2963

первоначальной настройке телевизора.

Рис. 16 - Структурная схема классического варианта модулятора

Блок-управления

Управление центральной частотой ППФ и гетеродина производится с пульта дистанционного управления (ПДУ), связанного инфракрасным оптическим каналом с системой дистанционного управления (ДУ). Информация о параметрах принимаемых программ запоминается специализированным микроконтроллером (МК) и отображается блоком индикации (БИ). При вызове номера программы МК автоматически формирует при помощи цифрового синтезатора частоты (СЧ) сигналы управления частотной настройкой, а с помощью блока управления поляризатором (БУП) - сигналы управления магнитным или электромеханическим поляризатором.

При наличии встроенного декодера или позиционера схема приемника содержит дополнительные микроконтроллеры.

Цифровой спутниковый приемник

Начало активного цифрового спутникового телевизионного вещания

(Diqital Broadcast Satellite - DBS) - относится к середине 1996 г. К этому времени был сформирован ряд цифровых пакетов и началось производство цифровых приемников.

Одними из ключевых вопросов развития DBS являются конструкция, режимы работы и особенно стоимость цифрового приемного оборудования. В настоящее время именно цена и выполняемые функции цифрового спутникового приемника стали определяющими для владельцев цифровых пакетов и фирм - производителей оборудования. Стоимость всех остальных компонентов приемного комплекса - рефлектора, конвертора и др. -

71

значительно ниже и практически не влияет на стоимость всего цифрового оборудования.

Напротив аналоговые спутниковые приемники высокого качества сейчас гораздо более доступны, чем 10-15 лет назад, прежде всего, благодаря их стандартизации и большим производственным объемам.

Основными факторами, влияющими на стоимость цифровых спутниковых приемников, являются:

-наличие открытых стандартов;

-универсальность конструкции;

-объем производства;

-конкуренция производителей.

Создание и внедрение открытых стандартов, определяющих конструкцию

ипроизводство цифровых приемников - только первый шаг для снижения издержек. Без MPEG-2, который стал синонимом всего «цифрового телевизионного», цифровое спутниковое телевидение не достигло бы настоящего успеха. Однако это только начало, так как во всем мире существуют несовместимые цифровые видеостандарты. Потенциальный успех MPEG-2, DVB и других перспективных стандартов может быть достигнут только при условии их взаимной совместимости.

При создании открытого стандарта становится решаемой проблема производства универсального цифрового приемника, что сделает цифровое вещание более доступным. Существенным недостатком первых версий цифровых приемников является то, что они разрабатывались под определенные платные пакеты телепрограмм и не принимали нешифрованные каналы - так называемые Free to Air.

Первой проблему приема этих каналов решила небольшая немецкая фирма Mascom, которая на базе спутникового приемника Media Master фирмы Nokia разработала программное обеспечение и выпустила модель Mascom 9500 S.

То обстоятельство, что конструкция нового приемника была точной копией Media Master, позволило установить модуль условного доступа IRDETO

иубедиться, что он, при наличии соответствующей карточки, позволяет принимать пакеты DF1 и Multichoice стран Бенилюкса, а также итальянский пакет DSTV. Поэтому Mascom 9500 может по праву считаться первым приемником, не привязанным к конкретному пакету и претендующим на определенную универсальность. Вскоре после него появились приемники Media Master 9200 и 9500 Free to Air, разработанные фирмой Nokia. Эти модели позволяют принимать любые свободные каналы и имеют широкие возможности для использования в будущем.

72

7.ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРИЕМНЫЕ УСТАНОВКИ И УЗЛЫ СПТВ

7.1ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫЕ УСТРОЙСТВА

Внастоящее время поставляются антенны, предназначенные для непосредственного приема телевизионных передач, транслируемых спутниковыми передатчиками, и изготовленные различными фирмами как зарубежного, так и отечественного производства. Предлагаются антенны с осесимметричными, а также с офсетными параболическими отражателями самых разных размеров от 60 см до 2,5 м. Как правило, используются металлические отражатели, выполненные из алюминиевых сплавов методами точной штамповки. Металлические антенны оказываются значительно легче выполненных из пластических масс благодаря тому, что для получения необходимой жесткости металлическое штампованное изделие может быть изготовлено более тонким, чем пластмассовое.

ВРоссии и государствах СНГ многие компании предлагают поставку или установку антенн собственного производства или получаемых ими от поставщиков-изготовителей, в том числе и зарубежных. Наиболее часто антенна поставляется в виде единой конструкции, в которую, кроме отражателя, входят так же опорно-поворотное устройство и высокочастотная головка. В отдельных случаях могут предлагаться антенны, которые не рассчитаны на дистанционное переориентирование по направлению с одного спутника на другой. В таких случаях антенна при установке должна тщательно направляться на вполне определенный спутник и в этом положении закрепляться. Для перехода на прием телевизионных передач, транслируемых другим спутником, приходится вновь вручную перенастраивать антенну. Подобные антенны имеют небольшие размеры, шарнирное крепление и стопорное устройство. Естественно, что такие антенны значительно дешевле тех, конструкция которых позволяет производить дистанционное переориентирование. Наиболее дорогими и универсальными являются осесимметрические параболические антенны с апертурой большого диаметра, снабженные электроприводом и дистанционным управлением с автоматической индикацией направления антенны. В этом случае управление осуществляется с помощью специального блока, называемого позиционером, который располагается внутри помещения рядом с тюнером или входит в конструкцию наиболее универсальных и дорогих тюнеров.

Крупногабаритные антенны обладают повышенным коэффициентом усиления, что позволяет с их помощью принимать сигналы маломощных спутников ретрансляторов или в тех случаях, когда точка приема расположена на границе зоны обслуживания.

7.2 КОНВЕРТЕРЫ

В настоящее время для приема спутникового телевидения в основном используют зарубежную электронную аппаратуру. К их числу относятся и

73

конвертеры. Наиболее популярным в последние годы стали конвертеры, у которых облучатель, поляризатор и высокочастотная головка объединены в виде единой конструкции. Такие объединенные конвертеры (часто их называют интегральными) получили название LNB - Low noise block (малошумящий блок). Часто используется в СНГ конвертер «Gardiner» производства США, а также несколько объединенных конвертеров, выпускаемых другими зарубежными фирмами.

В табл.4 приведены основные технические характеристики некоторых типов наиболее часто применяемых конвертеров «Full band» (полнодиапазонных).

Таблица 4 - Параметры конвертеров «Full band»

Используемый для непосредственного приема диапазон КВ условно разбит три поддиапазона: FSS (10,7…11,8 ГГц), DBS (11,8…12,5 ГГц) и Telecom по имени французских спутников (12,5…12,75 ГГц). Частотные свойства конвертера определяются типом установленного в нем гетеродина LOFLocal oscillator frequency (местный генератор частоты). При наличии гетеродина LOF- 1 диапазон частот принимаемого сигнала ограничивается полосой 10,7…11,8 ГГц с первой промежуточной частотой, лежащей в полосе 0,95…2,05 ГГц.

При наличии гетеродина LOF-2 имеется возможность приема сигнала в диапазоне частот 11,7…12,75 ГГц с разными полосами промежуточной частоты в зависимости от конкретного значения частоты гетеродина: 10,6 или 10,75 ГГц. В таблице также указаны пределы срабатывания переключателей напряжения для горизонтальной и вертикальной поляризации, ток потребления и уровень шумов.

Для наиболее популярных в настоящее время спутников «Hot Bird» пригоден самый простой и наиболее дешевый конвертер, предназначенный для приема поддиапазона FSS и содержащий только гетеродин LOF-1. Спутник

74

«Hot Bird-2» работает в поддиапазоне DBS и в нем же будет работать спутник «Hot Bird-3». Для приема передач с этих спутников требуется наличие в конвертере обоих гетеродинов LOF-1 и LOF-2. Такие конвертеры выпускаются с двумя гетеродинами в одном корпусе. Переключение с одного гетеродина на другой осуществляется с помощью специального электрического переключателя, который реагирует на наличие или отсутствие сигнала частотой 22 кГц. Этот сигнал подается на конвертер с тюнера по тому же коаксиальному кабелю, по которому сигнал первой промежуточной частоты проходит с конвертера на вход тюнера, и по которому с тюнера поступает напряжение 13 или 18В на поляризатор для его переключения. Если в тюнере отсутствует генератор частоты 22 кГц даже при наличии полнодиапазонного конвертера в нем будет работать только гетеродин LOF-1 и окажется возможным прием только поддиапазона FSS. Полнодиапазонные конвертеры типа «Full Band» без каких-либо проблем принимают сигналы с круговой поляризацией в пределах всего диапазона частот от 11,7 до 12,75 МГц.

Каждый из приведенных в таблице конверторов имеет определенные достоинства и недостатки. Наилучшей чувствительностью обладают конвертеры «MPI gp 2353-NP» и «MTI gp WP2353-W», имеющие разборную конструкцию, что позволяет производить их ремонт. Разборным также является конвертер «Cambridge AE-14», но иногда возникает разгерметизация его корпуса. Самым дешевым является конвертер «Grundig AUN-15», но к его недостаткам относится нестабильность частоты гетеродина. Хорошими параметрами и герметичностью отличается конвертер «Sharp BSCU 86 LOO», но крайне трудно разбирается для ремонта. Конвертер «Phillips SC819TB/FL» абсолютно герметичен, но из-за этого ремонт его невозможен.

Новинкой в настоящее время является устройство, позволяющее принимать программы с двух спутников, расположенных на разных позициях геостационарной орбиты без необходимости переориентирования антенны. Для этого кроме одного конвертера, расположенного в фокусе антенны, рядом устанавливается второй. Отражатель антенны, ориентированный на первый спутник, фокусирует энергию его сигнала в фокусе, и он принимается первым конвертером. Для второго конвертера, сдвинутого относительно фокуса, диаграмма направленности отражателя оказывается также смещенной на определенный угол, который зависит от сдвига конвертера относительно фокуса. В результате с помощью второго конвертера появляется возможность приема передач второго спутника. Такой прием оказывается возможен в тех случаях, когда орбитальные позиции двух спутников различаются не более, чем на 6-7 градусов.

7.3 ТЮНЕРЫ

Часто в зарубежной литературе внутренний блок называют ресивером, что в переводе с английского означает - радиопередатчик или приемник радиосигналов. Однако, понятие «приемник» предполагает наличие законченного аппарата, на вход которого поступает радиосигнал, а на выходе пользователь получает готовую информацию в виде визуально

75

воспринимаемого изображения и звука при приеме телевидения. По этой причине внутренний блок называть ресивером неверно. Внутренний блок осуществляет лишь настройку на прием определенного сигнала и его преобразование в форму, доступную для воспроизведения телевизионным приемником. Поэтому правильнее называть внутренний блок тюнером. Этот термин также используется в зарубежной литературе и наиболее полно отвечает назначению блока, так как в переводе с английского означает блок настройки. Понятие тюнера укоренилось уже и в русском языке. Так, тюнеры для радиоприема выпускаются в виде самостоятельной конструкции для использования в составе музыкальных центров. Тюнеры в виде отдельного блока входят в состав полных видеомагнитофонов. Поэтому в дальнейшем будем использовать это понятие, а объяснение разницы между тюнером и ресивером приведено исключительно во избежание путаницы у читателей, которые могут столкнуться с этими терминами в литературе.

Все выпускаемые тюнеры спутникового телевидения построены по супергетеродинной схеме. Их можно подразделить на 2 группы. К первой относятся тюнеры, рассчитанные на прием одного или двух каналов только с одного спутника, ко второй - многоканальные тюнеры, способные принимать программы с разных спутников. В тюнерах первой группы используется однократное преобразование частоты с промежуточной частотой 70 МГц и полосой пропускания 25…34 МГц. Гетеродин преобразователя частоты может перестраиваться в небольших пределах для осуществления точной настройки тюнера на частоту сигнала. После преобразователя частоты следует усилитель промежуточной частоты, демодулятор частотно-модулированного сигнала, тракты изображения и звукового сопровождения и формирователь стандартного телевизионного сигнала. При этом видеосигналом модулируется по амплитуде несущая частота одного из метровых, а чаще - дециметровых каналов, а сигналом звукового сопровождения модулируется по частоте несущая звука этого же канала. Промодулированные сигналы суммируются и поступают на выход тюнера.

Тюнеры второй группы отличаются двойным преобразованием частоты с первой промежуточной частотой порядка сотен мегагерц. Высокая первая промежуточная частота необходима в приемниках с двойным преобразованием частоты для подавления паразитного канала зеркального приема. Гетеродин первого преобразователя частоты может перестраиваться в широких пределах для настройки тюнера, на сигналы передатчиков с разных путников. Обычно тюнеры второй группы содержат синтезатор напряжений с кнопочным управлением. При нажатии одной из кнопок синтезатор вырабатывает определенное напряжение, которое управляет частотой гетеродина, настраивая тюнер на частоту канала, соответствующего нажатой кнопке. При этом число возможных каналов настройки в некоторых тюнерах достигает 500, и номер канала набирается поразрядно нажатием нескольких кнопок. Вторая промежуточная частота этих тюнеров, как и в первой группе, обычно равна 70 МГц при такой же полосе пропускания. Основное усиление происходит в

76

усилителе второй промежуточной частоты, далее следует такой же тракт, как в тонерах первой группы.

В табл.5 собраны основные характеристики некоторых наиболее распространенных тюнеров, выпускаемых разными фирмами. В таблице приводятся значения диапазона входных частот сигнала поступающего с выхода конвертера, и для некоторых тюнеров - диапазон изменения частоты гетеродина. Почти все перечисленные тюнеры, за исключением последнего, содержат ключ переключатель гетеродинов LOF-1 и LOF-2 в конвертерах путем включения или выключения генератора частоты 22 кГц. Тюнеры снабжаются инфракрасными пультами дистанционного включения той или другой программы и управления другими функциями тюнера с дальностью действия до 10 м.

Внешний облик тюнеров за последние годы изменился мало и напоминает видеомагнитофон. На передней панели обычно располагается люминесцентный дисплей, отображающий номер включенного канала и другую полезную информацию. В зависимости от сложности и количества выполняемых функций стоимость разных тюнеров колеблется в широких пределах от 100 $ - для простейших и до нескольких сот долларов для наиболее сложных с расширенным набором возможностей.

Английский тюнер типа «Strong SRT 1500 LT MKII» с пультом дистанционного управления рассчитан на прием 400 каналов с двойным преобразованием частоты. Тюнер содержит встроенный позиционер, который обеспечивает прием сигналов с 50 спутников, управляя направлением антенны. Кроме того, имеется возможность включения электронного частотного сканирования по диапазону, то есть автоматической плавной перестройки тюнера вдоль по диапазону от начала до конца с остановкой на каждом принимаемом сигнале. Это позволяет телезрителю выявить все работающие в диапазоне спутниковые телевизионные передатчики, дать команду с пульта на запоминание каждого активного канала и присвоить ему номер программы. В дальнейшем включение этой программы осуществляется простым набором присвоенного ей номера. Имеется возможность приема стереофонического звукового сопровождения с динамическим подавлением шумов. Дисплей большого размера позволяет выводить на него меню с отображением параметров работы тюнера.

Тюнеры разных типов конструктивно выполнены примерно одинаково и за последние годы их внешний облик не претерпел значительных изменений.

7.4. СПУТНИКОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Оборудование корпорации «General Satellite»

Корпорация «Спутниковые ТВ системы General Satellite» поставляет

77

широкий ассортимент устройств для приема спутникового телевидения: антенны, позиционеры, облучатели, конвертеры, тюнеры, а также измерительные приборы, коммутационное оборудование и другие устройства.

Втабл.6 собраны основные характеристики антенн, поставляемых корпорацией, начиная с небольших диаметром 60 см и заканчивая шестиметровыми. Отражатели перечисленных антенн выполнены сплошными (в отличие от встречающихся иногда сетчатых), стальными или из алюминиевых сплавов. Отражатели, вплоть до диаметра 2,4 м, изготовлены из целого листа металла, а большего размера - сборные, состоящие из 6...18 сегментов, что упрощает их транспортировку. Антенны с отражателями диаметром от 1,1 м и более пригодны для приема сигнала как в диапазоне 12 ГГц, так и в диапазоне 4 ГГц.

Встолбце табл.6 «Усиление» числитель соответствует усилению антенны

вдиапазоне 12 ГГц, а знаменатель - в диапазоне 4 ГГц. Антенны небольших размеров содержат офсетный отражатель, а больших осесимметричный. Используется либо азимутально-угломестная подвеска (аз-углом), либо полярная. При азимутально-угломестной подвеске конструкция опорноповоротного устройства антенны немного проще, чем в случае полярной подвески. Однако для переориентирования антенны с одного спутника на другой антенну приходится поворачивать не только по азимуту, но и по углу места. Полярная подвеска значительно упрощает эту операцию, так как для переориентирования достаточен поворот антенны только по азимуту.

Корпорация предлагает более десяти различных конвертеров нескольких зарубежных фирм. Наиболее широким диапазоном принимаемых частот

(10,7…12,75 ГГЦ) обладают конвертеры Astrotel-AWD6, Astrotel-AWD8 и

Strong Spectra 2000. Несколько хуже (10,75…12,75 ГГц) диапазон конвертеров Camvridge-AE31 и Grundig-GR07W. И те, и другие оборудованы гетеродинами LOF-1 и LOF-2, которые переключаются подачей с тюнера переменного напряжения частотой 22 кГц.

Таблица 5 - Тюнеры спутникового телевидения

78

Предполагаются также конвертеры, рассчитанные только на диапазон

FSS (10,7…11,8 ГГЦ) - Astrotel-A5 и Protec-SL8800 или на еще боле узкий

(10,95…11,8 ГГц) - Astrotel-AE6 и Quadral-TL211, а также рассчитанный только на диапазон DBS (11,7… 12,5 ГГц) - Cambridge-AE37Gals. Кроме конвертеров, предназначенных для приема сигналов в диапазоне КВ, имеются конвертеры для диапазона С-low (3,7…4,2 ГГц) - Astrotel-AC17, Protec-SL6600 и ProtecSL5500.

Все конвертеры совмещены с поляризаторами, которые переключаются с одного вида линейной поляризации на другой подачей постоянного напряжения 13 или 17В.

Ассортимент предлагаемых корпорацией тюнеров достаточно широк. Основные их различия состоят в числе каналов. В табл.7 перечислены основные характеристики тюнеров.

Таблица 6 - Характеристики антенн «General satellite»

79

Тюнеры Расе MSS 538GР, Расе МSS 1038GР, Strong STR-1500, Protec 9200P оборудованы позиционерами, рассчитанными на большое количество позиций ИСЗ, а Protec 9000Р - на две позиции. Обеспечивается автоматическое поддержание фокусировки облучателя. Тюнер Расе MSS 260 содержит устройство для приема телетекста и декодер системы D2-МАС. Тюнер Расе DVR 500-1 рассчитан на прием по системе MPEG. Почти все тюнеры оборудованы системой шумопонижения звукового канала.

Таблица 7 - Тюнеры, поставляемые корпорацией ―General satellite‖

Оборудование корпорации «Белка»

Разнообразное оборудование, предназначенное для использования в системах спутникового телевидения, предлагается корпорацией «Белка». Спутниковые антенны разных размеров, осесимметричные и офсетные, азимутально-угломестной и полярной ориентации, облучатели, поляризаторы и позиционеры; конвертеры, тюнеры и декодеры; телевизионные усилители и

80