CZ9901201A3 - Zapojení vykrývacího vysílače pro použití v synchronní síti nebo pro synchronní režim převáděčů s lineární konverzí kmitočtu - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

Název vynálezu

Zapojení vykrývacího vysílače pro použití v synchronní síti nebo pro synchronní režim převáděčů s lineární konverzí kmitočtu

Oblast techniky

Vynález se týká zapojení TV vysílače vhodného zejména pro použití v synchronní síti alespoň dvou vysílačů, nebo pro synchronní režim převáděče vhodného k dokrývání území s terrestríálně řešenou distribucí celoplošných televizních programů, a to zejména v lokalitách, kde není možné zajistit vybudování dalších retranslačních bodů známými technickými prostředky.

Dosavadní stav techniky

Televizní a rozhlasové vysílače instalované v oblastech s vysokou hustotou obyvatel, například střední Evropa, musí splňovat vysoké požadavky na stabilitu kmitočtu a čistotu produkovaného kmitočtového spektra, nebof pouze u vysílačů s vysokou kmitočtovou stabilitou (100 Hz/měsíc), lze využívat systém ofsetování. Tímto způsobem se významně (výkonově až 10x) snižuje pravděpodobnost vzájemné interference signálů dvou vysílačů nebo převaděčů pracujících na stejném kanálu. Ofsetování umožňuje snížit vzdálenosti mezi izofrekvenčními vysílači, jinými slovy, umožňuje zvýšit jejich počet v dané oblasti. Využití kmitočtového spektra v TV a BC pásmech je však v současnosti v Evropě už natolik optimalizováno, že další zahušťování • 000 • 0

0 «a

0« · ** ··

0 0· 0000 « 000· 0000 0 0 0 0 0000 0 00· 000 0 0 0 0 0 0 (rozšiřování počtu) analogové pracujících vysílačů není prakticky možné, a to ani při využití zmíněných výhod ofsetování.

Technicky jednoduché řešení se nabízí například v použití systému digitální televize (DVB), a digitálního rozhlasu (DAB). V systému DVB je například na jediném TV kanálu přenášeno současně až pét TV programů. Plné nahrazení klasické analogové televize digitálním systémem však není v blízké budoucnosti reálné, protože by to znamenalo totálně restrukturalizovat kmitočtové plány v celém státě (celé Evropě), dočasně vybudovat paralelně pracující sít digitálních vysílačů, včetně distribučních tras, a vybavit miliony domácností přijímači, které nejsou kompatibilní se stávajícími systémy. Řešení v podobě nastíněného razantního kroku je ekonomicky i politicky nepřijatelné.

Technicko-ekonomicky přijatelné řešení vedoucí k dalšímu možnému zhuštění vysílačů a převáděčů pracujících na stejném kanálu je opřeno o tzv. systém synchronních vysílačů, kde je současná stabilita kmitočtu nosné vlny dále extrémně zvýšena a dosahuje absolutní shody využitím ‘cizího referenčního signálu zachytitelného v místě každého vysílače pracujícího v synchronním režimu. Obvykle jsou k tomuto účelu používány například signály normálu DCF, družice systému GPS nebo signál kteréhokoli z TV satelitů. Teplotně a napěťově složitě stabifoovaný kmitočtový normál, který byl až dosud srdcem každého vysílače, je pak nahrazen (s výjimkou zálohování) jediným cizím referenčním signálem, kdy pak přestává být důležitá nominální přesnost frekvence jednotlivých vysílačů sftě, protože všechny vysílače v této synchronní síti mají absolutně shodnou okamžitou frekvenční odchylku. Nevýhodou tohoto řešení je skutečnost, že by bylo nutné vyměnit nebo upravit budící stupně všech stávajících vysílačů.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky řeší zapojení opakovačů (obecně vysílačů) podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se v kaskádě elektronických obvodů zapojených typicky jako převáděč konvertuje vstupní kmitočet for na stejný výstupní kmi·· φφφφ • · · • · φ • · φ • · φ φφ φ φφ • ♦ φ φ φ φ φ φ φφ φ >

• ΦΦΦ φφ φφ φ · φ φ • · φ φ ·· φφφ « φ φφ φφ točet Foout s nulovou kmitočtovou odchylkou. V principu je to zajišťováno tak, že technologická nestabilita' pomocného oscilátoru, který by jinak měl zásadní vliv na stabilitu výstupního kmitočtu Fo, je v popisovaném zapojení podle vynálezu v plné míře a jednoduše vykompenzována tak, že kmitočtová konverze ve vstupním a výstupním směšovači (v prvém případě rozdíl, ve druhém případě součet), je prováděna identickým pomocným oscilátorem. Myšlenka se v zapojení podle vynálezu na obr.1 a 3 realizuje takto: Signál primárního vysílače je přijímán přijímací anténou, odkud je přiváděn na vstupní zesilovač, kde je zesílen a dále je přiváděn do neutralizačního obvodu, v němž se fázově a amplitudově vykompenzují signály primárního kmitočtu fo a výstupního signálu o kmitočtu F_o a dále se takto ošetřený signál přivádí do prvního směšovače, kde se po konverzi s pomocným oscilátorem převádí ve vstupním směšovači na mezifrekvenční kmitočet 38.9 (38.0) MHz. Tento je dále filtrován PaW filtrem za účelem potlačení nežádoucích kmitočtů o cca 60 dB proti úrovni nosné obrazu primárního signálu. Za mezifrekvenčnfm filtrem je zařazen zesilovač s automatickou regulací zesílení celého řetězce, který se podílí na stabilizaci výstupního výkonu vysílače (opakovače) bez ohledu na kolísání úrovně vstupního signálu. Takto ošetřený signál je dále přiváděn na výstupní směšovač, kde po konverzi s opačným znaménkem (než jak bylo realizováno u vstupního směšovače) je při použití identického pomocného oscilátoru převeden mezifrekvenční signál zpět na kmitočet Fo. Důvodem takto komplikovaného zapojení je možnost využít výbornou charakteristiku PaW filtru k zajištění dokonalé čistoty výstupního signálu. Dále je signál přiveden na selektivní kanálový zesilovač na kmitočtu F_o s automatickou regulací zisku (stabilizace výstupního výkonu vysílače - opakovače - viz výše). Z výstupu kanálového zesilovače je signál přiváděn do koncového zesilovače výkonu a dále do výstupního pásmového LC filtru opatřeného impedančně přizpůsobenou odbočkou pro připojení vysílací antény.

4* ···· ·· * 44 44 • 4 · 4 4 · 4 4 4 «

4 4 »44* · 4 4

4 4 4 4 * 4444 4 »·· 444

444 444 4 4 • 4 4 44 4 44 44

Vynález je dále podrobněji rozveden na dvou příkladech použití:

1. Jako klasický synchronní opakovač - převáděč signálu z f₀ na F_o

2. Jako synchronně zavěšený vysílač na frekvenci f_os externím zdrojem modulace, například ze satelitu

Přehled obrázků na výkresech

Podstata technického řešení je blíže rozvedena v dalším popisu ve dvou příkladech praktického provedení, odkazujících na připojené výkresy, v nichž v blokovém znázornění představuje obr.1 zapojení převáděče z frekvence f₀ na frekvenci Fo, (opakovače), kde jsou arabskými číslicemi označeny jeho funkční části takto: Přijímací anténáprimámího signálu 4 (na kmitočtu f₀), kanálový vstupní zesilovač s fázovacím neutralizačním článkem Jf, vstupní směšovals výstupním mezifrekvenčním PaW filtrem (na normalizovaném kmitočtu 38.9 nebo 38.0 MHz), pomocný oscilátor 4, výstupní směšovač β s výstupem konvertovaného mezifrekvenčního kmitočtu na původní kmitočet F_o), výkonový koncový zesilovací stupeň 7, výstupní kanálový filtr fi, vysílací anténa 2. Na obr.2 je analogické zapojení vysílače pro synchronní provoz s externí modulací, kde jsou arabskými číslicemi označeny jeho funkční části takto: Přijímací anténa reliktního primárního signálu 1 (na kmitočtu fo), kanálový vstupní zesilovač s fázovadm neutralizačním článkemvstupní směšovač s výstupním mezifrekvenčním PaW filtrem £ (na normalizovaném kmitočtu 38.9 nebo 38.0 MHz), pomocný referenční oscilátor 4, TV video/audio modulátor 2 se synchronizací nosné obrazu na vstupní reliktní kmitočet fo, výstupní směšovač 6 s výstupem signálu na původním kmitočtu Fo, výkonový koncový zesilovací stupeň 7, selektivní výstupní kanálový filtr 2, vysílací anténa 2, zdrojextemího modulačního signálu 4^,

Zapojení obou příkladů znázorněných na blokových schématech obr.1 a 2 jsou dále podrobněji rozvedena na obr.3 a 4, které nejsou s ohledem na předchozí popis blokového zapojení i názornost obou výkresů dále v textu komentovány.

• to tototo* to • to • to « to • to • to· to to to· to · to · »to · tototo· • · to ·« · toto toto • ·· to • ·· « to to·· tototo • · • to ··

Způsob průmyslové využitelnosti vynálezu

Možnosti využití vynálezu spadají do oblasti výstavby zejména televizních ale i rozhlasových vysílačů. Vynález je významný právě v současné době, nebof počet regionálně a celoplošně vysílajících provozovatelů se oproti dřívějšímu období podstatně zvýšil. Při stávajícím technickém vybavení poskytovatelů radiokomunikačních služeb není možné v plné míře uspokojit přání a potřeby TV a BC provozovatelů, aniž by se provedla totální reorganizace kmitočtových přídělů. Takové řešení však není z mnoha důvodů myslitelné. Řešení se nabízí ve vytvoření synchronních sftí TV a BC vysílačů, jejichž realizace podle vynálezu velmi podstatně zlevňuje a zjednodušuje známé postupy výše zmíněné, nebof zjednodušuje koncepci výstavby (kmitočtové plánování) zejména dokrývadch TV vysilačů. Jako kmitočtový normál každého nově postaveného vysilače slouží totiž (reliktní) signál primárního (retranslovaného) vysilače. Nový vysílač pak nemusí být extrémně kmitočtově stabilizován, nebof z principu je při odstraňování TV rušení na stejných kanálech důležitější nulová vzájemná kmitočtová odchylka, nikoli nominální kmitočet vysílačů pracujících na stejném kanálu v oblasti možné interference. Řešení je aktuální zejména k dokrývání menších lokalit signálem nových TV stanic, které pro nedostatek volných kmitočtů není možné zajistit vybudováním dalších retranslačních bodů známými technickými prostředky.

Pokud není na překážku vyšší finanční náročnost projektu, lze zapojení podle druhého přikladu provedení vynálezu s výhodou použít pro dokiývání území TV signálem v lokalitách z hlediska kmitočtového plánování komplikovaných. Pak je možné a účelné využít synchronně zavěšené vysílače v kaskádním režimu, obr.5a. V těchto případech je však nutno počítat navíc s pořízením (satelitního) zařízení pro příjem externího modulačního signálu. V konkrétním příkladu provedení vynálezu dle bodu 2 je využit klasický synchronně pracující vysílač podle obr.2, který využívá reliktní signál 'primárního* vysílače o minimální úrovni 30 dBpV pouze jako referenční vzorek kmitočtu, viz obr.2 a 4. Zbytkovým signálem, který je již zcela nepoužitelný pro lineární synchronní retranslaci podle bodu 1, je synchronizován krystalový oscilátor nosné

0· 0 00 0« «· 0 0 0 0 0

000 0 00 0

0 0000 0 000 000

0 0 0 «

0 00 00

0« *0*0 · 0 0 0 0 0 0 0 obrazu a následně i zvuku. Na rozdíl od prvního případu bude převáděč funkční i při výpadku signálu primárního vysílače. Může to být výhodné pro zajištění lokálního vysílání v případě ekologických katastrof, a pod. Výhodou tohoto zapojení je možnost řetězit bez ztráty kvality obrazu několik stupňů kaskády.

První zmíněný příklad zapojení podle vynálezu lze v praxi aplikovat jako tzv.lineámí opakovač'.Výhodou tohoto řešení je jeho relativní jednoduchost, nevýhodou je částečně omezená použitelnost z hlediska minimální požadované úrovně primárního signálu, který, aby nedocházelo k degradaci kvality obrazu, musí dosahovat minimální úroveň 55 dBgV. Systém opakovačů dle obr.1 a 3, a bodu 1 patentových nároků, lze bez zhoršení kvality opakovaného signálu používat pouze hvězdicově, obr 5.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   Zapojení synchronního lineárního opakovače podle obr.1, vyznačující se tím, že přijímací anténa (1) primárního signálu je připojena na vstup Wu s fázovacím článkem pro neutralizaci vlastního signálu Fo, jehož výstup je připojen na vstup směšovače (3) s normovaným mezifrekvenčním produktem 38.9 nebo 38.0 MHz, který je svým výstupem připojen na vstup výstupního směšovače (6), jehož výstup je připojen ke vstupu koncového výkonového zesilovače (7), jehož výstup je připojen na vstup selektivního kanálového LC filtru (8), jehož výstup je připojen na vstup vysílacího anténního systému (9), a dále tím, že pomocný oscilátor (4) nezbytný pro uskutečnění frekvenční konverze vstupnímf(3)a výstupním φ směšo(ζΛ vačem je připojen na pracovní vstupy obou těchto směšovačů, a dále tím, že výstup výstupního směšovače (6) je připojen na pomocný vstup flfeti s fázovacím (z ) článkem 0).
2. 2. Zapojení vysílače pro použití v synchronní síti vysílačů, vyznačující se tím, Že prijífemceP (2J mací anténa (1) primárního signálu je připojena na vstup SBu s fázovacím článkem pro neutralizaci vlastního signálu Fo, jehož výstup je připojen na vstup vstupního směšovače (3) s mezifrekvenčním produktem na 38.9 nebo 38.0 MHz a na stejnosměrný regulační obvod napětím řízené fázově zavěšené smyčky nosné frekvence obrazu modulátoru (5), jehož výstup je připojen na vstup výstupního směšovače (6), který je svým výstupem připojen ke vstupu koncového výkonového zesilovače (7), jehož výstup je připojen na vstup selektivního kanálového LC filtru (8), který je svým výstupem připojen na vstup vysílacího anténního systému (9), a dále Jím, že pomocný oscilátor (4) nezbytný pro uskutečnění frekvenční konverze

   Mtoiéšíw PcM (/>22 vstupnímřa výstupním směšovačem φ-» (6) je připojen na pracovní vstupy obou těchto směšovačů, přičemž na vstupní signálové svorky modulátoru (5) je připojen externí A/V modulační signál z externího zdroje signálu (10), například ze satelit* (zj ního přijímače, a dále tím, že pomocný vstup fW/s fázovacím článkem (2) je připojen na pomocný výstup výstupního směšovače (6).