Текст книги "Компьютер + TV: телевидение на ПК"

Об антеннах

Поговорим об антеннах, использующихся для приема сигнала со спутника. Несмотря на то что многие читатели вряд ли столкнутся с некоторыми видами антенн, знать о них будет полезно хотя бы с общеобразовательной точки зрения.

Лет десять назад если и можно было увидеть спутниковую антенну, то это была большая круглая тарелка, к которой на трех ножках был привинчен конвертер. Такие антенны называются прямофокусными, они имеют идеально круглую форму, а сигнал, отраженный от зеркала, должен фокусироваться точно в ее геометрическом центре, там, где расположен конвертер (рис. 3.2).

Один из минусов тарелки такого типа – ее вынужденное направление прямо на спутник. Угол подъема спутника составляет примерно 25–45 градусов над горизонтом, приходится направлять антенну вверх. Если устанавливать ее на крышу или другую плоскую поверхность, то проблем может и не возникнуть, но вот повесить такую антенну на вертикальную стену довольно сложно. Ведь высокий угол подъема зеркала предполагает приличное расстояние от стены (около метра), так как верхний край тарелки все время упирается в стену. Кроме того, тарелки такого типа обычно имеют диаметр около 1,2–2 метров, а ведь привинтить двухметровую тарелку на стену на шестом этаже практически невозможно.

Рис. 3.2. Принцип работы прямофокусной тарелки

Еще одно следствие высокого угла подъема – большая подверженность внешним повреждениям. На тарелке будет скапливаться снег, могут падать сосульки с крыши, да и просто пролетающие мимо птицы могут захотеть отдохнуть на ней. Все это может привести к возникновению на тарелке царапин и пятен, которые негативно сказываются на качестве принимаемого сигнала. Если зимой тарелку занесет снегом, то ее хозяин останется без телевидения.

Как уже говорилось, конвертер на такой тарелке крепится с помощью специальных растяжек, которые закрывают часть ее поверхности. Этот нюанс не имеет значения на больших тарелках, но на антенны небольшого диаметра оказывает приличное влияние.

Ныне подобные тарелки почти не используются в качестве приемников для спутникового телевидения в домашних условиях. Но их часто можно видеть в кино, на крышах операторов кабельного телевидения, а также на домах, где такие антенны стоят уже лет десять.

Второй тип антенн – тарелки со смещенным фокусом, также называемые офсетными. Они имеют не круглую, а слегка овальную форму, что, впрочем, не всегда заметно на глаз. Как можно понять из названия, фокус этих антенн смещен от центра, а значит, их можно устанавливать с меньшим углом подъема относительно горизонта (рис. 3.3).

Устойчивостью приема сигнала офсетная антенна несколько превышает прямофокусную благодаря тому, что конвертер расположен чуть ниже центра антенны и не закрывает часть зеркала своей тенью. Установить офсетную спутниковую антенну значительно проще – ведь она стоит почти вертикально, что, к тому же, снижает вероятность повреждения отражающего зеркала падающими сверху предметами (например, сосульками). Возможно, вы видели на домах антенны, «смотрящие в землю». Ничего удивительного в этом нет, и они на самом деле прекрасно ловят сигнал со спутника.

Рис. 3.3. Фокусирование сигнала со спутника на офсетной тарелке

Кроме того, на антенны со смещенным фокусом можно установить несколько конвертеров, что позволит принимать сигнал с нескольких спутников без поворота зеркала тарелки. Согласитесь, очень удобно принимать сигнал сразу с трех спутников, не используя каких-либо дополнительных средств.

Кроме двух рассмотренных выше групп спутниковых антенн можно выделить еще одну – сетчатые антенны. Они бывают и прямофокусными, и со смещенным фокусом. Антенны этого типа очень похожи на обычные, с тем отличием, что в зеркале насверлено множество отверстий, от чего антенна становится похожей на сетку. Также бывают антенны, которые пользователь сам должен собрать из нескольких сеточных сегментов. Недостаток такого подхода – невозможность собрать сегменты в домашних условиях так, чтобы они имели правильный изгиб и идеально стыковались друг с другом. В итоге такие антенны имеют менее стабильный прием, чем монолитные тарелки.

Однако следует отметить и достоинства таких конструкций. Основной их плюс – маленькая масса антенны, ведь сетка весит гораздо меньше сплошной тарелки из жести. К тому же наличие отверстий значительно снижает парусность конструкции, то есть ветер практически не будет воздействовать на антенну. Кроме того, сеточные антенны меньше подвержены вредному воздействию воды, снега и других природных явлений, ведь вода и снег на сетке почти не оседают. Чем больше размер ячейки в сетке, тем легче тарелка, но тем хуже качество приема, так что здесь нужно найти разумный компромисс.

Из рассмотренных типов спутниковых антенн наибольшее распространение получили сплошные офсетные тарелки из жести. Они сочетают в себе достаточно небольшой вес, функциональность (можно ставить сразу несколько конвертеров на одну тарелку) и невысокую стоимость. При покупке антенны для домашнего спутникового телевидения лучше ориентироваться именно на этот тип. Также следует обратить внимание на покрытие зеркала если покрытие отвалится и тарелка заржавеет, то качество приема упадет очень сильно.

Конвертеры сигнала

Рассмотрим второй, очень важный компонент системы спутникового телевидения – конвертер сигнала. Конвертер представляет собой небольшой электронный блок, находящийся в фокусе спутниковой антенны. Он собирает сигнал, отраженный от зеркала тарелки, усиливает его и преобразует в форму, пригодную для передачи по кабелю. Если говорить точнее, то конвертер понижает частоту сигнала, принимаемого со спутника, чтобы его можно было передавать по кабелю с наименьшими потерями.

Подробнее ознакомимся с конструкцией конвертеров, чтобы понять принцип их работы. Конвертер можно разделить на три составляющие: конвертер (преобразователь сигнала), поляризатор и облучатель. Сначала изучим облучатель, который предназначен для улучшения фокусировки электромагнитного сигнала на волноводный вход конвертера. Для прямофокусных и офсетных антенн применяются различные типы конвертеров, что связано с разным принципом отражения сигнала зеркалом антенны, о чем рассказывалось в предыдущем разделе. Тип применяемого конвертера зависит от величины отношения фокусного расстояния антенны к ее диаметру – F/D. У прямофокусных антенн этот параметр варьируется в диапазоне 0,3–0,4 (рис. 3.4).

Офсетные антенны имеют соотношение 0,5–0,6 (рис. 3.5).

Разберемся, для чего нужен облучатель. Облучатель формирует нужную диаграмму направленности конвертера. Он рассчитывается отдельно для каждого типа спутниковой антенны (рис. 3.6).

На рисунке представлено два примера выбора облучателя. Слева облучатель выбран правильно, его угол захвата составляет 120 градусов. Он захватывает всю площадь зеркала спутниковой антенны, и электромагнитное пятно не выходит за пределы зеркала. На изображении справа находится облучатель с углом захвата 90 градусов. На картинке видно, что половина площади тарелки не используется, а значит, прием сигнала будет хуже, чем в предыдущем случае, то есть конвертер подобран неверно.

Обратим внимание на офсетные тарелки (рис. 3.7).

На рисунке представлены примеры выбора облучателей для офсетных тарелок. Сначала рассмотрим левое изображение, на котором облучатель подобран верно. Электромагнитное пятно в идеале должно совпадать с размером зеркала антенны, тогда не будет лишних шумов и усиление антенны будет использоваться в полную мощь. На правом изображении облучатель захватывает область за пределами зеркала антенны. В этом случае возможны помехи от окружающих предметов, что крайне нежелательно, так как отрицательно сказывается на качестве приема антенны.

Рис. 3.4. Соотношение F/D для прямофокусной спутниковой антенны

Рис. 3.5. Соотношение F/D для офсетной спутниковой антенны

Рис. 3.6. Пример зоны действия облучателя для прямофокусной тарелки

Рис. 3.7. Пример зоны действия облучателя для офсетной тарелки

Между облучателем и конвертером находится поляризатор – устройство, предназначенное для разделения сигналов с разной поляризацией и приема их по отдельности. Телевизионные сигналы большинства операторов спутникового телевидения имеют горизонтальную и вертикальную поляризацию, с помощью поляризатора можно отфильтровывать нужную часть идущего сигнала. Управляется поляризатор с помощью команд ресивера, а именно переключением напряжения питания с 13 В на 18 В. Когда на поляризатор поступает определенное напряжение, например 18 В, он начинает пропускать только сигнал определенной поляризации. Такие поляризаторы, как правило, изготавливаются в виде единого блока с облучателем.

Также можно найти поляризаторы, позволяющие плавно изменять поляризацию. Эти поляризаторы управляются не изменением напряжения, как в предыдущем случае, а изменением силы тока. Как правило, такие устройства применяются на спутниковых антеннах, установленных на мотоподвеску. Такая схема отлично подходит для приема сигнала с нескольких спутников, так как в этом случае для каждого спутника приходится устанавливать свой тип поляризации. Поляризаторы такого типа обычно выполняются в виде отдельного устройства.

Рассмотрим сам конвертер – устройство, преобразующее частоту принимаемого сигнала в форму, удобную для передачи по кабелю. Задача конвертера сводится к отбору сигнала, отобранного облучателем и отфильтрованного поляризатором, с последующей передачей его ресиверу.

Ознакомившись с устройством конвертера и узнав, какие типы преобразователей бывают, нужно рассмотреть еще одну важную тему, касающуюся приема сигнала со спутника, – частотные диапазоны сигнала – и узнать, как диапазон принимаемого сигнала повлияет на выбор конвертера.

citeПРИМЕЧАНИЕ

citeКонвертеры рассчитаны на определенный диапазон электромагнитных волн, и неправильный выбор данного устройства может сделать невозможным прием нужного спутника.

Для трансляции спутникового телевидения, как правило, используются два диапазона: C и Ku. Первый диапазон захватывает область от 3,5 ГГц до 4,2 ГГц, а Ku-диапазон занимает промежуток между 10,7 ГГц и 12,75 ГГц. На данный момент практически все европейские спутники (Eutelsat, Hot Bird, Astra, Thor и другие) вещают в Ku-диапазоне. В свою очередь, многие российские и азиатские спутники транслируют сигнал в обоих частотных диапазонах. Таким образом, для приема сигнала с этих спутников нужны различные конвертеры.

Диапазон Ku разбит на три части – поддиапазоны:

• FSS (10,7-11,8 ГГц);

• DBS (11,8-12.5 ГГц);

• Telecom (12,5-12,75 ГГц).

Таким образом, конвертеры для Ku-диапазона бывают трех разных видов: для одного (Full Band), двух (Wide Band) и трех (Triple) поддиапазонов.

;При выборе конвертера нужно убедиться, что он принимает нужный диапазон частот.

Также настоятельно рекомендуется обратить внимание на совместимость конвертера и спутниковой антенны. Как уже говорилось, для прямофокусных и офсетных антенн используются различные конвертеры. Кроме того, антенны одного типа могут иметь различное соотношение F/D, а здесь неправильный выбор конвертера грозит слабым уровнем сигнала или большим уровнем шумов. Если вы не уверены в выборе, то лучше приобретайте антенну с уже установленным конвертером, что даст гарантию совместимости.

При приобретении конвертера для спутниковой антенны также стоит обратить внимание на его конструкцию. Идеально собранный конвертер должен быть герметичным, иначе в нем будет образовываться конденсат, что, в свою очередь, приведет к значительному ухудшению качества работы устройства. Многие фирмы выпускают конвертеры в неразборном корпусе, они обладают высоким уровнем герметичности. Также существуют конвертеры с двойным кожухом, это делается для того, чтобы конденсат собирался между двумя оболочками, не попадая внутрь конвертера. После конденсации влага вытекает в специально предусмотренное отверстие в корпусе конвертера.

Зная, какие бывают конвертеры, для чего они предназначаются и какие у каждого из них достоинства и недостатки, можно выбрать для себя оптимальный конвертер, чтобы получить наилучший прием телеканалов со спутника.

Кабель

О спутниковых антеннах и конвертерах в данной главе уже рассказано достаточно, чтобы не ошибиться в их выборе. Теперь рассмотрим еще один, казалось бы, не такой важный компонент системы – кабель. Однако неправильный выбор кабеля грозит помехами и ухудшением сигнала, передаваемого от антенны.

Для чего нужен кабель, знают все, но мало кто подозревает, что кабели между собой могут сильно отличаться. Даже одинаковые на вид кабели имеют разные характеристики. Основная характеристика кабеля – затухание сигнала, то есть величина потери сигнала при прохождении по кабелю.

Чтобы было понятнее, приведем небольшой практический пример. Допустим, на крыше пятиэтажного дома установлена спутниковая антенна, которая направлена на нужный спутник. Специальный прибор для проверки уровня сигнала на конвертере показывает 90 % сигнала, что более чем достаточно. Человек живет на первом этаже, поэтому ему нужно протянуть метров 15 кабеля от антенны до своего компьютера.

Проведя кабель к компьютеру и замерив сигнал еще раз, выяснилось, что сейчас уровень сигнала составляет 75 %, но это тоже неплохо. После ремонта в квартире пришлось перетянуть кабель в другую комнату, и получилось, что уровень сигнала упал еще процентов на пятнадцать. Затем пошел дождь, и сигнал упал еще процентов на двадцать. В итоге пользователь получил всего 30 % приема и задумался, в чем же проблема. Дело, скорее всего, в том, что, жалея денег, человек купил дешевый кабель, который «все равно ничем не отличается».

Нормальный кабель для спутникового сигнала не должен терять больше 2-3 % сигнала на 15 метров кабеля. С другой стороны, есть кабели, которые теряют по проценту на каждый метр, вот и посчитайте потери.

При покупке кабеля рекомендуется поинтересоваться следующими его параметрами.

• Толщина и гибкость – кабели отличаются не только устойчивостью к помехам, но и по наружному диаметру и гибкости. Если придется прокладывать кабель по трубе или кабельному колодцу, который уже заполнен до отказа, то этот параметр будет немаловажен.

• Волновое сопротивление – по спецификации кабели для спутникового телевидения должны иметь сопротивление 75 Ом.

• Механическая прочность – этот параметр отвечает за механический износ кабеля. Будет очень неприятно, если при прокладке кабеля он просто-напросто переломается. К тому же, если кабель просто сброшен с крыши и будет болтаться на ветру, то он также может переломаться через определенное время.

• Затухание сигнала – очень важный параметр, о котором уже говорилось выше; определяет, насколько будет уменьшаться уровень сигнала при прохождении через кабель. Хорошие кабели имеют потери около 200 дБ на 100 метров кабеля.

• Старение параметров – со временем параметры кабеля под воздействием внешних условий станут ухудшаться. Вы, наверное, удивитесь, если через пару лет качество приема ухудшится вдвое. Хорошие кабели имеют ухудшение не более 5 %.

Ознакомившись с основными параметрами кабелей, использующихся в спутниковом телевидении, можно выбрать кабель, который будет передавать сигнал с наименьшими потерями и обладать наибольшей прочностью.

Мультифид

Как уже упоминалось выше, офсетные спутниковые антенны позволяют установить сразу несколько конвертеров. На самом деле на прямофокусную тарелку тоже можно установить несколько тюнеров, но такие конструкции встречаются довольно редко.

Спутниковый сигнал, отражаясь от антенны, фокусируется в определенной точке, называемой фокусом. Но если спутники находятся рядом, примерно на линии перпендикуляра к плоскости антенны, то их сигнал будет фокусироваться в разных точках. Таким образом, можно установить конвертеры в разных точках и принимать сигналы стразу от нескольких спутников (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Принцип отражения сигнала от разных спутников

Обычно с помощью одной антенны можно принимать сигнал двух-трех спутников. В некоторых случаях можно установить и четыре конвертера, если спутники находятся рядом.

Мультифид представляет собой несложную конструкцию, к которой и крепятся конвертеры (рис. 3.9). Обычно это металлическая дуга, довольно жесткая, чтобы конвертеры не колебались от ветра.

Рис. 3.9. Схематическое изображение подключения нескольких конвертеров

Собрать такое устройство самому не представляет труда, но можно приобрести его отдельно. В готовой антенне с установленным мультифидом используются простые металлические держатели для конвертеров (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Антенна с тремя конвертерами

Таким образом, получается, что способ крепления конвертеров к антенне не так уж важен. Главное, чтобы крепление было надежным и не было подвержено влиянию ветра (как правильно установить конвертеры на мультифид, см. главу 4, раздел «Подключение конвертеров»).

Получив вполне определенное представление, из каких компонентов состоит система для приема спутникового сигнала, следует рассмотреть последнюю и, наверное, самую интересную ее часть – DVB-тюнеры. Это тюнеры, подключаемые к компьютеру и декодирующие сигнал, идущий со спутника, в цифровую форму, понятную компьютеру. Можно сказать, что цифровой тюнер – это мозг и душа телевизионной системы. Возможности в плане просмотра телепередач напрямую связаны с возможностями тюнера, так что к выбору этого устройства рекомендуется подойти со всей ответственностью.

Устройства для обработки цифрового телевизионного сигнала получили название DVB-тюнеров от Digital Video Broadcasting – цифровое широковещательное видео. В данном случае рассмотрим класс DVB-S, где буква S означает Satellite – спутник. Таким образом, DVB-S-тюнеры – это устройства, принимающие и обрабатывающие спутниковый сигнал. Для простоты далее станем их называть DVB-тюнерами, так как будем рассматривать только прием со спутника.

Внешние DVB-тюнеры

Внешние DVB-тюнеры представляют собой небольшое устройство для приема сигнала со спутниковой антенны и обработки его в цифровую форму. Обычно эти устройства подключаются к компьютеру посредством интерфейса USB2.0, но также существуют специальные модели для ноутбуков, которые работают через интерфейс PCMCIA.

В качестве примера можно привести одну известную модель, разработанную компанией TechniSat, – SkyStar USB (рис. 3.11).

Обычно внешний DVB-тюнер имеет всего три разъема для подключения: вход кабеля от спутниковой антенны, разъем USB2.0 для подключения к компьютеру и разъем для подключения блока питания (используется питание от сети). Таким образом, подключить его неправильно просто невозможно.

Основной плюс таких DVB-тюнеров – их мобильность, а для владельцев ноутбуков это зачастую единственная возможность посмотреть спутниковое телевидение на переносном компьютере. Также следует обратить внимание, что для передачи данных используется именно протокол USB2.0, а протоколы USB1.1 или USB1.0 не поддерживаются. Поэтому владельцам старого компьютера внешний тюнер, скорее всего, не подойдет.

Рис. 3.11. Внешний DVB-тюнер

Внутренние DVB-тюнеры

Внутренние DVB-тюнеры – это тюнеры, выполненные на плате, подключающейся к компьютеру по шине PCI. Такие тюнеры не имеют своего корпуса, так как находятся внутри корпуса компьютера. Если сравнивать количество моделей внутренних и внешних тюнеров, то внутренних DVB-тюнеров будет несомненно больше. Это объясняется их более низкой ценой, меньшими размерами и высокой функциональностью. Если внешний тюнер будет все время находиться рядом с системным блоком компьютера и занимать место, то внутренний находится внутри системного блока и не мешается под руками.

Как правило, внутренние тюнеры имеют только один вход, использующийся для подключения кабеля от спутниковой антенны. Так что этот тип тюнеров можно считать самым простым в плане подключения к компьютеру. Все, что нужно, это вставить DVB-тюнер в PCI-разъем и подключить кабель.

Сегодня на рынке встречается огромное количество внутренних DVB-тюнеров от различных производителей, поэтому рядовой пользователь часто приходит в недоумение от такого разнообразия. Попробуем разобраться, чем же тюнеры могут отличаться друг от друга.

Все обилие устройств, существующих на рынке, можно условно разделить на две группы: аппаратные и программные.