Главная » РЕШЕНИЯ » Расстановка ТВ каналов в кабельной сети

Таблица для расчета расстановки ТВ каналов в кабельной сети

Цель конвертации

 

 Рис. 1 Помехи, возникающие на входе телевизора, можно разделить по источнику их возникновения на три основные группы:

  • помехи, формируемые в самой головной станции (отношение сигнал/шум, побочные продукты генерации, взаимная межканальная модуляция и т.п.);
  • помехи, возникающие и накапливающиеся в КСКТП по мере прохождения сигналов через оптическую систему и по коаксиальным сетям (гармонические и интермодуляционные составляющие, фоновая помеха, кроссмодуляция и т.п.);
  • помехи от внешних источников сигналов, наводимых на коаксиальный кабель или непосредственно на антенный вход телевизора.

Правильная частотная расстановка каналов позволяет минимизировать или полностью исключить некоторые виды помех. Наиболее часто расстановку каналов осуществляют по частотной сетке стандарта OIRT с шагом в 8 МГц.

 

Правила конвертации

 

 Рис. 2 При "свободных" частотных каналах следует придерживаться следующих основных правил, положений и учитывать особенности:

  1. В каналы, занятые эфирными частотами, конвертация не осуществляется.
  2. Нежелательно использовать соседние каналы.
  3. Следует избегать каналов, на которые попадает вторая гармоника от занятого канала другого диапазона.
  4. Следует избегать каналов, являющихся зеркальными по отношению друг к другу.
  5. Желательно расположение каналов с учетом их взаимной помехозащищенной трансляции с точки зрения интермодуляционных искажений.
  6. Следует избегать каналов, поражаемых гетеродинным напряжением соседних телевизионных приемников.
  7. Программы, предназначенные к обязательной трансляции, должны, по возможности, располагается только в отведенных эфирных MB диапазонах.

 



Кратко обсудим эти положения. При этом приводимые рекомендации следует рассматривать не как руководство к получению разрешения на частотную расстановку каналов в том или ином регионе, а как практические рекомендации к составлению исходного частотного плана конвертации.

Работа в соседних каналах возможна при использовании головной станции (ГС), подавляющей побочные сигналы на величину не менее 60 dB. ГС второго класса и более совершенные, с двойным преобразованием по частоте удовлетворяют этому требованию. Использование смежных каналов в диапазоне ДМВ тем не менее нежелательно из-за низкой стабильности гетеродина телевизора (до ± 700 кГц и более). Возможный частичный "захват" соседнего канала показан на рисунке 1. Сюда следует добавить и собственную нестабильность конвертирующего модуля ГС.

При большом числе каналов, планируемых к трансляции (более 40…50) и вынужденной работе в соседних каналах ДМВ диапазона, может быть рекомендована чередующаяся расстановка программ в системе SECAM (поднесущая звука 6,5 МГц) и программ в системе PAL (поднесущая звука 5,5 МГц) или им аналогичных, занимающих полную полосу частот 7 МГц вместо отведенных 8 МГц.





Гармонические составляющие. При трансляции по КСКТП, TV сигналы неоднократно усиливаются усилителями. Любой усилитель в силу нелинейности вольт-амперной характеристики при усилении даже одного немодулированного синусоидального сигнала частотой w0 создает бесконечный ряд гармоник с частотами n·w0 , где n — целые положительные числа (2, 3…). Амплитуда каждой из гармоник убывает пропорционально квадрату ее номера. Как в силу энергетической загрузки, так и по причине ограниченности частотного диапазона, наиболее опасной является вторая гармоника.

Использование усилителей с выходными каскадами Push-Pull или Power Doubler позволяет существенно снизить ее уровень. Однако ее накопление по магистрали (когерентный вид помехи) осуществляется по закону второй степени, аналогично СТВ.

Поэтому не следует использовать каналы, поражаемые второй гармоникой более низкочастотного задействованного канала.

Вспомним простое правило арифметики: удвоение четного или нечетного числа дает в ответе всегда четное число. В силу этого правила не следует использовать каналы с четными номерами согласно таблице. Например, канал СК2 fиз=119,25 МГц (№7 по таблице.) своей второй гармоникой 2х119,25=238,5 будет поражать канал СК12 fиз=239,25 МГц (№22 ).

Интермодуляционные искажения. Под интермодуляционными искажениями (IMD — Inter Modulation Distortion) будем понимать кроссмодуляцию – CXMA (Crossmodulation) и биения второго – CSO (Сomposite Second Order) и третьего – СТВ (Composite Tripple Beat) порядков, возникающих и накапливающихся в КСКТП по мере их прохождения через усилительные устройства.

Несмотря на то что непосредственного отношения интермодуляционные искажения к частотной сетке конвертации не имеют, краткое их рассмотрение позволит правильно подойти к оптимальной расстановке каналов, при которой облегчается их трансляция при минимальных искажениях. Тем не менее, следует напомнить, что правильный расчет КСКТП в части CXMA, CSO и СТВ позволяет расставлять каналы вне зависимости от их частотного кластирования.

Под кроссмодуляцией понимают нежелательную (паразитную) модуляцию несущей видеоизображения рассматриваемого канала модулированным сигналом другого транслируемого канала (каналов). Практические испытания показывают, что частотное расположение каналов оказывает весьма малое влияние на результат взаимной модуляции.

Аналогичное замечание можно сделать и в части СТВ, хотя именно эти два вида искажений быстрее всего накапливаются по магистрали.

IMD второго порядка (CSO) накапливаются по традиционному закону суммирования мощностей (закон первой степени), т.е. не так быстро, как СТВ и CXMA. Напомним, что CSO появляются на суммарной или разностной частотах при взаимодействии двух каналов (fi = |f1 ± f2|). Обратимся опять к простому правилу арифметики: суммой или разностью двух нечетных чисел всегда является четное число; суммой или разностью двух четных чисел также является четное число. Следовательно, как и в предыдущем случае, в целях полного исключения влияния CSO на качество транслируемых каналов, следует использовать каналы только с нечетными номерами согласно таблице (например, ТВК7, ТВК9, ТВК23 и т.д.).

Зеркальные каналы приема. Подавляющее большинство телевизоров строятся по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты (концерн Philips выпускает некоторые модели цифровых телевизоров со встроенным SAT тюнером и двойным преобразованием частоты вверх). У таких телевизоров зеркальная частота лежит вне диапазона CATV. При этом промежуточная частота (рис. 2) лежит ниже частоты любого из транслируемых каналов (31,5…38,9 МГц). Несущая частота изображения по промежуточной частоте составляет 38,0 МГц (устаревшие модели отечественных телевизоров) или 38,9 МГц (последние модели отечественных телевизоров и импортные телевизоры).

В целях инверсии принимаемого радиочастотного сигнала, частота гетеродина fгет выбирается выше частоты несущей изображения fиз на величину промежуточной частоты fПЧ (рис. 2), т.е. выполняется условие: fПЧ = fгет – fиз. Из теории радиоприемных устройств известно, что на выходе смесителя (а также на выходе УПЧ) сформируется сигнал такой же амплитуды при выполнении условия: fПЧ = fиз – fгет , т.е. телевизор обладает паразитным зеркальным каналом приема, лежащим в диапазоне транслируемых сигналов. Это накладывает ограничения на планируемую сетку частот в части появления возможных паразитных зеркальных каналов приема.

Если за избирательность по соседнему каналу несет ответственность фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), то за избирательность по зеркальной частоте – входной фильтр по ВЧ, конструктивно устанавливаемый в селекторе телевизионных каналов (СК). Как правило, ВЧ фильтр обладает электронной перестройкой по частоте (настройка на требуемый канал), выполнен на варикапах и не обладает должной избирательностью. Типовая избирательность телевизоров по зеркальному каналу составляет 50…60 dB в диапазонах МВ и 40…50 dB в диапазоне ДМВ. 

С учетом допустимой неравномерности АЧХ по диапазону и защитного интервала, можно считать, что телевизор должен иметь избирательность по зеркальному каналу в любом из диапазонов не менее 50 dB. Это означает, что для относительно малых КСКТП (пансионат, санаторий, коттеджный поселок и т.п.) с новыми моделями телевизоров можно пренебречь наличием зеркальных каналов в диапазоне МВ (до 300 МГц), но необходим обязательный учет в диапазоне ДМВ.

Какой же номер канала является зеркальным по отношению к прямому? Анализ таблицы показывает, что по отношению к видеонесущей вне зависимости от модели используемого телевизора, зеркальным nзер по отношению к рассматриваемому n является канал nзер = n + 9. Например, если в КСКТП задействован ТВК25 (№55, см. таблицу), то недопустим ТВК34 и т.д.

Таким образом, при расстановке каналов только на нечетных номерах (см. таблицу), можно "забыть" про наличие паразитных зеркальных каналов приема.

Обращаем внимание, что рассмотренные выше правила расстановки каналов не распространяются на диапазоны МВ I, II, где отсутствует жестко привязанный шаг расстановки в 8 МГц. К данным каналам надо подходить индивидуально, избирательно, с учетом возможного появления вышеописанных видов помех и искажений.

Гетеродинные напряжения. Сам телевизор, вне зависимости от качества доставляемых сигналов, является источником помехи из-за паразитно-просачиваемой мощности гетеродина СК на антенный вход, а, следовательно, и в общую кабельную сеть. Наиболее сильное влияние гетеродинные напряжения оказывают на соседние телевизоры, подключенные к общему разветвителю TV сигналов.

Как показал анализ отечественных и зарубежных СК, уровень гетеродинного напряжения на антенном входе отечественных телевизоров может достигать величины 60 dBmV. У телевизоров западноевропейского производства согласно CENELEC данный уровень не должен превышать 54 dBmV в любом диапазоне частот.

Учитывая, что частота гетеродина телевизионного приемника лежит выше видеонесущей принимаемого канала на fПЧ, обратившись к таблице, можно заметить, что поражается каждый n + 4 канал (устаревшие модели телевизионных приемников с fПЧ = 38,0 МГц) или n + 5 канал (импортные телевизоры, последние модели отечественных телевизоров с fПЧ = 38,9 МГц).

Заметим, что при использовании телевизоров с fПЧ = 38,9 МГц и при расстановке каналов только по нечетным номерам (как было рекомендовано выше), поражаются только четные (не задействованные) каналы, т.е. влиянием гетеродинной помехи можно пренебречь.

Также отметим, что чем больше уровень сигнала на входе телевизора, тем меньшее влияние оказывает паразитно просачиваемое напряжение гетеродина соседнего телевизора (увеличивается отношение сигнал/помеха).

Радикальным способом борьбы с гетеродинной помехой является применение абонентских разветвителей с повышенной величиной развязки между отводами. С учетом частотно зависимого защитного интервала телевизора при произвольной частотной расстановке каналов, необходимо обеспечить развязку между выходами двух любых абонентских розеток величиной не менее 36 dB.

Выводы

  1. При использовании ГС не ниже 2-го класса с двойным преобразованием по частоте, допустима работа в соседних (смежных) каналах в МВ диапазонах и нежелательна в ДМВ диапазоне. В любом случае рекомендуется чередование каналов, занимающих полосу частот 7 МГц и 8 МГц.

  2. С точки зрения исключения воздействия четных гармоник и интермодуляционных составляющих второго порядка, следует избегать каналов с четными номерами согласно таблице.

  3. При построении малых КСКТП (пансионат, коттеджный поселок и т.п.) с новыми моделями телевизоров (любого производства), можно пренебречь наличием зеркальных каналов в диапазонах МВ, но необходим обязательный учет в диапазоне ДМВ. Если в диапазонах МВ использование зеркальных каналов нежелательно, то в диапазоне ДМВ – недопустимо.

  4. При расстановке каналов только на нечетных номерах (см. таблицу), можно избавиться от паразитных зеркальных каналов приема.

  5. При использовании телевизоров с fПЧ = 38,9 МГц и при расстановке каналов только по нечетным номерам, согласно таблице, влияние гетеродинной помехи телевизора можно не учитывать.

  6. Увеличение уровней сигналов на выходе абонентской розетки приводит к снижению влияния гетеродинного напряжения.

  7. Радикальным способом борьбы с гетеродинной помехой является использование абонентских разветвителей с повышенной величиной развязки между отводами.

Предлагаем удобный инструмент для расчета расстановки телевизионных каналов в кабельной сети.

 

Порядок использования таблицы:

  • Выделите необходимый канал в таблице.
  • Если выделенный канал может вносить искажения в другие каналы, то название канала будет выделено красным цветом, а в строках каналов, на которые может влиять выделенный канал, будут подсвечены колонки "Зеркальный канал".
  • И в обратную сторону: если на выделенный канал влияют другие каналы, то название канала будет подсвечено, а в строках влияющих каналов в колонках "Зеркальный канал" название канала будет выделено оранжевым цветом.

 

По материалам публикации в журале "Теле-Спутник" 1(63), 2001 г. "Конвертация телевизионных каналов"