Τρίτη, 28 Ιουλίου 2015 | 17:04

Το tuner του δορυφορικού δέκτη και οι βαθμίδες του

Ιωακείμ Παπαδόπουλος, MSc Υπεύθυνος τεχνικού τμήματος Edision Hellas

Το πρότυπο DVB-S δημοσιεύτηκε το 1993 από την Ευρωπαϊκή Ένωση Τηλεοπτικής μετάδοσης (EBU) και έγινε πρότυπο μετάδοσης τηλεοπτικού σήματος μέσω δορυφόρου. Κύριος στόχος του προτύπου είναι ετοιμασία της ψηφιακής MPEG ροής για δορυφορική εκπομπή.

Το πρότυπο DVB-S δημοσιεύτηκε το 1993 από την Ευρωπαϊκή Ένωση Τηλεοπτικής μετάδοσης (EBU) και έγινε πρότυπο μετάδοσης τηλεοπτικού σήματος μέσω δορυφόρου. Κύριος στόχος του προτύπου είναι ετοιμασία της ψηφιακής MPEG ροής για δορυφορική εκπομπή. Το πρότυπο DVB-S είναι πανομοιότυπο με το πρότυπο DVB-T με τη διαφορά ότι στη δορυφορική χρησιμοποιείται ευρέως η τεχνική QPSK για την διαμόρφωση σε αντίθεση με την COFDM που χρησιμοποιείται στην επίγεια. Αυτή η τεχνική θεωρείται καταλληλότερη για τις δορυφορικές μεταδόσεις λόγω του μεγαλύτερου εύρους ζώνης και λόγω των χαμηλών θορύβων εντός του καναλιού μετάδοσης.

Το πρότυπο DVB-S2 αναπτύχθηκε από το DVB Project το 2003 και θεωρήθηκε η δεύτερη γενιά δορυφορικών μεταδόσεων. Συνδυάζοντας ποικιλία τεχνικών διαμόρφωσης όπως την QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, μαζί με τις πιο σύγχρονες κωδικοποιήσεις καναλιού πρόσθεσε αξία στις διαδραστικές εφαρμογές (interactive applications).Τα 3 βασικά θέματα που καλύπτονται στην μετάδοση DVB-S2 είναι: καλύτερη απόδοσης εκπομπής, απόλυτη ευελιξία, λογική πολυπλοκότητα του δέκτη.

Λήψη σήματος από δορυφορικό δέκτη

Για να χρησιμοποιηθεί εξολοκλήρου το φάσμα συχνοτήτων στις δορυφορικές μεταδόσεις, με πιο αποτελεσματικό τρόπο, αρκετοί δορυφόροι εκπέμπουν στις ίδιες συχνότητες (σε υψηλές συχνότητες GHz). Αυτό θέτει κάποιους περιορισμούς στην κεραία λήψης του σήματος. Η κεραία θα πρέπει να έχει υψηλή κατευθυντικότητα για να λαμβάνει το σωστό σήμα. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας παραβολικό ανακλαστήρα, το λεγόμενο κάτοπτρο, το οποίο συλλέγει το σήμα σε ένα σημείο, που ουσιαστικά βρίσκεται στην εστία της παραβολής που σχηματίζει νοητά. Στο σημείο αυτό τοποθετείται μια ειδική κεραία λήψης σήματος, που ονομάζεται LNB (Low noise Block down-converter). Για την μεταφορά του σήματος από το LNB στον δέκτη – αποκωδικοποιητή χρησιμοποιείται ομοαξονικό καλώδιο. Επειδή οι υψηλές συχνότητες έχουν υψηλή εξασθένηση κατά την διάδοσή τους μέσα από το ομοαξονικό καλώδιο, το LNB διαθέτει τοπικό ταλαντωτή, ο οποίος αναλαμβάνει να κατεβάζει σε ενδιάμεσες συχνότητες τις συχνότητες που λαμβάνει στην είσοδό του. Οι συχνότητες αυτές είναι γνωστές ως IF (Intermediate Frequencies). Ο δορυφορικός αναμεταδότης εκπέμπει σε 2 μπάντες συχνοτήτων (πάνω και κάτω μπάντα) και χρησιμοποιεί και τις δύο γραμμικές πολώσεις, οριζόντια ή κάθετη, για εξοικονόμηση συχνοτήτων.

Το δορυφορικό σήμα RF που πλέον έχει μετατραπεί σε IF, όταν φτάνει στην είσοδο του δέκτη, χρειάζεται να υποβληθεί σε μια τέτοια διαδικασία, ώστε να μετατραπεί σε τηλεοπτικό ή ραδιοφωνικό κανάλι που θα παρακολουθήσουμε στην οθόνη μας. Όλοι οι σύγχρονες δέκτες περιέχουν στην πλακέτα του tuner αποδιαμορφωτή και αποκωδικοποιητή MPEG.

Tuner/Signal Path

Ο κύριος σκοπός του tuner είναι να «κλειδώσει» την υποψήφια συχνότητα και να μεταφέρει τα I & Q κανάλια στον demodulator. Τo tuner έχει κύκλωμα ενισχυτή χαμηλού θορύβου (LNA) και αυτόματη ισοστάθμιση ισχύος (AGC), ώστε να αποδώσει το σήμα όπως πρέπει για το υπόλοιπο κύκλωμα. Το tuner επικοινωνεί με τον αποδιαμορφωτή και τα υπόλοιπα στοιχεία μέσω I2C διαύλων. Το RF σήμα εισόδου στις συχνότητες εύρους 950-2150 MHZ αρχικά οδηγείται στο στάδιο προενίσχυσης και έπειτα στο κύκλωμα ενίσχυσης. Συνήθως, παρέχεται από τους κατασκευαστές κύκλωμα AGC (Auto Gain Control) για τον έλεγχο της απολαβής (gain). Υπάρχει όμως σε κάποιες περιπτώσεις επιπρόσθετη προσαρμογή στο τμήμα της βασικής ζώνης (baseband section). Τελικά το εύρος του αυτόματου ελέγχου απολαβής (AGC) θα κυμαίνεται περίπου μεταξύ -92 έως -10dΒm και οδηγείται όπως αναφέρθηκε στον μείκτη τετραγωνισμού (quadrature mixer), όπου το σήμα αναμιγνύεται με τον on-board τοπικό ταλαντωτή. Στην ουσία ο μίκτης τετραγωνισμού μετατρέπει το σήμα μας σε διάνυσμα που απεικονίζεται μέσα σε ένα τεταρτημόριο, των αξόνων Ι και Q, κάτι σαν τους άξονες χ και ψ που μαθαίναμε στο σχολείο. Οι έξοδοι του μετατροπέα τετραγωνισμού διέρχονται από τα φίλτρα βασικής ζώνης, τα οποία ακολουθούνται από μία προγραμματιζόμενη βαθμίδα κέρδους βασικής ζώνης. Τα φίλτρα της βασικής ζώνης είναι 5ης τάξης Chebychev και παρέχουν ιδανική προσαρμογή στο πλάτος και την φάση μεταξύ των I & Q καναλιών. Ο τοπικός ταλαντωτής είναι συνήθως, πλήρως προσαρμοσμένος μέσα στα tuner chips και αποτελείται από τρία ανεξάρτητα στάδια επιλογής ταλαντωτή σε επιμέρους ζώνες, ώστε να παρέχουν τη βέλτιστη απόδοση θορύβου φάσης (phase noise performance) πάνω από το απαιτούμενο εύρος συντονισμού των 950-2150 MHZ. Οι ταλαντωτές ελέγχονται ολοκληρωτικά από ένα on-chip tuning αλγόριθμο.

Αποδιαμορφωτής (Demodulator)

Για την αντιμετώπιση του θορύβου, της εξασθένισης του σήματος και άλλων αστοχιών του καναλιού μετάδοσης, ο πομπός προσθέτει πολλές κωδικοποιημένες πληροφορίες στο TS. Σκοπός του αποδιαμορφωτή είναι να αποδιαμορφώσει το σήμα και από σήμα RF να γίνει data stream. Στην συνέχεια το σήμα προωθείται στον επεξεργαστή του βίντεο και των υπόλοιπων εφαρμογών για την αποσυμπίεσή του (συνήθως χρησιμοποιούνται LDPC decoders).

Σχεδιασμός κυκλωμάτος (Circuit design)

Το tuner και ο demodulator αποτελούν μόνο ένα μέρος του set top box όπως φαίνεται και στην εικόνα 3. Το transport stream το οποίο εξέρχεται από τον demodulator χρειάζεται να επεξεργαστεί, να φιλτραριστεί ώστε να ληφθούν τα απαραίτητα πακέτα που ανήκουν σε ένα κανάλι τηλεόρασης (ήχος/εικόνα/data). Έπειτα φιλτραρισμένα πακέτα εισέρχονται σε ένα video/audio MPEG decoder, αν και σε πολλά stbs αυτή η δουλειά γίνεται κατά ένα πολύ μεγάλο ποσοστό από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU).

digitaltvinfo.gr - Τα πάντα για τη δορυφορική, ψηφιακή και HD TV
  • Libra Press © Copyright 2014
  • All Rights Reserved