Принципы построения и основные параметры системы КТВ

Системы кабельного телевидения (СКТВ) предна­значены для распределения по проводным линиям связи радиосигналов вещательного телевидения и УКВ ЧМ-вещания в зонах с низкой напряжён­ностью электромагнитного поля ТВ-радиопередатчика и большим уровнем по­мех, а также в зонах с нормальными условиями приёма для увеличения чис­ла передаваемых программ телевидения и других сообщений. К зонам с плохими условиями приёма относятся районы современных городов с разноэтажной застройкой, а также горные и холмистые местности. В качестве проводных линий связи в настоящее время практически повсеместно применяются однопарные коаксиальные кабели марки РК-75-..., в редких случаях — однопарные симмет­ричные кабели. Постепенно коаксиаль­ные кабели полностью или частично будут заменены волоконно-оптическими линиями связи. Радиус обслуживания одной системы КТВ, как правило, не превышает 10 км, а число абонентов -10 тысяч. Наряду с распределением рес­публиканских ТВ-программ СКТВ мо­гут обеспечить подачу своим абонентам программ от местных студий, создавае­мых специально для систем КТВ, а так­же программ, передаваемых с видео­магнитофонов и установок телекино. Наибольшее распространение полу­чили коаксиальные системы КТВ, кото­рые строятся обычно по древовидной схеме (рис. 3.22). На головной станции (ГС) осуществляется «эфирный» приём радиосигналов программ, передаваемых ТВ-радиопередатчиками и ретранслято­рами в диапазоне МВ и ДМВ, а также программ, передаваемых по радиоре­лейным и спутниковым линиям связи. На эту же станцию могут поступать ТВ-программы по кабельным линиям связи или из местных студий. С по­мощью оборудования, установленного на ГС, осуществляется обработка входных радиосигналов изображения и передача их в I, II и III частотных диапазонах и радиосигналов УКВ ЧМ-вещания в диапазонах 66—73 МГц и 100—108 МГц. Допускается использование специальных ТВ-каналов СК1-СК8 в диапазоне от 110 до 174 МГц и СК11—СК18 в диапазоне от 230 до 294 МГц. Телевизоры, осуществляющие приём сигналов этих каналов, должны иметь соответствующий селектор каналов. Для передачи на ГС внутрисистемных сигналов может использоваться диапазон частот примерно от 5 до 30 МГц. Радиосигналы изображения, принимаемые в IV—V диапазонах, преобразуются в радиосигналы свободных каналов I—III диапазонов. При необходимости радиосигналы изображения, принимаемые в каналах I—III диапазонов, могут преобразовываться в радиосигналы других каналов этих диапазонов. С выхода ГС групповой сигнал, содержащий радиосигналы нескольких ТВ-программ, поступает в магистральную сеть (между сечениями М—М на рис. 3.22), образованную совокупностью участков магистральных линий, усилителей, разветвителей и ответвителей. Усилители включаются через каждые 300—500 м и обеспечивают компенсацию затухания и выравнивание АЧХ кабеля в полосе 50—300 МГц. Ответвитель отводит часть энергии радиосигналов из линии в одну или несколько ответвлённых линий. Разветвитель делит на равные части энергию радиосигналов для распределения в несколько направлений. С их помощью сигналы распределяются в субмагистральные сети (между сечениями СМ— СМ), содержащие участки кабеля, широкополосные усилители и разветвители. В большинстве случаев кабели и усилители субмагистральной и магистральной сетей совпадают по параметрам.

Домовая распределительная сеть ДРС (также см. рис. 3.22) состоит из одного или нескольких домовых усилителей, разветвителей, направленных ответвителей, отрезков коаксиальных кабелей, абонентских линий и розеток, к которым подключаются индивидуальные ТВ- и УКВ ЧМ-приёмники. Для магистральных линий используются радиочастотные коаксиальные кабели типа РК-75-17 (или 11), для субмагистральных — РК-75-11 (или 7); в домовой сети — РК-75-7, а для абонентских линий — РК-75-4. Все типы кабелей имеют номинальное волновое сопротивление Ом.

Рис. 3.22. Структурная схема коаксиальной системы кабельного телевидения: 1 — головная станция; 2 — магистральная линия; 3 — усилитель; 4 — разветвитель; 5 — ответвитель; 6 — участки кабеля; 7 — широкополосный усилитель; 8 — домовой усилитель; 9, 10 — отрезки коаксиальных кабелей; 11 — абонентские ответвители; 12 — абонентская линия; 13 — абонентская розетка.

Основными техническими проблемами, возникающими при реализации СКТВ, является обеспечение высокой линейности амплитудных характеристик широкополосных усилителей, высокой равномерности частотных характеристик тракта передачи и низкого коэффициента шума усилителей, высококачественного согласования элементов системы с коаксиальным кабелем и т. п. С этой целью, например, отдельные типы магистральных усилителей снабжаются автоматическими регуляторами усиления (АРУ), которые компенсируют температурную нестабильность затухания сигналов в кабеле. Работа АРУ осуществляется с помощью одного или двух пилот-сигналов, передаваемых на частотах 110 и 235 МГц, которые вводятся в групповой сигнал на ГС. По магистральным линиям осуществляется также дистанционная подача питающего напряжения для усилителей.

Качественные показатели системы КТВ оцениваются набором электрических параметров, измеряемых на входе абонентской линии или непосредственно в абонентской розетке (таблица 3.4 при этом для удобства расчётов используют понятие «уровень сигнала (или помехи)» , дБ/мкВ, где — измеренное в микровольтах (мкВ) напряжение в точке , а мкВ — опорное напряжение. В таблице 3.4 под канальной помехой 3-го порядка понимается комбинационная помеха, образовавшаяся вследствие нелинейности домовых и магистральных усилителей, а также выходных каскадов ГС при прохождении через них группового канального сигнала, содержащего немодулированные сигналы на частотах , , , где — несущая частота радиосигнала изображения i-го канала, — поднесущая цветности, — поднесущая звука (для отечественного стандарта телевидения МГц, МГц). Канальная помеха 3-го порядка имеет частоту , которая попадает в спектр полезного сигнала и не может быть отфильтрована в последующих каскадах.

Таблица 3.4. Основные параметры СКТВ

Параметры и их размерность	Значение парамет­ра
Уровень радиосигнала на входе абонентской розетки, дБ/мкВ, минимальное (максимальное) значение а) изображения б) монофонического УКВ ЧМ-вещания в) стереофонического УКВ ЧМ-вещания	57(84) 40(80) 50(80)
Разность уровней радиосигналов изображения, дБ, не более а) смежных каналов б) каналов одного диапазона в) каналов разных диапазонов
Неравномерность АЧХ системы, не более а) в полосе частот между несущими изображения и звука одного ТВ-канала б) в диапазоне УКВ ЧМ-вещания
Отношение сигнала к шуму, дБ, не менее а) в ТВ-канале б) в канале монофонического (стереофонического) УКВ ЧМ-вещания	41 (51)
Отношение сигнала к фоновой помехе, дБ, не менее
Отношение сигнала к помехе комбинационной частоты, не менее а) для канальной помехи 3-го порядка, б) для межканальной помехи 3-го порядка, в) для межканальной помехи 2-го порядка,
Импульсная характеристика; К-фактор, %, не более
Дифференциальное усиление, %, не более Дифференциальная фаза...°, не более

Межканальная помеха 3-го порядка образуется при прохождении 2 радиосигналов i-го и j-го каналов, из которых один (например, i-й) немодулирован и имеет частоту , а второй (j-й) модулирован и содержит 2 частоты: и , где — частота модуляции. За счёт нелинейности усилителей образуется помеха с частотой , в результате чего i-й радиосигнал оказывается модулированным видеосигналом j-го канала. Такая помеха называется также перекрёстной.

Комбинационная помеха 2-го порядка имеет частоту где, как правило, , . В канальных усилителях наиболее опасной является канальная помеха с частотой , в групповых широкополосных усилителях надо учитывать все указанные виды помех.

Кроме объективных оценок качества работы системы КТВ применяют также и субъективные, основанные на визуальном контроле качества изображения на экране контрольного телевизора. В частности, при использовании 5-балльной шкалы качества и распределения в системе КТВ сигналов эфирного вещания среднеарифметические оценки (для группы экспертов) в магистральной и субмагистральной сети должны быть не хуже 4,0, а в домовой — 3,5 баллов. Если же все испытания проводятся при подаче на вход ГС сигнала от испытательного генератора, то качество наблюдаемого при этом изображения должно иметь оценку соответственно 5 и 4,5 балла.