7.Расчет уровней напряжений в сетях кабельного телевидения
Одним из этапов проектирования сетей кабельного телевидения и (или) крупных сетей коллективного приема является расчет уровней напряжений в распределительной сети с целью обеспечить требуемое качество телевизионного сигнала на абонентских устройствах.
Критерием качества являются отношения сигнала к шуму (на практике выражается влиянием шумов на изображение) и сигнала к помехам комбинационных частот третьего порядка (на практике выражается, что даже при малых шумах изображение из-за нелинейных искажений сигнала будет некачественным) в телевизионном канале на выходе любой абонентской розетки. Эти отношения составляют не менее 43 и 54 дБ по ГОСТ 28324-89 и не менее 44 и 57 дБ по EN 50083 соответственно.
Рис. 12
Увеличение уровня напряжения полезного сигнала на входе (на первом активном элементе), а значит и на выходе усилителей, приводит к увеличению отношения сигнала к шуму. Рис. 12 иллюстрирует работу усилителя, когда одинаково усиливается полезный сигнал и входящий шум, а также вносятся собственные шумы. Фактически на выходе идеального усилителя соотношение сигнал шум будет равно соотношению сигнал шум на входе, однако реальный усилитель имеет собственный шум и коэффициент нелинейных искажений. Возрастание уровня напряжения на выходе - уменьшает отношение сигнала к помехам комбинационных частот ввиду ограниченности линейной части усилителя и возникновения нелинейных искажений при максимальных значениях напряжений. Поэтому целесообразно найти минимальное входное напряжение для обеспечения требуемого соотношения сигнал шум, а также максимальное напряжение на выходе при котором соотношение сигнал комбинационная помеха не ниже допустимой.
Целью расчета является определение допустимых входных и допустимых выходных уровней напряжений широкополосного магистрального усилителя входящего в стандартную комплектацию ГТС Wisi OV50A, при которых обеспечиваются требуемые отношения сигнала к шуму и сигнала к помехам комбинационных частот третьего порядка. Исходные данные к расчету занесены в Таблица 8 результаты в Таблица 9.
7.1Расчет минимального уровня напряжения на входе усилителя
Минимальный уровень напряжения на входе усилителей определяется по следующей формуле:
Ub=R+Nr+10lg[(N+2)100.1F+Ta/T0], (1)
где: Ub - уровень напряжения на входе первого активного элемента усилителя, дБ;
R = 44дБ - требуемое отношение сигнала к шуму на выходе любой абонентской розетки, дБ;
Nr=10lg(kT0Fb/P0)=2.4дБмкВ - тепловой шум ТВ канала,
где: k - постоянная Больцмана, k=1.38*10-23 Дж/гр.;
T0 = 293oK;
P0 - опорная мощность, выделяющаяся на нагрузке 75 Ом при действующем напряжении 1 мкВ, P0 = 10-12/75;
Fb - эффективная шумовая полоса телевизионного канала, Fb = 5.75 мГц для системы SECAM;
N - количество каскадно-включенных УМ;
F - коэффициент шума УМ и ГС дБ (Коэффициент шума УМ не более 9-10 дБ). Полагаем коэффициент шума каждого усилителя F = 10 дБ;
Ta/T0 <= 50 - относительная шумовая температура телевизионных антенн.
Подставив в (1) численные значения получим:
Ub=46.4+10lg[(N+2)100.1F+Ta/T0] (2)
Для более точного расчета при применении мачтового усилителя следует пользоваться формулой, которая учитывает его шумовые свойства и имеет следующий вид:
Ub=46.4 + 10lg[N100.1Fm + 100.1Fd + 100.1Fg + 100.1Fa + Ta/T0100.1(Ka-Kf)
(3)
где: Fm, Fd, Fg, Fa- коэффициенты шума магистрального, домового, головной станции и мачтового усилителей соответственно, дБ.
В результат расчета занесен в позицию «1» Таблица 9 .