Тема: Организация приема HD-цифровых телевизионных сигналов в формате DVB-S2 через спутниковые каналы (стр. 7 )

Приемные станции могут быть трех видов: 1-профессиональные с цифровым декодером, 2-е преобразователями вида 4-ФМ/КАМ (4-ФМ - четырехпозиционная фазовая модуляция, КАМ-квадратурная амплитудно-фазовая модуляция с числом уровней 64 или 256 для кабельных сетей или для индивидуальных приемных устройств спутникового телевидения).

В первом типе станций сигнал после декодирования поступает в профессиональную студию либо в кабельную распределительную сеть телевизионных программ, или в бытовой интегрированный кабельный декодер, в котором выделяются также каналы телетекста и звукового вещания, во втором типе станций - на индивидуальный спутниковый ресивер-декодер. Разработаны бытовые и профессиональные спутниковые декодеры с весьма универсальными схемами. Профессиональные цифровые декодеры обычно рассчитаны на применение в любых конфигурациях стандартов и сигналов.

Структурная схема приемной индивидуальной установки цифровой спутниковой системы изображена на рис. 3.2, в которую входит параболическая антенна с диаметром 0,6... 1,2 м, перед рефлектором которой помещается наружный блок (конвертер).

3.2. Структурная схема спутниковой системы цифрового телевидения   В соответствии со структурной схемой рис. 3.2 принятый антенной сигнал проходит через блок выбора поляризации, далее поступает в малошумящий усилитель, смеситель, на второй вход которого поступает сигнал гетеродина. После преобразования сигнал выделяется фильтром первой промежуточной частоты и далее усиливается УПЧ1. Таким образом, в конвертере происходит преобразование частоты сигнала, принятого антенной в полосе частот 10,95... 11,7 ГГц или 11,7... 12,5 ГГц спутниковой системы диапазона Кu, в сигнал первой УПЧ в полосе 0,95... 1,75 ГГц или 0,95...2,05 ГГц и усиление этого сигнала.

 

Рис. 3.2. Структурная схема приемной индивидуальной установки спутниковой цифровой системы ТВ: 1 - поляризатор; 2 - МШУ; 3 - смеситель; 4 - первый гетеродин; 5 - УПЧ наружного блока; 6 - УПЧ внутреннего блока; 7 - второй смеситель; 8 - второй гетеродин; 9 - блок управления; 10 - полосовой фильтр; 11 - УПЧ2   Кратко рассмотрим требования к конвертеру телевизионных сигналов и его техническим характеристикам. Конвертер - это наиболее важный узел приемной установки. Его основные задачи: уменьшение общего коэффициента шума, осуществление широкополосного усиления, преобразование частоты и обеспечение сравнительно большого динамического диапазона, так как в противном случае могут возникать нелинейные искажения сигнала. Конвертер размещают в герметизированном корпусе и помещают в фокусе приемной антенны. Входящий в него волноводно-полосковый переход предназначен для обеспечения согласования входа малошумящего усилителя (МШУ) с поляризатором. Малошумящий усилитель имеет обычно три усилительных каскада. Каскады в качестве усилительных элементов содержат полевые арсенид галлиевые малошумящие транзисторы, выполненные по технологии ТВПЭ (транзисторы с высокой подвижностью электронов), имеющие малый коэффициент щума. Особенностью каскадов таких МШУ является отсутствие резисторов во входных цепях, поскольку наличие их вызвало бы увеличение коэффициента шума малошумящего усилителя.

Канализация сигнала во входную цепь и передача ее на вход последующего каскада осуществляется микро-полосковыми линиями. Стационарный режим каскадов обеспечивается отдельными источниками питания через элементарные LC-фильтры низких частот. Благодаря принятым мерам удается получить коэффициент шума неохлаждаемого МШУ 0,7...1,0 дБ, при неравномерности АЧХ около 2 дБ, линейной ФЧХ и коэффициенте усиления около 25...35 дБ.

Фильтр смесителя выполняется по микрополосковой технологии. Потери преобразования смесителя с гетеродином составляют обычно 5...6 дБ (с учетом потерь, вносимых полосовым фильтром). УПЧ1 имеет широкую полосу пропускания и малые собственные шумы. Для усиления сигнала в УПЧ1 имеются обычно четыре резисторных каскада на биполярных транзисторах с включением усилительных элементов по схеме с общим эмиттером, коэффициент усиления УПЧ1 составляет обычно 30...35 дБ. Питание конвертера осуществляется по центральной жиле кабеля, соединяющего его с внутренним блоком. Длина соединительного коаксиального кабеля между конвертером и внутренним блоком может достигать нескольких десятков метров.

Внутренний блок цифровой приемной установки - ресивер -согласно схеме (рис. 3.2) содержит дополнительный каскад УПЧ1, преобразователь и усилитель второй промежуточной частоты с полосой пропускания 27/36 МГц. Уровень выходного сигнала УПЧ2 составляет обычно 1 В. Гетеродин второго преобразователя частоты - перестраиваемый с шагом 10 кГц с синтезатором частот, работающим в полосе 0,95...2,15 ГГц + 480 МГц. Сигнал с выхода ресивера после демодуляции поступает на цифровой декодер. Структурная схема бытового цифрового приемника-декодера приведена на рис. 3.3.

В демодуляторе производится преобразование высокочастотного модулированного сигнала в цифровой поток, который поступает на демультиплексор, разделяющий его на три составляющих: видео, аудио и поток данных. В этом же блоке осуществляется дескремблирование (устранение псевдослучайной последовательности кодирования, наложенной на сигнал в передатчике). Видеосигналы декодируются из стандарта MPEG в декомпрессированные цифровые сигналы в блоке 5, из которых после цифроаналогового преобразователя 6 выделяются исходные видеосигналы в виде составляющих яркостной (Y) и трех цветовых составляющих - красной (R), зеленой (G) и голубой (В).

Блок 6 осуществляет также функции преобразователя стандартов, т.е. на его выход в соответствии с желанием пользователя можно подключить телевизионный приемник, работающий в одном из трех стандартов аналогового телевизионного вещания -PAL, SECAM или NTSC. Имеется выход для подключения наземной сети телевещания. С выхода аудиодекодера 4, совмещенного с цифроаналоговым преобразователем, можно получить как аналоговые, так и цифровые сигналы. Микропроцессор 8 управляет работой блока 3 (демультиплексора-дескремблера) и выделяет телефонный сигнал в случае реализации интерактивной системы связи, а также образует интегрированные пакеты данных других служб, подводимые далее в блок 12.

 

Микропроцессор имеет выход для подключения стандартного интерфейса RS-232. Модуль цифрового управления и инфракрасный датчик обеспечивают возможность дистанционного управления приемником-декодером. Рис. 3.3. Структурная схема цифрового приемника: 1 - ресивер; 2 - демодулятор (прямое исправление ошибок); 3 - демультиплек-сор/дескремблер; 4 - аудиодекодер MPEG-2; 5 - видеодекодер MPEG-2; 6 - кодер системы цветного телевидения; 7 - модулятор; 8 - микропроцессор; 9 - модем; 10 - ИК датчик; 11 - модуль цифрового телевидения; 12-пакеты данных формата MPEG-2; 13 - цифровое видео 4:2:2; 14 - SECAM/PAL; 15 - Y/C; 16 - R-G-B; 17 - аналоговое аудио; 18 - цифровое видео AES/EBU; 19 - RS 232; 20 - телефонная линия

Впервые технические параметры спутниковых ресиверов ряда фирм Западной Европы в обобщенном виде были представлены в работе. Главным отличием современных спутниковых ресиверов является возможность приема только одних цифровых телевизионных программ либо комбинированных аналого-цифровых. В табл. 3.1 приводятся основные технические данные ресиверов.

 

Таблица 3.1. Основные технические данные ресиверов Параметр Тип   DRS9400 VIA ЕМ ТЕСН ЕМ300 PvR Humax PvR-8000 Humax C1-5100 VA-5200 VACI-5300 Medio-Com VACI-Gold XSAT CDTV410 Диапазон частот, ГГц 0,95...2,15 0,95...2,15 0,95...2,15 0,95...2,15 0,95...2,15 0,95...2,15 Уровень входного сигнала, дБВ -55...-95 Нет данных -55...-95 -55...-95 Нет данных -55...-95 Скорость приема 2...45 1...45 1...45 1...31 2...45 2...30,5 Перекл. поляриз. В 13...19 13...19 13...18 13...18 Нет данных   13...18   Параметр Тип Управле-ние Гетеродина МШУ, кГц 0...22 20...24 18...26 18...26 22 22 Разрешение (пикселей) 780x576 ...352x288 720x576 (PAL) 720x576 720x576 720x576(PAL) 720x480(NTSC) 720x576 Питание, В (Гц) 176...264 (50... 60) 90...260 (50... 60) 90...250 (50... 60) 90...250 (50...60) 90...250 50) 90...240 (50...60) Габаритные размеры, мм 233x676x60 340x260x60 400x297x65 370x280x60 370x270x70 310x170x65 Масса, кг 0,95 1,5 3,5 2,8 2,7 1,3 Один из вариантов структурной схемы приемного тракта цифрового спутникового телевидения по стандарту DVB-S показан на рис. 3.4. Электромагнитные колебания сантиметрового диапазона принимаются параболической антенной и переносятся в конверторе на первую промежуточную частоту. Затем в тюнере осуществляется второе преобразование частоты и выбор одного из каналов, принимаемых с данного спутника. На выходе тюнера получается сигнал на промежуточной частоте, который проходит усилитель, управляемый схемой АРУ, и поступает на аналоговый квадратурный демодулятор.