Расчет системы кабельного телевидения

   СОДЕРЖАНИЕ 

   Стр.

   Задание на курсовой проект

   Введение……………………………………………………………….4

1. Выбор каналов передачи ТВ программ СКТВ……………….....6
2. Выбор оборудования

2.1.Выбор  коаксиальных кабелей…………………………….....7

2.2.Выбор головной станции………………………………….....9

2.3.Выбор  усилительного оборудования……………………….10

2.4.Ответвители и разветвители………………………………….11

            3.Трассировка кабельной распределительной сети СКТВ…….....12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

  Первые  сети кабельного телевидения (СКТ) появились  в конце 60 – годов в Ирландии, Голландии, Бельгии и Швейцарии. Затем в 70 - годах СКТ охватили Скандинавию и Австрию. В 80 - годах началось строительство СКТ в Германии, Франции, Великобритании. В настоящее время около 130 млн.  жителей Европы смотрят ТВ программы по СКТ, что составляет около 30 % от числа абонентов имеющих телевизионные приемники. В Словении, Венгрии, Румынии и Польше, где строительство СКТ и подключение к ним абонентов началось позже, этот процент колеблется от 17 % до 48 %, но при сохранении существующих темпов развития указанные страны в ближайшем будущем могут перегнать государства, в которых зародились  СКТ.

  Большинство операторов кабельных сетей начинали со строительства СКТ с диапазоном частот 47 - 300 МГц, что позволяло распределять с учетом электромагнитной обстановки 7-10 телевизионных каналов (в данном случае в одном телевизионном канале распределяется одна программа телевидения). Однако, вследствие увеличения числа телевизионных программ (эфирных так и спутниковых) возникла необходимость распределять по СКТ от 30 до 70 и более программ. В связи с этим потребовалось поэтапно поднять верхнюю границу полосы частот сетей до 470, 550, 650 и 860 МГц.

  В настоящее время можно с полным основанием утверждать, что кабельные  телевизионные системы уже являются самостоятельной средой распространения программ. Часть программ распределяемых в кабельных сетях не распространяются по эфиру, существуют свои методы передачи, специфические виды услуг, а так же специфический парк приемной аппаратуры. С объединением и укрупнением систем кабельного телевизионного вещания данная тенденция будет усиливаться.

  Необходимое качество приема телевизионных программ у городских жителей достигается  за счет создания систем коллективного  приема телевидения, в которых от благоприятно расположенных антенн по распределительной сети из коаксиального кабеля осуществляется передача качественных телевизионных сигналов всем абонентам сети. На современном этапе развитие техники коллективного приема связанно с созданием систем кабельного телевидения, каждая из которых может обслуживать до нескольких десятков тысяч абонентов. Использование таких систем позволяет решать вопросы телефикации районов со сложными условиями приема и обеспечить при необходимости подачу абонентам дополнительной информации и телевизионных коммерческих программ.

   В данном курсовом проекте  будет  спроектирована и рассчитана система  кабельного телевидения (СКТВ), будет  выполнена схема трассировки  кабельной сети, выбраны все элементы оборудования, рассчитаны все электрические параметры системы, а также соотношение сигнал/шум и сигнал/помеха комбинационных частот.

  Целью курсового проекта является закрепление  знаний по телевидению и приобретение навыков самостоятельного проектирования и расчета систем СКТВ и систем коллективного приема телевизионных программ.

1.Выбор каналов передачи телевизионных программ СКТВ. 

        Основными исходными данными для расчета всей системы кабельного телевидения являются частоты транслируемых программ, поэтому на первом этапе проектирования СКТВ необходимо определить каналы распределения программ в кабельной сети. Данная система кабельного телевидения проектируется для 6 ТВ каналов. По условиям задания дана 200-я серия оборудования, при использовании данной серии ограничения на сочетания каналов в конверторах отсутствуют. Каналы выбираются с учетом ограничений приведенных в таблице 1.1 .

                                                                          Таблица 1.1 -Допустимые сочетания каналов.

    По  условиям задания даны номера каналов  вещательных программ 2 , 6 , количество программ 6 . Учитывая недопустимые сочетания  каналов, для проектируемой СКТВ выбираем 2, 3, 4, 6, 8, 10 каналы. Номиналы и полосы частот выбранных каналов приведены в таблице 1.2.

                                       Таблица 1.2 -Частоты выбранных ТВ каналов .

2.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ. 

2.1. Выбор коаксиальных  кабелей

      Коаксиальные кабели для СКТВ выпускаются трёх типов: магистральные, распределительные и абонентские. Магистральные кабели применяются на магистральных линиях. Распределительные кабели – в домовых распределительных сетях и абонентские - для подключения абонентских телевизоров.

      Отличительной особенностью всех кабелей, применяемых в СКТВ, является выполнение их со сплошным наружным проводником в виде гофрированной продольной медной ленты и сплошного внутреннего проводника. Сплошной внешний проводник обеспечивает лучшее экранирование по сравнению с проводником из оплётки и уменьшает затухание. Затухание магистральных кабелей в диапазоне МВ должно быть минимально. В качестве магистрального кабеля применим РК-75-17-13С, основные параметры приведены в таблице 2.1.1 . 

                                                        Таблица 2.1.1 -Параметры коаксиального кабеля РК-75-17-13С

    Для домовых распределительных сетей  используем кабель РК-75-9-13С, основные характеристики данного кабеля приведены в таблице 2.1.2 . 

                                                       Таблица 2.1.2- Параметры коаксиального кабеля РК-75-9-13С

    Для абонентских отводов выбираем кабель РК-75-3,7-31, основные характеристики данного кабеля приведены в таблице 2.1.3 .

                                                    Таблица 2.1.3- Параметры коаксиального кабеля РК-75-3,7-31

    Для расчета длин усилительных участков необходимо определить затухание распределительных  сетей. Для проведения данного расчета воспользуемся формулой 2.1:

                                                                                                               (2.1)

Где -затухание кабеля на рассчитываемой  частоте , -затухание кабеля на нормированной частоте .

    В рассчитываемой СКТВ используем 2,3,4,6,8,10 ТВ каналы. Номиналы частот данных каналов приведены в таблице 1.2 .

    В качестве нормированных частот в расчетах принимаем ближайшие большие к выбранным каналам. В соответствии с ГОСТ 11216-83 [1] нормированным является уровень радиосигнала изображения, расчет затухания производим на частотах изображения. Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.4 .

                                                                                                Таблица 2.1.4- Затухание сетей.

2.2. Головная станция 

    СКТВ  включает в себя следующие основные технические средства: антенное оборудование, коаксиальные кабели, головная станция, усилительное оборудование, разветвители и ответвители сигнала. В задании на курсовой проект задана 200-я серия оборудования, приведем технические характеристики оборудования данной серии.

     В качестве головной станции используем станцию типа СГ-200 –эта станция рассчитана  на  работу в системах с числом абонентов 10000 и более. Оборудование станции, размещается в стойке, содержит набор конверторов, каждый из которых выполнен по схеме с двойным преобразование частоты. В тракте первой промежуточной частоты (31,25-39,25МГц) использованы фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Применение данных фильтров обеспечивает высокую избирательность по соседнему каналу и возможность преобразования частоты любого заданного канала метрового или дециметрового диапазона в частоты I, II или III метровых диапазонов. Напряжения гетеродинов вырабатывается с помощью синтезатора частот с ФАПЧ. Для снижения потребляемой мощности станция оснащена устройством автоматического включения конверторов по сигналам телевизионных передатчиков. Уровни входных сигналов индицируются на передней панели станции. Высокая надёжность работы станции обеспечивается дублированием и автоматическим резервированием основных блоков. В комплект СГ-200 входят конверторы (от трёх до пяти), усилители УКВ ЧМ вещания, генераторы опорных частот пилот - сигналов, вырабатывающие напряжение с частотой 110 и 235 МГц. Основные параметры головной станции СГ-200 представлены в таблице 2.2.1.

                                                                    Таблица 2.2.1-Параметры головной станции СГ-200

2.3. Выбор усилительного  оборудования 

    Усилительное  оборудование СКТВ по своему функциональному назначению делится на магистральное и домовое.

    Магистральные усилители серии 200 выпускаются с  одним или двумя выходами, с  автоматической регулировкой усиления и наклона АЧХ или без нее, в зависимости от типа усилителя питание магистральных усилителей может осуществляться от сети 220 В или дистанционно по коаксиальному кабелю. В 200-й серии насчитывается 8 типов магистральных усилителей.  

    Конструктивно усилители выполняются  в водонепроницаемом корпусе  по блочно-модульной конструкции, что обеспечивает удобство смены модулей при обслуживании и ремонте.

    Выбор типа усилителя определяется структурой распределительной сети и условиями  ее работы.

    В качестве магистральных усилителей применим УМ—201/60 – магистральный  усилитель серии 200, без АРУ, с одним выходом, с дистанционным питанием по коаксиальному кабелю. Основные технические характеристики УМ-201/60 приведены в таблице 2.3.1 .

                                               Таблица 2.3.1-Параметры магистрального усилителя УМ-201/60 

      Домовые усилители в отличие от магистральных не имеют электронных регуляторов АРУ и Н, коэффициент усиления выше, чем у магистральных, на входе усилителей для плавной регулировки усиления включается резистивный делитель. Регулировка наклона АЧХ осуществляется изменением глубины частотно-зависимой отрицательной обратной связи  в эмиттерной цепи первого каскада.

    В качестве домовых усилителей используем усилители УД-201, основные характеристики приведены в таблице 2.3.2 .

                                                                  Таблица 2.3.2-Параметры домового усилителя УД-201

2.4. Ответвители и  разветвители

     Мощность сигналов в магистральных и субмагистральных распределительных сетях СКТВ ответвляется с помощью магистральных направленных ответвителей, представляющих

 собой  мостовые устройства на трансформаторах  с ферритовыми сердечниками. В  зависимости от варианта исполнения ответвители выполняются с одним или двумя отводами. Выбор коэффициента переходного ослабления производится из условия обеспечения равных уровней сигналов на отводах магистральных и субмагистральных линий включаемых в различных точках соединительных линий.

    В качестве магистральных разветвителей, для ответвления сигнала с  магистралей к домовой сети, а  также для домовой распределительной  сети применим магистральный ответвители  ОМ-102/6 (с двумя отводами) и ОМ-101/3 (с одним отводом) основные характеристики которых указаны в таблице 2.4.1. 

                                                       Таблица 2.4.1- Параметры ответвителей ОМ-102/6 и ОМ-101/3

    В домовых сетях для распределения  сигнала к абонентским отводам  используем абонентский разветвитель РА-104/13 . Параметры данного разветвителя приведены в таблице 2.4.2. 

Таблица 2.4.2-Параметры разветвителя РА-104/13

   3.Трассировка кабельной распределительной сети СКТВ 

    СКТВ  представляет собой совокупность технических  средств для приёма, формирования радиосигналов нескольких телевизионных программ и распределения этих сигналов по кабелю от головной станции СКТВ до абонентских розеток.

    Одним из важнейших этапов проектирования СКТВ является трассировка кабельной распределительной сети. Трассировка заключается в составлении схемы прокладки кабелей распределительной сети и размещения всего оборудования на плане застройки.