Приложение 2. Методика расчета максимального уровня ТВ сигналов на выходах усилителей и отношения сигнал/шум в системе

Приложение N 2

Методика расчета максимального уровня ТВ сигналов на выходах усилителей и отношения сигнал/шум в системе

1. Определяем максимально возможный уровень ТВ сигнала в канале на выходе усилителей (домовых и магистральных), включенных последовательно, при условии равенства уровней сигналов на всех усилителях по каждому каналу, по формуле:

,

где: - максимальный уровень в ТВ канале на выходе одиночного усилителя в режиме усиления двух ТВ каналов, дБ;

N - число ТВ каналов распределения;

n - число усилительных участков линии с учетом первого участка от ГС.

2. Определяем максимально возможный уровень ТВ сигнала в канале на выходе усилителей, включенных последовательно, с учетом температурной нестабильности затухания в кабеле, погрешностей измерения и неточности установки уровней из-за неравномерности АЧХ участков тракта по формуле:

,

где: - среднеквадратичное значение разбросов уровней ТВ сигналов, обусловленное нестабильностью затухания в кабеле, погрешностью измерения и неточностью установки уровней из-за неравномерности АЧХ участков тракта.

- возможное в реальных условиях напряжение k-гo ТВ канала на выходе l-го усилителя;

- максимально возможное выходное напряжение ТВ сигнала каждого из усилителей, включенных в цепочку, при равенстве уровней сигналов по каждому каналу.

.

Разброс уровней ТВ сигналов обусловлен как неточностью установки уровней из-за неравномерности АЧХ участков тракта и ошибки измерения, характеризуемой статическим отклонением , так и нестабильностью уровней сигналов в процессе эксплуатации из-за нестабильности затухания кабеля, характеризуемой динамическим отклонением . Для проведения расчета можно принять, что существующие технические средства обеспечивают возможность настройки каждого из участков линии с неравномерностью дБ в пределах рабочего диапазона частот. Тогда в наиболее неблагоприятном случае:

дБ

.

Для расчета целесообразно воспользоваться таблицей.

		...
		...
...	...	...	...	...
		...

При заполнении таблицы принимается, что величина динамической составляющей отклонения уровня k-го канала на входе l-го усилительного участка линии без автоматической регулировки уровней определяется следующим рекурентным соотношением:

,

где - динамическая составляющая отклонения уровня k-го канала на входе (l-1)-го усилительного участка;

- изменение коэффициента затухания кабеля (l-1)-го участка на частоте k-го канала при минимальной рабочей температуре, дБ/м;

S - длина усилительного участка, м.

,

где:

,

,

, - коэффициенты затухания кабеля на частотах 50 и 200 МГц соответственно, дБ/м;

- диапазон изменения температур, °С;

- расчетная частота, МГц.

Для определения отклонений уровней сигналов на выходе усилителя с АРУ следует рассчитать выходные уровни по каждому распределяемому каналу при минимальном затухании кабеля без АРУ и уменьшить найденные значения на величину , дБ,

где: - результирующее изменение затухания кабеля до входа данного усилителя с АРУ на частоте пилот-сигнала, дБ;

- ошибка регулирования уровня пилот-сигнала, дБ.

Отклонение уровней сигналов на выходе усилителя с АРУ и Н при минимальном затухании кабеля равно величине ошибки регулирования данного усилителя.

На основании данных таблицы определяем динамическую составляющую отклонения:

.

По статической и динамической составляющим находим результирующее отклонение:

.

При выборе номенклатуры используемых усилителей можно руководствоваться следующими соображениями. Необходимость включения усилителя с АРУ в линии следует предусматривать при наличии на предшествующем отрезке отклонения уровня пилот-сигнала с частотой 110 МГц, обусловленного нестабильностью затухания кабеля, более 3 дБ относительно среднего значения, т.е. дБ, а усилителей с АРУ и Н - при наличии разности отклонений уровней пилот-сигналов с частотами 235 МГц и 110 МГц, обусловленных нестабильностью затухания кабеля, дБ, т.е.

дБ.

3. Определяем максимально возможный уровень ТВ сигналов на выходе МУ по каждому из каналов при одновременном повышении уровня на выходе УДРС по формуле:

,

где:

- требуемый уровень на выходе УДРС, дБ/мкВ.

4. Определяем отношение сигнала к шуму на выходе наиболее удаленного от головной станции АПУ при номинальной рабочей температуре.

При этом должно быть не менее 43 дБ по каждому распределяемому ТВ каналу,

где: - см. п. 3.3.3. настоящего Руководства.

- суммарная мощность шумов на выходе АПУ, Вт.

- мощность шумов, соответствующая напряжению 1 мкВ и выделяемая на нагрузке 75 Ом, Вт.

- мощность шумов источника, выделяющаяся на входном сопротивлении оборудования ГС, Вт.

При отсутствии антенного усилителя определяется по формуле:

В случае включения в кабеле снижения антенного усилителя на данном ТВ канале определяется по формуле:

,

где K - постоянная Больцмана, ВтxС/град.

- шумовая полоса ТВ приемника МГц, [6].

К

- шумовая температура приемной антенны, см. рис. 5 руководящих технических материалов.

- коэффициент шума антенного усилителя в абсолютных единицах.

- коэффициент передачи, в абсолютных единицах, от входа антенного усилителя до входа ГС с учетом потерь в аттенюаторе, включенном на входе ГС.

- КПД кабеля снижения с учетом потерь в аттенюаторе, включенном на входе ГС.

- коэффициент шума активных устройств в абсолютных единицах.

- мощность теплового шума, выделяющаяся на входном сопротивлении активного устройства, Вт.

- коэффициент передачи в абсолютных единицах от входа одного усилителя до входа последующего при номинальной рабочей температуре.

- мощность тепловых шумов, возникающих в отрезке кабеля, соединяющего два соседних активных устройства, Вт.

- КПД отрезка кабеля, соединяющего два соседних активных устройства.

Проверяем возможность обеспечения заданного отношения сигнал/шум при максимальном затухании кабеля. С этой целью используем выражение для температурной зависимости затухания кабеля, находим значения для коэффициентов передачи усилительных участков при наибольшей рабочей температуре линии и рассчитываем новое значение результирующей мощности шумов на выходе наиболее удаленного отвода. Если в результате расчетов получены весьма высокие значения отношений сигнал/шум (более 50 дБ), целесообразно несколько уменьшить (на 3-4 дБ) рабочие уровни магистральных и домовых усилителей путем снижения уровня на входе первого магистрального усилителя. Затем следует для выбранных условий по приведенной выше методике повторить расчет отношения сигнал/шум на выходе наиболее удаленного абонентского отвода.