70Опыт и практика

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Опыт применения конвертеров с двойным преобразованием частоты в режиме канальных усилителей


А. Миронов, главный специалист
ГОАО "Мостелеком"
В. Чулков,
начальник производственной лаборатории ГОАО "Мостелеком"
Теле-Спутник - 9(59) Сентябрь 2000 г.


Сложная электромагнитная обстановка во многих городах России вынуждает операторов кабельного телевидения применять на головных станциях систем КТВ приемное оборудование с повышенной селективностью. Как правило, для улучшения качества приема в этих условиях применяются конверторы с двойным преобразованием частоты. Высокая избирательность при умеренной стоимости в них достигается за счет того, что фильтрация происходит на стандартной промежуточной частоте (обычно 38,0 МГц или 38,9 МГц), для которой серийно выпускаются фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с высокой избирательностью. Использование ПАВ позволяет подавить сигнал вне полосы пропускания на 40-60 дБ и более.



Рис.1

В некоторых случаях возникает необходимость приема и распределения ТВ канала в кабельной сети без его конвертации. Например, такая ситуация сложилась в Москве с каналом ТВ-6, где, в соответствии со "Схемой использования частотных каналов в кабельных сетях и системах коллективного приема в г. Москве", его распределение в кабельных сетях должно производиться на эфирной частоте.

Казалось бы, в этом случае требования по высокой селективности также можно легко обеспечить, используя любой перестраиваемый конвертор с двойным преобразованием частоты и настроив его по входу и выходу на одну и ту же частоту. Однако, как показала практика, при использовании конверторов в таком режиме у кабельного оператора могут возникнуть проблемы. Ниже рассказывается о причинах их возникновения и даются рекомендации, как их избежать.

В 1997 г. подрядными организациями ГАО "Мостелеком" проводились работы по вводу дополнительных каналов, в том числе и канала ТВ-6, на ряде кабельных сетей, для чего были закуплены конверторы с двойным преобразованием типа MHT-534 и MHT-535 производства финской фирмы Teleste. В ходе проведения работ организации столкнулись с тем, что при использовании данных конверторов в режиме канального усилителя, у отдельных абонентов наблюдались помехи в виде горизонтальных светлых и темных полос, в то время как на головной станции помехи отсутствовали. При использовании обычных усилителей такие помехи у абонентов отсутствовали.

Исследования, проведенные в производственной лаборатории ГАО "Мостелеком", показали, что причиной возникновения помех является наличие небольшого сдвига частоты выходного сигнала конвертора, работающего в режиме канального усилителя, по отношению к частоте входного сигнала. Этот сдвиг обусловлен схемотехническими решениями, принятыми при построении данного типа конверторов.

Типовая структурная схема конвертора с двойным преобразованием показана на рис.1 (черные линии).

Как видно из рис. 1, такой конвертор состоит из трех функционально законченных блоков: преобразователя с понижением частоты (ППнЧ), усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и преобразователя с повышением частоты (ППвЧ). ППнЧ включает в себя полосовые фильтры Ф1 и Ф2, настроенные на частоты ТВ-канала приема, усилитель У1, смеситель СМ1 и гетеродин Г1. УПЧ состоит из фильтра ФЗ на ПАВ и усилителя У2, компенсирующего потери в фильтре; УПЧ определяет основную избирательность конвертора по соседнему каналу. Структура ППвЧ зеркально отображает структуру ППнЧ, рассмотренную выше. Как правило, в преобразователях используют частоту гетеродина выше частоты входного сигнала и в качестве полезного сигнала со смесителя используют разностно-частотный сигнал, т.е.:

fпч = fГ1 - fвх; fвых = fГ2 - fпч (1)

В этом случае частота выходного сигнала конвертора определяется по формуле:

fвых = fГ2 - fпч = fГ2 - (fГ1 - fвх) = fвх + (fГ2 - fГ1) (2)

Из этой формулы видно, что выходная частота сигнала в конверторе отличается от входной на величину разности частот гетеродинов. При их равенстве конвертор не смещает частоту входного сигнала и работает как канальный усилитель.

В современных конверторах используются гетеродины, построенные на базе цифровых синтезаторов частоты, причем в качестве опорной частоты для синтезаторов первого и второго гетеродинов может быть использована либо единая опорная частота, вырабатываемая общим кварцевым генератором G0 и подаваемая на синтезаторы, либо для каждого синтезатора может использоваться свой собственный опорный кварцевый генератор (G1 и G2 на рис.1). По второму принципу выполнены конверторы МНТ-534, -535 фирмы Teleste, а также значительное число конверторов других фирм.

В случае использования независимых опорных генераторов, при настройке конвертора по входу и выходу на один канал, частоты первого и второго гетеродинов никогда не будут в точности совпадать, что приведет к некоторому сдвигу выходной частоты относительно входной (см. формулу 2).

Наличие сдвига приводит к возникновению биений между выходным сигналом конвертора и прямым сигналом с телецентра, наведенным на участок кабельной сети между конвертором и абонентом, и проявляющихся у абонента как горизонтальные светлые и темные полосы случайной ширины. Природа появления этого вида помех аналогична природе помех типа "опережающий контур", однако они значительно заметнее. Для борьбы с ними необходимо устранить частотный сдвиг между входным и выходным сигналами.

В случае применения в конверторе единого опорного генератора (G0), такой сдвиг отсутствует, однако для работы конвертора в режиме канального усилителя необходимо дополнительно обеспечить стабильность фазового сдвига между выходными сигналами гетеродинов, в противном случае возникающие фазовые шумы и скачки фазы проявятся как помехи на экране телевизора. Для синхронизации фаз в состав конвертора должна входить схема фазовой синхронизации PS, которая подключается ключом К при работе конвертора в режиме канального усилителя.

Другой способ обеспечения равенства частот гетеродинов при работе конвертора в режиме канального усилителя - это использование одного общего гетеродина в повышающем и понижающем смесителях.

Поскольку в нашем случае оборудование для ввода дополнительных каналов было уже закуплено, было принято решение о доработке конверторов, предназначенных для ввода канала ТВ-6 с целью устранения описанных выше помех.

Как следует из изложенного, доработка конверторов с независимыми опорными генераторами с целью устранения сдвига выходной частоты при работе в режиме канального усилителя может быть осуществлена двумя способами:

  1. Использование одного из опорных генераторов в качестве единого и введение схемы фазовой синхронизации.
  2. Использование единого гетеродина, т.е. подачи на оба смесителя сигнала с одного из гетеродинов.

Преимуществом второго способа доработки является его простота, а также малый уровень фазовых шумов, недостатком — то, что после такой доработки конвертор теряет возможность конвертировать сигнал в другой канал, т.е. может работать только в режиме канального усилителя.

Именно таким способом и были доработаны упомянутые выше конверторы фирмы Teleste. При доработке был отключен гетеродин повышающего конвертора, а на смеситель был подан сигнал с гетеродина понижающего конвертора (обозначено красным цветом на рис.1). Испытания доработанных образцов в эксплуатирующих организациях подтвердили эффективность предложенного технического решения.

Позднее в лаборатории ГАО "Мостелеком" испытывались конверторы некоторых других фирм, в частности, Blankom, WISI и Hirschmann, в том числе проверялась их работа в режиме канального усилителя.

Выяснилось, что конверторы фирмы Blankom GKU-001, -002, -301, -302 построены по схеме с единым опорным генератором и имеется возможность включения режима фазовой синхронизации гетеродинов, что позволяет использовать его в режиме канального усилителя без опасности возникновения описанных выше помех. Интересно отметить, что в прилагаемой документации данный режим не описан, хотя на панели управления для его включения имеется специальный переключатель.

В конверторе OV43 фирмы WISI, хотя и предусмотрена заводская установка режима работы "Усилитель", при которой происходит конвертация сигнала в "тот же канал", однако синхронизация гетеродинов в этом режиме отсутствует, и выходная частота конвертора идет с небольшим сдвигом по отношению к входной, что приводит к возможности появления данного вида помех. То же можно сказать и о более современной модели конвертора фирмы WISI OV45A.

Эфирные конверторы CKU 301x, CKU 303x фирмы Hirschmann имеют разные несинхронизированные гетеродины, что приводит к возможности появления данного вида помех.

Челябинская фирма "Планар" выпускает канальные усилители с повышенной селективностью типов МВ-К-40А20М и МВ-К-56А20М, которые представляют собой специализированный конвертор по схеме с двойным преобразованием частоты с единым гетеродином и исключают возможность появления описанного вида помех. Данные изделия входят в номенклатуру блоков головной станции "СГ-24" и поставляются фирмой по заказу на заданный канал диапазона МВ.

Надеемся, что данная статья позволит кабельным операторам избежать ряда проблем, а применение изложенных технических решений и рекомендаций поможет им в реализации задач повышения качества приема в условиях усложняющейся электромагнитной обстановки.



 
Теле-Спутник Сентябрь 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