Сети кабельного телевидения для самых маленьких. Часть 6: Усилители RF-сигнала
В этой статье рассмотрим усилители высокочастотного радиосигнала кабельного телевидения на коаксиальной части магистрали.
В случае, если на доме (или даже в целом квартале) только один оптический приёмник и вся разводка до стояков выполнена коаксиальным кабелем, обязательно требуется усиление сигнала в их начале. В нашей сети применяются в основном устройства фирмы Teleste, поэтому рассказывать буду на их примере, но принципиально оборудование других производителей ничем не отличается и набор функционала для настройки обычно схож.
Минимальное количество настроек имеет модель CXE180M:
Как вы, вероятно, помните из предыдущих частей у сигнала есть два важных количественных параметра: это уровень и наклон. Именно их и могут помочь поправить настройки усилителя. Начнём по порядку: сразу после входного разъёма находится аттенюатор. Он позволяет уменьшить входной сигнал на величину до 31дБ (при переключении синего джампера в соответствии со схемой диапазон крутилки меняется с 0-15 на 16-31дБ). Это бывает необходимо в случае, если на усилитель приходит сигнал более 70 дБмкВ. Дело в том, что усилительный каскад обеспечивает подъём уровня сигнала на 40 дБ, а на выходе мы должны снять не более 110 дБмкВ (при более высоком уровне резко падает отношение сигнал/шум и эта цифра актуальна для всех широкополосных усилителей и приёмников с встроенным усилителем). Таким образом, если на вход усилителя попадает 80 дБмкВ, например, то на выходе он нам отдаст 120 дБмкВ шума и рассыпающейся цифры. Чтобы этого избежать нужно выставить входной аттенюатор в положение гашения 10дБ.
За аттенюатором мы видим эквалайзер. Он необходим для устранения обратного наклона, если он есть. Достигается это за счёт уменьшения уровня сигнала в зоне низких частот на величину до 20дБ. Стоит обратить внимание, что устранить обратный наклон, подняв уровень верхних частот мы не сможем, только задавить нижние.
Этих двух инструментов бывает достаточно для того, чтобы исправить незначительные отклонения сигнала от нормы. В случае, если это не так, то можно воспользоваться следующими:
Симулятор кабеля, выполненный в виде вставки, которую можно поставить горизонтально или вертикально, как понятно из названия, симулирует включение длинного участка кабеля, на котором должно произойти затухание преимущественно верхних частот диапазона. Это позволяет уменьшить при необходимости прямой наклон, задавив 8дБ в зоне высоких частот. Такое бывает полезно при установке усилителей каскадом на короткой дистанции, например.
После этих манипуляций сигнал проходит первую ступень усилительного каскада, после которой мы видим ещё одну вставку, которая позволяет дополнительно снизить коэффициент усиления. Следующий за ним джампер вновь поможет нам задавить низкие частоты для получения необходимого наклона. Эти две настройки по сути являются аналогом входных аттенюатора и эквалайзера, но работающих со второй ступенью каскада.
На выходе усилительного каскада мы видим тестовый отвод. Это стандартный резьбовой разъём, к которому можно подключить измерительный прибор или телеприёмник для контроля качества выходного сигнала. Не все приборы и практически ни какие телевизоры способны нормально переварить сигнал с уровнем в сто и более дБмкВ, поэтому тестовые отводы на любом оборудовании всегда делаются с затуханием в 20-30дБ от действительной величины на выходе. Это нужно всегда держать в голове, проводя измерения.
Перед выходом установлена ещё одна вставка. На фото усилителя видно, что изображённая на ней стрелка указывает только на правый вывод. И это значит, что в левом сигнала не будет. Такие вставки стоят в этих усилителях «из коробки», а внутри самой коробки в комплекте поставки лежит другая:
Она позволяет задействовать второй вывод, но неизбежно вносит затухание сигнала на величину 4дБ.
Усилитель модели CXE180RF на первый взгляд имеет вдвое больше настроек: 
На самом деле всё не так страшно: за исключением небольших отличий здесь всё то же самое, что и в рассмотренном выше.
Во-первых, на входе появился тестовый отвод. Он нужен для контроля сигнала без отключения кабеля от входа усилителя и, соответственно, без перерыва вещания.
Во-вторых, появившиеся диплексные фильтры, а так же аттенюатор и эквалайзер выхода необходимы для настройки каналов прохождения DOCSIS, поэтому в рамках этой статьи скажу лишь, что фильтры отрезают те частоты, которые указаны на них и это может стать проблемой, если в спектре сигнала на этих частотах вещаются ТВ каналы. К счастью, производитель выпускает их с разными значениями и заменить их при необходимости не составляет труда. 
Крутилки же (как и джампер, вносящий затухание в 10дБ) влияют исключительно на обратный канал и никак не способны изменить телевизионный сигнал.
А вот оставшиеся три джампера предлагают нам познакомиться с такой технологией, как удалённое питание.
При проектировании домов зачастую усилители размещаются в таких местах, где могут быть проблемы с подводом электричества от распределительных щитов. Кроме того, каждая пара «вилка-розетка», подразумевающая за собой ещё и автоматический выключатель (который может быть установлен в самом неожиданном месте), представляют собой потенциальную точку отказа. В связи с этим существует возможность питать оборудование прямо по коаксиальному кабелю. Причём, как видно из маркировки на накладке блока питания, это может быть как переменный, так и постоянный ток с весьма широким диапазоном напряжений. Так вот: эти три джампера и включают возможность протекания питающего тока на вход, а так же на каждый из двух выходов по отдельности, если нам нужно запитать следующий усилитель в каскаде. При включении стояка с абонентами напряжение на выход конечно же подавать нельзя!
Я уже упоминал в предыдущей части, что в такой системе используются специальные магистральные ответвители:
В них используются более крупные и надёжные элементы, а массивный корпус обеспечивает теплоотвод и защиту.
Источником питания в таком случае является блок с встроенным массивным трансформатором: 
Стоит сказать, что при кажущейся оптимальности схемы дистанционного питания, работающие таким образом усилители реже без последствий переживают аварии энергоснабжения на домах, а при их замене техперсоналу дополнительно приходится искать и отключать питание самого блока, чтобы не работать с кабелями под напряжением и, таким образом, на время замены одного усилителя без сигнала остаётся весь дом. По той же причине на таких усилителях необходим тестовый отвод на входе: иначе пришлось бы работать с кабелем под током.
Было бы интересно узнать от коллег насколько распространены системы с дистанционным питанием, напишите в комментариях, если используете, пожалуйста.
При необходимости подключить большое количество телевизоров внутри квартиры или офиса можно столкнуться с нехваткой уровня после цепочки делителей. В таком случае необходимо устанавливать усилитель на территории абонента, для чего используются небольшие устройства с минимальным количеством настроек и меньшим уровнем усиления.
Например, такой: 
Обзор усилителя ТВ-сигнала GAL AMP-101: всем советую
Содержание
Содержание
Преамбула
В одном из моногородов, в полутора часах лёта или семи часах езды на автомобиле от столицы субъекта федерции, существует проблема. Проблема выбора: 20 каналов мультиплекса DVB-T2 или 77 каналов местного кабельного телевидения. Больше = лучше. И совсем не важно, что из 77 каналов подвергаться смотрению будут исключительно 5-6 кнопок первого мультиплекса.
Но этот обзор связан не с количеством каналов, а с впривычкой и качеством входного ТВ сигнала. Вместо тысяч знаков лучше посмотреть на картинку:
1. Выбор
1.1 Постановка цели
Достичь цели хотелось решением одной задачи: поставить простую штуку, чтобы она «сделала всё красиво».
Что для этого нужно? Зайти в каталог DNS и отсортировать товар по лучшей оценке.
1.2 Выбор и покупка
С оценкой выше трёх звездочек в каталоге DNS были следующие усилители (в порядке убывания оценки):
Интересный, но легко объяснимый факт: оценка не не всегда связана с ценой.
Итак, отзывы прочитаны и выбор сделан. Нужно покупать GAL AMP-101.
И теперь в игру вступает другой фактор: наличие устройства в магазинах. Их не было, но сайт DNS предлагал сделать заказ без предоплаты и получить его через 2,5 дня. Ровно в эти сроки и уложились.
2. Распаковка и установка
Это был один из самых скучных анбоксингов и установок в моей жизни. В хорошем смысле.
2.1 Что в коробке
В простенькой картонной коробке мы видим инструкцию, сам усилитель, адаптер питания с сепаратором и три разъёма типа F.
Усилитель крупным планом:
В отзывах покупатели отмечали некоторую хлипкость устройства. Такого впечатления не возникло. По-видимому, производитель произвёл некоторую работу над ошибками.
А вот так выглядит сепаратор:
Фото с характеристиками из инструкции если вы понимате, что они означают.
2.2 Как это установить
Схема установки максимально проста:
Цепляем усилитель на кабель, пдключаем к сепаратору, втыкаем последний в телевизор, подаём питание.
Для этого нужно надкусить ТВ-кабель, надрезать и снять пару с концов сантиметров оболочки. Завернуть экран из фольги и проволоки, снять изоляцию с центрального проводника и установить коннекторы. Далее вкручиваемся в усилитель, устанавливаем на кабель ещё один коннектор, который подключаем к сепаратору.
В итоге получим вот такую систему:
Купили два усилителя и по одному установили на оба телевизора Samsung в доме: старенькую 43 дюймовую плазму и 32 дюймовый LED.
3. Результат
Рассмотрим работу усилителя в паре с Samsung LED ТВ. Купленном в DNS, разумеется.
Телевизор имеет встроенный DVB T2-тюнер, но см. преамбулу.
Далее на примере нескольких каналов рассмотрим особенности изменения картинки: лучше-хуже + фото.
3.1 Картинка стала лучше
Первый канал
К сигналу первого канала были следующие претензии: нечёткая, смазанная картинка; вертикальные помехи на картинке в виде полос; периодические звуковые помехи в виде шипения, хруста.
Из фото выше видно, что картинка стала более чёткой, исчезли помехи, звук стал чистым.
Рен-ТВ
Перед установкой усилителя сигнал Рен-ТВ страдал инверсией цвета и мелкой зернистостью:
Как видим, GAL AMP-101 сгладил оба недостатка.
3.2 Качество картинки не изменилось
К картинке не было никаких претензий. Как до, так и после, она не стала лучше или хуже. Хорошо это или плохо? Скорее реализация принципа primum non nocere. Не навреди.
3.3 Качество картинки ухудшилось
А хуже картинка не стала. Ни в одном из 77 случаев (каналов).
Вместо заключения
Картинка на обоих телевизорах стала не только чётче, но и чище. Исчезли звуковые помехи. Усилитель устанавливается быстро, просто, без специальных и редких инструментов. Хорошее решение для частного дома.
При этом стоимость GAL AMP-101 сопоставима с ценой килограмма мороженного.
Таким образом, искомая цель достигнута. Результат устраивает.
Домовой кабельный усилитель Seebest 8830H4
Усилители TV диапазона бытового применения делятся на два основных типа:
1. Антенный — устанавливается преимущественно рядом с антенной или на ней самой и служит в основном для согласования и компенсации потерь сигнала в кабеле снижения. Обычно антенного усилителя хватает для работы нескольких телевизоров при условии компактной кабельной разводки.
Некоторые особенности
— малый коэффициент шума
— небольшой коэффициент усиления (чтобы не перегружался по выходу)
— широкий диапазон рабочей температуры
— питание обычно подаётся инжектором по самому кабелю снижения вместе с сигналом.
2. Кабельный (линейный, домовой) — устанавливается обычно в разрыв кабеля домовой разводки и служит в основном для поднятия уровня сигнала и коррекции АЧХ (Амплитудно — Частотной Характеристики). Это необходимо при длинной домовой разводке и для эффективного деления сигнала. Мощного кабельного усилителя вполне достаточно для разводки целого подъезда многоэтажного дома.
Некоторые особенности:
— высокий регулируемый коэффициент усиления (20-35Дб)
— высокая выходная мощность и перегрузочная способность
— иногда наличие регулируемой коррекции наклона АЧХ
— иногда наличие индикации мощности выходного сигнала
— часто имеют встроенный сплиттер (делитель) на выходе
— сетевое питание
Многие по ошибке путают типы усилителей и хуже того неверно их выбирают. Да, в некоторых случаях кабельный усилитель может использоваться вместо антенного, как и антенный вместо кабельного, но такая замена не всегда успешна и оптимальна.
Важное замечание — любой усилитель необходимо устанавливать как можно ближе к источнику сигнала. Это позволяет уменьшить значение шума самого усилителя в принимаемом сигнале.
Самое правильное место установки кабельного усилителя — на вводе кабеля в квартиру (дом).
Далее, в зависимости от топологии кабельной разводки:
— тут-же сигнал делить сплиттером и отдельные кабели вести до каждого потребителя.
— вести единым кабелем, но около каждого потребителя ставить ответвитель сигнала.
— комбинировать метод деления и ответвления.
Раньше для подобных целей ставил усилители LOCUS LHA-120 (LHA-121) которые вполне нормально работают по сей день, но их почему-то перестали производить и продавать. Качественный усилитель найти не проблема (например Terra) но он значительно дороже. Пришлось подбирать аналог за разумные деньги.
Выбор пал на китайский домовой усилитель Seebest 8830H4.
Отзывы работы положительные, характеристики радуют, вид вполне приличный. Из визуально заметных минусов — чужеродная сетевая вилка и отсутствие индикатора выходной мощности. Вилку несложно поменять, а без индикации выходной мощности вполне можно обойтись.
860 MHz
Коэффициент шума ≤5 dB
Усиление сигнала 30±2 dB
Регулировка усиления 0
10 dB
Неравномерность АЧХ ±0.75 dB
Регулировка наклона АЧХ 3-18 dB
Максимальный уровень выходного сигнала 109 dBμV
Прибыла бандеролька через месяц после заказа.
В комплект положили 5 гаек для подключения кабелей к усилителю.
Реальная засада — гнёзда подключения. Стандартные кабельные гайки на них не накручиваются, а только наживляются 🙁 стандартные разъёмы дюймовые 3/8″ имеют шаг резьбы 0,7938мм и диаметр 9,525мм, а китайские разъёмы метрические M10x0,75 имеют диаметр 10мм и шаг резьбы 0,75мм. Т.е. теперь придётся скручивать установленные ранее гайки и менять их на комплектные. Не очень удобное решение…
Сетевая вилка к сожалению плохо совместима с нашими розетками — буду переделывать.
Согласно традициям, усилитель был разобран. 
Качество сборки усилителя тянет на твёрдую 4, а вот монтаж подкачал 🙁
Флюс не отмыт, пайка местами некачественная, есть «сопли» припоя.
Ламель гнезда не припаяна 
«Сопля» припоя на согласующем трансе 
Тут «соплю» убрал 
Лишний припой убрал, плату отмыл 
Сетевую вилку сразу-же поменял вместе с проводом, качество которого не внушало доверия.
Было: 
Стало: 
Осталось решить проблему с китайскими разъёмами.
Использовать комплектные гайки очень неудобно, переделывать подключение существующих кабелей — не вариант, т.к. в случае замены усилителя придётся всё опять переделывать. 
В итоге, было решено заменить сами разъёмы усилителя на стандартные F-BJ 
Усилитель снова был разобран, штатные разъёмы были аккуратно выпаяны 
Перепайка разъёмов оказалась не так проста, как рассчитывал.
Пришлось укорачивать плату на 2мм с каждой стороны, т.к. новые разъёмы оказались не такими плоскими — шестигранник мешал 
В готовом виде 
Теперь стандартные гайки нормально заворачиваются 
Реальная схема усилителя с режимами работы. 
Блок питания собран на базе обычного НЧ трансформатора, что несомненно порадовало — меньше внутренних помех и наводок, выше надёжность.
Источник питания оказался нестабилизированным — это конечно минус, но не шибко критичный.
Зато последний каскад собран по схеме двухтактного симметричного каскода, имеющего большую перегрузочную способность и малые чётные гармоники.
Усилитель собран на базе малошумящих биполярных СВЧ транзисторов 2SC3356 (или аналогах)
pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nec/2SC3356.pdf
Описание основных узлов:
BG1 — предварительный усилитель
Левый подстроечник — регулируемый аттенюатор
Правый подстроечник, L1, L2, T1 — регулятор наклона АЧХ (не работает)
T5 — симметрирующий трансформатор
BG2-BG5 — двухтактный симметричный каскод 🙂
T6 — симметрирующе-согласующий трансформатор
T2-T4 — сплиттер на 4 выхода
Все выходы по постоянке блокированы на корпус.
Потребляемая от сети мощность 2,4Вт PF=0,90
Нагрев корпуса незначителен.
Высокочастотной измерительной аппаратуры для тестирования в сожалению не имею, поэтому проверку производил при помощи широкополосного сканера на основе DAB FM DVB-T RTL2832U+R820T, дополнительно использовал аттенюаторы на 10дБ и 20дБ, нагрузки 75 Ом и переходники. 
Это конечно не измерительные приборы, но для приблизительной оценки и сравнения уровней сигнала на разных частотах вполне подходит.
Проверку проводил на основной видеочастоте, где вещается кадровая и строчная развёртки, т.к. сигнал не очень сильно прыгает в зависимости от изображения. 
На цифровых каналах проверка невозможна — спектр сигнала равномерно распределён по всему частотному каналу в виде шума 
Результаты проверки:
— Усиление действительно около 30дБ
— Аттенюатор работает вполне корректно во всём проверенном диапазоне частот, регулируя ослабление на 0-10дБ
— Регулировка наклона АЧХ нормально не работает, Китайцы тут явно просчитались. Вращение регулятора наклона АЧХ практически не работает по всему диапазону частот. Глядя на схему регулятора наклона видно, что в исходном виде он даже теоретически не может нормально работать. В дальнейшем буду пытаться его переделывать, сейчас сил нет — очень долго ковырял усилитель и писал обзор.
Выходной делитель на 4 тоже не идеален — развязка между выходами 1-2 и 3-4 слабая, есть взаимовлияние выходного сигнала при подключении нагрузок.
Более сложные измерения (коэффициент шума, коэффициент отражения, перегрузочную способность, коэффициент развязки между каналами) — не проводил ввиду отсутствия технической возможности.
После установки усилителя, аналоговые каналы показывают нормально без заметного шума. Цифровые каналы показывают как и раньше без проблем. Уровень сигнала на верху частотного диапазона остался завален, т.к. регулировка наклона АЧХ в усилителе не работает, но за счёт значительного общего увеличения уровня сигнала это не влияет на изображение
Вывод: Усилитель рабочий, но со множеством неприятных недостатков — рекомендовать его не могу, извините.
