Mérési jegyzőkönyv – Digitális TV Bartha András, Bacsu Attila
2016.11.14.
Mérési eszközök és használt programok: AMIKO STHD8820 beltéri egység (DVB-S és DVB-T tunerrel), Philips TV készülék, GSP 827 spektrumanalizátor) Mérési helyszín: PPKE – ITK – 421. Mérési labor Mérés ideje: 2016. november 14. 12:00 – 16:00
Mérés menete: DVB-T egységgel mértük Magyarországon 2013-óta a földfelszíni műsorszórás digitális protokollon történik, ugyanabban a sávban, mint az analóg volt. A földfelszíni adás vételére szolgáló antennában található egy erősítő, amit az antennát, a vevőegységgel összekötő koax kábelen keresztül táplál a vevő egység. Ez egy 5V-os DC offszet feszültséget jelent, amit multiméter segítségével megmértünk.
Ha ezt kikapcsoljuk a vevőegységben, akkor az antennáról nem érkezik hasznos jel.
Összegyűjtöttük, hogy a magyar FTA ( free to air) műsorok mely csatornákra lettek felprogramozva. Csatornaszám 17 18 19 20 21 38 49 50 51 52 53 55 56 57 60
Csatorna név Főnix TV M1 HD M4 Sport HD Duna World Duna HD Viasat 3 Izaura TV Zenebutik FEM3 C8 M2 HD M5 HD RTL Klub TV 2 MinDig TV Plus
Frekvencia (MHz) 554 610 610 610 610 746 746 746 746 746 770 770 770 770 770
Multiplex Level Quality E 77 90 A 84 90 A 84 90 A 84 90 A 84 90 B 84 90 B 84 90 B 84 90 B 84 90 B 84 90 C 81 90 C 81 81 C 81 88 C 81 84 C 81 88
A különböző multiplexekhez különböző „Level” és „Quality” értékek tartozhattak, jól látható például a B és a C multiplex közti különbség. Összehasonlítottuk a DVB-T és a DVB-S sugárzással vett „m2” programot, és arra jutottunk, hogy képminőség szempontjából nem látunk különbséget. Hangminőség szempontjából nem vizsgáltuk, hogy ne csapjunk hangzavart. Megmértük az alapsávi videojel spektrumát a spektrumanalizátor segítségével, az előírt beállításokat alkalmazva: Amplitude/Ref level:-20dBm, Scale 10dB, Frequency: 0-10 MHz.
Az ábrán az energiamaximumnál a színsegédvivő van, az alacsonyabb frekvenciákon pedig a frame-ek. A színsegédvivő azért fontos, hogy régi, feketefehér eszközökön is meg lehessen jeleníteni a képet. Csatlakoztattuk a spektrum analizátor bemenetét a digitális beltéri egység LOOP OUT csatlakozójára a megadott beállításokkal: Amplitude/Ref level: -62 dBm, Scale 2 dB, Frequency: 400 – 800 MHz
A bal oldali ábrán a műszert Bacsu Attila állította be, a jobb oldali ábrán pedig Bartha András. Magyarországon DVB-T adás 470 MHz és 862 MHz között van, így a 462 MHz-es mért energia csúcs valószínűleg nem DVB-T adásból származik. A többi frekvencián (498 MHz, 610 MHz, 634 MHz, 746 MHz, 770MHz) Budapesten belül a Széchenyi-hegyen, a Hármashatár-hegyen, és a Száva utcában található adók sugároznak. Természetesen országszerte van több adó is, amik ezen a frekvencián sugároznak.
A spektrumanalizátor segítségével kinagyítottuk a 610 MHz-en található energia maximumot.
Ideális esetben valahogy így kéne kinéznie:
Azért néz ki mégis úgy, ahogy, mert a különböző frekvenciákra más-más csillapítás hat.
DVB-S egységgel mértük
A méréseket a keleti 19,2 fokra néző parabola antennával végeztük. Bátran ki lehet jelenteni, hogy Európa egyik legjelentősebb műholdas pozíciójáról van szó. A SESnek 4 db műholdja található ezen a pozíción (Astra 1KR, Astra 1L, Astra1N, Astra 1M), összesen több mint 1000 TV csatornával. Ennél többel csak a keleti 13 fokon található Hotbird rendszer (3 műhold) rendelkezik, csaknem 1500 TV csatornával. Magyarország szempontjából mára már nem annyira jelentős a keleti 19,2 fok. A UPC egészen 2010-ig innen nyújtotta a DTH szolgáltatását, azonban a szerződés lejárta után pozíció váltásra kényszerült. Így a mai magyar legnagyobb DTH szolgáltatók (Digi, UPC, Telekom) a nyugati 0.8 fokon (Digi, UPC - Thor rendszer) és a nyugati 4 fokon (Telekom – Amos műholdak) kötöttek szerződéseket transzponderekre. Íme a pozíció adatai, amelyen a mérés során állt a parabola antennánk:
Elsőként az volt a feladatunk, hogy a polárváltót vezérlő jelet leolvassuk. Ezt úgy végeztük el, hogy egyszer egy horizontális, majd egy vertikális transzponder egyik csatornájára állítottuk a beltéri egységet és mindkét esetben leolvastuk a koax kábelbe iktatott segédeszközhöz csatlakoztatott multimétert. Vertikális polarizáció esetén 13, horizontális esetén pedig 18 Volt feszültségre számítottunk az előzetes ismereteink alapján(ugyanis ezen feszültség hatására „választ” az LNB, hogy melyik polarizációs sík frekvenciablokkját kapcsolja a koax kábel felé. Ezeket az értékeket is kaptuk:
A következő feladatunk az volt, hogy az LNB local oszcillátorát vezérlő jeleket vizsgáljuk. Egy single LNB-ben 2 db helyi oszcillátor található. Az egyik 9750 MHzes, a másik pedig 10600 MHz-es rezgést állít elő. Egy műholdas csatorna frekvenciája 10,7 GHz és 12,75 GHz közé esik. Alapértelmezésben a 9750 MHz-es
oszcillátor működik, a 10600-as aktiválásához a beltéri 22 kHz jelet küld a koax kábelen. Ezt a 22 kHz jelet a beltéri kb. 11,7 GHz-nél magasabb frekvenciájú csatornáknál teszi fel a kábelre. A 10,7 – 11,7 GHz tartománynál a 9750 MHz-es működik és ezzel keverik, vagyis a koax kábelen a két jel különbségét kapjuk: 950 – 1950 MHz. A 11,7 – 12,75 GHz tartományba eső frekvenciák esetén a 10600 MHzes oszcillátor működik a 22 kHz jel hatására. Ezzel keverve a koax kábelen 1100 – 2150 MHz jel jelenik meg. Így a 1100 – 1950 MHz tartomány a kábelen mindkét esetben ki van használva. Ezt azért találták ki, mert a koax kábelek fizikai, műszaki tulajdonságai miatt nem célszerű 2100 MHz-nél magasabb frekvenciákat közvetíteni. (Egyszerűen túl nagy a csillapítás.)
(Koax kábelek csillapítás táblázat.)
A mérés során megfigyeltük az oszcilloszkóp jelét egy 11,5 GHz-nél alacsonyabban levő frekvenciájú csatornán állva, mely esetben nem volt látható a jel, illetve egy 11,9
GHz-nél magasabb frekvencián levő csatornán, ebben az esetben az oszcilloszkópon láthatóvá vált a 22 kHz-es jel. A következő lépés az lett volna, hogy az antenna forgató jelet vizsgáljuk. A parabola antenna odakint egy forgató motorra volt felfogatva. Ezt a motort gyakorlatilag a koaxon levő 13/18 Voltos feszültség táplálja, illetve a motor DiSEqC (Digital Satellite Equipment Control) kommunikációs protokollt használ, melyre ma már minden beltéri egység fel van készítve. Többek között a multiswitch-ek is ezt a kommunikációs protokollt használják. (Forgatók esetében DiSEqC 1.2, illetve a USALS.) A mérés során ezeket a jeleket nem tudtuk vizsgálni, a beltéri nem volt megfelelően felprogramozva a forgatáshoz. Így minden további mérést is a keleti 19,2 fokra nézve végeztünk el. Ez után ugyanúgy, mint korábban a DVB-T esetében, újra alapsávi jelet mértünk. A beállítások és a kapott eredmény is leolvasható az ábránkról:
Nem meglepő, hogy a korábbiakkal megegyező jelet kaptunk a SCART kimenetről, hiszen akármelyik tunert használja éppen a beltéri, a TV-n ugyanúgy látnunk kell a képet. Így tehát az is elmondható, hogy a markerrel jelölt helyen(spektrum csúcsa) a színsegédvivő található, ugyanúgy mint korábban, és erre is számítottunk.
Ezután a spektrumanalizátort a beltéri LOOP OUT kimenetére csatlakoztattuk, és megmértük ennek a spektrumát. A kapott eredmény és a mérési utasításnak megfelelő beállítások leolvashatóak az ábráról:
Ezt az ábrát a ONE nevű adón állva kaptuk, mely a 10743 MHz-en levő horizontális polarizációjú 51-es számú transzponder egyik csatornája (a képre ráközelítve a transzponder adatai és a csatornák adatai leolvashatóak):
Az LNB local oszcillátorainak működésének szabályozásáról szóló rész alapján tudjuk, hogy a 9750 MHz-es rezgést előállító oszcillátor van működésben. Tudjuk, hogy a kábelen a csatorna frekvencia és a működésben levő oszcillátor által előállított frekvencia különbsége kell, hogy megjelenjen. Ez alapján kiszámoltuk, hogy mivel 950 – 1100 MHz-z állítottunk be a spektrumanalizátoron, ezért a 10700 – 10850 MHz között sugárzó 5 db horizontális polarizációjú transzponderek jeleit látjuk az ábrán. (Szám szerint a 49-es, az 51-es, 53-as, 55-ös és 57-es transzponder.)
A képekre közelítve leolvashatjuk a transzponderek adatait, balról jobbra a következőket: pozíció, műhold, frekvencia(MHz), polarizáció, transzponder száma, műhold(újra), DVB szabvány (S/S2), moduláció, szimbólum sebesség, FEC(Forward Error Correction) arány, „műholdcsalád”, sávszélesség, NID, transzponder ID. Ha a keverést/kivonást elvégezzük, akkor arra számítunk, hogy megkapjuk mind az 5 energiamaximum közepét. A frekvenciákból kivonva a a local oszcillátor frekvenciáját, a következő értékeket kaptuk:
964.25 MHz
993.75 MHz (1-es marker, itt van a „One” csatorna is, 51-es TP)
1023.25 MHz (2-es marker, 53-as TP)
1052.75 MHz (0-s marker, 55-ös TP)
1082.75 MHz
Ha megnézzük a spektrumanalizátorral készített ábrát, ezek az értékek tényleg pontosan az energiamaximumok közepénél helyezkednek el, tehát a mérésünk helyes. Érdekesség még, ha jól megnézzük a spektrumanalizátorról lementett képet, hogy az utolsó energiamaximum után az energia szemmel láthatóan lentebb esik, mint mint akármelyik előzőnél. 1100 MHz-ig mértünk, vagyis 10850 TP frekvenciáig. A következő horizontális polarizációjú transzponder (59-es) frekvenciája 10861.75 MHz (koax kábel jelén az 1111 MHz-n lenne kiemelkedés közepe). A végén azért nem látunk mégse energia emelkedést, hanem helyette minden eddiginél alacsonyabb amplitúdót, mert az 59-es transzponderen nincsen folyamatos adás: lehetséges, hogy simán inaktív frekvencia, de az is lehetséges, hogy pl adatátvitelre használják, vagy csak időszakosan használják feed-ek továbbítására. Erről meg is bizonyosodtunk, tényleg nem találhatóak csatornák ezen a transzponderen:
