4 Ознакомление с техническими характеристиками контрольно – измерительной аппаратуры и методами измерений основных параметров систем

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;

д) Амперметры и вольтметры серии Е311; ТУ 4223-005-34988566-2002 .Приборы Е311-3+переходная рамка заменяют приборы Э365 . Приборы Е311 аналоговые щитовые, показывающие электромагнитной системы с подвижной частью на кернах и подпятниках, предназначены для измерения тока и напряжения в сетях переменного тока.

Конечные диапазоны измерений: 100...600 мА, 1...100 (х/1, х/5)*А, 6...1000 (х/100, х/110)*В; х-до 10 кА , для амперметров; х-до 250 кВ, для вольтметров; Совместная работа с трансформаторами тока и напряжения(*); Класс точности: 1,5;

е) частотомер – прибор для измерения несущих частот передатчиков;

ж) анализатор спектра – прибор для измерения спектра сигналов. UT – 08 – анализатор спектра аналоговых сигналов, UT – 09 – цифровых и аналоговых, ELT Rode and Shvartc – для цифровых и аналоговых;

и) осциллографы С9 – 1, С1 – 81 и цифровой осциллограф

к) вольтметры В7 – 37;

л) генераторы ВЧ и НЧ;

м) генераторы Г6 – 35 – генерирует любые тестовые сигналы

п) радиочастотный анализатор параметров сигналов ТВ передатчиков

Рисунок 26 – Радиочастотный анализатор параметров сигналов ТВ передатчиков РАП-ТВ

Анализатор РАП-ТВ - единый полнофункциональный измерительный комплекс на базе ПК. Предназначен для измерения параметров сигналов изображения и звука ТВ передатчиков и радиопередатчиков при регулировке, регламентных работах и в процессе эксплуатации. Анализатор РАП-ТВ выполнен в одном блоке и работает с любым компьютером, имеющем порт USB в среде Windows 98/XP. В стандартный комплект ПО входят программы Регламент и Монитор. Программа Регламент позволяет

Анализатор заменяет следующий комплект приборов:

– генератор измерительных ТВ сигналов;

– ТВ демодулятор;

– анализатор боковых полос;

– измеритель дифференциально-фазовых искажений;

– ТВ осциллограф;

– частотомер;

– звуковой генератор;

– измеритель нелинейных искажений;

– селективный милливольтметр;

объединяемых в стойки.

Рисунок 27 – Фрагмент окна программы Монитор - контроль параметров

Анализатор осуществляет весь комплекс измерений: от формирования тестовых сигналов изображения и звука до анализа ВЧ сигнала передатчика, включая:

– демодуляцию сигналов изображения;

– анализ боковых полос излучения;

– снятие сквозной АЧХ видеотракта (характеристика верности);

– снятие характеристики ГВЗ видеотракта;

– спектральную оценку интермодуляционных продуктов;

– измерение и контроль несущих частот изображения и звука;

– измерение и допусковый контроль параметров по тестовым видеосигналам в соответствии с ПТЭ;

– автоматическое проведение всего комплекса измерений, составление и печать протокола по формам ПТЭ;

– автоматический непрерывный контроль параметров в процессе эксплуатации;

Указанные функции реализованы программно. Результаты контроля выводятся на монитор в виде осциллограмм и численных значений параметров. Для параметров, заданных полем допуска, результаты выводятся на фоне стандартных трафаретов.

Рисунок 28 – Окно программы Регламент

Рисунок 29 – измерение дифференциального усиления

Рисунок 30 – Переходная характеристик

Рисунок 31 – измерение расхождения во времени и различия в усилении сигналов яркости и цветности

р) коммутатор УТМ

Рисунок 32 – Коммутатор УТМ

Коммутатор УТМ выполняет мультиплексирование входных и выходных ( с антенного ответвителя) сигналов передатчиков на измерительные входы РАП/ТВ, а также дает возможность производить введение контрольных строк во входной ПЦТС любого из подключенных передатчиков. Коммутатор УТМ позволяет подключить до 32х передатчиков.

Коммутатор УТМ позволяет, не переключая кабели:

Производить непрерывный мониторинг параметров передатчиков и источников входного ПЦТС в процессе передачи ТВ программ.

Производить регламентные измерения параметров одного из передатчиков(при этом остальные продолжают вещание в обычном режиме)

При проведении мониторинга оператор видит на экране для каждого передатчика пиктограммы, отображающие текущее состояние, а также подробные данные для любого из передатчиков. Если какой – либо параметр вышел за пределы допуска, изменится рисунок соответствующей пиктограммы и будет выдан предупреждающий звуковой сигнал. Автоматически ведется база данных с возможностью просмотра и печати протоколов.

Оператор может на время приостановить мониторинг всех передатчиков и перейти к измерениям параметров только одного из них (чтобы, например, подрегулировать уровень модуляции). Любой передатчик может быть немедленно исключен из цикла измерений, как из программы, так и с помощью кнопки на передней панели коммутатора УТМ.

Конструктивно, коммутатор УТМ выполнен в виде секций, объединенных в стойку. Одна секция позволяет подключить до 8 передатчиков, в стойке может быть до 4х секций.

5 Освоение порядка поиска и устранения неисправностей

5.1 Ознакомление со способами поиска неисправностей, применяемыми на месте проведения практики

Поиск неисправностей оборудования производится посредством измерения параметров оборудования. Отклонение параметров свидетельствуют о неисправности в определенных блоках оборудования. Способы измерения основных параметров оборудования приведены в приложении Г.

6 Ознакомление с нормативной документацией по эксплуатации телекоммуникационного оборудования

6.1 Система технической эксплуатации оборудования телекоммуникационного предприятия

Нормативная документация по технической эксплуатации приведена в приложении А

6.2 Система оперативно – технического управления оборудования телекоммуникационного предприятия

Нормативная документация по оперативно - техническому управлению оборудования приведена в приложении Б

6.3 Система оперативно – технического обслуживания оборудования телекоммуникационного предприятия

Нормативная документация по оперативно - техническому обслуживанию оборудования приведена в приложении В.

7 Изучение каналов тракта первичного распределения программ звукового и телевизионного вещания.

7.1 Принципы построения спутниковых систем связи

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 32) 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 32 - 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:

- отсутствие устройства сопровождения КА в антенной системе наземного комплекса

- высокая стабильность уровня сигнала в радиоканале.

- отсутствие эффекта Доплера.

- 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.

7.2 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:

1. 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 33.

2. 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 34:

• Передающий телевизионный центр.

• Активный спутник-ретранслятор.

• Приемное оборудование.

Рисунок 33 – Ретрансляция спутниковых сигналов

Рисунок 35 – 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.

На рисунке 37 представлены спутники, с которых сигнал поступает на Курский ОРТПЦ.

Рисунок 36 - Районы спутникового вещания

Рисунок 37 – Спутники телевизионного 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 2.4, 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 2 - 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 2. 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:

- В системах СНТВ используются спутники-ретрансляторы, расположенные на геостационарной орбите.

- В данных системах рекомендуется передача частотно-модулированного сигнала.

- Величина отношения сигнал/шум не должна быть меньше 14 дБ.

- 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 таблице 3 представлены все частоты на которых принамаются телевизионные и звуковые каналы.

Таблица 3 – Спутниковый прием Курского «ОРТПЦ»