MÔJ KOŠÍK
Môj košík je prázdny

TV, TV-SAT

Projekcia

Základné fakty o projektovaní MATV/komunálnych anténnych systémoch

Stručný prehľad pre anténnych inštalátorov
Základne požiadavky na parametre signálu
Merania sú vykonávané pomocou merača úrovne signálu...
  • Odporúčaná úroveň signálu vo vývodke odberateľa Uabmin je vyšší ako 62 dBuV (závisí na pásme)
  • Odporúčaná úroveň signálu vo vývodke odberateľa Uabmax je menší ako 80 dBuV (závisí na pásme)
  • minimálny S/N pomer S/Nmin: 43dB (TV), 55dB (FM-stereo)
  • minimálny pomer signálu k intermodulačným produktom S/Imin 60dB pôsobí na zníženie maximálneho výstupného signálu v súlade s
  • Tabuľkou č. 1
Tabuľka č. 1. Zníženie maximálneho výstupného signálu zosilňovača ako funkcie počtu programov.

Počet programov

2

3

4

5

6

7

8

12

16

20

24

28

36

Zníženie úrovne [dB]

0

2

3.5

4.5

5

5.5

6

8

9.5

10.5

11.5

11.7

12.5

  • všetky programy by mali mať rovnakú hladinu výkonu
  • maximálne rozdiely medzi signálmi
    • - 3dB (susedné kanály)
    • - 6dB (v rámci každého 60 MHz širokého pásma)
    • - 10dB (v rámci celého spektra)
  • Minimálna izolácia medzi dvoma prijímačmi: - 44 dB.
  • Všetky parametre distribučnej inštalácie by mali vydržať cez 95% času
  • Zisk použitých antén by sa v rámci jedného televízneho alebo FM kanálu nemal zmeniť o viac ako 0.5 dB.
Fáza projektovania distribučnej siete:
1) Meranie úrovne signálu na vstupe/vstupoch zosilňovača (anténny výstup). Tieto merania je možné vykonať pomocou napr. TM 3000 R10502 merača úrovne signálu. Cieľom je stanoviť, či sú úrovne postačujúce pre ďalšie spracovanie, t.j. zosilňovanie a distribúciu, aby boli poskytnuté plánované úrovne signálu vo všetkých vývodkách odberateľov (Tabuľka č. 2). Pokiaľ je potreba, mali by byť použité predzosilňovače.
Tabuľka č. 2. Minimálne úrovne signálu na vstupoch RF distribučných zosilňovačov.

Pásmo

FM (mono)

FM (stereo)

FM (stereo Hi–Fi)

TV I

TV II

TV III

TV IV

TV V

Minimálna úroveň signálu [dBuV]

43

51

61

53

53

54

55

56

2) Preskúmanie lokality pre umiestnenie distribučných zariadení (zosilňovače, odbočovače) a optimálne rozmiestnenie káblov.
3) Voľba typu distribučnej siete je určená prístupnosťou vedenia, zdroja energie atď., v prvom rade však - distribučná koncepcia (napr. zoskupovanie do programových balíčkov).
4) V súlade so zvoleným typom siete musíme vytvoriť jeho grafickú schému. V prípade siete založenej na vetvách a odbočovačoch je každé poschodie vybavené odbočovačom vyznačujúcim sa odpovedajúcim prechádzajúcim útlmom a útlmom odbočovacieho dielu (s ohľadom na rozdiely úrovne jednotlivých poschodí). V prípade siete založenej na distribúcii signálu jedného centrálneho bodu sú všetky odbočovače umiestnené na tomto mieste. Schodiska sú spojené pomocou rozbočovača, s použitím ďalších zosilňovačov v prípade potreby (väčší počet odberateľov u schodiska) - čo vytvára dvojfázovú inštaláciu. Umiestenie rozbočovača by malo zaistiť rovnaké alebo veľmi podobné vzdialenosti medzi všetkými odberateľmi.
5) Výpočty útlmu L medzi domovým zosilňovačom a vývodkami odberateľov. Tieto výpočty umožnia zistiť minimálne zoslabnutie Lmin (obvykle vývodka umiestnená najbližšie k zosilňovaču) a maximálne zoslabnutie Lmax (obvykle ta najvzdialenejšia vývodka). Pokiaľ hodnoty Lmin a Lmax presahujú technické odporúčanie, projekt musí byť pozmenený.
6) K hodnote L pridáme Uabmin úroveň a 3 dB bezpečné ziskové rozpätie, čo umožňuje pripojenie dvoch prijímačov, ktoré vyžadujú Uba úroveň vo výstupe zosiläovača.
7) Maximálna výstupná úroveň zosilňovača Ubamax je určená pridaním k Uba oprave na zníženie intermodulačných deformácií (Tabuľka č. 1), a 3 dB rozpätie, čo v budúcnosti umožňuje zvýšiť počet distribuovaných programov (až dvakrát).
8) Posledným krokom je nastavenie súpravy kanálových zosilňovačov pre vyrovnanie úrovní všetkých programov.
Konštrukčné odporúčanie:
  • v rámci úseku jedného zosilňovača od bodu A do bodu B (zosilňovač a všetky disipatívne súčasti až do ďalšieho zosilňovača alebo prijímača) by mal byť efektívne zosilnený činiteľ úrovne 0 dB , t.j. zosilňovač iba vyrovnáva zoslabenie v úseku, (L dB - A dB = 0)
Názorný príklad úseku zosilňovača
  • Kvôli útlmu koaxiálneho káblu, ktorý s frekvenciou zvyšuje, použité zosilňovače by mali zaisťovať odpovedajúcu korekciu;
  • Pokiaľ sieť používa viac ako jeden zosilňovač zapojený za sebou, kvôli intermodulačným skresleniam musíme primerane znížiť výstupnú úroveň (2 zosilňovače - 3 dB, 3 zosilňovače - 4.7 dB, 4 zosilňovače - 6 dB)
  • Je potrebné vypočítať efektívny pomer signálu k šumu v sieti a porovnať ho s hodnotou S/Nmin - správne navrhnuté MATV systémy s jedným zosilňovačom zaisťujú, že je tento pomer iba nepatrne väčší ako pomer klasickej televíznej súpravy, čo predstavuje nepostrehnuteľné zmeny v kvalite obrazu a zvuku
  • Neodporúčame používať rozbočovače pre distribúciu signálu medzi väčším počtom prijímačov - neprítomnosť správneho vyrovnania v rámci celého kmitočtového spektra a interferencie prenikajúce do siete prostredníctvom prijímačov (zmiešavače) spôsobujú rušenie, ktoré zhoršuje kvalitu príjmu; odbočovače zaisťujú lepšiu separáciu medzi vývodkami odberateľov, čo prakticky tieto problémy eliminuje
  • FM rádiové kanály sú považované za jeden kanál a výpočty zachytávajú iba najsilnejší signál
  • Neodporúčame používať pásmové zosilňovače na vstupe inštalácie - zosilňujú tiež nežiaduce signály
  • Každý program by mal byť prijímaný pomocou oddelenej antény, iba ak by to bola skupina programov, ktorá by mala veľmi podobné úrovne
  • V VHF pásme sa všeobecne používajú antény s nižším energetickým ziskom, ako v pásme UHF
  • Odporúča sa používať jedno - alebo dvoj - kanálové roztoče (napr. 50, 52, 54, 56, 58 alebo 51, 54 atď.), pokiaľ počet distribuovaných programov nie je väčší ako možný v takejto alokácii. Bez kanálovej roztoče hrozí nebezpečenstvo interferencií pochádzajúcich zo susedných kanálov, zvlášť u starších televízorov, ktoré nie sú natoľko selektívne ako moderné TV. Tento nepriaznivý jav je možné zmierniť pomocou zvlášť starostlivého vyrovnávania signálov v sieti;
Názorná ukážka kanálovej roztoče
  • Najlepšou voľbou sú pásmové vývodky (oddelenie FM a TV signálov) - širokopásmové riešenia sa vyznačujú väčším útlmom a nízkou separáciou;
  • Všetky výstupy sieťových zariadení musia byť uzatvorené pomocou ukončovacích rezistorov, vrátane poslednej vývodky v prechádzajúcich sieťach (pokiaľ nie sú použité špeciálne ukončovacie vývodky)
  • Všetky vstupy sieťových zariadení musia byť uzatvorené, zvlášť pokiaľ je výstupný signál súčtom signálov zo vstupov (napr. vstupy zosilňovača). V niektorých prípadoch, skôr výnimočne, pokiaľ sú nepoužívané vstupy vybavené príslušným nastavením zosilnenia, môže postačiť nastavenie zisku na minimum;
  • Pri použití niekoľkých anténnych zosilňovačov je potrebné zaistiť vhodné napájacie napätie (12VDC alebo 24VDC) a prúdový výstup zdroja energie;
  • V prípade veľkých sietí s dlhými káblami sa odporúča použiť kanálové konvertory - čím sa predchádza distribúciou programov v kanáloch používaných vysielačmi pozemnej televízie;
  • Antény a stožiare musia byť bezpodmienečne uzemnené, to isté platí pre zosilňovače, odbočovače a rozbočovače;
  • Odporúča sa nastaviť úroveň FM vysielania približne o 10dB vyššia ako u televíznych kanáloch;
  • Výpočty sú nevyhnutné pre dosiahnutie dobrej kvality distribučnej siete;
  • Pokiaľ sieť distribuuje viacej ako dva programy, každé zdvojenie počtu programov nás núti znížiť výstupnú úroveň o 3dB, pokiaľ v príručke pre užívateľa zosilňovača nemáme k dispozícii iné odporúčanie
  • Malo by sa predchádzať distribúcii programov vo dvojiciach kanálov uvedených nižšie
Tabuľka č. 3. Neodporúčané dvojice kanálov/pásiem (1)

Rušivý kanál/pásmo

1 TV

2 TV

FM

6 TV

7 TV

8 TV

Rušený televízny kanál

4

5

3

10

11

12

Pokiaľ je nutné distribuovať programy vo dvojiciach kanálov daných v Tabuľke č. 3, separácia medzi blízkymi prijímačmi musí presahovať 54 dB, a v prípade kanálov vymenovaných v Tabuľke č. 4 - cez 50 dB.
Tabuľka č. 4. Neodporúčané dvojice kanálov/pásiem

Rušivý kanál

Rušený kanál/e

1

3.6.28.39.49.50.60

2

5.8.23.35.47.59

3

12.34.48

4

23.39.54

5

27.44.60

6

42

7

45

8

48

9

51

10

54

11

57

12

60

21

26

22

27

:

:

Počet rušených kanálov je vyšší ako 5

V porovnaní s rušivým kanálom


:

:

54

59

55

60

Základné pojmy
Komunálnu anténu (MATV systém) je možné definovať ako anténnu inštaláciu, kde sa vyrovnávanie útlmu siete vykonáva pomocou jednej centrálnej súpravy zosilňovačov. Tieto zosilňovače môžu byť pripojené v kaskáde.
Na rozdiel od MATV, systém káblového televízneho vysielania vyrovnáva útlm v sieti prostredníctvom niekoľkých sekcií súprav zosilňovačov, použitých v rôznych častiach siete. Ďalšou vlastnosťou veľkých káblových inštalácií je viac vrstvová (tri) štruktúra.
Komunálna anténa (MATV systém) - metóda príjmu a distribúcie FM a TV signálov v bytových domoch, družstevných domoch a verejných podnikoch.
Hladina výkonu signálu (tiež: úroveň signálu alebo úroveň) - pomer výkonu signálu k referenčnej úrovni, vyjadrený v decibeloch (dB). Referenčná úroveň výkonu 0 dBmV predstavuje výkon rozohnaný v 75 ohm rezistancii, keď sa aplikuje 1mV elektrického napätia. Úroveň signálu je potom pomerom aplikovaného napätia k referencii 1mV (naprieč štandardizovanou 75 ohm rezistanciou).
Aktuálna úroveň signálu môže byť stanovená ako:
P=20logU
kde: U - napätie pri 75 ohm uvedené v mV.
Úroveň FM rádiového signálu definovaná ako efektívne napätie zvukového kmitočtu, u televízneho signálu - efektívne napätie kmitočtu nosnej obrazu vo vrcholoch synchronizačných impulzov.
Úroveň intenzity poľa - intenzita elektrického poľa vyjadrená v decibeloch (dBmV/m) - k referenčnej hladine 1mV/m.
Maximálna výstupná úroveň - maximálna úroveň signálu vo výstupe (každý výstup - v prípade, že je ich viac ako jeden) aktívneho zariadenia so stanoveným zaťažením, obmedzená intermodulačnými deformáciami.
Druhy MATV systémov:
  • S jedným zosilňovačom
  • S dvoma zosilňovačmi
MATV systém s jedným zosilňovačom - anténne inštalácie s až 200 vývodkami, založené na jednom zosilňovači alebo súprave zosilňovačov - vystavená v malých alebo stredne veľkých budovách.
MATV systém s dvomi zosilňovačmi zapojenými do kaskády - anténne inštalácie s až 1000 vývodkami, založené na kaskáde dvoch zosilňovačov (alebo súprave zosilňovačov ), ktoré sú umiestnené v značnej vzdialenosti jeden od druhého. Tento druh inštalácie sa používa vo veľkých budovách alebo v prípade viacej budov, napr. v družstevných domoch.
Topológia MATV systémov:
  • Hviezdicová topológia (aktívne a pasívne prvky umiestnené v malom počte uzlových bodoch) - pre malé (10-15 vývodiek) až stredne veľké inštalácie (100-200 vývodiek), zaručujúce malé rozdiely v úrovniach signálu medzi vývodkami;
Hviezdicová topológia
  • Distribuovaná zbernica (s odbočnými dielmi) - stredne veľké inštalácie (100-200 vývodiek) - ľahká na výstavbu a zaručujúca dobrú izoláciu medzi vývodkami odberateľov;
Distribuovaná zbernica s odbočnými dielmi
Líniová topológia - prechádzajúca sieť
  • Líniová topológia - v súčasnosti sa nevyužíva, s 100-200 vývodkami, nezaručujúce zoskupovanie do programových balíčkov. Staré inštalácie často využívali vývodky s rezistormi a ich frekvenčný rozsah bol obmedzený na 230 MHz alebo 606 MHz
  • Stromová topológia (dve úrovne) - dva zosilňovače zapojené v kaskáde - až 1000 vývodiek.
Stromová topológia - dve úrovne
  • Hybridná topológia - kombinuje dve alebo viac topológií - používajú sa v rozsiahlych systémoch.
Klasifikácia zosilňovačov používaných v MATV systémoch:
- podľa frekvenčných pásiem:
  • Kanálový zosilňovač - zosilňuje jeden televízny kanál alebo FM pásmo
  • Pásmový zosilňovač - zosilňuje jedno televízne pásmo
  • Viacpásmový zosilňovač - zosilňuje dva alebo viac televíznych pásiem
  • Širokopásmový zosilňovač - zosilňuje aspoň dve televízne pásma a má súvislé kmitočtové charakteristiky vo vnútri pásiem
- podľa regulácie zosilnenia:
  • Bez nastavenia zosilnenia
  • Manuálne nastavenie zosilnenia
  • Automatická regulácia zosilnenia (AGC)
- podľa umiestnenia v sieti:
  • Vstupný zosilňovač (alebo predzosilňovač)
  • líniový/koncový zosilňovač
- podľa napájania:
  • lokálne napájanie
  • vzdialené napájanie (obvykle prostredníctvom linky)
Klasifikácia koncových/odberateľských vývodiek založených na aplikácii špecifického druhu distribučnej siete:
  • prechádzajúca vývodka - vyznačujúca sa vysokým odbočeným zoslabením, používaná ako medziľahla súčasť vo vertikálnej sekcii
  • koncová vývodka - vyznačujúca sa vysokým odbočeným zoslabením, používaná ako posledná v rade zapojená súčasť vo vertikálnej sekcii, vybavená ukončovacím rezistorom
  • nízko stratová koncová vývodka (bez slučky) - vyznačujúca sa nízkym zoslabením, používaná napr. na konci línie v hviezdicovej sieti.
Konverzia kanálu - premena pôvodného kanálu na akýkoľvek použiteľný kanál, napr. z 28 na 10 kanál.
Aplikácia:
  • spôsob úniku z kanálov obsadených vysielačmi pozemnej televízie, ktorý znižuje interferencie a odrazy v sieti
  • spôsob využitia jediných dostupných nízkych kanálov v starších inštaláciách - sú schopné pracovať jedine v I, II, III, a niekedy tiež IV televíznych pásmach
  • v SMATV systémoch - zmena kmitočtu programov z prvej satelitnej IF (LNB do satelitného prijímača: 950 MHz - 2150 MHz), aby sa tak zorganizovala štruktúra prijímaných kanálov, rovnako tak aby sa eliminovala možnosť kolízie (rovnaká frekvencia) programov z rôznych satelitov a polarizácií v jednokáblovej inštalácii vystavanej bez multiprepínačov.

Konverzia kanálu umožňuje:
  • zoskupovanie niektorých programov, aby bola možnosť filtrovať programové pakety (riešenie používané vo väčších sieťach alebo systémoch káblovej televízie ponúkajúce rôzne sady programov za rôzne náklady na predplatné). Základný set obvykle zahŕňa pozemné vysielanie;
  • zvyšovanie maximálneho rozsahu siete prostredníctvom použitia nižších kanálov
AM rádiové programy v káblových inštaláciách nie sú distribuované, ak by niektoré z nich boli prekonvertované (z AM na FM moduláciu a presunuté do FM pásma). Preto sú siete schopné poskytovať spätný kanál (pod 50 MHz) pre prenos údajov.
Konverzia kanálu
Smernice:
  • PN 79/T-05210 Komunálne anténne inštalácie. Všeobecné požiadavky a metódy skúšania.
  • PKNMiJ Varšava 1980
  • Príloha č. 21 k nariadená Ministerstvom spojov zo 4. októbra 1997: Technické údaje komponentov použitých v káblovej televízii; Varšava 1997
Ukážkové výpočty
Distribuovaná zbernica s odbočenými dielmi
  • Minimálna úroveň vo vývodke odberateľa: 62 dBuV (vrátane rezervy)
  • rezerva: 3 dB
  • prechádzajúci útlm vývodky odberateľa:2 dB
  • útlm káblu spojujúceho výstup odbočovača a vývodku odberateľa: 10m*0.2 dB/m=2 dB
  • odbočený útlm: 16 dB
  • prechádzajúci útlm: 2*1.5 dB=3 dB
  • prechádzajúci útlm: 3*1 dB=3 dB
  • útlm káblu vo vertikálnej sekcii: 30m*0.2 dB/m=6 dB
  • útlm rozbočovača: 4 dB
  • útlm distribučného káblu: 5 m*0.2 dB/m=1 dB
  • minimálna úroveň vo výstupe zosilňovača: 102 dB
  • v dôsledku 8 kanálov (z Tabuľky č. 1) a 7 dB rezervy,
  • a 3 dB rezervy:
Požadovaná maximálna výstupná úroveň zosilňovača je 112 dBuV

___
Hviezdicová sieť

  • rezerva: 3 dB
  • prechádzajúci útlm vo vývodke odberateľa:2 dB
  • útlm káblu spojujúceho výstup odbočovača a vývodku odberateľa: 10m*0.2 dB/m=2 dB
  • odbočený útlm: 20 dB
  • útlm dolného rozbočovača: 5 dB
  • útlm káblu vo vertikálnej sekcii: 30 m*0.2 dB/m=6 dB
  • útlm horného rozbočovača: 4 dB
  • útlm distribučného káblu: 5 m*0.2 dB/m =1 dB
  • minimálna úroveň vo výstupe zosilňovača: 105 dB
  • v dôsledku 8 kanálov (z Tabuľky č. 1) a 7 dB rezervy,
  • a 3 dB rezervy:
Požadovaná maximálna výstupná úroveň zosilňovača je 115 dBuV