8.3. Приемники спутникового телевидения

В мире уже существует множество торговых марок спутниковых ресиверов. Фактически любой из них можно использовать для индивидуальной приемной системы спутникового телевидения. Ни одна из фирм-производителей ресиверов не поставляет владельцу принципиальных электрических схем, поэтому познакомимся с принципом работы узлов ресивера с помощью упрощенной радиолюбительской схемы (рис. 8.32).

Ресивер представляет собой УКВ ЧМ приемник с полосой пропускания 30 МГц. Сигнал от СВЧ преобразователя по коаксиальному кабелю поступает на входной перестраиваемый фильтр (ПФ1), подавляющий зеркальный канал. Усилительный каскад (УК-1) компенсирует потери сигнала в фильтре. Затем сигнал подается на смесительный каскад (См1). Сюда же идет сигнал от гетеродина, перекрывающего широкий спектр частот 1,25...2,2 ГГц в зависимости от положения регулятора «Настройка». В смесителе (См1) выделяется первая промежуточная частота 450 МГц (среднее значение) и усиливается резонансно-полосовым усилителем (РПУ). Далее в цепи усилителя РПУ включается аттенюатор АТТ, который выравнивает уровень сигнала при сильных изменениях его на входе.

После аттенюатора ослабленный сигнал вновь усиливается каскадом (УК2) и поступает на второй смеситель (См2).

Необходимость использования этого устройства обусловлена тем, что на частоте 450 МГц очень трудно получить большое усиление и крутые фронты фильтров. Поэтому первая промежуточная частота преобразуется во вторую на 70 МГц. Для этого используется второй гетеродин, вырабатывающий сигнал с частотой 520 МГц.

Далее следует широкополосный усилитель (ШУ) на двух транзисторах. Столь сложная схема усилителя оправдана в первую очередь его стабильностью. ШУ не склонен к самовозбуждению, а между его каскадами включен фильтр нижних частот (ФНЧ), который резко подавляет спектр частот выше 84 МГц.

Усилительный каскад (УКЗ) компенсирует потери в ФНЧ. Затем фильтр высоких частот (ФВЧ) подавляет все частоты ниже 54 МГц. Таким образом формируется полоса шириной 30 МГц, необходимая для пропускания полного цветового телевизионного сигнала (ПЦТС).

После ФВЧ сигнал поступает на усилительные каскады (УК1) и (VK5), которые осуществляют дополнительное усиление ПЦTC перед подачей его на устройство ограничения.

Детектор обеспечивает полосу детектирования частотно-модулированного сигнала 30 МГц при средней частоте 70 МГц. При превышении определенного уровня сигнала на входе ограничителя сигнал усиливается усилителем УК АРУ и подается на аттенюатор (АТТ), который шунтирует сигнал на «землю».

Полученный после ЧМ детектора сигнал усиливается видеоусилителем (ВУ), который обеспечивает полосу пропускания до 6 МГц. Далее включается видеофильтр (ВФ), обеспечивающий компенсацию частотных предыскажений в передающих трактах Земля — спутник и спутник — Земля. Это обусловлено свойствами ЧМ сигнала. Практически устройство ВФ ограничивает высокие частоты и полностью «срезает» сигнал выше цветовой поднесущей.

На выходе канала изображения приемника установлен двойной эмиттерный повторитель (ЭП). Столь мощный выход необходим для работы на коаксиальный кабель, длина которого может достигать десятков метров, а также для подключения нескольких телевизоров через согласующие устройства.

В приемнике предусмотрена автоматическая подстройка частоты (АПЧ), хотя практически в ней нет необходимости. Поэтому в приемнике предусмотрена возможность отключения АПЧ.

В системе спутникового телевизионного вешания по каналу связи кроме сигнала изображения передается и другая информация. Это обычное звуковое сопровождение на поднесушей частоте в пределах 5...10 МГц. Есть еще и стереофоническое звуковое сопровождение, отдельные звуковые каналы, передающие стерео и монорадиограммы, код шифрованных телевизионных каналов и др. Так как программ много и звуковое сопровождение может быть на разных поднесуших частотах, необходима оперативная перестройка приемника. Этим оправдана относительно сложная часть звукового тракта.

На звуковой тракт сигнал поступает с ЧМ детектора через полосовой фильтр (ПФ2), настроенный на среднюю частоту 6,5 МГц, и далее — на вход смесителя (СмЗ). Здесь используется микросхема, которая выполняет роль как смесителя, так и гетеродина. Последний перестраивается в пределах 15,7...18,7 МГц.

На выходе микросхемы получаем ПЧ звука, равную 10,7 МГц. Это уже стандартная ПЧ для УКВ ЧМ приемников и в тракте звука можно использовать стандартный ПЧ фильтр Z1 на частоту 10,7 МГц.

После усиления и ограничения сигнал поступает на ЧМ детектор и далее — на усилитель звуковой частоты (УЗЧ) и громкоговоритель (Гр). Сигнал звукового сопровождена можно подать на вход УЗЧ бытового телевизора.

Автоматическая подстройка частоты звука (АПЧ) очень желательна, так как при сильном сигнале она проводит «захват» звуковой поднесушей и в большинстве случаев не требует ручной перестройки при переключении каналов.

Спутниковый ресивер по внешнему виду и размерам напоминает видеомагнитофон (рис. 8.33, 8.34).

К внешним устройствам ресивер подключается с помощью соединителей типа «колокольчик» и SCART (рис. 8.35). Внешний вид контактов соединителя SCART показан на рис. 8.36. На рис. 8.37 показаны выходные гнезда отечественного ресивера «Витязь ТСТ-002С».

Управление всеми ресиверами осуществляется с помощью пульта дистанционного управления (ПДУ). В ПЛУ

(рис. 8.38) вмонтирован передатчик команд, работающий на инфракрасных лучах (ИКЛ). Непосредственно в ресивере находится приемник ИКЛ.

Важнейшей характеристикой любого ресивера является его статический порог, который определяет отношение сигнал/шум на выходе ресивера от отношения сигнал/шум сигнала, поступающего на вход ресивера с конвертера (рис. 8.39). Общепринятой величиной статического порога является 6 дБ. При уменьшении этого соотношения изображение на экране телевизора резко ухудшается.

В табл. 8.2 приведены характеристики некоторых зарубежных ресиверов спутникового телевидения, работающих по аналоговым системам цветного телевидения.

Ресивер может быть подключен к телевизору несколькими способами (рис. 8.40). Эфирная антенна наземного телевидения включается в гнездо ANT IN ресивера, далее через ряд соединителей сигнал подается на антенный вход телевизора. С ресивера сигнал поступает на видеомагнитофон и телевизор, например в 36-м канале ДМВ, поэтому те-

левизор должен быть оснащен селектором каналов (СКД) ДМВ. Если этот канал занят местным эфирным вещанием, то в ресивере и видеомагнитофоне предусмотрена возможность перестройки на другой канал ДМВ по усмотрению владельца аппаратуры.

В большинстве современных моделей телевизоров предусмотрены низкочастотные входы в виде соединителей SCART или «коло-

кольчик». Предпочтительно подключать ресивер к телевизору с помощью кабеля, который завершается с обеих сторон соединителем SCART или двумя соединителями «колокольчик». В случае низкочастотного подключения телевизор необходимо перевести в режим монитора согласно инструкции по его эксплуатации («Режим AV»).

Необходимо обратить внимание на наличие в телевизоре декодера PAL/SECAM, чтобы иметь возможность принимать телевизионные передачи с западноевропейских спутников в цвете и со звуковым сопровождением.

Многие спутники ведут телевизионное вещание по стандарту D2-MAC. Ни один из бытовых телевизоров не может принять передачи по этому стандарту, поэтому к ресиверу необходимо дополнительно подключить декодер D/D2-МАС. Некоторые ресиверы имеют встроенный D/D2-MAC (табл. 8.3).

Таблица 8.3

Сложнее обстоит дело с приемом цифрового телевидения по стандарту MPEG-2. В этом случае необходимы специальный телевизионный приемник и замена всего тракта системы приема спутникового телевидения, пожалуй, за исключением антенны. Те, кто хочет вести прием программ с ИСЗ по стандарту MPEG-2, должны приобрести новый комплект оборудования. И это оправдано, так как, например, после запуска спутников НОТ BIRD-3...6 владелец аппаратуры цифрового телевидения сможет смотреть около 400 программ только с одной позиции 13° Е.

Выбирая ресивер, следует обратить внимание на одну из важнейших его характеристик. Это ширина полосы первой ПЧ, т. е. частоты, поступающей на вход ресивера после конвертера, который преобразует СВЧ, передаваемые со спутника, в более низкие, удобные для дальнейшей обработки. Чем шире полоса промежуточной частоты, тем большее количество спутниковых программ вы сможете охватить. В современных ресиверах часто встречаются полосы частот 950...2050, 700...2050 и 900...2150 МГц. Третий вариант позволяет принимать весь Кu-диапазон в системе с универсальным конвертером.

Современные ресиверы позволяют корректировать качество изображения различных спутниковых каналов за счет уменьшения ширины промежуточной частоты видеосигнала

с 36 до 9 МГц. Она может меняться плавно, с шагом 1 МГц (ресивер Echostar 8700) или дискретно: 9/13/15/27 МГц (ресивер Manhatten 7400+ и др.) Сужение полосы позволяет избавиться от импульсных помех, но при этом цветное изображение становится более тусклым и невыразительным.

Для переключения частотных поддиапазонов гетеродина полнодиапазонного или двухдиапазонного конвертеров в ресиверах часто предусмотрен тоновый генератор частотой 22 кГц. Опытные радиолюбители могут самостоятельно собрать генератор по схеме (рис. 8.41).

Задающий генератор прямоугольных импульсов с частотой 22 кГц собран на микросхеме DA1. С выхода 3 через резистор R4 импульсы подаются на базу транзистора VT1. Когда транзистор закрыт, на диоде VD2 падает напряжение (около 0,7 В). Когда транзистор открыт, диод VD2 шунтируется малым сопротивлением его перехода эмиттер-коллектор и снижение напряжения на диоде составляет примерно 0,1 В. Подбором сопротивления резистора R 4 устанавливают такой режим работы транзистора VT1, чтобы он был надежно открыт при отрицательном импульсе на базе и надежно закрыт при положительном.

Подбором сопротивления резистора R3 устанавливают частоту импульсов на выводе 3 DA1, равную 22 кГц (период колебаний 42...50 мкс).

Стабилитрон VD1 обеспечивает неизменность частоты тона при переключении напряжения питания 13/18 В. Развязывающий фильтр в цепи питания не нужен. При напряжении питания 18 В генератор потребляет ток 8 мА.

Прибор предназначен для использования двухдиапазонных конвертеров с ресиверами, не имеющими управляющего сигнала 22 кГц. Он разработан в лаборатории спутникового телевидения фирмы «General Satellite».

Часто возникает вопрос о просмотре телевизионных программ с нескольких спутников, которые находятся на разных позициях ГСО. С помощью специальных устройств антенна может дистанционно позиционироваться на разные спутники. Передвигает специальное приспособление — актуатор. Это обычный выдвижной рычаг-толкатель с электродвигателем, управляемый электрическими сигналами.

Обычно для антенн диаметром 1,2...1,5 м используется 12-дюймовый актуатор (12 дюймов — его длина), а для антенн диаметром 1,8...2,0 м — 18-дюймовый. Для антенн меньших диаметров обычно используется другое поворотное устройство — SuperMount (супермаунт), которое позволяет, в отличие от актуатора, вращать антенну «от горизонта до горизонта», «захватив» при этом все спутники, с которых возможен прием сигнала. Супермаунты менее устойчивы к ветровым нагрузкам, чем устройства с актуатором, поэтому они используются только для антенн диаметром 0,9...1,2 м.

Для управления актуатором или супермаунтом необходимо специальное устройство — позиционер, который подает управляющие сигналы и питание на актуатор. Управляющие сигналы — это импульсы от датчиков актуаторов. Например, чтобы сориентировать антенну на первую позицию, необходимо послать 400 импульсов, на вторую — 600, а на третью — 300. Для идентификации положения антенны следящие системы используют реверсивные счетчики, которые ведут отсчет в прямом и обратном направлениях. Они считают каждый импульс датчика, причем счетчик срабатывает только на замыкание или на размыкание геркона (герметизированный контакт — реле).

Иногда позиционер выполняют в виде отдельного блока, который по форме напоминает ресивер. Однако есть некоторые модели ресиверов, интегрированных с позиционером (табл. 8.4).

Если позиционер выполнен в виде отдельного блока, необходимо, чтобы ресивер имел функцию управления внешним позииионером. Управление перемещением антенны может осуществляться по заданной программе, с помощью которой осуществляется наведение на 6...10 и более спутников. Необходимо обращать внимание на то, чтобы ток управления актуатором был необходимой величины для данной модели ресивера.

К сервисным возможностям ресивера можно отнести функции телетекста и таймера. Практически все современные модели ресиверов снабжены таймером, который включает и выключает спутниковый приемник в определенное время. Эту функцию удобно использовать для записи передач на видеомагнитофон.

Например, ресивер NTV-3000, предназначенный для приема программ НТВ-Плюс, благодаря наличию таймера и третьего соединителя SCART позволяет в отсутствие пользователя записывать передачи со спутника с программированием начала записи на 28 дней вперед. При этом не нужно оставлять телевизор включенным.

Многие ресиверы имеют «родительский ключ», чтобы не допустить детей к тем или иным программам. Тот же ресивер NTV-3000 позволяет закрыть паролем доступ к любому каналу. Это очень удобно, если ребенок, когда он дома один, смотрит боевики или репортажи со спортивных матчей, вместо того, чтобы делать уроки. Наличие эротических передач на НТВ-Плюс делает эту функцию еще более актуальной.

Количество каналов, запоминаемых ресивером, в дорогих моделях может быть от 99 до нескольких сотен. Обычно ресиверы запрограммированы на наиболее популярные в Европе каналы. Однако часто возникает необходимость переименовать заложенные в память спутникового приемника программы. Многие ресиверы позволяют это сделать.

Как и для видеосигнала, для сигнала звукового сопровождения важную роль играет ширина промежуточной частоты. Сужая эту полосу, можно отстраниться от помех, пожертвовав качеством звука. В разных моделях ресиверов полоса ПЧ звука изменяется или плавно в пределах 130...600 МГц (все модификации ресиверов Расе), или дискретно: 110/180/280/380 МГц (ресиверы Echostar LT730, LT950 и др.)

Некоторые спутники передают наиболее популярные программы на нескольких языках. Например, программа Eurosport со спутника НОТ BIRD-1 передается на шести языках, для

этого используется соответствующее число поднесуших частот. Ресивер позволяет владельцу спутниковой системы выбрать звуковое сопровождение на одном из них по своему усмотрению.

Любой ресивер может принимать звуковое сопровождение в моно- или стереоварианте, однако только некоторые модели имеют систему воспроизведения «объемного звучания». Для меломанов в некоторых моделях существует функция Dolby Pro-Logic surround sound, которая позволяет моделировать различные аудиоэффекты (студия, театр, стадион, космос и др.). Это ресиверы моделей Расе MSS 538G, Amstrad SRX2001 и др.

Большинство спутниковых приемников предполагает использование внешнего усилителя звуковой частоты в телевизоре, аудиосистеме. Однако появились модели Расе MSS 1034 и 1038, которые имеют УЗЧ мощностью 4 х 25 Вт. К ним достаточно подсоединить акустические колонки.