Рассылка "Вестник старого радио". Выпуск 72 (Сентябрь 2011) ( http://radionic.ru/2011/09/01/r72/)

     Сетевой ламповый супергетеродинный радиоприёмник "Салют" выпускался на Московском радиозаводе имени Красина с 1947 года.

Подробнее...

    

Подробнее...

(в сокращении) "Телевизор! Блистательное чудо двадцатого нашего века! Поистине фантастический концентрат усилий, таланта, изобретательности десятков, сотен, тысяч великолепнейших умов нашего, моего времени! Для того чтобы сейчас вот, вернувшись с работы, десятки миллионов усталых людей остервенело щелкали переключателями вместе со мной, не в силах решить поистине неразрешимую задачу: что выбрать? Вдохновенного пильщика? Или буйную потную толпу самодеятельных плясунов? Или этих унылых и косноязычных специалистов за круглым столом?"

Братья Стругацкие "Хромая судьба"

Пожалуй, ни у кого сейчас не вызывает сомнения, что именно посредством телевизионного вещания современный человек получает наибольшее количество информации. И продолжает стремиться получать его во все возрастающей степени. Эту человеческую особенность успешно эксплуатируют в том числе и телекоммуникационные компании. С другой стороны, в упрощенной форме, последние эксплуатируют желание одних людей (или поставщиков видеоинформации) воздействовать на умы других.

Поскольку прежде, чем воздействовать, нужно создать соответствующую среду передачи информации, их главная задача состоит в техническом обеспечении потенциальному пользователю некого набора услуг. Именно этим прогрессивное человечество и занимается уже более полувека.

История телевидения не теряется в глубине веков и поэтому в общих чертах известна современному человеку. Не будем подробно останавливаться на ней, отметив лишь, что активно развиваться телевидение начало лишь тогда, когда стало чисто электронным (первые системы, использующие механический принцип "не пошли" из-за неважного качества, поскольку их телезрители, как говорят, плохо отличали танцующую женщину от поющего мужчины). Интересно, что первый проект, в котором были заложены основы современного телевидения, был сделан в 1884 году. Своим созданием в течение XX века телевидение во многом обязано своим созданием и нашим соотечественникам: Б. Розингу, О. Адамяну, Л. Термену, П. Шмакову, Б. Грабовскому, В. Зворыкину, Я. Рыфтину, С. Катаеву, А. Полумордвинову, С. Новаковскому, П. Тимофееву и многим другим.

Изначально для трансляции ТВ программ использовался эфир, что имело свои известные всем плюсы (доступность на больших расстояниях) и минусы (помехи и не всегда качественный прием).

Именно минусы и заставили первоначально искать другие пути для трансляции ТВ программ, обратив взоры на коаксиальный кабель. Так началась эра сетей кабельного телевидения (или КТВ), которые в немалой степени преуспели за последние почти 50 лет и которым и будет посвящена эта статья.

Впервые предложение о распределении телевизионного сигнала по кабельным сетям было представлено в США Эдом Парсонсом, Cox Cable Communications, Inc., в 1948 г. Первая система, распределяющая 5 ТВ каналов, заработала в Сиэтле. Это нововведение позволило избавиться от многих нежелательных эффектов, связанных с эфирным распространением телевизионных сигналов: затенений, переотражений, необходимости установки у каждого абонента антенны и т. д. Это расширило круг потенциальных абонентов и помогло кардинальным образом улучшить с технической точки зрения качество предлагаемых услуг.

В целом, характеристики сигналов, направляемых в коаксиальный тракт сети КТВ, как правило, совпадают по способу модуляции (АМ), занимаемой полосе частот и т. д. с сигналами, распространяемым по эфиру (но не всегда, когда речь идет о специализированных системах, например, с платными каналами). Связано это, в первую очередь, с необходимостью применения тех же телевизионных приемников, что и для эфирного вещания. В этом смысле эфирное и кабельное телевидение сохраняют преемственность до сих пор. Первые же сети кабельного ТВ (как, впрочем, и у нас до последнего времени) имели сравнительно простую структуру: коллективная антенна, головная станция и коаксиальный тракт с необходимым числом ответвителей и усилителей (магистральных и домовых). Строго говоря, это было еще не сети КТВ, а именно кабельные системы коллективного приема эфирных ТВ программ.

В то же время уже на первых этапах развития кабельного телевидения в США, когда заметная часть систем имела воздушные коаксиальные линии, появилась настоятельная необходимость применения на головных станциях частотного преобразования каналов, принимаемых из эфира. В противном случае из-за сложения одинаковых сигналов с разной задержкой (ТВ приемник может принимать непосредственно на себя эфирный сигнал и одновременно получать его же по кабелю, где и будет задержка) происходило заметное ухудшение качества ("двоение") изображения. Именно поэтому началось повсеместное применение конверторов ТВ каналов, о которых косвенно знает каждый, кто убедился, что ТВ каналы, поступающие по кабелю с коллективной антенны не совпадают с каналами, присутствующими в эфире.

Первые системы формировались по принципу коллективного приема сначала в метровом (47 - 240 МГц), а затем и в дециметровом диапазонах волн (с верхней граничной частотой 550 МГц и 862 МГц в Европе, а также 600 МГц и 750 МГц в США). Главная борьба велась с переотражениями и затененями в условиях разновысокой городской застройки.

Ухудшение условий приема в затененных местах приводил к появлению значительных затруднений в выборе места расположения небольших коллективных антенн со сравнительно невысоким коэффициентом усиления и высоким уровнем боковых лепестков.

Поэтому дальнейшее развитие систем, в особенности в СССР, где описанный выше подход "антенна на подъезд" весьма распространен, пошел в направлении улучшения характеристик приема сигналов, что выразилось в создании систем, строящихся по иерархической древовидной топологии.

Укрупнение размеров систем вызвало, соответственно, целый ряд проблем, вызванных ухудшением отношением сигнал-шум на выходах удаленных от головной станции абонентов; возрастанием уровня нелинейных искажений из-за накопления последних на последовательно включенных усилителях. Кроме того, увеличение числа распространяемых каналов привело к возрастанию нагрузки на усилительное оборудование и, тем самым, к дополнительному увеличению нелинейных искажений; большая длина кабельных участков, в особенности воздушных, привела к заметной зависимости параметров сигнала у абонента от (температурных) факторов. Произошло и снижение общей надежности сетей за счет коррозии коаксиального кабеля в местах его заделки, а также из-за увеличения количества усилительного оборудования.

Увеличение числа эфирных каналов не может быть беспредельным, поэтому дальнейший рост числа каналов в сетях КТВ происходил за счет чисто студийных, а в дальнейшем и спутниковых ТВ-каналов.

(с) Александр Голышко

Впервые опубликовано в журнале "Сети и Системы Связи" №1'98 стр. 100-107, №3'98 стр. 102-111.

Представим схему высокочастотной части приемника с задержанной АРУ. В этой схеме лампа JI1 является лампой смесителя, лампа Л2 входит в состав каскада УПЧ, диод Д1 работает в схеме детектора сигнала, а диод Д2 представляет собой выпрямительный элемент системы АРУ.

К диоду Д2, т.е. к промежутку анод-катод этого диода, подводятся два напряжения. Первое из них, переменное промодулированное напряжение промежуточной частоты, подводится с зажимов второго контура последнего фильтра ПЧ (с верхнего зажима контура через конденсатор связи Ссв, а с нижнего зажима через конденсатор С). Второе напряжение - постоянное и подается с зажимов сопротивления, включенного в цепь общего минуса приемника (резистор R). Через этот резистор протекает ток всех ламп приемника в направлении от земли к отрицательному зажиму источника Еа, и на нем создается падение напряжения отрицательной полярности. Это напряжение н используется для запирания диода выпрямителя АРУ (плюс его подводится к катоду диода непосредственно, а минус к аноду через резистор RАРУ). В зависимости от того, какое из этих напряжений окажется большим, будет зависеть режим работы диода Д2.

Схема работает следующим образом; Когда на входе приемника действует слабый сигнал, напряжение на контуре последнего фильтра ПЧ также будет небольшим. Поэтому даже при максимальных "пиках" напряжения на контуре, получающихся при модуляции, результирующее напряжение на аноде диода Д2 будет отрицательным, диод окажется запертым, и система АРУ работать не будет. На сетки ламп регулируемых каскадов в это время подается отрицательное напряжение, полученное на резисторе R.. Это напряжение играет рель "начального" напряжения смещения, определяющего максимальную крутизну характеристики ламп и, стало быть, максимальный коэффициент усиления схемы приемника.

Если напряжение на входе приемника сильно возрастает, то и на контуре последнего фильтра ПЧ будет действовать также большое напряжение. В отдельные моменты времени напряжение на аноде диода Д2 будет положительным, диод откроется и через него начнет протекать ток. При протекании этого тока через резистор RАРУ на нем создается падение напряжения, минусом обращенное к аноду диода. Это напряжение и является регулирующим напряжением, созданным в системе АРУ. Регулирующее напряжение, созданное на резисторе RАРУ имеет вид отдельных импульсов, амплитуда которых изменяется по закону модулирующего сигнала. Для того чтобы превратить это напряжение в постоянное, в схеме введены два сглаживающих фильтра СфRф. Эти фильтры устраняют пульсации регулирующего напряжения в системе АРУ и одновременно предотвращают возможное самовозбуждение каскадов УПЧ.

Регулирующее напряжение подается на управляющие сетки ламп регулируемых каскадов (в нашем случае смеситель и каскад УПЧ). Общий минус на сетках ламп возрастает, крутизна характеристики уменьшается, а это приводит к уменьшению коэффициента усиления каскадов в отдельности и всего приемника в целом. Напряжение на выходе УПЧ уменьшается по уровню и будет иметь более или менее постоянную аплитуду.

Существуют и другие варианты схем задержанной АРУ, однако, общие принципы работы системы АРУ в них сохраняются полностью.

(Продолжение следует)

Использованы материалы из книг:

1. Батраков А.Д, Кин С.Э. Элементарная радиотехника. Часть 2. Ламповые радиоприемники. М.-Л.: "Государственное энергетическое издательство", 1952. - С.7-68.
2. Комаров Е.Ф. Учебное пособие радиотелемастера. Москва: "Издательство Досааф", 1970. - С.66-82.

Важнейшим свойством электромагнитных волн является их способность распространяться в окружающем пространстве со скоростью, близкой к скорости света с = 3*10⁸ м/сек.

Расстояние, на которое распространяется волна за время одного колебания тока в антенне, называется длиной волны. Длина волны l зависит от частоты колебаний (или периода колебаний) тока в антенне:

l = сТ, или l = с/f.

Чем больше частота тока в антенне, тем меньше длина излучаемых радиоволн, и наоборот.

Зная длину волны, нетрудно вычислить частоту тока в антенне:

f=c/l

Для практических расчетов очень удобны следующие формулы:

f=300/l и l=300/T

где:

f - частота колебаний, МГц;

l - длина волны, м.

Электромагнитные волны, занимающие спектр частот примерно от 3*10³ до 3*10¹² Гц, называются радиоволнами. Так как в зависимости от длины радиоволн изменяются особенности их распространения, весь спектр радиоволн разбивают на отдельные диапазоны, наименования которым даны по длинам волн.

Классификация радиоволн

1. Мириаметровые (сверхдлинные) - 10⁵ - 10⁴ м (3*10³ - 3*10⁴) Гц - радионавигация, грозовое предупреждение;

2. Километровые (длинные) - 10⁴ - 10² м (3*10⁴ - 3*10⁵) Гц - радиосвязь, радионавигация

3. Гектометровые (средние) - 10³ - 10² м (3*10⁵ - 3*10⁶) Гц - радиосвязь, радиовещание, радионавигация

4. Декаметровые (короткие) - 10² - 10¹ м (3*10⁶ - 3*10⁷) Гц - радиосвязь, радиовещание

5. Ультракороткие метровые - 10 - 1 м (3*10⁷ - 3*10⁸) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация и др.

6. Ультракороткие дециметровые - 1 - 0,1 м (3*10⁸ - 3*10⁹) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация и др.

7. Ультракороткие сантиметровые - 0,1 - 0,01 м (3*10⁹ - 3*10¹⁰) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация и др.

8. Миллиметровые - 0,01 - 0,001 м (3*10¹⁰ - 3*10¹¹) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация и др.

9. Децимиллиметровые - 0,001 - 0,0001 м (3*10¹¹ - 3*10¹²) Гц - радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация и др.

В последние годы был открыт способ генерирования электромагнитных колебаний оптического диапазона с помощью квантовых генераторов (лазеров). Предполагается, что электромагнитные колебания оптического диапазона в ближайшем будущем найдут широкое применение для радиосвязи (особенно с космическими кораблями), радиолокации, радионавигации и т.д. (Наш комментарий - сейчас данная технология используется в Интернет-коммуникациях).

Electronic Banner Exchange (ElBE)