Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Orbis pictus 21. století Televizní kabelové rozvody základní pojmy Obor: ElektriářRočník:3.Vypracoval:Prof. Ing. Václav Říčný, CSc. OB21-OP-EL-ELZ-RIC-U-3-006 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3. DISTRIBUCE SIGNALŮ KABELOVÝMI ROZVODY – základní pojmy 1 Úvod Distribuce televizních, rozhlasových nebo datových signálů se uskutečňuje v analogové nebo digitální formě prostřednictvím různých sítí ٭kabelových (metalických nebo optických), ٭bezdrátových terestrických (směrových nebo všesměrových), ٭ bezdrátových satelitních. V městských hustě osídlených aglomeracích představuji nejrozšířenější formu distribuce těchto signálůtelevizní kabelové rozvody (dále TKR). Jsou to velmi kvalitnípřenosové kanály umožňujícíspolečný ana vnějších podmínkách prak- tickynezávislý příjem. V multifunkčníchsítích s  obousměrným přenosem jimi lze realizovat řadu multimediálních služeb proúčastníky (Internet, obchodní, bankovní služby aj.). Pro různé platformy distribuce TV a rozhlasových signálů v analogové a v současné době zejména digitální formě (zemské, kabelové a satelitní) je určena řada kanálů v několika kmitočtových pásmech.Pro kabelo- vou distribucijsou vyhrazena speciální kmitočtová pásma USB, OSB a ESB.

4. 2 Základní způsoby kabelové distribuce •kabelový multiplex dnes již prakticky není využíván, •kmitočtový multiplex je užíván v analogových systémech TKR, • časový multiplex je určen zejména pro digitální datové sítě - např. ISDN V digitálních TKR se uplatňuje kombinace kmitočtového a časového multiplexu. Struktura části kabelové distribuční sítě TKR A…. primární síť (rozvod), B….podúroveň primární sítě, C…. sekundární síť, D….podúroveň sekundární sítě, T… terciární (účastnický) síť (domovní rozvod) - horizontální, vertikální, kombinovaný, hvězdicový (dnes nejčastější).

5. 2.1 Kmitočtová pásma pro rozhlasové a TV vysílání

6. 2.2 Televizní kanály dle TV norem CCIR D/K

7. 2.3Zdroje signálů pro televizní kabelové distribuční sítě terestrické televizní a rozhlasové vysílače,televizní a rozhlasové signály z geostacionárních družictelevizní a rozhlasové signály z regionálních (místních) studií signály z navazujících distribučních sítí (např. TKR). Blokové schéma části TKR a hlavní stanice

8. 2.4 Základní pojmy a terminologie TKR definují normy ČSN EN 50083–1 a další (ČSN EN 50083 - 2 až 10). Společná televizní anténa STA - nejjednodušší varianta TKR obsahuje pouze domovní hlavní stanici (zesilovače) a účastnický rozvod. Skupinový televizní rozvod STR - výstup hlavní stanice napojen na pasivní sekundární síť s více domovními stanicemi a účastnickými rozvody. Televizní kabelový rozvod TKR - na výstup hlavní stanice jsou napojeny primární a sekundární sítě s průběžnými zesilovači (navazuje na lokální STA). V anglo- saské literatuřeCATV - Community Antenna Television. Moderní TV kabelové rozvody umožňují také přenos signálů odúčastníka pomocí zpětných kanálů. Hlavní stanice HS - slouží k úpravě, zesílení a sloučení všech rozváděných signálů – k tvorbě tzv. kanálového multiplexu. Distribuční síť – slouží k přenosu signálů z hlavní stanice k účastníkům. Jsou v ní použity metalické nebo optické kabely (příp. bezdrátová pojítka) a další pasivní i aktivní komponenty. Tvoří ji: a)primární síťPS spojuje hlavní stanici se sekundárními sítěmi. Obsahuje zesilovačes pilotní regulací úrovně signálu, b)sekundární síťSS spojuje hlavní stanici nebo primární síť s domovní stanicí v předávacím bodě s účastnickým rozvodem.

9. c)účastnický rozvodÚR- terciální síť za tzv. domovní stanicí. Obsahuje pouze pasivní prvky a zabezpečuje přenos signálů mezi domovní stanicí a účastnic- kou zásuvkou, d) domovní staniceDST- uskutečňuje zesílení, příp. konversi - např. převod na jiný kanál nebo převod z digitálního na analogový (např. DVB-T → PAL, DVB-S → PAL) a sloučení přijímaných signálů pro účastnický rozvod,e)účastnická zásuvkaÚZ – umožňuje impedančně přizpůsobené připojení TV přijímačeúčastníka s  definovaným odbočovacím útlumem. Aktivní díly TKR - předzesilovače, zesilovače (kanálové, širokopásmové aj.), měniče kmitočtu, modulátory, demodulátory, multipřepínače apod. Pasivní díly TKR - kabely, slučovače, odbočovače, rozbočovače, účastnické zásuvky, korektory útlumu, útlumové články, zakončovací členy, symetrizační členy, anténní soustavy, kmitočtové filtry, antény apod.

10. 3 PARAMETRY SIGNÁLŮ V TKR Základní parametry signálů - napětí U (úroveň) ve [V] nebo v [dBμV], - napěťový odstup signálu od šumu u [-]nebo v [dB] - napěťový odstup signálu Du od produktů nelineárních zkreslení 3.1 Úroveň napětíU bývá definována ve [V] nebo logaritmicky v [dBμV] vztahem Logaritmické vyjádření snižuje řád matematických operací (např. místo násobení  součet) 3.2 Napěťový odstup signálu od šumu u Formy vyjádření šumových poměrů v signálu a)poměr napětí signálu k šumu u = Us/Uš nebo v logaritmické míře udB = 20 log(Us/Uš). b)poměr výkonů signálu a šumu v základním kmitočtovém pásmu(S/N)v (Signal to Noise)(S/N)v= Ps/Pšpřípadně(S/N)vdB= 10 log(S/N)v. c)poměr výkonů signálu a šumu ve vf. kmitočtovém pásmu (C/N)v(Carier to Noise).

11. [ m ] Kmitočtové pásmo odstup C/N Úroveň dB V [ ] minimální maxi mální dB DV, SV 38 74 VKV mono 40 80 41 VKV stereo 50 80 51 TV I, II, III, STV I, II 58 83 43 TV IV, V, STV III 60 83 45 3.3 Napěťový odstup signálu DU od produktů nelineárních zkreslení (např. intermodulací) Je ovlivněn nelinearitami zejména aktivních součástí TKR (např. zesilovačů). Vyjadřuje se opět v [-] nebo v [dB]. V analogových TKR by měl být větší jak 65 dB, v digitálních TKR nejsou požadavky tak přísné, protože digitální signály jsou vůči nelineárním zkreslením velmi odolné. Požadované úrovně signálu na účastnické Požadované úrovně signálu v předávacím zásuvce pro analogové TV signály bodě domovního rozvodu • Úrovně digitálních signálů DVB-T(C) mohou být až o 15 dBμV menší !!!! • Šumové číslo F přenosových článků (aktivních i pasivních) • F = (C/N)1/(C/N)2 = 1 + T/TOa v logaritmickém vyjádření FdB = 10 log F • Šumové číslo reálných článků může být jen F > 1(FdB > 0 dB) !!!

12. Pro šumové číslo pasivních odporových článků (např. odporový dělič, koaxiální kabel aj.) platí, že jejich šumové číslo je převratnou hodnotou jejich výkonového přenosu, který je Av< 1. Potom tedy F = Av-1 Šumové číslo kaskádypřenosových článků s šumovými čísly F1, F2, F3...až Fia výkonovým zesílením jednotlivých článků Av1, Av2, Av3…až Avi je dáno vztahem Pro dosažení malého celkového šumového čísla musí mít první člen kaskády co nejmenší šumové číslo F1 a co největší výkonové zesílení A1 . Příklad Před televizním přijímačem je zapojen zesilovač s výkonový zesílením Avz = 5000, šum. číslem F1= 2 a koaxiální kabel s výkonový přenosem Avk = 0,1 (Fk= 10). Po dosazení získáme pro výsledné šumové číslo pro variantu a): Fca = 20, pro variantu b): Fcb = 2. Varianta b) – zesilovač přímo u antény je tedy výrazně výhodnější.

13. 3.4 Odstup signálu od šumu na výstupu zesilovače Při impedančním přizpůsobení zdroje signálu ke vstupu zesilovače (obvykle Rvst = 75) se šumovým číslem Fje odstup signálu od šumu 2 = Us2 /Uš2 na výstupu zesilovače dán vztahem 2 = Us2/ Uš2 = Us1(F .kB .T .Bš .Rvst)-1/2, v němž značí kB = 1,37.10-23 Ws.K-1 (Boltzmanova konstanta), T.....absolutní teplotu odporu K, pro níž platí T = 293 + t, Bš....šumovou šířku pásma Hz. Obvykle Bš 10 MHz - tedy šířka pásma TV kanálu při zpracování signálu v TV přijímači. Aby nebyl šum v obraze postřehnutelný, musí být odstup signálu od šumu na výstupu obrazového zesilovače nejméně 2 = 100

14. Děkuji Vám za pozornost Václav Říčný Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky