Amplificatoare UIF canalele 21 - 60 pentru recepția digitală terestră

Întrucât ne apropiem de lansarea televiziunii terestre digitale in Romania, ce va utiliza banda UIF ( cunoscuta si ca UHF ), am deschis acest subiect de discutii pe tema amplificatoarelor UIF ( in general pentru canalele 21 - 60 ), cu o descriere mai largă, dar explicată in termeni in general pe intelesul incepatorilor receptiei televiziunii terestre. Au fost folosite si materiale teoretice din diverse surse internationale, in special traduse si coroborate din diverse articole din Wikipedia in limba engleză.



Ce inseamnă UIF  ?

Ultra Înalta Frecvență ( UIF ), avand prescurtarea in engleza UHF ( Ultra High Frequency ) este denumirea pe care ITU a alocat-o pentru frecvențele radio din intervalul dintre 300 MHz și 3 GHz. Undele radio cu frecvența mai mare decat cele din banda UIF se încadrează în SHF (frecvență foarte înaltă) sau domeniul de frecvențe de microunde. Semnalele de frecvențe mai mici decat cele din banda UIF se încadrează în VHF /  FIF (foarte înaltă frecvență) sau benzile inferioare.

Undele radio UIF se propaga în principal prin vizibilitate directă. Acestea sunt blocate de dealuri și clădiri mari, deși transmiterea prin pereții constructiilor rămâne suficient de mare pentru a asigura deseori recepția în interior. Aceste unde radio sunt utilizate pentru difuzarea programelor de televiziune ( interval diferit de la o tara la alta, de exemplu intervalul 470–862 MHz; uneori cu canale in interval, utilizate pentru diverse aplicatii publice sau private si deci nedestinate televiziunii ), pentru walkie-talkie, telefoane mobile și numeroase alte aplicații.

Calitatea si nivelul semnalului intre punctul de la transmisie și punctul de recepție sunt diferite, semnalele de televiziune și radio fiind afectate de multe variabile. Umiditatea atmosferică, vântul solar, obstacole fizice (cum ar fi munții și clădirile), toate afecteaza transmisia semnalului, degrandând si diminuand nivelul si calitatea acestuia la receptie.

Toate undele radio sunt parțial absorbite de umiditatea atmosferică. Absorbția atmosferică reduce sau atenuează puterea semnalului pe distanțe lungi. Efectul de degradare a semnalului crește simultan cu cresterea frecvenței acestuia. Semnalele de televiziune in UIF sunt mai degradate de umiditate decât benzile inferioare, cum ar fi semnalele FIF.

Ionosfera, un strat din atmosfera Pământului, este plin cu particule încărcate, care pot reflecta unele unde radio. Entuziaștii de radioamatorism folosesc în primul rând această calitate a ionosferei pentru care ajută la propagarea semnalelor de frecvență mică din intreaga lume: "valurile" de semnal sunt prinse în straturile superioare ale ionosferei, apoi sunt sunt refractate în jos, la un alt punct de pe Pământ. Aceasta se numește transmitere skywave.

Semnalele de televiziune UIF nu sunt transmise de-a lungul ionosferei, dar pot fi reflectate in jos de particule încărcate, într-un alt punct de pe Pământ, pentru a ajunge mai departe decât distanțele de transport tipice liniei directe de vizibilitate. Aceasta se numeste distanța skip. Transmisia și recepția UIF este îmbunătățită sau degradată prin fenomenul denumit "troposferic ducting", atunci cand atmosfera se incalzeste si se raceste pe tot parcursul zilei. Deoarece lungimile de undă ale semnalelor UIF sunt comparabile cu dimensiunea elementelor unor clădiri, copaci, vehicule și alte obiecte comune, reflecția și de difracția afectează propagarea semnalelor UIF, în special în zonele urbane cu multe constructii.

Principalul avantaj al transmisiei UIF este lungimea de undă scurtă, care este specifică inaltei frecvente. Dimensiunea antenei de transmisie și recepție este legată de mărimea undelor radio, astfel incat antena UIF are elementi scurti, mult mai mici in dimensiuni decat cei pentru antene FIF. Antene chiar mai mici și mai puțin evidente pot fi utilizate cu benzile de frecvență si mai mari.

Spre deosebire de gama de transmisii FIF, dezavantajul major al benzii UIF este aria de difuzare limitată, adesea determinata de linia de vizibilitate între antena de transmisie a postului de televiziune și antena de recepție a clientului.

UIF este utilizat pe scară largă în sistemele de radio bidirecționale și la telefoanele fără fir, ale căror antene de emisie si receptie nu sunt foarte indepartate. Transmisiile radio bidirecționale și cele ale telefoanelor fără fir nu călătoresc destul de departe pentru a interfera cu transmisiile locale. Serviciile de siguranță publică, de comunicații radio ale unor firme sau chiar cele personale, inclusiv rețelele wireless LAN ("WiFi") IEEE 802.11 sunt adesea găsite pe frecvențele UIF. Rețelele celulare GSM și UMTS utilizeaza frecvențele UIF dedicate telefoniei mobile. Un repetor poate propaga semnalele UIF atunci când este necesară o distanță mai mare decât linia de vizibilitate directă.

Antenele UIF

Receptia semnalelor UIF se realizează cu ajutorul unei antene sau sistem de antene paralele, care poate / pot sa fie multicanal ( dar cu eficiență mai scazută ) sau dedicate pentru un canal sau pentru un grup restrâns de canale ( cu câștig mult mai bun al semnalului pentru grupa de canale pentru care a fost construită ).

In primul rand trebuie sa știți că antenele pentru receptia digitală terestră nu sunt cu nimic mai speciale decat antenele UIF care se construiau inainte de Revolutia din 1989. Nu sunt antene speciale digitale, ci de exemplu antene Yagi care au aceleasi caracteristici ca o antena pentru receptia analogică in banda de televiziune UIF. Semnalul receptionat este transmis apoi prin cablu la receptorul digital terestru ( de exemplu receiver digital terestru sau televizor cu tuner DVB-T2 ).

In al doilea rand, trebuie sa stiti ca o antena digitala terestra construita acasa poate sa fie deseori, daca sunt respectate schemele de constructie, mult mai performanta decat una din comerț. Cu putina rabdare si cateva ore de timp liber, dar si cu cateva unelte simple si materialele necesare ( preferabil metale cât mai usoare ), poti obtine o antena direcțională "acordată pe canal sau grup de canale" ( cu câștig maxim pe frecventa pe care doriti sa o receptionati ). Asadar, o antena performanta se realizeaza in functie de frecventa care se doreste a fi receptionată si nu se recomanda o antena "universală" decat in zonele cu semnal bun.

Nu vom extinde acest paragraf, intrucat pe HD Satelit a fost dezbatuta deja tema constuctiei si a schemelor cu dimensiunile acestor antene Yagi, in articolul "Schemă antenă digitală terestră - Download calculator"


Amplificatoare UIF canalele 21 - 60

Dupa aceasta lunga introducere, dar care era necesara pentru intelegerea ( de catre cei care nu au mai avut tangență cu receptia terestră ) a propagarii si degradarii semnalelor de televiziune in UIF, am ajuns si la subiectul care ne interesează: amplificatoarele UIF.

Cum am explicat anterior, semnalele transmise terestru in UIF pot să fie degradate din diverse cauze. Uneori aceste cauze pot sa fie indepartate partial, iar semnalul sa fie adus la un nivel util, de exemplu prin realizarea unei antene acordate pe canalul ce se doreste a fi receptionat. Alteori, din cauza lipsei vizibilitatii directe, semnalele nu pot fi receptionate la un nivel suficient. De asemenea, mai exista diverse atenuari care sunt induse de exemplu de cablul dintre antena si receptor, care pot fi eliminate in mare parte prin utilizarea unui amplificator.

In receptia digitala exista diverse opinii, unele dintre acestea atentionând că este preferabil sa nu fie utilizat un amplificator, in situatia in care semnalul este suficient, iar cablul de la antena nu este lung ( de exemplu peste 10 metri ), pentru a nu induce si mai mult zgomot in semnal, prin amplificarea acestuia in acelasi timp cu semnalul util.

Va imaginati ca la ora scrierii articolului, neexistand inca transmisii DVB-T2 in Romania si din pacate nici DVB-T in zona in care locuiesc si nefiind de meserie electronist, nu pot emite opinii avizate din practica receptiei digitale terestre, ci ma voi limita la teoriile pasionatilor, la experienta pe care o am in receptia analogica terestra si bineinteles, cel mai important, la experienta dvs., a celor care ati avut bucuria receptiei digitale terestre, pe care am fi indatorati daca ati destăinui-o prin comentarii si celorlati pasioanti, acesta fiind de fapt rolul acestui articol, al carui continut este doar o introducere generală.

Preamplificatoarele ( fiindca astfel sunt denumite deseori amplicatoarele de antene UIF ) au un castig diferentiat in functie de canalul receptionat ( de exemplu, intre 18-30 dB sau chiar 40 db ). Specificatiile amplificarii sunt in general precizate in prospectul produsului. Amplificatorele sunt dotate cu cel putin o conectivitate de tip F pentru iesire, dar si conectivitate ( inclusiv chiar F ) pentru conexiunile de la antenă.

Trebuie precizat ca un amplificator nu face minuni fara o antena bine realizata, acesta avand de obicei mai mult rolul ( dar fara a se limita la acesta ) de a atenua pierderea pe cablul ce coboara de la antenă.

Amplificatoarele nu sunt pasive, ele avand o multime de componente electronice, fiind construite dupa scheme mai mult sau mai putin complicate. Asadar, necesita o alimentare cu energie electrică.

Alimentatorul este de obicei separat, se monteaza in apropiere de receptor, iar preamplificatorul se monteaza in apropiere de antena, dar nu foarte aproape, pentru ca pot aparea interferențe. Unii pasionati recomanda macar 1 metru distanta. De asemenea, evitati excesul de cablu neutilizat. Cu toate acestea, chiar si o antenă de interior poate include un circuit amplificator pentru recepția alimentat semnalului de radio sau de televiziune.

Unele amplificatoare au asa numite "reglaje manuale ale amplificarii", care se afla deseori montate pe alimentator, pentru a seta amplificarea optima,  ce nu cauzeaza "distorsiuni" sau mai exact o amplificare prea puternica a zgomotului, deteriorand semnificativ calitatea semnalului.

În electronică, un amplificator de antenă, denumit de asemenea preamplificator antenă, este asadar un dispozitiv care amplifica un semnal de antenă, de obicei avand la ieșire aceeași impedanță ca impedanța de intrare. De obicei aceasta este de 75 Ohm pentru cablu coaxial și 300 Ohm pentru cablu dublu.

Un amplificator de antenă stimuleaza un semnal radio pentru dispozitivele care primesc undele radio. Multe dispozitive au un etaj cu amplificator RF în circuitele lor, care amplifică semnalul antenei. Acestea pot fi de exemplu aparate radio, televizoare, telefoane mobile și dispozitive Wi-Fi ori Bluetooth.

Amplificatorul amplifica totul, atât semnalul util oferit de antena, cat si zgomotul. Zgomotele tipice ale semnalului includ si zgomotul de fond ambiental (de exemplu zgomotul produs de motoare electrice, surse de înaltă tensiune, de la un motor cu aprindere prin benzina etc). Trebuie de asemenea luat in considerare si zgomotul generat de amplificator în sine și toate celelalte zgomote electrice care pot fi generate chiar de catre dispozitivul care receptioneaza semnalul. O atentie deosebita in realizarea unui amplificator trebuie asadar acordata proiectarii de circuite care elimina cat mai mult zgomot propriu, pentru a nu perturba si mai mult semnalul util.

Solutia pentru un nivel de semnal util de intrare la receptor, cu zgomot minim, include multe considerente de design într-o amplificator. În teorie ar fi cel mai eficient dacă s-ar amplifica mai mult semnalul "curat", la un nivel mai mare decât este amplificat semnalul "zgomotos", utilizand inclusiv circuite electronice ce includ filtre. Unele considerații trebuie să fie luate si pentru pierderea pe cablu, dar si privind frecvențele receptionate. Cu cat frecventa este mai mare, cu atat pierderea este mai mare pe cablu.

La un semnal care coboară de la antena, apoi este apoi direcționat printr-un cablu coaxial, valoarea pierderii depinde deci de o serie de factori, printre care tipul de cablu și lungimea cablului sunt două dintre cei mai importanți.

Cablurile sunt evaluate cu pierdere de db pe lungime, la o frecvență specificată. De exemplu RG-6, care este cablul cel mai utilizat pentru recepția de televiziune, are o pierdere de 4dB la fiecare 38,5 metri, la frecventa 500 MHz ( acestea sunt valori exemplificative, care pot varia de la producator la altul).

Teoretic si recomandabil ar fi bine ca emisiile digitale de televiziune terestra sa fie suficiente pentru a nu fi necesara utilizarea unui amplificator. De asemenea, trebuie avute in vedere si utilizarea unui amplificator cu ecranare foarte buna si conexiuni corect realizate, precum si amplasarea acestuia nu extrem de aproape de vecinătăți, pentru ca persoana care detine si utilizeaza un amplificator este responsabila pentru orice interferenta a semnalelor, radiată din amplificator.

Ar mai fi de adaugat ca nu trebuie sa montati amplificatorul in zone unde poate fi mai usor expus coroziunii sau in zone cu temperatura foarte ridicata, cum ar fi vara sub acoperisuri de tablă, foarte slab ventilate. De asemenea, nu strangeti excesiv cablul cand il fixati pe diversi suporti de sustinere, pentru ca poate sa fie deteriorat in acel moment sau mai tarziu in timp.

Daca utilizati un amplificator cumparat de la un comerciant, verificati in caracterisitcile tehnice si cautati unul cu o cat mai buna amplificare pe frecventa pe care veti receptiona canalele din multiplexul digital.

Sa speram ca introducerea de mai sus, care este una destul de largă, dar in niciun caz exaustivă si nici prea pragmatică, posibil chiar supusă unor erori de conținut ce pot fi corectate, v-a trezit interesul pentru discutiile legate de (pre)amplificatoarele in banda UIF ( UHF), utilizate in receptia terestra digitala din Romania. Vom completa cu placere aceasta introducere cu informatii interesante, pe care le vom sintetiza in timp din discuțiile dvs, daca subiectul de discutii va prezenta interes. Puteti de asemenea sa recomandati diverse modele de amplificatoare cu care ati obtinut rezultate bune si foarte bune, chiar cu link catre magazinul online sau producator, nu va fi considerata publicitate si nici spam, atata timp cat veti descrie experienta si rezultatele dvs cu respectivul amplificator. Avem rugămintea ca discuțiile să fie ontopic, adică despre amplificatoare și amplificatoare pentru televiziunea digitală terestră.

UPDATE 11 noiembrie 2016: A fost publicată harta cu emițătoarele și canalele de emisie în DVB-T2 pentru luna noiembrie 2016. Detalii găsiti AICI.