Polski
English
Česky
Deutsch
Irish
Magyar
Português
Română
Slovenský
Przepraszamy za tą niedogodność, ale pragniemy, aby artykuł był wyświetlany bez błędów również na komputerach, które nie mają zainstalowanych czcionek symboli greckich.
Maksymalny poziom wyjściowy. Jednym z ważniejszych parametrów wzmacniaczy jest maksymalny poziom wyjściowy. Jest to taki poziom, jaki może być osiągnięty na wyjściu wzmacniacza, przy założeniu, że zniekształcenia nieliniowe lub skrośne nie przekroczą zadanego poziomu.
Wzmacniacz wnosi pewne zniekształcenia każdego sygnału, które są wywołane nieidealnością charakterystyki amplitudowo-częstotliwością. Ten parametr jest bardzo ważny, gdyż przekroczenie tego poziomu powoduje znaczne pogorszenie jakości i jest szczególnie istotne przy przesyłaniu wielu kanałów oraz kiedy kaskadujemy wzmacniacze.
Co to jest decybel?
Zrozumienie znaczenia maksymalnego poziomu wyjściowego wymaga rozumienia co to jest decybel. Definicja decybela:
GdB = 10 log(X2/X1)
trzeba zwrócić uwagę na zapis GdB, który oznacza, G (liczba) decybeli, ponieważ jest to jednostka niemianowana.
Czyli, jeśli interesuje nas moc, to:
GdB = 10 log(P2/P1)
Moc można też wyrazić za pomocą prądu lub napięcia, i wtedy:
GdB = 10 log(P2/P1) = 10 log((U2/U1)2) = 20 log(U2/U1) oraz
GdB = 10 log(P2/P1) = 10 log((I2/I1)2) = 20 log(I2/I1)
Oczywiście, że względu na dopasowanie, impedancja w obu wzorach ulega redukcji (oznaczana I, lecz my dla odzwierciedlenia, że mówimy o jej części rzeczywistej, czyli rezystancji oznaczymy ją R).
Przypominamy, że:
P = U2/R = I2R
Standardowa impedancja wejściowa i wyjściowa w urządzeniach telewizji zbiorczej i kablowej wynosi 75 omów.
Poziom wyrażany w dBmV jest odniesieniem do standardowej mocy odniesienia, w tym wypadku (1mV)2/75omów. Oznacza to, że dBmV jest jednostką mocy, a nie napięcia.
GdBmV= 10 log(P2/((1mV)2/75omów))
Poziom wyrażany w dBuV jest odniesieniem do standardowej mocy odniesienia, w tym wypadku (1uV) 2/75omów. Także dBuV jest jednostką mocy, a nie napięcia.
GdBuV= 10log(P2/((1uV)2/75omów))
L(dBuV) = L(dBmV)-60, oznacza to, że 0dBuV = -60dBmV
L(dBmV) = L(dBuV)+60, oznacza to, że 0dBmV = 60dBuV
Wartość podana w dB, np. wzmocnienie, czy współczynnik zniekształceń, mówią o stosunku dwóch wielkości wyrażonym w mierze logarytmicznej. Na przykład, wzmocnienie to stosunek mocy sygnału na wyjściu do mocy sygnału na wejściu. Współczynnik zniekształceń to stosunek mocy sygnału pożądanego, czyli użytecznego do mocy sygnału niepożądanego, czyli pasożytniczego.
Natomiast, moc sygnału wyrażona w dBmV jest wartością bezwzględną poziomu mocy, odniesioną do standardowego poziomu referencyjnego. Definiując dBmV powiemy że:
0dBmV odpowiada 1mV odłożonemu na impedancji 75 omów,
0dBmV jest równe mocy (1mV)2 wydzielonej na impedancji 75 omów.
Tabela przeliczania poziomu sygnału z dBuV na napięcie dostępna jest tutaj
Zniekształcenia i szumy.
Na jakość sygnału przesyłanego przez sieć mają wpływ dwie grupy czynników. Czynniki zewnętrzne (np. zakłócenia elektromagnetyczne) oraz czynniki wewnętrzne. Do wewnętrznych należą różnego rodzaju szumy oraz zniekształcenia. Szumy generowane są poprzez różnego rodzaju przypadkowe zjawiska fizyczne zachodzące w elementach elektronicznych np. nieuporządkowany ruch elektronów. Zniekształcenia wywoływane są przez (generalnie ujmując) nieliniowości elementów półprzewodnikowych, a także elementów pasywnych, zwłaszcza takich jak różnego rodzaju styki i złącza.
Wartości podane poniżej są stosunkiem sygnału użytecznego do pasożytniczego. Przy założeniu że sygnał użyteczny ma większą moc od sygnału niepożądanego, logarytm tego stosunku przyjmuje zawsze wartość dodatnią.
Jeśli w jakichś danych znajdziemy wartości ujemne, to oznacza to, iż porównywano sygnał pasożytniczy z użytecznym. Wtedy, by bez zmian korzystać z zamieszczonych poniżej wzorów należy pominąć minus, co wynika z właściwości miary logarytmicznej.
Jednym z najważniejszych parametrów jest odstęp mocy sygnału użytecznego od mocy szumów, przy czym tu bierzemy pod uwagę szumy termiczne.
C/N - odstęp mocy nośnej do mocy szumów.
dla pojedynczego wzmacniacza wyrażony w dBmV:
C/Ni = 58 + poziom wejściowy wzmacniacza - współczynnik szumów
wyrażony w dBuV:
C/Ni = -2 + poziom wejściowy wzmacniacza - współczynnik szumów
dla kaskady k wzmacniaczy:
C/Nk = C/Ni - 10log(k)
Współczynnik szumów zależy także od dodatkowych elementów instalowanych we wzmacniaczu, to znaczy, że wartość podaną w katalogu w pewnych wypadkach należy zwiększyć.
Maksymalny poziom wyjściowy
Kolejnymi parametrami definiującymi warunki i możliwości pracy wzmacniacza jest cała grupa maksymalnych poziomów wyjściowych.
Mnogość tej grupy parametrów wynika stąd, że maksymalny poziom wyjściowy może być definiowany w różny sposób oraz ze względu na różne rodzaje zniekształceń.
Należy pamiętać, że ustalając roboczy poziom wyjściowy bierzemy pod uwagę najmniejszy wyliczony poziom spośród poziomów wymuszonych zachowaniem wymaganego odstępu od zniekształceń intermodulacyjnych trzeciego rzędu, drugiego rzędu oraz skrośnej.
Niezależnie od szczegółów definicji, maksymalny poziom wyjściowy mówi o tym, jak duży może być poziom na wyjściu wzmacniacza, przy założeniu że poziom składowych niepożądanych nie przekroczy żądanej wielkości.
Powszechnie stosowane są następujące normy mówiące o zniekształceniach trzeciego rzędu:
- DIN45004B i identyczna do niej norma EN 50083-5
- EN 50083-3,
mówiące o zniekształceniach drugiego rzędu:
- DIN45004A1 i identyczna do niej norma EN 50083-5
- EN 50083-3
przy przesyłaniu w sieci wielu kanałów użyteczne są też następujące normy:
- CTB (Composite Triple Beat)
- CSO (Composite Second Order),
w tych wielkość zniekształceń mierzymy przy 19/29/42 kanałach, są też normy stosowane tylko w jednym państwie jak na przykład:
- 1R8-15W gdzie poziom jest mierzony przy specyficznych wartościach IMA3=72 dB oraz IMA2=69dB,
- DIN45004K, która jest stosowana we wzmacniaczach kanałowych.
Pomiary dokonywane według normy DIN45004B są najczęściej spotykane, dlatego warto znać przybliżone wzory pozwalające na porównanie wyników tych pomiarów z innymi normami.
