Сети кабельного телевидения для самых маленьких. Часть 6: Усилители RF-сигнала

В этой статье рассмотрим усилители высокочастотного радиосигнала кабельного телевидения на коаксиальной части магистрали.

Содержание серии статей

• Часть 1: Общая архитектура сети КТВ
• Часть 2: Состав и форма сигнала
• Часть 3: Аналоговая составляющая сигнала
• Часть 4: Цифровая составляющая сигнала
• Часть 5: Коаксиальная распределительная сеть
• Часть 6: Усилители RF-сигнала
• Часть 7: Оптические приёмники
• Часть 8: Оптическая магистральная сеть
• Часть 9: Головная станция
• Часть 10: Поиск и устранение неисправностей на сети КТВ

В случае, если на доме (или даже в целом квартале) только один оптический приёмник и вся разводка до стояков выполнена коаксиальным кабелем, обязательно требуется усиление сигнала в их начале. В нашей сети применяются в основном устройства фирмы Teleste, поэтому рассказывать буду на их примере, но принципиально оборудование других производителей ничем не отличается и набор функционала для настройки обычно схож.

Минимальное количество настроек имеет модель CXE180M:


Как вы, вероятно, помните из предыдущих частей у сигнала есть два важных количественных параметра: это уровень и наклон. Именно их и могут помочь поправить настройки усилителя. Начнём по порядку: сразу после входного разъёма находится аттенюатор. Он позволяет уменьшить входной сигнал на величину до 31дБ (при переключении синего джампера в соответствии со схемой диапазон крутилки меняется с 0-15 на 16-31дБ). Это бывает необходимо в случае, если на усилитель приходит сигнал более 70 дБмкВ. Дело в том, что усилительный каскад обеспечивает подъём уровня сигнала на 40 дБ, а на выходе мы должны снять не более 110 дБмкВ (при более высоком уровне резко падает отношение сигнал/шум и эта цифра актуальна для всех широкополосных усилителей и приёмников с встроенным усилителем). Таким образом, если на вход усилителя попадает 80 дБмкВ, например, то на выходе он нам отдаст 120 дБмкВ шума и рассыпающейся цифры. Чтобы этого избежать нужно выставить входной аттенюатор в положение гашения 10дБ.

За аттенюатором мы видим эквалайзер. Он необходим для устранения обратного наклона, если он есть. Достигается это за счёт уменьшения уровня сигнала в зоне низких частот на величину до 20дБ. Стоит обратить внимание, что устранить обратный наклон, подняв уровень верхних частот мы не сможем, только задавить нижние.

Этих двух инструментов бывает достаточно для того, чтобы исправить незначительные отклонения сигнала от нормы. В случае, если это не так, то можно воспользоваться следующими:

Симулятор кабеля, выполненный в виде вставки, которую можно поставить горизонтально или вертикально, как понятно из названия, симулирует включение длинного участка кабеля, на котором должно произойти затухание преимущественно верхних частот диапазона. Это позволяет уменьшить при необходимости прямой наклон, задавив 8дБ в зоне высоких частот. Такое бывает полезно при установке усилителей каскадом на короткой дистанции, например.

После этих манипуляций сигнал проходит первую ступень усилительного каскада, после которой мы видим ещё одну вставку, которая позволяет дополнительно снизить коэффициент усиления. Следующий за ним джампер вновь поможет нам задавить низкие частоты для получения необходимого наклона. Эти две настройки по сути являются аналогом входных аттенюатора и эквалайзера, но работающих со второй ступенью каскада.

На выходе усилительного каскада мы видим тестовый отвод. Это стандартный резьбовой разъём, к которому можно подключить измерительный прибор или телеприёмник для контроля качества выходного сигнала. Не все приборы и практически ни какие телевизоры способны нормально переварить сигнал с уровнем в сто и более дБмкВ, поэтому тестовые отводы на любом оборудовании всегда делаются с затуханием в 20-30дБ от действительной величины на выходе. Это нужно всегда держать в голове, проводя измерения.

Перед выходом установлена ещё одна вставка. На фото усилителя видно, что изображённая на ней стрелка указывает только на правый вывод. И это значит, что в левом сигнала не будет. Такие вставки стоят в этих усилителях «из коробки», а внутри самой коробки в комплекте поставки лежит другая:

Она позволяет задействовать второй вывод, но неизбежно вносит затухание сигнала на величину 4дБ.

Усилитель модели CXE180RF на первый взгляд имеет вдвое больше настроек:


На самом деле всё не так страшно: за исключением небольших отличий здесь всё то же самое, что и в рассмотренном выше.

Во-первых, на входе появился тестовый отвод. Он нужен для контроля сигнала без отключения кабеля от входа усилителя и, соответственно, без перерыва вещания.

Во-вторых, появившиеся диплексные фильтры, а так же аттенюатор и эквалайзер выхода необходимы для настройки каналов прохождения DOCSIS, поэтому в рамках этой статьи скажу лишь, что фильтры отрезают те частоты, которые указаны на них и это может стать проблемой, если в спектре сигнала на этих частотах вещаются ТВ каналы. К счастью, производитель выпускает их с разными значениями и заменить их при необходимости не составляет труда.


Крутилки же (как и джампер, вносящий затухание в 10дБ) влияют исключительно на обратный канал и никак не способны изменить телевизионный сигнал.

А вот оставшиеся три джампера предлагают нам познакомиться с такой технологией, как удалённое питание.

При проектировании домов зачастую усилители размещаются в таких местах, где могут быть проблемы с подводом электричества от распределительных щитов. Кроме того, каждая пара «вилка-розетка», подразумевающая за собой ещё и автоматический выключатель (который может быть установлен в самом неожиданном месте), представляют собой потенциальную точку отказа. В связи с этим существует возможность питать оборудование прямо по коаксиальному кабелю. Причём, как видно из маркировки на накладке блока питания, это может быть как переменный, так и постоянный ток с весьма широким диапазоном напряжений. Так вот: эти три джампера и включают возможность протекания питающего тока на вход, а так же на каждый из двух выходов по отдельности, если нам нужно запитать следующий усилитель в каскаде. При включении стояка с абонентами напряжение на выход конечно же подавать нельзя!

Я уже упоминал в предыдущей части, что в такой системе используются специальные магистральные ответвители:

В них используются более крупные и надёжные элементы, а массивный корпус обеспечивает теплоотвод и защиту.

Источником питания в таком случае является блок с встроенным массивным трансформатором:


Стоит сказать, что при кажущейся оптимальности схемы дистанционного питания, работающие таким образом усилители реже без последствий переживают аварии энергоснабжения на домах, а при их замене техперсоналу дополнительно приходится искать и отключать питание самого блока, чтобы не работать с кабелями под напряжением и, таким образом, на время замены одного усилителя без сигнала остаётся весь дом. По той же причине на таких усилителях необходим тестовый отвод на входе: иначе пришлось бы работать с кабелем под током.

Было бы интересно узнать от коллег насколько распространены системы с дистанционным питанием, напишите в комментариях, если используете, пожалуйста.

При необходимости подключить большое количество телевизоров внутри квартиры или офиса можно столкнуться с нехваткой уровня после цепочки делителей. В таком случае необходимо устанавливать усилитель на территории абонента, для чего используются небольшие устройства с минимальным количеством настроек и меньшим уровнем усиления.
Например, такой:


Источник: habr.com