ABC TECHNIKI SATELITARNEJ

MARIAN POKORSKI
MULTIMEDIA ACADEMY
ABC
TECHNIKI
SATELITARNEJ
ROZDZIAŁ 12
TECHNIKA POMIAROWA
www.abc-multimedia.eu
MULTIMEDIA
ACADEMY
***
POLSKI WKŁAD
W PRZYSZŁOŚĆ
EUROPY
OD AUTORA
Wprowadzenie
Technika pomiarowa nie należy do najłatwiejszych działów w tej książce i wymaga
daleko idących przemyśleń i rozważań nad strukturą tego rozdziału. Bez skomplikowanych wzorów i schematów blokowych trudno wyjaśnić metody i sposoby
analizy pomiaru sygnału wysokiej częstotliwości. Sygnał wysokiej częstotliwości
nie jest rejestrowany przez ludzkie zmysły. Nie widać go, nie słychać, nie czuć i
nie jest odczuwalny przy dotyku przewodu, w którym płynie, chyba, że jego moc
jest bardzo duża. To czszmi nasuwa pytanie „czy w ogóle istnieje?”
By zobaczyć jego wartość, częstotliwość, polaryzację, kształt i szereg innych parametrów, a przede wszystkim móc ingerować w jego wartości, potrzebne są
urządzenia, które potrafią zmienić jego niewidzialność w organoleptyczny obraz i dźwięk. Do tego służą przyrządy pomiarowe niskiej i wysokiej częstotliwości. Ich gama jest bardzo różnorodna, od prostych wskaźników pokazujących
poziom sygnału, ale nie jego wartość, poprzez proste przyrządy pomiarowe ze
wskazaniem jego wartości i obrazu, mierniki semiprofesjonalne, do profesjonalnych mierników i analizatorów widma, których cena przekracza często wartość
10.000 €.
Czy w codziennej pracy wystarczają proste wskaźniki? Stosując je można ustawić indywidualną antenę tak dalece dobrze, że wielu niewtajemniczonych nie będzie widziało mniejszych lub większych wad w obrazie na ekranie swojego telewizora.
Osobiście zalecam przyrządy pomiarowe, na których można zmierzyć, określić i
zobaczyć podstawowe parametry sygnału cyfrowego. W tym tomie opiszę różne typy i rodzaje przyrządów pomiarowych stosowanych w technice multimedialnej, a szczególnie satelitarnej, naziemnej i kablowej. Profesjonalni producenci
przyrządów pomiarowych proponują uniwersalne mierniki wysokiej częstotliwości dla wszystkich opcji pomiarowych; analogowych i cyfrowych, na których można nie tylko zobaczyć mierzony sygnał, ale także obraz telewizyjny, często z jego
parametrami.
Marian Pokorski
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski *MULTIMEDIA ACADEMY
3
TECHNIKA POMIAROWA
12. Technika pomiarowa
12.1. Dokładność i precyzja
W technice pomiarowej obowiązują dwie generalne zasady;
1. PRECYZJA
2. PRAWIDŁOWA INTERPRETACJA POMIARÓW.
Proszę pamiętać, że dokonanie pomiaru to tylko 25% naszej pracy, 75% to
jego analiza i interpretacja. Trzymanie się tych zasad jest główną zaletą każdego technika i inżyniera serwisu. Szukanie skomplikowanych uszkodzeń w instalacjach lub sieciach multimedialnych może być tylko wtedy owocne, kiedy potrafimy prawidłowo interpretować wynik naszego pomiaru.
Często kilka prostych pomiarów może szybko wskazać rodzaj i miejsce uszkodzenia w instalacji, które bez nich może kosztować wiele czasu.
12.2. Podstawy techniki pomiarowej w technice multimedialnej
Jak samo słowo „MULTI” sygnalizuje, że technika multimedialna to wiele mediów
pracujących w różnych pasmach częstotliwości i różnych systemach. Od niskiej
częstotliwości pasma akustycznego, poprzez fale radiowe w zakresach długich,
średnich i krótkich, zakres radia UKF i radia DAB+, telewizji naziemnej i kablowej,
pierwszej pośredniej częstotliwości satelitarnej do różnych pasm wykorzystywanych przez satelity. Wymaga to różnych przyrządów pomiarowych, a przede
wszystkim wiedzy i doświadczenia.
Erę techniki multimedialnej opartej na programach emitowanych przez satelity
analogowo pożegnaliśmy 30. kwietnia 2012 roku i to bezpowrotnie. Jej miejsce
całkowicie zastąpi technika cyfrowa. Przy budowie analogowych instalacji satelitarnych i naziemnych wystarczały proste przyrządy pomiarowe ze wskazaniem
poziomu sygnału. Anteny satelitarne można było ustawić na maksymalny wychył
wskaźnika lub maksymalną ilość świecących diod. Przy odpowiednio silnym sygnale z satelity stosunek sygnału do szumu był nieistotny.
Diametralnie zmieniło się pojęcie pomiarów instalacji i sieci w momencie wprowadzenia techniki cyfrowej, a szczególnie HDTV, 3D i A4 . Tutaj pomiar poziomu
sygnału już nie wystarcza.
4
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski *MULTIMEDIA ACADEMY
TECHNIKA POMIAROWA
12.2.1. Zakresy częstotliwości w technice multimedialnej
»» Zakres niskiej częstotliwości pasma akustycznego (16...20.000 Hz).
»» Zakres fal długich, średnich i krótkich (30...30.000 kHz).
»» Radio UKF (88...104 MHz).
»» Telewizji naziemnej (47...790 MHz).
»» Telewizji kablowej (5...790 MHz).
»» Pierwsza pośrednia satelitarna (950...2150 MHz).
»» Pasmo satelitarne Ka (10,7...12,75 GHz).
Poniżej tabela pasm i częstotliwości stosowanych w technice multimedialnej.
ad. A
Pasmo częstotliwości akustycznej obejmującej zakres 16...20.000 Hz. Jego
pomiary wykonywane są jedynie przez producentów i podawane w katalogowych kartach z parametrami technicznymi.
ad. B
Pasmo fal długich, średnich i krótkich, wykorzystywanych dla techniki radiowej coraz rzadziej wykorzystywany przez radiosłuchaczy z uwagi na jakość i
podaż programów.
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski *MULTIMEDIA ACADEMY
5
TECHNIKA POMIAROWA
Prawie całkowicie wyeliminowane w standardowych wieżach stereofonicznych można znaleźć jedynie w prostych odbiornikach radiowych i specjalnych
odbiornikach stosowanych przez krótkofalowców.
Wprawdzie w instytutach naukowych przeprowadzane są próby nad cyfryzacją programów emitowanych na falach długich, średnich i krótkich, jednak
na dzień dzisiejszy to jeszcze daleka przyszłość. Stąd przyrządy pomiarowe
należą do grupy specjalnych, a pomiary wykonywany są wyłącznie przez krótkofalowców i służby specjalne.
ad. C
Pasmo częstotliwości RTV obejmujące zakres 5...790* MHz, jest najpopularniejszym, wykorzystywanym przez telewizją kablową, naziemną telewizję
analogową i cyfrową oraz radio UKF. Przyrządy uniwersalne i specjalistyczne wyposażone są w ten zakres częstotliwości w raz z wszystkimi opcjami
dla techniki analogowej i cyfrowej. Z uwagi na cyfryzacją mediów i potrzebą
wykonywania wielu pomiarów, nie stosowanych dotychczas w technice analogowej, wymagane są specjalne przyrządy pomiarowe dostosowane do nowej
techniki.
ad. D
Pierwsza pośrednia częstotliwość satelitarna obejmująca zakres częstotliwości 950...2150 MHz podlega tym samym zasadom jak pasmo RTV opisane
w punkcie „C” i zostanie dokładnie opisane w następnych rozdziałach.
* W punkcie ad. C użyłem zamiast pasma 5...862 MHz innego 5...790 MHz.
To oczywiście nie jest błąd. Wprowadzenie nowego zakresu dla lądowych systemów radiokomunikacji ruchomej/stałej, który obejmuje zakres 790...862 MHz,
czyli kanały 61...69. To oczywiście zmniejszyło przedział pasma UHF, które obecnie wynosi 470...790 MHz, czyli kanały 21...60.
6
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski *MULTIMEDIA ACADEMY
TECHNIKA POMIAROWA
12.2.2. Rodzaje przyrządów pomiarowych
Przyrządy pomiarowe stosowane w technice multimedialnej dzielimy na cztery
grupy:
A. Wskaźniki,
które wprawdzie nie są przyrządami
pomiarowymi bo nie wskazują nam rzeczywistych wartości pomiarowych, a
jedynie nieokreśloną wielkość sygnału (szukacze) lub stan aktualnych połączeń sterujących konwerterami i multiswitchami (napięciem, częstotliwością
0/22 kHz, poleceniami DiSEqC) w instalacji satelitarnej. W nowoczesnej
technice cyfrowej stosowanie tego typu mierników, z uwagi na brak możliwości
pomiaru parametrów cyfrowych, mija się z celem.
B. Przyrządy uniwersalne,
do których należą przyrządy pomiarowe dysponujące możliwością pomiaru
wszystkich parametrów, tak
w technice analogowej i cyfrowej. Podstawowa wersja
uniwersalnego
przyrządu
pomiarowego powinna mieć
możliwości:
»» pomiaru sygnału emitowanego w technice
analogowej i cyfrowej,
»» podgląd obrazu mierzonego kanału,
»» pomiaru sygnałów: satelitarnego, telewizji naziemnej, telewizji kablowej, radia UKF i kanału zwrotnego,
»» ocenę IDs i standardu cyfrowego,
»» odbiór kodowanych programów z kieszenią CI,
»» analizę widma częstotliwości,
»» automatyczne ustawienie potrzebnych parametrów,
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski *MULTIMEDIA ACADEMY
7
TECHNIKA POMIAROWA
»» automatyczne szukanie kanałów,
»» pomiar poziomu i mocy sygnału, MER, rezerwę systemową i BER równocześnie,
»» DiSEqC 1.2 dla multiswitchów, silników dla obracania anteny i SatCR (UNICABEL - system),
»» Konfigurację i wydruk protokółu pomiarów z oprogramowaniem i dużą pamięcią.
Przykładem takich mierników jest rodzina EXPLORER firmy PROMAX.
D. Przyrządy specjalistyczne,
Do nich należą przyrządy pomiarowe o wąskim zakresie pomiarów dla jednego
rodzaju medium. Mogą to być mierniki wyłącznie dla telewizji kablowej z kanałem
zwrotnym, albo instalacji satelitarnych, telewizji naziemnej, telewizji IP lub pomiaru instalacji światłowodowych. Charakteryzują je małe gabaryty, waga, poręczność oraz cena.
G. Przyrządy profesjonalne.
Do profesjonalnych przyrządów pomiarowych należą analizatory widma, różnego rodzaju generatory sygnałów i szumów, mierniki impedancji i mocy oraz wiele
innych. Używane są przez konstruktorów, gdzie wymagana jest duża dokładność
i instytucje kontrolujące nadawców i produkty producentów. Na przytoczonym
zdjęciu pokazany jest analizator widma.
8
ABC TECHNIKI MULTIMEDIALNEJ
Copyright 2013 by Marian Pokorski *MULTIMEDIA ACADEMY