Управляемый коммутатор тв сигнала
Обновлено: 06.07.2024
При использовании телезрителями нескольких телевизионных антенн, принимающих сигналы с различных направлений на разных диапазонах и каналах, появляется задача их передачи без потерь к телевизору с наилучшим качеством. Как решить ее, и рассказывает автор публикуемой статьи.
Проблема высококачественного приема телевизионных программ всегда волновала телезрителей, и в настоящее время она не утратила своей актуальности, а приобрела новые аспекты. Так, в большинстве городов телевизионное вещание уже не ограничивается одним-двумя каналами. В связи с таким бурным ростом их числа возникают и некоторые новые особенности в применении антенн.
Так как каждый телевизионный канал работает в своей полосе, средние частоты которых могут значительно отличаться, то необходимо использовать несколько антенн на различные диапазоны. Часто телесигналы приходят с разных направлений, и не только в сельской местности, но и в городах. Во-первых, по причине того, что передатчики иногда расположены в разных частях города или в разных городах для сельской местности. Во-вторых, иной раз отраженный сигнал оказывается сильнее прямого (например, в случае, если на пути прямого сигнала находится большое препятствие). Наблюдаются и множественные переотражения сигнала. Следовательно, антенны требуется пространственно ориентировать в различных направлениях.
Кроме того, телевизионные сигналы телестанций могут иметь разную поляризацию. Следовательно, антенны нужно располагать в соответствующих плоскостях (горизонтальной или вертикальной). К тому же применяемые передатчики часто значительно различаются по мощности (в десятки раз) или бывают расположены на существенно разных расстояниях.
Указанные причины приводят к необходимости использования нескольких антенн, каждая из которых, в идеальном случае, настроена лишь на свой канал. В таких условиях комнатные антенны часто не обеспечивают приемлемое качество приема всех каналов, особенно у жителей нижних этажей многоэтажных домов при плотной городской застройке.
В свою очередь возникает задача доставки принятых антеннами сигналов к телевизору, что может быть решено несколькими способами.
Во-первых, прокладывают от каждой антенны свой кабель снижения и вручную коммутируют штекеры у гнезда телевизора. Такой вариант экономически существенно не выгоден (требуется много кабеля) и неудобен (частое переключение штекеров приводит, в конце концов, к выходу из строя гнезда).
Во-вторых, используют разделительные фильтры или сумматоры, работающие на один кабель снижения. Однако с ростом числа антенн эти устройства значительно усложняются. Кроме того, заметно растут потери полезного сигнала.
В-третьих, переключают кабели антенн дистанционно управляемыми устройствами, расположенными в непосредственной от них близости (на крыше), и подают сигнал по одному кабелю снижения. Такой способ может быть реализован несколькими путями. Один из них - использование электромеханических реле. Однако с ростом числа антенн растет и влияние емкости коммутирующих контактов. Кроме того, реле потребляют довольно большой ток. Другой путь - применение устройства электронной коммутации, которое лишено указанных недостатков.
Вариант относительно несложного коммутатора сигналов восьми телевизионных антенн, питаемого и дистанционно управляемого по одному кабелю снижения, был собран по принципиальной схеме, изображенной на рис. 1.
Основа устройства - микросхема К561ИЕ9 (DD1), представляющая собой счетчик с дешифратором на восемь выходов. При включении питания тумблером SA1 через него, кнопку SB1, дроссель L11, находящиеся около телевизоpa, кабель снижения, дроссель L10 и диод VD1 заряжается конденсатор С4, а напряжение питания поступает на микросхему. В первый момент напряжение питания проходит через конденсатор С2 на вход сброса R микросхемы DD1 и устанавливает счетчик в начальное (нулевое) состояние. При этом на его выходе 0 (вывод 2) появляется уровень 1, а на выходах 1 - 7 - уровень 0. Транзистор VT1 эмиттерного повторителя первой из восьми транзисторно-диодных ячеек будет открыт, а транзисторы VT2-VT8 других ячеек закрыты. К диоду VD3 оказывается приложенным открывающее напряжение, через него, дроссель L9 и резистор R11 течет ток. На диоды VD4 - VD10 поступает закрывающее напряжение.
В открытом состоянии диоды обладают малым сопротивлением, равным единицам ом, а в закрытом состоянии - большим сопротивлением и малой емкостью, не превышающей единиц пикофарад. В результате через конденсатор С5, открытый диод VD3, конденсаторы С14, С15 и кабель снижения высокочастотный сигнал с антенны WA1 приходит на вход телевизора. Конденсаторы С5, С14, С15 служат для развязки по постоянному току, а дроссели L1 - L11 - для развязки по высокочастотному сигналу.
При нажатии на кнопку SB1 напряжение питания на коммутатор и, следовательно, на коллекторы транзисторов VT1 - VT8 не поступает. При этом диод VD1 не позволяет разряжаться конденсатору С4 через кнопку, соединяющую цепь питания коммутатора с общим проводом. В таком состоянии ток разрядки конденсатора С4 определяется током потребления микросхемы и током через эмиттерный переход одного из транзисторов (в нашем случае VT1). На входе CN счетчика DD1 формируется фронт отрицательного импульса.
При отпускании кнопки SB1 напряжение питания вновь поступит на коммутатор и на входе CN счетчика возникнет спад отрицательного импульса, который вызывает изменение его состояния. Теперь на выходе 1 (вывод 1) будет уровень 1, а на выходах 0, 2 - 7 - уровень 0. К входу телевизора оказывается подключенной антенна WA2, а остальные антенны отключены. Конденсаторы С1, С13 устраняют влияние "дребезга" контактов кнопки SB1.
Следовательно, кратковременно нажимая на кнопку, можно дистанционно управлять подключением антенн по кольцу.
В случае, если требуется переключать не 8, а 10 антенн, применяют микросхему К561ИЕ8, увеличив соответственно число транзисторно-диодных ячеек. Если антенн меньше восьми, например, пять, выход микросхемы, номер которого соответствует числу антенн (в нашем примере пятый), подключают через узел, схема которого представлена на рис. 1 справа внизу, а ненужные транзисторно-диодные ячейки удаляют (с выходов 5 - 7). Тогда при появлении уровня 1 на выходе 5 обеспечивается установка счетчика в начальное (нулевое) состояние и будет подключена антенна WA1.
Устройство располагают в металлическом корпусе (автор использовал металлическую банку диаметром 70 и высотой 23 мм). Детали С5-С14, L1 - L10, VD3-VD10 монтируют навесным способом, остальные - на небольшой-печатной плате, рисунок которой из-за простоты не представлен. Желательно, чтобы выводы элементов, по которым проходит высокочастотный сигнал, были наименьшей длины.
В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КД-1 или КТ-1 (С5 - С12, С14, С15), К50-16 или импортный (С4) и К10-17 (С1 - C3, С13). Дроссели L1 - L11 - ДМ-0,1.
Диоды VD1, VD2 - КД521 с любым буквенным индексом или аналогичные, VD3 - VD10 - диоды с наименьшей емкостью перехода в закрытом состоянии, например, кроме указанного на схеме, КД420А, КД407А, КД409А, КД413А, КД514А или КА517А (обладающий в открытом состоянии сопротивлением 1. 2 Ом и имеющий в закрытом состоянии емкость в доли пикофарад). Транзисторы VT1 - VT8 - КТ315 с любым буквенным индексом. Указанные микросхемы можно заменить аналогичными из других серий, например, 564.
Если кабель снижения имеет большую длину и сигнал сильно затухает, в устройство добавляют общий для всех антенн широкополосный ВЧ усилитель промышленного изготовления или усилитель, собранный по одной из схем, описанной в журнале. Следует подобрать усилитель с напряжением питания, близким к номинальному для коммутатора (10 В ±10%), хотя для микросхем серии К561 допускается напряжение питания в пределах 3. 15 В. Место подключения усилителя в коммутаторе помечено крестом. Усилитель включают по схеме на рис. 2 в разрыв цепи.
Диод VD11 и конденсатор С16 необязательны, они применены для более щадящего режима работы усилителя при манипуляции кнопкой SB1. Кроме того, усилитель можно применить как для какой-нибудь одной антенны, так и для каждой антенны. Подключение показано на рис. 3.
Можно коммутировать и большее число антенн, увеличив соответственно число счетчиков, но устройство будет более сложным. Следует также иметь в виду, что с возрастанием их числа растет влияние суммарной емкости закрытых диодов.
Увеличение числа переключаемых антенн возможно также за счет использования разделительных фильтров и сумматоров, включаемых на входах коммутатора. Например, так можно подключить антенны диапазонов MB (WA1a) и ДМ В (WA1b) по схеме на рис. 4.
Кроме того, вместо сигналов телевизионных антенн на коммутатор можно подавать и сигналы кабельного телевидения или сигналы с антенн радиовещательных УКВ диапазонов.
Такую систему коммутации можно дополнить и светодиодным индикатором номера или названия включенной антенны. Его монтируют в непосредственной близости от кнопки управления. Работает он по тому же принципу, что и переключатель антенн. Принципиальная схема индикатора изображена на рис. 5. Он переключается синхронно с коммутатором.
При меньшем числе антенн (менее восьми) индикатор изменяют так же, как и коммутатор.
Мой друг очень любит старые приставки: Dendy, Sega, PS и т. д. Однако, когда приставок много, а телевизор один, встает проблема постоянных переключений. Поэтому на день рождения я решил сделать для него подарок своими руками.
Китай предлагает коммутаторы, схемотехнические решения часто используют дорогие или редкие в наших краях микросхемы ВЧ-коммутаторов. А я решил проявить оригинальность и смастерить коммутатор на электромагнитных реле. Плюсы реле очевидны: гальваническая развязка; как и минусы: потребляемый ток. Изначально я хотел сделать коммутацию с помощью реле, а управление на ТТЛ логике, но в наличии были только 12В реле. Мне было лень делать два питания, согласовывание, поэтому и саму логику включения входов я сделал тоже на реле. Таким образом, получился коммутатор, собранный полностью на реле, без микроконтроллеров и даже логических микросхем.
Схему набросал буквально за 20 минут в Proteus. Из схемы видно, что количество реле, а значит и входов можно увеличивать до нужного количества. Я решил остановиться на четырех. Одно работы требуется реле с двумя контактными группами. Оно будет полностью занято «логикой». Алгоритм прост: нажатием кнопки мы ключаем реле, которое дальше будет находиться в режиме самоудержания. То есть, начальный ток мы подаем кнопкой, а уже после включения, питание на обмотку реле подается через замкнувшийся контакт. Второй контакт размыкает общую цепь подачи напряжения на кнопки, тем самым предотвращая включения еще одного входа. Для того, чтобы реле успело включиться в режим самоудержания, в схеме присутствует накапливающая емкость, иначе реле начинает работать, как генератор. Значение емкости и сопротивление подбирается экспериментально, так, чтобы емкость была достаточно большой, чтобы реле гарантированно включалось. Однако, время саморазрядки конденсатора через резистор должно быть около 0.5с, чтобы при последующем нажатии на другие кнопки, включение не происходило. Для выбора другого входа нужно нажать кнопку «сброса» и выбрать соответствующий канал. Сброс реализован через нормально замкнутое реле, которое подает питание на всю схему. Нажимая на кнопку мы размываем питания и все реле находящиеся в самоудержании отключатся. Для коммутации N-линий подключаем нужное количество реле, питание которым подключается параллельно реле управления.
Схема сохранилась только в таком виде, за что приношу свои извинения.
Реле использовал китайские HUI-KE на 12 вольт, стандартную макетную плату, оргстекло. Монтаж проводил проводом для накрутки.
Спустя почти год :) я все же доделал коммутатор, и в ближайшее время подарю. Вот что получилось в итоге.
Переключение: 6 входов на 6 выходов Диапазон частот: 0-30 МГц Мощность: 2000 Ватт Встроенный грозоразрядник.
Антенный коммутатор MFJ-1701
Переключение: 1 вход на 6 выходов Диапазон частот: 0-30 МГц Мощность: 2000 Ватт
Антенный коммутатор MFJ-1702
Переключение: 1 вход на 2 выхода Диапазон частот: 0-600 МГц Мощность: 2000 Ватт
Антенный коммутатор MFJ-1702C
Переключение: 1 вход на 2 выхода Диапазон частот: 0-600 МГц Мощность: 2000 ВаттВстроенный грозоразрядник.
Антенный коммутатор MFJ-1703B
Переключение: 2 входа на 2 выхода Диапазон частот: 0-30 МГц Мощность: 300 Ватт
Антенный коммутатор MFJ-1704
Переключение: 1 вход на 4 выхода Диапазон частот: 0-500 МГц Мощность: 2500 Ватт Встроенный грозоразрядник.
Антенный коммутатор MFJ-1705
Коммутатор ВЧ обхода Диапазон частот: 0-30 МГц Мощность: 300 Ватт
Антенный коммутатор MFJ-1705H
Коммутатор ВЧ обхода Диапазон частот: 0-30 МГц Мощность: 1500 Ватт
Антенный переключатель – незаменимый помощник в том случае, если вы пользуетесь несколькими антеннами. Любой переключатель безопасен: как только отключается питание, все антенны заземляются. Это обеспечивает защиту от статических разрядов и грозы. То же самое происходит и когда используется только один вход: все остальные автоматически заземляются.
Коммутаторы сигналов – это универсальные устройства с универсальным применением. Они используются как в видео записывающих студиях, так и в мобильных телевизионных станциях.
Сфера применения коммутационного оборудования расширяется с каждым годом благодаря растущей универсальности самих устройств KVM. В текущей статье давайте рассмотрим одни из самых важных сфер применения и возможностей современных KVM устройств в мобильных телевизионных станциях и студиях записи аудио-видео.Системы коммутации для студий записи аудио-видео
Важную роль играет компактность устройств, позволяющих коммутировать сигналы интерфейсов компьютеров прямо на рабочее место сотрудника в студиях видеозаписи, они должны быть бесшумными и легкими в управлении. При использовании крупногабаритного, шумного и сильно греющегося оборудования возрастает стрессовый фон работы, а также возникает сильный раздражающий фактор для редакторов, дизайнеров и режиссеров монтажа, в чьей работе это может привести к сугубо негативным результатам.
Устройства коммутации KVM позволяют создать удаленные от компьютеров рабочие места пользователей, что позволяет одновременно решить 2 задачи: позволить безопасно и централизованно разместить дорогое IT оборудование в специальных серверных комнатах, а также установить рабочие места пользователей, удовлетворяющие всем требованиям эргономики и комфортности, увеличивая общую производительность труда.
Такой подход позволит увеличить срок службы компьютерного оборудования и серверов благодаря оптимизации установки и размещения их в специализированном помещении, обеспечивая высокий уровень удобства и безопасности доступа для IT специалистов. А пользователям достаются комфортные рабочие места, освобожденные от излишних устройств и раздражающих стрессовых факторов, полностью сохраняя при этом весь функционал рабочих мест. При этом каждый пользователь сможет работать как с одним выбранным компьютером, так и сразу с несколькими рабочими станциями посредством подключения к ним с помощью KVM удлинителя или матричного коммутатора. Что немаловажно, сразу несколько разных типов сигналов (RS-232, видео, USB) смогут быть переключены с помощью всего одной команды.
Переключение между каналами осуществляется как с помощью специальных настраиваемых для удобства клавиш на самой клавиатуре пользователя, так и с помощью миниатюрного пульта управления. Благодаря такому подходу, благодаря молниеносной работе системы, сотрудники не смогут почувствовать, что работают с компьютерами удаленно, т.к. каждый компьютер и все приложения, а так же периферийные устройства будут функционировать настолько быстро и надежно, как и при обычном размещении непосредственно на рабочем месте пользователя.Оборудование для коммутации сигналов в мобильных телевизионных станциях
Мобильные телевизионные станции оснащены самыми современными видео устройствами, которые позволяют проводить качественную и бесперебойную трансляцию видео высокого разрешения с мест событий в реальном времени. Из-за дефицита места внутри мобильной телестудии приходится максимально разумно использовать пространство с максимально возможную эффективность.
Как показывает практика, еще одного шанса заснять для репортажа важнейшие моменты не представляется, что заставляет сотрудников передвижных студий действовать максимально быстро и моментально подключиться к любому из установленных компьютеров и легко переключаться между ними.
Современные матричные коммутаторы сигналов оптимизируют работу съемочной группы, позволяя получить доступ одновременно к нескольким компьютерам, установленным в другой части фургона, иногда сразу с множества рабочих мест. Во многих аспектах работа мобильной телевизионной студии мало чем отличается от обычной. Благодаря инновационному подходу и современным технологиям коммутации появляется возможность выполнения широкого спектра задач, легко переключаясь сразу между множеством удаленных компьютеров через экранное меню или кнопочный пульт прямо с рабочих мест.
Читайте также: