Новое
  • [ 26.07.2017 ] Завершились съемки сериала «Последняя статья журналиста» Анонсы
  • [ 25.07.2017 ] «Большой уикенд» на C Music TV посвящается космосу Анонсы
  • [ 25.07.2017 ] «Мультимания» обновляет сетку вещания Новости телекомпаний
  • [ 25.07.2017 ] Исследование компании Nagra выявило приоритет инноваций Аналитика
  • [ 25.07.2017 ] Премьеры на Discovery Channel в августе Анонсы
  • [ 25.07.2017 ] Eurosport продлил эксклюзивные права на «Тур де Франс» до 2023 года Новости телекомпаний
  • [ 25.07.2017 ] TV1000 Premium HD покажет сериал по роману Стивена Кинга Анонсы
  • [ 25.07.2017 ] Выполнение «закона Яровой» грозит сотовым операторам миллиардными штрафами Новости
  • [ 24.07.2017 ] Сверхкомпактные головные станции WISI OM 10 и OM 11 Новинки техники
  • [ 24.07.2017 ] Карпин покидает «Матч ТВ» Новости телекомпаний

Выходной уровень усилителей в широкополосных телевизионных сетях. (Часть 2. Системные расчеты)

 В первой части этого материала была рассмотрена  физическая  природа   канальных  и диапазонных  искажений  формируемых широкополосными усилителями, методы их измерения и  расчета.   В это части предложены   эмпирические формулы    позволяющие рассчитывать  выходной  уровень  в сетях  с разной канальной нагрузкой и разным  числом последовательно  включенных усилителей. 


Нелинейные искажения в КСКТП обусловлены  факторами, рассмотренными  в первой части материала, но оцениваются и анализируются при многочастотном воздействии (более 2 каналов).
Для определения максимального уровня выходного сигнала при трансляции большого числа каналов согласно [2, 3] принято вести оценку интермодуляционных составляющих по композитным биениям второго CSO (Composite Second Order) и третьего – CTB (Composite Triple Beat) порядков. При этом установлено, что для усилителей с верхней частотой в 606 МГц испытания проводят при 29  каналах, а для усилителей с верхней частотой в 862 МГц – при 42  каналах. Оценку CSO и CTB проводят по наихудшему каналу при регламентированной частотной расстановке каналов.
Расчет максимального выходного уровня усилителя Umax.N (CTB = 60 dB) для искажений третьего порядка при трансляции N каналов осуществляют по формуле:

Формула (1) показывает, что с увеличением числа каналов максимальный уровень выходного сигнала Umax.N3 снижается (см. табл.1) на величину  ΔU1(3) . В силу этого, при изучении технической документации на выбираемый тип усилителя, следует обратить внимание на заявляемые значения Umax.3 (IMA3= 60 dB, 2 канала) и Umax.N3 (CTB = 60 dB, 42 канала). Разница между ними должна составлять 13- 14 dB. Если эта разница выше или ниже указанного значения, следует осторожно подходить к заявленным в документации параметрам.
Аналогичная зависимость для продуктов второго порядка (CSO = 60 dB) может быть получена из эмпирического выражения:

Результаты расчетов снижения максимального выходного уровня Umax.2 при увеличении числа транслируемых каналов (CSO = 60 dB) приведенs в табл. 1.
При проведении практических расчетов с большим числом каналов (N>20) значительно более удобнее пользоваться непосредственно приводимыми паспортными значениями Umax.N2 и Umax.N3 (т. е. по критериям CSO = 60 dB и CTB = 60 dB):


Пример 1. Определить максимальный выходной уровень усилителя GPV 841 (Hirschmann) Umax.N3 для 29х каналов при справочном значении Umax.CTB = 108 dBmV (42 канала, СТВ = 60 dB).
Решение.
Воспользовавшись формулой (4), получим:

что сходится со справочным значением в 110 dBmV.
Искажения при произвольном выходном уровне усилителя. По полной аналогии с искажениями IMA2 и IMA3 (двухчастотный метод), при увеличении (уменьшении) выходного уровня сигнала усилителя на D dB, интермодуляционные составляющие 2го порядка (CSO) повышаются (понижаются) также на D dB, а интермодуляционные составляющие 3го порядка (IMA3) повышаются (понижаются ) на 2 DdB, т.е.:


Пример 2. Определить значения CSO и CTB для усилителя GHV 835 (Hirschmann) со справочными параметрами: Umax.CSO =104 dBμV и Umax..CTB =102 dBμV (42 канала, CTB = CSO = 60 dB) при Uвых = 95 dBμV.
Решение.
Используя формулы (5) и (6), получим:
CSO = 60 + (104 – 95) = 69 dB,
CTB = 60 + 2(102 – 95) = 74 dB.

Общий случай. Таким образом, воспользовавшись формулами (36), получим выражения по расчету CSO и CTB для произвольного числа каналов и произвольном выходном рабочем уровне усилителя:

Пример 3. Найти значения CSO и CTB для усилителя УСМ8002737 “СтантартТелеком” с Umax.CTB = 114 dBμV и Umax.CSO = 110 dBμV (42 канала, CTB = CSO = 60 dB, межканальное эквалазирование в 9 dB) для трансляции 50 каналов при Uвых = 105 dBμV.
Решение. Подставляя численные значения в (7) и (8), получим:

Накопление искажений по магистрали по аналогии с IMA2 и IMA3 осуществляется по формулам:

Формулы (9) и (10) показывают, что искажения 3го порядка (СТВ) существенно быстрее накапливаются по магистралям, чем искажения 2го порядка (CSO). Для n каскадно включенных усилителей с равными значениями СТВ и CSO, суммарные искажения определяются по формулам:


Так, для пяти  каскадно включенных усилителей для примера 3, CSO = 57,7 dB ( снижение на 7 dB) и CTB ∑ = 63,8 dB (снижение на 14 dB).
Для большей иллюстративности накапливания искажений, приведем еще два практических примера.
Пример 4. Найти конечные значения CSO  и CTB  (т.е. на выходе абонентской телевизионной розетки), если на выходе каждого из активных устройств известны (рассчитаны) собственные значения CSO и CTB. Головная станция: CSO = 72 dB, CTB = 84 dB; оптическая система: CSO = CTB = 65 dB; магистральные усилители (3 шт.): CSO = 74 dB, CTB = 82 dB; домовой усилитель: CSO = 72 dB, CTB = 66 dB.
Решение.
Подставляя численные значения в (9) и (10), получаем:

Пример 5. Сколько можно включить однотипных магистральных усилителей каскадно, если их собственный CTB=84 dB (проведен системный расчет) при CTBвых = 57 dB (требование [3]). Суммарное СТВ всех остальных устройств CTB =-64 dB.
Решение.
1 Вычисляем допустимую величину  искажений ΔCTB, приходящуюся на магистральные усилители из (8):

Это означает, что такие СТВ допустимы для всей магистрали для сохранения конечного СТВвых. = 57 dB (т. е. на выходе абонентской розетки).

2 Находим максимальное число магистральных усилителей (12):


т. е. при установке в магистраль до 12-ти однотипных усилителей, каждый из которых обладает СТВ = 84 dB, будет гарантировано конечное CTBвых ≥ 57 dB [3]. Для требований [2] ( CTBвых ≥54dB), при прочих равных условиях может быть включено до 21 усилителя.
Измерения СТВ и CSO по [2] и [3] отличаются между собой по методикам. Тем не менее, все методики (для усилителей и сетей в целом) сводятся к следующему:

1 На вход усилителя или ГС (испытуемый объект) подаются Nизм немодулированных несущих (SAT входы и входы TV модуляторов в ГС нагружаются согласованными нагрузками), а на выходе испытуемого объекта (усилитель или абонентская розетка) включает анализатор спектра (желательная полоса по ПЧ 30 кГц и видеополоса не более 10 Гц) или селективный микровольтметр, (что менее удобно).
2 По анализатору спектра (или селективному микровольтметру) фиксируют уровень полезного сигнала в исследуемом канале.
3 Отключает полезный сигнал исследуемого канала распределения, а анализатор спектра переводят в режим максимальной чувствительности (как в анализаторе спектра, так и в селективном микровольтметре на входе установлены два переменных аттенюатора шагами в 10 dB и 1 dB). Наблюдают комбинационные составляющие правее (выше по частоте) видеонесущей (как правило, они кластируются на частотах, отстоящих от видеонесущей на 0, 0,25 и 0,5 МГц) и фиксируют их уровень. Разности в показаниях между уровнями видеонесущей и комбинационными помехами в децибелах и составляют значения CSO (отстройка на 0,25 МГц) или СТВ (отстройка на 0 или 0,5 МГц).

Полезные практические замечания
♦   Измерения проводят во всех каналах распределения. К зачету применяется наихудший результат измерений.
♦  Согласно [3], если композитные биения кластируются в различных частотных группах вблизи видеонесущей, то подсчитывается результирующий мощностной эффект. Например, для 2х частотных групп (0 и 0,5 МГц):


♦  При использовании анализатора спектра с минимальной фильтрацией по видеочастоте большей, чем 10 Гц, композитные искажения могут быть зашумленными и отсчет необходимо проводить по усредненному значению.
♦  Если ваша кабельная сеть рассчитана на N транслируемых каналов, а при измерениях CSOизм и CTBизм удалось достичь только Nизм число испытательных каналов (что наиболее часто и встречаются на практике), то результаты измерений корректируются по формулам:

♦  Для повышения точности отсчетов (за счет снижения входной шумовой мощности и исключения перегрузки входных высокочувствительных усилителей соседними каналами) на входе устройства отсчета (анализатор спектра или селективный микровольтметр) необходимо устанавливать высокоизбирательный канальный фильтр с неравномерною AЧX не более 1 dB .

В заключительной части материала будет  показано  как   пользоваться справочными данными при системных расчетах  

 

.Литература.
1. Песков С. Н. Рабочий выходной уровень усилителей в широкополосных телевизионных сетях. “Телеспутник”, 2003г., №11, с….
2. ГОСТ Р 520232003. Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний.
3. European Standard CENELEC EN 50083. Cabled distribution systems for television, sound and interactive (December 2002).
4. Песков С. Н., Шишов А. К. Современные кабельные сети коллективного телевизионного приема (CD носитель, ЗАО “ВЛюкс”), 2002г., 576с.

С.Н.Песков   Теле-Спутник

Комментарии

Оставить сообщение