Palydovine tv
5 (100%) 1 vote

Palydovine tv

TURINYS

1. ĮVADAS 2

2. UŽDUOTIES ANALIZĖ 4

3. TV SISTEMŲ ANALITINĖ APŽVALGA 7

3.1. Antžeminė TV sistema 8

3.2. Palydovinės TV sistemos 10

3.2.1.Bendrieji palydovinės TV principai 11

3.2.2.Kolektyvus ir individualus palydovinės TV priėmimas 15

3.2.3.Palydovinės TV priėmimo įrenginių valdymas 18

3.3. MMDS TV sistema 22

3.4. Kabelinės TV sistemos 26

1. ĮVADAS

Šio, darbo tikslas – sukurti Televizijos (TV) laboratorijos TV tinklą. Jis turėtų būti naudojamas Elektronikos fakultete Naugarduko gatvėje Televizijos dalyko laboratoriniams darbams. Sukurtas TV tinklas privalo užtikrinti gerą įvairių TV sistemų (antžeminės, kabelinės, eterinės-kabelinės (MMDS) bei palydovinės) priimamų programų vaizdo ir garso kokybę. Naujoje laboratorijoje turi būti įrengtos šešios darbo vietos studentams ir viena dėstytojui.

Darbo aktualumas siejamas su Televizijos dalyko laboratorinių darbų modernizavimu, padidėsiančia atlikimo kokybe, sparta bei patogumu. TV tinklas turi suteikti galimybę, atliekant laboratorinius darbus naudotis įvairių TV sistemų išorinėmis priėmimo antenomis. Šiuo metu tokios galimybės nėra, nes senojoje Televizijos laboratorijoje, kurioje yra tik keturios darbo vietos, naudojamos individualios kambarinės antenos. Dėl šios priežasties priimami TV signalai yra silpni ir iškraipyti. Įrengti kiekvienai darbo vietai išorines antenas neįmanoma, be to ir netikslinga,o įrengus po vieną įvairių TV sistemų anteną priimti tas pačias programas keliose darbo vietose be tinklo yra sudėtinga. Todėl, naujai Televizijos laboratorijai su didesniu darbo vietų skaičiumi, kuriamas kabelinis TV tinklas, kuris leistų minėtus sunkumus ir nepatogumus panaikinti.

Pagrindinė šio darbo problema – kaip sujungti keturias TV sistemas viename tinkle, o jų priimamus signalus paskirstyti mažiausiai 7 darbo vietoms taip, kad būtų galima naudotis bet kuria TV sistema nepriklausomai bet kurioje darbo vietoje. Taip pat sprendžiami klausimai, kaip realizuoti tokį tinklą jau beveik įrengtoje naujoje Televizijos laboratorijoje, panaudojant esančius elektros bei kompiuterinio tinklų kanalus, bei užtikrinantį gerą priimamų signalų kokybę. Pastebėtina, kad projektuojant naują laboratoriją buvo per mažai skirta dėmesio ryšio kanalų pralaidumui ir jie nėra pakankamai platūs iki pat darbo vietų.

Ši problema darbe sprendžiama parenkant tokią TV tinklo struktūrą ir elementus, kad gautume mažiausią kabelių skaičių, paskirstant įvairių TV sistemų signalus atskiroms darbo vietoms. Manome, kad tai ir bus optimalus iškilusios problemos sprendimo būdas, kadangi ką nors iš esmės pakeisti jau beveik įrengtoje laboratorijoje yra pernelyg sudėtinga.

Šio baigiamojo darbo rezultatas – sukurtas kokybiško Televizijos laboratorijos TV tinklo projektas, leidžiantis kiekvienoje darbo vietoje nepriklausomai naudotis trijų TV sistemų priimamomis programomis. Kabelinė TV sistema Vilniuje Naugarduko gatvės nesiekia, be to, jos programos dalinai dubliuojasi su antžeminės ir eterinės-kabelinės (MMDS) TV programomis. Tai buvo pagrindinės priežastys, dėl kurių buvo atsisakyta kabelinės TV paslaugų. Tačiau, buvo sukurtas ne septynių, o vienuolikos darbo vietų (įskaitant ir dėstytojo stalą su dviem darbo vietomis) TV tinklas. Papildomos keturios, lyginant su užduotimi, darbo vietos numatytos prie kompiuterių, į kuriuos įstačius TV imtuvų plokštes, galima stebėti ir apdoroti TV vaizdus bei garsus. Tai leis žymiai modernizuoti Televizijos dalyko laboratorinius darbus, įvedant multimediją, skaitmeninį TV signalų apdorojimą, tiriant skaitmeninės televizijos veikimo principus, susipažįstant su internetine TV. Bus didesnės galimybės naudotis palydovinės TV antena, be to, bus galima priimti tiek analoginės, tiek skaitmeninės palydovinės TV programas (žinoma, su atitinkamu imtuvu). Tokiu būdu, priimant skaitmeninę palydovinę TV, Televizijos laboratorijoje bus skaitmeninių vaizdo ir garso signalų šaltinis. TV tinklas galės būti naudojamas ir Elektronikos fakulteto reikmėms (dekanatui, poilsio kambariui, kitoms laboratorijoms ir pan.), bei kaip studijų objektas.

Mūsų manymu, baigiamojo darbo užduotis pilnai įvykdyta, tik reikėtų sukurtą TV tinklą realizuoti.

2. UŽDUOTIES ANALIZĖ

Baigiamojo darbo pavadinimas “Televizijos laboratorijos TV tinklo kūrimas” paaiškina darbo tikslą – sukurti mokymo laboratorijos televizinį tinklą, skirtą Televizijos dalyko laboratorinių darbų atlikimui. Iškyla klausimas – koks tas tinklas turi būti ir kokių laboratorinių darbų atlikimui jis bus naudojamas? Į pirmąją klausimo dalį galima atsakyti paprastai: tinklas turi būti toks, kad būtų patogu ir paprasta juo naudotis atliekant laboratorinius darbus. Atsakyti į antrąją klausimo dalį taip pat nėra sudėtinga. TV laboratorijoje iki šiol buvo atliekami įvairūs laboratoriniai darbai, pradedant televizorių atliekamų funkcijų ir baigiant palydovinės TV imtuvų tyrimu. Naujoje TV laboratorijoje bus atliekami ne tik minėti darbai, bet ir daug naujų: multimedijos, skaitmeninio TV vaizdo ir garso signalų apdorojimo, skaitmeninės televizijos veikimo principų tyrimo ir pan. Todėl sukurtas TV tinklas privalo užtikrinti ir skaitmeninių TV programų priėmimą. Mūsų atveju, skaitmeninių signalų šaltiniu bus palydovinė
TV.

Akivaizdu, kad atlikdami laboratorinius darbus vienaip ar kitaip turime priiminėti televizijos programas, matuoti įvairias įrenginių ar signalų charakteristikas, įrašyti bei atkurti vaizdus ir pan. Taigi, sukurtas TV tinklas turės paskirstyti įvairių sistemų TV programas. Jis apjungs išorėje įrengtų antenų priimamus ir kabeliais perduodamus TV signalus, kuriuos perduos į laboratorijoje esančias darbo vietas. Tačiau, norint sujungti keletą sistemų, iškyla daug įvairių problemų bei klausimų.

Toliau pabandysime plačiau panagrinėti, su kokiomis problemomis ir klausimais susidursime kurdami TV tinklą. Trumpai apžvelgsime kokiais būdais būtų galima spręsti tas problemas ir klausimus.

Vienas iš galimų, ir galbūt paprasčiausių, TV tinklo variantų galėtų būti toks: pravesti bendrą kabelį per visas darbo vietas ir kiekvienoje iš jų atšakoti į abonentines rozetes. Tačiau toks variantas tiktų tik paprasčiausiam tinklui, pavyzdžiui, perduodančiam tik antžeminės ar kabelinės TV programas. Visiškai kitos problemos iškyla paskirstant palydovinės televizijos signalus. Čia be įprastinių radijo signalų iš dažnių keitiklio į imtuvą, tuo pačiu kabeliu perduodami ir valdymo signalai priešinga kryptimi – iš imtuvo į keitiklį. Todėl panaudoti vieną standartinį dažnių keitiklį ir atšakotuvus kiekvienam abonentui kolektyvaus priėmimo sistemose neįmanoma, nes kiekvienas palydovinės TV imtuvas formuoja savo valdymo signalus. Plačiau apie iškylančias problemas palydovinės TV priėmimo sistemose ir kaip jas galima išspręsti bus kabama tolimesniame 3.2 poskyryje “Palydovinės TV sistemos”.

Manome, kad norint sumažinti TV tinklo kabelių skaičių, geriausiu variantu galėtų būti signalų, priimtų atskiromis antenomis, sumavimas į vieną kabelį. Deja, norint įgyvendinti tokį variantą, susiduriame su vienu iš klausimų – dažnių persidengimu. Tarp laboratorijoje numatomų panaudoti sistemų tokia problema atsiranda tarp antžeminės ir kabelinės-eterinės (MMDS) TV sistemų. Šiose sistemose persidengs vienas, 48-asis TV kanalas. Dar didesnė problema susidarytų, jeigu į laboratoriją būtų atvesta ir kabelinės TV sistema. Tokiu atveju persidengiančių TV kanalų skaičius būtų labai didelis, o tada kabelinės TV sistemai reikėtų kurti visai atskirą tinklą. Tačiau, kaip buvo minėta šio darbo įvade, kabelinės TV paslaugų atsisakysime, nes Naugarduko gatvėje, kur bus įrengta TV laboratorija, nėra kabelinės TV tinklo. Toje vietoje kabelinės TV paslaugas teikia tik “Vilsat” firma, TV programų perdavimui naudojanti MMDS sistemą. Tokiu būdu, antžeminės ir MMDS sistemomis priimtus signalus, iš vienos pašalinus 48 TV kanalą, galima sumuoti į vieną kabelį.

Kabelių tiesimui laboratorijoje naudosime jau įrengtus ryšių kanalus po grindimis – tai plastmasiniai vamzdžiai, kuriais bus tiesiami elektros tinklo bei kiti kabeliai. Pagal planą laboratorijoje numatyta įrengti šešias pagrindines darbo vietas, dar trys vietos bus skirtos darbui su kompiuteriu bei darbo vieta dėstytojui. Tais pačiais ryšio kanalais bus įvestas ir kompiuterinis tinklas. Manome, kad pradžioje kompiuterinis tinklas bus tik keturiose darbo vietose, tai minėtose trijose darbo vietose bei prie dėstytojo stalo. Tačiau, ateityje pradėjus dėstyti Multimedijos dalyką, gali tekti įrengti ir daugiau darbo vietų, kuriose bus naudojami kompiuteriai. Akivaizdu, kad projektuojant tiek televizijos, tiek kitus tinklus reikia stengtis kuo mažiau išnaudoti ryšio kanalus, kad prireikus galima būtų jais pasinaudoti plečiant senus ir įrengiant naujus tinklus.

Dar viena iš galimų tinklo realizavimo problemų – teisėtumas. Pavyzdžiui, savavališkas MMDS televizijos antenos įrengimas ir naudojimas yra draudžiamas. Už tai Jūsų nenubaus, nes kol kas nėra tokio įstatymo. Tačiau MMDS sistemos panaudojimą būtina derinti su šios paslaugos tiekėju (šią paslaugą Vilniaus rajonui tiekia firma “Vilsat TV”, UAB Viginta padalinys, Vytenio g. 6, 2009 Vilnius). Norint, kad šis baigiamasis darbas būtų pakankamai naudingas, pageidautina atsižvelgti į šios firmos naudojamą elementinę bazę, nors tai nėra būtinas reikalavimas. Verta pastebėti, kad tokiu tinklo elementu bus tik MMDS priėmimo antena, kadangi gautus iš šios antenos signalus sumuosime į vieną kabelį. Beje, kalbant apie tinklo elementinę bazę taip pat iškyla keletas klausimų. Tai, visų pirma, kokios firmos gaminius pasirinkti, kokį jų derinį panaudoti ir pan. Manytume, kad naudoti skirtingų firmų gaminamus elementus nėra labai tikslinga, nors kartais gal ir galima “išpešti” šiokios tokios finansinės naudos. Tačiau jei kalbama ne apie kainą, tai tinklas sudarytas iš įvairių elementų (turima omenyje įvairių firmų gaminių) gali būti sunkiau tarpusavyje suderinamas. Sugedus vienam ar keletui elementų, nereikia jų ieškoti įvairiose firmose pakeitimui ar remontui. Manytume, kad tolimesniam tinklo projektavimui galima būtų naudoti UAB “TERRA” (Savanorių pr. 271, LT-3009 Kaunas) gaminamus ir parduodamus tinklo elementus. Konkrečius tinklo elementus parinksime suprojektavę Televizijos laboratorijos TV tinklą.

Apibendrinant galima pasakyti, kad kuriant TV tinklą, pagrindinę problemą galime formuluoti taip: sukurti optimalią TV tinklo struktūrą, kad ji būtų kuo paprastesnė, kuo
išnaudotume ryšio kanalus, bei garantuoti nepriklausomą TV sistemų naudojimąsi visose darbo vietose.

Projektavimo etape teks spręsti šiuos klausimus:

• tarpusavyje suderinti TV sistemas su persidengiančiais kanalais;

• užtikrinti gerą priimamų TV programų vaizdo ir garso kokybę;

• parinkti optimalius TV tinklo elementus.

Tai nėra visi klausimai, kuriuos gali tekti spręsti projektavimo etapuose. Visi kiti klausimai ir problemos atsirandančios projektavimo etapuose bus sprendžiami atitinkamuose baigiamojo darbo poskyriuose.

Toliau apžvelgsime kiekvieną iš TV sistemų atskirai. Panagrinėsime jų privalumus, trūkumus, suderinamumo problemas ir pan. Išsiaiškinsime kokius TV kanalus bus galima matyti laboratorijoje naudojant konkrečia sistemą.

3. TV SISTEMŲ ANALITINĖ APŽVALGA

Šiame skyriuje apžvelgsime įvairių TV sistemų veikimo bendruosius principus, naudojamus dažnių diapazonus, sistemų galimybes taikyti mokymo laboratorijoje.

Pradžioje verta paminėti ir kai kuriuos istorinius įvykius. Kadangi, TV programų transliavimui dabar naudojama tik spalvotoji televizija, istoriškai susiformavo ir nevienodai paplito įvairios spalvingumo sistemos. Pagrindinės tokios sistemos yra trys. JAV, Kanadoje, Japonijoje (iš viso 32 šalyse) paplito NTSC (angl., National Television System Committee – nacionalinis TV sistemų komitetas) sistema, kurios normos buvo patvirtintos 1953 m. Prancūzijoje 1959 m. išbandoma SECAM (pranc., Séquentiel Couleurá Avec Mémoire – spalvų seka su atmintimi) sistema, kuri paplito Rytų Europos šalyse, taip pat ir Lietuvoje. Firma “Telefunken” (tuometinė VFR) 1963 m. parengė tobulesnį NTSC variantą – PAL (angl., Phase Alternative Line – kintančios fazės eilutė) sistemą. Visos šios sistemos tarpusavyje tiesiogiai nesuderinamos, tačiau panaudojant dekoderius ir koderius galima iš vienos sistemos signalų gauti kitos sistemos signalus ir atvirkščiai.

Studijose gauti vaizdo signalai turi būti perduodami į TV imtuvus. Tam tikslui yra sukurta nemažai TV programų perdavimo sistemų. Šiuo metu labiausiai paplitę TV signalų perdavimo būdai yra trys – antžeminiais, palydoviniais ir kabeliniais tinklais. Pirmiausia televizijos programos pradėtos transliuoti antžeminiais tinklais metrinėmis (MB) ir decimetrinėmis (DMB) bangomis. Tam reikėjo statyti siųstuvų-retransliatorių tinklą (radijo relines linijas), nes skleisti signalus trukdė reljefo kliūtys, arti esantys kitų TV stočių siųstuvai ir pan. Televizijos programoms perduoti dideliais atstumais padėjo septintajame dešimtmetyje paleisti pirmieji ryšio palydovai “Telstar” – 1962 m., “Syncom” – 1963 m., “Early Bird” – 1965 m., “Molnija” – 1965 m., taip pat individualaus priėmimo palydovas – “Comstar” – 1965 m. Vis populiaresnės tampa mišrios sistemos – kabelinės TV sistemos. Pastarosios sistemos apjungia antžeminę ir palydovinę sistemas. Kabelinės TV sistemos labiausiai paplitusios industrinėse šalyse, nes kabeliniais tinklais galima perduoti daug programų, išvengti blogo matomumo zonų, pramoninių trukdžių. Perduodant signalus kabeliais vaizdo priėmimo kokybė nepriklauso nuo oro sąlygų. Tačiau, vesti kabelius ten kur mažas gyventojų tankumas neapsimoka. Mišrios sistemos dar labiau paplito paleidus į orbitą vidutinio galingumo tiesioginio matomumo palydovus (Astra – 1988 m., Eutelsat – 1991 m.). Palydovinių sistemų plitimą šiek tiek riboja didelės kainos, bei būtinybė įsigyti papildomus įrenginius – priėmimo anteną ir specialų imtuvą. Toliau panagrinėsime kiekvieną sistemą detaliau.

3.1. Antžeminė TV sistema

Viena iš numatomų panaudoti Televizijos laboratorijoje TV sistemų bus analoginė antžeminė priėmimo sistema. Kaip jau minėta, pirmiausiai televizijos laidos ir buvo pradėtos transliuoti panaudojant antžeminius tinklus, moduliuojant nešantįjį virpesį analoginiu vaizdo signalu. Dažniausiai tam naudojama negatyvioji moduliacija, kai moduliuojantysis signalas “apverčiamas” ir didžiausią skaistį atitinka mažiausia signalo amplitudė. Tada, padidėjus skaisčio signalo amplitudei, pavyzdžiui, dėl trukdžio, televizoriaus ekrane gaunamas juodas taškas arba linija mažiau pastebimi už baltą tašką ar juostą, kurie gautųsi naudojant pozityviąją moduliaciją. Be to negatyviosios moduliacijos atveju vidutinė siųstuvo spinduliuojama galia esti daug mažesnė už didžiausią galimą, nes vaizde paprastai vyrauja šviesūs tonai. Eilučių sinchronizavimo impulsai, esant tokiai moduliacijai, gaunami stabilesni ir didelės amplitudės, todėl kartais, nors matomas vaizdas ekrane būna prastos kokybės, jo sinchronizavimas išlieka beveik nepakitęs, žinoma, iki tam tikro triukšmų lygio. Sinchronizacijai gali pakenkti impulsiniai trukdžiai.

Analoginėje antžeminėje TV programų perdavimui naudojami metrinių (MB, 40 – 230 MHz) ir decimetrinių (DMB, 470 – 960 MHz) bangų ilgių diapazonai. Didžiausią dažnį riboja radijo bangų sklidimo tokiuose dažniuose ypatybės: atsiranda didelis slopinimas atmosferoje, priklausomybė nuo klimatinių sąlygų (lietaus, sniego, rūko ir pan.), didėja bangų interferencija, atspindžiai ir pan. Transliuojant TV programas, vaizdo ir garso signalai perduodami skirtingai. Vaizdo nešliui moduliuojama amplitudė, o garsas savo nešlį moduliuoja dažniu (dažnio
deviacija 50 kHz, perduodamų dažnių juosta nuo 30 Hz iki 15 kHz). Būtent dėl to, kad moduliacijos būdai skiriasi, galima naudoti bendras antenas bei stiprinimo traktus.

Metrinių ir decimetrinių radijo bangų sklidimą riboja tai, kad jos sklinda tiesioginio matomumo ribose, o televizijos stočių veikimo spindulys tesiekia (50 – 80) km. Norint padidinti veikimo spindulį, gali būti naudojami mažos galios retransliatoriai. Pastarieji statomi už TV stoties veikimo spindulio ribų, kur elektromagnetinio lauko stiprumas neužtikrina gero signalų priėmimo paprastomis antenomis. TV stočių veikimo atstumo padidinimui yra naudojamos radijo relinės, kabelinės, kosminės ir kitos ryšio linijos. Kaip viena iš antžeminių-eterinių TV sistemų perdavimo dalių yra radijo relinės linijos.

Radijo relinės linijos – tai automatinių retransliacinių radijo stočių tinklas, išdėstytas šalies ribose. Stotys veikia dažnių diapazone nuo 300 MHz iki 1100 MHz. Lyginant su kabelinėmis sistemomis, radijo relinės linijos yra ekonomiškesnės naudojamų spalvotųjų metalų kiekiu. Didžiausias jų trūkumas yra tas, kad, esant atstumams apie 1000 km ir didesniems, reikalinga daug tarpinių retransliacinių stočių. Radijo bangų, naudojamų relinėse linijose, sklidimas vyksta tik tiesioginio matomumo ribose. Šios radijo bangos neturi difrakcijos savybių, t. y. neužlinksta dėl reljefo nelygumų. Tiesioginio matomumo atstumai net ir labai aukštai iškeltom antenom tesiekia kelias dešimtis kilometrų (3.1 pav., a). Dėl to ir naudojamos tarpinės stotys (pažymėtos B ir C). Jų antenos iškeliamos į kelių dešimčių metrų aukštį, bet ne aukščiau kaip 100 – 120 m. Atstumas tarp gretimų retransliacinių stočių būna 30 – 50 km (priklausomai nuo naudojamų dažnių). Greta tiesioginio matomumo linijų naudojamos ir troposferinės radijo relinės linijos (3.1 pav., b), kuriose signalų perdavimui tarp stočių panaudojamas troposferinis ultra trumpųjų bangų (UTB) tolimojo sklidimo efektas. Dėl jo signalų energija dalinai išsisklaido. Tačiau įvairūs troposferos sluoksniai turi skirtingą dielektrinę skvarbą, kuri priklauso nuo temperatūros, drėgmės, slėgio ir pan., todėl bangos gali daug kartų atsispindėti vidiniuose sluoksniuose. Dėl paminėtų savybių įmanoma perduoti signalus žymiai didesniais atstumais, nei esant tiesioginiam matomumui. Radijo relinės linijos baigiasi galingais (iki 50 kW) retransliatoriais. “Šešėlinėse” zonose (kur signalai nepatenka dėl reljefo nelygumų arba dėl aukštų statinių) naudojami papildomi mažos galios (ne daugiau 100 W) retransliatoriai, kurių veikimo spindulys siekia 15 – 20 km.

Analoginės antžeminės TV signalų priėmimui iš eterio naudojamos įvairios priėmimo antenos. Tai įrenginiai, skirti keisti elektromagnetinę energiją aukštadažnėmis srovėmis. Antenos gali būti kanalinės, diapazoninės ir plačiajuostės. Vaizdo kokybės požiūriu geriausiai būtų naudoti kanalines antenas, kurios yra suderintos tik tam tikram dažniui (kažkuriam vienam TV kanalui). Tačiau tokiu atveju kiekvienai TV programai reikėtų atskiros antenos. Todėl dabar labiausiai paplitusios yra diapazoninės (MB ir DMB) antenos. Bendruoju atveju, realizuojant kolektyvų priėmimą, iš atskirų antenų gauti signalai pirmiausia sumuojami. Esant nepakankamam signalų lygiui sumatoriaus išėjime montuojamas stiprintuvas ir nuo bendro kabelio, panaudojant atšakotuvus, signalai paskirstomi abonentams. Tačiau gali būti ir taip, kad iš vienos antenos gaunamas pakankamas signalų lygis o iš kitos – ne. Tokiu atveju reikiamai antenai montuojamas anteninis stiprintuvas, o toliau signalai sumuojami ir paskirstomi abonentams.

Laboratorijoje galimų priimti TV kanalų duomenys ir kai kurie parametrai pateikti 3.1 lentelėje. Stulpelyje “poliarizacija” nurodyta, kokios poliarizacijos (vertikalios – V, ar horizontalios – H) perduodami atitinkamo TV kanalo signalai.

3.1 lentelė.

Antžeminės TV kanalų Vilniuje duomenys

TV programos pavadinimas Kanalo numeris TV diapazonas Dažnių juosta, MHz Poliarizacija Apytikris signalų lygis antenos išėjime, dBV

LTV 2 I 58 – 66 V 100

LNK 4 II 84 – 92 V 100

11K 11 III 214 – 222 H 80

VTV (TB6) 26 IV 510 – 518 H 70

ORT* 29 IV 534 – 542 H 60

TV3 31 IV 550 – 558 H 100

2BTV (TV Polonia) 38 V 606 – 614 H 100

BTV 48 V 686 – 694 H 70

* – ORT TV programa Vilniuje priimama ne visur ir jos signalų lygis labai priklauso nuo antenos vietos.

lentelėje pateikti praktikoje gaunami signalų lygiai. Pastebėtina, kad jie įvairiose vietose yra labai skirtingi ir TV laboratorijoje gali būti visai kitokie. Tai priklausys nuo pasirinktų antenų tipo, jų stiprinimo, signalų atspindžių aplinkoje bei įvairių trukdžių. Įrengiant Televizijos laboratoriją reikės matuoti gaunamus signalų lygius ir juos keisti iki reikiamų. Kaip matyti iš 3.1 lentelės, signalų lygiai kinta gana plačiose ribose (60 – 100 dBV) ir pageidautina juos kiek galima suvienodinti. Tam galima panaudoti diapazoninius stiprintuvus su reguliuojamais atskirų diapazonų stiprinimo koeficientais, o kai kuriems signalams gali tekti panaudoti ir slopintuvus (ateniuatorius).

3.2. Palydovinės TV sistemos

Antroji iš Televizijos laboratorijoje numatomų panaudoti TV sistemų – palydovinės TV sistema. Tai viena iš didžiausios analizės reikalaujanti
nes čia susiduriama su pakankamai aukštų dažnių bei programų paskirstymo daugeliui abonentų problemomis. Šiame poskyryje kalbama apie bendruosius palydovinės TV principus, naudojamus dažnius. Aptarsime problemas, kurios atsiranda paskirstant palydovinės TV signalus kolektyviai ir individualiai, taip pat palydovinės TV signalų priėmimo ir paskirstymo įrangos valdymą.

3.2.1. Bendrieji palydovinės TV principai

Palydovinės TV sistemos (PTS) veikia panaudojant dirbtinius Žemės palydovus, kurie sukasi apskrita orbita ekvatoriaus plokštumoje 35786 km aukštyje virš Žemės paviršiaus. Palydovo apsisukimo periodas tokiame aukštyje yra 24 val. Tokia orbita vadinama geostacionaria. Sukimosi kryptis sutampa su Žemės sukimosi apie savo ašį kryptimi, todėl palydovas lyg “kabo” virš tam tikro Žemės taško, be to, jo padėtis orbitoje periodiškai koreguojama dideliu tikslumu (0,1%¬¬). Pastovi palydovo padėtis Žemės atžvilgiu labai supaprastina jo retransliuojamų signalų priėmimą, nes tam nereikia specialios palydovo sekimo sistemos.

Palydovinė TV skiriasi nuo antžeminės pirmiausia tuo, kad veikia ne MB ir DMB, o centimetrinių bangų ilgių ruože. Nuo to priklauso priėmimo įrenginių matmenys, elektriniai duomenys bei schemos – PTS superaukštų dažnių grandyse naudojami elementai su paskirstytais elektriniais parametrais. Antra PTS ypatybė – didelis signalų apdorojimo būdų skaičius ir didesnės jų galimybės. Tai sąlygoja didesni vaizdo ir garso signalų nešlių dažniai bei platesni kanalai. Palydovinėje televizijoje naudojamos analoginės, analoginės-skaitmeninės ir skaitmeninės TV sistemos.

Analoginėje palydovinėje televizijoje dažnai naudojamos standartinės antžeminės TV spalvingumo sistemos NTSC, PAL, SECAM su analoginiu kompozitinio vaizdo signalo apdorojimu. Tačiau vaizdo signalo perdavimui naudojamas jo nešlio dažnio, o ne amplitudės moduliavimas. Dėl to prasiplečia signalo dažnių juosta, tačiau tokiu būdu jis geriau apsaugomas nuo trukdžių. Tai labai svarbu PTS dėl palyginti silpno signalo priėmimo vietoje, kurį sunku išskirti iš triukšmų.

Palydovinės TV sistemos, perduodančios TV programas, gali būti skirstomos į dvi grupes: fiksuotąją ir transliacinę palydovinės TV sistemas (FPTS ir TPTS). Fiksuotos PTS signalus, perduodamus per vieną ar kelis dirbtinius Žemės palydovus, priima specialios antžeminės stotys, esančios fiksuotose vietose. Ši sistema skirta teikti įvairių rūšių informacijai, tame tarpe ir TV programų platinimui. Dažniausiai FPTS programas platina tarp kolektyvaus priėmimo abonentų, paprastai organizacijų, kabelinių tinklų už atitinkamą mokestį. Tuo FPTS iš esmės ir skiriasi nuo TPTS. Pastarosios sistemos perduodamus signalus betarpiškai galima priimti tiek individualaus, tiek kolektyvaus naudojimo įrenginiais. Kolektyvaus naudojimo atveju žiūrovai priima programas per kabelinį tinklą iš kabelinės TV stočių ir moka už tai. Dauguma TPTS sistemos perduodamų programų skirtos individualiems vartotojams ir yra neapmokestinamos. Norint įvesti mokestį už programas, jos yra koduojamos ir, pageidaujant jas matyti, reikia įsigyti specialų dekoderį ir “raktą” (kortelę su užšifruotu kodu). “Rakte” įrašytas kodas kas tam tikrą laiką (kas metus, pusę metų ar kas mėnesį) yra keičiamas, tokiu būdu, vartotojai norintys ir toliau žiūrėti tas programas, turi pirkti kitą kortelę su nauju kodu.

PTS ryšiui tarp palydovo ir Žemės, priimant retransliuotus signalus iš palydovo, naudojami tokie dažnių diapazonai: 0,62-0,79 GHz; S=2,5-2,69 GHz; C=3,6-4,2 GHz; Q=10,7-12,75 GHz (QŽ=10,95-11,7 GHz; QA=11,7-12,75 GHz). Ryšis tarp Žemės ir palydovo palaikomas kitais dažniais (pvz., 14 arba 18 GHz diapazonuose). Pirmieji du dažnių diapazonai mums nepriimtini. Pirmasis iš jų persidengia su Lietuvoje naudojamais standartiniais antžeminės sistemos dažniais. Antrojo diapazono panaudojimas apribotas nacionalinėmis arba regioninėmis kolektyvinio naudojimo sistemomis, ir reikalauja derinimo su gretimų šalių valdžia. Dabar plačiausiai naudojami C ir Q dažnių diapazonai. Pats populiariausias yra Q.

Tipinė PTV sistemos struktūra pavaizduota 3.2 pav. Pilnieji TV programų signalai patenka į kanalų kodavimo įrenginius, kur moduliuoja atitinkamo dažnio nešantįjį virpesį.. Tokiu būdu, suformuojami kanaliniai signalai, kurie tarpusavyje atskirti dažnių ašyje. Toliau visi kanaliniai signalai sumuojami į bendrą signalą ir kurių dažnis perkeliamas į superaukštų dažnių (SAD) sritį F1. Patekę į siųstuvą signalai yra stiprinami ir perduodami į siuntimo anteną (SA). Priimti palydove signalai yra vėl stiprinami, keičiamas jų dažnis iš diapazono F1 į diapazoną F2 ir galiausiai jie yra išspinduliuojami atgal į Žemę. Palydovinės TV signalų priėmimas Žemėje gali būti realizuojamas dviem būdais: individualiai arba kolektyviai. Priėmimo antenoje (PA) yra keitiklis, kuris keičia dažnį iš 10 – 12 GHz dažnių diapazono į pirmąjį tarpinį dažnį (0,95 – 2,15 GHz). Pirmojo tarpinio dažnio signalai kabeliu patenka į priėmimo įrenginį, kuriame yra dekoduojami, parenkamas reikalingas kanalas ir suformuojamas išėjimo signalas į televizorių.

Šiuo metu nebėra aiškių ribų paskirstant dažnių kanalus tarp FPTS ir TPTS. Dar daugiau, Europos ir Azijos šalyse PTS
naudojamas 12 GHz diapazonas. Amerikos kontinento šalių PTS dažniausiai veikia 4 GHz diapazone, skirtame FPTS. Pirmo ir antro regionų 4 GHz diapazone daugiausiai naudojami kolektyvaus priėmimo įrenginiai su didesniu nei 2,5 m antenos skersmeniu. 12 GHz diapazone antenos yra mažesnės. Lietuvoje, palydovinės TV priėmimui, geriausia naudoti antenas, kurių skersmuo yra nuo 1 m iki 1,5 m. Naudoti didesnio skersmens antenas nėra tikslo, o naudojant mažesnio skersmens priimamų TV kanalų vaizdo ir garso kokybė labiau priklausys nuo klimatinių sąlygų. Čia paminėtas antenos skersmuo nurodytas grynai iš praktikos, tikslesnis antenos skersmens skaičiavimas bus pateiktas projektuojant Televizijos laboratorijos TV tinklą.

Visi PTS priėmimo įrenginiai, nepriklausomai ar analoginiai ar skaitmeniniai, sudaryti pagal superheterodino schemą, nes būtinas keitimas iš nešančiųjų dažnių diapazono į tarpinių dažnių diapazoną. Palydovinės TV priėmimo sistemos gali būti skirstomos į 3 grupes: 1) su vienkartiniu dažnių keitimu (pvz., “Ekran”, kur vaizdo tarpinio dažnio nešlis 714 arba 754 MHz, tarpinis dažnis 70 MHz, o pralaidumo juosta 2534 MHz); 2) su dukartiniu dažnių keitimu ( 3,64,2 GHz, 4,54,8 GHz ir 10,712,75 GHz, pirmasis tarpinis dažnis 0,952,15 GHz, pirmoji pralaidumo juosta 800 MHz, antrasis tarpinis dažnis 480612 MHz (yra variantas 70230 MHz), antroji pralaidumo juosta 2534 MHz); 3) su trikartiniu dažnių keitimu (trečioji pralaidumo juosta 3570 MHz).

Pagrindinis PTV ypatumas yra tai, kad ji realizuojama ne viename dažnių diapazone ir naudojama ne viena signalų poliarizacija. Skirtingos poliarizacijos (vertikali ir horizontali arba kairinė ir dešininė apskritiminės) naudojamos tiek C, tiek Q diapazonuose.

C diapazono užimamų dažnių juosta yra apie 500 MHz (3,7 – 4,2 GHz). Visas C diapazonas, panaudojant vieną heterodiną (fh = 5,15 GHz), perkeliamas į standartinio imtuvo įėjimo dažnių pralaidumo juostą (950 – 2150 MHz). Q diapazono užimama dažnių juosta žymiai platesnė – daugiau kaip 2 GHz (10,70 – 12,75 GHz). Tokia dažnių juosta viršija imtuvo įėjimo dažnių pralaidumo juostą. Jei būtų naudojamas vienas heterodinas, perkėlus visą Q dažnių diapazoną į žemesnius dažnius, gautume labai plačią dažnių juosta. Pavyzdžiui, naudojant heterodiną, kurio dažnis fhž=9750 MHz, perkėlus Q dažnių diapazoną gautume juostos plotį nuo 950 MHz iki 3000 MHz. Tačiau, toks dažnių keitimas neįmanomas, nes heterodinas negali persiderinti labai dideliame dažnių diapazone. Be to, imtuvas su tokia pralaidumo juosta priimtų daugiau trukdžių. Tuo tikslu Q diapazonas yra padalintas į du dažnių diapazonus (žemesnysis – QŽ ir aukštesnysis – QA) kur kiekvienam iš jų naudojami atskiri heterodinai, kurių dažniai yra fhž=9750 MHz ir fha=10600 MHz. Imtuvo įėjimo dažnių pralaidumo juosta yra pastovi (950 – 2150 MHz). Dėl skirtingų poliarizacijų ir skirtingų dažnių diapazonų atsiranda skirtumai tarp individualaus ir kolektyvaus palydovinės TV priėmimo sistemų naudojimo. Smulkiau apie minėtus naudojimo skirtumus ir ypatumus kalbėsime kitame poskyryje.

Palydovinėje TV naudojamos ir analoginės-skaitmeninės kodavimo sistemos. Viena tokių sistemų yra Didžiojoje Britanijoje sukurta MAC (angl. Multiplexing Analogue Components – analoginių komponentų sutankinimo) sistema. Joje komponentiniai skaisčio ir spalvingumo signalai atskirai sutankinami laike ir perduodami paeiliui eilučių skleistinės tiesioginės eigos metu. Tuo tikslu analoginiai signalai nuskaitomi tam tikru taktiniu dažniu, duomenys apie atskaitas kaupiami skaitmeniniu pavidalu buferinėje atmintyje, po to pagreitintai nuskaitomi aukštesniu taktiniu dažniu ir skaitmeniniai signalai vėl pakeičiami į analoginę formą. MAC sistemoje skaisčio ir spalvingumo signalai silpniau veikiami kryžminių tarpusavio trukdžių ir mažiau jautrūs triukšmų poveikiui, ypač spalvingumo signalas. Garso, teleteksto ir sinchronizavimo signalai perduodami skaitmeniniu pavidalu, užkoduoti trukdžiams atspariu kodu, laukų arba eilučių atgalinės eigos metu. Todėl vaizdo ir garso kokybė MAC sistemoje geresnė, negu perduodant analoginius signalus PAL sistema. Šiuo metu jau yra sukurta nemažai MAC sistemos variantų.

Kita kodavimo sistema, priskiriama grynai skaitmeninėms, yra sukurta Europoje Tarptautinės standartizavimo organizacijos (ISO) ir Tarptautinės elektrotechninės komisijos (IEC). Pastaroji sistema turi du standartus – MPEG-1 ir MPEG-2 (angl., Moving Picture Experts Group – judančių vaizdų ekspertų grupė). Standartas MPEG-1 numatytas progresyviajai skleistinei ir naudojimui asmeniniuose kompiuteriuose bei multimedijos sistemose. Jis optimizuotas skaitmeninių signalų perdavimui 1,5-8 Mbit/s greičiu. MPEG-2 panaudoja pakaitinę skleistinę, pritaikytas PTS su vaizdo skleidimo standartu 525/60/2:1/4:3 ir 16:9 vaizdo ekrane formatu bei standartu 625/50/2:1/4:3 ir 16:9 formatu. Jis optimizuotas 2-15 Mbit/s greičiui. Tačiau aukštos kokybės skaitmeninei TV būtina perduoti skaitmeninį srautą 216 Mbit/s greičiu. MPEG-2 standarto sistemose šis srautas suspaudžiamas iki 8-15 Mbit/s ir tai leidžia 27/36 MHz pločio palydovinio ryšio kanalu perduoti 3-4 skaitmenines TV programas, kurių vaizdo ir garso kokybė aukštesnė, lyginant
su analogine TV. TV vaizde visada yra tam tikras informacijos perteklius – tai arba praktiškai nejudantis fonas, arba stambus priekinis planas. MPEG-2 algoritmas pašalina šį perteklių, panaudodamas kodavimą tarp kadrų ir jų viduje.

Šiuo metu Jūs matote 52% šio straipsnio.
Matomi 4616 žodžiai iš 8899 žodžių.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA (kaina 1,45 €) ir įveskite gautą kodą į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.