11,7—12,5 МГц.

Индивидуальное приемное устройство РВСС состоит из: наруж­ного блока, в состав которого входит антенна и конвертор частоты; внутреннего блока, называемого тюнером; и стандартного ТВ-прием­ника (рис. 9.6).

Сигнал, принятый от ИСЗ параболической антенной, проходит через поляризатор (П). Поляризатор пропускает сигнал только опре­деленного вида поляризации на вход конвертора. В состав конвертора входит малошумящий усилитель (МШУ), смеситель (СМ) с гетероди­ном (Г) и усилитель УПЧ. После преобразования в СМ сигнал разме­щается в диапазоне 0,95—1,75 ГГц. Наружный блок имеет небольшие размеры и устанавливается непосредственно на антенну.

Во внутреннем блоке происходит второе преобразование частоты на 612 МГц или 480 МГц (стандарты США или Европы соответствен­но). Выбор программы осуществляется настройкой гетеродина второ­го преобразователя частоты. В качестве демодулятора (ДЕМ) обычно используют частотные детекторы с обратной связью по частоте.

Рис. 15.6. Функциональная схема индивидуального приемного устройства:

П — поляризатор; МШУ — малошумящий усилитель; СМ — смеситель;

Г — гетеродин; УПЧ — усилитель промежуточной частоты; ДЕМ — демодулятор;

ДК — декодирующее устройство; ЧМ и AM — частотный и амплитудный модуляторы

Такие демодуляторы позволяют продетектировать малые по уровню ЧМ-сигналы. Сигнал дисперсии исключается из видеосигнала с по­мощью схем фиксации уровня. На выходе демодулятора получается сигнал изображения в стандарте PAL или SECAM совместно с сигна­лами звукового сопровождения на поднесущей звука. Из сигнала цветности выделяются видеосигналы основных цветов E_R, E_G, E_B, или сигналы E_Y, E_G-Y, E_B-Y в декодирующем устройстве ДК. Эти сигналы через универсальный разъем «SCART» подводятся к стандартному ТВ-приемнику. Для ТВ-приемников ранних поколений, не имеющих такого входа, тюнер снабжают AM и ЧМ модуляторами, позволяющи­ми сформировать ТВ-радиосигнал в диапазоне УКВ, который подво­дится к антенному гнезду стандартного ТВ-приемника.

Для жителей многоквартирных домов наиболее приемлемым спо­собом является коллективный прием. Оборудование для коллективно­го приема содержит те же составные части, что и для индивидуально­го приема. Отличие заключается в том, что в коллективных системах используется антенна большого диаметра (от 2 до 4 м) и наружный блок является общим, к которому подключаются через разветвитель внутренние блоки, имеющиеся у каждого абонента.

15.4. Приемная телевизионная сеть

Приемная телевизионная сеть предназначена для приема ТВ-про­грамм. Она состоит из совокупности индивидуальных устройств прие­ма, систем коллективного приема и систем кабельного телевидения.

Индивидуальные устройства приема — это комнатная или наруж­ная антенна, ТВ-приемник и кабель, соединяющий антенну с прием­ником.

Система коллективного приема ТВ — это одна или несколько на­ружных антенн, устанавливаемых на крыше здания, домовая распре­делительная сеть и десятки — сотни ТВ-приемников.

Система кабельного телевидения — это головная станция приема ТВ-программ, кабельная распределительная сеть и сотни — тысячи ТВ-приемников.

Принципы построения систем коллективного приема. Упрощенная функциональная схема системы коллективного приема (СКПТ) при­ведена па рис. 9.7.

Прием ведется на несколько коллективных многоканальных ан­тенн (А), соединенных с домовой распределительной сетью (ДРС) ка­белями снижения (КС).

Рис. 15.7. Функциональная схема СКПТ: — устройство сложения;

К — конвертор; А — антенна; РД — распределитель ломовой;

РА — распределитель абонентский; PC — распределительная система;

УД — усилитель ломовой; R_H — согласующее со­противление

ДРС состоит из:

• конвертора (К), преобразующего программы дециметрового диапазона волн в метровый диапазон;

• сумматора (), служащего для подключения к общей сети ан­тенн дециметрового (А2, A3), метрового (А1) диапазонов и кон­верторов;

• широкополосного домового усилителя (УД);

• домового разветвителя (РД), обеспечивающего распределение мощности сигнала между линиями ДРС;

• абонентских разветвителей (РА), расположенных на лестнич­ной клетке каждого этажа здания;

• абонентских линий (АЛ), соединяющих РА с абонентскими ро­зетками, в которые подключаются абонентские ТВ-приемники или УКВ ЧМ-приемники;

• нагрузочных резисторов R_Н, расположенных на первом этаже здания и имеющих сопротивление, равное волновому сопро­тивлению кабелей.

Прием сигналов дециметрового диапазона волн. Возможны два спо­соба приема ТВ-программ в дециметровом диапазоне волн (ДМВ): первый способ заключается о том, что свободные каналы метрового диапазо­на, не используемые в данном районе для ТВ-вещания, заполняются сигналами ТВ-программ дециметрового диапазона путем их преобра­зования по частоте (конвертирования). Для каждого канала необхо­дим свой конвертор. Достоинством этого способа является то, что не надо переделывать существующие сети СКПТ. Недостаток — ограни­ченное число каналов метрового диапазона. Общее количество кана­лов метрового диапазона (действующих и конвертированных в метро­вый диапазон дециметровых каналов) составляет 5—6 (при этом учте­но, что в целях повышения помехоустойчивости в метровом диапазоне между рабочими каналами располагается внерабочий» ка­нал, по которому не ведется прием сигналов).

Упрощенная функциональная схема конвертора приведена на рис. 9.8.

Она состоит из: усилителя высокой частоты (УВЧ-1), смесителя (СМ), усилителя высокой частоты преобразованного канала (УВЧ-2), гетеродина (Г).

Рис. 15.8. Функциональная схема конвертора: УВЧ-1. УВЧ-2 — усилители высокой частоты; СМ — смеситель; Г — гетеродин; К — конвертор

При втором способе приема сигналов ДМВ сигналы передаются по распределительно» сети без конвертирования до ТВ-приемника. Для приема таких сигналов в ТВ-приемнике должен быть дециметровый селектор каналов (СКД).

Принципы построения систем кабельного ТВ. Для обеспечения вы­сококачественного ТВ-приема в районах с низкой напряженностью поля и в городах с разноэтажной застройкой, где велик уровень отра­женных сигналов и существуют зоны «затенения», целесообразно ТВ-программы передавать по кабельным линям связи. Для этого в отечественном ТВ-вещании предусмотрено восемь спецканалов (CK1...CK8), размешенных в диапазоне частот 110 — 174 МГц, и во­семь спецканалов (СК11...СК18) в диапазоне 230 — 294 МГц. Схема построения системы кабельного ТВ-вещания (КТВ) в соответствии с ГОСТ изображена на рис. 9.9. Она состоит из: головной станции (ГС); магистральной линии (МЛ); субмагистральных линий (СМЛ); ломовых распределительных систем (ДРС).

Магистральные и субмагистральные линии предназначены для пе­редачи сигналов ТВ-вешания от головной станции к домовым распре­делительным сетям. Протяженность этих линий может составлять не­сколько километров, а число абонентов, подключаемых к системе КТВ, — несколько тысяч.

В состав магистральной и субмагистральной линий входят: усили­тели мощности (УМ); ответвители магистральные (ОМ) и согласую­щие сопротивления R_Н, равные волновому сопротивлению кабелей.

Головная станция предназначена для одновременного приема не­скольких программ ТВ в метровом и дециметровом диапазонах волн, преобразования программ ДМВ в стандартные каналы MB и последующей передачи принятых и преобразованных каналов в кабельнуюсеть МЛ.

Рис. 15.9. Древовидная система построения отечественной КТВ:

ГС — головная станция; УМ — усилитель мощности;

ОМ — ответвитель магистральный;

УД - усилитель домовой; РД — распределитель домовой;

РЛ — распределитель або­нентский

В состав ГС (рис. 9.10) входят: канальные фильтры Ф1 — ФК, каж­дый из которых настроен на частоту определенного канала ТВ-веша­ния; канальные усилители сигналов MB (УК); конверторы ДМВ (К); генератор пилот-сигналов с частотой 110 МГц, используемый для ра­боты систем АРУ магистральных усилителей мощности; устройства сложения принятых и преобразованных сигналов (Z); блока питания магистральных усилителей (БП).

Многоцелевые системы КТВ. Системы КТВ при большой протя­женности кабельной сети в будущем станут многоцелевыми. По этим системам ТВ-программы могут передаваться в полосе частот до 700 МГц. При этом возможна автоматизация процесса управления си­стемой, организация дуплексной связи между источником программы и абонентом.

Такие системы КТВ могут предоставлять абонентам следующие виды услуг: коммерческое и учебное ТВ; передачу программ по зака­зам зрителей; видеотелефон; телеграф и фототелеграф; почтовая кор­респонденция; газеты, журналы; доступ в библиотеку или вычислительный центр и т. п.

Примером такого КТВ могут служить эксплуатируемые в настоя­щее время в Англии системы кабельного телевидения с дистанцион­ным выбором программ при помощи номерного диска телефонного типа (рис. 9.11).

Рис. 15.10. Упрощенная функциональная схема отечественной головной станции КТВ: ГС — головная станция; Ф1, ФК — канальные фильтры; УК — усилитель канальный; К — конвертор; Г — генератор; БП — блок питания;

МЛ — магистраль­ная линия

Рис. 15.11. Система КТВ с дистанционной селекцией программ:

МЛ – магистральная линия; РК – распределительная коробка; КМ – коммутатор; У – усилитель; Н – номеронабиратель; К – конвертор; ТВП – ТВ-приемник;

ТВК – ТВ-камера

Это КТВ работает следующим образом. Десятки различных про­грамм по своим каналам поступают на станцию распределения про­грамм (СРП) по магистральной кабельной линии (МЛ). В СРП ТВ-радиосигнал изображения каждого из каналов преобразуется на новую несущую, частота которой одинакова для любого преобразо­ванного канала и равна 7,94 МГц. Сигнал звукового сопровождения преобразуется на частоты 12 – 15 000 Гц.

Преобразованные сигналы через многожильный кабель заводятся от СРП на коммутаторы (КМ) распределительных коробок (РК). К каждому контакту коммутатора подводится одна из принятых и преобразованных программ.

За абонентом закреплен свой коммутатор. Количество коммутаторов в системе может достигать нескольких тысяч.

Выбор программы осуществляется с помощью номеронабирателя (Н), имеющегося у каждого абонента. При этом выход коммутатора подсоединяется к тому контакту (КМ), за которым закреплен набранный номер. Таким образом ТВ-сигнал выбранной программы переда­ется от РК к абоненту по экранированному кабелю. Если в кабель включены усилители (У), то передача сигнала возможна на расстоя­ние до 8 км.

На входе ТВ-приемника абонента (ТВП) установлен конвертор (К) для преобразования сигнала в область высоких частот метрового диапазона.

В системе КТВ предусмотрена возможность передачи видеоин­формации от абонента в СПР и далее – в магистральную линию. Для этого отведена полоса частот от 9,2 до 15,2 МГц (рис. 9.11), а абонент должен иметь типовую ТВ-камеру (ТВК).

Вопрос №2

1.1 Принципы построения систем спутникового телевидения

Под спутниковым телевизионным вещанием понимается такой вид телевизионного вещания, при котором в качестве ретранслятора используется искусственный спутник Земли (ИСЗ).

Известно, что исторически первым видом телевизионного вещания было обычное распространение телевизионных сигналов с передающего центра. При этом использовались аналоговые сигналы. В настоящее время такой вид телевизионного вещания называют эфирным.

Так как в системах эфирного телевидения используется УКВ-диапазон (АМ-сигнал изображения и ЧМ-сигнал звука), то для устойчивого приема телевизионного сигнала необходимо находиться на расстоянии прямой видимости от передающего центра.

Это расстояние может быть рассчитано по формуле:

, км,

где - высота подвеса передающей антенны, м;- высота подвеса приемной антенны, м.

Например, при установке передающей антенны на мачте высотой 100 м на холме высотой 200 м, а высота установки приемной антенны составляет 10 м, то расстояние прямой видимости составит 84.3 км. Если же, например, приемная антенна будет размещена на крыше девятиэтажного дома (=30 м), то расстояние прямой видимости увеличится до 94 км.

Данное обстоятельство приводит к тому, что передающие антенны располагают на достаточно высоких телевышках.

Однако очевидно, что при необходимости обеспечения эфирным телевизионным вещанием даже относительно небольшого района (например, области или края) требуется создание сети передающих центров. При этом эти центры должны быть расположены друг относительно друга либо на расстоянии прямой видимости, либо между ними должны располагаться ретрансляторы. Таким образом, любая телевизионная сеть предусматривает наличие ретрансляционных станций.

Именно стремление отказаться от чрезмерно большого количества ретрансляторов при передаче телевизионного сигнала на достаточно большие расстояния привело к разработке и появлению первых систем спутникового телевидения.

Приведенная выше формула для расчета расстояния прямой видимости применительно к системам спутникового телевидения остается справедливой, однако при этом существенно увеличивается расстояние прямой видимости, а, следовательно, и зона уверенного приема телевизионных сигналов.

Примерами таких систем могут служить системы «Орбита», «Экран», и ряд других. Основной задачей таких систем было обеспечение телевизионным вещанием регионы Урала, Сибири и Дальнего Востока. По сути, такие системы были смешанными, так как транслируемый этими спутниками сигнал затем распространялся с помощью эфирных телевизионных центров.

Основным недостатком таких систем являлся тот факт, что спутники-ретрансляторы располагались на эллиптических орбитах.

Эллиптической называется орбита, имеющая форму эллипса, в одном из фокусов которого располагается Земля.

Основными параметрами эллиптической орбиты являются апогей, перигей и угол склонения (угол между плоскостью орбиты и плоскостью экватора). У телевизионных спутников перигей составлял около 500 км, апогей – 40000 км, а склонение – 45 градусов. Для круглосуточного обеспечения телевизионным вещанием необходимо иметь на орбите 3 спутника со сдвигом 7-8 часов.

Наземный приемный комплекс при этом имеет большую параболическую антенну диаметром 12 м, и массой 5.5 т. Так как в процессе движения спутника по орбите антенна должна перемещаться, она устанавливается на специальном опорно-поворотном устройстве, масса которого составляет 50 т. Для обеспечения слежения за положением спутника на орбите опорно-поворотное устройство оснащается специальной системой автоматического и ручного наведения. Обслуживает всю эту систему расчет из 4-6 человек.

Следующим этапом развития систем спутникового телевидения явилось размещение спутников-ретрансляторов на так называемой геостационарной орбите.

Геостационарной называется круговая орбита с радиусом порядка 40000 км и с плоскостью, совпадающей с плоскостью экватора. При этом движение спутника происходит с той же угловой скоростью, что и движение Земли, вследствие чего наблюдателю, находящемуся на поверхности Земли кажется, что спутник «застыл» в небе.

Преимущества спутниковых систем, использующих геостационарные орбиты, очевидны. Прежде всего, отпадает необходимость переориентации приемной антенны, что существенно упрощает наземную приемную систему и сокращает состав обслуживающего персонала. Кроме того, для обеспечения непрерывного телевизионного вещания в каком-то определенном регионе достаточно не трех, а всего одного спутника-ретранслятора. И, наконец, неизменное расстояние от спутника до приемной антенны обеспечивает постоянство уровня входного сигнала.

К недостаткам таких систем можно отнести усложнение бортовой аппаратуры (вследствие необходимости постоянной корректировки положения ИСЗ), а также большая стоимость запуска, так как для вывода на геостационарную орбиту требуется гораздо более мощный ракета-носитель, чем для вывода на эллиптическую орбиту. Этот же факт стал причиной того, что системы с эллиптическими орбитами были первыми, так как предложение использовать для спутников-ретрансляторов геостационарную орбиту было сделано Артуром Кларком еще в 1945 году.

Примером системы спутникового телевидения, использующей геостационарные спутники, является система «Молния» и «Экран».

В настоящее время для приема телевизионных программ могут быть использованы спутники Ямал (90Е), Экспресс 3А (11W), Экспресс 1АМ (40Е), Экспресс АМ22 (53Е),LMI(75Е), Экспресс 6А (80Е) и Экспресс АМ-11 (96.5Е).

Данные спутники предназначены для передачи телевизионного сигнала на наземные передающие центры и приемные системы кабельного телевидения. Однако всех их можно использовать и для непосредственного приема на индивидуальные системы с антеннами диаметром 90-240 см.

Кроме перечисленных, существует достаточно большое количество других спутников, предназначенных для передачи сигнала в первую очередь индивидуальным абонентам.

В спутниковом телевидении уровень излучаемого со спутника сигнала принято характеризовать эквивалентной изотропно-излучаемой мощностью (ЭИИМ). Более подробно эта характеристика будет рассмотрена позже, сейчас отметим лишь, что ЭИИМ – это произведение мощности сигнала, подводимой к антенне, на коэффициент ее усиления.

От уровня ЭИИМ (или EIRP) зависит мощность сигнала в той или иной точке земной поверхности. При уменьшении ЭИИМ необходимо использовать антенны большего диаметра, более высококачественные усилители, и так далее.

Уровень сигнала в точке приема определяется плотностью потока мощности у поверхности Земли относительно потока 1Вт, проходящей через 1 м²(дбВт/м²).

Уровень ЭИИМ, обеспечиваемый тем или иным спутником, приведен на так называемых картах покрытия.