- •Оглавление
- •Спутниковое телевидение
- •1.1Стабилизация положения спутника на геостационарной орбите
- •1.2Структура спутников-ретрансляторов телевизионного вещания
- •1.3Антенны спутника-ретранслятора
- •1.4Приемопередающий блок спутника-ретранслятора
- •1.5Некоторые параметры типового спутника-ретранслятора
- •2Терминология, определения
- •2.1Структура ретрансляции телевизионного сигнала по спутниковым каналам
- •2.2Потери при распространении электромагнитных волн от спутника к Земле и обратно
- •2.3Плотность потока мощности и эквивалентная изотропная излучаемая мощность
- •2.4Требования к равномерности спектра передаваемого телевизионного сигнала.
- •2.5Преимущества телевизионного вещания на свч через спутники-ретрансляторы
- •2.6Правовые вопросы телевизионного вещания по спутниковым каналам
- •2.7Распределение частотных диапазонов для спутников-ретрансляторов
- •2.8Индивидуальный и коллективный прием спутникового телевизионного вещания
- •2.9Спутники фиксированных средств связи — распределительные спутники фсс
- •2.10Передача телевизионной цифровой информации по спутниковым каналам
- •3Телевизионные сигналы, передаваемые по спутниковым каналам
- •3.1Способы модуляции при передаче телевизионной информации по спутниковым каналам
- •3.2Частотная полоса сигнала яркости
- •3.3Частотная полоса спутникового телевизионного канала
- •3.4Цифровая обработка аналогового сигнала
- •3.5Преобразование аналогового сигнала в цифровой
- •3.6Коды кодирования источника информации
- •3.7 Коды кодирования данных канала
- •3.8Свертка, сверточный код (convolution code)
- •3.9Квадратурная фазовая манипуляция 4-фм (qpsk). Квадратурная амплитудная манипуляция кам (qam)
- •3.10Основной принцип преобразования аналогового сигнала в цифровой код
- •3.11Частота дискретизации (частота отсчетов, выборок) видеосигнала
- •3.12Уровень отношения сигнал /шум для звукового сигнала в цифровом коде
- •4Устройства для приема со спутников-ретрансляторов
- •4.1Выбор устройств для приема со спутников-ретрансляторов
- •4.2Состав и назначение узлов внешнего блока приемного устройства
- •4.3Преобразователь (конвертер) частот: смеситель, гетердин, предварительный усилитель сигналов промежуточных частот
- •4.4Особенности внешнего блока для приема телевизионной информации, передаваемой цифровым способом
- •5Антенны для приема со спутников-ретрансляторов
- •5.1Требования, предъявляемые к антеннам для приема со спутников-ретрансляторов
- •5.2Основные определения параболоидных антенн для приема электромагнитных волн свч
- •5.3Основные параметры антенн для приема со спутников
- •5.4Наиболее распространенные типы параболоидных антенн для приема со спутников
- •5.5Антенны с передним питанием — прямофокусные, осесимметричные
- •5.6Направленные свойства параболоидных антенн
- •5.7Неосесимметричные (офсетные) антенны
- •5.8Активные фазированные антенные решетки (афаРы)
- •5.9Сферические антенные системы
- •5.9Первичные облучатели
- •5.10Требования, предъявляемые к собственной диаграмме направленности первичного облучателя
- •5.11Влияние положения первичного облучателя на направленность излучения антенны
- •5.12Поляризаторы электромагнитных волн
- •6Малошумящий предварительный усилитель сигналов свч
- •6.1Общие положения
- •6.2Требования по превышению уровня сигнала над уровнем шума
- •6.3Способы минимизации коэффициента шума
- •6.4Коэффициент усиления предварительного усилителя
- •6.5Структура предварительного малошумящего усилителя сигналов свч
- •6.6Особенности применения полевых арсенид-галлиевых свч транзисторов в малошумящем усилителе
- •7Преобразователь-конвертер внешнего блока
- •7.1Назначение
- •7.2Диоды в смесителе сигналов диапазона свч
- •7.3Физические процессы смешивания при частотном преобразовании сигналов
- •7.4Однодиодные смесители
- •7.5Двудиодные балансные смесители
- •7.6Смесители на транзисторах
- •7.7Гетеродин
- •7.8Усилитель сигналов промежуточных частот
- •7.9Результирующие коэффициенты шума и усиления внешнего блока
- •8Спутниковый телевизионный приемник аналоговых сигналов
- •8.1Основная структура
- •8.2Повышение помехоустойчивости чм сигналов при применении частотных демодуляторов
- •8.3Параметры и помехоустойчивость частотных демодуляторов
- •8.4Типовые, традиционные чм демодуляторы Частотный демодулятор с двухтактным дискриминатором на двух взаимно расстроенных контурах
- •8.5Частотные демодуляторы с фапч для выделения цифрового сигнала
- •8.6Частотно-обрабатывающие цепи видеосигнала и сигнала звука
- •8.7Способы выделения сигнала звукового сопровождения и другого звукового "материала"
- •8.8Недостатки аналоговых систем телевизионного вещания по спутниковым каналам
6.4Коэффициент усиления предварительного усилителя
Другим важным параметром малошумящего предварительного усилителя является коэффициент усиления. Наряду с малым коэффициентом шума необходимо, чтобы усилитель обладал достаточным усилением. Тогда влияние шумов следующих каскадов на результирующий коэффициент шума не будет значительным и заметным. Но слишком большое усиление иметь также нецелесообразно, так как случайная, хотя и за частотной полосой, помеха большой амплитуды может перевести следующие за ним каскады, например, каскады усилителя сигналов ПЧ, в насыщение. Из-за небольшого коэффициента усиления транзисторов СВЧ необходимое усиление достигается увеличением числа каскадов. В то же время дороговизна полевых СВЧ транзисторов делает нецелесообразным применения большего числа каскадов. Обычно это двухкаскадные или трехкаскадные усилители, так как минимальное усиление порядка 15...20 дБ можно обеспечить двумя или более каскадами.
Необходимое усиление, с одной стороны, определяется тем, что рассчитанный результирующий коэффициент шума всего усилителя не должен значительно вырасти по сравнению с собственным коэффициентом шума первого каскада. С другой стороны, усилитель должен обеспечить такое усиление, чтобы перекрывать шум следующего за ним смесителя. Если усиление будет хотя бы на 10 дБ больше, чем результирующий коэффициент шума используемого усилителя, то требуемое условие выполняется.
6.5Структура предварительного малошумящего усилителя сигналов свч
По принципу работы малошумящий усилитель СВЧ мало чем отличается от обыкновенного высокочастотного 143
усилителя. Существенное отличие состоит лишь в конструктивном исполнении и в особенностях применения современных полевых транзисторов на GaAs, которые используются только в относительно узкополосных усилителях СВЧ. На рис. 6.3 показана электрическая схема такого усилителя. Как видно, в ней полевой транзистор СВЧ включен по схеме с общим истоком. Включение с общим стоком или общим затвором здесь не применяется, а находит применение в основном в генераторном режиме.
Обратная связь, приводящая к увеличению шумов, в рассматриваемых усилителях не применяется, хотя она позволила бы выровнять частотную характеристику, т.е. компенсировать уменьшение усиления транзисторов СВЧ с увеличением частоты сигнала. Обратная связь используется только в широкополосных усилителях, для них она не только возможна, но и необходима.
На рис. 6.3 Др1 и Др2 — дроссели, через которые подается постоянное напряжение питания. Реактивные элементы — индуктивности L1, L2 — служат для согласования выходного сопротивления генератора (источника) сигнала с входным сопротивлением транзистора, а катушки индуктивности L3, L4 — согласуют его выходное сопротивление со входом следующего каскада.
Это необходимо, так как полное выходное/входное сопротивление арсенидгаллиевого полевого транзистора оказывается относительно высоким, и без согласующих элементов непосредственное соединение усилительных каскадов привело бы к возбуждению и, возможно, к выходу из строя высокочувствительного транзистора.
Кроме того, отсутствие возбуждения усилителя является необходимым условием для получения коэффициента отражения меньше единицы. Усилитель возбуждается лишь в случаях, когда активная составляющая входного и (или) выходного сопротивления транзистора становится меньше нуля, т.е. отрицательной. Этому условию соответствует коэффициент отражения, модуль которого больше единицы. Расчет устойчивости усилителя сигналов СВЧ ведется с использованием S-параметров транзистора и значений входных и выходных сопротивлений, на которые он нагружен. При одновременном согласовании по входу и по выходу транзистора коэффициент усиления по мощности устойчивого усилителя полу- чается максимальным. Для согласования используются реактивные элементы, которые не имеют активных потерь и поэтому не являются источником шума.