191158. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kaszkádba kapcsolt kábelerősítők időben osztott szintszabályozására, különösen kábeles teveízió hálózatokhoz
1 191 158 2 A találmánynak az a lényege, hogy a referenciavivő egység (5) bemenetére olyan FSK modulátor (6) kimenete van kötve, amely FSK modulátor (6) bemenetére elmés adatszelektor (7) csatlakozik, míg a kaszkádba kapcsolt kábelerősítőkben (4,) olyan sorosan címezhető digitális vezérlésű szintszabályozó egység (13,) van, amely sorosan címezhető digitális vezérlésű szintszabályozó egység (13j) bemenetére a referenciavivőt kiválasztott áramkör (12;) kimenete van kötve és a sorosan címezhető digitális vezérlésű szintszabályozó egység (13;) kimenete a vezérelhető csillapító tagra (10;) csatlakozik. A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kaszkádba bekapcsolt kábelerősítők időben osztott soros szintszabályozására, különösen kábeles televízió hálózatokhoz, amely kapcsolási elrendezésben levő fejállomás egymással sorbakapcsolt, a kábelcsillapítások kiegyenlítésére alkalmas kábelerősítőkön és iránycsatolókon keresztül vevőoldali készülékekkel van egyirányú ill. kétirányú kábeles kapcsolatban, továbbá a fejállomásban a kábelcsillapítás kiegyenlítésére alkalmas legalább egy referenciavivő egység van és a kaszkádba kapcsolt kábelerősítőkben olyan referenciavivőt kiválasztó áramkör van. amely referenciavivőt kiválasztó áramkör közvetve ugyanabban a kábelerősítőben levő vezérelhető csillapító tagra csatlakozik, A kábeles televízió (CATV) rendszerekben régóta használnak olyan automatikus erősítés/meredekség szabályozású rendszereket, amelyek állandó szinten tartják a televízió és FM-rádiójeleket, ha azok bármilyen okból megváltoznak. Ezek az erősítők egy vagy két ú.n. pilotreferencia-vivő szintjét érzékelik, s az erősítő erősítését és meredekségét úgy állítják be, hogy mindenfajta változás kompenzálódjon. Sajnálatos módon azonban az ilyen típusú erősítőkből többet kaszkádba kapcsolva az átviteli lánc minőségi paraméterei leromlanak. Az átviteli jellemzők romlását egyértelműen a szintszabályozó hurkok rovására lehet írni. Ezek a hurkok az erősítésszabályozó áramkörre adott nagyfrekvenciás referenciavivő(k) elnyomásának biztosítása céljából aluláteresztő szűrőt tartalmaznak. Ez az aluláteresztő szűrő hozzájárul a domináns pólusok kialakulásához, jelentős mértékben befolyásolja a hurok frekvenciaátvitelét és meghatározza a szintszabályozó kör stabilitását. Szakmai körökben ismeretesek azok a problémák, amelyek nagyszámú pilotvezérelt erősítő kaszkádba kapcsolása esetén jelentkeznek. Ezek röviden: — bizonyos körülmények között fellépő tápfeszültség — vagy nagy frekvenciás szintugrások ú.n. tranziens akkumulációt hoznak létre; a tranziensek amplitúdója és lecsengési ideje olyan nagy lehet, hogy a nagyfrekvenciás áramkörök meghibásodását okozhatja; — a folyamatos szabályozások kaszkád-hatása kis, véletlenszerű szintváltozásokat generál, a képernyőn ez állandósuló képvillódzásként érzékelhető; — a tranziens akkumuláció hatása erősen csökkenthető, ha a szabályozó hurok időállandója kellően rövid, ekkor azonban transzfermoduláció lép fel a pilotjelszűrő véges szűrési jósága következtében. A kaszkádba kapcsolt erősítők jelszintugrásra adott kimeneti válaszának n számú erősítőre megoldott inverz Laplace-transzformáltját vizsgálva az alábbi gyakorlati tapasztalatokkal alátámasztott következtetésekre juthatunk: — az n-edik erősítő kimeneti jelszintjének kezdeti változási sebessége n-szer nagyobb mint az első erősítő kimeneti jelszintjének változási sebessége; — az n-edik erősítő kimeneti jelében túllövés és berezgés mutatkozik, noha az első erősítő kimeneti jelében nem volt semmiféle túllövés vagy berezgés; — a túllövés nagysága egyenesen arányos n-nel; — az az idő, amely az n-edik erősítő kimeneti jelszintjének a végleges érték felvételéhez (±2%-on belüli pontossággal) szükséges, közelítőleg állandó marad n-től függetlenül; — ha az egyes erősítők időállandóit egymástól eltérően választjuk meg, az eredmények 15%-on belül azonosak maradnak; — két pilotvívős szabályozásnál a túllövés és berezgés amplitúdója nagyobb lesz a két hurok közötti kölcsönhatás miatt. A kaszkádba kapcsolt erősítőkből felépített CATV-lánc stabilitása tehát csökken, ha a pilotvezérelt erősítők száma növekszik, a kis szintű instabilitások is egyre hangsúlyozottabbá válnak, végeredményben megváltozik a rendszer zaj- és torzítástűrése és így a képminőség leromlik, a megbízhatóság csökken. Jelenleg úgy kerülik meg a problémákat, hogy hosszú kaszkádláncokban csak minden harmadik vagy negyedik erősítő pilotvezérelt, a közbenső erősítők manuálisan beszabályozottak. A mai modern CATV-rendszereknél, ahol 54 csatorna átvitelével számolnak, már komoly probléma a manuálisan beszintezett erősítők szintváltozása, mivel a nagy csatornakapacitás kis átviteli jelszintekkel jár együtt, következésképpen a jel/zaj viszony, keresztmoduláció, másod- és harmadrendű üttetések zavaróhatása könnyen az előírt tűrésmező közelébe kerülhet. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy miután a kábeles TV hálózatokban a szintváltozások igen lassúak — néhány perctől néhány napig tarthatnak —, a kaszkádba kapcsolt szakaszerősítők szintszabályozó áramköreinél a soros kapcsolás következtében fellépő, a fokozatok számával lineárisan növekvő hiba úgy küszöbölhető ki, hogy a kaszkádba kapcsolt erősítők szintszabályozó áramköreit nem egyidőben, hanem időben megosztva, a sorrendiség figyelembevételével ciklikusan működtetjük. A találmánynak az a lényege, hogy a referenciavivő egység bemenetére olyan FSK modulátor kimenete van kötve, amely FSK modulátor bemenetére cím- és adat szelektor csatlakozik, míg a kaszkádba kapcsolt kábelerősítőkben olyan sorosan címezhető digitális vezérlésű szintszabályozó egység van, amely sorosan címezhető digitális vezérlésű szintszabályozó egység bemenetére a referenciavivőt kiválasztó áramkör kimenete van kötve és a sorosan címezhető digitális vezérlésű szintszabályozó egység kimenete a vezérelhető csillapító tagra csatlakozik. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük, az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbvázlatát szemlélteti, a 2. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés kábelhálózatban való alkalmazását mutatjuk be az egyirányú átviteli rendszer esetén. a 3. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés kétirányú átviteli rendszerben való alkalmazása látható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
