Măsurarea semnalului TV/CATV 

Parametrii de semnal, cum ar fi: intensitatea câmpului electromagnetic, puterea semnalului util şi a zgomotului de la intrarea în echipament precum şi nivelul acestora măsurat la abonat, "zgomotul" şi interferenţele cauzate de distorsiunile produse de elementele nonliniare din circuit, parametrii amplificatoarelor, şi ai convertoarelor de canal sunt toţi foarte importanţi. Respectarea impedanţelor caracteristice ale acestora, fiabilitatea componentelor electronice precum şi multe altele, toate aceste influenţează "calitatea" unui sistem de distribuţie TV. Pentru proiectarea unei instalaţii de antenă care să funcţioneze la parametrii optimi, cunoaşterea şi înţelegerea tuturor factorilor enumaraţi mai sus este esenţială.

Majoritatea parametrilor de semnal TV pot fi măsuraţi folosind aparate de măsură speciale. Aceste măsurători trebuie făcute pe hârtie în momentul proiectării sistemului şi apoi pe teren la punerea în funcţiune. Măsurătorile identificarea rapidă a erorilor apărute în etapele de proiectare şi implementare.

Analizatoare de spectru şi aparate de măsură din oferta Dipol

Principalii parametri de semnal măsuraţi în reţelele de distribuţie antenă/CATV:Nivelul de putere în orice punct din reţea. Puterea semnalului este măsurată în unităţi dBuV (în cazul televiziunii terestre), respectiv dBm (pentru televiziunea prin satelit). Ambele unităţi arată raportul dintre nivelul de semnal recepţionat şi un nivel de referinţă. Pentru 1 dBuV nivelul de referinţă este puterea disipată de o tensiune de 1 uV într-o rezistenţă de 75 ohmi, în timp ce pentru 1 dBm nivelul de referinţă este 1mW.

Fiecare aparat de măsură are şi posibilitatea de a măsura puterea medie a unui semnal digital. Astfel, aparatul trebuie setat pe frecvenţa medie a canalului examinat iar apoi adăugat la valoarea indicată pe afişaj coeficientul de corecţie din tabelul de corecţie distribuit împreună cu aparatul de măsură. Acest coeficient depinde de lăţimea de bandă a canalului. În cazul aparatelor de măsură care au un mod de funcţionare dedicat semnalelor digitale este suficient alegerea acestui mod.

Nivelul minim (PSmin) şi maxim (PSmax) al semnalului la priza abonatului. Măsurătorile de semnal la priză sunt operaţiuni simple şi uşor de efectuat. Valorile obţinute ar trebui să se afle între 62 şi 80 dBuV. Valoarea minimă de 62 dBuV s-ar traduce printr-un raport S/N (semnal/zgomot) acceptabil iar cea maximă de 80 dBuV ţine cont de posibilitatea de a suprasolicita amplificatorul IF al televizor. Practic, nu trebuie depăşite nivelurile de 55 dBuV şi respectiv 90 dBuV deşi ele pot fi necorespunzătoare pentru unele receivere - din acest motiv sunt recomandate valorile precedente.

Tipuri de nivel la priza abonatului

Nivelul minim de semnal la intrarea în primul amplificator din reţea (PINmin). Similar altor niveluri de semnal măsurate în reţea, principala caracteristică a acestuia este raportul semnal/zgomot. O valoare minimă ce asigură o calitate bună este între 53 - 56 dBuV (în funcţie de bandă). Pentru a asigura bună funcţionare a instalaţiei trebuie luate în calcul şi fluctuaţiile semnalului de intrare, de aprox 2-4 dB. 

Raportul semnal - zgomot (S/N - Signal to Noise ratio). Indică de câte ori puterea semnalului este mai mare decât puterea zgomotului generat de amplificator. Raportul depinde de nivelul semnalului pe elementul(ele) active ale amplificatorului cât şi de factorul de zgomot intrinsec al acestuia, valoare care ar trebui să fie scrisă în tabelul de specificaţii şi precizat dacă este o valoare medie sau una maximă. La un S/N prea mic, imaginea de pe ecran va prezenta nedoritul efect de "zăpadă" şi poate duce chiar la dispariţia culorii, la distorsiuni audio, sau la probleme de sincronizare. Normele pentru valorile minime sunt între 43 - 45 dB, în cazul televiziunii şi 55 dB, în cazul de radioului. Cele mai multe dintre instrumentele de măsură sunt capabile de a indica direct valoarea S/N pe când altele permit măsurarea raportului S/N într-un mod indirect, mod descris în manualul de utilizare al aparatului.

Exemplificare a definiţiei raportului S/N

Măsurarea S/N este posibilă chiar şi atunci când aparatul nu este dotat cu această funcţie. În primul rând, se măsuară nivelul purtătoarei video, iar la valoarea citită se adăugă factorul de corecţie din tabelul corecţiei de erorii sistematice (depinde de gama valorii). Măsurarea trebuie făcută pe canalul de interes, fără filtrarea semnalelor adiţionale. 

În etapa următoare se deconectează circuitul de sursa de semnal (absenţa semnalului de interes), se deplasează frecvenţa măsurată la 2 MHz de purtătoarea video şi se citeşte o a doua valoare. Raportul (pe scară logaritmică - diferenţa) celor două valori citite este parametrul S/N. 

Măsurători similare sunt efectuate şi în banda IF SAT (950 -2150 MHz).

Raportul purtătoare/zgomot (C/N). Acest parametru descrie raportul dintre puterea unei purtătoare şi puterea zgomotului. Raportul C/N un parametru esenţial în sistemele de satelit, atât în cele cu modulaţie în frecvenţă cît şi cele cu modulaţie în fază (de exemplu, QPSK-ul, folosit în sistemele DVB-S).

Este posibilă calcularea raportului S/N cunoscând valoarea C/N şi formula caracteristică modulatorului FM. O recepţie corectă a programelor analogice cu modulaţie FM este posibilă pentru un raport C/N mai mare de 5 până la 10 dB în timp ce pentru programele digitale cu modulaţie QPSK raportul minim corespunzător este de 7 - 12 dB.

În cazul sistemelor SMATV valoarea minimă pentru C/N este 16 dB. Majoritatea echipamentelor de măsură a nivelului de semnal, sunt dotate cu funcţii dedicate de măsurare a parametrului C/N sau în caz contrar, oferă o modalitate indirectă de a afla această valoare.

Rata erorii de bit (BER). BER este parametrul care indică posibilitatea şi calitatea recepţiei transmisiilor digitale (de exemplu, cele cu modulaţie QPSK folosite pentru "Digital Video Broadcasting - Satelite" - DVB-S).Practic, valoarea trebuie să fie mai mică de 10-3 pentru a exista posibilitatea recepţiei, în timp ce nivelul de 10-

9 garantează o transmisie ideală (C/N - raportul purtătoare/zgomot - este între 7 şi 12 dB).

O rată a erorii de bit egală cu 10-9 înseamnă că doar un singur bit dintr-un miliard este greşit. Datorită "Forward Error Correction" (FEC), valoarea BER care asigură recepţia corectă poate fi modificată.

Măsurătorile de parametru BER pot fi efectuate cu un instrument dotat cu această funcţie. BER este interdependent cu C/N deoarece pentru un anumit C/N, este posibil calcularea BER. În practică însă, din cauza aşa-numitelor "pierderi de implementare" (caracteristicile reale ale anumitor dispozitive) fiind foarte dificil de estimat, face o astfel de evaluare inexactă.

Influenţa C/N asupra BER şi a calităţii imaginii

C/N[dB] BER Calitatea transmisiei5 10-3 inacceptabilă8 10-4 neadecvată10.5 10-5 satisfăcătore`11.7 10-6 bună

12.3 10-7 foarte bună12.8 10-8 excelentă13.2 10-9 ideală

Nivelurile de semnal. Diferenţele dintre nivelurile de semnal ale canalelor dintr-o instalaţie nu trebuie să depăşească 10 - 12 dB pe întreg spectrul de frecvenţe. Nu este recomandată introducerea unor semnale adiţionale în imediata vecinătate a altor canale RF din reţea din cauza selectivităţii limitate a echipamentelr TV, a VCR-urilor etc. Acest lucru este chiar imposibil în instalaţiile mari, cu o multitudine de canale (de exemplu, reţelele de televiziune prin cablu). În acest caz, nivelurile de semnal ale canalelor adiacente nu pot varia mai mult de 3 dB (până la 6 dB în VHF I). Alinierea nivelurilor de semnal ale canalelor este una dintre etapele esenţiale în punerea în funcţiune a unui sistem de distribuţie TV, această etapă nu poate fi finalizată fără un analizator de spectru.

Diferenţele de nivel ale purtătoarelor

Raportul purtătoare video - subpurtătoare audio. Acest parametru indică un alt raport, de data aceasta dintre purtătoarele de semnal din cadrul unui singur canal RF, raportul fiind semnificativ pentru calitatea imaginii şi a sunetului, în special în sistemele care utilizează canale adiacente. Valoarea raportului ar trebui să fie mai mare de 10 dB, deşi o valoare optimă ar fi undeva la 16 dB. În cazul utilizării unei subpurtătoare audio secundare, valoarea raportului trebuie mărită la 18 - 20 dB. Este important ca acest parametru să aibă o valoare corectă deoarece are impact asupra calităţii sunetului (când este prea mare) şi asupra interferenţelor de pe imaginea canalului adiacent (atunci când prea mic).

Diferenţele de nivel ale purtătoarelor dintr-un canal TV.

ANALIZATOARELE DE SPECTRU. Aceste dispozitive sunt o categorie importantă a echipamentelor de măsură, foarte folositoare pentru varietate de măsurători şi teste RF:

identificarea semnalelor parazite generate de elementele nonliniare de circuit întălnite de obicei în amplificatoare; acestea sunt armonici produse de modulatoare sau de circuitul heterodină al unui tuner TV defect,

testarea separării polarizaţiei, reglarea deplasării angulare a convertoarelor, testarea multiswitch-urilor, ajustare rapidă, deşi nu foarte precisă, a nivelelor de semnal ale unui canal, atât în cazul unor receivere

satelit cât şi în cazul amplificatoarelor de canal, identificarea precisă a surseri de interferenţe (amplificator sau receptor).

O funcţie foarte utilă disponibilă pe echipamentele din clasa superioară este posibilitatea vizualizării impulsurilor de sincronizare orizontală prezente în semnalele TV. Forma impulsului, diferenţa faţă de cea ideală de dreptunghi arată efectul proagării multipath. Urmărind acest impuls în timpul instalării este posibilă poziţionarea cu precizie a antenei astfel încât să se minimizeze distorsiunile şi să se maximizeze semnalul util.

Toate măsurătorile efectuate ar trebui introduse într-un raport care documentează instalaţia efectuată. Astfel de rapoarte periodice sunt obligatorii în majoritatea ţărilor în cazul sistemelor mari (de exemplu, peste 1000 de abonaţi), dar chiar şi în cazul instalaţiilor mai mici, astfel de informaţii este foarte utile pentru întreţinerea reţelei.

Toate valorile indicate mai sus se bazează pe:

Norma polonă PN-79/T-05210 [Instalaţii cu antenă comună. Cerinţe generale şi teste] PKNMiJ Warszawa 1980;

Anexa nr. 21 din ordinul ministrului Comunicatiilor emis în data de 4 septembrie, 1997: [Cerinţe pentru componentele de televiziune prin cablu]