Телевизионные системы
Министерство
образования Республики Беларусь
Учреждение
образования
«Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Контрольная
работа №2
«Телевизионные
системы»
Студент 5 курса ФЗО
специальности МСТК
группы 700801
шифр 700801-14
Жилевский Андрей Анатольевич
Вариант №11
Минск 2012
План
Задача №1
Задача №2
Литература
Задача №1
Спроектировать домовую распределительную сеть (ДРС) сигналов телевидения
для жилого дома. ДРС подключается к линейному тракту условно существующей
системы кабельного телевидения и должна удовлетворять требованиям СТБ [36] в
полосе рабочих частот от 48,5 до 862 МГц. Исходные данные для проектирования
представлены в таблице 1, где: Nпод
- количество
подъездов в доме; Nэт - количество этажей в доме; Nкв/э - количество квартир абонентов на
этаже; U50 (U855) - уровень напряжения радиосигнала изображения 1 ТВ
радиоканала на частоте 49,75 МГц (69 ТВ радио канала на частоте 855,25 МГц) в
точке домового ввода, дБ(мкВ); Nтв
рс - количество
радиосигналов телевидения, распределяемых в системе КТВ. При расчётах
расстояние между подъездами здания принять равным 30 м, межэтажное расстояние -
3 м.
При проектировании осуществить выбор активного и пассивного оборудования
для ДРС, привести его электрические параметры, рассчитать уровни радиосигналов
на выходах абонентских распределительных устройств для граничных частот рабочей
полосы (50 и 862 МГц). Результаты расчётов представить в графической форме.
Таблица 1 - Исходные данные
Вариант №
|
Nпод
|
Nэт
|
Nкв/э
|
U50
|
U855
|
Nтв рс
|
11
|
3
|
10
|
4
|
92
|
84
|
26
|
Решение
Расчет ДРС произведем для двух типов кабеля: SNR RG11-M-Cu и SNR RG6-Cu. Первый тип
кабеля в два и более раз дороже, чем кабель SNR RG6-Cu. Однако
электрические параметры кабеля SNR RG11-M-Cu лучше, чем у
кабеля SNR RG6-Cu.
. Произведем расчет ДРС для кабеля SNR RG11-M-Cu.
Приведем электрические параметры активного и пассивного оборудования для
ДРС.
Таблица 2 - Параметры кабеля SNR RG11-M-Cu
Волновое сопротивление, Ом
|
75±2
|
Затухание при 20°С, дБ/100
м
|
5 МГц
|
1,19
|
|
55 МГц
|
3,29
|
|
210 МГц
|
6,10
|
|
250 МГц
|
6,59
|
|
270 МГц
|
6,81
|
|
300 МГц
|
7,24
|
|
400 МГц
|
8,39
|
|
450 МГц
|
8,76
|
|
500 МГц
|
9,44
|
|
550 МГц
|
9,85
|
|
600 МГц
|
10,47
|
|
750 МГц
|
11,85
|
|
870 МГц
|
12,92
|
|
1000 МГц
|
13,79
|
Таблица 3 - Параметры используемого оборудования
N
|
Фирма производи-тель, модель
|
Тип
|
Коли-чество направ-лений
|
Сквоз-ные потери
|
Потери на отвод
|
Частотный
диапазон
|
Количество
используемого оборудования
|
|
|
|
|
дБ
|
дБ
|
МГц
|
шт
|
1
|
НАГ, SNR-T-410
|
ОА-4/10
|
4
|
4
|
10
|
5-1000
|
2
|
2
|
НАГ, SNR-T-412
|
ОА-4/12
|
4
|
4
|
12
|
5-1000
|
2
|
3
|
НАГ, SNR-T-414
|
ОА-4/14
|
4
|
3,8
|
14
|
5-1000
|
6
|
4
|
НАГ, SNR-T-416
|
ОА-4/16
|
4
|
2
|
16
|
5-1000
|
5
|
5
|
НАГ, SNR-T-418
|
ОА-4/18
|
4
|
1,5
|
18
|
5-1000
|
5
|
6
|
НАГ, SNR-T-420
|
ОА-4/20
|
4
|
1,5
|
20
|
5-1000
|
4
|
7
|
НАГ, SNR-T-106
|
ОА-1/6
|
1
|
3,5
|
6
|
5-1000
|
1
|
8
|
НАГ, SNR-T-210
|
ОА-2/10
|
2
|
3,7
|
10
|
5-1000
|
1
|
9
|
НАГ, SNR-T-216
|
ОА-2/16
|
2
|
1,5
|
16
|
5-1000
|
1
|
10
|
НАГ, SNR-SPLT4
|
ДА-4
|
4
|
-
|
8
|
5-1000
|
6
|
*примечание: рекомендуемый рабочий уровень при многоканальном
сигнале (84 канала PAL-D)
Усилитель кабельный
домовой
1. Двухтактный (Push-Pull) широкополосный усилитель.
. Встроенные плавные регуляторы усиления и наклона АЧХ.
3. Металлический корпус с оребрением для лучшего охлаждения.
4. Тестовая точка на выходе -20dB.
5. Импульсный источник питания с высоким КПД.
6. Сетевой шнур с проводником заземления
Таблица 4 - Технические характеристики усилителя
Тип
|
SNR-HA-117-30
|
SNR-HA-117-30-60
|
Диапазон частот
|
45~862 МГц
|
45~862 МГц
|
Коэффициент
усиления
|
30 дБ
|
30 дБ
|
Максимальный
выходной уровень (DIN45004B)
|
117 дБмкВ
|
117 дБмкВ
|
Рабочий входной
уровень*
|
70 дБмкВ
|
70 дБмкВ
|
Рабочий
выходной уровень*
|
100 дБмкВ
|
100 дБмкВ
|
Плавная
регулировка усиления
|
0…-15 дБ
|
0…-15 дБ
|
Плавная
регулировка наклона
|
0…18 дБ
|
0…18 дБ
|
Неравномерность
АЧХ
|
±1 дБ
|
±1 дБ
|
Коэффициент
шума
|
≤10 дБ
|
≤10 дБ
|
Возвратные
потери
|
≥12 дБ
|
≥12 дБ
|
C/CTB (84
PAL-D, вых. 100 дБмкВ)
|
≥60 дБ
|
≥60 дБ
|
C/CSO (84PAL-D,
вых. 100 дБмкВ)
|
≥60 дБ
|
≥60 дБ
|
Напряжение
питания
|
165-250 В, 50
Гц
|
165-250 В, 50
Гц
|
Потребляемая
мощность
|
8 Вт
|
8 Вт
|
Размеры, мм
|
178(L) x 100
(W) x55(H)
|
178(L) x100 (W)
x55(H)
|
Расчет уровней сигналов начинаем с самой дальней точки по формуле:
Uвых
ОАn=Uвых ОАn-1 + Lотв ОАn-1 + αкабlкаб + LпрОАn - LотвОАn;
где Uвых
ОАn - уровень сигнала на выходе
ответвителя или делителя на этаже N (дБмкВ); Lотв ОАn-1 - потери на отвод ответвителя или
делителя на этаже N-1 (дБ); αкаб - потери в кабеле на частоте, для
которой производится расчёт (дБ/м); lкаб - длина
кабеля; LпрОАn - потери на проход
ответвителя или делителя на этаже N (дБ).
Расчёт верхней границы (U855):
№ этажа / № подъезда:
/3 Uвых ДА4 =70 дБмкВ;
/3 Uвых ОА12 =70+8+0,13•3+4-12=70,39 дБмкВ;
/3 Uвых ОА14 =70,39+12+0,13•3+3,8-14=72,58 дБмкВ;
/3 Uвых ОА18 =72,58+14+0,13•3+1,5-18=70,47 дБмкВ;
/3 Uвых ОА20 =70,47+18+0,13•3+1,5-20=70,36 дБмкВ;
/3 Uвых ОА20 =70,36+20+0,13•3+1,5-20=72,25 дБмкВ;
7/3 Uвых ОА16 =72,25+20+0,13•3+3,5-6-0,13•21-16=1,41
дБмкВ;
8/3 Uвых ОА14 =71,41+16-2-0,13•3-14=71,02 дБмкВ;
/3 Uвых ОА10 =71,02+14-3,8-0,13•3-10=70,83 дБмкВ;
/3 Uвых ДА4 =70,83+10-4-0,13•3-8=68,44 дБмкВ;
/2 Uвых ОА20=72,25+20+0,13•3+3,5+0,13•30+3,7-10-0,13•3-20=73,35
дБмкВ;
/2 Uвых ОА18=73,35+20-1,5-0,13•3-18=73,46 дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=73,46+18-1,5-0,13•3-16=73,57 дБмкВ;
/2 Uвых ОА14=73,57+16-2-0,13•3-14=73,18 дБмкВ;
/2 Uвых ОА12=73,18+14-3,8-0,13•3-12=70,99 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=70,99+12-4-0,13•3-8=70,6 дБмкВ;
/2 Uвых ОА18 =72,25+20+0,13•3+3,5+0,13•30+3,7-10-0,13•21-18=73,01
дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=73,01+18-1,5-0,13•3-16=73,12 дБмкВ;
/2 Uвых ОА14=73,12+16-2-0,13•3-14=72,73 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=72,73+14-3,8-0,13•3-8=74,54 дБмкВ;
/1 Uвых ОА20=72,25+20+0,13•3+3,5+0,13•30+3,7+0,13•30+1,5-16-0,13•3-20=
=72,75 дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=72,75+20-1,5-0,13•3-18=72,86 дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=72,86+18-1,5-0,13•3-16=72,97 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=72,97+16-2-0,13•3-14=72,58 дБмкВ;
/1 Uвых ОА10=72,58+14-3,8-0,13•3-10=72,39 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=72,39+10-4-0,13•3-8=70 дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=72,25+20+0,13•3+3,5+0,13•30+3,7+0,13•30+1,5-16-0,13•21-18=
=72,41 дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=72,41+18-1,5-0,13•3-16=72,52 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=72,52+16-2-0,13•3-14=72,13 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=72,13+14-3,8-0,13•3-8=73,94 дБмкВ.
Расчёт верхней границы (U50):
№ этажа / № подъезда:
/3 Uвых ДА4=75 дБмкВ;
/3 Uвых ОА12=75+8+0,03•3+4-12=75,09 дБмкВ;
/3 Uвых ОА14=75,09+12+0,03•3+3,8-14=76,98 дБмкВ;
/3 Uвых ОА18=76,98+14+0,03•3+1,5-18=74,57 дБмкВ;
/3 Uвых ОА20=74,57+18+0,03•3+1,5-20=74,16 дБмкВ;
/3 Uвых ОА20=74,16+20+0,03•3+1,5-20=75,75 дБмкВ;
7/3 Uвых ОА16=75,75+20+0,03•3+3,5-6-0,03•21-16=76,71
дБмкВ;
8/3 Uвых ОА14=76,71+16-2-0,03•3-14=76,62 дБмкВ;
/3 Uвых ОА10=76,62+14-3,8-0,03•3-10=76,73 дБмкВ;
/3 Uвых ДА4=76,73+10-4-0,03•3-8=74,64 дБмкВ;
/2 Uвых ОА20=75,75+20+0,03•3+3,5+0,03•30+3,7-10-0,03•3-20=73,85
дБмкВ;
/2 Uвых ОА18=73,85+20-1,5-0,03•3-18=74,26 дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=74,26+18-1,5-0,03•3-16=74,67 дБмкВ;
/2 Uвых ОА14=74,67+16-2-0,03•3-14=74,58 дБмкВ;
/2 Uвых ОА12=74,58+14-3,8-0,03•3-12=72,69 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=72,69+12-4-0,03•3-8=72,6 дБмкВ;
/2 Uвых ОА18=75,75+20+0,03•3+3,5+0,03•30+3,7-10-0,03•21-18=75,31
дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=75,31+18-1,5-0,03•3-16=75,72 дБмкВ;
/2 Uвых ОА14=75,72+16-2-0,03•3-14=75,63 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=75,63+14-3,8-0,03•3-8=77,74 дБмкВ;
/1 Uвых ОА20=75,75+20+0,03•3+3,5+0,03•30+3,7+0,03•30+1,5-16-0,03•3-20=
=70,25 дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=70,25+20-1,5-0,03•3-18=70,66 дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=70,66+18-1,5-0,03•3-16=71,07 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=71,07+16-2-0,03•3-14=70,98 дБмкВ;
/1 Uвых ОА10=70,98+14-3,8-0,03•3-10=71,09 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=71,09+10-4-0,03•3-8=69 дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=75,75+20+0,03•3+3,5+0,03•30+3,7+0,03•30+1,5-16-0,03•21-18=
=71,71 дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=71,71+18-1,5-0,03•3-16=72,12 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=72,12+16-2-0,03•3-14=72,03 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=72,03+14-3,8-0,03•3-8=74,14 дБмкВ.
Уровень сигнала на выходе усилителя составит:
Uвых
УД 855=72,25+20+0,13•3+3,5+0,13•30+3,7+0,13•30+1,5+0,13•3=109,53
дБмкВ;
Uвых
УД 50=75,75+20+0,03•3+3,5+0,03•30+3,7+0,03•30+1,5+0,03•3=106,43
дБмкВ.
Следовательно
КУ 855=109,53-84=25,53 дБ;
КУ50=106,43-92=14,43 дБ.
Рисунок 1 - Проектируемая ДРС жилого дома
. Произведем расчет ДРС для кабеля SNR RG6-Cu.
Приведем электрические параметры активного и пассивного оборудования для
ДРС. сеть телевидение сигнал
усилитель
Таблица 5 - Параметры кабеля SNR RG6-Cu
Волновое сопротивление, Ом
|
75±2
|
Затухание при 20°С, дБ/100
м
|
5 МГц
|
1.87
|
|
55 МГц
|
4.96
|
|
210 МГц
|
9.66
|
|
250 МГц
|
10.31
|
|
270 МГц
|
10.89
|
|
300 МГц
|
11.22
|
|
400 МГц
|
13.11
|
|
450 МГц
|
13.93
|
|
500 МГц
|
14.70
|
|
550 МГц
|
15.52
|
|
600 МГц
|
16.26
|
|
750 МГц
|
18.07
|
|
870 МГц
|
19.86
|
|
1000 МГц
|
21.57
|
Таблица 6 − Параметры используемого оборудования
N
|
Фирма
производитель, модель
|
Тип
|
Количество
направлений
|
Сквозные потери
|
Потери на отвод
|
Частотный
диапазон
|
Количество
используемого оборудования
|
|
|
|
|
дБ
|
дБ
|
МГц
|
шт
|
1
|
НАГ, SNR-T-410
|
ОА-4/10
|
4
|
4
|
10
|
5-1000
|
3
|
2
|
НАГ, SNR-T-412
|
4
|
4
|
12
|
5-1000
|
2
|
3
|
НАГ, SNR-T-414
|
ОА-4/14
|
4
|
3,8
|
14
|
5-1000
|
4
|
4
|
НАГ, SNR-T-416
|
ОА-4/16
|
4
|
2
|
16
|
5-1000
|
6
|
5
|
НАГ, SNR-T-418
|
ОА-4/18
|
4
|
1,5
|
18
|
5-1000
|
6
|
6
|
НАГ, SNR-T-420
|
ОА-4/20
|
4
|
1,5
|
20
|
5-1000
|
2
|
7
|
НАГ, SNR-T-422
|
ОА-4/22
|
4
|
1
|
22
|
5-1000
|
1
|
8
|
НАГ, SNR-T-106
|
ОА-1/6
|
1
|
3,5
|
6
|
5-1000
|
1
|
9
|
НАГ, SNR-T-212
|
ОА-2/12
|
2
|
2,5
|
12
|
5-1000
|
1
|
10
|
НАГ, SNR-T-216
|
ОА-2/16
|
2
|
1,5
|
16
|
5-1000
|
1
|
11
|
НАГ, SNR-SPLT4
|
ДА-4
|
4
|
-
|
8
|
5-1000
|
6
|
Усилитель кабельный
домовой
1. Двухтактный (Push-Pull) широкополосный усилитель.
. Встроенные плавные регуляторы усиления и наклона АЧХ.
3. Металлический корпус с оребрением для лучшего охлаждения.
4. Тестовая точка на выходе -20dB.
5. Импульсный источник питания с высоким КПД.
6. Сетевой шнур с проводником заземления.
Таблица 7 - Технические характеристики усилителя
Тип
|
SNR-HA-117-30
|
SNR-HA-117-30-60
|
Диапазон частот
|
45~862 МГц
|
45~862 МГц
|
Коэффициент
усиления
|
30 дБ
|
30 дБ
|
Максимальный
выходной уровень (DIN45004B)
|
117 дБмкВ
|
117 дБмкВ
|
Рабочий входной
уровень*
|
70 дБмкВ
|
70 дБмкВ
|
Рабочий
выходной уровень*
|
100 дБмкВ
|
100 дБмкВ
|
Плавная
регулировка усиления
|
0…-15 дБ
|
0…-15 дБ
|
Плавная
регулировка наклона
|
0…18 дБ
|
0…18 дБ
|
Неравномерность
АЧХ
|
±1 дБ
|
±1 дБ
|
Коэффициент
шума
|
≤10 дБ
|
≤10 дБ
|
Возвратные
потери
|
≥12 дБ
|
≥12 дБ
|
C/CTB (84
PAL-D, вых. 100 дБмкВ)
|
≥60 дБ
|
≥60 дБ
|
C/CSO (84PAL-D,
вых. 100 дБмкВ)
|
≥60 дБ
|
≥60 дБ
|
Напряжение
питания
|
165-250 В, 50
Гц
|
165-250 В, 50
Гц
|
Потребляемая
мощность
|
8 Вт
|
8 Вт
|
Размеры, мм
|
178(L) x 100
(W) x55(H)
|
178(L) x100 (W)
x55(H)
|
*примечание: рекомендуемый рабочий уровень при многоканальном
сигнале (84 канала PAL-D)
Расчет уровней сигналов начинаем с самой дальней точки по формуле:
Uвых
ОАn=Uвых ОАn-1+Lотв ОАn-1+αкабlкаб+LпрОАn-LотвОАn;
где Uвых
ОАn - уровень сигнала на выходе
ответвителя или делителя на этаже N (дБмкВ); Lотв ОАn-1 - потери на отвод ответвителя или
делителя на этаже N-1 (дБ); αкаб - потери в кабеле на частоте, для
которой производится расчёт (дБ/м); lкаб - длина
кабеля; LпрОАn - потери на проход
ответвителя или делителя на этаже N (дБ).
Расчёт верхней границы (U855):
№ этажа / № подъезда:
/3 Uвых ДА4=70 дБмкВ;
/3 Uвых ОА12=70+8+0,2•3+4-12=70,6 дБмкВ;
/3 Uвых ОА14=70,6+12+0,2•3+3,8-14=73 дБмкВ;
/3 Uвых ОА18=73+14+0,2•3+1,5-18=71,1 дБмкВ;
/3 Uвых ОА20=71,1+18+0,2•3+1,5-20=71,2 дБмкВ;
/3 Uвых ОА22=71,2+20+0,2•3+1-22=70,8 дБмкВ;
7/3 Uвых ОА18=70,8+22+0,2•3+3,5-6-0,2•21-18=68,7
дБмкВ;
8/3 Uвых ОА16=68,7+18-1,5-0,2•3-16=68,6 дБмкВ;
/3 Uвых ОА10=68,6+16-2-0,2•3-10=72 дБмкВ;
/3 Uвых ДА4=72+10-4-0,2•3-8=69,4 дБмкВ;
/2 Uвых ОА18=70,8+22+0,2•3+3,5+0,2•30+2,5-12-0,2•3-18=74,8
дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=74,8+18-1,5-0,2•3-16=74,7 дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=74,7+16-2-0,2•3-16=72,1 дБмкВ;
/2 Uвых ОА12=72,1+16-2-0,2•3-12=73,5 дБмкВ;
/2 Uвых ОА10=73,5+12-4-0,2•3-10=70,9 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=70,9+10-4-0,2•3-8=68,3 дБмкВ;
/2 Uвых ОА18=70,8+22+0,2•3+3,5+0,2•30+2,5-12-0,2•21-18=71,2
дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=71,2+18-1,5-0,2•3-16=71,1 дБмкВ;
/2 Uвых ОА14=71,1+16-2-0,2•3-14=70,5 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=70,5+14-3,8-0,2•3-8=72,1 дБмкВ;
/1 Uвых ОА20=70,8+22+0,2•3+3,5+0,2•30+2,5+0,2•30+1,5-16-0,2•3-20=
=76,3 дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=76,3+20-1,5-0,2•3-18=76,2 дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=76,2+18-1,5-0,2•3-16=76,1 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=76,1+16-2-0,2•3-14=75,5 дБмкВ;
/1 Uвых ОА10=75,5+14-3,8-0,2•3-10=75,1 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=75,1+10-4-0,2•3-8=72,5 дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=70,8+22+0,2•3+3,5+0,2•30+2,5+0,2•30+1,5-16-0,2•21-18=
=74,7 дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=74,7+18-1,5-0,2•3-16=74,6 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=74,6+16-2-0,2•3-14=74 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=74+14-3,8-0,2•3-8=75,6 дБмкВ.
Расчёт верхней границы (U50):
№ этажа / № подъезда:
/3 Uвых ДА4=75 дБмкВ;
/3 Uвых ОА12=75+8+0,05•3+4-12=75,15 дБмкВ;
/3 Uвых ОА14=75,15+12+0,05•3+3,8-14=77,1 дБмкВ;
/3 Uвых ОА18=77,1+14+0,05•3+1,5-18=74,75 дБмкВ;
/3 Uвых ОА20=74,75+18+0,05•3+1,5-20=74,4 дБмкВ;
/3 Uвых ОА22=74,4+20+0,05•3+1-22=73,55 дБмкВ;
7/3 Uвых ОА18=73,55+22+0,05•3+3,5-6-0,05•21-18=74,15
дБмкВ;
8/3 Uвых ОА16=74,15+18-1,5-0,05•3-16=74,5 дБмкВ;
/3 Uвых ОА10=74,5+16-2-0,05•3-10=78,35 дБмкВ;
/3 Uвых ДА4=78,35+10-4-0,05•3-8=76,2 дБмкВ;
/2 Uвых ОА18=73,55+22+0,05•3+3,5+0,05•30+2,5-12-0,05•3-18=73,05
дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=73,05+18-1,5-0,05•3-16=73,4 дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=73,4+16-2-0,05•3-16 =71,25 дБмкВ;
/2 Uвых ОА12=71,25+16-2-0,05•3-12=73,1 дБмкВ;
/2 Uвых ОА10=73,1+12-4-0,05•3-10=70,95 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=70,95+10-4-0,05•3-8=68,8 дБмкВ;
/2 Uвых ОА18=73,55+22+0,05•3+3,5+0,05•30+2,5-12-0,05•21-18=72,15
дБмкВ;
/2 Uвых ОА16=72,15+18-1,5-0,05•3-16=72,5 дБмкВ;
/2 Uвых ОА14=72,5+16-2-0,05•3-14=72,35 дБмкВ;
/2 Uвых ДА4=72,35+14-3,8-0,05•3-8=74,4 дБмкВ;
/1 Uвых ОА20=73,55+22+0,05•3+3,5+0,05•30+2,5+0,05•30+1,5-16-0,05•3-−20=70,05
дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=70,05+20-1,5-0,05•3-18=70,4 дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=70,4+18-1,5-0,05•3-16=70,75 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=70,75+16-2-0,05•3-14=70,6 дБмкВ;
/1 Uвых ОА10=70,6+14-3,8-0,05•3-10=70,65 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=70,65+10-4-0,05•3-8=68,5 дБмкВ;
/1 Uвых ОА18=73,55+22+0,05•3+3,5+0,05•30+2,5+0,05•30+1,5-16-0,05•21-−18=71,15
дБмкВ;
/1 Uвых ОА16=71,15+18-1,5-0,05•3-16=71,5 дБмкВ;
/1 Uвых ОА14=71,5+16-2-0,05•3-14=71,35 дБмкВ;
/1 Uвых ДА4=71,35+14-3,8-0,05•3-8=73,4 дБмкВ.
Уровень сигнала на выходе усилителя составит:
Uвых
УД 855=70,8+22+0,2•3+3,5+0,2•30+2,5+0,2•30+1,5+0,2•3=113,5
дБмкВ;
Uвых
УД 50=73,55+22+0,05•3+3,5+0,05•30+2,5+0,05•30+1,5+0,05•3=106,35
дБмкВ;
Следовательно
КУ 855=113,5-84=29,5 дБ.
КУ50=106,35-92=14,35 дБ.
Рисунок 2 - Проектируемая ДРС жилого дома
Задача №2
Для цифровой системы передачи сигналов изображения и звукового
сопровождения с параметрами, указанными в таблице 8:
определить разрядность квантования mИЗ для яркостного и цветоразностных сигналов и mЗВ - для сигнала звукового сопровождения;
выбрать частоту дискретизации fД.ЗВ для
сигнала звукового сопровождения;
рассчитать скорость передачи данных для сигнала яркости BY, цветоразностных сигналов ВЦРС,
суммарную скорость передачи видеоданных ВИЗ, суммарную скорость
передачи звуковых данных ВЗВ, общую суммарную скорость передачи
данных (без учета компрессии) В∑;
рассчитать объем запоминающего устройства, необходимый для записи
(хранения) одного кадра некомпрессированных видеоданных VЗУ.ИЗ.;
определить необходимые коэффициенты компрессии сигналов изображения kИЗ. и звукового сопровождения kЗВ., при которых возможна передача
потока данных через цифровой канал связи с заданными в таблице 8 параметрами,
вычислить соответствующие битовую ВКОД (на выходе помехоустойчивого
кодера U5) и символьную ВСИМВ. (на выходе модулятора
UR1) скорости;
определить максимальную длительность фрагмента программы t, которая может быть записана в ЗУ
заданной емкости VЗУ с учетом выбранных коэффициентов
компрессии kИЗ и kЗВ;
рассчитать отношение сигнал/шум (ОСШ) на выходе сквозного тракта для
сигналов яркости и звуковой частоты (возможными потерями в цифровом тракте
пренебречь). Рассчитаем отношение сигнал/шум (ОСШ) на выходе сквозного тракта
для сигналов яркости и звуковой частоты (возможными потерями в цифровом тракте
пренебречь).
Таблица 8 - Исходные данные
Вариант 11
|
|
Параметры изображения
|
Разрешение NГхNВ, пикс
|
1440х1080p
|
|
FК,Гц
|
25
|
|
Кмах
|
150
|
|
Кпор,%
|
2
|
|
ОСШВХ,дБ
|
45
|
|
Формат
|
4:1:1
|
Параметры звука
|
FН,Гц
|
20
|
|
FВ,кГц
|
20
|
|
ОСШЗВ,дБ
|
85
|
|
NКАН
|
4
|
Параметры канала связи
|
ΔFРК,МГц
|
27
|
|
Вид модуляции
|
QPSK
|
|
R
|
2/3
|
|
VЗУ,МБ
|
630
|
Решение
Рисунок 2 − Обобщённая структурная схема цифровой
системы передачи сигналов изображения и звукового сопровождения
. Определим разрядность квантования mиз для яркостного и цветоразностных сигналов по формуле:
mиз=log2M,
где M - число уровней квантования, которое
находится по формуле:
где
k - контраст изображения,
σ - пороговый контраст.
Тогда
Следовательно,
примем M=256.
Откуда
mиз=log2256=8.
Разрядность
квантования для сигнала звукового сопровождения примем равной mзв=16.
.
Выберем частоту дискретизации fд.зв для
сигнала звукового сопровождения:
fд.зв ≥ 2fв,
fд.зв ≥ 2∙20
fд.зв ≥ 40 кГц.
Следовательно,
примем fд.зв=44,1
кГц.
.
Рассчитаем скорость передачи данных
.1.
Для сигнала яркости Bкадра Y:
Bкадра
Y=NГ∙NB∙mиз,
где mиз − разрядность квантования
изображения. Тогда
Bкадра
Y=1440∙1080∙8=12,442
Мбит/с.
.2. Для цветоразностных сигналов Bкадра ЦРС:
, Тогда
Мбит/с.
.3.
Суммарную скорость передачи видеоданных Bкадра ∑:
Bкадра ∑=Bкадра Y+(2/4)∙BкадраY=1,5∙Bкадра
Y,
Bкадра ∑=1,5∙12,442=18,663 Мбит/с.
.4.
Скорость передачи видеоданных Bиз всех
кадров:
Bиз=Bкадра ∑∙fк,
где
fк -
частота кадров.
Тогда
Bиз=18,663∙25=466,575 Мбит/с.
.5.
Суммарную скорость передачи звуковых данных Bзв:
Bзв=Nкан∙fд.зв∙mзв,
Bзв=4∙44,1∙16=2,82 Мбит/с.
.6.
Общую суммарную скорость передачи данных (без учета компрессии) B∑:
B∑=Bиз+Bзв,
B∑=466,575+2,82=469,395 Мбит/с.
.
Рассчитаем объем запоминающего устройства, необходимый для записи (хранения)
одного кадра некомпрессированных видеоданных Vзу.из:
так
как по условию задачи у нас заданно 1080 строк по 1440 элементов в каждой
строке, то
Vзу.из=Nг∙Nв∙mиз,
Vзу.из=1440∙1080∙8=12,442 Мбит.
.
Вычислим соответствующие битовую Bкод (на
выходе помехоустойчивого кодера U5) и
символьную Bсимв (на
выходе модулятора UR1)
скорости:
Bсимв=ΔFРК=27
МГц=27 ·106 симв./с.
Bкод=ΔFРК∙log2M∙R,
M − число уровней квантования.
Так
как по условию задачи заданна QPSK модуляция, которая равна виду модуляции 4-QAM.
Тогда M=4.
Следовательно
Bкод=27∙log24∙(2/3)=36 Мбит/с.
Фактически
скорость компрессии равна Bфакт. компр.≈35
Мбит/с.
.
Определим необходимые коэффициенты компрессии сигналов:
Изображения
kиз:
kиз=Bиз/Bфакт.
компр.=466,575/35=13,3.
Учитывая
наличие аудиоданных, округлим до целого числа коэффициент сжатия видеоданных в
большую сторону kИЗ≈14.
Примем kИЗ=15, kЗВ=10.
7. Определим максимальную длительность фрагмента программы t фрагм., которая может быть записана в ЗУ
заданной емкости Vзу с учетом выбранных коэффициентов
компрессии kиз и kзв:
.
Рассчитаем отношение сигнал/шум (ОСШ) на выходе сквозного тракта (возможными
потерями в цифровом тракте пренебрегаем):
.1.
Для сигнала яркости:
где
ОСШкв.из. - кватованное отношение сигнал/шум для сигнала яркости:
ОСШкв
из=6,02∙m+10,8, дБ
ОСШкв
из=6,02∙8+10,8=58,96 дБ. Тогда
.2.
Для сигнала звуковой частоты:
где
ОСШкв.зв. - кватованное отношение сигнал/шум для сигнала звуковой
частоты:
ОСШкв
зв=6,02∙m−8,2, дБ
ОСШкв
из=6,02∙16−8,2=88,12 дБ. Тогда
Литература
1. Зима З.
А., Колпаков И. А., Романов А. А., Тюхтин М. Ф. Системы кабельного телевидения.
Под ред. Тюхтина М. Ф. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004.
. Капуро П.
А., Ткаченко А. П., Хоминич А. Л. Телевидение, телевизионные системы:
методические указания и контрольные задания для студентов специальностей
«Радиотехника» и «Многоканальные системы телекоммуникаций» заочной формы
обучения. - М.: БГУИР, 2012.
3. Ткаченко А. П., Капуро П. А., Хоминич А. Л. Цифровое представление
сигналов изображения и звукового сопровождения: Учебное пособие по
телевизионным дисциплинам. - Мн.: БГУИР, 2003.
. СТБ 1662 - 2006 (ГОСТ Р 52023 − 2003). Сети распределительные
систем кабельного телевидения. Основные параметры, технические требования,
методы измерений и испытаний. - Мн.: 2006.
5.
shop.nag.ru.