Zavedení mČĜení parametrĤ digitálního televizního vysílání a anténních rozvodĤ signálĤ do výuky
! " # ! "! ! # $% & #' "$% ( # )*+, $() *
& ' "& - +, *
' . ěešený projekt si kladl za cíl vytvoĜit novou náplĖ cviþení a pĜednášek pro pĜedmČty „Základy sdČlovací techniky“ a „Radiotechnika“ z oblasti digitálního televizního vysílání, mČĜení jeho parametrĤ a mČĜení na anténních rozvodech. Inovace výuky má zejména umožnit studentĤm prakticky orientovaná laboratorní cviþení s reálnou mČĜící technikou za skuteþných pĜíjmových podmínek. Za tímto úþelem jsme chtČli vytvoĜit laboratorní rozvod se skuteþnČ pĜijímaným signálem DVB a vytvoĜit nová zadání úloh, které nebylo dosud možné realizovat.
' " & Po schválení financování grantu jsme provedli novou kontrolu potĜebnosti všech plánovaných pĜístrojĤ a doplĖkĤ, protože od podávání pĜihlášek ke schválení grantu uplynula dlouhá doba. Vzhledem k urychlenému pĜechodu od analogového k digitálnímu TV vysílání byl již v této dobČ poĜízen z jiných prostĜedkĤ plánovaný analyzátor TV vysílání a mČĜící software Promax. Proto bylo požádáno o pĜesun þástky na nákup softwaru pro tvorbu OFDM signálĤ a jejich import do generátoru. Žádost byla schválena. Pro podporu laboratorní výuky jsme zakoupili vČci potĜebné k realizování umČlého anténního rozvodu vþetnČ anténních zesilovacích stanic ALCAD a Triax pro systém DVB-T, set-top boxu potĜebného pro pĜipravovaná mČĜení, prvkĤ pro rozvod satelitní mezifrekvence a prvkĤ pro pĜíjem satelitního vysílání DVB-S,S2. Nákupy probíhaly v souladu s podanou grantovou pĜihláškou a se schválenými zmČnami. Z nakoupeného vybavení jsme postavili pracovištČ s umČlým laboratorním rozvodem signálu DVB-T s možností napojení na generátory pilotních kanálĤ i na skuteþnou anténní soustavu se zesilovaþi ALCAD a TRIAX. Pro mČĜení na DVB-S, S2 máme k dispozici kaskádní
rozvod satelitní mezifrekvence se zesilovaþem a maticovými multipĜepínaþi EMP Centauri. Do pĜípravy pracovištČ jsme aktivnČ zapojili dva studenty magisterského stupnČ, kteĜí poĜízené vybavení již bČhem Ĝešení projektu zaþali aktivnČ využívat. Pro pracovištČ jsou dále k dispozici šumové generátory pro umČlé zhoršení pĜíjmových podmínek. Pro vybudované pracovištČ jsme pĜipravili soubor nových mČĜících úloh s využitím zakoupeného vybavení. Do univerzitního þasopisu Stady jsme dali informaci o
veĜejné
prezentaci pracovištČ bČhem dnĤ otevĜených dveĜí FEL 16.1. a 17.1. 2009, s uvedením zdroje financování projektu. Ukázky bČhem dnĤ otevĜených dveĜí jsou koncipovány jako semináĜe pro veĜejnost a studenty ostatních fakult ZýU v Plzni, které jsme slíbili v grantové pĜihlášce. Od letního semestru akademického roku 2008/2009 bude pracovištČ zaĜazeno do pĜípravy studentĤ. Dále Ĝešení projektu projde 12.2. 2009 závČreþným oponentním Ĝízením.
/' 0- 12 BČhem Ĝešení projektu bylo požádáno o pĜesun finanþních prostĜedkĤ z dĤvodĤ uvedených v postupu Ĝešení (plánovaný pĜístroj byl zakoupen již pĜed zahájením Ĝešení grantu z jiných finanþních zdrojĤ). Text žádosti je pĜístupný pĜes elektronický systém ISAAR-F a rozhodnutí o schválení pĜikládáme v pĜíloze.
' ( & 4 5& 2- 5& - Z poskytnutých finanþních prostĜedkĤ bylo realizováno pracovištČ s následujícím vybavením:
•
Anténní zesilovací souprava ALCAD jako zástupce zesilovaþĤ pro velké rozvody DVB-T Ĝešené pomocí kanálových zesilovacích vložek.
•
Programovatelný zesilovaþ Triax jako zástupce zesilovaþĤ pro menší domovní rozvody DVB-T, kde jednotlivé kanály jsou programovatelné v centrální jednotce.
•
Zesilovaþ satelitní mezifrekvence EMP Centauri pro pĜíjem DVB-S, S2.
•
Kaskádové multipĜepínaþe Ĝízené DiSEqC povely pro distribuci rozvodu satelitní mezifrekvence.
•
UmČlý laboratorní rozvod 2 x 7 úþastnických zásuvek pro pozemní televizní vysílání s možností zmČny struktury a s možností výmČny propojovacího koaxiálního vedení a se dvČma satelitními zásuvkami se slouþeným pozemním vysíláním.
•
Software pro generování OFDM signálĤ pomocí generátoru AM300, SM300.
•
DVB-S, S2 set-top box
•
DVB-T set-top box.
•
Satelitní pĜijímací zaĜízení (multifocus parabolická anténa s konvertory, parabolická anténa s DiSEqC pozicionérem a konvertorem)
•
MČrná dipolová anténa pro pozemní vysílání
•
Propojovací a pĜizpĤsobovací redukce pro pĜipojení mČĜící techniky s 50ȍ impedancí.
•
Šumový generátor NG-281
•
Logaritmicko-periodické antény pro pĜíjem DVB-T
Již pĜed zahájením Ĝešení projektu byl z dĤvodu uvedených v kapitole o postupu Ĝešení zakoupen televizní analyzátor TV Explorer II+, generátor pilotních kmitoþtĤ RP-200 a byla inovována anténní soustava pro pĜíjem DVB-T. Toto již dĜíve zakoupené vybavení plnČ podporuje využitelnost výsledkĤ Ĝešeného grantu pĜi výuce. Jako další konkrétní výstupy v pĜílohách pĜikládáme fotodokumentaci pracovištČ, novČ vypracovaná zadání laboratorních úloh, které zaĜadíme od letního semestru 2008/2009 do výuky a þlánek v þasopise Stady s uvedením zdroje financování projektu. PĜi závČreþném oponentním Ĝízení rovnČž pĜedvedeme internetovou prezentaci pracovištČ. Pokud tedy shrneme výsledky projektu, z poskytnuté finanþní podpory jsme vybudovali umČlý laboratorní rozvod DVB-T, k nČmu dokoupili prvky pro pĜíjem a spoleþný rozvod první satelitní mezifrekvence DVB-S, S2. PracovištČ má dále k dispozici skuteþnou anténní soustavu umístČnou na stĜeše budovy a dvČ zesilovací stanice realizované odlišným zpĤsobem (s kanálovými zesilovacími vložkami, s širokopásmovým zesilovaþem), šumové generátory, analyzátor TV vysílání všech bČžných analogových i digitálních systémĤ, generátory pilotních kmitoþtĤ a pĜizpĤsobovací impedance pro mČĜení prvkĤ rozvodu na pĜístrojích s 50ȍ impedancí (umožníme tak souþinnost využití výsledkĤ s projektem FRVŠ A/1051/2008, kde byl zakoupen obvodový vektorový analyzátor ZVB8). V rámci výuky se studenti budou moci teoreticky i prakticky seznámit s návrhem terestriálních i satelitních anténních rozvodĤ DVB,
mČĜení jejich parametrĤ, dopadem nastavení rozvodĤ na schopnost správné þinnosti set-top boxĤ a s mČĜením vlastností set-top boxĤ. PĜipravená zadání laboratorních úloh pĜikládáme v pĜíloze.
6' +-4 7 #3 &28 Finanþní prostĜedky byly využívány dle pĤvodní pĜihlášky projektu s odĤvodnČním jednotlivých položek a v rámci zmČn schválených výborem FRVŠ. PĜíspČvek školy i FRVŠ na Ĝešení projektu byl þerpán v plné výši. Podrobný výpis hospodaĜení z úþetního systému Magion, vþetnČ všech faktur, bude pĜedložen pĜi závČreþném oponentním Ĝízení. Soupis poĜízeného vybavení: 1) Zesilovaþ satelitní mezifrekvence a kaskádové multipĜepínaþe EMP Centauri PĜíspČvek FRVŠ … 5787,00Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH … 5787,00Kþ 2) Programovatelný zesilovaþ Triax PĜíspČvek FRVŠ … 6000,00Kþ PĜíspČvek školy … 5000,00Kþ Celková cena s DPH … 11000,00Kþ 3) Zesilovací souprava ALCAD + prvky umČlého rozvodu (úþastnické zásuvky, rozboþovaþ, sluþovaþe) PĜíspČvek FRVŠ … 9253,00Kþ PĜíspČvek školy … 10000,00Kþ Celková cena s DPH … 19253,00Kþ 4) Redukce a adaptéry pro pĜipojení pĜístrojĤ s 50ȍ impedancí PĜíspČvek FRVŠ … 16 184,00Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH … 16 184,00Kþ 5) Šumový generátor NG-281 a mČrná dipolová anténa
PĜíspČvek FRVŠ … 21002,73Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH …21002,73Kþ 6) Software pro import vlastních prĤbČhĤ signálĤ do generátoru AM300 PĜíspČvek FRVŠ … 25806,34Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH …25806,34Kþ 7) Software pro tvorbu OFDM mČĜících signálĤ PĜíspČvek FRVŠ … 25806,34Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH …25806,34Kþ 8) Satelitní pĜijímací zaĜízení (paraboly, LNB, pozicionér) PĜíspČvek FRVŠ … 6258,32Kþ PĜíspČvek školy … 1471,68Kþ Celková cena s DPH …7730,00Kþ 9) Set-top box DVB-S, S2 PĜíspČvek FRVŠ … 7192,00Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH …7192,00Kþ 10) Set-top box DVB-T PĜíspČvek FRVŠ … 2790,00Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH …2790,00Kþ 11) Kanálové zesilovaþe ZG431, ZG611 pro mČĜení PĜíspČvek FRVŠ … 7921,00Kþ PĜíspČvek školy … 0,00Kþ Celková cena s DPH …7921,00Kþ 12) Konstrukþní materiál (koaxiální kabel, F-konektory a redukce) PĜíspČvek FRVŠ … 0,00Kþ
PĜíspČvek školy … 3536,00Kþ Celková cena s DPH …3536,00Kþ Celkový rozpoþet projektu je 154 008 Kþ (134000 Kþ dotace FRVŠ, 20008Kþ dotace školy).
Tab. 1 Rámcový rozpoþet projektu Náklady na Ĝešení
Dotace z FRVŠ
PĜíspČvek VŠ
(zaokrouhleno na celé tis. Kþ)
poskytnuto
použito
pĜislíbeno
skuteþnost
0
0
0
0
0 0 0 0 0 0 0 134 134 134
0 0 0 0 0 0 0 134 134 134
0 0 0 0 0 0 0 20 20 20
0 0 0 0 0 0 0 20 20 20
Kapitálové výdaje: Celkem BČžné náklady: OdmČny za Ĝešení projektu Stipendium MŠMT - Ĝešitel Stipendium MŠMT - spoluĜešitel Stipendia Ostatní osobní náklady Služby Cestovné zahraniþní Ostatní Celkem Celkem
P íloha 1:
Nová zadání laboratorních úloh ke grantu F1/1040/2008
KAE/+RAD
MČĜení kmitoþtových vlastností prvkĤ rozvodu STA
MČĜení kmitoþtových vlastností prvkĤ rozvodu STA Zadání úlohy: 1) ZmČĜte pomocí analyzátoru FSIQ7 spektrum šumového generátoru NG-281 v pásmu 47MHz – 862MHz. Použijte funkci prĤmČrování a stopu si uložte do pamČti pĜístroje. Signál šumového generátoru pĜivećte do vstupĤ mČĜených prvkĤ distribuce pozemního vysílání DVB-T, na výstup pĜipojte analyzátor FSIQ7 a do nové stopy ukládejte namČĜená prĤmČrovaná spektra. Pomocí matematických funkcí pĜístroje vypoþítejte amplitudovou frekvenþní charakteristiku prvkĤ rozvodu a exportujte z pĜístroje. MČĜení provádČjte pro koaxiální kabel, rozboþovaþ signálu, prĤchozí a odboþný smČr úþastnické zásuvky, kanálovou vložku zesilovaþe ALCAD a programovatelný kanálový filtr zesilovaþe TRIAX. 2) ZmČĜte pomocí analyzátoru FSIQ7 spektrum šumového generátoru NG-282 v pásmu 950MHz – 2150MHz. Použijte funkci prĤmČrování a stopu si uložte do pamČti pĜístroje. Signál šumového generátoru pĜivećte do vstupĤ mČĜených prvkĤ distribuce satelitní mezifrekvence DVB-S, na výstup pĜipojte analyzátor FSIQ7 a do nové stopy ukládejte namČĜená prĤmČrovaná spektra. Pomocí matematických funkcí pĜístroje vypoþítejte amplitudovou frekvenþní charakteristiku prvkĤ rozvodu a exportujte z pĜístroje. MČĜení provádČjte pro koaxiální kabel, sluþovaþ signálu s terestriálním vysíláním, prĤchozí a odboþný smČr úþastnické zásuvky a zesilovaþ satelitní mezifrekvence EMP MP-25. 3) MČĜení porovnejte s údaji poskytnutými výrobci prvkĤ a zhodnoĢte. Použité pĜístroje a pomĤcky (souþást pracovišĢ „pracovištČ mČĜení a analýzy parametrĤ vysokofrekvenþních rádiových systémĤ a jejich obvodĤ“ a „pracovištČ mČĜení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání“): Šumový generátor NG-281, NG-282 Analyzátor FSIQ7 Kanálová zesilovaþ ALCAD Zesilovaþ satelitní mezifrekvence EMP Centauri MP-25
KAE/+RAD Prvky umČlého rozvodu STA
MČĜení kmitoþtových vlastností prvkĤ rozvodu STA
KAE/+RAD
Nastavení STA pro pĜíjem DVB-T
Nastavení STA pro pĜíjem DVB-T Zadání úlohy: 1) Seznamte se s umČlým laboratorním rozvodem a jeho prvky. Z technické dokumentace výrobce prvkĤ rozvodu si opište hodnoty prĤchozích a odboþných útlumĤ pro VHF a UHF televizní pásmo, opište si útlum použitého koaxiálního kabelu. 2) Na umČlém laboratorním rozvodu sestavte dvČ vČtve po sedmi úþastnických zásuvkách s postupnČ klesajícím odboþným útlumem. 3) ZmČĜte úrovnČ jednotlivých pĜijímaných televizních kanálĤ na anténním svodu pĜed vstupem do zesilovací stanice pomocí analyzátoru TV Explorer II+. 4) Podle údajĤ zapsaných v bodČ 1 spoþítejte teoretický úrovĖový diagram rozvodu pro všechny pĜijímané kanály v UHF i VHF televizním pásmu. 5) Nastavte zesílení jednotlivých kanálových vložek zesilovaþe ALCAD tak, aby dle teoretického propoþtu byla minimální výstupní úroveĖ signálĤ ze všech úþastnických zásuvek 40dBuV. Stejným zpĤsobem nastavte programovatelný zesilovaþ TRIAX. 6) MČĜením ovČĜte nastavení STA pro oba zesilovaþe, v pĜípadČ potĜeby zmČĖte nastavení zesílení zesilovaþĤ a vypracujte technický report se zmČĜenými úrovnČmi, pomČrem C/N a chybovostí pĜijímaných kanálĤ na všech úþastnických zásuvkách. 7) ZhodnoĢte všechna provedená mČĜení. Použité pĜístroje a pomĤcky (souþást pracovištČ mČĜení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání): Analyzátor TV Explorer II+ Zesilovaþ ALCAD s kanálovými vložkami Programovatelný zesilovaþ TRIAX UmČlý rozvod STA
KAE/+RAD
Vliv C/N na chybovost pĜenosu v DVB-T, S, S2
Vliv C/N na chybovost pĜenosu v DVB-T, S, S2 Zadání úlohy: 1) Pomocí analyzátoru TV Explorer II+ vyhledejte v pĜijímaných multiplexech DVB-T ty, které používají modulaci QAM16, QAM64 a mají nejlepší pomČr C/N. V satelitním pĜijmu vyhledejte transpondér DVB-S s modulací QPSK a nejlepším pomČrem C/N. V satelitním pĜijmu vyhledejte transpondér DVB-S2 s modulací 8-PSK. 2) Pomocí šumových generátorĤ NG-281, NG-282 navázaných do umČlého anténního rozvodu a útlumových þlánkĤ (3dB, 6dB, 10dB, 20dB) postupnČ umČle zhoršujte odstup C/N na vyhledaných kanálech s modulacemi QAM16, QAM64, QPSK, 8-PSK alespoĖ v deseti krocích a do tabulky zapisujte typ modulace, parametry protichybového zabezpeþení, zmČĜené C/N, zmČĜenou chybovost BER a zmČĜené MER. 3) ZmČĜené parametry porovnejte s teoretickými údaji v [1]. 4) Jaký musí být C/N u jednotlivých modulací pro dosažení chybovosti menší než je hranice QEF (quasi error free)? Použité pĜístroje a pomĤcky (souþást pracovištČ mČĜení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání): Analyzátor TV Explorer II+ Zesilovaþ ALCAD s kanálovými vložkami Šumové generátory NG-281, NG-282 UmČlý rozvod STA Rozvod satelitní mezifrekvence
Literatura: [1] Palacký, Milan: Návrh mČĜícího pracovištČ DVB [diplomová práce] PlzeĖ : 2009.
KAE/ZST
MČĜení úrovĖových diagramĤ spoleþného anténního rozvodu DVB-T
MČĜení úrovĖových diagramĤ STA rozvodu DVB-T Zadání úlohy: 1) Seznamte se s umČlým laboratorním rozvodem a jeho prvky. Z technické dokumentace výrobce prvkĤ rozvodu si opište hodnoty prĤchozích a odboþných útlumĤ pro VHF a UHF televizní pásmo, opište si útlum použitého koaxiálního kabelu. 2) Na umČlém laboratorním rozvodu sestavte dvČ vČtve po sedmi úþastnických zásuvkách s postupnČ klesajícím odboþným útlumem. V první vČtvi použijte mezi zásuvkami 3.5metrové úseky reálného koaxiálního vedení. V druhé vČtvi použijte pouze krátké koaxiální propojky. 3) Podle údajĤ zapsaných v bodČ 1 spoþítejte teoretický úrovĖový diagram rozvodu pro obČ vČtve a zvolené kanály v UHF i VHF televizním pásmu. 4) Použijte generátor pilotních kmitoþtĤ RP-200, dle propoþtených hodnot v bodu 3 nastavte úrovnČ VHF i UHF kanálu na takovou hodnotu, aby každý úþastník mČl teoreticky na výstupu zásuvky úroveĖ alespoĖ 40dBuV. ZmČĜte pomocí analyzátoru TV Explorer II+ všechny úrovnČ a zapište do pĜipravené excelovské tabulky. Dle potĜeby upravte výstupní úroveĖ generátoru tak, aby byla splnČná minimální úroveĖ signálu na výstupu úþastnických zásuvek. 5) VyhodnoĢte reálné parametry použitých prvkĤ rozvodu ze zmČĜených hodnot a porovnejte je s údaji výrobce. Vypoþítejte maximální rozdíl úrovnČ signálu mezi jednotlivými úþastnickými zásuvkami. Zkuste teoreticky propoþítat maximální poþet úþastníkĤ v jedné vČtvi tak, aby minimální úroveĖ signálu úþastníka byla vČtší než 40dBuV a menší než 60dBuV. 6) ZhodnoĢte všechna provedená mČĜení. Použité pĜístroje a pomĤcky (souþást pracovištČ mČĜení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání): Analyzátor TV Explorer II+
KAE/ZST
MČĜení úrovĖových diagramĤ spoleþného anténního rozvodu DVB-T
Generátor pilotních kmitoþtĤ RP-200 UmČlý rozvod STA
KAE/+AVT
M !ení parametr" set-top boxu
M !ení parametr" set-top boxu Zadání úlohy: 1) Vyhledejte v dokumentaci p!edloženého p!ijíma#e signálu DVB-T (set-top boxu), v jakém dynamickém rozsahu se musí nacházet úrove$ p!ijímaného signálu. Dále sledujte minimální hodnotu C/N (pom r výkonu modulovaného signálu k šumu). 2) S využitím útlumových #lánk" snižujte úrove$ signálu z anténního rozvodu do okamžiku, kdy p!ipojený set-top box nebude schopen !ádné funkce. Snižte hodnotu útlumu na jeho nejvyšší možnou hodnotu tak, aby set-top box byl schopen zpracovávat signál, takže obraz i zvuk jsou (kvazi)bezchybn dekódovány. S využitím analyzátoru Explorer II+ ode#t te parametry signálu (úrove$, pom r C/N, MER). 3) Použijte generátory šumu NG-281, p!íp. NG-282 a slu#ovací #len pro zhoršení odstupu C/N digitálního televizního signálu z ú#astnické zásuvky. Zvyšujte zašum ní signálu, dokud je set-top box schopen !ádné funkce. Poznamenejte si hrani#ní hodnoty získané pomocí analyzátoru Explorer II+. 4) Srovnejte nam !ené hodnoty s údaji výrobce a posu%te, jestli je možné signál z ú#astnické zásuvky použít pro rigorózní m !ení vlastností p!ijíma#" signálu digitální televize. Použité p ístroje a pom!cky (sou"ást pracovišt# m# ení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání): Analyzátor TV Explorer II+ Útlumové #lánky Terox Slu#ovací #len Terox Šumové generátory NG-281, NG-282 Set-top box DVB-T s TV panelem
P íloha 2:
Nová dopl!ková zadání laboratorních úloh, vzniklá ve spolupráci s paraleln" ešeným grantem A/1051/2008
KAE/+RAD
MČĜení nelinearity zesilovaþe pro rozvod STA
MČĜení nelinearity zesilovaþe pro rozvod STA Zadání úlohy: 1) V programu WinIQSim si vygenerujte dvou tónový signál se vzdáleností kmitoþtových složek 11160Hz. Signál nahrajte do baseband generátoru AM300. 2) Pomocí vf generátoru SM300 konvertujte dvou tónový signál do kmitoþtového pásma mČĜené kanálové zesilovací vložky ALCAD. ZmČĜte úrovnČ základních i intermodulaþních produktĤ 3. Ĝádu vlastního generátoru pro výstupní úroveĖ generátoru -6dB pod plným rozsahem. MČĜení provećte pomocí analyzátoru FSIQ7. 3) ZmČĜte šumové pozadí kanálové zesilovací vložky. S využitím útlumových þlánkĤ mČĜte základní i intermodulaþní produkty 3. Ĝádu v nČkolika krocích až do pĜebuzení vstupu zesilovaþe. 4) Do grafu vyneste závislost výstupních úrovní na vstupní, zjistČte bod zahrazení IP3 a dynamický rozsah kanálové zesilovací vložky ALCAD. Použité pĜístroje a pomĤcky (souþást pracovištČ mČĜení a analýzy parametrĤ vysokofrekvenþních rádiových systémĤ a jejich obvodĤ): Analyzátor FSIQ7 Software WinIQSim Kanálová zesilovaþ ALCAD Generátor AM300 Generátor SM300
KAE/+RAD
MČĜení kritické spektrální masky DVB-T
MČĜení kritické spektrální masky DVB-T Zadání úlohy: 1) Prostudujte z doporuþení ETSI nebo dostupné literatury kritickou spektrální masku DVB-T. 2) Stanovte kritickou spektrální masku pro jeden z pĜijímaných multiplexĤ DVB-T a zmČĜte ji pĜed kanálovým zesilovaþem pomocí analyzátoru FSIQ. Pomocí analyzátoru TV Explorer si zaznamenejte úroveĖ signálu, MER a BER chybovost. 3) Stanovte kritickou spektrální masku pro stejný multiplex DVB-T a zmČĜte ji za kanálovým zesilovaþem pomocí analyzátoru FSIQ. Pomocí analyzátoru TV Explorer si zaznamenejte úroveĖ signálu, MER a BER chybovost. 4) PĜed kanálový zesilovaþ zaĜaćte pĜídavný zesilovaþ s takovým zesílením, aby došlo k pĜebuzení vstupu kanálového zesilovaþe. OpČt stanovte kritickou spektrální masku pro stejný multiplex DVB-T a zmČĜte ji za pĜebuzeným kanálovým zesilovaþem pomocí analyzátoru FSIQ. Pomocí analyzátoru TV Explorer si zaznamenejte úroveĖ signálu, MER a BER chybovost. 5) ZhodnoĢte výsledky mČĜení. Použité pĜístroje a pomĤcky (souþást pracovišĢ „pracovištČ mČĜení a analýzy parametrĤ vysokofrekvenþních rádiových systémĤ a jejich obvodĤ“ a „pracovištČ mČĜení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání“): Analyzátor TV Explorer II+ Analyzátor FSIQ7 Kanálová zesilovaþ ALCAD Širokopásmový pĜedzesilovaþ s regulací zisku
KAE/+RAD
S-parametry pasivních dvojbran
S-parametry pasivních dvojbran Zadání úlohy: 1) Seznamte se s reprezentací vlastností vícebran
pomocí S-parametr . Zd vodn!te,
pro" je tato reprezentace výhodn!jší pro vysokofrekven"ní aplikace oproti popisu pomocí Z-, Y- nebo H-parametr v oblasti nízkofrekven"ní techniky. 2) Použijte vektorový sí#ový analyzátor ZVB pro ur"ení S-parametr p$edloženého filtru používaného v rozvodech televizních signál . Pozorujte, k jakým ztrátám odrazem (reprezentovaným parametrem S11) dochází v propustném pásmu filtru v d sledku nedokonalého p$izp sobení jeho vstupní impedance k charakteristické impedanci vedení 75
.
3) Dále se zam!$te na kmito"tovou závislost p$enosu daného filtru (parametr S12). Je fáze p$enosu lineární a jaké to má d sledky pro p$enášený signál? 4) Ov!$te pomocí analyzátoru FSIQ7 rozdíl v konstela"ních diagramech signálu modulovaného digitální modulací QAM (pomocí SM300 a AM300) p$i p$enosu p$es filtr a bez n!j. 5) Zhodno#te výsledky m!$ení.
Použité p ístroje a pom!cky (sou"ást pracoviš# „pracovišt$ m$ ení a analýzy parametr! vysokofrekven"ních rádiových systém! a jejich obvod!“, „pracovišt$ m$ ení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání“, „pracovišt$ pro vektorová m$ ení anténních systém!, mikrovlnných obvod! a elektromagnetické kompatibility“):
Obvodový analyzátor ZVB8 Analyzátor FSIQ7 Generátor SM300 Generátor AM300 Kanálová zesilovací vložka ALCAD
KAE/+ZST
Vliv nelinearity zesilova e na p!íjem signálu DVB
Vliv nelinearity zesilova e na p!íjem signálu DVB Zadání úlohy: 1) Seznamte se s podobou spektra signálu digitální televize DVB-T. Diskutujte p!ednosti a nedostatky zvolené podoby signálu pro p!enos rádiovým kanálem. 2) Použijte širokopásmový zesilova
s nastavitelným ziskem pro stanovení vlivu
nelinearity jeho amplitudové charakteristiky na podobu spektra a p!íjem digitálního televizního signálu. 3) Signál digitální televize p!ive"te z ú astnické zásuvky na vstup zesilova e a nastavujte r#zné hodnoty zesílení. Pro každou zvolenou hodnotu pozorujte podobu spektra signálu pomocí signálového analyzátoru FSIQ a rovn$ž ode t$te parametry signálu odstup C/N, MER a BER s využitím p!ístroje Explorer II+. Pozorujte podobu konstela ního diagramu pro jednotlivé hodnoty zvoleného zesílení. 4) Výsledky m$!ení zhodno%te. Zabývejte se parametry zesilova e bod zahrazení IP3 a bod komprese zisku -1 dB.
Použité p ístroje a pom!cky (sou"ást pracoviš# „pracovišt$ m$ ení a analýzy parametr! vysokofrekven"ních rádiových systém! a jejich obvod!“ a „pracovišt$ m$ ení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání“): Analyzátor FSIQ7 Analyzátor TV Explorer II+ Širokopásmový zesilova
KAE/+ANT
Spoleþný pĜíjem DVB-S, S2
Spoleþný pĜíjem DVB-S, S2 Zadání úlohy: 1) Seznamte se s prvky pro spoleþný pĜíjem DVB-S, S2 (multifokusová parabolická anténa, Quattro konvertor) a pro spoleþný rozvod první satelitní mezifrekvence (kaskádový multipĜepínaþ, zesilovaþ). Jaká je funkce jednotlivých prvkĤ? 2) NavrhnČte spoleþný pĜíjem a rozvod DVB-S, S2 pro 8 uživatelĤ a dva Quattro konvertory na multifokusové parabolické anténČ. 3) Pomocí analyzátoru TV Explorer II+ zamČĜte parabolickou anténu, zmČĜte úrovnČ pĜijímaných signálĤ a navrhnČte úrovĖový diagram pro spoleþný rozvod. 4) Zapojte a nastavte prvky rozvodu (zesilovaþ, DiSEqC multipĜepínaþe), vyzkoušejte funkþnost DiSEqC multipĜepínaþĤ, pĜíjem ovČĜte na skuteþném satelitním set-top boxu. 5) Jaká jsou omezení spoleþného satelitního pĜíjmu oproti individuálnímu pĜíjmu? Jak lze Ĝešit individuální pĜíjem pro více transpondérĤ? Použité pĜístroje a pomĤcky (souþást pracovištČ mČĜení a analýzy digitálního televizního a rozhlasového vysílání): Analyzátor TV Explorer II+ Parabolický anténní set Zesilovaþ a multipĜepínaþe EMP DVB-S, S2 set-top box Monitor
P íloha 3:
Fotodokumentace pracovišt!
2) pracovištČ pro experimentální mČĜení a analýzu digitálního televizního a rozhlasového vysílání (vybudováno ještČ pĜed zahájením Ĝešení grantu A/1051/2008 – odĤvodnČno v závČreþné zprávČ a rozšíĜeno z grantu F1/1040/2008)
Anténní soustava pro pĜíjem digitálních multiplexĤ DVB-T a dvČ zesilovací stanice pro laboratorní STA.
UmČlý laboratorní rozvod STA s pĜipojeným generátorem pilotních kmitoþtĤ.
MČĜení anténního zesilovaþe ve stínČné bezodrazové komoĜe, využití analyzátoru TV Explorer II+ a v obslužné místnosti zapojeného obvodového analyzátoru ZVB8.
Analýza modulace QAM64 pĜi reálném pĜíjmu DVB-T vysílání s vlivem nastavení anténních zesilovaþĤ.
PĜíloha 4:
ýlánek pro univerzitní þasopis Study s pozvánkou na veĜejnou prezentaci výsledkĤ grantových projektĤ bČhem dne otevĜených dveĜí
Novinky na oddČlení telekomunikaþní a multimediální techniky KAE ke dni otevĜených dveĜí FEL StejnČ jako v minulém roce naše oddČlení pĜipravilo pro širokou veĜejnost zajímavé ukázky z oblasti radiotechniky, televizní techniky a zvukové techniky. A protože s potenciálními budoucími studenty pĜicházejí þasto i jejich rodiþe nebo uþitelé stĜedních škol, máme pĜipravena témata, která jistČ zaujmou i je. Do programu dne otevĜených dveĜí letos zaĜazujeme tĜi nová pracovištČ spoleþnČ s oddČlením mČĜící techniky KET, na která se nám podaĜilo získat finanþní prostĜedky z Fondu rozvoje vysokých škol (grantové projekty FRVŠ A1051/2008, F1/1040/2008, F1/1351/2008, A/1265/2008) a z finanþních prostĜedkĤ fakulty. První pracovištČ zamČĜené na mČĜení a analýzu mikrovlnných a radiokomunikaþních systémĤ je vybaveno obvodovým vektorovým analyzátorem, signálovým analyzátorem a vektorovým generátorem, které umožĖují provádČt jak základní mČĜení, tak i složité analýzy ve speciálních prostorách stínČné bezodrazové komory. Jako doplnČní ukázky tohoto pracovištČ bude možné se seznámit s technologií softwarovČ definovaných radiopĜijímaþĤ, které postupnČ nahrazují klasickou technologii rádiových pĜijímaþĤ a pomocí kterých mĤžeme na FakultČ elektrotechnické si Vás nechat poslechnout napĜ. komunikaci mezi ěízením letového provozu v Praze Jenþi a piloty letadel nebo pĜijímat radioamatérskou datovou komunikaci v pásmu 14MHz, která by se dala mladým lidem pĜiblížit jako bezdrátový chat. Na druhém pracovišti bude k vidČní technika pro mČĜení na anténních rozvodech digitální televize DVB-T, moderní kanálové zesilovací vložky, programovatelné zesilovaþe pro STA a pro výuku realizovaný model rozvodu v panelovém domČ. Jako doplnČní této ukázky rovnČž pĜedvedeme monitorovací stanici navigaþního systému GPS s rozborem chyby v urþení polohy, která vás již pak v automobilu nezaskoþí. Tato stanice byla postupnČ realizována s pĜispČním Fondu rozvoje vysokých škol v minulých letech a z grantu GPU Panasonic. Poslední pracovištČ bude zamČĜeno na oblast zvukové techniky. Zájemci zde uvidí ukázky profesionálního mČĜícího a diagnostického systému, který je urþen pro testování, vývoj a mČĜení analogových a digitálních zvukových technologií. Budou pĜipraveny experimenty umožĖující provádČt mČĜení technických parametrĤ napĜ. CD, DVD audio pĜehrávaþĤ a digitálních záznamových systémĤ využívajících techniku perceptuálního ztrátového kódování zvuku (SONY Atrac, MPEG audio). Dále bude možné zájemce seznámit a pĜedvést praktické ukázky multikanálové reprodukce zvuku. NávštČvníci budou také seznámeni s televizní technikou, moderními plochými LCD a plazmovými panely, vysíláním s vysokým rozlišením HDTV. VČĜíme, že nejen budoucí studenti univerzity se pĜijdou k nám podívat, ale zájem jako tradiþnČ bude i ze strany našich bývalých absolventĤ, kteĜí rádi pĜijdou zavzpomínat na svá univerzitní léta. Na závČr pĜipomínáme, že den otevĜených dveĜí FEL se koná v pátek 16.1. a v sobotu 17.1. 2009. Ivo VeĜtát, JiĜí Stifter, Richard Linhart, Michal Pokorný, JiĜí Masopust, OldĜich Tureþek, Martin Sýkora, Jan Mráz Katedra aplikované elektroniky a telekomunikací – oddČlení telekomunikaþní a multimedální techniky FEL ZýU v Plzni
PracovištČ pro oblast zvukové techniky.
