Виды цифрового телевидения в Казахстане (DVB-S, DVB-C, DVB-T).

Микропроцессорное средство

Микропроцессорное устройство релейной защиты (сокращённо МП РЗА, иногда ЦРЗА) — устройство релейной защиты, управляющая часть которых реализована на базе микропроцессорных элементов (микроконтроллера).

Помимо основной функции — аварийного отключения энергетических систем, МП РЗА имеют дополнительные функции по сравнению с устройствами релейной защиты других типов (например, электромеханическими реле) по регистрации аварийных ситуаций, В некоторых типах устройств введены дополнительные режимы защиты, например, функция опережающего отключения синхронных электродвигателей при потере устойчивости, функция дальнего резервирования отказов защит и выключателей. Данные функции не могут быть реализованы на устройствах релейной защиты на электромеханической или аналоговой базе

К достоинствам МП РЗА относятся:

Улучшенные показатели быстродействия, чувствительности и надёжности по сравнению с устройствами релейной защиты на электромеханических реле.

Наличие множества сервисных функций: самодиагностика, регистрация и осциллографирование сигналов, возможность интеграции МП РЗА в АСУТП объекта энергетики и т.д.

К недостаткам МП РЗА относится «обратная сторона медали» использования микроконтроллера — более высокая стоимость и неремонтопригодность (в случае выхода из строя блока управления, экономически целесообразно заменить его целиком). Кроме того, в отсутствие единого стандарта на аппаратуру, МП РЗА различных разработчиков не являются взаимозаменяемыми.

Виды цифрового телевидения в Казахстане (DVB-S, DVB-C, DVB-T).

DVB (англ. Digital Video Broadcasting — цифровое видео вещание) — семейство стандартов цифрового телевидения, разработанных международным консорциумом DVB Project.

Стандарты DVB, принятые ETSI, подразделяются на несколько групп: EN — обязательные стандарты, TS — техническая спецификация (неполный предварительный стандарт), TR — рекомендация, необязательная для исполнения. Стандарты, в названии которых имеется слово guidelines (руководящие указания), содержат развёрнутые и подробные рекомендации и разъяснения, а кроме того, много полезной сопутствующей информации.

DVB-S, спутниковые сервисы. Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной информации через спутник. Квадратурная фазовая модуляция QPSK, 8-PSK, квадратурная модуляция (16-QAM).

Ключевые особенности

· Прямой приём одного или более транспортных потоков MPEG-2. MPEG-TS используется в режиме обратной совместимости.

· Родной формат данных для DVB-S2 называется Generic Stream (GS), и может быть использован для эффективной передачи данных по протоколу IP, включая кодеки MPEG-4, AVC/H.264.

· Обратная совместимость с DVB-S, прозрачная для конечного пользователя, и DVB-DSNG, который используется для electronic news gathering (см. выше).

· Переменное кодирование и модуляция (VCM) призваны оптимизировать использование полосы частот, основываясь на приоритете входных данных, так чтобы SDTV мог бы доставляться более надежно, нежели HDTV в той же полосе.

· Адаптивное кодирование и модуляция (ACM) обеспечат гибкую передачу параметров, подстроенную под условия приёмного оборудования, например, переключение на более низкий битрейт в периоды передачи темного фона.

· Четыре режима модуляции:

· QPSK и 8PSK предназначены для широкого вещания и могут быть использованы в нелинейных передатчиках сообразно ситуации.

· 16APSK и 32APSK используются для специальных целей, полулинейной передачи, но также могут служить и целям широкого вещания, несмотря на то, что требуют большего уровня С/Ш и применения продвинутых методов исключения искажений на аплинк станции.

· Улучшенная крутизна АЧХ: α = 0.20 и α = 0.25 в сравнении с DVB-S α = 0.35.

· Улучшенное кодирование: современный длинный код LDPC сдобрен кодом коррекции ошибок BCH, который допускает quasi-error-free (QEF) на приёмной стороне канала AWGN. Это новшество поможет избежать специфичных ошибок уровня и битрейта LDPC. Кадр коррекции ошибок FEC может иметь длину 64800 (нормальный) или 16200 (короткий) бит. Если используются VCM или ACM, то вещание может состоять из комбинаций нормальных и коротких кадров.

· Несколько скоростей передачи кода для гибкой подстройки к передаваемым параметрам: 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9 и 9/10. Скорости 1/4, 1/3 и 2/5 специально предназначены для условий плохого приёма с модуляцией QPSK. Значения 8/9 и 9/10 плохо работают там, где уровень сигнала ниже уровня шума. Как бы то ни было, в целевых диапазонах Ku и Ka эти скорости рекомендованы для пресечения несанкционированного доступа по соображениям авторского права или моральных устоев страны.

· Возможность синхронизации потока для обеспечения надежного прямого соединения между точками передачи и приёма.

· В зависимости от скорости модуляции система может работать на уровнях С/Ш между -2.4 дБ (QPSK, 1/4) и 16 dB (32APSK, 9/10) с вероятностью ошибки 10− 7. Дистанция до границы Шеннона колеблется в пределах от 0.7 до 1.2 дБ.

DVB-C, кабельное вещание. Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной информации через кабельные сети. 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM или 256-QAM,

DVB-C (от англ. Digital Video Broadcasting - Cable, «цифровое видео вещание — кабельное») — европейский стандарт цифрового телевидения, охватывающий вещание цифрового телевидения при помощи кабеля. Эта система передает цифровое аудио/цифровое видео семейства MPEG-2 или MPEG-4 с использованием модуляции QAM при кодировании канала.

Устройство

Блок-схема приёмника прямого усиления

Радиоприёмник прямого усиления состоит из колебательного контура, нескольких каскадов усиления высокой частоты, квадратичного амплитудного детектора, а также нескольких каскадов усиления низкой частоты.

Колебательный контур служит для выделения сигнала требуемой радиостанции. Как правило, частоту настройки колебательного контура изменяют конденсатором переменной ёмкости. К колебательному контуру подключают антенну, иногда и заземление.

Сигнал, выделенный колебательным контуром, поступает на усилитель высокой частоты. С УВЧ сигнал подаётся на детектор, с детектора снимается сигнал звуковой частоты, который усиливается ещё несколькими каскадами усилителя низкой частоты (УНЧ), откуда поступает на громкоговоритель или наушники.

№ 14

Нелинейные АЦП

Если бы плотность вероятности амплитуды входного сигнала имела равномерное распределение, то отношение сигнал/шум (применительно к шуму квантования) было бы максимально возможным. По этой причине обычно перед квантованием по амплитуде сигнал пропускают через безынерционный преобразователь, передаточная функция которого повторяет функцию распределения самого сигнала. Это улучшает достоверность передачи сигнала, так как наиболее важные области амплитуды сигнала квантуются с лучшим разрешением. Соответственно, при цифро-аналоговом преобразовании потребуется обработать сигнал функцией, обратной функции распределения исходного сигнала.

Характеристики

Передаточная характеристика АЦП — зависимость числового эквивалента выходного двоичного кода от величины входного аналогового сигнала. Говорят о линейных и нелинейных АЦП. Такое деление условное. Обе передаточные характеристики — ступенчатые. Но для «линейных» АЦП всегда возможно провести такую прямую линию, чтобы все точки передаточной характеристики, соответствующие входным значениям (где — шаг дискретизации, k лежит в диапазоне 0..N, где N — разрядность АЦП), были от неё равноудалены.

Частота дискретизации

Аналоговый сигнал является непрерывной функцией времени, в АЦП он преобразуется в последовательность цифровых значений. Следовательно, необходимо определить частоту выборки цифровых значений из аналогового сигнала. Частота, с которой производятся цифровые значения, получила название частота дискретизации АЦП.

Непрерывно меняющийся сигнал с ограниченной спектральной полосой подвергается оцифровке (то есть значения сигнала измеряются через интервал времени T — период дискретизации), и исходный сигнал может быть точно восстановлен из дискретных во времени значений путём интерполяции. Точность восстановления ограничена ошибкой квантования. Однако в соответствии с теоремой Котельникова — Шеннона точное восстановление возможно, только если частота дискретизации выше, чем удвоенная максимальная частота в спектре сигнала.

Поскольку реальные АЦП не могут произвести аналого-цифровое преобразование мгновенно, входное аналоговое значение должно удерживаться постоянным, по крайней мере, от начала до конца процесса преобразования (этот интервал времени называют время преобразования). Эта задача решается путём использования специальной схемы на входе АЦП — устройства выборки-хранения (УВХ). УВХ, как правило, хранит входное напряжение на конденсаторе, который соединён со входом через аналоговый ключ: при замыкании ключа происходит выборка входного сигнала (конденсатор заряжается до входного напряжения), при размыкании — хранение. Многие АЦП, выполненные в виде интегральных микросхем, содержат встроенное УВХ.

Микросхемы АЦП

Для большинства АЦП разрядность составляет от 6 до 24 бит, частота дискретизации до 1 МГц. Мега- и гигагерцовые АЦП также доступны (12-битный 2-канальный 1 GSPS АЦП AD9234 по состоянию на декабрь 2015 г. стоил $238). Мегагерцовые АЦП требуются в цифровых видеокамерах, устройствах видеозахвата и цифровых ТВ-тюнерах для оцифровки полного видеосигнала. Коммерческие АЦП обычно имеют выходную ошибку от ±0, 5 до ±1, 5 МЗР.

Один из факторов, увеличивающих стоимость микросхем, — это количество выводов, поскольку они вынуждают делать корпус микросхемы больше, и каждый вывод должен быть присоединён к кристаллу. Для уменьшения количества выводов часто АЦП, работающие на низких частотах дискретизации, имеют последовательный интерфейс. Применение АЦП с последовательным интерфейсом зачастую позволяет увеличить плотность монтажа и создать плату с меньшей площадью.

Часто микросхемы АЦП имеют несколько аналоговых входов, подключённых внутри микросхемы к единственному АЦП через аналоговый мультиплексор. Различные модели АЦП могут включать в себя устройства выборки-хранения, инструментальные усилители или высоковольтный дифференциальный вход и другие подобные цепи.

Оптические АЦП

Существуют оптические методы[источник не указан 17 дней] преобразования электрического сигнала в код. Они основаны на способности некоторых веществ изменять показатель преломления под действием электрического поля. При этом проходящий через вещество луч света изменяет свою скорость или угол отклонения на границе этого вещества в соответствии с изменением показателя преломления. Существует несколько способов регистрации этих изменений. Например, линейка фотоприемников регистрирует отклонение луча, переводя его в дискретный код. Различные интерференционные схемы с участием задержанного луча позволяют оценивать изменения сигнала или строить компараторы электрических величин.

Оптические АЦП могут иметь очень высокое быстродействие.

Классификация тиристоров

По проводимости и количеству выводов

· тиристор диодный (доп. название «динистор») — тиристор, имеющий два вывода:

· тиристор диодный, не проводящий в обратном направлении;

· тиристор диодный, проводящий в обратном направлении;

· тиристор диодный симметричный (англ. en: DIAC);

· тиристор триодный (доп. название «тринистор») — тиристор, имеющий три вывода:

· тиристор триодный, не проводящий в обратном направлении (доп. название «тиристор»);

· тиристор триодный, проводящий в обратном направлении (доп. название «тиристор-диод»);

· тиристор триодный симметричный (иначе, отечественное название — «симистор», англ. en: TRIAC[6]);

· тиристор триодный асимметричный;

· запираемый тиристор (доп. название «тиристор триодный выключаемый»).

Ранее тиристоры в отечественной литературе назывались «управляемыми диодами».

Характеристики тиристоров

Современные тиристоры изготовляют на токи от 1 мА до 10 кА; на напряжения от нескольких В до нескольких кВ; скорость нарастания в них прямого тока достигает 109 А/с, напряжения — 109 В/с, время включения составляет величины от нескольких десятых долей до нескольких десятков мкс, время выключения — от нескольких единиц до нескольких сотен мкс; КПД достигает 99 %. К распространённым отечественным тиристорам можно отнести приборы КУ202 (25-400 В, ток 10 А), к импортным — MCR100 (100-600 В, 0.8 А), 2N5064 (200 В, 0.5 A), C106D (400 В, 4 А), TYN612 (600 В, 12 А), BT151 (800 В, 7.5-12 А) и другие. Также следует помнить, что не все тиристоры допускают приложение обратного напряжения, сравнимого с допустимым прямым напряжением.

Основные применения

Используется в сетях мобильной связи (см. FDMA) для разделения доступа, в волоконно-оптической связи аналогом является мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM, Wavelength Division Multiplexing) (где частота — это цвет излучения излучателя), в природе — все виды разделений по цвету (частота электромагнитных колебаний) и тону (частота звуковых колебаний).

Основные применения

беспроводные TDMA-сети, Wi-Fi, WiMAX;
канальная коммутация в PDH и SONET/SDH;
пакетная коммутация в ATM, Frame Relay, Ethernet, FDDI;
коммутация в телефонных сетях;
последовательные шины: PCIe, USB.

CDMA (англ. Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением) — технология связи, обычно радиосвязи, при которой каналы передачи имеют общую полосу частот, но разные ПСП. Наибольшую известность на бытовом уровне получила после появления сетей сотовой мобильной связи, её использующих, из-за чего часто ошибочно исключительно с ней (сотовой мобильной связью) и отождествляется.

В CDMA (Code Division Multiple Access) для каждого узла выделяется весь спектр частот и всё время. CDMA использует специальные коды для идентификации соединений. ^[1] Каналы трафика при таком способе разделения среды создаются посредством применения широкополосного кодо-модулированного радиосигнала — шумоподобного сигнала, передаваемого в общий для других аналогичных передатчиков канал в едином широком частотном диапазоне. В результате работы нескольких передатчиков эфир в данном частотном диапазоне становится ещё более шумоподобным. Каждый передатчик модулирует сигнал с применением присвоенного в данный момент каждому пользователю отдельного числового кода, приёмник, настроенный на аналогичный код, может вычленять из общей какофонии радиосигналов ту часть сигнала, которая предназначена данному приёмнику. В явном виде отсутствует временное или частотное разделение каналов, каждый абонент постоянно использует всю ширину канала, передавая сигнал в общий частотный диапазон, и принимая сигнал из общего частотного диапазона. При этом широкополосные каналы приёма и передачи находятся на разных частотных диапазонах и не мешают друг другу. Полоса частот одного канала очень широка, вещание абонентов накладывается друг на друга, но, поскольку их коды модуляции сигнала отличаются, они могут быть дифференцированы аппаратно-программными средствами приёмника.

При кодовой модуляции применяется техника расширения спектра с множественным доступом. Она позволяет увеличить пропускную способность при неизменной мощности сигнала. Передаваемые данные комбинируются с более быстрым шумоподобным псевдослучайным сигналом с использованием операции побитового взаимоисключающего ИЛИ (XOR). На изображении ниже показан пример, демонстрирующий применение метода для генерации сигнала. Сигнал данных с длительностью импульса Tb комбинируется при помощи операции XOR с кодом сигнала, длительность импульса которого равна (зам: ширина полосы пропускания пропорциональна , где = время передачи одного бита), следовательно ширина полосы пропускания сигнала с данными равна и ширина полосы пропускания получаемого сигнала равна . Так как много меньше , ширина полосы частот получаемого сигнала намного больше, чем таковая оригинального сигнала передаваемых данных. Величина называется фактором распространения или базой сигнала и определяет в известной мере верхний предел числа пользователей, поддерживаемых базовой станцией одновременно.

Микропроцессорное средство

К достоинствам МП РЗА относятся:

Виды цифрового телевидения в Казахстане (DVB-S, DVB-C, DVB-T).

Ключевые особенности

· Прямой приём одного или более транспортных потоков MPEG-2. MPEG-TS используется в режиме обратной совместимости.

· Четыре режима модуляции:

· Улучшенная крутизна АЧХ: α = 0.20 и α = 0.25 в сравнении с DVB-S α = 0.35.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒