1.8.1 Рекомендации по применению тгм
Для получения наибольшей эффективности и надежности работы ТГМ необходимо руководствоваться следующими ключевыми принципами:
Горячая и холодная поверхности, на которые будет установлен модуль, должны иметь высокую плоскостность: не хуже 20 мкм в базовом варианте. При этом для получения наилучшей эффективности, особенно в случае применения модулей с улучшенной плоскостностью и параллелизмом (L2 и L3), рекомендуемое значение плоскостности — от 10 до 5 мкм.
Генераторный модуль должен быть соответствующим образом установлен между источником тепла и холодным радиатором. Для достижения наилучшего результата и сохранения работоспособности генераторного модуля в течение срока эксплуатации необходимо обеспечить усилие сжатия порядка 1–1,5 кН для модуля размером 40×40 мм. Для оптимизации нагрузки в период эксплуатации целесообразно использовать пружины совместно с резьбовыми соединениями (будет подробно рассмотрено ниже).
Температура горячей стороны ТГМ не должна превышать заданную в спецификации.
Край металлической поверхности источника тепла, соприкасающейся с ТГМ, должен выходить за границы модуля, желательно на 10 мм и более с каждой стороны.
Температура поверхности модуля должна быть максимально равномерной. В случае если источник тепла и/или радиатор холодной стороны изготовлены не из меди, рекомендуется применять промежуточные медные пластины для предотвращения неравномерного температурного поля.
Для увеличения потока тепла, проходящего через модуль, диаметр стягивающих болтов конструкции ТЭГ должен быть по возможности минимальным. Материал болтов желательно выбирать с минимальной теплопроводностью (например, нержавеющая сталь).
Для обеспечения наилучшего теплового контакта ТГМ с источником тепла и радиатором холодной стороны необходимо применять теплопроводную пасту. Слой термопасты должен быть по возможности минимальным для сохранения прямого контакта между керамической поверхностью модуля и металлом.
Для получения максимальной генерируемой мощности конкретный тип модуля должен быть выбран с учетом характеристик элементов конструкции ТЭГ, радиатора, интерфейсных материалов и др. Важной характеристикой модуля является его тепловое сопротивление (таблица 3), выбирать которое следует исходя из следующего соотношения:
где k — численный коэффициент, равный 1–1,5.
1.8.2 Установка генераторных модулей
Существует два наиболее распространенных способа установки модуля в конструкцию ТЭГ: с помощью болтового прижима и с помощью пайки. Второй вариант установки модулей, как правило, применяется для маломощных ТЭГ, работающих на небольших перепадах температур со средней эффективностью преобразования. Механическая прочность таких конструкций невысока из-за относительной массивности радиатора. Модули для этого варианта применения поставляются с нанесенной на рабочие поверхности металлизацией.
Наибольшее распространение получил простой способ установки ТГМ с помощью резьбовых стягивающих болтов (шпилек). При этом поставщики ТГМ дают рекомендации по усилию, необходимому для обеспечения эффективной работы генератора и его долговечности. Однако на деле в процессе эксплуатации в силу различных значений коэффициента теплового расширения элементов конструкции термоэлектрического генератора модули могут быть подвергнуты или избыточному сжатию, превышающему рекомендованное производителем значение, или ослабеванию сжимающего усилия. В первом случае это приводит к механическому выходу модуля из строя, а во втором — к резкому снижению эффективности термоэлектрического преобразования.
Необходимость обеспечения прижимного усилия, с одной стороны, и необходимость работы с максимально допустимым для модуля перепадом температур между горячей и холодной сторонами, с другой, заставляют искать решения, позволяющие компенсировать тепловое расширение и обеспечить равномерное усилие сжатия модуля в широком интервале температур. Одним из наиболее перспективных способов установки ТГМ, повышающим долговечность и эффективность ТЭГ, является применение стандартной конструкции с резьбовым соединением, компенсирующим тепловое расширение пружин, которые обеспечивают равномерность сжатия в диапазоне рабочих температур до 300 °С с усилием от 1 до 1,5 кН (для модуля размером 40×40 мм).
На рис. 9 – 11 приведены три варианта установки ТГМ с помощью компенсирующих пружин (сила сжатия приведена для модуля размером 40×40 мм).
Рисунок
9 – Установка
модуля с применением спиральных пружин
Рисунок
10 – Установка
модуля с применением дисковых (тарелочных)
пружин Бельвиля
Рисунок
11 – Установка
модуля с применением рессорных прижимных
пружин
1 Изучение функциональной структуры телекоммуникационных предприятий различных профилей деятельности – места практики
1.1 История возникновения телекоммуникационного предприятия, характер его деятельности и специализации
21.08.1959 г. Приказом от 21 августа 1959 года № 359 Министерства связи РСФСР по согласованию с Госпланом РСФСР и министерством финансов РСФСР была организована Курская ретрансляционная станция, этот день принято считать днем рождения ОРТПЦ.
Стремительное развитие средств массовых коммуникаций приводит к созданию Курской радиотелевизионной станции, с подчинением Курскому управлению связи (Приказ Министерства связи РСФСР от 21 августа 1959 года № 359). И уже 5 ноября 1959 года вышла в эфир первая телепрограмма.
Приказом от 23 декабря 1961 года № 103-к за подписью начальника областного управления министерства связи РСФСР Н.Савинова и в соответствии с Приказом Министерства связи РСФСР от 24 ноября 1961 года № 518, Курская радиотелевизионная станция переименована в Курский телецентр.
В соответствии с постановлением Совета Министров СССР и ЦК КПСС от 10.11.77 г. «О мерах по дальнейшему улучшению культурного обслуживания сельского населения» и Постановлением Совета Министров РСФСР от 30.03.82 г. № 202 «О дальнейшем развитии и улучшении качества телевизионного вещания в РСФСР в 11 пятилетке», производственно-техническое управление связи (ПТУС) разработало план размещения телевизионных ретрансляторов в Курской области. Начиная с 1984 года на территории Курской области вводятся в эксплуатацию радиотелевизионные передающие станции, постепенно расширяется радиус охвата.
На основании Указа Президента Российской Федерации от 08 мая 1998 года № 511 и в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 27 июня 1998 года № 844 Курская радиотелевизионная передающая станция реорганизована в филиал федерального унитарного предприятия «Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания» «Курский областной радиотелевизионный передающий центр».
Спустя три года, в связи с указом Президента РФ от 13.08.2001 года № 1031 «О создании Федерального государственного унитарного предприятия «Российская телевизионная и радиовещательная сеть», и во исполнение Приказа ФГУП «РТРС» от 31. 12.2001 года № 30/70 филиал ВГТРК «Курский областной радиотелевизионный передающий центр» выделен из ВГТРК и создан филиал ФГУП «РТРС» «Курский областной радиотелевизионный центр». В настоящее время ОРТПЦ включает в себя 3 мощных станции и 12 ретрансляторов.
Администрацией филиала формируются системы традиций и обычаев, ориентированных на выработку у работников чувства гордости за работу на Предприятии, создание позитивного имиджа филиала, необходимых стимулов для профессионального роста работников и повышения трудовой активности. Работники пользуются всем перечнем социальных льгот и гарантий, предусмотренных Положением о социальных льготах, гарантиях и компенсациях ФГУП «РТРС».
1.1.1 Цифровое эфирное телевидение в Курской области
26 июня 2009 года в г. Курске и Курской области началось тестовое вещание эфирного цифрового телевидения стандарта DVB-T. Многие путают его со спутниковым и кабельным телевидением. Телевидение стандарта DVB-T можно принимать на обычную эфирную антенну, которая есть почти у каждого. 98,8% территории Курской области охвачено цифровым эфирным вещанием и даже в самых отдаленных населенных пунктах можно принять 8 телевизионных программ и 3 радио программы. Вещание осуществляется в стандарте DVB-T с кодировкой MPEG-4 и является абсолютно бесплатным без какой-либо абонентской платы.
Для того чтобы смотреть цифровое телевидение DVB-T MPEG-4 необходимо иметь либо телевизор DVB-T с поддержкой кодировки MPEG-4, они уже есть в продаже Курских магазинов, либо достаточно приобрести цифровую телевизионную приставку, способную принимать сигнал MPEG-4, они тоже есть в продаже Курских магазинов (они похожи на DVD проигрыватели). Так же существуют ТВ-тюнеры для персональных компьютеров, поддерживающие стандарт DVB-T MPEG-4.
Качество изображения Вас приятно удивит, его можно сравнить с качеством изображения лицензионного DVD диска. Скорость оцифровки каждого телеканала в формате MPEG-4 составляет 3 Мб./с. при разрешении 720х576 точек.
Хотелось бы отметить, что в Курске запускается только первый мультиплекс, куда вошли 11 телерадиопрограмм, а таких планируется — три.
Тестовое цифровое телевидение работает почти во всех населенных пунктах Курской области.
1.1.2 Зоны вещания цифрового эфирного телевидения в Курской области
Зона вещания эфирного цифрового телевидения охватывает почти всю Курскую область - 98,8% от всей территории области. Для осуществления доставки цифрового сигнала были задействованы 8 действующих ретрансляторов, которые вещали аналоговое эфирное телевидение и были построены 7 новых ретрансляторов, для увеличения зоны обслуживания.
Эфирное цифровое вещание осуществляется со следующих антенно-мачтовых сооружений:
а) г. Курск, станция мощностью 5000 Вт, вещает на частоте 24 телевизионного канала 498 МГц
б) г. Рыльск, станция мощностью 2000 Вт, вещает на частоте 10 телевизионного канала 210 МГц
в) п. Кшенский, станция мощностью 5000 Вт, вещает на частоте 29 телевизионного канала 538 МГц
г) г. Железногорск, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 25 телевизионного канала 506 МГц
е) п. Шведчики Брянской обл., станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 25 телевизионного канала 506 МГц (Антенны направлены на г. Дмитриев-Льговский)
ж) п. Глушково, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 40 телевизионного канала 626 МГц
и) г. Суджа, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 40 телевизионного канала 626 МГц
к) п. Кривицкие-Буды, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 40 телевизионного канала 626 МГц
л) п. Большое Солдатское, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 40 телевизионного канала 626 МГц
м) сл. Белая, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 40 телевизионного канала 626 МГц
н) г. Обоянь, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 40 телевизионного канала 626 МГц
п) п. Пристень, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 29 телевизионного канала 538 МГц
р) п. Мантурово, станция мощностью 200 Вт, вещает на частоте 29 телевизионного канала 538 МГц
с) п. Большая Лозовка (Щигры), станция мощностью 100 Вт, вещает на частоте 24 телевизионного канала 498 МГц
т) п. Новоберезово, станция мощностью 100 Вт, вещает на частоте 41 телевизионного канала 634 МГц
Рисунок 1 – Зона вещания цифрового ТВ
Рисунок 2 – Зона вещания аналогового ТВ
1.2 Организационная структура и структура управления предприятия, функции его подразделений
а) руководитель филиала – исполнительный директор ФГУП «РТРС» по филиалу «Курский ОРТПЦ».
б) АУП – главный инженер, главный бухгалтер, главный экономист.
в) производственно-технический отдел.
г) бухгалтерия.
д) производственная лаборатория. – выезды в районы для установки или ремонта нового аналогового оборудования и для настройки спутниковых тарелок;
е) цех УКВ1 радиостанций – производит обслуживание, ремонт и профилактику оборудования – в основном его электрической части;
ж) цех УКВ 2 радиостанций в пос. Кшень( мощный), цифровой радиопередающий центр в г. Рыльск мощностью 2 кВт и сеть мелких станций, расположенных по всей Курской области.
и) отдел по развитию цифрового телевидения – по данным индикации исправности/неисправности цифровых передатчиков, установленных в районах, осуществляется выезд и ремонт данного оборудования;
к) хозяйственный сектор.
Общая численность работников на 24.11.2006 г. составляет 80 человек.
1.3 Основные услуги, предоставляемые телекоммуникационным предприятием
а) Эфирная трансляция телерадиопрограмм – Осуществляется передача телевизионных и радиовещательных сигналов программ телерадиокомпаний, оперативное и техническое обслуживание передающих средств, организация сетей приема телерадиосигнала с использованием приемных станций спутниковой связи. Основой ценообразования услуг филиала в области распространения телерадиопрограмм являются тарифы ФСТ.
б) Проведение электротехнических измерений – Деятельность по обеспечению проведения измерений электрооборудования и электроустановок до и выше 1000 в.
– Измерение сопротивления заземляющих устройств;
– Измерение переходных сопротивлений между заземляющим устройством и заземленным оборудованием;
– Проверка согласования параметров цепи «фаза-нуль» с характеристиками аппаратов защиты;
– Измерение сопротивления изоляции в установках до и выше 1000 в;
– Испытание электрозащитных средств;
– Измерение качественных показателей технических средств телевизионного и радиовещания.
в) Предоставление услуг операторам связи – Предоставление мест на технических объектах филиала ФГУП «РТРС» «Курский ОРПТЦ» для размещения оборудования сотовых операторов в Курской области (ОАО «Вымпелком», ОАО «Реком», ЗАО «Мобиком-Центр», «Курская сотовая компания» «ТЕЛЕ 2»), оборудования коммерческих телерадиокомпаний (ТК «ТАКТ», ТК «СТС», радио «Курс»), проведение оперативного и технического обслуживания оборудования (по договорам).
2 Ознакомление с перечнем и порядком заполнения форм производственной документации
Оперативные журналы предприятия
Рисунок 3 – Обложка оперативного журнала
В оперативном журнале фиксируются все мероприятия, проводимые на предприятии, с оборудованием (включение-выключение, профилактические работы, осмотры и т.д., а так же время, дата и ФИО)
Рисунок 4– Заполнение оперативного журнала
Рисунок 5 – Обложка журнала распоряжений и телефонограмм
Рисунки 6 –Заполнение журнала распоряжений и телефонограмм
В данном журнале записываются различные распоряжения поступающие от руководителя предприятия
Рисунок 7 – Обложка журнала начальника смены
Рисунок 8 – Заполнение журнала начальника смены
В журнале начальника смены фиксируется состав дежурной смены (Фамилия, инициалы), работа на оборудовании и примечания
3 Ознакомление с составом и основными техническими характеристиками оборудования телекоммуникационного предприятия
3.1 Изучение состава основного оборудования предприятия
Приемные спутниковые антенны предназначены для концентрации электромагнитных волн со спутника-ретранслятора. Внешний вид, например, антенн фирмы СУПРАЛ показан на рисунке 9, а их типы и параметры перечислены в таблице 1.
Рисунок 9 – Внешний вид приемных спутниковых антенн
Таблица 1 – Типы и параметры приемных спутниковых антенн
Зеркало антенны представляет собой параболоид вращения. За округлую форму ее еще называют «тарелкой». По сути, это собирающая линза, в фокальной плоскости которой находится собственно приемная антенна, например, так, как видно на рисунке 10.
Рисунок 10 – Взаимное расположение зеркала антенны и приемной антенны
Это металлический штырек длиной около 12 мм. Интервал рабочих частот – 10,7...12,75 ГГц (Кu диапазон). Учитывая большие потери в антенном кабеле на такой час юте, передать сигнал с антенны напрямую, без преобразования, на вход ресивера сложно. Поэтому спектр сигнала переносится устройством, называемым конвертером, сначала на более низкую частоту, для которой потери в кабеле меньше, а затем уже передается на ресивер. Конструктивно штырек располагают непосредственно в корпусе конвертера. Зеркало антенны изготавливают из алюминия или стали. Поверхность зеркала защищена от ржавчины антикоррозийным покрытием.
Обычно используют антенны двух видов: прямофокусные и офсетные (смотрите рисунок 9). Офсетные имеют ряд преимуществ перед прямофокусными: конвертер расположен ниже зеркала и не затеняет его (это важно для небольших антенн, диаметр которых не превышает двух метров), в рабочем положении зеркало стоит почти вертикально, что исключает накопление в нем атмосферных осадков в виде дождя и снега.
Уровень сигнала на входе ресивера зависит от диаметра зеркала антенны. Однако с увеличением антенны резко возрастает не только ее стоимость, но и ветровая нагрузка. Это вынуждает принимать дополнительные, часто дорогостоящие меры по усилению крепления.
Особые требования предъявляют к точности изготовления зеркала и отсутствию на нем механических повреждений в виде вмятин, сколов, выбоин. Все они приводят к ухудшению фокусировки и падению уровня сигнала на выходе ресивера. Для удобства пользователя в конструкции антенны предусмотрено устройство крепления конвертера и устройство крепления антенны к мачте.
Внешний вид конвертера представлен на рисунке 11.
Рисунок 11 – Внешний вид конвертера
Как уже упоминалось, конвертеры служат для переноса спектре сигнала из спутникового диапазона Кu 10,7 ... 12,75 ГГц в радиочастотный интервал 910 ...2150 МГц. Одновременно происходит усиление сигнала. Диапазон Кu разбит на два поддиапазона High Band (11.7. . .12.75 ГГц) и Low Band (10,7. . . 11.7 ГГц) Соответственно и конвертеры выпускают одно- и двухдиапазонный, они содержат два основных узла гетеродин и смеситель.
В зависимости от поляризации сигнала различают конвертеры линейной и круговой поляризации. Конвертеры с разной поляризацией не взаимозаменяемы. Вид поляризации сигнала обязательно указывают в публикуемых, в частности в Интернате, спутниковых таблицах. Так, например, все европейские провайдеры с Hot Bird работают с линейной поляризацией, а российские провайдеры НТВ+ и ТРИКОЛОР – с круговой. Интервал рабочих частот и поляризация указаны на корпусе конвертера. Линейная поляризация, в свою очередь, может быть горизонтальной (Н) и вертикальной (V). Переключение их происходит в конвертере по команде с ресивера.
Один
из основных
параметров
конвертера – коэффициент шума, который
характеризует способность конвертере
принимать слабые сигналы. У лучших
моделей этот показатель — менее 0,3 дБ.
Этот параметр имеет большое практическое
значение. Например, на антенну диаметром
1,2 м с конвертером, имеющим коэффициент
шума 0,5 дБ. можно принимать такое же
число каналов, как на антенну диаметром
90 см и конвертером с коэффициентом шума
0.3 дБ.
Большим недостатком старых спутниковых антенн можно назвать невозможность подключения к одному конвертеру двух ресиверов. Но в настоящее время в продаже появились конвертеры с двумя и более независимыми выходами, что позволяет обойтись без установки дополнительной антенны. На рисунке 12 показан конвертер, рассчитанный на подключение четырех независимых друг от друга ресиверов.
Рисунок 12 – Конвертер, рассчитанный на подключение четырех независимых друг от друга ресиверов
Антенным может служить кабель с малыми потерями, двойной экранировкой и волновым сопротивлением 75 Ом, предназначенный для спутникового оборудования. Марки кабеля Cavel. SAT. RG - 6 и др. Антенный кабель подключают к конвертеру стандартным F-коннектором.
Традиционный способ приема"один спутник – одна антенна" считают и наиболее предпочтительным для обеспечения наилучшего приема. Тогда для каждого из спутников можно выбрать оптимальное положение антенны и конвертера. Переключение антенн а таком случав происходит антенном переключателе (дисегe). На рисунке 13 представлен переключатель для четырех конвертеров.
Рисунок 13 – Переключатель (дисег) для четырех конверторов
Команды на него поступают по антенному кабелю с ресивера. Наименование "дисег" произошло от названий протокола DtSEqC (Digital SateBite Equipment Control), используемого для управления переключателями. Для передачи команд служит частота 22 кГц. Значениям 0 и 1 соот-ветствуют разные по длительности посылки. Кроме байтов команд, каждая посылка содержит адресный и стартовый байты. Протокол универсальный. Он же обеспечивает управление конвертером и приводом поворотного устройства.
Принимать несколько спутников можно и на одно зеркало, для чего используют несколько конвертеров, установленных на одной антенне и настроенных индивидуально на свой спутник. Приспособление для крепления конвертеров на антенне называют мультифидом. На рисунке 14 показан его внешний вид для двух конвертеров, а на рисунке 15 – их крепление.
Рисунок 14 – Внешний вид мультифида для двух конвертеров
Рисунок 15 – Крепление мультифидов
Принцип приема сигнала с использованием нескольких конвертеров понятен из рисунка 16.
Рисунок 16 – Схема приема сигнала с использованием нескольких конвертеров
Сигналы со спутников, отразившись от зеркала антенны, фокусируются в разных точках. В них и устанавливают конвертеры. Сигналы, снимаемые с боковых блоков, получаются ослабленными по сравнению с центральным, поэтому центральный конвертер настраивают на спутник с наименьшим уровнем сигнала. С учетом ослабления диаметр антенны выбирают с запасом. Обычно мультифиды устанавливают на антенны диаметром не менее 1,2 м. Другое необходимое условие – спутники должны быть расположены на орбите недалеко друг от друга. В продаже есть мультифиды на комплекты спутников: Astra + Hot Вird, Sirius + Hot Bird, Astra + НТВ Плюс, Hot Bird + Astra + НТВ Плюс.
Прием двух спутников на одну антенну возможен также при использовании сдвоенного конвертера. Конструкция состоит из двух конвертеров, объединенных в одном корпусе. Они развернуты под определенным углом один относительно другого для приема конкретной пары спутников, например, Hot Bird и Astra. Для крепления сдвоенного конвертера мультифид не требуется, используется штатное крепление антенны. Достоинство такой конструкции в том, что не нужна юстировка каждого из конвертеров в отдельности. Эта операция уже выполнена на заводе-изготовителе
Возможен и прием спутников на одну антенну за счет ее поворота в горизонтальной плоскости. Антенну закрепляют на поворотном устройстве — актюаторе, который состоит из электродвигатели и привода. Управляет поворотным устройством позиционер. Он может быть выполнен в виде отдельного блока или вмонтирован в ресивер.
Указанный способ установки антенны называют "полярной подвеской". Он позволяет принимать все видимые спутники, находящиеся на орбите. Недостатки: необходимость приобретения дополнительного оборудования и сложность настройки антенны. Внешний вид поворотного устройства представлен на рисунке 17, а размещение его рисунке 18.
Рисунок 17 – Внешний вид поворотного устройства
Рисунок 18 – Размещение поворотного устройства на антенне
Данное и многое другое оборудование производится на различных предприятиях
Таблица 2 – Каталог изделий ЗАО «Сота»
Оборудование ООО «Алмаз – Антей Телекоммуникации»
Рисунок 19 – Блок – схема возбудителя передатчиков с совместным усилением
Рисунок 20 – Блок схема усилительного модуля передатчиков 1...5 кВт
Таблица 3 – Передающие антенны для MMDS и Интернет
Вертикальная ДН: наклон максимума и квазикосеканская форма для наилучшего покрытия зоны действия
Поляризация: горизонтальная. Пиковая мощность: 3 кВт КСВн на входе: не более 1,3
Соединитель: N типа, покрытие серебром для хорошего контакта и отсутствия интермодуляции
Стеклопластиковое РПУ для защиты от внешних воздействий. Скорость ветра до 64 м/с
Молниеотод и заземление всех металлических частей по постоянному току.
Таблица 4 – Характеристики антенны СЕРВ – М – В
Рисунок 21 – Внешний вид антенны СЕРВ – М – В
Рисунок 22 – Внешний вид устройства сложения сигналов изображения и звука ТВ передатчиков
Эти устройства предназначены для сложения взаимного влияния сигналов изображения и звука при их раздельном усилении в ТВ передатчиках ДМВ с выходной мощностью до 5 кВт.
Структуры устройств содержат настроечные элементы для согласования выходных импедансов с нагрузочными цепями.
Рисунок 23 – Телевизионные передатчики мощностью 10 Вт, 100 Вт, 500 Вт
Рисунок 24 – Телевизионные передатчики мощностью 1 кВт и 2 кВт
Линейка телевизионных передатчиков различной мощности (от 1 до 2000 Вт) была разработана специалистами ведущего института систем радиолокации и навигации бывшего СССР (НИИИТ, г. Челябинск) по заданию Минсвязи РФ.
Передатчики изготавливаются в одном корпусе, в состав передатчика входят:
– возбудитель – модулятор ( синтезатор несущей, синтезатор ПЧ, корректор ПЦТС, преобразователь);
– выходные усилители;
– ВЧ тракт (выходной фильтр, рефлектометр, циркулятор и балластная нагрузка для защиты по выходу);
– устройства контроля (контролируется выходная мощность, токи транзисторов и мощность выходных усилителей, КСВ, перегрев, наличие видеосигнала, уровень входного сигнала).
Конструкция блочная, охлаждение принудительное от встроенных вентиляторов.
В передатчиках используется самая современная элементная база ведущих мировых производителей.
С передатчиками поставляется полный комплект эксплуатационной документации – формуляр, техническое описание, инструкция по эксплуатации, альбомы схем и маркировочных чертежей.
Технические параметры передатчиков соответствуют ГОСТ Р 50890-96, ГОСТ 20532 – 83.
Все передатчики имеют Сертификат соответствия Госкомсвязи РФ.
4 Изучение каналов тракта первичного распределения программ звукового и телевизионного вещания.
4.1 Принципы построения спутниковых систем связи
Сегодня растут потребности в телекоммуникациях. Наземные радиорелейные линии не могут в полной мере удовлетворить обмен радиовещательных и телевизионных программ, особенно если они сильно удалены друг от друга. Между ретрансляторами не может быть больших расстояний, поэтому размещение наземных ретрансляторов связано со значительными техническими и экономическими сложностями, а связь через океаны и труднодоступные территории просто невозможна. От этих недостатков свободны спутниковые системы связи (ССС). Они могут ретранслировать сигналы с высоты в десятки тысяч километров. ССС обладают высокой пропускной способностью и позволяют обеспечить экономичную круглосуточную связь между любыми оконечными пунктами, обмен радиовещательными и телевизионными программами, одновременную работу без взаимных помех большого числа линий.
В основе построения спутниковой системы связи лежит идея размещения ретранслятора на космическом аппарате (КА). Движение КА длительное время происходит без затрат энергии, а энергоснабжение всех систем осуществляется от солнечных батарей. КА, находящийся на достаточно высокой орбите, способен «охватить» очень большую территорию - около трети поверхности Земли. Через его бортовой ретранслятор могут связываться любые станции, находящиеся на этой территории. Принцип спутниковой связи заключается в ретрансляции аппаратурой спутника сигнала от передающих наземных станций к приёмникам.
Значительные преимущества предоставляет использование КА, расположенного на так называемой геостационарной орбите, находящейся в плоскости экватора и имеющей нулевое наклонение круговой орбиты (рисунок 25) с радиусом 35785 км. Такой спутник совершает один оборот вокруг Земли точно за одни земные сутки. Если направление его движения совпадает с направлением вращения Земли, то с поверхности Земли он кажется неподвижным.
Рисунок 25 – Типы орбит КА
Ни при каком другом сочетании указанных параметров орбиты нельзя добиться неподвижности КА относительно наземного наблюдателя. Антенны станций, работающих с геостационарным спутником, не требуют сложных систем наведения и сопровождения, а в случае необходимости могут быть установлены устройства для компенсации небольших возмущений орбиты.
Спутниковая линия связи с ретранслятором на геостационарной орбите имеет ряд серьезных преимуществ:
а) отсутствие устройства сопровождения КА в антенной системе наземного комплекса;
б) высокая стабильность уровня сигнала в радиоканале;
в) отсутствие эффекта Доплера;
г) простота организации связи в глобальном масштабе.
Недостатками такой линии связи являются перенасыщенность геостационарной орбиты на многих участках, а также невозможность обслуживания приполярных областей.
Вблизи полюсов геостационарный КА виден под малым углом места, а у самых полюсов не виден вообще. Ввиду малости угла места происходит затенение спутника местными предметами, увеличение шумовой температуры антенны за счет тепловых шумов Земли, повышение уровня помех от наземных радиотехнических средств. Уже на широте 75° прием затруднителен, а выше 80° — почти невозможен. Однако в широтном поясе от 80° ю.ш. до 80° с.ш. проживает практически все население Земли.
4.2 Спутниковое телевизионное вещание
Спутниковое телевизионное вещание - это передача через космический спутник-ретранслятор телевизионного изображения и звукового сопровождения от наземных передающих станций к приемным. В сочетании с кабельными сетями, спутниковая телевизионная ретрансляция сегодня является основным средством обеспечения многопрограммного высококачественного телевизионного вещания.
В зависимости от организации, спутниковое ТВ-вещание может осуществляться двумя службами:
а) Фиксированной спутниковой службой (ФСС). В этом случае передаваемые через КА телевизионные сигналы принимаются с высоким качеством наземными станциями, расположенными в зафиксированных заранее пунктах. С этих станций через наземные ретрансляторы телевизионный сигнал доставляется индивидуальным потребителям изображено на рисунке 26.
б) Радиовещательной спутниковой службой (РВСС). В этом случае ретранслируемые КА телевизионные сигналы предназначены для непосредственного приема населением (непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием, при котором телезрители принимают программу по кабельной сети).
Большое распространение получили относительно простые и недорогие установки с антеннами небольших размеров для непосредственного приема телевизионных сигналов со спутников. Система спутникового телевизионного вещания включает в себя следующие подсистемы изображено на рисунке 27:
а) передающий телевизионный центр;
б) активный спутник-ретранслятор;
в) приемное оборудование.
Рисунок 26 – Ретрансляция спутниковых сигналов
Рисунок 27 – Применение спутниковой ретрансляции для ТВ вещания
Современные технические средства позволяют сформировать достаточно узкий пучок волн, чтобы при необходимости сконцентрировать практически всю энергию передатчика КА на ограниченной территории, например, на территории одного государства. Часть территории, которую необходимо охватить вещанием при заданном уровне сигнала, называют зоной обслуживания. Ее вид и размеры зависят от диаграммы направленности передающей антенны спутника- ретранслятора. Несмотря на то, что антенна всегда направлена в точку прицеливания - за ней следят специальные устройства - зона обслуживания имеет сложную геометрическую форму. Если диаграммы направленности бортовых антенн КА достаточно широки, чтобы охватить всю видимую с него часть Земли, то зона обслуживания является глобальной.
Рисунок 28 – Районы спутникового вещания
В спутниковом телевидении уровень излучаемого с космического аппарата сигнала принято характеризовать произведением мощности (в ваттах) подводимого к антенне сигнала на коэффициент ее усиления (в децибелах) относительно изотропного (всенаправленного) излучателя. Эту характеристику называют эквивалентной изотропно-излучаемой мощностью (ЭИИМ) и измеряют в децибелах на ватт. Уровень сигнала в точке приема определяется плотностью потока мощности у поверхности Земли относительно потока мощности 1Вт, проходящего через 1м2 (дБВт/м2).
В 1977 году состоялась Всемирная административная радиоконференция по планированию радиовещательной спутниковой службы, на которой был принят ныне действующий Регламент радиосвязи. В соответствии с ним земной шар разделен на три района, для вещания на каждый из которых выделены свои полосы частот. Как видно из рисунка 28, Россия и страны СНГ входят в Район 1.
В Регламенте указаны полосы частот метрового и дециметрового диапазонов, в которых работают радиопередающие средства телевизионного вещания.
Таблица 5 – Полосы частот систем спутникового вещания
|
Наименование диапазона |
Полоса частот, ГГц |
|
L - диапазон |
1,452 - 1,550 и 1,61 - 1,71 |
|
S - диапазон |
1,93-2,70 |
|
С - диапазон |
3,40-5,25 и 5,725-7,075 |
|
Ки - диапазон |
10,70-12,75 и 12,75-14,80 |
|
Ка - диапазон |
15,4-26,5 и 27,0-50,2 |
|
К - диапазон |
84-86 |
Для систем спутникового вещания выделены полосы частот, представленные в таблице 5. Два последних диапазона — Ка и К — почти не используются и пока считаются экспериментальными. Однако вещание спутниковых телепрограмм в этих диапазонах позволит значительно уменьшить диаметр приемных антенн. Например, если антенны Ки-диапазона (10,70 — 12,75 ГГц) имеют характерные размеры 0,6 — 1,5 м, то антенны К-диапазона (84 — 86 ГГц) при том же значении коэффициента усиления будут иметь размеры 0,10 — 0,15 м. Кроме того, информационная емкость этих диапазонов значительно выше. Под информационной емкостью понимается количество телевизионных каналов, которые можно разместить в данном диапазоне частот.
Основная проблема в освоении этих диапазонов — экономическая, а именно - проблема создания недорогих массовых индивидуальных приемников.
Сформулированные в Регламенте радиосвязи основные положения, касающиеся систем непосредственного спутникового телевизионного вещания (СНТВ), сводятся к следующему:
а) В системах СНТВ используются спутники-ретрансляторы, расположенные на геостационарной орбите.
б) В данных системах рекомендуется передача частотно-модулированного сигнала.
в) Величина отношения сигнал/шум не должна быть меньше 14 дБ.
г) Плотность потока мощности в зоне обслуживания не должна превышать - 103 дБВт/м2 для индивидуального приема и - 111 дБВт/м2 - для коллективного.
Для увеличения объема передаваемой информации рекомендуется двукратное использование рабочих частот, что возможно благодаря развязке по поляризации.
В 1988г. наша страна присоединилась к «Конвенции по распространению несущих программ сигналов, передаваемых через спутники» (Брюссель, 1974г.). В связи с этим в нашей стране индивидуальный прием спутниковых телевизионных программ PBCC и ФСС может осуществляться без ограничений, если принятые программы не распространяются далее посредством эфира, по кабельной сети или в виде магнитных записей. Коллективный прием сигнала, предполагающий последующее распространение программ, может производиться только по разрешению их создателей.
4.3 Цифровой метод передачи спутниковых телевизионных сигналов
Возрастающие требования к качеству телевизионного вещания, дальнейшее совершенствование его технологии приводят к необходимости изыскания новых эффективных методов создания, записи и передачи сигналов телевизионных программ. В течение многих лет в телевидении используют аналоговый телевизионный сигнал, который преобразует свет-сигнал в электрический аналог изображения.
Основное требование к передаче телевизионных сигналов - обеспечение минимальных искажений. Однако в процессе формирования и записи сигналов ТВ-программ, а также при передаче их по линиям связи методами и средствами, используемыми в аналоговом телевидении, сигналы подвергаются искажениям, которые накапливаются с увеличением числа обработок и переприемов. Особенно сильно эти искажения проявляются при компоновке программ, осуществляемой путем электронного монтажа видеозаписей на магнитной ленте.
При многократной перезаписи фрагментов программ, неизбежной во время монтажа, происходит существенное ухудшение качества аналоговых сигналов. Аналоговый тип телевизионных сигналов лимитирует дальнейшее повышение качества изображения и возможности различных спецэффектов. Отмеченные ограничения могут быть преодолены путем перехода на цифровую форму телевизионного сигнала. Поэтому в последние годы все большее внимание уделяется цифровому телевидению.
Цифровое телевидение
Цифровое телевидение представляет собой область, в которой операции обработки, записи и передачи телевизионного сигнала связаны с его преобразованием в цифровую форму. Отметим преимущества перехода к цифровой форме представления и передачи телевизионных сигналов:
а) Прежде всего, появляется возможность создания унифицированного видеооборудования, которое использует единый стандарт цифрового кодирования и, в перспективе, вытеснит многочисленные, несовместимые между собой стандартные системы цветного телевидения - SECAM, PAL, NTSC.
б) Все цифровые сигналы обрабатываются по единой технологии. Повышается стабильность параметров оборудования, которое работает в бесподстроечном режиме. Так обеспечивается значительное повышение качества телевизионного изображения, особенно при цифровой видеозаписи с применением электронного монтажа. Качество цифровой видеозаписи чрезвычайно важно для создания фондовых и архивных материалов, а также для длительного их хранения. Внедрение единого стандарта цифровой видеозаписи значительно облегчает международный обмен телевизионными программами.
в) Применение цифровых сигналов значительно расширяет номенклатуру спецэффектов. Это и селективная обработка участков кадра, и электронный монтаж из фрагментов нескольких кадров, замена объектов в кадре, геометрические преобразования изображений и т.п.
г) Цифровая техника открывает совершенно новые возможности в художественном оформлении телевизионных программ. Таким образом, внедрение цифровых методов существенно обогащает технологию телевизионного вещания, делает ее исключительно гибкой и высокопроизводительной. Повышается качество передачи сигналов телевизионных программ по линиям связи благодаря значительному ослаблению эффекта накопления искажений и применению кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки передачи.
Рисунок 29 – Обобщенная структурная схема цифрового тракта преобразования ТВ сигнала
На вход тракта цифрового телевидения ,изображенного на рисунке 29 поступает аналоговый телевизионный сигнал. В кодирующем устройстве (кодере) телевизионный сигнал преобразуется в цифровую форму и поступает на передающее устройство, которое состоит, в общем случае, из кодера канала и устройства преобразования сигнала. Пройдя через канал связи, цифровой сигнал поступает в приемник, состоящий из устройства обратного преобразования сигнала и декодирующего устройства (декодера). Он, декодер, осуществляет преобразование цифрового телевизионного сигнала в аналоговый. Кодер и декодер канала также обеспечивают защиту от ошибок в канале связи. В устройствах преобразования характеристики цифрового сигнала согласуются с характеристиками канала связи.
Кодирование ТВ сигнала включает три этапа:
а) дискретизацию (по времени);
б) квантование (по уровню).
в) кодирование (цифровое представление отобранных уровней).
При дискретизации из аналогового телевизионного сигнала (рисунок 30, а) формируется импульсный сигнал (множество отсчетов) (рисунок 30, б). В соответствии с теоремой Котельникова, достаточно знать ряд его мгновенных (дискретных) значений через интервал времени Т, который связан с верхней граничной частотой frp передаваемого спектра зависимостью T < 0,5/ f. p. Таким
образом, выборка мгновенных значений телевизионного сигнала должна производиться с частотой дискретизации, большей, по крайней мере, в 2 раза верхней граничной частоты видеоспектра.
В результате получается серия отдельных импульсов, т. е. телевизионный сигнал оказывается «разбитым» на множество дискретных значений. Интервал времени Т между отсчетами называется интервалом дискретизации.
Передавать точно значения отсчетов нет необходимости, поскольку глаз человека обладает конечной разрешающей способностью по яркости. Это позволяет разбить весь диапазон значений отсчетов на конечное число уровней. Если число таких дискретных уровней выбрать достаточно большим, чтобы разность между двумя ближайшими уровнями не обнаруживалась зрителем, то можно вместо передачи всех значений отсчетов передавать лишь определенное число их дискретных значений. Полученные значения отсчетов округляются до ближайшего из набора фиксированных уровней, называемых уровнями квантования (рисунок 30, в). Уровни квантования разделяют весь диапазон значений отсчетов на конечное число интервалов, которые именуются шагами квантования. Каждому уровню квантования соответствует определенная область значений отсчетов. Границы между этими областями называются порогами квантования (рисунок 30, в).
Рисунок 30 – Кодирование ТВ - сигнала
Комплекс операций, связанных с преобразованием аналогового телевизионного сигнала в цифровой (дискретизация, квантование, кодирование), называется цифровым кодированием телевизионного сигнала. Для передачи телевизионного сигнала с высоким качеством необходимо примерно 256 уровней квантования (рисунок 30, г).
Декодирующее устройство телевизионного сигнала осуществляет операции, обратные производимым в кодере.
Непрерывный аналоговый телевизионный сигнал несет информацию об отдельных элементах изображения и может принимать любое значение. В цифровом телевизионном сигнале каждому элементу изображения соответствует большая группа импульсов, принимающих только два значения — «О» или «1» (рисунок 30, д). Отсюда следует, что главное преимущество цифровой формы представления — высокая защищенность от искажений и шумов. Это обусловлено тем, что на приемной стороне важно обнаружить факт передачи импульса в заданный момент времени независимо от его формы. Решить такую задачу легче, чем обеспечить неискаженную передачу формы аналогового сигнала.
Главным недостатком цифрового телевидения является более широкая полоса пропускания канала связи по сравнению с аналоговым. Это объясняется тем, что скорость передачи цифрового сигнала довольно велика. Она измеряемая числом двоичных символов в секунду (бит/с). Поэтому на сегодня основная проблема в цифровом телевидении - уменьшение в несколько раз требуемой скорости передачи сигналов. Она решается путем устранения избыточности, имеющейся в телевизионном сигнале, и использования эффективных методов модуляции. Различают статистическую, визуальную (физиологическую) и структурную избыточность телевизионного сигнала.
Статистическая избыточность вызвана корреляционными связями и предсказуемостью между элементами сигнала в одной строке, в смежных строках и соседних кадрах. Эта избыточность может быть устранена без потери информации, а исходные данные при этом могут быть полностью восстановлены.
Визуальная избыточность заключается в той части информации, которая не воспринимается глазом человека (например, цветовая разрешающая способность зрения примерно в 4 раза ниже, чем яркостная). Ее можно устранить с частичной потерей данных, мало влияющих на качество воспроизводимого изображения.
Структурная избыточность определяется законом разложения телевизионного изображения и связана со способом передачи телевизионного сигнала. Например, передаются постоянные по форме сигналы гашения, которые нет необходимости передавать в цифровом сигнале. Устранение этих сигналов позволяет уменьшить объем цифрового потока примерно на 23 %.
Для борьбы с помехами, приводящими к неверному распознаванию символов цифрового сигнала (к ошибкам передачи), в состав тракта цифрового телевидения включается кодер канала — устройство защиты от ошибок (смотрите рисунок 29). При этом для передачи по каналу используется помехоустойчивое кодирование. Наиболее распространенным методом помехоустойчивого кодирования является введение в цифровой канал избыточных символов. Отметим, что современные методы помехоустойчивого кодирования позволяют при введении в цифровой телевизионный сигнал сравнительно малого числа избыточных символов значительно уменьшить вероятность ошибочного приема символа.
Кроме ошибок передачи, внешние помехи приводят к временной нестабильности кодовых импульсов. Эту временную нестабильность, называемую фазовым дрожанием, также часто именуют джиттером.
Помехоустойчивость передачи цифрового телевизионного сигнала зависит от вида модуляции и кода, примененных для передачи цифровой информации по каналу, алгоритма декодирования сигнала в декодере и ряда других факторов.
Коды в цифровом телевидении используются:
а) для кодирования телевизионного сигнала;
б) для эффективной передачи по каналу;
в) для цифровой обработки сигнала в различных звеньях тракта цифрового телевидения;
г) для обеспечения удобства декодирования и синхронизации при приеме.
Цифровой телевизионный сигнал должен передаваться с высокой достоверностью. Защита его от искажений актуальна как в условиях телецентра, так и на линиях связи. Коррекция ошибок заключается в восстановлении поврежденной информации цифровыми методами, а маскирование ошибок – в замене поврежденной информации предыдущими или проинтерполированными данными. В итоге, качество цифрового телевизионного сигнала должно отвечать лишь одному требованию - возможности правильного приема кодовых комбинаций, оцениваемой вероятностью ошибки Р.
4.4 Цифровой спутниковый приемник
Начало активного цифрового спутникового телевизионного вещания (DigitalBroadcastSatellite — DBS) относится к середине 1996г. К этому времени был сформирован ряд цифровых пакетов и началось производство цифровых приемников. Цифровые спутниковые приемники существенно отличаются от аналоговых моделей. Рассмотрим базовую структурную схему, представленную на рисунке 31.
После того, как выделенный сигнал проходит цепи демодуляции, он преобразуется в информационный поток в виде цифровых пакетов и поступает в устройство исправления ошибок. В демультиплексоре производится разделение информационного потока на два канала: аудио и видео. Декодер поддерживает самые различные форматы и имеет большое количество выходов: цифровое видео, аналоговое видео, цифровое аудио, аналоговое аудио, RGB-выход и др.
Управление работой демультиплексора осуществляет микропроцессор, обрабатывая команды пользователя, переданные через блок управления (пульт дистанционного управления или модуль приемника). В цифровом приемнике нет понятия "плохое качество изображения" - качество картинки на экране телевизора при использовании профессиональной и бытовой аппаратуры одинаково высокое.
В том случае, если уровень ошибок превышает предельно допустимый, изображения на экране телевизора просто не будет, так как не смогут работать алгоритмы восстановления.
Конечной целью совместных усилий является создание модульной архитектуры приемника, которая состояла бы из универсальных чипов, применяемых не только в спутниковом телевидении, но и в системах MMDS - вещания, цифровых кабельных сетях и других видах телекоммуникаций. Ключ к успеху модульного подхода лежит в оптимальном разделении субблоков и организации связи между ними при помощи универсального гибкого интерфейса и программного обеспечения.
Рисунок 31 – Обобщенная структурная схема цифрового приемника
Цифровые приемники первого поколения имели большое количество чипов, каждый из которых был ответственен за независимые задачи: коррекцию ошибок, демодуляцию, демультиплексирование цифрового потока, обработку данных (центральный процессор), MPEG-2-декодирование видео и аудиосигналов (рисунок 32). В этих моделях использовались дорогостоящие динамические оперативные запоминающие устройства (DRAM) с произвольным порядком выборки. Все используемые чипы имели достаточно большие размеры и стоимость. Слабым местом этих конструкций был центральный процессор с 8- или 16-разрядной шиной данных.
Приемники второго поколения, были разработаны с использованием уже всего трех чипов, которые осуществляют все функции обработки сигнала (рисунок 33). Дополнительный четвертый чип обеспечивает прием цифровых программ кабельного ТВ. Спутниковый (или кабельный) модуль осуществляет демодуляцию сигнала и коррекцию ошибок. Центральный процессор встроен в следующий чип, который обеспечивает управление информационными потоками, дешифровку и контроль периферийных устройств и памяти. Последний чип содержит MPEG-2 видео и аудиодекодер.
Рисунок 32 – Структурная схема цифрового приемника первого поколения
Рисунок 33 – Структурная схема цифрового приемника второго поколения
Рисунок 34 – Структурная схема цифрового приемника третьего поколения
Рисунок 35 – Структурная схема цифрового HDTV приемника
Рассмотрим основные технические характеристики цифровых спутниковых приемников. Кроме традиционного диапазона частот, существуют еще несколько параметров, присущих только цифровым системам.
В первую очередь это относится к возможности осуществлять одно- или многопрограммный прием на одной частоте.
SingleChannelPerCarrier (SCPC) — способ передачи, при котором каждая программа модулирует отдельную несущую. Этот способ по сравнению с МСРС более энергоемок. Он используется в тех случаях, когда трансляционные точки разных программ географически разнесены. Частотное мультиплексирование таких программ происходит уже в антенно-фидерной линии спутникового бортового ретранслятора.
MultiChannelPerCarrier (MCPC) — передача нескольких разных программ на одной несущей. При этой системе передачи сначала производится временное мультиплексирование элементарных потоков, составляющих разные передачи, а затем полученный групповой транспортный поток модулирует одну несущую. Этот способ передачи позволяет более эффективно, чем при использовании SCPC-передачи, использовать полосу пропускания транспондера, так как упраздняются защитные интервалы между несущими.
Еще одним важным параметром является скорость передачи данных (SymbcRate — SR). В большинстве случаев скорость одиночных каналов (SCPC) колеблется от 3 до 9 Мбит/с, а для пакетов (МСРС) — до 40 Мбит/с. Ограничение нижнего предела скорости значениями 15—18 Мбит/с является одной из причин неспособности некоторых приемников принимать каналы FreeToAir, многие из которых передаются поодиночке. Из этого следует, что диапазон, воспринимаемый приемником, должен на сегодняшний день составлять 3 — 30 Мбит/с.
Важным параметром любого цифрового канала являются PID-коды, которые определяют местонахождение отдельных элементарных потоков в структуре транспортного потока. Информация об этих кодах хранится в таблице, называемой ProgrammMapTable. Она определяет местонахождение отдельных потоков, составляющих все трансляции, передаваемые в мультиплексированном транспортном потоке. Она содержит также необходимые аудио- и видеопараметры и другую вспомогательную информацию, которая может использоваться для формирования электронного гида, установки часов и т. д. Эта таблица передается в начале транспортного потока вместе с другой служебной информацией.
ProgramIdentification (PID) – код, определяющий местонахождение определенного элементарного потока в общем транспортном потоке.
Некоторые приемники, предназначенные для приёма определенного пакета, не умеют считывать РID-коды из таблицы и пользуются готовыми кодами и, следовательно, не могут принимать ничего, кроме своего пакета.
Наиболее существенный минус такого подхода - неспособность принимать каналы FreeToAir, достоинство – некоторая защищенность от приема других платных трансляций. Кроме того, такие приемники требуют доработок программного обеспечения при любом изменении длины элементарных потоков, входящих в состав пакета. Другими специфическими характеристиками цифрового приемника являются тактовая частота процессора, а также объем оперативной и перепрограммируемой памяти.
В настоящее время в Европе используется, по крайней мере, девять различных систем цифрового скремблирования. Очевидно, что универсальный цифровой приемник должен уметь работать с любой системой скремблирования. Эта проблема решается несколькими путями. Один из них — создание универсального модуля условного доступа, в котором система скремблирования задается программным путем. Такие модули встраиваются в некоторые современные профессиональные и полупрофессиональные приемники. Система скремблирования задается в них через меню.
К базовому декодеру может подсоединяться один или несколько модулей условного доступа (рисунок 36). Демодулированный поток данных последовательно проходит все модули условного доступа.
Каждый модуль расшифровывает те элементарные потоки в программах пакета, в которых используется соответствующая система скремблирования. Для управления электроприводом разработан специальный протокол. В соответствии с ним после адресной информации, определяющей необходимое устройство, передается число импульсов, кратное необходимому количеству оборотов электродвигателя. В настоящее время наибольшее распространение получили системы, использующие протокол mini - DiSEqC (уже сейчас существуют версии 1.0, 2.0, 3.0). С его помощью станет возможным полное управление всем спектром оборудования.
Рисунок 36 – Организация условного доступа с общим интерфейсом число импульсов
В настоящее время для организации управления электроприводом и выбором LNB используется специальный протокол управления DiSEqC (DigitalSatelliteEquipmentControl или цифровое управление спутниковым оборудованием). Это специальный протокол связи для обмена данными между спутниковым ресивером и другими устройствами — такими, как: переключатели, поляризаторы, позиционеры и т. п. Для передачи сигнала используется коаксиальный кабель. Режим обмена данными через кабель — одно или двухсторонний, с возможностью подачи питания. Стандартом предусмотрена совместимость с традиционным переключением напряжения 13/17 вольт и тоном 22 кГц.
Система DiSEqC была задумана как универсальная технология для управления любым периферийным оборудованием, как существующим, так и тем, которое может появиться в будущем. Управление по стандарту DiSEqC обладает следующими достоинствами: Во-первых, для управления по DiSEqC не требуется никаких дополнительных кабелей и проводов, в качестве линии для передачи сигналов управления используется тот же коаксиальный кабель, по которому к ресиверу доставляется радиочастотный сигнал от спутниковой антенны (нескольких антенн). Во-вторых, сигналом управления служит все тот же тон (22 кГц, 0.6 В), только он передается не непрерывно, а модулируется цифровой последовательностью. С одной стороны, для формирования управляющего сигнала DiSEqC можно использовать аппаратные средства, уже разработанные ранее для формирования тона 22кГц. С другой стороны, тон 22кГц включается и выключается микропроцессором ресивера, поэтому модуляцию можно осуществлять "чисто программными" средствами. Изменяя только "прошивку" ресивера, можно адаптировать его для работы с теми или иными периферийными устройствами. Наконец, управление DiSEqC более выгодно с точки зрения минимизации мощности, потребляемой периферийными устройствами от ресивера. Например, для переключения поляризации "традиционным" способом необходимо изменить напряжение питания конвертора с 13 В на 18 В. Ток, потребляемый конвертором, при этом останется неизменным, значит, потребляемая мощность увеличится в полтора раза только за счет управления. Если используется управление DiSEqC, напряжение и ток могут оставаться постоянными независимо от передаваемой команды. Кроме того, стандарт DiSEqC предусматривает еще ряд технических решений, также направленных на уменьшение нагрузки в цепи питания конвертора. Например, в системе с несколькими конверторами и переключателем (переключателями) DiSEqC всегда существует единственная цепь постоянного тока, соединяющая вход ресивера только с одним конвертором, питание остальных конверторов отключается. Существует несколько вариантов DiSEqC: На данный момент существуют следующие группы протоколов:
DiSeqC 1.X – позволяет управлять включением или переключением определенного числа внешних устройств (конверторов, коммутаторов, позиционеров);
DiSEqC 2.X – дополнительно позволяет получать подтверждение выполнения команды. С его помощью, например, можно получать информацию о частоте используемого гетеродина конвертора;
DiSeqC 3.X – обеспечивает диалог между ресивером и периферийными устройствами. В будущем он позволит автоматизировать процесс настройки внешних устройств.
DiSEqC 1.0 – позволяет переключаться между 4 спутниками; DiSEqC 1.1 - позволяет переключаться между 16 спутниками; DiSEqC 1.2; 1.3 – позволяют производить контроль за позиционером.
Некоторые вариации DiSEqC часто используются производителями и магазинами для обозначения других протоколов (1.3, как правило, приёмники "USALS") - DiSEqC 1.0. Переключатель, работающий по этому протоколу, позволяет подключить до 4-х конверторов к одному ресиверу, что показано на рисунке 37.
Рисунок 37 – Вариации DiSEqC
С помощью протоколов DiSEqC 1.2 или DiSEqC 1.3 ресиверы управляют мотоподвесами и позиционерами с актюаторами. USALS (сокращение от UniversalSatellitesAutomaticLocationSystem) часто присутствует на передней панели новых моделей приемников. Это означает, что приемник оснащен универсальной системой автоматического определения положения спутника, применимой для антенн до 120 см с полярным центральным DiSEqC-позиционером (полярную подвеску, DiSEqC-позиционер и мотор в одном корпусе).
Программа, разработанная компанией STAB, дополняет протокол DiSEqC 1.2 и позволяет приемнику рассчитать положение всех спутников на орбите с точностью 0.1°. Это упрощает самый сложный из этапов – ориентацию полярной оси в азимутальной плоскости. В ресивере указываются координаты места установки и выбирается спутник, ближайший к центру полярной дуги. На подвеске по шкале устанавливается угол места, равный широте места установки. Мотор повернется в нужную позицию.
5 Ознакомление с техническими характеристиками контрольно – измерительной аппаратуры и методами измерений основных параметров систем
5.1 Ознакомление с составом основного контрольно – измерительного оборудования предприятия
На предприятии используется следующая контрольно – измерительная аппаратура:
а) осциллограф, такой как АКИП-4113/2 – осцилограф – мультиметр (скопметр) цифровой запоминающий (АКИП4113/2);
б) WJ 312A - осциллограф цифровой запоминающий LeCroy (WJ312 A);
в) Анализатор спектра цифровой GSP-7830 (9 кГц...3 ГГц);
Частотный диапазон 9 кГц...3 ГГц
Диапазон измерения уровня –122…20 дБмВт
Плотность собственных шумов: –150 дБмВт/Гц (до: -162 дБмВт/Гц с опцией предусилителя GAP-801)
Фазовый шумы -75 дБн/Гц при отстройке 20 кГц
Функции измерения мощности и джиттера
Полоса пропускания ПЧ: 3 кГц; 30 кГц; 300 кГц; 4 МГц
Маркерные измерения (10 маркеров)
Запись спектрограмм, профилей, пределов допусков, пользовательских АЧХ, изм. последовательностей во внутреннюю память или на USB-flash
Режимы: автопоследовательность, допусковый контроль, разделение экрана, независимые развертки, коррекция АЧХ
Интерфейсы: USB host/device, RS-232C, VGA,опция GPIB Универсальное питание: ~220 В / =11..17 В; опционально батарейное
Анализатор спектра представляет собой измерительный прибор, предназначенный для исследования частотных спектров в лабораторных условиях. Данные устройства нашли широкое применение в современных микроволновых, цифровых и оптоволоконных системах связи, а также в различных отраслях промышленности и при проведении радиоизмерений. В современных в системах кабельного телевидения, телекоммуникационного и мобильного оборудования все чаще применяются цифровые анализаторы спектра.
г) ваттметр и варметр СР3020;
номинальное значение фазных напряжений UФН=57,7В, линейных напряжений. UЛН=100В;
номинальное значение фазных токов IФН=1А или IФН=5А (в зависимости от исполнения);
номинальное значение измеряемой активной (реактивной) мощности 173Вт (173вар) или 865Вт (865вар);
диапазон изменения фазных и линейных напряжений от 0,8UН до 1,2UН;
диапазон изменения фазных токов от 0.01 IН до 1,2 IН;
диапазон изменения частоты от 48 до 52Гц;