MŮJ KOŠÍK
Můj košík je prázdný

TV, TV-SAT

Poměr

Měření anténního signálu
Parametry signálů, tj. intenzita pole a vstupní úrovně užitečných a nežádoucích signálů, pak jejich úrovně ve vývodkách odběratelů, úrovně šumu a interference způsobené přijímači odběratelů a nelineárními dostorzemi, stejně tak jako aktuální impedance jednotlivých součástí vybavení, parametry zesilovačů a kanálových konvertorů, společně se spolehlivostí komponent, a mnoho dalších parametrů - to vše ovlivňuje celkovou kvalitu anténního systému. Znalost parametrů je základem pro optimální navržení anténní instalace.


Většinu z těchto parametrů lze měřit pomocí selektivních měřiců úrovně signálu. Provádění těchto měření není plýtváním času, jedná se o nezbytnou fázi správného návrhu, a dále - což je dokonce důležitější - o prověření vykonané práce. Tato měření umožňují přezkoušet správnost návrhu a jeho provedení, stejně tak jako rychle najít chyby vznikající jak ve fázi koncepce, tak ve fázi realizace.
Hlavní parametry signálu distribuovaného v anténních/kabelových instalacích:
Hladina výkonu v daném bodě instalace. Hladina výkonu signálu je udávána v dBuV (pozemní televizní vysílání), a v dBm (satelitní televizní vysílání). Obě jednotky představují poměr aktuální úrovně signálu k referenčním bodům. Pro 1 dBuV je referenční bod ztrátový výkon v 75 ohm rezistanci při 1uV napětí, zatímco pro 1 dBm je to 1mW.
Každý měřič úrovně umožňuje také měření průměrného výkonu digitálního signálu. Pro toto měření je potřeba naladit měřič na střední kmitočet zkoumaného kanálu společně s přečtením koeficientu korekce daného v korekční tabulce poskytnuté se zařízením. Tento koeficient závisí na šířce pásma kanálu. U měřičů, jenž disponují odděleným režimem pro měření digitální signálů, je výběr této možnosti dostačující.
Minimální (PSmin) a maximální (PSmax) výstupní úroveň ve vývodkách odběratelů. Tato měření úrovní signálu ve vývodkách odběratelů jsou základními, jednoduchými a snadno interpretovanými pracovními postupy. Vykazované údaje by měly být v rámci rozmezí 62 dBuV a 80 dBuV. Minimální hodnota je výsledkem dost dobrého S/N parametru (odstup šumu), maximální úroveň bere v úvahu možnost přebuzení IF zesilovače v televizní soupravě. Prakticky, úrovně 55 dBuV a 90 dBuV, dostatečně, nejsou natolik překročené, ačkoli pro některé přijímače nemusejí být vhodné - velmi se doporučuje dříve uvedený rozsah.
Rozsah výstupních úrovní ve vývodkách odběratelů
Minimální úroveň na vstupu prvního zesilovače v síti (PINmin). Podobně jako ostatní úrovně v síti je jejím hlavním faktorem správný odstup šumu. Jako minimální hodnota pro dobrou kvalitu se obecně předpokládá 53 - 56 dBuV úroveň (v závislosti na pásmu). Je velmi důležité zajistit dobré provedení instalace předpovídající určitá kolísání vstupní úrovně a umožňující vyrovnávání změn, které mohou dosáhnout 2 - 4 dB. Tento odstup by měl být v rámci povolené odchylky (tolerance) dobře navrženého systému, aby tak byl chráněn před přebuzením v kterémkoli stádiu.
Odstup šumu - poměr signálu k šumu (S/N). Ten říká, kolikrát je výkon signálu vyšší než výkon šumu vytvořeného v zesilovači. Poměr závisí na úrovni signálu u aktivních součástí/součásti zesilovače a jeho vlastním šumovém činiteli, který by měl být stanoven v technických popisu, společně s informací, zdali se jedná o průměrnou nebo maximální hodnotu. Příliš malá hodnota S/N se projevuje jako "sněžení" v obrazu a další možné zmizení barvy, zvukové distorze, problémy se synchronizací. Vzorové normy udávají minimální hodnoty od 43 do 45 dB v případě televizního a 55 dB v případě FM vysílání. Většina měřičů úrovně signálu poskytuje přímá měření S/N poměru, ostatní měřiče umožňují nepřímá měření popsaná v jejich uživatelských příručkách.
Ilustrace S/N definice
Měření S/N poměru je možné dokonce i když měřič touto funkcí není vybaven. Nejprve změříme úroveň nosného obrazu, čímž získáme hodnotu z poměru a poté přičteme korekci z korekční tabulky systematických chyb (což závisí na rozsahu). Toto měření musí být provedeno u zájmového kanálu, bez filtrování dalších dostupných signálů.
V další fázi odpojíme vstupní obvod od instalace (nedostatek jakéhokoli užitečného signálu), naladíme měřič o 2 MHz od nosné obrazu, a vyčteme druhou hodnotu. Tento poměr (v logaritmickém měřítku - rozdíl) je hledaný S/N parametr.
Podobná měření jsou prováděna v prvním satelitním IF pásmu (950 -2150 MHz).
Poměr nosné k šumu (C/N). Tento parametr popisuje kvocient výkonu nosného kmitočtu ku výkonu šumu. Jedná se o základní parametr v satelitních systémech, jak s frekvenční modulací (analogové satelitní instalace), tak s fázovou modulací (např. QPSK, používaný v digitálních DVB-S systémech).
S/N poměr je možné vypočítat také tehdy, jestliže známe hodnotu C/N a vzorec popisující charakteristické znaky FM modulátoru. Řádný příjem analogových programů s FM modulací je možný pro C/N poměr vyšší jak 5 až 10 dB, zatímco pro digitální programy s QPSK modulací je odpovídající minimální poměr 7 až 12 dB.
V případě SMATV systémů je minimální C/N hodnota 16 dB. Většina měřičů úrovně signálu je vybavena přímou funkcí C/N měření nebo poskytuje příslušnou nepřímou proceduru.
Bitová chybovost (BER). BER je parametr udávající možnost a kvalitu příjmu digitálního vysílání (např. s QPSK modulací, používaný pro Digital Video Broadcasting - Satellite: DVB-S).
Prakticky, tento poměr musí být nižší než 10-3 aby byl možný jakýkoli příjem, zatímco úroveň 10-9 zaručuje ideální přenos (C/N - poměr nosné k šumu - přiměřeně se rovná 7 dB a 12 dB).

Četnost chyb 10-9 znamená, že pouze jeden z miliardy přenášených bitů může být zkreslený. Kvůli Forward Error Correction (FEC) je hodnota BER zajišťující správný příjem proměnlivá.
Měření BER parametru lze provést pomocí měřiče disponujícího touto funkcí. BER je vzájemně závislý na C/N, tj. pro daný C/N je možné vypočítat BER. Ve skutečnosti však, takzvaná implementační ztráta (aktuální charakteristické vlastnosti specifických zařízení), kterou je velmi těžké odhadnout, činí tento odhad nepřesným.
Vliv C/N na BER a kvalitu obrazu

C/N[dB]

BER

Kvalita přenosu

5

10-3

nepřijatelná

8

10-4

nedostatečná

10.5

10-5

uspokojivá

11.7

10-6

dobrá

12.3

10-7

velmi dobrá

12.8

10-8

výborná

13.2

10-9

perfektní


Rozdíly v úrovních signálu. Rozdíly mezi úrovněmi programů/kanálů v anténní instalaci by neměly přesáhnout 10 až 12 dB v rámci celého frekvenčního pásma. Kvůli omezené selektivitě televizorů, videorekordérů atd. se nedoporučuje distribuovat signály na sousedních kanálech. Ve větších instalacích různými programy je to nemožné, podobně jako u kabelových televizních systémů - pak se úrovně jakýhkoli sousedních kanálů nemohou lišit v úrovních o více než 3 dB (až 6 dB v VHF I). Vyrovnání úrovní kanálů je jednou z nejdůležitějších fází konečného nastavení každé anténní instalace. A jedná se o hlavní náplň práce měřičů úrovně signálu.
Rozdíly v úrovních mezi kanály
Poměr nosné obrazu a pomocné nosné zvuku. Tento parametr udává další poměr, tentokrát nosných signálů v rámci televizního kanálu, významný pro kvalitu obrazů a zvuku, obzvláště v anténních systémech využívajících sousedních kanálů. Tento poměr by měl být vyšší jak 10 dB, ačkoli se optimální hodnota rovná 16 dB. V případě používání druhé pomocné nosné zvuku se musí tento poměr zvýšit na 18-20 dB. Nastavení správné hodnoty tohoto parametru je důležité, kvůli jeho dopadu na kvalitu zvuku (když je příliš vysoký) a interferencím v obrazu na sousedním kanálu (když je příliš nízký).
Rozdíly v úrovních nosných vln televizního kanálu
SPEKTRÁLNÍ ANALYZÁTORY. Tato zařízení jsou významnou kategorií měřícího vybavení. Jsou velmi vhodné pro různá RF měření a zkoušky:
  • Hledání parazitních signálů vytvářených nelineárními součástmi zesilovačů, těch, které jsou harmonickými kmity generátorů v modulátorech, nebo dokonce pocházejících z heterodynů nesprávně pracujících tunerů v televizních soupravách,
  • Testování separace mezi polarizacemi,
  • Nastavení úhlu natočení konvertorů,
  • Testování multipřepínačů,
  • Velmi rychlé, ačkoli ne tak přesné nastavení úrovní kanálů pro soupravu kanálových zesilovačů nebo satelitních přijímačů,
  • Určení aktuálního zdroje interferencí (zesilovač nebo přijímač).
Velmi užitečnou funkcí, nabízenou prvotřídními zařízeními je možnost sledování horizontálních synchronizačních impulzů televizních signálů. Tvar tohoto impulzu, tj. odlišnost od ideálu, pravoúhlá podoba znázorňuje účinek vícecestného přenosu. Pomocí sledování tohoto impulzu je možné přesně nastavit anténu, minimalizujíce nežádoucí distorze a maximalizujíce hlavní signál.
Veškerá měření by měla být uvedena do zprávy provázející všechny tyto aktivity. Takové pravidelné zprávy jsou v případě větších systému v mnoha zemích povinné (např. přes 1000 odběratelů), avšak i pro menší instalace jsou takové informace velmi užitečné pro údržbu a servis sítě.
Všechna čísla jsou založena na:
  • Polské normě PN-79/T-05210 [Komunitní anténní instalace. Obecné požadavky a testování] PKNMiJ Varšava 1980;
  • Příloha č.. 21 k nařízení Ministerstva spojů vydaná 4. září roku 1997: [Požadavky na komponenty kabelové televize] Varšava 1997.)