همه چیز درباره نصب آنتن مرکزی همراه نقشه - بخش دوم

طراحی سیستم MATV:

الف: طراحی سیستم توزیع

از آنجا که افت سیستم توزیع آنتن مرکزی در انتخاب تجهیزات اولیه (HEAD END) موثر است لذا باید ابتدا سیستم توزیع را طراحی و محاسبه نمود. قدم اول تهیه نقشه ساختمان و علامت گذاری محل پریز‌ها و محل آمپلی فایر است. نحوه توزیع کابل‌ها نیز از نظر عمودی یا افقی بودن نسبت به شکل ساختمان باید تعیین شود وسپس کابل‌های لازم تعیین شود. از کابل کشی طولانی و کابل کشی زیگزاگ و حلقوی باید اجتناب کرد و کابل‌ها را حد الامکان به طور مستقیم کشید. بعد محل تپ آف‌ها واسپلیتر‌ها را تعیین می‌کنیم. طولانی‌ترین کابل یا کابل با بیشترین تعداد تپ آف‌ها و اسپلیتر‌ها را باید برای محاسبه افت سیستم در نظر گرفت. در صورت عدم اطمینان در مورد شاخه با بیشترین افت باید در چندین شاخه افت را محاسبه کرد وشاخه با بیشترین افت را انتخاب نمود.

افت‌های سیستم توزیع:

۱- افت کابل‌ها: مقداری از سیگنال در حین عبور از کابل کواکسیال افت خواهد کرد مقدار این افت به نوع کابل مورد استفاده و فرکانس سیگنال عبوری بستگی دارد در فرکانس‌های بالاتر افت بیشتری وجود خواهد داشت. بهتر است افت کابل را برای بالاترین فرکانس موجود یا فرکانسی که ممکن است در آینده دریافت شود محاسبه نمود.

۲ – افت اسپلیتر‌ها (INSERTION LOSS): مقدار افت در اسپلیتر عبارت است از مقدار ورودی بر حسب db منهای مقدار خروجی. به عنوان مثال این مقدار برای اسپلیتر دو راه حدود ۵/۳ db و برای اسپلیتر ۴ راه حدود ۵/۶ الی ۲/۷ دسی بل خواهد بود. معمولا کارخانجات سازنده مقدار این افت را برای فرکانس‌های مختلف در جدولی ارائه می‌کنند.

۳ – افت جداسازی: (TAP LOSS) (ISOLATION LOSS): هر تپ آف برای ایزولاسیون گیرنده‌ها از یکدیگر سیگنال ورودی را مقداری کاهش می‌دهد وآن را به خروجی فرعی می‌دهد این افت را افت جداسازی (ایزولاسیون) می‌نامند مثلا اگر یک سیگنال ۲۵ db به یک تپ آف با افت ایزولاسیون ۲۳ db اعمال شود در خروجی فرعی مقدار ۲ db سیگنال قابل دسترس خواهد بود.

۴ – افت عبوری (INSERTION LOSS) (Trough loss): هنگام عبور سیگنال از داخل تپ آف از ورودی اصلی به خروجی اصلی مقداری افت ایجاه می‌شود که باید مقدار آن را در محاسبات مد نظر قرار داد. مقدار این افت برای فرکانس‌های مختلف فرق می‌کند و توسط کارخانه سارنده جدولی ارائه می‌گردد، ولی معمولا تپ آف‌های با مقدار ایزولاسیون بالا افت عبوری کمتری دارند.

نحوه انتخاب تپ آف: باید در یک سیستم MATV تپ آف‌هایی انتخاب شود که حداقل ۱۰۰۰ میکرو ولت را برای هر گیرنده تامین کند و ایزولاسیون کافی بین گیرنده و سیستم جهت جلوگیری از تداخل ایجاد کند دریافت سیگنال بیشتر از۱۰۰۰ میکرو ولت (صفر دسی بل) به گیرنده آسیبی نمی‌رساند و بسیاری از طراحان سیستم‌های MATV سطح خروجی‌های فرعی را تا ۱۰ db نیز در نظر می‌گیرند. در طراحی سیستم افت ایزولاسیون آخرین تپ آف قبل از آمپلی فایر را در نظر می‌گیرند و در صورت طولانی بودن مسیر بین تپ آف و دستگاه تلویزیون باید افت کابل آن را نیز در نظر گرفت. در صورت استفاده از تپ آف‌های دیواری (wall tap) به علت کم بودن فاصله بین تپ آف و تلویزیون می‌توان از این افت صرف نظر کرد.

انتخاب آنتن:

سه فاکتور اساسی باید در انتخاب آنتن در نظر گرفته شود.

۱ – نوع آنتن

۲ – بهره. آنتن

۳ – جهت آنتن

نوع آنتن باتوجه به تعداد و فرکانس کانال‌های مورد دریافت تعیین می‌گردد. جهت آنتن نیز نسبت به فرستنده تلویزیونی تنظیم می‌شود. اگر تمام فرستنده‌ها یا تعدادی از آن‌ها در یک جهت باشند از آنتن پهن باند (BROAD BAND) استفاده می‌شود و اگر در جهت‌های متفاوت باشند از آنتن تک کانال استفاده می‌گردد. انواع معمول آنتن‌ها عبارتند از:

VHF UHF VHF/UHF VHF/UHF/FM

البته برای دریافت سیگنال FM بهتر است از آنتن جداگانه FM استفاده می‌گردد. بهره آنتن یک مساله مهم است باید آنتن حداقل سیگنال ۰ db را برای ورودی آمپلی فایر مهیا نماید. در محل‌های با سیگنال ضعیف باید از آنتن با بهره و اندازه بزرگتر استفاده کرد. در صورتی که باز هم سیگنال مناسب به دست نیامد مجبوریم از پری آمپلی فایر استفاده کنیم. جهت آنتن نیز باید به دقت تنظیم شود. اگر آنتن خوب تنظیم شده باشد نسبت سیگنال‌هایی که با قسمت جلو آنتن دریافت می‌گردد به سیگنال‌هایی که با عقب آنتن دریافت می‌گردد بیشتر خواهد بود.

برآورد سطح سیگنال:

تعیین دقیق سطح سیگنال برای طراحی صحیح سیستم مهم و اساسی است؛ لذا با استفاده از یک آنتن با بهره مشخص (در صورت امکان همان آنتی که نصب خواهد شد) و یک تلویزیون رنگی قابل حمل و نقل و یک میدان سنج میتوان مقدار سیگنال را در محل نصب آنتن تعیین کرد. در محل‌هایی که سیگنال ضعیف است محل آنتن بسیار حساس است. ممکن است در یک محدوده ۱۵ متری تفاوت‌های فاحشی در مقدار سیگنال وجود داشته باشد. ارتفاع آنتن نیز در مقدار سیگنال موثر است. ولی این مطلب را باید در نظر داشت که همیشه ارتفاع بالاتر باعث ایجاد سیگنال بیشتر نمی‌شود بلکه باید مناسب‌ترین ارتفاع را با آزمایش به دست آورد. میدان سنج نیز برای اندازه گیری سیگنال دریافت شده برای هر کانال به کار می‌رود. این تست باید در چند جای سایت انجام گیرد و بهترین محل برای آنتن انتخاب گردد. در صورتی که آنتن به دقت انتخاب شود حتی می‌تواند بعضی تداخل‌ها را از بین ببرد. با استفاده از تلویزیون رنگی می‌توان کیفت سیگنال را در هر کانال مشخص کرد و در صورت وجود تداخل امواج اثر آن را روی تصویر مشاهده نمود.

انتخاب پیش تقویت کننده (PRE AMPPFIRE):

در محل‌هایی که سیگنال ضعیف است ممکن است تقویت اولیه سیگنال لازم شود. در انتخاب پری آمپلی فایر باید چهار نکته را در نظر گرفت.

۱ – پوشش باند فرکانسی

۲ – بهره (GAIN)

۳- مقدار نویز

۴ – توان خروجی

پری آمپلی فایر‌ها به صورت UHF یا VHF یا VHF/UHF ساخته شده اند بعضی از آن‌ها دارای مسدود کننده‌های موج FM هستند تا اگر دریافت FM باعث ایجاد نویز شود آن را بلوکه کنند. پری آمپلی فایر باید سطح سیگنال کافی برای آمپلی فایر توزیع را فراهم کند. هنگام استفاده از آمپلی فایر‌های تک کانال هم ممکن است یک پری آمپلی فایر لازم شود. تا سیگنال کافی برای عمل کرد صحیح AGC فراهم گردد. مقدار نویز تولید شده توسط پری آمپلی فایر یا همان عدد نویز (figure noise) نیز باید پایین باشد تا کیفیت سیگنال حفظ شود. تغذیه پری آمپلی فایر که در نزدیکترین فاصله از آنتن نصب شده است از طریق یک منبع تغذیه در داخل ساختمان نیز ممکن است و پس از کاهش دادن ولتاژ به مقدار لازم توسط خطوط سیگنال به پری آمپلی فایر اعمال می‌شود. توجه کنید بین منبع تغذیه و پری آمپلی فایر یک اسپلیتر معمولی قرار ندهید، چون باعث اتصال کوتاه منبع تغذیه می‌گردد. از مبدل تطبیق امپدانس نیز نباید استفاده نمایید.

پردازش و ترکیب سیگنال:

عمل پردازش سیگنال توسط فیلتر‌ها – مسدود کننده‌ها – ترکیب کنند.‌ها و تضعیف کننده‌ها انجام می‌گیرد. در صورت لزوم از مبدل فرکانس UHF به VHF نیز می‌توان استفاده کرد.

انتخاب آمپلی فایر:

در انتخاب آمپلی فایر باید ۳ مورد را درنظر گرفت:

۱- فرکانس و تعداد کانال‌های مورد دریافت

۲ – افت کل سیستم

۳- نوع سیگنال ورودی

اگر کانال‌های هم جوار زیای دریافت شود هر کانال برای جلوگیری از تداخل باید فیلتر شود و برای این منظور معمولا از آمپلی فایر‌های تک کانال (STRIP) استفاده می‌گردد. مقدار ورودی به علاوه بهره تقویت کننده باید از افت کل سیستم بیشتر شود ومعمولا ۶ db نیز به این مقدار اضافه می‌کنند. آمپلی فایر‌های تک کانال بعد از فیلتر کردن و بلوکه کردن تمام کانال‌های دیگر به کار می‌روند و دارای ۲ نوع کنترل بهره اتوماتیک (AGC) و دستی هستند؛ که نوع AGC در شرایط آب و هوایی و محیطی مختلف سطح سیگنال را ثابت نگه می‌دارند. آمپلی فایر‌ها با ورودی UHF/VHF , VHF ساخته شده اند. در

ضمن مقدار سیگنال ورودی به علاوه بهره تقویت کننده نباید از توان خروجی آمپلی فایر بیشتر شود. قابلیت یا مقدار خروجی آمپلی فایر مقداریست که تقویت کننده بدون برش و یا مدولاسیون عرضی می‌تواند تحویل دهد. بعضی از آمپلی فایر‌ها دارای کنترل بهره و اعوجاج و نوسان وتضعیف کننده قابل تنظیم می‌باشد تا سطح سیگنال یکسانی را برای تمام کانال‌ها ایجاد کنند.

محاسبه یک سیستم نمونه:

برای یک ساختمان پنج طبقه می‌خواهیم سیستمی را طراحی کنیم که دارای دوشاخه اصلی می‌باشد ودر هر مسیر پنج تپ آف وجود دارد. افت‌های ایزولاسیون را برای تپ آف‌های هر دو شاخه یکسان در نظر می‌گیریم، ولی در یک سیستم با شاخه‌های نا برابر باید محاسبات را بر اساس شاخه با افت بیشتر انجام دهیم. اولین قدم تعیین افت‌های سیستم است:

۱ – افت کابل‌ها: برای این سیستم کابلی را در نظر می‌گیریم که افت آن در هر ۱۰۰ فوت برابر ۴٫۲ db است؛ لذا باتوجه به اینکه کل مسیر از اسپلیتر تا آخرین تپ آف ۱۹۰ فوت است:

۴٫۲ X۱.۹= ۸db= افت کابل

۱ – افت اسپلیتر:، چون اسپلیتر مورد استفاده دو راه است لذا افت آن را ۵/۳ دسی بل در نظر می‌گیریم.

۲ – افت عبوری تپ آف‌ها: اگر افت ایزولاسیون را برابر ۱۷ db بگیریم به طور متوسط می‌توان افت عبوری تمام تپ آف‌ها راه. ۷ db در نظر گرفت و در نتیجه برای پنج تپ آف در مسیر داریم:

۰٫۷×۵ = ۳٫۵ db = افت عبوری تپ آف‌ها

۳ – افت ایزولاسیون تپ آف: آخرین تپ آف را با افت ایزولاسیون ۱۲ db انتخاب می‌کنیم. باتوجه به مقدار موارد بالا افت کل سیستم برابر خواهد بود با:

۲۷ db= ۸ + ۳.۵ + ۳.۵ + ۱۲= افت جدا سازی + افت عبوری + افت اسپلیتر + افت کابل‌ها

نحوه تعیین آمپلی فایر:

باید آمپلی فایری را انتخاب نماییم که بتواند به افت ۲۷ db سیستم غلبه کند معمولا ۶ db نیز اضافه‌تر در نظر می‌گیرند؛ بنابراین باید آن آمپلی فایر ۳۳ db باید استفاده نماییم، ولی باتوجه به آمپلی فایر‌های موجود ساخته شده یک آمپلی فایر ۳۰ db را انتخاب می‌کنیم.

انتخاب اسپلیتر.

در این سیستم، چون از اسپلیتر دو راه استفاده شده است لذا افت اسپلیتر را ۳،۵ دسی بل در نظر می‌گیریم. مقدار سیگنال در خروجی‌های اسپلیتر که ورودی هر شاخه می‌باشد برابر خواهد شد:۳۰-۳٫۵=۲۶٫۵ db

انتخاب تپ آف‌ها:

برای این سیستم سه نوع تپ آف را درنظر می‌گیریم:

۱ – تپ آف با افت ایزولاسیون ۲۳ db و افت ۰٫۳ db

۲ – تپ آف با افت ایزولاسیون ۱۷ db و افت عبوری۰٫۹ db

۳ – تپ آف با افت ایزولاسیون ۱۲ db و افت عبوری ۰٫۹ db

در انتخاب تپ آف باید سعی کنیم در صورتی که مقدار سیگنال اجازه دهد از تپ آف با بالاترین مقدار افت ایزولاسیون استفاده کنیم تا افت عبوری کمتری داشته باشیم.

تعیین اولین تپ آف:، چون سیگنال خروجی از اسپلیتر ۲۶٫۵ db است بعداز عبور از ۵۰ فوت کابل که مقدار افت آن برای ۱۰۰ فوت ۴٫۲ دسی بل است درنتیجه برای ۵۰ فوت ۲٫۱ دسی بل است مقدار آن ۲۶٫۵-۲٫۱=۲۴٫۴ db می‌شود. این مقدار ورودی اولین تپ آف است. درصورت استفاده از تپ آف با مقدار افت ایزولاسیون ۲۳ db مقدار سیگنال تغذیه شده به گیرنده تلویزیونی برابر ۲۴٫۴-۲۳=۱٫۴ db به دست می‌آید. این مقدار بیش ازهزار میکرو ولت (صفر دسی بل) است. باتوجه به اینکه افت عبوری این تپ آف معادله.۰٫۳ است لذا خروجی آن برابر خواهد بود:۲۴٫۴-۰٫۳=۲۴٫۱ db

تعیین تپ آف‌های بعدی نیز به همین شیوه ادامه می‌یابد.

(۳۰/۱۰۰) ۴٫۲=۱٫۳ db افت کابل تا تپ آف دوم

۲۴٫۱-۱٫۳=۲۲٫۸ ورودی تپ آف دوم

برای تپ آف دوم تپ آف با مقدار ایزولاسیون ۱۷ db انتخاب می‌گردد:

۲۲٫۸-۱۷=۵٫۸ db مقدار خروجی فرعی تپ آف ۲

=۲۲٫۱ (افت عبوری) ۲۲٫۸-۰٫۷ مقدار خروجی اصلی تپ آف ۲

= ۲۰٫۸ db (افت کابل) ۲۲٫۱-۱٫۳ مقدار ورودی تپ آف ۳

انواع تداخل و روش‌های از بین بردن آن:

۱ – تداخل مدولاسیون عرضی: این نوع تداخل در خروجی آمپلی فایر‌ها و پری آمپلی فایر‌ها در مواقعی که مقدار خروجی از حد معین شده تجاوز کند (OVER LOAD) اتفاق می‌افتد. اثر آن به صورت تداخل ۲ یا چند کانال باهم ظاهر می‌شود و اطلاعات تصویر یک کانال روی دیگری به صورت خطوط عمودی یا افقی و تصویر نگاتیوی جاروب شده ظاهر می‌گردد. این تداخل با کمک آنتن‌های جهتی بالا و با استفاده از فیلتر‌ها و تضعیف کننده‌های سیگنال تداخل کننده حذف شود. چون همیشه قویترین سیگنال باعث تداخل می‌گردد لذا با تضعیف کننده می‌توان آن را کاهش داد.

۲ – اعوجاج حاصل از اضافه بار:این اعوجاج در آمپلی فایر‌های تک باند اتفاق می‌افتد و به صورت تصویری خیلی تاریک و با کنتراست بالا و خطوط روشن نا منظم روی تصویر ظاهر می‌گردد. در این حالت سیگنال اعمال شده با آمپلی فایر چنان قوی است که آمپلی فایر در ناحیه غیر خطی کار می‌کند و موج حاصل صدا و تصویر با هم تداخل می‌کنند. در نهایت این اضافه بار باعث از دست رفتن سنکرونیزاسیون تصویر و پارگی در تصویر می‌گردد. با استفاده از کاهش سیگنال توسط تضعیف کننده می‌توان این اعوجاج را بر طرف کرد.

۳ – تداخل کانال‌های هم جوار:این تداخل ناشی از غلبه سیگنال قوی یک کانال بر سیگنال ضعیف کانال مجاور است و به آن اثر HERRINGBONE گفته می‌شود. کانال مجاور کانالی است که درست بعد از کانال دیگر است مانند کانال ۲ و ۳. این اثر را می‌توان با قوی‌تر کردن کانال ضعیف یا تضعیف کانال قوی هر کدام که مناسب‌تر باشد از بین برد.

۴ – اثر تداخلی CO-CHANNEL: این تداخل در صورتی ایجاد می‌شود که دو ایستگاه فرستنده در دو شهر مختلف از یک فرکانس همسان برای یک کانال استفاده نمایند. روی تلویزیون دو تصویر مختلف یکی روی دیگری ظاهر می‌شود. با آنتن‌های جهتی بالا (HIGH DIRECTIONAL) می‌توان این مسئله را رفع کرد.

۵ – تداخل ناشی از خطوط برق: این تداخل ناشی از میدان اطراف سیم‌های برق با ولتاژ بالا است. برای از بین بردن آن باید آنتن را دور از خطوط برق نصب کرد. بالون ۳۰۰ به ۷۵ اهم بین آنتن و سیستم MATV را نیز باید تا حد امکان نزدیک به ترمینال‌های آنتن نصب کرد تا القای میدان مغناطیسی خطوط برق روی سیم زج به حداقل برسد. زمین کردن صحیح سیستم نیز از تداخل ناشی از خطوط برق جلوگیری می‌کند.

سه علت برای ایجاد شبح یا سایه در تصویر وجود دارد:

۱ – گرفتن سیگنال‌های منعکس شده توسط آنتن

۲ – جذب مستقیم سیگنال توسط گیرنده تلویزیونی یا خطوط انتقال سیگنال

۳ – نصب غیر صحیح تجهیزات.

سیگنال‌های منعکس شده از ساختمان‌ها و برج‌ها و مخازن و کوه‌ها می‌توانند باعث ایجاد سایه در تصویر شوند. این امواج منعکس شده چند میکروثانیه بعداز سیگنال اصلی به آنتن می‌رسند وباعث ایجاد تصویر دوم کم رنگ در سمت راست تصویر اصلی می‌شوند با تنظیم دقیق‌تر جهت آنتن می‌توان آن را حذف کرد. در موارای نیز سیگنال به طور مستقیم توسط تکه کوتاه زوج ۳۰۰ اهمی بین ترمینال‌های آنتن و بقیه تجهیزات جذب شده وایجاد شبح در تصویر می‌نماید. این اثر در محل‌های با سیگنال قوی بیشتر اتفاق می‌افتد و سیگنال گرفته شده چند میکرو ثانیه قبل از سیگنال اصلی نمایش داده می‌شود. برای رفع این اثر باید از سیم جفت ۳۰۰ اهمی حد الامکان استفاده نگردد و یک بالون در نزدیکی ترمینال‌های آنتن نصب گردد ودر بقیه مسیر از کابل کواکسیال استفاده شود. همچنین با نصب مسدود کننده در سیستم‌های بزرگ و قوی کردن سیگنال گرفته شده توسط آنتن این سیگنال ضعیف در مقابل آن اثر خود را از دست می‌دهد. با تبدیل کانال به یک کانال غیر مجاور نیز می‌توان این تداخل را حذف کرد. روش‌های غیر فنی نصب تجهیزات مانند استفاده نکردن از ترمیناتور‌ها و محکم نکردن صحبح اتصالات که باعث عدم تطبیق امپدانس می‌گردد نیز باعث بروز این مشکل می‌شود.

سیستم‌های ویدئو مرکزی:



در صورتی که آمپلی فایر توریع بیش از یک ورودی VHF یا UHF داشته باشد می‌توان با سیگنال RF را از خروجی ویدئو به آمپلی فایر وصل کرده و یک سیستم ویدئو مرکزی برقرار کرد.

سیستم‌های ماهواره مرکزی (MSTV):

این سیستم‌ها معمولا در هتل‌هایی که مجوز لازم را دارند برقرار می‌گردند واز تجهیزاتی نظیر دیش – سویچر و LNB‌های چند خروجی و آمپلی فایر مخصوص فرکانس‌های ماهواره‌ای استفاده می‌کنند.

برای نصب سیستم‌های ماهواره مرکزی دو روش وجود دارد که در ادامه به شرح آن‌ها می‌پردازیم:

۱ – استفاده از رسیور‌هایی با توانایی پخش چند کانال بصورت همزمان:

در این روش از ال ان بی‌هایی با ۶ خروجی استفاده می‌شود و برای هر ۶ کانال یک دیش نیاز است، رسیور‌هایی که بعنوان سرور در این مدل استفاده می‌شوند معمولا توانایی دریافت و پخش ۶ کانال را بصورت همزمان دارند.

در هر طبقه با استفاده از یک دستگاه آمپلی فایر سیگنال‌ها تقویت شده و سپس به چندن بخش تقسیم می‌شود.

مزایا و معایب:

تعداد رسیور کمتر و جعبه محافظ کوچکتر

محدودیت قطعات یدکی در صورت خرابی‌های احتمالی

از کار افتادن ۶ کانال در صورت از کار افتادن یک دستگاه

۲ – روش استفاده از چندین رسیور:

در این روش چندین رسیور بصورت حلقه‌ای به یکدیگر متصل شده و سپس خروجی آن‌ها به دستگاهی به نام head end amppfier داده می‌شود. در هر طبقه از یک دستگاه آمپلی فایر جهت تقویت سیگنال‌ها و در صورت لزوم از یک دستگاه تقسیم کننده برای داشتن خروجی‌های بیشتر استفاده می‌گردد.

مزایا و معایب:

دسترسی آسانتر به قطعات یدکی

توسعه پذیری آسان

نیاز به فضای بیشتر جهت نصب و پیاده سازی

نقشه آنتن مرکزی