Ctb cso что это
Комбинационные (интермодуляционные) искажения обусловлены нелинейностью вольтамперных характеристик транзисторов и характеристик намагничивания магнитопроводов трансформаторов.
Нелинейность тракта усилителя создает гармоники частоты входного сигнала, а также комбинационные частоты, если на входе действуют два и более сигналов. Величина нелинейности однозначно определяется видом амплитудной характеристики усилителя: зависимостью амплитуды выходного напряжения от входного.Для создания метода расчета CTB/CSO необходимо определить вид функциональной зависимости амплитудной характеристики.
В соответствии с первой теоремой Вейерштрасса [1] для всякой функции , непрерывной на сегменте , существует такой полином , что, каково бы ни было , для всех будет выполняться неравенство .
Теорему можно сформулировать и так: всякая непрерывная на сегменте функция разлагается на этом сегменте в равномерно сходящийся ряд полиномов. Таким образом, с достаточной для практических результатов точностью, амплитудную характеристику усилителя представим в виде полинома третьей степени:
(1.1.1)
где: – амплитуды входного и выходного сигналов;
– коэффициенты, значения которых определяются видом амплитудной характеристики.
2. Расчёты
2.1. Расчёт CTB (Composite Triple Beat) при известном частотном плане СКТ
В зависимости от ширины полосы пропускания тракта усилителя, в соответствие с Европейским стандартом CENELEC EN 50083-3, входной сигнал состоит из определенного набора гармонических немодулированных сигналов, частоты которых приведены в таблице 2.1.1.
В полосе частот 47-862 МГц на входе усилителя действует сигнал из 42 гармонических составляющих. Максимальный уровень на выходе усилителя для 42 сигналов при CTB = 60 дБ приводится в паспортах на усилители и оптические приёмники.
Анализ выражения (1.1.1) показывает, что комбинационные составляющие третьего порядка определяются кубическим членом полинома .
В дальнейших расчетах нас будет интересовать спектральный состав интермодуляционных искажений.
В этом случае для его расчета входной сигнал представим в виде:
,(2.1.2)
где: h – амплитуда входного сигнала;
n – количество входных сигналов,
– частоты входных сигналов, МГц.
Распределение каналов для измерения CTB, CSO и кросс-модуляции.
| Частота, МГц | |
| 48,25 119,25 175,25 191,25 207,25 223,25 231,25 247,25 263,25 287,25 311,25 327,25 343,25 359,25 375,25 391,25 407,25 423,25 439,25 |
|
| 447,25 463,25 479,25 495,25 511,25 527,25 543,25 |
GROUP B |
| 567,25 583,25 599,25 |
GROUP C |
| 663,25 679,25 695,25 711,25 727,25 743,25 |
GROUP D |
| 759,25 775,25 791.25 807,25 823,25 839,25 855.25 |
GROUP E |
Спектральное распределение комбинационных составляющих третьего порядка найдем из выражения:
. (2.1.3)
При воздействии двух гармонических сигналов на выходе усилителя образуются комбинационные составляющие третьего порядка на следующих частотах:
, (2.1.4)
Всего четыре комбинационные составляющие с амплитудой 0.75.
При воздействии трёх гармонических сигналов на выходе усилителя образуются комбинационные составляющие третьего порядка на следующих частотах:
,(2.1.5)
.(2.1.6)
Всего 16 комбинационных составляющих. Амплитуда составляющих с частотами (2.1.5) – 0.75, с частотами (2.1.6) – 1.5.
Дальнейшие расчеты показывают, что количество комбинационных составляющих (2.1.5) можно рассчитать по следующей формуле:
(2.1.7)
Количество составляющих (2.1.6) можно найти следующим образом:
(2.1.8).
Сумма амплитуд всех комбинационных составляющих третьего порядка:
(2.1.9)
Очевидно, что для расчета спектра комбинационных составляющих второго/третьего порядка при больших количествах сигналов на входе усилителя необходимо разработать специальное программное обеспечение. Такая программа CTB-CSO calc 6.xls (макрос в среде MS Excel) была разработана в отделе проектно-изыскательских работ В.Н. Давыдовым. Одним из критериев правильности ее работы является равенство суммы всех полученных с ее помощью амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка величине, рассчитанной по формуле (2.1.9).
Результаты расчетов максимального значения суммы амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка для частотного плана CENELEC EN 50083-3 при различном количестве n гармонических сигналов представлены в таблице 2.1.2.
На рис.2.1.1 показан спектр сумм амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка для 42 каналов.
Максимальные значения суммы амплитуд, приведенные в этой таблице и на рисунке 2.1.1, увеличены на 4/3. Это сделано для того, чтобы минимальное значение амплитуды, при n=2 составляло 1, что позволяет упростить дальнейшие расчеты. В результирующих расчетных формулах используется отношение максимальных значений сумм амплитуд при различных значениях количества входных сигналов, поэтому на окончательный результат такое увеличение не влияет.
Таблица 2.1.2.
| n | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Amn | 1 | 2 | 2 | 4 | 6 | 8 | 14 | 19 |
| n | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 6 | 17 |
| Amn | 23 | 27 | 37 | 45 | 54 | 62 | 73 | 86 |
| n | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| Amn | 100 | 116 | 126 | 138 | 152 | 170 | 192 | 214 |
| n | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 |
| Amn | 240 | 248 | 263 | 285 | 311 | 336 | 358 | 375 |
| n | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 42 |
| Amn | 397 | 421 | 443 | 463 | 484 | 508 | 530 | 573 |
Рис.2.1.1.
для n входных каналов рассчитывается по следующей формуле:
. (2.1.10)
Отсюда найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
, (2.1.11)
где: в (2.1.10-2.1.11) – – максимальный выходной уровень усилителя для 42 каналов CENELEC EN 50083-3, указывается в паспортах на усилители, дБмкВ;
– CTB при количестве входных сигналов n, дБ;
60 дБ – значение CTB, при котором определяется ;
= 573 (см. таблицу 2.1.2) – максимальное приведенное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка при n=42 для частотного плана CENELEC EN 50083-3;
– максимальное приведенное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка при n каналах для частотного плана рассчитываемой СКТ.
Из (2.1.11) при n= 2 и = 60 дБ найдем связь между паспортными значениями максимальных уровней, измеренных по CENELEC EN 50083, и паспортными значениями , измеренными методом двух несущих:
. (2.1.12)
Следует отметить, что часто на усилители (выходные микросборки) приводят максимальный выходной уровень сигнала , измеряемый по стандарту DIN 45004-B. Согласно этому стандарту интермодуляционные искажения третьего порядка измеряются методом трёх немодулированных несущих неравной амплитуды аналогично методу, приведенному в ГОСТ 11216-83. Измерения осуществляют в высокочастотной части рабочего диапазона частот. В этом случае связь между и определяется следующим образом:
. (2.1.13)
Результаты анализа параметров магистральных и домовых усилителей ведущих производителей оборудования показывают, что разность между и составляет примерно 12-18 дБ. Следует отметить, что для усилителей фирмы WISI эта разность составляет 16-17 дБ.
В качестве основного параметра усилителей при расчёте СКТ необходимо применять .
Расчет по формулам (2.1.10-2.1.11) проводится при наличии программного обеспечения (CTB-CSO calc 6.xls) и когда известен частотный план системы кабельного телевидения (СКТ).
2.2. Расчёт CTB (Composite Triple Beat) при отсутствии частотного плана СКТ
Исходными данными для расчета CTB, при отсутствии частотного плана, является количество каналов в СКТ. Необходимо установить связь между функцией , и какой-то другой функцией, которая зависит от n.
Имеет смысл рассмотреть логарифмические функции, которые уже используются при расчете CTB: , см. [2], и функцию которая встречается у некоторых других авторов.
Коэффициенты определяются по критерию минимума среднеквадратического отклонения значений функции от значений функций , приведенных выше. Расчеты по определению коэффициентов показаны на рисунке 2.2.1.
Рис.2.2.1.
В результате расчетов установлено, что , .
При отклонение зависимости 8.23lg(n-1) от 5lgAmn составит: дБ, функции 10.415lgn/2 при отклонение составит дБ.Используя полученную зависимость Amn от n и значения коэффициентов , получим следующие формулы для расчета CTB:
Из (18-20) и (21-23) найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
В методических рекомендациях [2] в качестве расчётной использовалась логарифмическая функция , где коэффициент . Более строгий вывод формул показывает, что этот коэффициент несколько больше: .
Следует отметить, что расчет по формулам (2.2.1-2.2.4) в той или иной степени приближенный потому, что получен для частотного плана CENELEC EN 50083-3. При расчетах CTB в СКТ с реальным частотным планом необходимо с помощью программного обеспечения, например CTB-CSO calc6.xls, находить величину Amn и расчет проводить по формулам (2.1.10 – 2.1.11).
2.3. Расчет CTB (CSO) для произвольного количества усилителей и оптических приёмников
Расчет суммарного значения CTBs (CSOs) для N каскадно-включенных усилителей и оптических приёмников проводится по известной формуле:
. (2.3.1)
2.4. Расчет CTB при перекосе каналов на выходе усилителей
1. Частотный план СКТ известен. Расчёт CTB с помощью программы CTB-CSO calc6.xls.
Перекос каналов на выходе усилителя возникает в двух случаях: при недокомпенсации или перекомпенсации входным выравнивателем и при использовании межкаскадного эквалайзера.
Идеализированная частотная характеристика усилителя при использовании эквалайзера имеет вид, показанный на рис.2.4.1.
Рис.2.4.1.
– рабочий диапазон частот, h– амплитуда выходного сигнала усилителя, дБ, H — L – величина перекоса, дБ.
Уравнение амплитудно-частотной характеристики имеет следующий вид:
.
Зависимость амплитуды от частоты в абсолютных единицах рассчитывается по формуле:
.
Перекос в другую сторону, когда , учитывается заменой в (2.4.1) H на L и L на H.
2. Частотный план СКТ неизвестен. Расчёт CTB с помощью эмпирических формул.
Отношение сигнала к композитным помехам комбинационных частот третьего порядка на входе телевизионного приемника в самом общем виде определяется по формуле:
N- количество каскадно-включенных усилителей;
Us- среднеквадратическое значение нестабильности уровней в СКТ, принимается равным дБ [2];
Si- параметр, учитывающий перекос уровней между НЧ и ВЧ каналом на выходе усилителей:
. (2.4.4)
Li – разность уровней (перекос) между НЧ и ВЧ каналом на выходе усилителей, дБ;
n – количество каналов в СКТ;
Si=n-1 при Li=0 находится раскрытием неопределённости вида 0/0. Этот параметр имеет смысл приведенного количества каналов при наличии перекоса;
Ki – параметр, учитывающий неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилителей:
. (2.4.5)
Lk– разность между максимальным и минимальным уровнем напряжения на выходе усилителя в рабочем диапазоне частот, дБ; при неравномерности АЧХ ±1 дБ, Lk = 2 дБ;
Ui– уровень напряжения на выходе i – того усилителя, дБмкВ;
Up42i– максимальный выходной уровень напряжения усилителя при CTB = 60 дБ.
Если предположить, что все параметры усилителей одинаковы, не учитывать перекос между НЧ и ВЧ каналом и неравномерность АЧХ (Ui=U, Up42i=Up42, Li=Lk=0 ), то (2.4.3) примет вид [2]:
При наличии перекоса на выходе усилителя значение максимального Ui выходного уровня напряжения усилителя увеличивается на величину Li, которая рассчитывается по формуле:
Li=8.23lg((n-1)/Si). (2.4.6)
В таблице на рисунках 2.4.1 и 2.4.2. представлены результаты расчетов увеличения максимального выходного уровня усилителя при перекосе каналов.
Таблица 2.4.1.
| L | 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 |
| Li(K1 = 8,23; n = 42) | 0 | 1,4 | 2,5 | 3,5 | 4,3 | 5,00 | 5,6 |
| Lit(n = 42) | 0 | 1,3 | 2,4 | 3,3 | 4,2 | 4,9 | 5,6 |
| Lexp(n = 42) | 0 | 1,1 | 2 | 2,9 | 3,6 | 4,3 | 4,9 |
Рис. 2.4.2
Условные обозначения, принятые в таблице 2.4.1 и рисунке 2.4.2:
L – перекос между каналами, дБ;
Li(K1=8.23; n=42) – увеличение максимального уровня на выходе усилителя в зависимости от значения перекоса, при K1 = 8.23 и количестве каналов n = 42, рассчитанное по формуле (2.4.6).
Lit(n=42) – увеличение максимального уровня на выходе усилителя при n=42 по частотному плану CENELEC EN 50083-3, рассчитанное с помощью программы CTB-CSOcalc6.xls.Lexp(n=42) – данные эксперимента (см. Теле-Спутник №7, 1999, с.47).
Из таблицы 2.4.1 следует, что увеличение выходного уровня усилителей, рассчитываемое по формуле (2.4.6), больше значений, определённых в результате эксперимента, на дБ. Эти величины соизмеримы с точностью измерительной аппаратуры высокого класса, что даёт основания для использования вышеприведенных формул для практических инженерных расчётов параметров СКТ.
2.5. Расчет CSO (Composite Second Order) при известном частотном плане СКТ
Расчет CSO (композитные искажения второго порядка) аналогичен расчету CTB, но несколько проще. Комбинационные составляющие второго порядка определяются квадратным членом полинома (2.1.1): .
Спектр комбинационных составляющих найдем из выражения:
При воздействии двух гармонических сигналов на выходе устройства образуются комбинационные составляющие на следующих частотах: , всего четыре с амплитудой 1. Составляющие на частотах не являются комбинационными составляющими второго порядка и в дальнейших расчетах не учитываются.
Рассмотрев комбинационные составляющие, которые образуются на выходе усилителя при воздействии трех гармонических составляющих на входе, получим следующий набор частот:
Всего 12 частот с амплитудой 1.
Дальнейшие расчеты показывают, что количество комбинационных составляющих можно найти по формуле:
.
Результаты расчетов максимального значения суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка для частотного плана CENELEC EN 50083-3 по программе CTB-CSO calc 6.xls представлены в таблице 2.5.1.На рисунке 2.5.1 показан спектр сумм амплитуд комбинационных составляющих второго порядка для 42 каналов.
Таблица 2.5.1.
| n | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Amn | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| n | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| Amn | 5 | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| n | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| Amn | 7 | 8 | 8 | 8 | 9 | 10 | 10 | 11 |
| n | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 |
| Amn | 12 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 16 | 16 |
| n | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 42 |
| Amn | 16 | 16 | 16 | 17 | 38 | 19 | 20 | 22 |
Рис. 2.5.1.
Следует отметить, что максимальное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка отмечается на частоте 16 МГц: разностная частота между соседними каналами частотного плана CENELEC EN 50083-3, которая встречается наиболее часто. Эта частота находится вне рабочего диапазона прямого канала, поэтому в таблице 2.5.1 представлены максимальные значения сумм амплитуд в рабочем диапазоне частот: 47-862 МГц. Выражение для расчёта CSO имеет следующий вид:
Отсюда найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
где: – Up42 максимальный выходной уровень усилителя для 42 каналов CENELEC EN 50083-3, указывается в паспортах на усилители, дБмкВ;
CSOn– CSO при количестве входных сигналов n, дБ;
60 дБ – значение CSO, при котором определяется Up42;
Am42 = 22 (см. таблицу 2.5.1) – максимальное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка в рабочем диапазоне частот при n=42 для частотного плана CENELEC EN 50083-3;
Amn – максимальное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка при n каналах для частотного плана рассчитываемой СКТ.
2.6. Расчет CSO (Composite Second Order) при отсутствии частотного плана СКТ Исходными данными для расчета CSO, так же, как и для расчета CTB, при отсутствии частотного плана является количество каналов в СКТ. Необходимо установить связь между функцией 10lgAmn и какой-то другой функцией, которая зависит от n.
Имеет смысл рассмотреть логарифмические функции, которые уже использовались при расчете CTB: K1lg(n-1) и K2lg(n/2).
Коэффициенты K1,K2 определяются по критерию минимума среднеквадратического отклонения значений функции 10lgAmn от значений функций, приведенных выше. Расчеты по определению коэффициентов K1,K2 показаны на рисунке 2.6.1.
Рис. 2.6.1.
В результате расчетов установлено, что
Используя величину Amn и значения коэффициентов K1,K2, получим следующие формулы для расчета CSO:
Из (2.6.1-2.6.3) найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
Ctb cso что это
CRAFT Компания CRAFT bearings была создана в 1992 году в Литве в качестве торговой компании, и являлась распространителем продукции с торговым знаком CRAFT. Продукция CRAFT… Подробнее » Craft bearings подшипники кто производитель
Ctb cso что это
- автор: admin
- 27.07.2023
Interface Practices Subcommittee SCTE STANDARD SCTE Composite Distortion Measurements (CSO & CTB) 2 NOTICE The Society of Cable Telecommunications Engineers (SCTE) / International Society of… Подробнее » Ctb cso что это
Chint что за фирма
- автор: admin
- 27.07.2023
Электрооборудование CHINT Electric Корпорация CHINT является одним из ведущих китайских производителей электротехнического оборудования, в число которого входят и модульные устройства. Именно такой вариант исполнения обеспечивает… Подробнее » Chint что за фирма
Cbb21 105j 400v как проверить
- автор: admin
- 27.07.2023
Как проверить конденсатор мультиметром Приветствую всех друзья и читатели сайта «Электрик в доме». Думаю всем известно, что такое конденсатор. Если кто не видел данный элемент… Подробнее » Cbb21 105j 400v как проверить
Can fd что это
- автор: admin
- 27.07.2023
Шина CAN FD Технология CAN, созданная в конце 80-х годов компанией Bosch для удовлетворения растущих требований немецкого автопрома к интеллектуальности легковых машин, сегодня занимает прочные… Подробнее » Can fd что это
Cnr/cso/ctb measurement, Carrier to noise ratio (cnr), Ge 152 – GW Instek GSP-930 User Manual User Manual

Carrier to noise ratio calculates the difference in
amplitude between the carrier signal and the
noise level present in the transmission. CNR
measurements are used for both analog and
digital CATV.
Sets the position of the delta
marker (Δ1) using two
options:
MIN:
The delta marker will search
for the minimum between
the carrier frequency and the
carrier frequency + 4MHz.
User defined delta marker
position.
Ctb cso что это
Interface Practices Subcommittee SCTE STANDARD SCTE Composite Distortion Measurements (CSO & CTB)
2 NOTICE The Society of Cable Telecommunications Engineers (SCTE) / International Society of Broadband Experts (ISBE) Standards and Operational Practices (hereafter called documents ) are intended to serve the public interest by providing specifications, test methods and procedures that promote uniformity of product, interchangeability, best practices and ultimately the long-term reliability of broadband communications facilities. These documents shall not in any way preclude any member or non-member of SCTE ISBE from manufacturing or selling products not conforming to such documents, nor shall the existence of such standards preclude their voluntary use by those other than SCTE ISBE members. SCTE ISBE assumes no obligations or liability whatsoever to any party who may adopt the documents. Such adopting party assumes all risks associated with adoption of these documents, and accepts full responsibility for any damage and/or claims arising from the adoption of such documents. Attention is called to the possibility that implementation of this document may require the use of subject matter covered by patent rights. By publication of this document, no position is taken with respect to the existence or validity of any patent rights in connection therewith. SCTE ISBE shall not be responsible for identifying patents for which a license may be required or for conducting inquiries into the legal validity or scope of those patents that are brought to its attention. Patent holders who believe that they hold patents which are essential to the implementation of this document have been requested to provide information about those patents and any related licensing terms and conditions. Any such declarations made before or after publication of this document are available on the SCTE ISBE web site at All Rights Reserved Society of Cable Telecommunications Engineers, Inc Philips Road Exton, PA SCTE STANDARD SCTE ISBE 2
3 Title Table of Contents Page Number NOTICE. 2 Table of Contents Introduction Executive Summary Scope Benefits Intended Audience Areas for Further Investigation or to be Added in Future Versions Normative References SCTE References Standards from Other Organizations Published Materials Informative References SCTE References Standards from Other Organizations Published Materials Compliance Notation Abbreviations and Definitions Abbreviations Definitions Equipment Set-Up Connect the test equipment as shown in Figure Procedure To measure CSO Compute the Corrected CSO for each product To measure CTB Compute Corrected CTB appendix A: Frequency Randomization List of Figures Title Page Number Figure 1 Test Equipement Set-up. 9 List of Tables Title Page Number Table 1 — Spectrum Analyzer Settings. 9 SCTE STANDARD SCTE ISBE 3
4 1. Introduction 1.1. Executive Summary Cable systems are traditionally comprised of multiple analog channels with an even frequency spacing between channels. When this channel lineup passes through devices in the cable plant, especially active devices, distortion products are generated which interfere with the analog channels. With multiple, evenly spaced channels, the second and third order distortion products combine and add at constant frequencies across the band around and on top of the channel frequencies themselves, creating composite second order (CSO) and composite third order (CTB) distortion products. Having a standard consistent method of measuring the CSO and CTB distortion products allows system operators a method of setting standard performance criteria for the individual components, and vendors a method of validating the performance of their products. A standard method of measurement is critical in determining the distortion of individual components and the end to end performance of the complete cable plant Scope This document describes a test procedure for the laboratory and production measurement of composite distortion products. There are two types of composite distortions considered: Composite Second Order and Composite Triple Beat. In order to obtain a stable, repeatable measurement, this test procedure describes testing performed with continuous wave (CW) carriers. See ANSI/SCTE for a discussion of the selection of CW carrier frequencies Benefits Test Procedure for Composite Distortion Measurements (CSO & CTB), when executed per this procedure, will yield accurate and consistent CSO and CTB characteristics, for the device under test. Use of this test method provides user a means to verify manufacturer test reports and certificates of compliance when available. When industry utilizes a standard test method, especially for CSO and CTB parameters, comparative analysis is more accurate Intended Audience The intended audience for this test method, are manufactures and end-users with proper laboratories and equipment to perform this test Areas for Further Investigation or to be Added in Future Versions At this time, there are no considerations being giving for further investigation. SCTE STANDARD SCTE ISBE 4
5 2. Normative References The following documents contain provisions, which, through reference in this text, constitute provisions of this document. At the time of Subcommittee approval, the editions indicated were valid. All documents are subject to revision; and while parties to any agreement based on this document are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the documents listed below, they are reminded that newer editions of those documents might not be compatible with the referenced version SCTE References SCTE Cable Telecommunications Testing Guidelines 2.2. Standards from Other Organizations No normative references are applicable Published Materials No normative references are applicable. 3. Informative References The following documents might provide valuable information to the reader but are not required when complying with this document SCTE References No informative references are applicable Standards from Other Organizations No informative references are applicable Published Materials Conference on Emerging Technologies Proceedings Manual, Schick, D. and McQuillen, E., Society of Cable Telecommunications Engineers, 1998, pg SCTE STANDARD SCTE ISBE 5
6 4. Compliance Notation shall shall not forbidden should should not may deprecated This word or the adjective required means that the item is an absolute requirement of this document. This phrase means that the item is an absolute prohibition of this document. This word means the value specified shall never be used. This word or the adjective recommended means that there may exist valid reasons in particular circumstances to ignore this item, but the full implications should be understood and the case carefully weighted before choosing a different course. This phrase means that there may exist valid reasons in particular circumstances when the listed behavior is acceptable or even useful, but the full implications should be understood and the case carefully weighed before implementing any behavior described with this label. This word or the adjective optional means that this item is truly optional. One vendor may choose to include the item because a particular marketplace requires it or because it enhances the product, for example; another vendor may omit the same item. Use is permissible for legacy purposes only. Deprecated features may be removed from future versions of this document. Implementations should avoid use of deprecated features. 5. Abbreviations and Definitions 5.1. Abbreviations BPF CSO CTB db dbc DSO DTO DUT Hz ISBE khz MHz SA SCTE VBW bandpass filter composite second order composite triple beat decibel decibel carrier discrete second order discrete third order device under test hertz International Society of Broadband Experts kilohertz megahertz spectrum analyzer Society of Cable Telecommunications Engineers video bandwidth SCTE STANDARD SCTE ISBE 6
7 5.2. Definitions Discrete Second Order (DSO) Composite Second Order (CSO): Discrete Third Order (DTO) Composite Triple Beat (CTB) An individual, second order intermodulation product, produced when one or two carriers pass through a non-linear component. The sum of all DSO products that happen to fall at the same nominal frequency in a multi-tone system. CSO is defined as the difference, in db, between the rms voltage of the carrier measured at its peak and the rms voltage of this sum. This procedure describes a technique for measuring this difference using a spectrum analyzer (SA) in the LOG mode. For consistency with existing measurements and specifications, the results of measurements made using any other technique must be correlated with the results from this technique. An individual, third order intermodulation product, produced when one, two or three carriers pass through a non-linear component. The sum of all DTO products in a multi-tone system that happen to fall at the same nominal frequency in a multi-tone system. CTB is defined as the difference, in db, between the rms voltage of the carrier measured at its peak and the rms voltage of this sum. As with CSO, this procedure describes a technique for measuring this difference using a SA in the LOG mode. For consistency with existing measurements and specifications, the results of measurements made using any other technique must be correlated with the results from this technique. 6. Equipment The general equipment required for this test is shown in Figure 1. SCTE 96 describes and specifies all of this equipment. The multi-tone signal generator for this test must have the characteristics listed below. Refer to SCTE 96 for specifications of acceptable generators. The capability to produce signals on all the nominal visual carrier frequencies for all of the channels in the frequency band to be tested. The capability to set power levels individually and to adjust the total spectrum of input signals to the proper input power level for the device to be tested. The capability to turn individual channels off. For testing with noncoherent carrier frequencies, the capability to maintain individual noncoherent frequencies to within ±5 khz of the nominal carrier frequencies. Note that stable and accurate carrier frequencies are critical to ensure repeatable measurements. Refer to Appendix A for a discussion of this issue. Spurious signals generated within the signal source device(s) must be at least 10 db below the levels to be measured. Note that if the internal CSO or CTB of the signal source(s) is produced in a way similar to the CSO or CTB of the Device Under Test (DUT), the internal CSO or CTB products must be at least 20 db below the levels to be measured. SCTE STANDARD SCTE ISBE 7
8 The band pass filters (BPF) for this test must meet the specifications listed in SCTE 96. SCTE STANDARD SCTE ISBE 8
9 7. Set-Up Follow all calibration requirements recommended by the manufacturers of the signal generators and SA, including adequate warm-up and stabilization time Connect the test equipment as shown in Figure 1. Figure 1 Test Equipement Set-up Set the signal generators to provide all of the signals needed for the test, as defined by the applicable frequency plan. The analog carrier frequencies for noncoherent frequency plans should be randomly dispersed with a ± 5 khz distribution about the nominal visual carrier frequencies, in order to obtain the most stable, repeatable measurement. The advantages of this dispersion are explained in Appendix A. If appropriate, power the DUT in a manner consistent with its use. Note that the DUT may consist of a single device or a group of devices connected together as a system. Set the appropriate signal level for each carrier, using the techniques described in SCTE Procedure Adjust the BPF so that its passband response is centered on the carrier to be measured. Set the SA to the settings indicated in Table 1. Table 1 — Spectrum Analyzer Settings Center Frequency Span: Detector Resolution Bandwidth Video Bandwidth Input Attenuation Vertical Scale Carrier Frequency under test 3 MHz (300 khz/div.) Peak 30 khz 30 Hz 10 db 10 db/div. SCTE STANDARD SCTE ISBE 9
10 The span shown above is chosen so that all of the distortion products may be measured on one display. It is equally acceptable to reduce the span to 100 khz and change the center frequency, when appropriate, to the location of each of the distortion products to be measured. Note that a lower video bandwidth and video averaging may be used to obtain a more stable measurement. The video bandwidth should be set as low as possible and the video averaging repetitions as high as tolerable to achieve the required measurement stability in the shortest measurement time possible. Also, the SA input attenuation may be manually set to 0 db to improve the dynamic range of the measurement, but only when one can be certain that the SA will not be overdriven. Set the SA marker to the peak of the carrier signal. If the carrier level is high enough to cause gain compression in the SA, adjust the optional external attenuator until the carrier level is within the linear range of the SA’s input. Record the marker level as Carrier Level To measure CSO For a «Standard» frequency plan (as defined by SCTE 96), the forward path CSO products are typically located at ±0.75 MHz and ±1.25 MHz from the frequency of the carrier under test. The CSO products at channels 5 and 6 are located MHz, MHz, MHz and MHz from the carrier, due to the 2 MHz offsets of those carrier frequencies. Note that other frequency plans may produce CSO products at different frequencies. The reverse path CSO products are located at ±1 MHz from the frequency of the carrier under test for most reverse path testing currently performed using the standard «T channels.» The CSO measurement must be made for each of the major distortion products at each measured frequency. For example, with the Standard frequency plan, a CSO measurement at MHz will consist of measurements of the CSO products at 210 MHz, MHz, 212 MHz and MHz. It is recommended that the carrier be turned off. For frequency plans where the CSO products are located at the carrier frequency, the carrier must be turned off. o o o Use the SA marker to measure the maximum level of the CSO products of interest. Record the marker level of each product as CSO Level. Record the Noise Floor Level as the level of the noise floor in a flat portion of the spectrum displayed on the SA. Compute Noise Floor Delta = CSO Level Noise Floor Level. If the Noise Floor Delta is less than 2 db, it is recommended that the optional post-amplifier be added to the system. The measurement should then be made again. If, however, the Noise Floor Delta remains less than 2 db, refer to SCTE 96, Section 8.2 for the proper Noise-Near-Noise Correction. If the Noise Floor Delta is greater than 2 db, the following Noise Floor Correction Factor should be calculated: SCTE STANDARD SCTE ISBE 10
11 Noise Floor Correction Factor: 10 * 8.2. Compute the Corrected CSO for each product log 1-10 Noise Floor Delta 10 Corrected CSO = Carrier Level CSO Level + Noise Floor Correction Factor Note that this is a positive number, expressed in dbc. Refer to the Definitions and Acronyms section of SCTE 96 for a discussion of these units To measure CTB For a «Standard» frequency plan (as defined by SCTE 96), the forward path CTB products are located at the frequency of the carrier under test. The CTB products at channels 5 and 6 are located 2 MHz higher in frequency, due to the 2 MHz offsets of those carrier frequencies. Note that other frequency plans may produce CTB products at different frequencies. o o o Turn off the carrier under test. Use the SA marker to measure the maximum level of the CTB product of interest. Record the marker level as CTB Level. Record the Noise Floor Level as the level of the noise floor in a flat portion of the spectrum displayed on the SA. Compute Noise Floor Delta = CTB Level Noise Floor Level. If the Noise Floor Delta is less than 2 db, it is recommended that the optional post-amplifier be added to the system. The measurement should then be made again. If, however, the Noise Floor Delta remains less than 2 db, refer to SCTE 96, Section 8.2 for the proper Noise-Near-Noise Correction. If the Noise Floor Delta is greater than 2 db, the following Noise Floor Correction Factor should be calculated: Noise Floor Correction Factor: 10 * log 1-10 Noise Floor Delta 10 A table of values calculated from this equation is presented in SCTE , Section Compute Corrected CTB Corrected CTB =Carrier Level CTB Level + Noise Floor Correction Factor Note that this is a positive number, expressed in dbc. Refer to the Definitions and Acronyms section of SCTE 96 for a discussion of these units. Turn on the carrier under test. SCTE STANDARD SCTE ISBE 11
12 APPENDIX A: FREQUENCY RANDOMIZATION Frequency randomization (refer to Section 6.3) will serve to minimize both random and repeatable errors. Random errors can be produced because; depending on the signal generator alignment, some of the DSO or DTO products may fall very close together in frequency. These individual products will form a CSO or CTB product that contains low frequency variations, or beats. If the frequencies of these beats fall within the measurement’s video bandwidth (VBW), they will cause apparently random variations from one measurement to the next. The occurrence of such low frequency beats is minimized by dispersing the frequencies of the DSO or DTO products. The individual distortion products may be spread out in this way by intentionally dispersing the noncoherent carrier frequencies with known offsets. Repeatable errors can also be produced because, again depending on the alignment of the analog carrier frequencies, some of the DSO or DTO products may be separated in frequency by more than the 30 khz IF bandwidth of the measurement. If this happens, the full power of all of the distortion products will not be measured at once. As a result, the measured composite distortion will be artificially improved. These effects are minimized by restricting each analog carrier frequency to within ± 5 khz of its nominal frequency. Both the random and repeatable errors can be minimized by dispersing the noncoherent carrier frequencies with known offsets over a ± 5 khz range. The most repeatable results will be achieved if these carrier frequency offsets have a uniform probability distribution. The beneficial effects of frequency randomization are more completely described in «CTB/CSO Measurement Repeatability Improvements Using Uniformly Distributed Noncoherent Carrier Frequencies,» by McQuillen and Schick. This paper was published by the SCTE in the 1998 Conference on Emerging Technologies Proceedings Manual. SCTE STANDARD SCTE ISBE 12
Composite Distortion Measurements (CSO & CTB)
Cable systems are traditionally comprised of multiple analog channels with an even frequency spacing between channels. When this channel lineup passes through devices in the cable plant, especially active devices, distortion products are generated which interfere with the analog channels.
With multiple, evenly spaced channels, the second and third order distortion products combine and add at constant frequencies across the band around and on top of the channel frequencies themselves, creating composite second order (CSO) and composite third order (CTB) distortion products.
Having a standard consistent method of measuring the CSO and CTB distortion products allows system operators a method of setting standard performance criteria for the individual components, and vendors a method of validating the performance of their products. A standard method of measurement is critical in determining the distortion of individual components and the end to end performance of the complete cable plant.
ВЫХОДНОЙ УРОВЕНЬ УСИЛИТЕЛЕЙ
В первой части этого материала была рассмотрена физическая природа канальных и диапазонных искажений формируемых широкополосными усилителями, методы их измерения и расчета. В это части предложены эмпирические формулы позволяющие рассчитывать выходной уровень в сетях с разной канальной нагрузкой и разным числом последовательно включенных усилителей.
Нелинейные искажения в КСКТП обусловлены факторами, рассмотренными в первой части материала, но оцениваются и анализируются при многочастотном воздействии (более 2 каналов). Для определения максимального уровня выходного сигнала при трансляции большого числа каналов согласно [2, 3] принято вести оценку интермодуляционных составляющих по композитным биениям второго CSO (Composite Second Order) и третьего – CTB (Composite Triple Beat) порядков. При этом установлено, что для усилителей с верхней частотой в 606 МГц испытания проводят при 29 каналах, а для усилителей с верхней частотой в 862 МГц – при 42 каналах. Оценку CSO и CTB проводят по наихудшему каналу при регламентированной частотной расстановке каналов.
Расчет максимального выходного уровня усилителя Umax.N (CTB = 60 dB) для искажений третьего порядка при трансляции N каналов осуществляют по формуле:
Формула (1) показывает, что с увеличением числа каналов максимальный уровень выходного сигнала Umax.N3 снижается (см. табл.1) на величину ΔU1(3) . В силу этого, при изучении технической документации на выбираемый тип усилителя, следует обратить внимание на заявляемые значения Umax.3 (IMA3= 60 dB, 2 канала) и Umax.N3 (CTB = 60 dB, 42 канала). Разница между ними должна составлять 13- 14 dB. Если эта разница выше или ниже указанного значения, следует осторожно подходить к заявленным в документации параметрам. Аналогичная зависимость для продуктов второго порядка (CSO = 60 dB) может быть получена из эмпирического выражения:
Результаты расчетов снижения максимального выходного уровня Umax.2 при увеличении числа транслируемых каналов (CSO = 60 dB) приведенs в табл. 1.
При проведении практических расчетов с большим числом каналов (N>20) значительно более удобнее пользоваться непосредственно приводимыми паспортными значениями Umax.N2 и Umax.N3 (т. е. по критериям CSO = 60 dB и CTB = 60 dB):
Пример 1. Определить максимальный выходной уровень усилителя GPV 841 (Hirschmann) Umax.N3 для 29х каналов при справочном значении Umax.CTB = 108 dBmV (42 канала, СТВ = 60 dB).
Решение. Воспользовавшись формулой (4), получим:
что сходится со справочным значением в 110 dBmV.
Искажения при произвольном выходном уровне усилителя. По полной аналогии с искажениями IMA2 и IMA3 (двухчастотный метод), при увеличении (уменьшении) выходного уровня сигнала усилителя на D dB, интермодуляционные составляющие 2го порядка (CSO) повышаются (понижаются) также на D dB, а интермодуляционные составляющие 3го порядка (IMA3) повышаются (понижаются ) на 2 DdB, т.е.:
Пример 2. Определить значения CSO и CTB для усилителя GHV 835 (Hirschmann) со справочными параметрами: Umax.CSO =104 dBμV и Umax..CTB =102 dBμV (42 канала, CTB = CSO = 60 dB) при Uвых = 95 dBμV.
Решение. Используя формулы (5) и (6), получим: CSO = 60 + (104 – 95) = 69 dB,
CTB = 60 + 2(102 – 95) = 74 dB.
Общий случай. Таким образом, воспользовавшись формулами (36), получим выражения по расчету CSO и CTB для произвольного числа каналов и произвольном выходном рабочем уровне усилителя:
Пример 3. Найти значения CSO и CTB для усилителя УСМ8002737 “СтантартТелеком” с Umax.CTB = 114 dBμV и Umax.CSO = 110 dBμV (42 канала, CTB = CSO = 60 dB, межканальное эквалазирование в 9 dB) для трансляции 50 каналов при Uвых = 105 dBμV.
Решение. Подставляя численные значения в (7) и (8), получим:
Накопление искажений по магистрали по аналогии с IMA2 и IMA3 осуществляется по формулам:
Формулы (9) и (10) показывают, что искажения 3го порядка (СТВ) существенно быстрее накапливаются по магистралям, чем искажения 2го порядка (CSO). Для n каскадно включенных усилителей с равными значениями СТВ и CSO, суммарные искажения определяются по формулам:
Так, для пяти каскадно включенных усилителей для примера 3, CSO∑ = 57,7 dB ( снижение на 7 dB) и CTB ∑ = 63,8 dB (снижение на 14 dB). Для большей иллюстративности накапливания искажений, приведем еще два практических примера.
Пример 4. Найти конечные значения CSO ∑ и CTB ∑ (т.е. на выходе абонентской телевизионной розетки), если на выходе каждого из активных устройств известны (рассчитаны) собственные значения CSO и CTB. Головная станция: CSO = 72 dB, CTB = 84 dB; оптическая система: CSO = CTB = 65 dB; магистральные усилители (3 шт.): CSO = 74 dB, CTB = 82 dB; домовой усилитель: CSO = 72 dB, CTB = 66 dB.
Решение.
Подставляя численные значения в (9) и (10), получаем:
Пример 5. Сколько можно включить однотипных магистральных усилителей каскадно, если их собственный CTB=84 dB (проведен системный расчет) при CTBвых = 57 dB (требование [3]). Суммарное СТВ всех остальных устройств CTB ∑=-64 dB.
Решение.
1 Вычисляем допустимую величину искажений ΔCTB, приходящуюся на магистральные усилители из (8):
Это означает, что такие СТВ допустимы для всей магистрали для сохранения конечного СТВвых. = 57 dB (т. е. на выходе абонентской розетки).
2 Находим максимальное число магистральных усилителей (12):
т. е. при установке в магистраль до 12-ти однотипных усилителей, каждый из которых обладает СТВ = 84 dB, будет гарантировано конечное CTBвых ≥ 57 dB [3]. Для требований [2] ( CTBвых ≥54dB), при прочих равных условиях может быть включено до 21 усилителя.
Измерения СТВ и CSO по [2] и [3] отличаются между собой по методикам. Тем не менее, все методики (для усилителей и сетей в целом) сводятся к следующему:
1 На вход усилителя или ГС (испытуемый объект) подаются Nизм немодулированных несущих (SAT входы и входы TV модуляторов в ГС нагружаются согласованными нагрузками), а на выходе испытуемого объекта (усилитель или абонентская розетка) включает анализатор спектра (желательная полоса по ПЧ 30 кГц и видеополоса не более 10 Гц) или селективный микровольтметр, (что менее удобно). 2 По анализатору спектра (или селективному микровольтметру) фиксируют уровень полезного сигнала в исследуемом канале.
3 Отключает полезный сигнал исследуемого канала распределения, а анализатор спектра переводят в режим максимальной чувствительности (как в анализаторе спектра, так и в селективном микровольтметре на входе установлены два переменных аттенюатора шагами в 10 dB и 1 dB). Наблюдают комбинационные составляющие правее (выше по частоте) видеонесущей (как правило, они кластируются на частотах, отстоящих от видеонесущей на 0, 0,25 и 0,5 МГц) и фиксируют их уровень. Разности в показаниях между уровнями видеонесущей и комбинационными помехами в децибелах и составляют значения CSO (отстройка на 0,25 МГц) или СТВ (отстройка на 0 или 0,5 МГц).
Полезные практические замечания ♦ Измерения проводят во всех каналах распределения. К зачету применяется наихудший результат измерений.
♦ Согласно [3], если композитные биения кластируются в различных частотных группах вблизи видеонесущей, то подсчитывается результирующий мощностной эффект. Например, для 2х частотных групп (0 и 0,5 МГц):
♦ При использовании анализатора спектра с минимальной фильтрацией по видеочастоте большей, чем 10 Гц, композитные искажения могут быть зашумленными и отсчет необходимо проводить по усредненному значению.
♦ Если ваша кабельная сеть рассчитана на N транслируемых каналов, а при измерениях CSOизм и CTBизм удалось достичь только Nизм число испытательных каналов (что наиболее часто и встречаются на практике), то результаты измерений корректируются по формулам:
♦ Для повышения точности отсчетов (за счет снижения входной шумовой мощности и исключения перегрузки входных высокочувствительных усилителей соседними каналами) на входе устройства отсчета (анализатор спектра или селективный микровольтметр) необходимо устанавливать высокоизбирательный канальный фильтр с неравномерною AЧX не более 1 dB .
В заключительной части материала будет показано как пользоваться справочными данными при системных расчетах
.Литература. 1. Песков С. Н. Рабочий выходной уровень усилителей в широкополосных телевизионных сетях. “Телеспутник”, 2003г., №11, с…. 2. ГОСТ Р 520232003. Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний. 3. European Standard CENELEC EN 50083. Cabled distribution systems for television, sound and interactive (December 2002). 4. Песков С. Н., Шишов А. К. Современные кабельные сети коллективного телевизионного приема (CD носитель, ЗАО “ВЛюкс”), 2002г., 576с.
Ctb cso что это
Комбинационные (интермодуляционные) искажения обусловлены нелинейностью вольтамперных характеристик транзисторов и характеристик намагничивания магнитопроводов трансформаторов.
Нелинейность тракта усилителя создает гармоники частоты входного сигнала, а также комбинационные частоты, если на входе действуют два и более сигналов. Величина нелинейности однозначно определяется видом амплитудной характеристики усилителя: зависимостью амплитуды выходного напряжения от входного.Для создания метода расчета CTB/CSO необходимо определить вид функциональной зависимости амплитудной характеристики.
В соответствии с первой теоремой Вейерштрасса [1] для всякой функции , непрерывной на сегменте , существует такой полином , что, каково бы ни было , для всех будет выполняться неравенство .
Теорему можно сформулировать и так: всякая непрерывная на сегменте функция разлагается на этом сегменте в равномерно сходящийся ряд полиномов. Таким образом, с достаточной для практических результатов точностью, амплитудную характеристику усилителя представим в виде полинома третьей степени:
(1.1.1)
где: – амплитуды входного и выходного сигналов;
– коэффициенты, значения которых определяются видом амплитудной характеристики.
2. Расчёты
2.1. Расчёт CTB (Composite Triple Beat) при известном частотном плане СКТ
В зависимости от ширины полосы пропускания тракта усилителя, в соответствие с Европейским стандартом CENELEC EN 50083-3, входной сигнал состоит из определенного набора гармонических немодулированных сигналов, частоты которых приведены в таблице 2.1.1.
В полосе частот 47-862 МГц на входе усилителя действует сигнал из 42 гармонических составляющих. Максимальный уровень на выходе усилителя для 42 сигналов при CTB = 60 дБ приводится в паспортах на усилители и оптические приёмники.
Анализ выражения (1.1.1) показывает, что комбинационные составляющие третьего порядка определяются кубическим членом полинома .
В дальнейших расчетах нас будет интересовать спектральный состав интермодуляционных искажений.
В этом случае для его расчета входной сигнал представим в виде:
,(2.1.2)
где: h – амплитуда входного сигнала;
n – количество входных сигналов,
– частоты входных сигналов, МГц.
Распределение каналов для измерения CTB, CSO и кросс-модуляции.
| Частота, МГц | |
| 48,25 119,25 175,25 191,25 207,25 223,25 231,25 247,25 263,25 287,25 311,25 327,25 343,25 359,25 375,25 391,25 407,25 423,25 439,25 |
|
| 447,25 463,25 479,25 495,25 511,25 527,25 543,25 |
GROUP B |
| 567,25 583,25 599,25 |
GROUP C |
| 663,25 679,25 695,25 711,25 727,25 743,25 |
GROUP D |
| 759,25 775,25 791.25 807,25 823,25 839,25 855.25 |
GROUP E |
Спектральное распределение комбинационных составляющих третьего порядка найдем из выражения:
. (2.1.3)
При воздействии двух гармонических сигналов на выходе усилителя образуются комбинационные составляющие третьего порядка на следующих частотах:
, (2.1.4)
Всего четыре комбинационные составляющие с амплитудой 0.75.
При воздействии трёх гармонических сигналов на выходе усилителя образуются комбинационные составляющие третьего порядка на следующих частотах:
,(2.1.5)
.(2.1.6)
Всего 16 комбинационных составляющих. Амплитуда составляющих с частотами (2.1.5) – 0.75, с частотами (2.1.6) – 1.5.
Дальнейшие расчеты показывают, что количество комбинационных составляющих (2.1.5) можно рассчитать по следующей формуле:
(2.1.7)
Количество составляющих (2.1.6) можно найти следующим образом:
(2.1.8).
Сумма амплитуд всех комбинационных составляющих третьего порядка:
(2.1.9)
Очевидно, что для расчета спектра комбинационных составляющих второго/третьего порядка при больших количествах сигналов на входе усилителя необходимо разработать специальное программное обеспечение. Такая программа CTB-CSO calc 6.xls (макрос в среде MS Excel) была разработана в отделе проектно-изыскательских работ В.Н. Давыдовым. Одним из критериев правильности ее работы является равенство суммы всех полученных с ее помощью амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка величине, рассчитанной по формуле (2.1.9).
Результаты расчетов максимального значения суммы амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка для частотного плана CENELEC EN 50083-3 при различном количестве n гармонических сигналов представлены в таблице 2.1.2.
На рис.2.1.1 показан спектр сумм амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка для 42 каналов.
Максимальные значения суммы амплитуд, приведенные в этой таблице и на рисунке 2.1.1, увеличены на 4/3. Это сделано для того, чтобы минимальное значение амплитуды, при n=2 составляло 1, что позволяет упростить дальнейшие расчеты. В результирующих расчетных формулах используется отношение максимальных значений сумм амплитуд при различных значениях количества входных сигналов, поэтому на окончательный результат такое увеличение не влияет.
Таблица 2.1.2.
| n | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Amn | 1 | 2 | 2 | 4 | 6 | 8 | 14 | 19 |
| n |
Рис.2.1.1.
для n входных каналов рассчитывается по следующей формуле:
. (2.1.10)
Отсюда найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
, (2.1.11)
где: в (2.1.10-2.1.11) – – максимальный выходной уровень усилителя для 42 каналов CENELEC EN 50083-3, указывается в паспортах на усилители, дБмкВ;
– CTB при количестве входных сигналов n, дБ;
60 дБ – значение CTB, при котором определяется ;
= 573 (см. таблицу 2.1.2) – максимальное приведенное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка при n=42 для частотного плана CENELEC EN 50083-3;
– максимальное приведенное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих третьего порядка при n каналах для частотного плана рассчитываемой СКТ.
Из (2.1.11) при n= 2 и = 60 дБ найдем связь между паспортными значениями максимальных уровней, измеренных по CENELEC EN 50083, и паспортными значениями , измеренными методом двух несущих:
. (2.1.12)
Следует отметить, что часто на усилители (выходные микросборки) приводят максимальный выходной уровень сигнала , измеряемый по стандарту DIN 45004-B. Согласно этому стандарту интермодуляционные искажения третьего порядка измеряются методом трёх немодулированных несущих неравной амплитуды аналогично методу, приведенному в ГОСТ 11216-83. Измерения осуществляют в высокочастотной части рабочего диапазона частот. В этом случае связь между и определяется следующим образом:
. (2.1.13)
Результаты анализа параметров магистральных и домовых усилителей ведущих производителей оборудования показывают, что разность между и составляет примерно 12-18 дБ. Следует отметить, что для усилителей фирмы WISI эта разность составляет 16-17 дБ.
В качестве основного параметра усилителей при расчёте СКТ необходимо применять .
Расчет по формулам (2.1.10-2.1.11) проводится при наличии программного обеспечения (CTB-CSO calc 6.xls) и когда известен частотный план системы кабельного телевидения (СКТ).
2.2. Расчёт CTB (Composite Triple Beat) при отсутствии частотного плана СКТ
Исходными данными для расчета CTB, при отсутствии частотного плана, является количество каналов в СКТ. Необходимо установить связь между функцией , и какой-то другой функцией, которая зависит от n.
Имеет смысл рассмотреть логарифмические функции, которые уже используются при расчете CTB: , см. [2], и функцию которая встречается у некоторых других авторов.
Коэффициенты определяются по критерию минимума среднеквадратического отклонения значений функции от значений функций , приведенных выше. Расчеты по определению коэффициентов показаны на рисунке 2.2.1.
Рис.2.2.1.
В результате расчетов установлено, что , .
При отклонение зависимости 8.23lg(n-1) от 5lgAmn составит: дБ, функции 10.415lgn/2 при отклонение составит дБ.Используя полученную зависимость Amn от n и значения коэффициентов , получим следующие формулы для расчета CTB:
Из (18-20) и (21-23) найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
В методических рекомендациях [2] в качестве расчётной использовалась логарифмическая функция , где коэффициент . Более строгий вывод формул показывает, что этот коэффициент несколько больше: .
Следует отметить, что расчет по формулам (2.2.1-2.2.4) в той или иной степени приближенный потому, что получен для частотного плана CENELEC EN 50083-3. При расчетах CTB в СКТ с реальным частотным планом необходимо с помощью программного обеспечения, например CTB-CSO calc6.xls, находить величину Amn и расчет проводить по формулам (2.1.10 – 2.1.11).
2.3. Расчет CTB (CSO) для произвольного количества усилителей и оптических приёмников
2.4. Расчет CTB при перекосе каналов на выходе усилителей
1. Частотный план СКТ известен. Расчёт CTB с помощью программы CTB-CSO calc6.xls.
Перекос каналов на выходе усилителя возникает в двух случаях: при недокомпенсации или перекомпенсации входным выравнивателем и при использовании межкаскадного эквалайзера.
Идеализированная частотная характеристика усилителя при использовании эквалайзера имеет вид, показанный на рис.2.4.1.
Рис.2.4.1.
– рабочий диапазон частот, h– амплитуда выходного сигнала усилителя, дБ, H — L – величина перекоса, дБ.
Уравнение амплитудно-частотной характеристики имеет следующий вид:
.
Зависимость амплитуды от частоты в абсолютных единицах рассчитывается по формуле:
.
Перекос в другую сторону, когда , учитывается заменой в (2.4.1) H на L и L на H.
2. Частотный план СКТ неизвестен. Расчёт CTB с помощью эмпирических формул.
Отношение сигнала к композитным помехам комбинационных частот третьего порядка на входе телевизионного приемника в самом общем виде определяется по формуле:
N- количество каскадно-включенных усилителей;
Us- среднеквадратическое значение нестабильности уровней в СКТ, принимается равным дБ [2];
Si- параметр, учитывающий перекос уровней между НЧ и ВЧ каналом на выходе усилителей:
. (2.4.4)
Li – разность уровней (перекос) между НЧ и ВЧ каналом на выходе усилителей, дБ;
n – количество каналов в СКТ;
Si=n-1 при Li=0 находится раскрытием неопределённости вида 0/0. Этот параметр имеет смысл приведенного количества каналов при наличии перекоса;
Ki – параметр, учитывающий неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилителей:
. (2.4.5)
Lk– разность между максимальным и минимальным уровнем напряжения на выходе усилителя в рабочем диапазоне частот, дБ; при неравномерности АЧХ ±1 дБ, Lk = 2 дБ;
Ui– уровень напряжения на выходе i – того усилителя, дБмкВ;
Up42i– максимальный выходной уровень напряжения усилителя при CTB = 60 дБ.
Если предположить, что все параметры усилителей одинаковы, не учитывать перекос между НЧ и ВЧ каналом и неравномерность АЧХ (Ui=U, Up42i=Up42, Li=Lk=0 ), то (2.4.3) примет вид [2]:
При наличии перекоса на выходе усилителя значение максимального Ui выходного уровня напряжения усилителя увеличивается на величину Li, которая рассчитывается по формуле:
Li=8.23lg((n-1)/Si). (2.4.6)
В таблице на рисунках 2.4.1 и 2.4.2. представлены результаты расчетов увеличения максимального выходного уровня усилителя при перекосе каналов.
Таблица 2.4.1.
| L | 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 |
| Li(K1 = 8,23; n = 42) | 0 | 1,4 | 2,5 | 3,5 | 4,3 | 5,00 | 5,6 |
| Lit(n = 42) | 0 | 1,3 | 2,4 | 3,3 | 4,2 | 4,9 | 5,6 |
| Lexp(n = 42) | 0 | 1,1 | 2 | 2,9 | 3,6 | 4,3 | 4,9 |
Рис. 2.4.2
Условные обозначения, принятые в таблице 2.4.1 и рисунке 2.4.2:
L – перекос между каналами, дБ;
Li(K1=8.23; n=42) – увеличение максимального уровня на выходе усилителя в зависимости от значения перекоса, при K1 = 8.23 и количестве каналов n = 42, рассчитанное по формуле (2.4.6).
Lit(n=42) – увеличение максимального уровня на выходе усилителя при n=42 по частотному плану CENELEC EN 50083-3, рассчитанное с помощью программы CTB-CSOcalc6.xls.Lexp(n=42) – данные эксперимента (см. Теле-Спутник №7, 1999, с.47).
Из таблицы 2.4.1 следует, что увеличение выходного уровня усилителей, рассчитываемое по формуле (2.4.6), больше значений, определённых в результате эксперимента, на дБ. Эти величины соизмеримы с точностью измерительной аппаратуры высокого класса, что даёт основания для использования вышеприведенных формул для практических инженерных расчётов параметров СКТ.
2.5. Расчет CSO (Composite Second Order) при известном частотном плане СКТ
Расчет CSO (композитные искажения второго порядка) аналогичен расчету CTB, но несколько проще. Комбинационные составляющие второго порядка определяются квадратным членом полинома (2.1.1): .
Спектр комбинационных составляющих найдем из выражения:
При воздействии двух гармонических сигналов на выходе устройства образуются комбинационные составляющие на следующих частотах: , всего четыре с амплитудой 1. Составляющие на частотах не являются комбинационными составляющими второго порядка и в дальнейших расчетах не учитываются.
Рассмотрев комбинационные составляющие, которые образуются на выходе усилителя при воздействии трех гармонических составляющих на входе, получим следующий набор частот:
Всего 12 частот с амплитудой 1.
Дальнейшие расчеты показывают, что количество комбинационных составляющих можно найти по формуле:
.
Результаты расчетов максимального значения суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка для частотного плана CENELEC EN 50083-3 по программе CTB-CSO calc 6.xls представлены в таблице 2.5.1.На рисунке 2.5.1 показан спектр сумм амплитуд комбинационных составляющих второго порядка для 42 каналов.
Таблица 2.5.1.
| n | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Amn | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| n | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| Amn | 5 |
Рис. 2.5.1.
Следует отметить, что максимальное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка отмечается на частоте 16 МГц: разностная частота между соседними каналами частотного плана CENELEC EN 50083-3, которая встречается наиболее часто. Эта частота находится вне рабочего диапазона прямого канала, поэтому в таблице 2.5.1 представлены максимальные значения сумм амплитуд в рабочем диапазоне частот: 47-862 МГц. Выражение для расчёта CSO имеет следующий вид:
Отсюда найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
где: – Up42 максимальный выходной уровень усилителя для 42 каналов CENELEC EN 50083-3, указывается в паспортах на усилители, дБмкВ;
CSOn– CSO при количестве входных сигналов n, дБ;
60 дБ – значение CSO, при котором определяется Up42;
Am42 = 22 (см. таблицу 2.5.1) – максимальное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка в рабочем диапазоне частот при n=42 для частотного плана CENELEC EN 50083-3;
Amn – максимальное значение суммы амплитуд комбинационных составляющих второго порядка при n каналах для частотного плана рассчитываемой СКТ.
2.6. Расчет CSO (Composite Second Order) при отсутствии частотного плана СКТ Исходными данными для расчета CSO, так же, как и для расчета CTB, при отсутствии частотного плана является количество каналов в СКТ. Необходимо установить связь между функцией 10lgAmn и какой-то другой функцией, которая зависит от n.
Имеет смысл рассмотреть логарифмические функции, которые уже использовались при расчете CTB: K1lg(n-1) и K2lg(n/2).
Коэффициенты K1,K2 определяются по критерию минимума среднеквадратического отклонения значений функции 10lgAmn от значений функций, приведенных выше. Расчеты по определению коэффициентов K1,K2 показаны на рисунке 2.6.1.
Рис. 2.6.1.
В результате расчетов установлено, что
Используя величину Amn и значения коэффициентов K1,K2, получим следующие формулы для расчета CSO:
Из (2.6.1-2.6.3) найдем максимальный уровень напряжения на выходе усилителя:
Похожие публикации:
- Как подключить регулятор оборотов к электродвигателю 380в
- Как починить сенсорный выключатель
- Цоколь е27 и е40 чем отличаются
- Что такое расщепленная обмотка трансформатора