ABC TECHNIKI SATELITARNEJ

MARIAN POKORSKI
MULTIMEDIA ACADEMY
ABC
TECHNIKI
SATELITARNEJ
ROZDZIAŁ 04
KONWERTERY
www.abc-multimedia.eu
MULTIMEDIA
ACADEMY
***
POLSKI WKŁAD
W PRZYSZŁOŚĆ
EUROPY
OD AUTORA
Wprowadzenie
Konwerter jest pierwszym aktywnym podzespołem w łańcuchu między
satelitą i naszym odbiornikiem satelitarnym. Słabe nadajniki na satelitach,
odległość między nimi a naszą anteną odbiorczą, dochodząca do 40.000
km, jest przyczyną bardzo słabego sygnału jaki odbieramy. Jedynie silnie
koncentrowany i skupiony w jednym punkcie sygnał umożliwia odbiór programów radiowych, telewizyjnych i usług interaktywnych. W tym punkcie
znajduje się falowód konwertera z dwoma, ca. 14 mm antenkami prętowymi, których zadaniem jest odebranie sygnału elektromagnetycznego o polaryzacji pionowej i poziomej. Odebrane sygnały przekazane są do
wzmacniacza z tranzystorami o dużym wzmocnieniu i małych szumach.
Zadaniem konwertera jest nie tylko wzmocnienie sygnału w zakresie
częstotliwości między 10,700 i 12,750 GHz, ale także jego retransmisję do pierwszej pośredniej częstotliwości satelitarnej mieszczącej się w
zakresie 950...2050 MHz. Sygnał o tym zakresie częstotliwości można
bez większych trudności przesłać kablem współosiowym do odbiornika.
Z uwagi na możliwość uzyskania jak największej ilości programów wykorzystano dwa rodzaje modulacji, pionową i poziomą. W celu zmniejszenia
problemów z emisją sygnału w paśmie o stosunkowo dużej szerokości
(2050 MHz) pasmo 950…2050 MHz podzielono na dwa.
Drugim zadaniem konwertera są przełączania między dwoma polaryzacjami i dwoma pasmami, które odbywa się na polecenie odbiornika.
W tym rozdziale opiszę wszystkie rodzaje konwerterów ich działanie i zastosowanie.
Marian Pokorski
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski * MULTIMEDIA ACADEMY
3
KONWERTERY
4. Konwertery
4.1. Rodzina konwerterów
Poniższa lista przedstawia całą rodzinę konwerterów, co wcale nie znaczy, że jutro, na rynku, pojawią się inne:
1. Konwertery typu SINGLE
2. Konwertery typu TWIN
3. Konwertery typu QUAD
4. Konwertery typu OKTO
5. Konwertery typu QUATRO
6. Konwertery typu MONOBLOK
7. Konwertery z przelotem dla sygnału RTV
8. Konwertery dla systemów jednokablowych
9. Konwertery dla techniki światłowodowej
Zdjęcie nr 4a
Rodzina konwerterów
Na zdjęciu nr 4a pokazana jest mała część rodziny konwerterów. W następnych
rozdziałach opiszę wszystkie typy konwerterów używanych w odbiorze satelitarnym.
4
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski * MULTIMEDIA ACADEMY
KONWERTERY
4.2. Zasady działania konwertera
Częstotliwość sygnału odbieranego przez konwerter należy do bardzo wysokich,
a ich długość fali wynosi zaledwie 28...23.5 mm, dlatego też nie używa się do jej
odbioru anteny typu Yagi, ale dwóch małych pręcików znajdujących się w falowodzie o kształcie prostokąta o wymiarach 9 x 19 mm lub okrągłym o średnicy
17 mm. Sama czasza anteny satelitarnej jest wyłącznie elementem wspomagającym.
Do tego falowodu skierowany jest skoncentrowany przez lustro anteny sygnał
emitowany przez satelity, które umieszczone są na orbicie geostacjonarnej,
35.786 km ponad równikiem. Ta odległość zwiększa się oddalając się w kierunku północy lub południa i pozycji geograficznej na równiku, na której znajduje się
satelita i może przekroczyć 40.000 km. W konwerterze następuje wzmocnienie i transformacja odbieranej częstotliwości na nową 950...2050 MHz, tak
zwaną „pierwszą pośrednią częstotliwością satelitarną”, którą już bez większych
problemów możemy przesłać kablem współosiowym, do naszego odbiornika satelitarnego.
Elektroniczna część konwertera zbudowana jest z czterech grup:
»» dwa niskoszumowe wzmacniacze tranzystorowe HTM do wzmocnienia
częstotliwości 10.700...11.700 MHz i 11.700...12.750 MHz,
»» dwa oscylatory i mieszacze, które służą do transformacji częstotliwości
satelitarnej na pierwszą pośrednią częstotliwość satelitarną,
»» wzmacniacze wzmacniające pośrednią częstotliwość SAT (950...2150
MHz),
»» systemu przełączników dla polaryzacji pionowej i poziomej oraz dolnego i
górnego pasma,
»» systemu zasilającego poszczególne grupy.
Satelitarne sygnały telewizyjne i radiowe emitowane są w czterech różnych polaryzacjach:
»» polaryzacji pionowej,
»» polaryzacji poziomej,
»» polaryzacji lewoskrętnej,
»» polaryzacji prawoskrętnej.
Nas będą interesowały dwie pierwsze polaryzacje, stosowane przez systemy satelitarne Hot Birda i ASTRY, poziomą i pionową. Przełączanie między obu polaryzacjami następuje w konwerterze przy pomocy dwóch napięć; 13 V i 18 V lub
poleceń DiSEqC.
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski * MULTIMEDIA ACADEMY
5
KONWERTERY
Uniwersalne konwertery do odbioru obu pasm częstotliwości Low Band
(10,7...11,7 GHz) i High Band (11,7...12,75 GHz) muszą być wyposażone w możliwość przełączania między obu pasmami. W tym wypadku zastosowano sygnał o
częstotliwości 22 kHz. Przełączanie między częstotliwością 0 i 22 kHz pozwala
na wybór jednego z dwóch pasm.
Oba polecenia przełączeń otrzymuje konwerter z odbiornika kablem współosiowym. Połączenie to musi być bezwzględnie najwyższej jakości. Zły kontakt między
wtyczkami i kablem oraz minimalne zwarcia są powodem szeregu uszkodzeń,
które mogą występować w różnych niesprzyjających warunkach, zwłaszcza w
czasie opadów atmosferycznych. Należy zatem pamiętać, że konwerter pracuje
w ekstremalnie trudnych warunkach.
W rozdziale „Poradnik instalatora” opiszę szczegółowo uszkodzenia występujące w instalacji satelitarnej, ich diagnozę i sposoby usuwania.
Na grafice nr 4.2a. pokazałem przełączniki w uniwersalnym konwerterze typu „Singel”.
W dolnej części schematu
znajduje się przełącznik do
przełączania między pasmami Low Band i High Band, który sterowany jest przy pomocy sygnałów o częstotliwości
22 kHz.
Grafika nr 4.1a
przełączniki w konwerterze
W momencie braku tego sygnału przełącznik uaktywnia
kierunek „odbiornik satelitarny -> dolne pasmo częstotliwości”, w momencie, kiedy
pojawia się sygnał o częstotliwości 22 kHz kierunek zostaje zmieniony na „odbiornik satelitarny -> górne pasmo częstotliwości” (jak na schemacie). W górnej części schematu pokazane są dwa przełączniki dla polaryzacji piono-
wej i poziomej sterowane napięciami 14 i 18 V.
6
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski * MULTIMEDIA ACADEMY
KONWERTERY
Na grafice nr 4.1b pokazane są
kryteria przełączeń w konwerterze.
Grafika nr 4.1b
kryteria przełączeń w konwerterze
Lewa strona schematu pokazuje
stany przełączeń pionowej i poziomej polaryzacji w dolnym paśmie, prawa strona w górnym
paśmie. Strefa prawidłowego napięcia oznakowana jest kolorem
zielonym. Kolor czerwony oznacza niebezpieczną strefę.
Przy lokalizacji przyczyny uszkodzenia ważny jest pomiar tych
napięć. Uszkodzony zasilacz lub zwarcie na trasie „odbiornik satelitarny -> konwerter” może być przyczyną nieprawidłowego zasilania, a co za tym idzie nieprawidłowego przełączania w konwerterze.
4.2.1. Elektroniczna część konwertera
Wspomniałem, że konwerter pracuje w
ekstremalnie trudnych warunkach. Różnica temperatur zima/lato dochodzi do
100° C, a długotrwałe deszcze to tak jakbyśmy go wsadzili do miski z wodą. Mimo to
wymagamy od niego by pracował 24 godziny na dobę i to przez wiele lat.
Na zdjęciu nr 4.2.1. pokazałem wnętrze
konwertera wraz z jego elektroniką. Tutaj znajdują się wzmacniacze, generatory,
przełączniki, stabilizatory termiczne i zasilanie. Obudowa wykonana jest najczęściej z
Cynkalu i hermetycznie zamknięta.
Dodatkowo do uszczelki gumowej wszystkie miejsca kontaktu pokrywy z obudową
pokryte są specjalną masą uszczelniającą,
odporną na agresywne środowisko.
Zdjęcie nr 4.2.1.
Konwerter Twin - płytka z podzespołami
elektronicznymi. Zdjęcie SETMAP
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski * MULTIMEDIA ACADEMY
7
KONWERTERY
4.3. Parametry konwerterów
Poniższa tabela przedstawia typowe parametry konwerterów. Jako przykład
wziąłem konwerter typu SINGEL BSNE8 - 604 A, firm ALPS. Parametry podawane przez tego producenta są rzeczywistymi, a nie jak u wielu innych marketingowymi. Przy okazji wyjaśnię znaczenie poszczególnych parametrów.
SINGEL BSNE8 - 604 A
1 Napięcie zasilania
11,5…19 V
2 Pobór prądu
120 mA (typ.)
3 Pasma częstotliwości wejściowej
4 Lokalny oscylator
5
Stabilizacja oscylatorów
w temperaturze pokojowej
w temperaturze -40°…+60° C
6 Pasma częstotliwości wyjściowej
Low Band
High Band
10,70…11,70
11,70…12,75
9,75 MHz
10,6 MHz
± 1 MHz (Max)
± 1 MHz (Max)
950…1950 MHz
7 Wzmocnienie
55 dB (typ.)
8 Liczba szumów
> 0,8 dB
9 Temperatura pracy
> 0,8 dB
-40°…+60° C
10 Średnica zamocowania
11 Waga
1100…2150 MHz
40 mm (standard)
180 g
4.3.1. Napięcie zasilania
Konwerter jako zespół skomplikowanej elektroniki musi być zasilany prądem
stałym, dostarczanym najczęściej przez odbiornik satelitarny kablem koncentrycznym łączącym go z konwerterem.
W wypadku zastosowania multiswitchów z własnym zasilaczem, one przejmują rolę zasilania konwerterów. W stacjach czołowych stosuje się specjalne zasilacze z elektroniczną stabilizacją napięcia, unikając w ten sposób niespodzianek w przerwach dostawy prądu lub jego niestabilnością. Z uwagi na
oporność rzeczywistą kabla uzależnioną od jego budowy i długości, napięcie
zasilające konwerter musi mieć dużą tolerancję.
8
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski * MULTIMEDIA ACADEMY