Продукция фирмы Televes (Испания), специализирующейся в области производства изделий и систем телевизионной техники и радиоприема, известна своими хорошими техническими характеристиками, современным дизайном и качественным исполнением, разумным сочетанием параметров цена — качество.

Рис. 1

На российском рынке пользуются заслуженной популярностью приемные антенны эфирного (непосредственного) телевещания, элементы "разводки" кабельных сетей, усилители, системы кабельного и спутникового ТВ.

Развитие сетей цифрового кабельного и каналов спутникового телевидения определяет техническую политику фирмы Televes, которая активно участвует в европейском проекте DVB (Digital Video Broadcasting). Не последняя роль в этом проекте принадлежит средствам измерения параметров телесигналов, применяемых для цифрового телевещания. Оптимальным вариантом конфигурации измерительного комплекса, предназначенного для анализа сигналов теле- и радиовещания, является, с нашей точки зрения, устройство, позволяющее проводить измерения характеристик как аналоговых, так и цифровых телесигналов. Во-первых, потому, что сфера аналогового телевещания — эфирного, кабельного и спутникового — в настоящее время весьма обширна. Во-вторых — в большинстве систем телеприема цифровая техника и аппаратура для обработки аналоговых телесигналов и их визуализации используются совместно.

Выпускаемый фирмой Televes измеритель параметров телевизионных сигналов MTD 110 является многофункциональным прибором, позволяющим проводить измерение параметров FM радиосигналов, эфирного, кабельного (в том числе и с обратным каналом), спутникового телевидения, систем MMDS и VSAT, цифрового телевидения. Устройство позволяет также проводить анализ сигналов промежуточной частоты — 38,9 МГц.

Рис. 2

Назначение и технические характеристики измерителя MTD 110

Измеритель MTD 110 (внешний вид прибора приведен на фото 1) позволяет производить исследование телесигналов аналогового телевидения во всех основных стандартах — M, N, B, G, I, D, K и L и имеет автоматическую систему, позволяющую проводить измерения в широком диапазоне входных уровней сигналов. Может быть выбрана любая система телевещания — PAL, SECAM или NTSC. В цифровом потоке с модуляцией QPSK, QAM могут быть определены уровень цифровой несущей, отношение сигнал/шум (C/N), относительная скорость ошибок (BER). В измерителе используется цифровой модуль OPT-107-75(7), применяемый в анализаторах спектра фирмы Promax (Prolink-7). Прибор позволяет исследовать спектры цифровых и аналоговых телесигналов в диапазоне частот от 5 до 862 МГц , разбитом на поддиапазоны, и от 920 до 2150 МГц. Высокая чувствительность и широкий динамический диапазон измерителя MTD 110 позволяют исследовать сигналы эфирного ТВ и FM-радио от 10 мкВ до 3,16 В и спутникового диапазона от 31,6 мкВ до 1 В.

Устройство имеет встроенный черно-белый монитор (диагональ 5,5 дюйма). На экран монитора может быть выведена спектрограмма исследуемого сигнала. При работе с аналоговыми сигналами возможен вывод на монитор ТВ изображения. Одновременно с изображением на монитор может быть выведен индикатор уровня сигнала в "аналоговом" виде — полоса переменной длины. Надежная синхронизация изображения обеспечивается при уровне сигнала более 40 дБмкВ. Для контроля режима синхронизации предусмотрен режим индикации на мониторе синхроимпульса и положение относительно него видеосигнала. Система экранного меню (OSD), имеющая иерархическую структуру с вложенными подменю, позволяет выводить на экран монитора различные функции и параметры, определяемые пользователем. Встроенный в измеритель MTD 110 модуль телетекста позволяет декодировать телетекст аналоговых ТВ и спутниковых каналов и выводить его на экран монитора. Прибор имеет регуляторы яркости и контрастности изображения, выводимого на экран монитора.

Основные измеряемые параметры и режим работы отображаются также на жидкокристаллическом дисплее. На него выводятся:

1. наименование исследуемого частотного диапазона — SUB, VL0, VH1, UHF, SAT, FM, IF;
2. наименование исследуемого канала (определяемое пользователем);
3. значение частоты телесигнала или номер телевизионного канала, анализируемого прибором;
4. величина напряжения питания, подаваемого прибором на внешнее устройство 13 …24 В;
5. наличие подаваемого на внешнее устройство (конвертор) тонального сигнала 22 кГц;
6. значение частоты звуковой поднесущей;
7. верхняя граница уровня входного сигнала, определяемая установленным внутренним аттенюатором (режим отображения спектра сигнала) — 60…120 дБмкВ;
8. значение измеряемой величины (в данном режиме работы) — LEVEL, C/N, BER.

В режимах установки функций на экране ЖК-дисплея отображается наименование этих функций — LEVEL, VIDEO/AUDIO, CARRIER/NOISE, DIGITAL CARRIER, BIT ERROR RATE.

На лицевой панели измерителя расположены светодиодные индикаторы:

1. подключения кабеля питания устройства к сети — LINE;
2. подачи питания на внешнее устройство (конвертор или усилитель) — DRAIN;
3. опознавания звуковой поднесущей — SC;
4. опознавания FM-стерео сигнала — FM STEREO;
5. опознавание тона 60 Гц — 60 Hz;
6. наличие внешнего видеосигнала, подаваемого на вход VIDEO — EXT VIDEO.

В приборе имеется канал звукового сопровождения. Селекция звуковой поднесущей производится автоматически, в зависимости от стандарта, и ее частота настраивается в диапазоне от 4 до 9 МГц. Ширина полосы фильтра звуковой поднесущей ТВ сигнала может переключаться — Широкая/Узкая. Громкость звукового сопровождения можно плавно регулировать регулятором, расположенным на лицевой панели.

Во встроенной в измеритель MTD 110 энергонезависимой памяти можно сохранить до 99 конфигураций измеряемых сигналов, определяемых пользователем. Набор параметров конфигурации включает:

1. номер конфигурации и ее наименование (определяемое пользователем);
2. частотный диапазон Band;
3. значение частоты телесигнала Frequency;
4. применяемый телевизионный стандарт Standard;
5. используемые единицы измерения уровня телесигнала Units;
6. значение напряжения, подаваемого на внешнее устройство VLNB;
7. наличие подаваемого на внешнее устройство тонального сигнала 22 кГц;
8. значение частоты звуковой поднесущей Sound;
9. значение ширины полосы анализируемого сигнала Channel BW;
10. значение скорости передачи в цифровом потоке Symbol Rate (для цифрового сигнала);
11. значение уровня Витерби-кодирования Code Rate (для цифрового сигнала);
12. наличие инверсии в спектре сигнала Spect. Inv.;
13. обозначение измеряемой величины в данной конфигурации Measure.

Процесс измерений с помощью прибора MTD 110 может быть автоматизирован. Для каждой из определенных пользователем конфигураций, хранящихся в памяти, может быть проведено до 99 измерений, результаты которых также сохраняются во внутренней памяти анализатора и могут быть отображены на экране монитора и на ЖК-дисплее. Таким образом, может быть сохранен 9801 результат измерений. Измерения могут проходить в полностью автоматическом режиме с установленным пользователем набором конфигураций и временем цикла.

Возможности прибора могут быть расширены за счет устройств, подключаемых к нему через интерфейсные разъемы:

1. выход радиочастоты RF Output;
2. выход промежуточной частоты 38,9 МГц IF Output;
3. выход полного видеосигнала VIDEO Out;
4. вход полного видеосигнала VIDEO;
5. выход SAT BB Base Band Video (для возможного подключения D/D2-MAC декодера);
6. выход SCART — EUROCONNECTOR (входы/ выходы Audio/Video);
7. разъем интерфейса RS-232C для сопряжения с компьютером или для подключения принтера.

Измеритель MTD 110 имеет встроенный таймер автоматического включения питания и часы с календарем (отображаются на ЖК-дисплее при выборе соответствующей функции).

Ввод параметров/выбор функций прибора осуществляется с клавиатуры, расположенной на лицевой панели. С помощью ручки настройки можно плавно перестраивать частоту анализируемого сигнала, производить перемещения курсора на экране монитора.

Питание измерителя MTD 110 осуществляется от сети 100-250 В / 50-60 Гц или от встроенного в корпус аккумулятора 12 В/6А-ч. Мощность, потребляемая прибором от источника питания, 95 Вт. Подзаряд аккумулятора осуществляется при питании прибора от сети. В автономном режиме время работы анализатора с подключенным внешним устройством не менее 1,5 часов. Время заряда аккумулятора при его полном разряде 7-8 часов. В измерителе предусмотрен режим контроля степени заряженности аккумулятора. При недостаточном уровне напряжения на клеммах аккумулятора (менее 10,8 В) прибор подает звуковой сигнал, высвечивает на ЖК-дисплее сообщение "LOW BATTERY" и отключается. В анализаторе предусмотрен режим экономичного электропотребления — при отсутствии действий со стороны оператора в течение 15 минут, прибор автоматически отключается. При повторном включении сохраняется режим работы, в котором произошло автоматическое отключение.

В случае, если по какой-либо причине произошел сбой при выполнении управляющей работой измерителя MTD 110 программы, пользователь может восстановить нормальный режим с помощью кнопки сброса.

Конструкция прибора выполнена по технологии IMI (Intelligent Module Incorrection), что позволяет легко наращивать его возможности при установке дополнительных модулей или модулей с большим набором реализуемых функций.

Анализатор телесигналов MTD 110 имеет габариты 305х145х334 мм и вес 11 кг. Прибор размещается в удобном чехле из водоотталкивающей ткани, снабженном ручками для переноски и плечевым ремнем. В комплект поставки входит светозащитный тубус и разъемы-переходники BNC/M- "F"/F, BNC/M-ANT/H и нагрузка 75 Ом (BNC). Технические характеристики прибора приведены в таблицах 1 и 2.

Подготовка к работе

После включения измерителя на ЖК-дисплее высвечивается надпись "MTD110", затем номер версии "Ver. 3.82 / 2.13", и прибор переходит в текущий режим работы. Отметим, что независимо от предыдущего состояния, напряжение питания внешних устройств после включения всегда отсутствует (на ЖК-дисплее индицируется "EX").

Клавиатура прибора имеет 2 регистра — цифровой и функциональный. Переключение между регистрами осуществляется с помощью функциональной кнопки "SHIFT". С помощью кнопки "BAT" можно вывести на ЖК-дисплей результат контрольного замера напряжения аккумулятора. При нажатии на кнопку "mA/V" на дисплее высвечиваются значения напряжения, подаваемого на внешнее устройство, и ток, потребляемый этим устройством. В таблице 4 приведены назначения функциональных кнопок измерителя и переключаемые режимы. Выбор режима осуществляется с помощью ручки настройки ROTOR. Состояние переключения в новый режим и выбираемая функция индицируются на ЖК-дисплее мигающей надписью — названием соответствующей функции или численного значения выбираемого параметра. Подтверждением выбора является повторное нажатие соответствующей функциональной клавиши.

Непосредственный ввод численных значений параметров сигнала или параметров измерителя осуществляется в цифровом регистре клавиатуры. Активизация функциональных кнопок производится только в тех режимах работы, где возможно их использование. При некорректном использовании функциональных или цифровых кнопок прибор выдает звуковой сигнал и переходит в режим работы, предшествующий переключаемому.

Функциональная клавиша "FUNC" позволяет вызвать на экран монитора измерителя MTD 110 систему экранных меню — мощный и удобный инструмент для выбора режимов работы и параметров измерений. На фото 2 приведен вид экрана монитора с 1-й страницей меню "FUNCTION LIST". На фото 3 приведен вид 2-й страницы этого меню. Переход между опциями меню осуществляется ручкой настройки ROTOR, подтверждение выбора — повторное нажатие кнопки "FUNC". Быстрый доступ к любой из опций меню "FUNCTION LIST" из текущего режима (режима измерения параметров сигнала) осуществляется с помощью кнопок "FA" и "FB". Для этого необходимо предварительно установить требуемые опции в режиме отображения меню "FUNCTION LIST", активизировав их кнопками "FA" и "FB". Ввод числовых значений — параметров измерений в режиме экранного меню производится после активизации соответствующей опции (там, где возможен ввод числового значения) кнопкой "FUNC". На фото 4, 5 приведены изображения на экране монитора при выборе в меню "FUNCTION LIST" опций-подменю "TV-STANDARD" и "UNITS" соответственно.

В подменю установки — выбора параметров измерений цифровых телевизионных сигналов "QPSK & QAM FUNCTION LIST" (фото 6), могут быть выбраны из предлагаемого набора значений уровень кодирования FEC — "CODE RATE " (фото 7), параметр модуляции QAM — "MODULATION" (фото 8). Для перехода в подменю "QPSK & QAM FUNCTION LIST" необходимо выбрать режим "CARRIER/NOISE" и установить стандарт "DIG".

Проведение измерений с помощью MTD 110

Исследование спектра сигнала

В режиме измерения характеристик аналоговых телесигналов на экран монитора может быть выведена спектрограмма сигнала в обзорном (то есть полном диапазоне частот данного режима измерений) — фото 9 (режим SAT) или детальном — фото 10 виде (режим SAT). Разрешение спектральных линий в обзорном режиме: 1 МГц для эфирного телесигнала и 4 МГц для спутникового сигнала. Режимы можно переключать переключателем FULL/SPAN. В режиме детального изучения спектра частотное разрешение измерителя может быть задано пользователем: эфирный телесигнал — 110 кГц, 230 кГц или 1 МГц, спутниковый сигнал — 110 кГц, 230 кГц или 4 МГц. На ЖК-дисплее в этом режиме отображается уровень сигнала, соответствующий уровню отсчета — REF. LV. (фото 11). Значение уровня телевизионного сигнала в этом режиме отсчитывается по масштабной сетке, высвечиваемой на экране монитора вместе со спектром. Цена деления масштабной сетки — 10 дБмкВ. Вращением ручки настройки ROTOR можно установить курсор — частотную метку на интересующий участок спектра. В режиме аналоговых измерений использовался сигнал, формируемый модулятором кабельной станции WISI OV35 — частота 471, 25 МГц (21 канал) (спектрограмма в режиме UHF-SPAN приведена на фото 12), и спутниковый сигнал спутника Thor — 10 в.д. частота 10727 МГц, поляризация — горизонтальная, спутниковая п.ч. 977 МГц (приемная система — прямофокусная антенна с полярной подвеской диаметром 1,8 м, конвертор Digicom

DK-j22 — универсальный Кш=0,7 дБ, LO= 9,75/10,6 ГГц).

Режим телевизионного монитора

Если в режиме отображения спектра сигнала установить курсор на несущую одного из телевизионных каналов, затем перейти в режим телевизионного монитора (кнопка SPECT), то измеритель выдаст на экран телевизионное изображение (аналогового телесигнала) спутникового или эфирного диапазона. На экран монитора кроме того может быть выведен аналоговый индикатор уровня сигнала и синхроимпульс точной настройки на несущую частоту сигнала (фото 13 — режим TV+LV+SY). Если на установленном канале передается телетекст, то он может быть вызван на экран кнопкой TXT — фото 14.

На ЖК-дисплее в этом режиме отображается наименование диапазона, частота или (для каналов эфирного телевидения) номер канала, измеряемая величина — уровень телевизионного сигнала. Для указанных в предыдущем пункте условий измерений информация, выводимая на дисплей, будет иметь вид: фото 15 — режим LEVEL — SAT, фото 16 — режим LEVEL — UHF — FREQUENCY, фото 17 — режим LEVEL — UHF — CHANNEL.

В режиме измерения отношения несущая/шум ЖК-дисплей выглядит как на фото 18 — режим SAT-ANALOG-CARRIER/NOISE.

Измерение параметров цифровых телевизионных сигналов (результаты испытаний)

Работа измерителя MTD 110 проверялась в режимах измерения цифровых телевизионных DVB/MPEG-2 сигналов с QAM и QPSK модуляцией. Цифровой сигнал с модуляцией QPSK подавался с уже описанной приемной спутниковой системы (антенна 1,8 м). Кроме того, использовалась фиксированная приемная спутниковая система: антенна Triax Unique Multi Reception Dish (см. "Теле-Спутник" № 1, 2000 г.), конвертор Cambridge AE-G54 — универсальный 9,75/10,6 ГГц, 0,6 дБ — спутник Hot Bird 1-5 130 в.д. Для формирования сигналов с QAM 64 модуляцией использовался модуль трансмодулятора QPSK — QAM типа OV95 A (WISI). Сигнал на трансмодулятор подавался с описанных выше спутниковых приемных систем.

На фото 22 показан вид экрана монитора в режиме отображения спектра цифрового сигнала (модуляция QAM 64, частота 474 МГц). На фото 23, 24 приведены экраны монитора в режиме измерений уровня цифровой несущей DIGITAL CARRIER и отношения несущая/шум в цифровом потоке CARRIER/NOISE соответственно.

Схема определения и схема индикации уровня ошибок в цифровом потоке, реализованная в измерителе MTD 110, соответствует приведенной на рис.1 для QPSK-модуляции и на рис. 2 для QAM-модуляции. Вид экрана монитора анализатора в режиме измерения BER телевизионного сигнала с QPSK-модуляцией приведен на фото 25, с QAM-модуляцией на фото 26.

В таблице 3 приведены результаты измерений параметров цифровых DVB/MPEG-2/QPSK сигналов, в таблице 4 — DVB/MPEG-2/QAM сигналов.

Сервисные функции

На фото 19 представлен вид ЖК-дисплея в режиме контроля энергопотребления внешним устройством (конвертором). На фото 20 показан дисплей прибора в режиме отображения дата/время.

В режиме пакетных автоматических измерений на экране монитора отображается таблица измерений — фото 21. Пользователь может задать постоянную времени цикла, с которой будут производиться измерения в часах и минутах (в нашем случае 1 минута).

Автор выражает признательность корпорации Дженерал Сателайт за предоставленный для тестирования измеритель параметров телесигналов MTD 110, а также сотрудникам этой фирмы Афанасьеву С.Л. и Беляеву В.А. за участие в проведении измерений.

ТАБЛИЦА 3. Измерение параметров сигналов с QAM-модуляцией

ТАБЛИЦА 4. Измерение параметров QPSK-сигналов