TV, SAT TV
Egy kicsi elmélet
Közösségi TV antennarendszerek alapjai
Az antenna telepítőknek szóló előadás összefoglalója tanfolyam telepítőknek
A méréseket végrehajtják a használók jelszintmérő műszer.
- az előfizetői kivezetés minimális ajánlott jelszintje Uabmin 62 dBuV (a sávtól függ)
- az előfizető kivezetés ajánlott jelszintje Uabmax kevesebb mint 80 dBuV() (a sávtól függ)
- minimális S/N arány S/Nmin: 43 dB (TV), 55 dB (FM-hifi)
- jel minimális aránya a zajhoz olyan(termék), amelyeket az intermoduláció S/Imin 60 dB kényszerít a maximális kimenő jel szerinti csökkenésére 1. Táblázat
Programok száma | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 36 |
Jelszint csökkenése [dB] | 0 | 2 | 3.5 | 4.5 | 5 | 5.5 | 6 | 8 | 9.5 | 10.5 | 11.5 | 11.7 | 12.5 |
- minden programnak ugyanazon a feszültség szintjének kell lennie jelek közti maximális jelszintek
- - 3dB (szomszédos csatornák)
- - 6dB (bármennyin belül a sáv 60 MHz széles)
- - 10dB (az egész spektrumon belül)
- minimális elválasztás két vevőkészülék között - 44dB.
- minden paramétert az osztások után 95%-on kell tartani időben
- az antennák nyereségén nem kellene többet mint 0.5 dB-t változtatni a használt TV vagy FM csatornán belül.
1) A jelszinteket az erősítő bemenetén, az antenna végén mérjük. A mérések elvégzéséhez ajánlható a TM 3000 R10502 jelszintmérő műszer. A cél el kell dönteni, hogy a mért jelszintek elegendőek-e a további feldolgozáshoz az előfizetői konnektor aljzatokon megfelelő lesz-e majd a jelszint. (2. Táblázat ) Amennyiben nem lenne elegendő, úgy célszerű előerősítőket alkalmazni.
2. Táblázat - A minimális jel az RF sáverősítők bemeneteinél.
Sáv | FM (mono) | FM (sztereo) | FM (sztereo Hi–Fi) | TV I | TV II | TV III | TV IV | TV V |
Minimális jelszint [dBuV] | 43 | 51 | 61 | 53 | 53 | 54 | 55 | 56 |
2) A hálózati rendszer eszközeinek felderítése (erősítők, leágazók) és a kábelezések optimális vezetésének lehetősége.
3)A hálózat fajtájának kiválasztásának ki kell terjedni a vezetékekre, tápfeszültség ellátásra stb., de először is az elosztás fogalmát is tisztázni kell (programcsomagok csoportosítása).
4) A kiválasztott hálózat fajtájával összhangban létre kell hoznunk a diagrammját. A hálózat, ami gerincvezetéken,ágakon és leágazókon alapszik. Mindegyiknél találhatók leágazási pontok a szinteknél - leágazásoknál különböző mértékű gyengülések - A hálózat vonatkozásában az osztók, leágazók egy központi helyről indulnak el. A lépcsőházakat további erősítők beépítésével és osztókkal kapcsolják össze, ha (egy lépcsőházban levő előfizetők száma nagyobb) - ez két fokozatú üzembehelyezést igényel. Egy osztó helyszínén ugyanazt, vagy nagyon hasonló távolságokat kellen biztosítania minden előfizetőnek.
5) Az L csillapítási számításokat a házerősítő kimenetétől az előfizetők falialjzatai között is kell végeznünk. A számításoknál megengedett minimális gyengülést Lminnek vesszük (általában a kivezetés az erősítőhöz közel található) és a maximális gyengülést Lmax-nak (általában a legtávolabbi kivezetés). Amennyiben Lmin és Lmax összeférhetelen akkor a terven változtatni kell.
6) Az L érték, amit hozzáadunk, Uabmin szint és 3 dB biztonsági ráhagyás, ami számításba veszi azt, hogy esetleg két vevőkészüléket csatlakoztathatnak, miközben ott van a szükséges Uba, hogy az erősítő kimeneténél egyenlítődjön ki.
7) Az erősítő maximális kimeneti szintje, ami az Ubamax-ot meghatározza egyuttal bővíti az Uba-t is,(1. Táblázat ) ez egy esély az intermodulációtorzítások és a 3dB szint csökkentésére, amely lehetségessé teszi azt, hogy a jövőben növelje az elosztott programok számát, akár kétszeresére is.
8) Az utolsó szakaszban következik a csatornaerősítő beállítása, hogy kiegyenlítse, azonos szintre hozza minden programon a jelszintet.
- within one amplifier section from point A to point B (the amplifier and all dissipative elements till the next amplifier or receiver) the effective amplification factor should be 0 dB , i.e. the amplifier only compensates the attenuation in the section, (L dB - A dB = 0)
Illustration of amplifier section
- due to attenuation of coaxial cable increasing with frequency, the amplifiers used should ensure adequate correction;
- if the network employs more than one amplifier connected in series, due to intermodulation distortions we have to adequately reduce output level (2 amplifiers - 3 dB, 3 amplifiers - 4.7 dB, 4 amplifiers - 6 dB)
- it is needed to calculate effective signal-to-noise ratio of the network and compare it with S/Nmin value - correctly designed MATV systems with one amplifier ensure that the ratio is only slightly larger than that of typical TV set, which means imperceptible changes of image and sound quality
- it is not recommended to use splitters for distribution of signal among larger number of receivers - lack of proper matching within the whole frequency spectrum and interferences injected to the network by the receivers (heterodynes) cause interferences that deteriorate reception quality; taps ensure better separation among subscriber outlets, which practically eliminates these problems
- FM radio channels are considered as one channel and the calculations only take into consideration the strongest signal
- it is not recommended to use band amplifiers at the input of the installation - they also amplify unwanted signals
- each program should be received by a separate antenna, unless there is a group of programs that have very similar levels
- generally, in VHF band there are used antennas with lower energetic gain than in UHF
- it is recommended to use one- or two-channel spacing (e.g. 50, 52, 54, 56, 58 or 51, 54 etc.), unless the number of distributed programs is larger than possible in such an allocation. Without a channel spacing there is a risk of interferences coming from the neighboring channels, especially in older TV sets that are not so selective as the modern televisions. The unfavorable phenomenon can be reduced by especially careful leveling of signals in the network;
Illustration of channel spacing
- the best choice is band outlets (separation of FM and TV signals) - broadband solutions are characterized by larger attenuation and low separation;
- all outputs of network devices have to be closed with terminating resistors, including last outlets in pass-through networks (unless there are used dedicated terminating outlets)
- all inputs of network devices have to be closed, especially when the output signal is the sum of the signals from the inputs (e.g. inputs of an amplifier). Sometimes, as an exception, when the unused inputs are equipped with dedicated gain adjustment, it may be enough to set the gain to a minimum;
- using a number of antenna amplifiers it is needed to ensure proper supplying voltage (12VDC or 24VDC) and current output of the power supply;
- in the case of large networks with long cables it is recommended to use channel converters - to avoid distribution of programs in the channels used by terrestrial TV transmitters;
- antennas and the masts have to be unconditionally grounded, the same applies to amplifiers, taps, and splitters;
- it is recommended to set the level of FM broadcasts ca 10dB higher than TV channels;
- calculations are indispensable for achieving good quality of distribution network;
- if the network distributes more than two programs, every doubling of the number of programs forces us to decrease output level by 3dB, unless there is another recommendation in the user's manual of the amplifier
- it should be avoided to distribute programs in the pairs of channels given below
Interfering channel/band | 1 TV | 2 TV | FM | 6 TV | 7 TV | 8 TV |
Interfered TV channel | 4 | 5 | 3 | 10 | 11 | 12 |
If it is necessary to distribute programs in the pairs of channels given in Table 3, the separation between close receivers has to be over 54 dB, and in the case of channels listed in Table 4 - over 50 dB.
Table 4. Unrecommended pairs of channels/bands (2)
Interfering channel | Interfered channel/s |
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 |
: | : |
The number of interfered channel is higher by 5 in comparison with the interfering channel | |
: | : |
54 | 59 |
55 | 60 |
Community antenna (MATV system) may be defined as antenna installation where compensation of network attenuation is performed by one central set of amplifiers. The amplifiers can be connected in a cascade.
Unlike MATV, cable TV system compensates network attenuation through a number of section amplifier sets, deployed in different fragments of the network. Another feature of large cable installations is multi-layer (tree) structure.
Community antenna (MATV system) - method of reception and distributing FM and TV signals in apartment houses, condominiums, and public utilities.
Signal power level (also: signal level or level) - the ratio of signal power to a reference level, expressed in decibels (dB). The power reference level 0 dBmV means the power dissipated in 75 ohm resistance when 1mV voltage is applied to. Signal level is then the ratio of the applied voltage to the reference 1mV (across standardized 75 ohm resistance).
So the actual signal level can be determined as:
P=20logU
where: U - the voltage at 75 ohm load in mV.
The level of FM radio signal defined as rms voltage of the carrier frequency, of TV signal - rms voltage of the video carrier frequency in peaks of synchronization pulses.
Field intensity level - electric field strength expressed in decibels (dBmV/m) - to reference level of 1mV/m.
Maximum output level - maximum level of the signal in the output (each output - in case there is more than one) of active device with rated load, limited by intermodulation distortions.
Kinds of MATV systems:
- with one amplifier
- with two amplifiers
MATV system with one amplifier - antenna installation up to 200 outlets, based on one amplifier or set of amplifiers - built in small or medium buildings.
MATV system with two amplifiers connected in cascade - antenna installation up to 1000 outlets, based on cascade of two amplifiers (or sets of amplifiers) that are situated in a considerable distance one from the another. This kind of installation is used in large buildings or in the case of groups of buildings e.g. in a condominium.
Topologies of MATV systems:
- star topology (active and passive elements located in small number of nodal points) - from small (10-15 outlets) to medium-size installations (100-200 outlets), guarantying small differences of signal levels among outlets;
Star topology
- distributed bus (with tap-off branches) - medium-size installations (100-200 outlets) - easy to build and guarantying good isolation among subscriber outlets;
Distributed bus with tap-off branches
Line topology - pass-through network
- line topology - not used these days, with 100-200 outlets, not guarantying grouping into program packages. The old installations often used outlets with resistors, and their frequency range was limited to 230 MHz or 606 MHz
- tree topology (two levels) - two amplifiers connected in cascade - up to 1000 outlets.
Tree topology - two levels
- hybrid topologies - they combine two or more topologies - used in large systems.
Classification of amplifiers used in MATV systems:
- according to frequency ranges:
- channel amplifier - amplifies one TV channel or the FM band
- band amplifier - amplifies one TV band
- multi-band amplifier - amplifies two or more TV bands
- broadband amplifier - amplifies at least two TV bands and has continuous frequency characteristics within the bands
- according to gain control:
- no gain adjustment
- manual gain adjustment
- automatic gain control (AGC)
- according to place in the network:
- input amplifier (or preamplifier)
- line/end amplifier
- according to powering:
- local powering
- remote powering (usually via the line)
Classification of terminal/subscriber outlets based on application in specific kind of distribution network:
- pass-through outlet - characterized by high tap-off attenuation, used as intermediate element in vertical line section
- terminal outlet - characterized by high tap-off attenuation, used as the last in series element in vertical line section, equipped with terminating resistor
- low-loss terminal outlet (no loop) - characterized by low attenuation, used e.g. at the end of line in star-shaped network.
Channel conversion - shift of the original channel to any suitable one, e.g. from 28 to 10 channel.
Application:
- the way of escaping from channels occupied by terrestrial TV transmitters, which lowers interferences and reflections in the network
- the way of utilizing the only available low channels in older installations - they are capable to work only in I, II, III, and sometimes IV TV bands
- in SMATV systems - change of frequency of programs from the first satellite IF (LNB to sat receiver: 950 MHz - 2150 MHz) in order to organize the structure of received channels, as well as to eliminate possibility of collision (the same frequency) of programs from different satellites and polarizations in one-cable installation built without multiswitches.
Channel conversion allows for:
- grouping some programs to allow filtering program packets (solution used in bigger networks or cable TV systems offering various sets of programs for different costs of subscription). Usually the basic set includes terrestrial broadcasts;
- increasing maximum range of the network through use of lower channels
AM radio programs are not distributed in cable installations, unless some of them are converted (from AM into FM modulation, and shifted into FM band). That's why the networks are capable of providing return channel (below 50 MHz) for data transmission.
Channel conversion
Sources:
- PN 79/T-05210 Community antenna installations. General requirements and examination methods.
- PKNMiJ Warsaw 1980
- Annex No. 21 to directive of Minister of Communications from October 4, 1997: Technical specifications of components used in cable TV; Warsaw 1997
Distributed bus with tap-off branches
- minimum level in subscriber outlet: 62 dBuV (incl. reserve)
- reserve: 3 dB
- pass-through attenuation of subscriber outlet:2 dB
- attenuation of cable linking tap's output and subscr. outlet: 10m*0.2 dB/m=2 dB
- tap-off attenuation: 16 dB
- pass-through attenuation: 2*1.5 dB=3 dB
- pass-through attenuation: 3*1 dB=3 dB
- attenuation of cable in vertical line section: 30m*0.2 dB/m=6 dB
- attenuation of splitter: 4 dB
- attenuation of distribution cable: 5 m*0.2 dB/m=1 dB
- minimum level in amplifier's output: 102 dB
- due to 8 channels (from Table 1) and 7 dB reserve,
- and 3 dB reserve:
The required maximum output level of the amplifier is 112 dBuV
___
Star-shaped network
- reserve: 3 dB
- pass-through attenuation of subscriber outlet:2 dB
- attenuation of cable linking tap's output and subscr. outlet: 10m*0.2 dB/m=2 dB
- tap-off attenuation: 20 dB
- attenuation of lower splitter: 5 dB
- attenuation of cable in vertical line section: 30 m*0.2 dB/m=6 dB
- attenuation of upper splitter: 4 dB
- attenuation of distribution cable: 5 m*0.2 dB/m =1 dB
- minimum level in amplifier's output: 105 dB
- due to 8 channels (from Table 1) and 7 dB reserve,
- and 3 dB reserve:
The required maximum output level of the amplifier is 115 dBuV
KÖNYVTÁR ROVAT
»
Családi házban (8)
»
»
Szerelési elemek (9)
»
Rajzok (13)
»
Egy kicsi elmélet (16)
»
FAQ (1)
»
»
DVB-T (4)
ÚJAK KÖNYVTÁRUNKBAN
ÉRDEMES ELOLVASNI
Az ULTIAIR a hatékony drótnélküli CCTV IP és ISP hálózatokhoz tervezték és hozták létre. Az eszközök ügyfélként, vagy bázis állomásként... bővebben »