8.



Рис. 1в

Антенна ДМВ AN4 может участвовать в любой из этих конфигураций, равно как антенны МВ диапазона AN5 и AN6 и дополнительное оборудование, подключенное к входу EXT.


Программатор PS-002

Программатор PS-002 является многофункциональным устройством дистанционного управления и контроля параметров кабельных телевизионных станций, выпускаемых фирмой Alcad серии 905 — ZMATIC (программируемый избирательный усилитель) и серии 912 — UC, US, IS и MS. Внешний вид программатора показан на фото 2. Ввод данных и задание режима работы устройства осуществляются с помощью функционально-цифровой клавиатуры пленочного типа. Значения контролируемых параметров и режим работы программатора индицируются на жидкокристаллическом дисплее — 8 символов/2 строки. На одной из торцевых поверхностей корпуса находится ИК-прозрачное окно, за которым расположены ИК-передатчик и ИК-приемник программатора. Питание программатора PS-002 осуществляется от батареи типа 6LF22 напряжением 9 В. В приборе предусмотрен встроенный мониторинг источника питания. Если батарея недостаточно заряжена, на дисплее индицируется "BATTERY EXHAUSTED", и программатор выключается. В режиме экономичного энергопотребления происходит автоматическое отключение устройства, если в течение 3-х минут не активизируется ни одна из кнопок клавиатуры. Прибор имеет корпус из ударопрочной пластмассы размерами 150х80х27 мм, небольшой вес (около 200 г). В комплект поставки устройства входит удобный чехол из водоотталкивающей ткани.

Последовательный и циклический выбор параметров осуществляется с помощью функциональной клавиши SERIE. Подтверждение текущей установки и переход в следующий этап определения программируемых параметров осуществляется нажатием функциональной клавиши "F+". Протокол взаимодействия программатора PS-002 с блоком управления кабельной станции предусматривает двухсторонний обмен данными/параметрами. Запись предустановок программатора в память станции осуществляется в режиме COPY, чтение — в режиме READ. "Быстрый" вызов любого режима работы программатора производится с помощью функционального префикса "F". Режим RESET реализует сброс всех произведенных установок.

После включения питания устройство индицирует номер версии программного обеспечения, затем переходит в режим ожидания ввода параметров конфигурации. Можно выбрать язык, на котором будут выдаваться служебные сообщения программатора: английский, французский, немецкий, итальянский, португальский, испанский. Далее необходимо определить устройство серии 905 или 912, которое предстоит программировать. Выбираем опцию "SERIE 905/ZMATIC". На этом предварительный режим настройки программатора PS-002 заканчивается.

Настройка мини-станции ZMATIC

Процесс настройки мини-станции эфирного ТВ ZM-501 осуществляется в три этапа. Первый шаг — программирование избирательных усилителей A1-A8, второй — настройка широкополосных усилителей ДМВ и МВ диапазонов и универсального МВ-ДМВ усилителя, третий — установка уровня выходного сигнала станции.

Вначале, на первом этапе, усиливаемые сигналы подаются на входы UHF1-UHF3, в соответствии с одной из рассмотренных выше конфигураций подключения входов (рис.1а-1д). Режим PROGRAMM MODE станции ZMATIC — включен. Входы UHF4, BIII и BI+FM в этом режиме остаются неподключенными, а вход EXT — нагружен на согласованную нагрузку 75 Ом. Номера усиливаемых ДМВ каналов (от 21 до 69) назначаются для каждого из усилителей A1-A8 и заносятся в память программатора PS-002. В режиме COPY данные о каналах транслируются ИК-передатчиком программатора и регистрируются ИК-приемником станции. Процесс трансляции индицируется периодическим миганием светодиода PROGRAMM MODE станции ZM-501 и сообщением "TRANSMIT" на дисплее программатора PS-002. Программирование усилителей A1-A8 может быть и выборочным — можно изменять данные только об одном из восьми канальных усилителей. Неиспользуемому усилителю присваивается нулевой номер канала.

После чтения информации о каналах станция ZMATIC переходит в режим автоматической настройки и выравнивания усиления модулей A1-A8. В процессе настройки каждого из усилителей этот режим индицируется зажиганием контрольного светодиода соответствующего усилителя. Светодиоды индикатора уровня выходного сигнала станции также кратковременно сигнализируют о превышении/понижении выходного уровня относительно оптимального.

Если по окончании этого этапа программирования контрольные светодиоды усилителей A1-A8 гаснут, то процесс завершен успешно и первый этап настройки осуществлен. В противном случае продолжают светиться контрольные светодиоды тех канальных усилителей, установка которых не произведена. Это возможно в том случае, если подавались сигналы на широкополосный ДМВ вход UHF4 или другие входы станции. Тот же результат будет наблюдаться, если уровень входных сигналов на частотах, соответствующих назначенным каналам, находится вне диапазона значений, определенных техническими данными станции (таблица 1).

Возможно также, что уровни входных сигналов каналов, номер которых отличается на 2 от установленного канала, больше, чем приведенный в таблице 1. В режиме такой неполной настройки выходной сигнал отсутствует (и на отрегулированных каналах также). Установлено, однако, что выходной сигнал все же появляется на всех предустановленных каналах при выполнении дополнительной команды программатора START-COPY, но выходные уровни каналов при этом оказываются не выровнены. Этот режим индицируется сигналом "бегущая точка", формируемым последовательным поочередным зажиганием контрольных светодиодов усилителей A1-A8.

Комплекс мини-станция ZM-501/программатор PS-002 позволяет определять значения входных уровней сигналов, подаваемых на входы UHF1-UHF3. Каналы могут быть предварительно установлены программатором PS-002 или считаны им из записанных в памяти станции ZM-501 каналов. Эта функция реализуется в режиме чтения данных READ. Станция в этом режиме находится в состоянии PROGRAMM MODE. На дисплее программатора высвечивается сообщение "READING". По окончании чтения данных, на дисплей программатора могут быть вызваны данные о входных уровнях в дБмкВ и каналах с 21 по 69, на которые настроены избирательные усилители A1-A8. Если уровень сигнала на входе соответствующего усилителя не попадает в допустимый диапазон значений, вместо численного значения индицируется знак "меньше" (<) или "больше" (>), в зависимости от того, в какую сторону есть отличие.

Процесс настройки можно продолжить, отрегулировав уровень входных сигналов, если это требуется. Причем после каждого изменения уровней входных сигналов требуется провести процедуру автоматической инициализации/выравнивания уровней.

Второй этап настройки станции ZMATIC заключается в установке выходных уровней сигналов, подаваемых на входы UHF4, BIII, BI+FM и EXT.

Эта процедура может быть выполнена с помощью встроенного в ZM-501 измерителя уровня или с помощью внешнего анализатора/измерителя уровня. В первом случае настройку выполняют последовательно для каждого из входов, отключая при этом остальные. Регулятором, соответствующим каждому из настраиваемых усилителей, вносят ослабление во входной сигнал, контролируя выходной уровень по трехступенчатому светодиодному индикатору, добиваясь того, чтобы светился индикатор OK.

Если используется внешний измеритель, он подключается к выходу TEST станции ZM-501, и, предварительно установив ослабление главного аттенюатора выходного уровня в положение "0 дБ", регуляторами настраиваемого входа добиваются величины уровня сигнала 80 дБмкВ (что соответствует уровню сигнала на выходе станции 110 дБ). По завершении этого этапа, запускают процедуру START-COPY и выходят из режима PROGRAMM MODE.

Заключительный этап настройки — установка уровня выходного сигнала станции. Максимальное значение выходного сигнала для групп каналов определяется из таблицы 1.

Рабочие характеристики станции ZMATIC

Для измерения амплитудно-частотных характеристик станции ZMATIC использовался измеритель Х1-42, для измерения КСВ- входов — измеритель Р4-11. Измерение уровней ТВ-сигналов производилось прибором Sefram 7830.

АЧХ усилителей снимались по обычной методике. С выхода ГКЧ характериографа Х1-42 сигнал подавался на вход исследуемого усилителя станции. Уровень сигнала на входах усилителей составлял 56-90 дБмкв. Сигнал с выхода OUT станции через аттенюатор 10 дБ подавался на детекторную головку измерителя Х1-42. Для оценки влияния входных аттенюаторов на АЧХ усилителей, была произведена серия измерений при различном значении входного ослабления аттенюаторов.



Рис.2. АЧХ усилителя BI+FM ZM-501

На рис. 2 приведены АЧХ усилителя BI+FM (ослабление аттенюатора 10 и 26 дБ). Зависимости коэффициента усиления от частоты нормированы каждая к своему уровню, соответствующему 0 дБ. Измеренный коэффициент усиления при ослаблении аттенюатора 0 дБ и выходном уровне 110 дБмкВ составил 51 дБ. Неравномерность АЧХ в этом случае не более 0,5 дБ, полоса пропускания по уровню -3 дБ: 30-100 МГц.




Рис.3. АЧХ усилителя BIII ZM-501

На рис. 3 приведены АЧХ усилителя BIII (ослабление аттенюатора 0, 10, 26 дБ). Измеренный коэффициент усиления при ослаблении аттенюатора 0 дБ и выходном уровне 110 дБмкВ составил 52 дБ. Полоса пропускания усилителя по уровню -3 дБ: 118-236 МГц. Неравномерность АЧХ во всем диапазоне входных затуханий не превышала 2,5 дБ.




Рис.4. АЧХ усилителя UHF4 ZM-501

На рис. 4 приведены АЧХ усилителя UHF4 (ослабление аттенюатора 0, 10, 15 дБ). Измеренный коэффициент усиления при ослаблении аттенюатора 0 дБ и выходном уровне 110 дБмкВ составил 49 дБ. Полоса пропускания усилителя по уровню -3 дБ: 360-980 МГц. Неравномерность АЧХ во всем диапазоне входных затуханий не превышала 2,5 дБ.




Рис.5. АЧХ усилителя EXT ZM-501

На рис. 5 приведены АЧХ усилителя EXT (ослабление аттенюатора 0, 15 дБ). Измеренный коэффициент усиления при ослаблении аттенюатора 0 дБ и выходном уровне 110 дБмкВ составил 44 дБ. Полоса пропускания усилителя по уровню -3 дБ: 10-970 МГц (аттенюатор 0 дБ), 10-755 МГц (аттенюатор 15 дБ). Неравномерность АЧХ соответственно — 2,5 дБ и 3 дБ. В процессе измерений выяснилось, что входной аттенюатор входа EXT обеспечивает максимальное затухание не 10 дБ, как указано в техническом описании станции, а 15 дБ.

Измерены калибровочные характеристики встроенного измерителя уровня станции ZM-501. Сигнал ГКЧ измерителя Х1-42 подавался на входы UHF1 и UHF2. Учитывая, что ослаблению на выходе характериографа Х1-42 0 дБ соответствует уровень ВЧ 1 В, то ошибка встроенного измерителя уровня телесигнала станции ZMATIC не превышает 0,5 дБ, отклонение характеристики измерителя от линейной не превышает 0,5 дБ в диапазоне уровней сигнала 65-80 дБмкВ. Выяснено, что уровни сигналов, определяемые измерителем с входов UHF1 и UHF2, отличаются на 3 дБ. Достоверным показаниям соответствуют данные, считанные со входа UHF1. Этот факт необходимо учитывать при определении входных уровней усиливаемых сигналов.

Измерены частотные характеристики каждого из восьми избирательных усилителей ДМВ для каждого канала с 21 по 69. Разброс параметров усилителей А1-А8 не превышает 0,5 дБ, и его точное определение ограничено погрешностью измерений. АЧХ канального усилителя — гладкая колоколообразная кривая с полушириной, слабо меняющейся с номером канала. Неравномерность АЧХ в пределах полосы усиления не более 0,5 дБ. Для каналов с 21 по 45 ширина полосы усиления по уровню 3 дБ составляет 10 МГц, по уровню 10 дБ — 14 МГц, по уровню 15 дБ — 19 МГц. Для каналов с 46 по 60 аналогичные параметры имеют значения: 12 МГц, 17 МГц и 22 МГц. Для каналов с 61 по 69 измеренные параметры полосы усиления — 14 МГц, 20 МГц, 26 МГц.




Рис.5. АЧХ усилителя EXT ZM-501

На рис. 6 представлены диаграммы входных и выходных уровней сигналов, измеренные в режиме многоканального усиления ДМВ. Использовалась конфигурация входного оборудования, приведенная на рис.1в (МВ антенны отключены, входы UHF4 и EXTне задействованы).Источник входного сигнала ГКЧ характериографа Х1-42. После программирования канальных усилителей (использовался набор каналов 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43) и автоматического выравнивания уровней считаны значения входных и выходных уровней сигналов. Неравномерность усиления по каналам составила 4,2 дБ при разбросе входных уровней 5 дБ. Можно предположить, что разброс входных уровней обусловлен ошибками встроенного измерителя при определении уровней в многочастотном сигнале.

Длительная работа станции ZM-501 в режиме многоканального МВ-ДМВ усиления в режиме номинальной выходной мощности не приводила к заметному изменению заявленных параметров. Всестороннее, полное определение параметров станции ZMATIC, к сожалению, выходит за рамки данной статьи.


Таблица 1. Технические характеристики мини-станции ZMATIC
Частотный диапазонUHF1UHF2UHF3UHF4BIIIBI+FMEXT
МГц470-860470-860162-25447-10840-860
Уровень входного сигнала, дБмкВ min5662-5664606265
max7682-7679808875
Уровень сигнала канала N+2<17 дБ
Коэффициент усиления, дБ5448-5446504845
Диапазон регулирования усиления, дБ2015202610
Коэффициент шума, дБ< 6< 9< 9< 8< 8< 8< 10
Выходной уровень, дБмкВ 1…20 канал110
> 20 канала120
Селективность усиления (сдвиг 20 МГц), дБ26
Питание предусилителей24 В/60 мА
Источник питаниясеть 220В/50-60 Гц / 30 Вт

Автор выражает благодарность корпорации Дженерал Сателайт за предоставленный для тестирования образец кабельной мини-станции эфирного ТВ ZMATIC.



 
Теле-Спутник Апрель 2000
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт