Особенности передачи и приёма ТВ сигналов наземного вещания.

ГЛАВА 2

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЁМА ТВ СИГНАЛОВ НАЗЕМНОГО ВЕЩАНИЯ.

Полярность модуляции радиосигнала изображения

 

Радиосигнал изображения может иметь позитивную или негативную полярность в зависимости от полярности модулирующего ТВ сигнала (рис. 2.2). В большинстве стран принята негативная полярность модуляции, при которой максимальная амплитуда несущей частоты соответствует уровню сигнала синхронизации, а минимальная — уровню белого. В этом случае:

А) передатчик излучает в среднем существенно меньшую мощность, так как по статистике в вещании преобладают светлые сцены и поэтому огибающая AM несущей изображения прижимается к временной оси (см. рис. 2.2, а и б);

б) импульсные помехи чаще проявляются в виде темных точек и визуально менее заметны;

в) повышается помехоустойчивость системы синхронизации из-за того, что при передаче сигнала синхронизации передатчик излучает максимальную (пиковую) мощность,

г) облегчается построение АРУ приемников; в качестве опорного сигнала АРУ используется сигнал синхронизации разверток приемников, так как он не зависит от содержания изображения. Опорный сигнал при негативной полярности соответствует максимальному размаху несущей, и поэтому для его выделения можно использовать простые устройства.

В телевизионном вешании не допускается 100 %-ной модуляции. Для черно-белого телевидения остаточный уровень непромодулированной несущей составляет 15 %, а для цветного вещания — 7 %.

 

Поляризация волн электромагнитного излучения

 

Поляризация волн — определенная ориентировка вектора электрического поля радиоволны. Если вектор электрического поля ориентирован по отношению к поверхности земли вертикально - вертикальная поляризация, а если горизонтально - горизонтальная.

Согласно ГОСТ 7845—92 допускается использовать горизонтальную или вертикальную поляризацию волн электромагнитного излучения ТВ радиопередатчика. Преимущество отдается горизонтальной поляризации, так как в этом случае наблюдается несколько меньшее воздействие промышленных помех. Однако при наличии взаимных помех между радиопередатчиками использование вертикальной поляризации дает возможность уменьшить взаимные помехи не менее чем на 10 дБ.

Параметры ТВ сигнала

Вопросы проектирования, изготовления и использования антенн для диапазонов длинных (ДВ), средних (СВ) и коротких (KB) волн содержат значительно меньше проблем, чем антенн для диапазона УКВ, особенно телевизионных. Дело в том, что в диапазонах ДВ, СВ и KB передатчики, как правило, обладают большой мощностью; распространение радиоволн этих диапазонов связано с большими значениями дифракции и рефракции; приемные устройства обладают высокой чувствительностью. Когда же речь заходит о телевизионной антенне, обеспечение необходимых значений этих параметров вызывает трудности. Достижение мощностей телевизионных передатчиков, таких как радиовещательных, оказалось пока невозможным. Явления дифракции и рефракции в диапазоне УКВ незначительны. Чувствительность телевизионного приемника ограничена уровнем его собственных шумов, который из-за необходимости широкой полосы пропускания примерно равен 5 мкВ. Поэтому для получения на экране телевизора высокого качества изображения уровень входного сигнала должен быть хотя бы в 20 раз больше уровня собственных шумов, т. е. не менее 100 мкВ. Однако из-за небольшой мощности передатчика и худших условий распространения радиоволн напряженность электромагнитного поля в точке приема оказывается невысокой. Отсюда возникает одно из главных требований, предъявляемых к телевизионной антенне: при данной напряженности поля в точке приема антенна должна обеспечить необходимое напряжение сигнала для нормальной работы телевизионного приемника.

Известно, что напряжение сигнала на выходе антенны пропорционально напряженности поля в точке приема, коэффициенту усиления антенны и длине волны сигнала. Коэффициент усиления характеризует направленные свойства антенны: чем больше коэффициент усиления, тем уже диаграмма направленности антенны. Количественно коэффициент усиления антенны показывает, во сколько раз мощность сигнала, принятого данной антенной, больше мощности сигнала, принятого простейшей антенной - полуволновым вибратором, помещенным в ту же точку пространства. Обычно коэффициент усиления антенны выражается в децибелах (дБ):

(2.3)

Вполне естественно желание иметь антенну с большим усилением, но необходимо иметь в виду, что увеличение усиления антенны даром

не дается и требует усложнения ее конструкции и габаритов. Всякие попытки разыскать такую конструкцию телевизионной антенны, которая была бы компактной, малогабаритной и, вместе с тем, обладала большим коэффициентом усиления, бесполезны.

Другим важным параметром антенны является ее входное сопротивление, которым считается отношение мгновенных значений напряжения к току сигнала в точках питания антенны. Входное сопротивление антенны не может быть измерено простым омметром или другим подобным прибором, для его измерения необходима специальная высокочастотная измерительная аппаратура. Если напряжение и ток сигнала в точках питания совпадают по фазе, их отношение представляет собой действительную величину. При этом входное сопротивление антенны является число активным. Если же имеется сдвиг фаз между напряжением и током, их отношение будет комплексным. Тогда входное сопротивление помимо активной составляющей будет иметь реактивную - либо индуктивную, либо емкостную в зависимости от того, отстает ли по фазе ток от напряжения или опережает его.

Входное сопротивление антенны - величина не постоянная, а зависит от частоты сигнала подобно входному сопротивлению колебательного контура. Так же как и контур, антенна может быть настроена в резонанс на частоту сигнала, и в этом случае входное сопротивление антенны будет чисто активным. Сходство с колебательным контуром на этом не заканчивается. Настройка контура в резонанс на частоту сигнала определяется его индуктивностью и емкостью, т. е. конструкцией элементов. Аналогично и настройка антенны на частоту сигнала зависит от конструкции се элементов, их размеров и взаимного расположения. Подобно колебательному контуру телевизионная антенна обладает определенной полосой пропускания (более узкой или более широкой) в зависимости от конструкции.

Как уже было отмечено, большой коэффициент усиления антенны соответствует узкой диаграмме направленности. Диаграмма направленности показывает, как антенна принимает сигналы с разных направлений в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Так, антенна в виде вертикального штыря имеет в горизонтальной плоскости диаграмму направленности в форме круга, в центре которого находится сама антенна. Такая диаграмма является ненаправленной, так как принимает сигналы со всех сторон одинаково. Направленная антенна характеризуется наличием одного или нескольких лепестков диаграммы направленности, наибольший из которых называется главным. Помимо главного лепестка диаграмма направленности обычно содержит задний и боковые, уровень которых значительно меньше уровня главного лепестка. Тем нe менее и задний, и боковые лепестки диаграммы направленности ухудшают работу антенны, а потому нежелательны. Две антенны с одинаковым коэффициентом усиления могут иметь совершенно разные диаграммы направленности и поэтому такие антенны будут обладать

разными приемными свойствами, в частности в условиях дальнего приема. В этих условиях сигнал приходит с линии горизонта, и диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости должна иметь главный лепесток, максимально прижатый к земле. Легко понять, что свойства такой антенны значительно отличаются от свойств другой антенны, у которой главный лепесток диаграммы направленности приподнят над линией горизонта на значительный угол. При одинаковых коэффициентах усиления одна антенна может иметь широкую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и узкую в вертикальной, а другая - наоборот. Свойства этих антенн, конечно, будут различными.

Часто к телевизионной антенне предъявляется требование не принимать сигнал с заднего, противоположного основному, направления. Такое свойство антенны отражает коэффициент защитного действия (КЗД), который выражается отношением мощности сигнала, принятого антенной с главного направления, к мощности сигнала, принятого с заднего направления, при одинаковой напряженности поля обоих сигналов. Чем больше КЗД, тем антенна считается лучше, хотя эта характеристика антенны бывает важна только в определенных условиях приема.

Кроме перечисленных параметров телевизионных антенн, могут иметь значение и такие, как уровень и положение максимумов боковых лепестков диаграммы направленности, положение нулей диаграммы, полоса пропускания антенны. Идеальной могла бы считаться антенна, вообще не имеющая боковых лепестков диаграммы направленности, но такими бывают лишь простейшие антенны. Что касается полосы пропускания, то бывают антенны узкополосные, рассчитанные на прием по одному каналу, и широкополосные - для приема сигнала по нескольким частотным каналам.

Для выяснения зависимостей изменения напряженности электрического поля от частотного диапазона и расстояния уверенного приема решим задачу для 3-х вариантов.
2.7. Задача

Задача. Рассчитать зону уверенного приёма и напряженность электрического поля в точке приема, составить таблицу для следующих высот подвеса передающей () и приемной антенн ():

Таблица 2.1

Вариант
Высоты подвеса антенн

 

Расчет произвести для 1, 6, 21, 47 и 61 телевизионных каналов. Мощность радиопередатчика Р = 10 кВт. Коэффициент усиления передающей антенны D = 10. По полученным данным сделать вывод как изменится зона прямой видимости и напряженность поля для различных каналов.

Решение.

Номинальная ширина полосы частот радиоканала ТВ вещания 8 МГц

(см. рис 1.1, а). Исходя из этого рассчитаем полосы частот

и соответствующие их границам длины волн ТВ каналов указанных в задании: ширина полосы частот ТВ канала, МГц; соответствующие границам этой полосы длины волн, м. Причем , где .

Для 1 ТВ канала:

Для 6 ТВ канала:

Для 21 ТВ канала:

Для 47 ТВ канала:

Для 61 ТВ канала:

 

ТВ канал	Ширина полосы канала , МГц	Длина волн , м
	48,5-56,6	6,1855-5,3097
	174-182	1,7241-1,6484
	470-478	0,6383-0,4373
	678-686	0,4425-0,4373
	790-798	0,3797-0,3759

 

Рассчитаем зону прямой видимости и напряженность электрического поля для трех вариантов подвеса антенн для каждого канала по формулам: , км, , где - высоты передающей и приемной антенн, м;

r - расстояние между антеннами, км;

Р — мощность радиопередатчика, кВт;

— длина волны его излучения, м;

D — коэффициент усиления передающей антенны.

 

1 вариант:

2 вариант:

3 вариант:

 

Напряженность электрического поля

 

Для 1 ТВ канала:

 

1 вариант:

2 вариант:

3 вариант:

 

 

для 6 ТВ канала:

 

1 вариант:

2 вариант:

3 вариант:

 

для 21 ТВ канала:

 

1 вариант:

2 вариант:

3 вариант:

 

для 47 ТВ канала:

 

1 вариант:

2 вариант:

3 вариант:

 

для 61 ТВ канала:

 

1 вариант:

2 вариант:

3 вариант:

 

Результаты сведем в таблицу 2.3

Таблица 2.3

ТВ канал	Вариант	Напряженность электрического поля,
		2,75 – 3,21
	3,56 – 4,15
	2,60 – 3,02
		9,88 – 10,34
	12,78 – 13,37
	9,31 – 9,74
		26,69 – 27,15
	34,52 – 35,11
	21,16 – 25,58
		38,50 – 38,96
	49,80 – 50,39
	36,27 – 36,72
		44,87 – 45,33
	58,04 – 58,62
	42,29 – 42,72

 

 

Вывод: как видно из расчетов зона прямой видимости между передающей антенной и приемной зависит от подвеса антенн над землей. Чем больше высота подвеса антенн, тем больше расстояние прямой видимости. Напряженность электрического поля для различных радиоканалов различна и зависит от диапазона, в котором находится канал. Чем больше диапазон, тем частота радиоканала больше и, соответственно, напряженность электрического поля также увеличивается.

Контрольные вопросы:

1. Почему для передачи сигналов изображения используется АМ, а для сигналов звука ЧМ?
2. Какова полярность модуляции радиосигнала изображения?
3. От каких параметров зависит радиус зоны обслуживания ТВ вещанием?
4. Какой вид модуляции используется при передаче аналоговых ТВ сигналов?
5. Диапазон частот, используемых в ТВ вещании.
6. Что такое радиус зоны прямой видимости и радиус зоны уверенного приёма ТВ сигналов?
7. От чего зависит напряжённость электрического поля в точке приёма ТВ сигнала?

.

Глава 3

Требования к техническому заданию на проектирование СКТ

Основной целью проектирования СКТ является создание технических средств доставки высококачественных радиосигналов изображения и

ЧМ-вещания потребителям (абонентам).

Радиосигналы СКТВ, поступающие на вход ТВ приемника абонента, должны иметь объективные параметры не хуже указанных в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1

№ п/п	Параметр	Норма
	Уровень радиосигнала изображения на выходе абонентской коробке, дБ/мкВ: минимальный максимальны
	Разность уровней радиосигналов изображения, дБ, не более: каналов одного частотного ТВ диапазона соседних каналов в одном частотном ТВ диапазоне
	Уровень радиосигналов ОВЧ ЧМ звукового вещания на выходе абонентской коробки, дБ/мкВ: минимальный максимальный
	Неравномерность АХЧ распределительных сетей СКТВ после корректоров и на выходе абонентской коробки, дБ, не более: частот между несущими изображениями смежных ТВ каналов в диапазоне ОВЧ ЧМ вещания
	Отношение сигнала изображения, дБ, не менее: к фоновой помехе к шуму ТВ канала к помехе комбинационной частоты: третьего порядка IMAIII(K) третьего порядка IMAIII(B) второго порядка IMAII(B)

 

В задание на СКТВ ретрансляционного типа могут входить:

 

1. Данные о всех радиотелевизионных передающих станциях, электромагнитные волны которых достигают указанной территории или зоны действия СКТВ: номера ТВ радиоканалов; излучаемые мощности передатчиков изображения и звукового сопровождения; высота подвеса передающих антенн и коэффициенты их усиления; рабочие частоты станций ОВЧ ЧМ звукового вещания, мощности передатчиков.

2. Номера перспективных на введение телеканалов и рабочие частоты предполагаемых к введению радиостанций ОВЧ ЧМ звукового вещания.

3. Ситуационный (общий) план района телефикаций в масштабе 1:2000. Информация о расположении относительно него радиотелевизионных станций и радиостанций ОВЧ ЧМ звукового вещания.

4. Планы застройки района телефикации (обслуживания СКТВ) в масштабе 1:500 (или крупнее) с нанесенными на нем инженерными коммуникациями.

5. Архитектурно-строительные, электротехнические и другие чертежи зданий, входящих в зону обслуживания проектируемой системы.

6. Ориентировочное число абонентов и жителей телефицируемого района.

Желательно изучение уровней ЭМ полей и их частотного состава. Эти сведения необходимы для правильного выбора места ГС и установки приемной антенны. При выборе места приемной антенны целесообразно использовать наиболее высокие места при малом уровне помех в том числе отраженных. Можно использовать переносной телевизор с антенной.

Технический проект должен отражать: необходимость строительства СКТ в данном районе; основные технические решения; технические расчеты и др.

Планы застройки района позволяют разработать структурную схему и ее тип.

В качестве примера рассмотрим варианты построения СКТ для жилого микрорайона (60 тыс. жителей) г. Самара (рис. 3.1, 3.2) [8]. Совершенно очевидно, ГС удобно расположить вблизи пересечения улиц Московского шоссе и Димитрова. Для окончательного выбора ГС необходимы сведения о качестве приема в данной точке.

 

Рис. 3.1,а. Пространственное расположение распределительной сети СКТВ на плане застройки (вариант 1)

Рис. 3.1, б..Пространственное расположение распределительной сети СКТВ на плане застройки (вариант 2)

 

На рис. 3.1 СКТ содержит две магистральные линии (МЛ 1 и МЛ 2) и одну крупную субмагистральную линию (СМЛ1) и несколько небольших СМЛ. Самая большая МЛ 1 имеет протяженность 1200м и соединяет между собой ГС и ДРС дома №413. На линии установлены три МУ (УМ1-УМ3) и девять ответвлений для подсоединения ДРС. Вторая МЛ 2 протяженностью 550 м проложена по ул. Димитрова в телефонной канализации, содержит два УМ 1 и УМ 2. Общая протяженность трех линии (МЛ1+МЛ2+СМЛ) составляет 2250м по первому варианту. По второму варианту она составляет 1650 м (900м+750м) (рис. 3.1,б)

 

 

Рис. 3.2. Схема распределительной сети системы КТВ городского микрорайона (вариант 3)

(Усл. обозначения: ЦГС, УГС – центральная, узловая ГС; ОСМ – ответвитель субмагистральный; УСМ – усилитель субмагистральный; УД – усилитель домовой; l =420, 1130 – длина участка в м; МЛ – магистральная линия)

 

Для электрического расчета РС важна ее структура. На рис. 3.3 показана электрическая структурная схема распределительной сети (РС) второго варианта.

Целью электрического расчета СКТ является:

- определение уровней ТВ радиосигнала и помех во всех точках сети;

- определение протяженности сети;

- выбор типов аппаратуры;

- определение структуры ДРС и их электрических параметров;

- проверка параметров СКТ на соответствие требованием табл. 3.1

Рис. 3.3 Схема распределительной сети по варианту 2:

ПрА – приемная антенна; УМ₁, УМ₂ – усилители магистральные; ОМ – ответвитель магистральный; УД – усилитель домовой; КА – коробка абонента; АК – антенная коробка.

Примечание.

Приведенные схемы (рис. 3.1, 3.2. 3.3) и результаты расчетов не являются тождественными, так как имеют расхождения по числу участков, усилителей, ответвителей и т.д. Это сделано для того, чтобы исключить слепое копирование выполненных расчетов. Поэтому при выполнение конкретного проекта на СКТ необходимо строго придерживаться предложенной методики проектирования и расчета СКТ [8].

На основании проведенных расчетов можно будет выбрать такие компоненты СКТ, как ГС, модуляторы, усилители, кабели, ответвители, разветвители и иметь представление о их технических возможностях. Кроме того, при расчете СКТ используются данные о каналах ТВ, мощности РТПС, коэффициентах усиления передающих антенн, о высоте передающих и приёмных антенн и,соответственно, о каналах СКТ, геометрии передающих и приемных антенн, геометрических расчетах районов СКТ, а также о числе домов, квартир в типовых домах.

 

Рис. 3.4. Диаграмма направленности элементной антенны типа «волновой канал»

 

.

Коэффициент бегущей волны (КБВ) характеризует степень согласованности входного сопротивления приемной антенны и волнового сопротивления присоединенного к нему кабеля снижения (фидера) и определяется по формуле

где u _min и u _max – соответственно напряжение ТВ радиосигнала в минимуме и максимуме его распределения вдоль приемного фидера. Отклонение КБВ от единицы ведет к уменьшению мощности сигнала на входе телевизора или головной станции СКТВ, а также, что значительно хуже, к появлению повторов на ТВ изображений за счет возникновения отраженных волн.

Промышленность выпускает высокоэффективные антенны для индивидуального, коллективного приемов и СКТВ, в I-V диапазонах. Параметры некоторых из них приведены в табл. 3.2 [8].Антенны с маркой от АТКГ 1.1.1 до АТКГ 1.1.12 - одноканальные, телевизионные коллективные с горизонтальной поляризацией по принимаемой электромагнитной волне.

 

 

После выполнения всех подготовленных работ производится расчет СКТ. При этом следует также обратить внимание, что для качественного приема электромагнитных волн имеет большое значение диаграмма направленности (ДН) антенны, под которой понимают выраженную геометрически нормированную зависимость наведенной в антенне ЭДС от направления приема волны (рис 3.4). На рис.П.15.4 (см. пункт 15 приложения) изображена наиболее распространенная приемная антенна типа «Волновой канал», состоящая из одного активного петлевого вибратора (1), одного рефлектора (2) и трех директоров (3), закрепленных на несущем элементе-стреле (4). Геометрические размеры всех частей антенны и расстояние между ними зависят от длины радиоволны принимаемого ТВ канала. На рис. 3.4 показана ДН такой антенны в горизонтальной плоскости, из которой видна достаточно высокая ее пространственная избирательность. Основными параметрами диаграммы являются ширина главного лепестка и уровень боковых лепестков.

Для качественного и помехозащищенного приема важное значение имеет соотношение уровней боковых и задних лепестков ДН с уровнем главного лепестка. Коэффициент помехозащищенности ТВ антенны, дБ, определяется по формуле

,

 

где u ₁- напряжение на входе антенны при приеме сигнала с задних и боковых направлениях; u _2max – напряжение на входе антенны при приеме с главного направления.

У современных приемных ТВ антенн типа «Волновой канал» уровень побочных лепестков при работе в I диапазоне менее 12 дБ, в III диапазоне помехозащищенность менее 15дБ. У многоканальных и диапазонных антенн эти параметры несколько хуже.

 

 

Таблица 3.2 Параметры антенны

 

№ п/п	Вариант антенны	Номер канала, в полосе которого работает антенна	Ku, дБ	Kпом, дБ	КБВ, не менее
	АТКГ 1.1.1			-12	0,5
	АТКГ 1.1.5			-12	0,5
	АТКГ 1.1.6			-14	0,6
	АТКГ 1.1.12			-14	0,6
	АТКГ 4.1.6-12	6…12		-12	0,6
	АТКГ 5.1.21-41	21…41	8…9,5	-14	0,6
	Антенны для СКПТ:
7.1	одноканальные I-III диапазонов	1,2,3, …, 12	5 …8	-(16…20)	0,5…0,6
7.2	одноканальные IV, V диапазонов	21 … 41	9 … 11	-(18…20)	0,6
7.3	Для приема ОВЧ ЧМ вещания	ОВЧ ЧМ		-16	0,5
	Антенны для СКТВ:
8.1	одноканальные I-III диапазонов	1,2,3, …, 12	7…10	-(20…24)	0,65…0,7
8.2	одноканальные IV, V диапазонов	21 … 61	8,5	-18	0,6
8.3	ОВЧ ЧМ вещания	ОВЧ ЧМ		-20	0,65

Примечание: K_u, дБ, - коэффициент усиления приемной антенны в данном канале

 

 

Выводы

Основной частотной характеристикой для любого компонента кабельной системы является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). Вид кривой АЧХ определяет величину усиления или затухания прибора на любой частоте в пределах его рабочей полосы частот. Применительно ко всей кабельной системе говорят о частотной зависимости коэффициента передачи, получаемой в результате сложения АЧХ всех компонентов системы. Амплитудное искажение спектра передачи объясняется физическими свойствами коаксиального кабеля. С хорошей степенью точности затухание в кабеле можно считать зависящим от квадратного корня из частоты. Частотные свойства других компонентов кабельной сети (активных и пассивных приборов) выражены гораздо слабее, и ими можно пренебречь.

Наклон спектра передачи необходимо выравнивать на каждом кабельном участке для улучшения рабочих показателей всей системы путем введения наклона обратного характера. Для выравнивания спектра в кабельных сетях используются эквалайзеры, характеристика затухания которых в общем случае также нелинейно зависит от частоты. Наклон может корректироваться на выходе кабельного участка, когда эквалайзер включается перед усилительным устройством или методом предкоррекции, когда эквалайзер включается на входе кабельного участка после усилительно устройства. Величина предварительного наклона может сильно различаться в зависимости от количества используемых ответвителей. Она возрастает, например, в распределительном фидерном кабеле городской сети, или, если используется кабель с более высокими потерями или если используются усилители с меньшим усилением. При определении необходимой величины предварительного наклона должны учитываться все эти факторы, но наиболее существенна зависимость этой величины от верхней частоты передачи. Для верхней частоты 1000 МГц она может достигать 15дБ…18дБ.

 

3.4.2. Методика определения АЧХ эквалайзеров усилительных участков в СКТ

Определим уровни АЧХ эквалайзера усилительного участка на нижней частоте f канала f_H=48,5 МГц и верхней частоте f_B=861,75 МГц для 69 канала. Пусть это будет первый усилительный участок между выходом ГС и входом первого магистрального усилителя длиной около l ₁=400 м. При длине магистрали около 1200 м и числе усилителей равном 3 средняя длина участка приблизительно равна 400 м. На МЛ 1 установлены три УМ и 9 ответвителей для присоединения к ней ДРС жилых домов (рис. 3.1 и 3.2).

Определим для каждого участка выходные уровни сигналов на нижней и верхней частотах всего ТВ диапазона. (f_н=48,5 МГц и f_в=861,75 МГц) L_{н вых ф} и L_{в вых ф}, то есть L_{н вх экв}=L_{н вых ф} и L_{в вх экв}=L_{в вых ф} по формулам (3.9, 3.10)

, (3.18)

где L_{1 вых ф} – выходной уровень сигнала для 1-го участка (после ГС), α_f=1,05∙α₂₀₀∙ , [дБ/м], (3.9)

– потери ответвителей на проход.

Для первого канала f_н=48,5 МГц Гс серии 300 номинальное выходное напряжение L_{н вых ГС}= 114 дБ/мкВ (паспортное значение). Потери ответвителя на проход составляют = 1,5 дБ/мкВ. Найдем потери вносимые кабелем (фидером) α_н.ф. и ответвителями (их на 1 участке 9)

 

α_нф= α_fн ∙ , (3.10)

 

где α_fн – коэффициент затухания кабеля на f_н=48,5 МГц

α_нf=1,05∙0,034∙ =

=1,05∙0,034∙ =0,018, [дБ/м], (3.9)

Потери для всего участка 400 м α_нф= α_fн ∙ l _1ф= 0,018∙400=7,2 дБ/м.

Выходной уровень фидера на участке f_н=48,5 МГц равен

L_{н вых ф}= 114–7,2–1,5∙9=93,3 дБ/мкВ.

Для верхнего канала определение выходного уровня на частоте f_в=861,75 МГц происходит аналогично.

α_fmax= α_в=1,05∙0,034∙ = 0,0735 дБ/мкВ

α_вф= α_fmax ∙ l _{1 ф}=0,0735∙400=29,4 дБ/мкВ

L_{в вых ф}=114–(29,4+13,5)=114–42,9=71,1 дБ/мкВ

Разность уровней:

ΔL=L_{н вых ф}–L_{в вых ф}=93,3–71,1=22,2 дБ/мкВ

Расчеты показали, что неравномерность АХЧ на 1-ом участке равна ΔL=22,2 дБ/мкВ, от есть АХЧ имеет ниспадающий участок (рис. 3.6). Здесь амплитуда сигнала на f_{с min}=48,5 МГц много больше, чем амплитуда сигнала на f_{с max}=861.75МГц.

Наклон спектра передачи выравнивается на каждом кабельном участке путем введения наклона обратного характера. Для выравнивания спектра в СКТ используются эквалайзеры. Эквалайзер не создает усиления сигнала, а только вносит потери в проходящий через него сигнал, то есть уменьшает уровень, создавая разное ослабление сигнала на различных частотах в отличие от делителей и ответвителей. Поэтому при расчете характеристики эквалайзера на усилительном участке пассивные приборы игнорируются и рассматривается только сам кабель. Например, в нашем случае разность ΔL потерь на участке 1 составляют 22,2 дБ. Потери в ответвителях (13,5 дБ/мкВ) сюда не входят. Эквалайзер же будет вносить потери примерно 22 дБ/мкВ на частоте 48,5 МГц и 0,4 дБ/мкВ на частоте 861,75 МГц. Потери же 13,5 дБ/мкВ, вносимые ответвителями, здесь не фигурируют. Они компенсируются усилителем. Естественно усилитель компенсирует также потери, вносимые эквалайзером.

 

Пояснение

Основной мерой отношений двух любых одинаковых величин является децибел (дБ), которая определяет только отношения между двумя уровнями сигналов. Единицей измерения относительного уровня мощности или напряжения является: дБ*м или дБ*мВ.

Величины, заданные в дБ и дБ мВ, можно складывать и вычитать в отличие от абсолютных значений сигналов.

 

Пример

Пусть потери в кабиле составляет 20 дБ, определим уровень сигнала на выходе кабеля, если уровень сигнала на входе равен 32 дБ*мВ:

Затухание в кабеле обычно определяется по формуле

, (или формула 3.10)

где - коэффициент затухания кабеля на частоте сигнала 200МГц.

Иногда в литературе допускаются обозначения дБ/мкВ вместо дБ*мкВ [5].

Надпись: уровень сигнала равен 37 дБ - не верна, она ни о чем не говорит: следует указать относительно каких единиц – В или мкВ.

Любое значение в дБ*мВ или дБ*м выражает конкретный уровень сигнала.

Более подробно об относительных уровнях сигнала в линии связи смотреть в приложении 3,4,5,6.

 

Контрольные вопросы

1. Основные требования к заданию на проектирование СКТ.

2. Как определяется коэффициент помехозащищенности ТВ антенны?

3. Что такое коэффициент бегущей волны?

4. Назначение головной станции в СКТ.

5. Какой тип кабеля используется при построении ДРС? Почему?

6. Какой кабель используется при прокладки транспортных и магистральных линий передач?

7. Что такое чувствительность ТВ приемника?

8. Какую роль выполняет эквалайзер в кабельных коаксиальных линиях передачи.

9. Источники сигналов для ГС в СКТ?

10. Интерактивность в кабельных системах ТВ

 

 

ГЛАВА 2

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЁМА ТВ СИГНАЛОВ НАЗЕМНОГО ВЕЩАНИЯ.