48Представляем приборы

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Усилительные устройства для кабельных сетей коллективного телевизионного приема фирмы Hirschmann


к.т.н. C. Песков, к.т.н. В. Таценко Теле-Спутник - 4(6) Апрель 1996 г.


Усилительные устройства являются обязательной атрибутикой любой приемной системы. Основное назначение любого усилителя при построении кабельной сети коллективного телевизионного приема (КСКТП) - обеспечение требуемого уровня сигнала в конечной точке приема (в нашем случае - на выходе абонентской розетки) при минимальном снижении (т.е. ухудшении) входного отношения сигнал/шум (С/Ш).

По своему функциональному назначению усилительные устройства для КСКТП можно разделить на следующие основные группы:

  • антенные;
  • магистральные;
  • домовые;
  • индивидуального пользования (квартирные);
  • специального назначения.

Рассмотрим кратко каждую из групп усилителей на примере оборудования фирмы Hirschmann (Германия), прогрессирующей на российском рынке на протяжении последних четырех лет.

Антенные усилители

предназначены для усиления слабых сигналов, поступающих с антенны (или нескольких антенн). Основное требование, предъявляемое к антенным усилителям - обеспечение минимального коэффициента шума F с целью реализации максимально возможного входного отношения С/Ш*):

А [дБ] = (Uс/Uш) [дБ] = Uвых. А - 2,41 - 10 lg (TA/TO + 10 0,1 (F+Ln) - 1), (1)

где: Uвых. А - выходное напряжение с антенны(в дБ.мкВ), зависящее от напряженности электромагнитного поля в точке приема и коэффициента усиления приемной антенны;

ТQ = 2930 К - нормальная температура;

ТA - шумовая температура антенны;

F - коэффициент шума антенного усилителя;

Ln - величина потерь в кабеле снижения, соединяющего антенну с усилителем.

Шумовая температура антенны зависит от частоты принимаемого канала f и выражается эмперической зависимостью:

TA = TO/2 [100(50/f)2 + AO], (2)

где АO - конструктивный коэффициент, зависящий от вида aнтенны, используемого материала и типа защитного покрытия. Для качественных антенн типа "волновой канал" АO = 1, для широкополосных логопериодических антенн АO = 1,5.

На рис. 1 представлены расчетные зависимости входного отношения С/Ш по некоторым из каналов в зависимости от коэффициента шума антенного усилителя. Из его анализа следует, что включение малошумящего антенного усилителя в диапазонах МВI,II нецелесообразно, т.к. они не приносят ощутимого выигрыша в отношении С/Ш. Включение же малошумящих антенных усилителей в диапазонах ДМВ является крайне желательным, т.к. они позволяют существенно повысить входное отношение С/Ш.

Если сигнал, принятый антенной, непосредственно поступает на вход головной станции (ГС), то в расчетах следует принимать величину коэффициента шума стандартного селектора телевизионных каналов (при отсутствии справочных сведений по коэффициенту шума ГС), а именно:

F = 7...9 дБ - для канала R1;

F = 6...7 дБ - для любого из каналов диапазонов МВII, МВIII;

F = 8...10 дБ - для любого из других каналов диапазонов ДМВ (линейно нарастающая зависимость).

В зависимости от назначения КСКТП и ее класса, антенные усилители могут быть канальными или диапазонными. Канальные усилители имеют преимущество перед диапазонными в части меньшего значения коэффициента шума и доступности выравнивания амплитуд каналов по диапазонам.

Как правило, мачтовые усилители устанавливаются в непосредственной близости от антенны (с целью снижения влияния потерь в кабеле снижения и, как следствие, реализации возможно большего входного отношения С/Ш) и имеют влагозащитное конструктивное исполнение и дистанционное питание, подаваемое по центральной жиле кабеля снижения.

 Рис. 1. Зависимость входного отношения сигнал/шум от коэффициента шума антенного усилителя.

В диапазонных антенных усилителях на входе устанавливается реактивный диапазонный сумматор (частотный диплексер), позволяющий подключать к усилителю несколько диапазонных антенн (обычно это диапазоны МВI,II, FM, МВIII и ДМВ).

В табл.1 приведены параметры некоторых антенных усилителей, производимых фирмой Hirschmann. Анализ табл.1 показывает, что антенный усилитель GNS 450А с успехом может быть использован в качестве "головной станции" для малых КСКТП с числом абонентов до 50-70. Важно отметить, что все усилительное оборудование фирмы Hirschmann выполнено в металлических радиогерметичных корпусах, удовлетворяющих всем требованиям электромагнитной совместимости европейских стандартов FTZ и CENELEC. Специалистами АОЗТ V-LUX, являющегося эксклюзивным дистрибъютером фирмы Hirschmann, осуществляется настройка входного частотного диплексера под стандарт OIRT (используемый в России) с одновременным поканальным выравниванием сигналов.

В заключение следует упомянуть о специальных антенных усилителях суммирующего типа. Высококачественные усилители такого класса выпускаются специально фирмой Hirschmann для любых местных условий, когда один или два из принимаемых каналов имеют явно выраженное ослабленное значение. Примером тому применительно к г.Москве является канал R6 в диапазоне МВIII и к.к. 24,27. Функционально такие усилители представляют собой селективные малошумящие усилительные вставки, позволяющие получить дополнительное усиление по выбранному из каналов. Суммирование может проводиться по любому из каналов в диапазонах МВIII и ДМВ. Например, специальный суммирующий усилитель ЕSV 2331 по дополнительному каналу R6 (TV-6) обладает коэффициентом усиления в 21 дБ и коэффициентом шума не более 3 дБ. Развязка между каналами составляет не менее 25 дБ. Канальный уровень выходного напряжения не менее 106 дБ.мкВ. Для аналогичного пассивного селективного суммирования (или разделения) служат устройства серии KWS.

Магистральные усилители

по зарубежным определениям подразделяются на транковые, линейные и дистрибьютерные.

Основная функция дистрибьютерного усилителя - достижение максимального уровня выходного напряжения, как правило, достаточного для полной телефикации одного микро-объекта (например, жилого дома).

К линейным усилителям предъявляется требование реализации значительного коэффициента передачи при максимально достижимом динамическом диапазоне. Линейные усилители в своем составе могут содержать и устройство автоматического регулирования усиления (АРУ), поддерживающее неизменный уровень выходного напряжения при воздействии дестабилизирующих факторов (изменение питающего напряжения, влажности, давления, температуры окружающей среды и т.д.).

Транковые усилители в дополнение к этому включают в свой состав также системные и кабельные эквалайзеры, пассивный или активный реверсный канал (с обязательным полным набором всех аксессуаров), тестовые контрольные точки, фиксированные и переменные аттенюаторы. Непременным условием является возможность подключения дополнительных линейных и дистрибьютерных усилителей. Транковые усилители целесообразно включать в узловых точках больших КСКТП, где осуществляется организация дополнительной субмагистрали.

Ко всем магистральным усилителям обязательно предъявляются такие требования, как повышенная пылевлагозащищенность корпуса (группа исполнения IP65 или IP67), возможность дистанционного питания переменным напряжением величиной 25...65 В, наличие встроенных аттенюатора и эквалайзера и наличие активного реверсного канала. Наличие активного реверсного канала (5-30 Мгц) позволяет формировать так именуемые интерактивные кабельные сети, позволяющие существенно расширить функциональные возможности КСКТП без прокладки дополнительных проводов. Таким сетям будет посвещен специальный выпуск журнала.

Рис. 2. Блок-схема транкового усилителя серии SVM 222. A.

Типовая схема транкового модуля SVM 222 (Hirschmann) представлена на рис. 2. Назначение каждого из устройств, входящих в схему, понятно из функциональной схемы и не нуждается в пояснении.



Рис. 3. Схема построения регуляторов напряжения.

Необходимо акцентрировать внимание на том, что во всех усилительных устройствах, производимых любыми фирмами, переменный аттенюатор и эквалайзер устанавливаются на входе, в связи с чем необходимо обратить внимание на качество их исполнения. На практике распространены две схемы органов регулирования коэффициента передачи (рис. 3). Схема регулирования коэффициента передачи, представленная на рис. 3а, проста в конструктивном исполнении (часто используется в усилительных устройствах таких фирм, как Fagor, WiSi, Ikysi и др.), но не позволяет поддерживать постоянство входного сопротивления при регулировании. Более того, такое техническое решение зачастую приводит к перекосу амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилительных устройств (особенно диапазонных и канальных) при коэффициентах регулирования более 10-15 дБ. Схема Т-образного аттенюатора, представленная на рис. 3б, свободна от вышеуказанного недостатка. При этом величины переменных резисторов R1 и R2 должны взаимно изменяться по закону вводимого ослабления:

RI = RO·(a-1)/(a+1); R2 = RO·2a/(a2-1), (2)

где а - величина вводимого ослабления (в единицах по напряжению);

RO - характеристическое сопротивление линии передачи (для телевизионных линий передач - 75 Ом).



Рис. 4. Схема частотного эквалайзера.

Аттенюаторы фирмы Hirschmann имеют оригинальную конструкцию, позволяющую взаимно изменять величины сопротивлений R1 и R2 по закону формулы (2), вследствие чего наблюдается стабильность входного сопротивления усилительного устройства и, как следствие, малое значение коэффициента отражения (не более 0,13 по европейским стандартам).

Аналогичное замечание можно сделать и в части встраиваемых эквалайзеров. Типовая схема эквалайзера заимствует схему Т-образного переменного аттенюатора (рис. 4). Высокочастотные контуры L1C1 и L2C2 настроены на верхнюю точку диапазона усиливаемых частот WВ, в результате чего на данной частоте не вносится ослабление. Постоянство и активность входного импенданса гарантировано тем, что частотнозависимые комплексные импедансы ветвей (L1C1 и L2C2) подчинены закону:

Z1 Z2 = RО (3)

Именно такие оригинальные технические решения использованы при построении любых усилительных устройств фирмы Hirschmann.

Основные параметры антенных усилителей
Наименование параметраТип усилителя
диапазонныеканальные
GNS 425AGNS 445AGNS 450AMVR 2401)MVR 1311)MVR 2411)
Рабочие диапазоныMB IMB IMB IДМВMB IIIДМВ
MB IIIMB IIIMB III
FMFMFM
ДМВДМВДМВ
Коэффициент усиления, дБ202734192121
Глубина регулирования коэффициента усиления по каждому из диапазонов, дБ-2020---
Коэффициент шума, дБ77,57,54,02,52,5
Максимальный уровень выходного напряжения, дБ.мкВ1092)1092)1162)972)1102)1062)
Потребляемая мощность, Вт78,517---
Напряжение питания, В~220~220~220+24+24+24


 
Теле-Спутник Апрель 1996
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