Приведены результаты исследования и практической реализации применения фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ) класса “low-loss” в системах эфирного коллективного телевизионного приема в условиях городской застройки. Проанализировано использование схемы канальных усилителей, в которых частотная избирательность осуществляется высокочастотными ПАВ-фильтрами, включенными на входе и выходе усилителя.
I. Введение
В настоящее время в России наблюдается бурный рост информационных технологий. Важное место в этом процессе занимает решение задачи многоканального телевизионного приема в городах, поселках и частных строениях (коттеджах, коттеджных и дачных посёлках). Вне больших городов телевизионный прием зачастую производится с разных направлений от источников сигнала, мощность поля от которых в точке приёма может различаться в сотни раз. В больших городах ситуацию осложняет переотражение от элементов разноэтажной застройки и индустриальные радиопомехи. Обеспечить в такой ситуации качественный прием и распределение в коллективной сети десяти – пятнадцати телевизионных программ возможно при выполнении следующих условий:
- Выделение спектра сигнала каждого принимаемого телевизионного канала;
- Выравнивание уровня отфильтрованных таким образом сигналов перед суммированием и подачей в распределительную сеть.
Данная работа посвящена решению задачи фильтрации и выравнивания телевизионных каналов (ТВК) при помощи высокочастотных канальных ПАВ-фильтров, являющихся основной частью канальных усилителей (КУ), работающих в составе систем коллективного телевизионного приема (СКТП).
II. Основная часть
Инновационный аспект работы состоит в том, что избирательность КУ достигается высокочастотными фильтрами на ПАВ с малыми потерями (фильтры класса “low-loss”), которые устанавливаются на входе и выходе каждого усилителя. На рис.1 показана структурная схема построения канального усилителя с применением высокочастотных ПАВ-фильтров. Требования к электрическим характеристикам ПАВ-фильтров, необходимых для таких КУ, следующие [1]:
- Вносимое затухание – не более 1…6 дБ;
- Номинальные частоты (fном)– от 48 МГц (1-й ТВК) до 860 МГц (69-й ТВК);
- Ширина полос пропускания (Df) – 8 МГц по уровню –3 дБ (относительная ширина полос пропускания – от 1% до 15% для различных ТВК);
- Избирательность по ближайшему несмежному каналу – не менее 40 дБ;
- Входное и выходное сопротивление – 75 Ом;
- Неравномерность АЧХ в полосе пропускания – не более 1,5 дБ.
Важнейшей задачей при разработке данных фильтров являлось нахождение компромисса [2] между такими параметрами назначения фильтра, как вносимое затухание, избирательность, ширина полосы пропускания. Относительная ширина полосы пропускания (Df/fном) должна варьироваться в широких пределах для различных ТВ-каналов, при этом избирательность по соседним ТВК желательно иметь максимальной. Для реализации требуемых параметров исследованы три типа конструкций: резонаторные структуры продольно-связанного типа, двухканальные структуры на основе U-образного МПО, двухканальные резонаторные структуры на основе реверсивного многополоскового ответвителя. Выбор сделан в пользу структуры первого типа. Конструкция ПАВ-фильтра данного типа показана на рис.2, а экспериментальные АЧХ фильтров 8-го и 29-го ТВК – на рис. 3 и 4 соответственно.
Испытания канальных усилителей на реальных объектах Москвы и Подмосковья показали перспективность данного решения. Дополнительным его преимуществом является высокая частотная избирательность при относительно низкой стоимости КУ. Кроме того, данное схемотехническое решение позволяет отказаться от двойного преобразования частоты и использовать схему прямого усиления, а также практически полностью исключить взаимные влияния соседних КУ, что уменьшает стоимость и повышает надежность головной станции в целом.
III. Заключение
В работе исследован способ фильтрации и выравнивания сигналов телевизионных вещательных каналов при помощи высокочастотных канальных фильтров на ПАВ, являющихся основной частью канальных усилителей в составе систем коллективного телевизионного приема.