Satellitenempfang Teil 7/11
Aus ELVjournal
05/2005
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Das
einfachste denkbare Verteilsystem besteht aus einem durchgehenden Stück
Koaxial-Kabel zwischen LNB und Receiver mit jeweils einem F-Stecker an
den Enden. Diese Minimallösung ist im Prinzip für einen Teilnehmer und
einen Satelliten ausreichend. Wenn jedoch mehrere Teilnehmer in mehreren
Räumen unabhängig voneinander Satellitenprogramme von einem oder zwei
Satelliten sehen wollen, sind zusätzliche Komponenten erforderlich,
deren Wirkung man kennen muss, um eine technisch „saubere“ Anlage
aufbauen zu können.Drehscheibe Multischalter
Wir
hatten schon mehrfach darauf hingewiesen, dass sternförmige
Netz-Topologien zu bevorzugen sind. Dabei führt von jeder
Teilnehmersteckdose ein eigenes Koaxial- Kabel zum Sternpunkt. Dort
erfüllt der Multischalter die Aufgabe der individuellen Verteilung von 4
(Ein-Satelliten-Empfang) oder 8 (Zwei-Satelliten-Empfang)
Sat-ZFSpektren an jeden Teilnehmer.![Bild 1: Das Prinzipschaltbild eines Multischalters mit vier Sat-ZFEingängen und vier Teilnehmerausgängen Bild 1: Das Prinzipschaltbild eines Multischalters mit vier Sat-ZFEingängen und vier Teilnehmerausgängen](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_030.jpg)
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Bild 1: Das Prinzipschaltbild eines Multischalters mit vier Sat-ZFEingängen und vier Teilnehmerausgängen |
Welches
der 4 (oder 8) Spektren auf seine Leitung aufgeschaltet wird, hängt von
einer Signalisierung ab, die vom Teilnehmerreceiver über das
Koaxial-Kabel „seinem“ Multischalterausgang übermittelt wird. Abbildung 1
zeigt das Prinzipschaltbild eines passiven (verstärkerlosen)
Multischalters mit 4 Eingängen, der die Steuerspannungszustände 14 V/0
kHz (14 VDC ohne überlagerte 22-kHz-Wechselspannungskomponente), 18 V/0
kHz, 14 V/22 kHz und 18 V/22 kHz in entsprechende Schalterpositionen
umsetzen kann.Diese
vier Schaltkriterien wurden bereits in Teil 2 dieser Folge in
Verbindung mit Abbildung 19 näher beschrieben, wo sie zum Umschalten
eines Universal- Single-LNBs auf das entsprechende Empfangsband dienen.
Für mehr als 4 Sat-ZFEbenen sind zusätzliche
Signalisierungsmöglichkeiten erforderlich. Das dazu verwendete
Master-Slave-Kommunikationssystem DiSEqC (Digital Satellite Equipment
Control = Digitale Steuerung von Satellitenkomponenten) wird später im
Zusammenhang mit dem Empfang von mehr als einem Satelliten beschrieben. Moderne
Multischalter verwenden Pin- Dioden-Anordnungen zum Schalten der
Hochfrequenz und sind damit verschleißfrei. Bei seinem Weg durch den
Multischalter wird das Signal gedämpft. Die meisten Multischalter sind
aktiv, d. h. integrierte Verstärker wirken den Verteilund
Schaltverlusten entgegen. Außerdem steigt oft mit zunehmender Frequenz
die Verstärkung (Preemphase). Damit wird das frequenzabhängige
Dämpfungsverhalten des Koaxial-Kabels mit einer bestimmten Länge
kompensiert: Weil der Dämpfungszuwachs im Sat-ZF-Bereich (typ.
20dB@950MHz – 30dB@2150 MHz) bei guten Koaxial-Kabeln ca. 10 dB beträgt,
genügt eine Preemphase von 3 dB für ca. 30 m Kabel. Üblicherweise wird
ein terrestrisches Antennensignal bis 860 MHz mit dem jeweiligen
Sat-ZF-Spektrum zu jedem Teilnehmer durchgeschleift. Der Multischalter
benötigt dafür einen 5. oder 9. Eingang. ![Bild 2: 24-Teilnehmer-Multischalter- Kaskade mit Vorverstärker Bild 2: 24-Teilnehmer-Multischalter- Kaskade mit Vorverstärker](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_020.jpg)
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Bild 2: 24-Teilnehmer-Multischalter- Kaskade mit Vorverstärker |
Zusätzlich
zur Dämpfungsverzerrung der Sat-ZF-Bänder kommt es im Multischalter zu
einem „Übersprechen“ von einem Sat- ZF-Band auf die anderen. Die
Entkopplung der Bänder (Ebenenentkopplung) sollte so hoch wie möglich
sein, ca. 20 dB und mehr sind in der Praxis anzutreffen. Auch die
Teilnehmer sollten sich gegenseitig so wenig wie möglich stören können.
Dafür sorgt eine hohe Teilnehmerentkopplung, typisch sind Werte zwischen
20 und 25 dB. Bei kaskadierbaren Multischaltern (Abbildung 2) spielt
die Stamm-Durchgangsdämpfung eine Rolle für den Pegel, den der
nachfolgende Multischalter an seinem Eingang vorfindet. Bei
Stand-alone-Multischaltern gibt es natürlich keine Durchgangsdämpfung.
Abbildung 3 fasst das Gesagte zusammen.![Bild 3: Dämpfungsverhältnisse an einem Multischalter Bild 3: Dämpfungsverhältnisse an einem Multischalter](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_018.jpg)
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Bild 3: Dämpfungsverhältnisse an einem Multischalter |
Nicht
nur die Kenntnis der Dämpfungswerte des Multischalters ist für die
Pegelplanung von Anlagen notwendig. Man muss auch wissen, wie stark alle
anderen Komponenten im Signalpfad dämpfen, um rechnerisch ermitteln zu
können, ob an der Teilnehmerdose ein ausreichend starkes Signal zur
Verfügung steht. Ein einfaches durchgerechnetes Beispiel (ohne
terrestrisches Signal) mit allen notwendigen Angaben – Ausgangspegel
LNB, Koax- Kabel-Dämpfung und -Längen, Auskoppeldämpfung des
Multischalters (auch Verteildämpfung genannt), Auskoppeldämpfung der
Antennensteckdose – zeigt Abbildung 4. Da Satellitenreceiver einwandfrei
in einem Pegelbereich von 45 bis 75 dBμV arbeiten, sind die
Ausgangspegel an den Dosen also im „grünen Bereich“.![Bild 4: Pegelberechnungen an einer Multischalteranlage Bild 4: Pegelberechnungen an einer Multischalteranlage](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_026.jpg)
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Bild 4: Pegelberechnungen an einer Multischalteranlage |
Verteilen und Zusammenführen
Auch
in Multischalteranlagen, wo in der einfachsten Ausführung jeder
Teilnehmer über eine eigene Zuführung an den im Sternpunkt befindlichen
Multischalter angeschlossen wird, kann das Verteilen der Hochfrequenz an
mehrere Antennendosen an einem Teilnehmerausgang sinnvoll sein. Wenn z.
B. im Wohnzimmer zwei oder mehr Antennensteckdosen installiert sein
sollen, wo der Receiver je nach wechselndem Standort an die eine oder
andere eingesteckt wird, ist die Verteilung auf die Dosen sinnvoll.
Natürlich darf bei solchen Anordnungen, wo mehrere Dosen mit einem
Multischalterausgang verbunden sind, nur jeweils ein Receiver betrieben
werden, weil es sonst zu Konflikten bei der Auswahl von Satellit, Band
und Polarisationsrichtung kommt. Prinzipiell kann die Aufteilung der
HF-Energie durch Verteiler (Abbildung 5) oder Abzweiger (Abbildung 6)
erfolgen.![Bild 5: Ein Verteiler mit n Ausgängen Bild 5: Ein Verteiler mit n Ausgängen](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_006.jpg)
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Bild 5: Ein Verteiler mit n Ausgängen |
![Bild 6: Ein Abzweiger mit n Ausgängen Bild 6: Ein Abzweiger mit n Ausgängen](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_002.jpg)
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Bild 6: Ein Abzweiger mit n Ausgängen |
![Bild 7: Ein breitbandiger Zweifachverteiler mit integrierten Dioden Bild 7: Ein breitbandiger Zweifachverteiler mit integrierten Dioden](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_021.jpg)
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Bild 7: Ein breitbandiger Zweifachverteiler mit integrierten Dioden |
![Bild 8: Ein breitbandiger Verteiler mit Dioden in F-Ausführung. Bild 8: Ein breitbandiger Verteiler mit Dioden in F-Ausführung.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_007.jpg)
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Bild 8: Ein breitbandiger Verteiler mit Dioden in F-Ausführung. |
Dies
muss gleichspannungsgekoppelt geschehen. Abzweiger unterbrechen in der
Regel den Zuführungspfad gleichspannungsmäßig, dann Abbilsind für solche
Anwendungen Verteiler heranzuziehen. Im Verteiler sind für diesen Zweck
im Signalweg Dioden integriert, die eine gegenseitige
Gleichspannungskopplung der Receiver unterbinden (Abbildung 7, Abbildung
8).Dies
sollte ja eigentlich auch nicht möglich sein, weil voraussetzungsgemäß
nur ein einziger Receiver an die Dosen in diesem Multischalterzweig
angeschlossen werden darf. Die Entkopplung der Dosen ist deshalb
unerheblich. Es ist zu beachten, dass an den Dioden in Flussrichtung ca.
0,7 V abfallen. Wegen der gekrümmten Diodenkennlinie kann es bei hohen
Signalspannungen zu Intermodulationen kommen. Wir werden uns diesem
Thema ausführlicher im Zusammenhang mit der Beschreibung von Verstärkern
widmen. ![Bild 9: Mehrere Steckdosen im Wohnzimmer geben Flexibilität bei der Einrichtung: drei Möglichkeiten. Bild 9: Mehrere Steckdosen im Wohnzimmer geben Flexibilität bei der Einrichtung: drei Möglichkeiten.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_013.jpg)
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Bild 9: Mehrere Steckdosen im Wohnzimmer geben Flexibilität bei der Einrichtung: drei Möglichkeiten. |
Eine
zweite Möglichkeit, mehrere alternative Receiveranschlüsse an einem
Multischalterausgang zu schaffen, ist das „Durchschleifen“ von einer
Dose (mit gleichspannungsgekoppeltem Sat-ZF-Ausgang) zur anderen. Die
komfortabelste Lösung besteht darin, jeder Dose einen eigenen
Multischalterausgang zu spendieren. Das treibt natürlich die Kosten für
den Multischalter und das Kabel in die Höhe. Ersatzweise kann man auch
nur die jeweils benötigte Dose am Multischalter anschließen, um Ausgänge
zu sparen. Abbildung 9 fasst die Möglichkeiten zusammen.Die
einem Ausgang eines Verteilers entnommene Hochfrequenzenergie ist
natürlich kleiner als die in seinen Eingang eingespeiste. Diesen
Sachverhalt spiegelt die so genannte Verteildämpfung wider. Sie nimmt
mit der Zahl der Ausgänge zu. Im Idealfall der verlustfreien
symmetrischen Verteilung auf n Ausgänge gilt: In
der Praxis treten jedoch Effekte wie Wirbelstromverluste in den
Ferritkernen der Wickelgüter, Skin-Effekt, ohmsche Widerstände usw. auf,
wodurch die realen Verteildämpfungen mit zunehmender Frequenz höher
ausfallen (Tabelle 1). Die praktischen Werte sind Katalogangaben für die
Zwei-, Drei- und Vierfach- Verteiler DM 02, DM 03, DM 04 der Firma
Wilhelm Sihn jr. GmbH & Co. KG (WISI). Betreibt man einen Verteiler
invers, d. h. speist man in seine Ausgänge ein, steht am Eingang die
Summe der Einspeiseleistungen. Man spricht von einem Combiner im
Gegensatz zum Splitter. ![Bild 10: Prinzipieller Aufbau eines Strip-Line-Richtkopplers Bild 10: Prinzipieller Aufbau eines Strip-Line-Richtkopplers](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_015.jpg)
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Bild 10: Prinzipieller Aufbau eines Strip-Line-Richtkopplers |
Eine
weitere Möglichkeit, ein HF-Signal mehreren Teilnehmern zuzuführen,
bietet der Abzweiger. Wie der Name bereits sagt, werden von der ihn
durchlaufenden HF-Welle zu diesem Zweck Bruchteile abgezweigt. Bei den
Abzweigern wird zwischen leitungsgekoppelten (strip line, relativ
schmalbandig) und transformatorischen (breitbandig) unterschieden.
Abzweiger in Strip-Line-Richtkopplertechnik beruhen auf dem (im
Allgemeinen unerwünschten) Übersprechen zwischen benachbarten
(gekoppelten) Leitungen. Richtkoppler sind allseitig angepasste
vierarmige Verbindungen, bei denen die in einen Arm eingespeiste
Leistung nur zu zwei weiteren Armen übertragen wird. Abbildung 10 zeigt
den prinzipiellen Aufbau eines Richtkopplers in Strip-Line-Technik. Die
Stammleitung bildet den Hauptarm, der Abzweig den Nebenarm. Der große
Vorteil des Richtkopplers liegt nun darin, dass die Dämpfung zwischen
Teilnehmeranschluss und Stammleitungsausgang (Richtdämpfung) größer ist
als zum Stammleitungseingang.![Bild 11: Zur Entkopplung der Ausgänge eines Zweifachrichtkopplerabzweigers Bild 11: Zur Entkopplung der Ausgänge eines Zweifachrichtkopplerabzweigers](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_010.jpg)
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Bild 11: Zur Entkopplung der Ausgänge eines Zweifachrichtkopplerabzweigers |
Das
bewirkt eine hohe Entkopplung der Teilnehmer, d. h. deren gegenseitige
Störbeeinflussung ist gering. Abbildung 11 illustriert das. Die
Teilnehmerentkopplung berechnet sich aus der Summe von Richt- und
Anschlussdämpfung auf dem Signalpfad zwischen den Abzweigausgängen zu
den Teilnehmern, hier also 30 dB + 11 dB = 41 dB. Die EN 50083 fordert
eine Teilnehmerentkopplung > 42 dB, was leicht eingehalten wird, weil
die Verbindungsleitung zur Teilnehmerdose, diese selbst und das
Empfängeranschlusskabel zu beiden Teilnehmern zusätzliche
Dämpfungsbeiträge in die Gesamtentkopplung einbringen.![Bild 12: Strip-Line- Richtkopplerabzweiger in einem Eingangsverteilfeld Bild 12: Strip-Line- Richtkopplerabzweiger in einem Eingangsverteilfeld](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_028.jpg)
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Bild 12: Strip-Line- Richtkopplerabzweiger in einem Eingangsverteilfeld |
Eine
praktische Ausführung dreier hintereinander geschalteter Richtkoppler
zeigt das Platinenfoto eines Eingangskoppelfeldes zur Aufteilung eines
LNB-Signals auf die Eingänge von Sat-Aufbereitungsmodulen (Abbildung
12). Zur Durchleitung der LNB-Versorgungsspannung besteht der gelb
gestrichelte Gleichspannungspfad von jedem Abzweigausgang zum Eingang
des Koppelfeldes.![Bild 13: Ein Richtkopplerabzweiger mit Differentialübertrager Bild 13: Ein Richtkopplerabzweiger mit Differentialübertrager](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_016.jpg)
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Bild 13: Ein Richtkopplerabzweiger mit Differentialübertrager |
Während
bei Richtkopplern mit abschnittsweise parallel verlaufenden Leitungen
(strip line) die Wirkungsweise schwierig zu veranschaulichen ist
(Theorie der gekoppelten TEM-Wellenleitungen), ist dies bei dem
transformatorisch arbeitenden Differentialrichtkoppler recht plausibel.
Abbildung 13 zeigt, dass eine Anregung vom Teilnehmeranschluss sich über
die mit dem Stammleitungsausgang verbundenen Wicklungen des
Differentialübertragers in gegensinnige Spannungen umsetzt, die sich
schwächen.![Bild 14: Ein breitbandiger Abzweiger mit einem Ausgang in FAusführung Bild 14: Ein breitbandiger Abzweiger mit einem Ausgang in FAusführung](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_004.jpg)
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Bild 14: Ein breitbandiger Abzweiger mit einem Ausgang in FAusführung |
Dagegen
wird das Nutzsignal am Stammleitungseingang in Bezug auf den
Stammleitungsausgang in unterstützender Weise transformiert. Eine
praktische Ausführung zeigt Abbildung 14. Die Durchgangsdämpfung liegt
bei typ. 9,5 dB, die Abzweigdämpfung zwischen 1,3 und 2,3 dB und die
Richtdämpfung zwischen 20 und 32 dB. Bei Anlagenplanungen muss man also
das Datenblatt heranziehen.Auch
beim Abzweiger sind aus Energiegründen die abgezweigten Signale
schwächer als das Eingangssignal. Am Stammausgang eines idealen
Abzweigers steht die Eingangsenergie abzüglich der abgezweigten zur
Verfügung. Eine hohe Durchgangsdämpfung im Stamm korrespondiert also mit
einer niedrigen Abzweigdämpfung und umgekehrt. In Pegelwerten
ausgedrückt bedeutet dies: Dabei
stellt aa die Abzweigdämpfung und ad die Durchgangsdämpfung dar. Einige
Werte zeigt Tabelle 2. Es sei noch einmal betont, dass die
Tabellenwerte nur Richtwerte, ausgehend von idealen Verhältnissen, sind.
In der Praxis gibt es frequenzabhängige Verluste, die erhebliche
Abweichungen von den Tabellenwerten hervorrufen können. Bei der
Anlagenberechnung sind deshalb stets Herstellerangaben zu verwenden. Antennensteckdosen
Dabei
stellt aa die Abzweigdämpfung und ad die Durchgangsdämpfung dar. Einige
Werte zeigt Tabelle 2. Es sei noch einmal betont, dass die
Tabellenwerte nur Richtwerte, ausgehend von idealen Verhältnissen, sind.
In der Praxis gibt es frequenzabhängige Verluste, die erhebliche
Abweichungen von den Tabellenwerten hervorrufen können. Bei der
Anlagenberechnung sind deshalb stets Herstellerangaben zu verwenden. Sie
hat in der Regel zwei oder drei Ausgänge und enthält Verteiler oder
Abzweiger und oft auch frequenzselektive Schaltungen (Filter) mit
Spulen, Kondensatoren und Widerständen. Mit Filterdosen kann – nach dem
Motto „jedem das Seine“ – sichergestellt werden, dass jedes
Empfangsgerät nur die Signale aus dem Frequenzbereich erhält, für den es
vorgesehen ist. Die Unterdrückung der nicht relevanten Frequenzanteile
mit hoher Sperrtiefe verhindert wirkungsvoll so genannte
Außerbandstörungen. Außerdem werden Rauschbeiträge aus den nicht
genutzten Nachbarbereichen abgeschnitten.![Bild 15: Eine kleine Übersicht über die wichtigsten Antennensteckdosentypen. Die Variantenzahl ist riesig. Bild 15: Eine kleine Übersicht über die wichtigsten Antennensteckdosentypen. Die Variantenzahl ist riesig.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_014.jpg)
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Bild 15: Eine kleine Übersicht über die wichtigsten Antennensteckdosentypen. Die Variantenzahl ist riesig. |
Es
gibt Dosen für den Anschluss an ein oder zwei Verteilnetzkabel
(Einkabel- oder Zweikabeldosen). Eine Übersicht gibt Abbildung 15. Die
Zweikabeldosen sind im Grunde zwei elektrisch getrennte Dosen in einem
gemeinsamen Dosengehäuse. In den Antennensteckdosen findet sich je nach
Typ die Technik der bereits beschriebenen Verteiler oder Abzweiger
wieder. Man unterscheidet weiter Stich- und Durchgangsdosen mit oder
ohne Gleichspannungskopplung.![Bild 16: So verteilt sich die Leistung in einer Stichdose mit symmetrischen Ausgängen. Bild 16: So verteilt sich die Leistung in einer Stichdose mit symmetrischen Ausgängen.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic.jpg)
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Bild 16: So verteilt sich die Leistung in einer Stichdose mit symmetrischen Ausgängen. |
Während
die Stichdose mit integriertem Verteiler (Abbildung 16) am Ende einer
Stichleitung, also typischerweise als gleichspannungsgekoppelte
Ausführung, in Multischalterverteilungen eingesetzt wird, werden
Durchgangsdosen in eine Stammleitung eingeschleift. Am Ende einer
Stammleitung darf übrigens wegen zu geringer Entkopplung keine Stichdose
verwendet werden. Vielmehr gehört an das Stammende ebenfalls eine
Durchgangsdose, deren Stammausgang mit einem 75-Ohm-Widerstand
abgeschlossen werden muss (um Reflexionen zu vermeiden).![Bild 17: Die Teilnehmerentkopplung am Multischalter ist die Summe aller Dämpfungen auf dem Verbindungspfad zwischen ihnen. Bild 17: Die Teilnehmerentkopplung am Multischalter ist die Summe aller Dämpfungen auf dem Verbindungspfad zwischen ihnen.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_005.jpg)
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Bild 17: Die Teilnehmerentkopplung am Multischalter ist die Summe aller Dämpfungen auf dem Verbindungspfad zwischen ihnen. |
Die
Teilnehmerentkopplung setzt sich bei Stichdosen aus der Verteildämpfung
der Dosen, der Dämpfung der Kabel zwischen den jeweiligen Teilnehmern
und dem Multischalter sowie der Entkopplung der Teilnehmerausgänge
zusammen (Abbildung 17). Die Entkopplung zwischen den Ausgängen einer
Dose liegt je nach Ausführung (Widerstandskopplung, Richtkoppler
und/oder Filter) zwischen 6 und 40 dB.In
höherwertigen Durchgangsdosen werden fast ausschließlich
Richtkoppelabzweiger verwendet. Die Pegel- und Dämpfungsverhältnisse an
den Dosenanschlüssen zeigt Abbildung 18. Ein Berechnungsbeispiel für die
Entkopplung zwischen den Ausgängen zweier benachbarter Dosen gibt
Abbildung 19. ![Bild 18: Leistungsverteilung in einer Durchgangsdose (Abzweigdose) Bild 18: Leistungsverteilung in einer Durchgangsdose (Abzweigdose)](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_003.jpg)
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Bild 18: Leistungsverteilung in einer Durchgangsdose (Abzweigdose) |
![ZFBild 19: Entkopplung zweier Teilnehmer an benachbarten Richtkopplerdosen ZFBild 19: Entkopplung zweier Teilnehmer an benachbarten Richtkopplerdosen](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_017.jpg)
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ZFBild 19: Entkopplung zweier Teilnehmer an benachbarten Richtkopplerdosen |
Dämpfer und Entzerrer
![Bild 20: Mit Entzerrern lassen sich Pegelschräglagen beheben, mit Dämpfern lässt sich der Pegel über den ganzen Frequenzbereich absenken. Bild 20: Mit Entzerrern lassen sich Pegelschräglagen beheben, mit Dämpfern lässt sich der Pegel über den ganzen Frequenzbereich absenken.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_011.jpg)
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Bild
20: Mit Entzerrern lassen sich Pegelschräglagen beheben, mit Dämpfern
lässt sich der Pegel über den ganzen Frequenzbereich absenken. |
Wie
bereits angesprochen, dämpfen die passiven Komponenten des
Verteilsystems frequenzabhängig – zunehmend mit zunehmender Frequenz.
Ein ursprünglich ausgewogenes Spektrum (also eines, bei dem alle
Frequenzkomponenten mit gleicher Amplitude vorliegen) ist deshalb nach
dem Durchlaufen des Verteilsystems „schieflagig“.
Die
Pegeldifferenz zwischen den schwächer gedämpften tiefen und den stärker
gedämpften hohen Frequenzen bezeichnet man als Schief- oder Schräglage
(tilt). Sie auszugleichen, ist die Aufgabe eines Entzerrers (Equalizer).
Es gibt Entzerrer zur Kompensation eines festen Schräglagenwertes
(Festentzerrer) und einstellbare. Die Entzerrung wird bewirkt, indem der
Entzerrer die niedrigen Frequenzen stärker als die hohen dämpft und
damit die vorhandene Schieflage ausgleicht. Im Gegensatz zum Entzerrer
senken Dämpfer den Pegel frequenzunabhängig. Auch hier gibt es
Dämpfungsglieder für die Pegelreduktion um einen festen Wert und
einstellbare (Dämpfungssteller). Der Einsatz von Dämpfern und/oder
Entzerrern kann z.B. in der ersten Sat-ZF notwendig werden, wenn ein
Satellitenempfänger Übersteuerungserscheinungen zeigt. Die prinzipielle
Wirkungsweise von Dämpfern und Entzerrern zeigt Abbildung 20.
Filter
![Bild 21: Die wichtigsten Selektionsmittel: Hoch-, Tief- und Bandpass sowie Bandsperre Bild 21: Die wichtigsten Selektionsmittel: Hoch-, Tief- und Bandpass sowie Bandsperre](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_012.jpg)
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Bild 21: Die wichtigsten Selektionsmittel: Hoch-, Tief- und Bandpass sowie Bandsperre |
Filter
können aus einem breitbandigen Signalgemisch (Spektrum) Anteile mit
einer gewissen Bandbreite ausfiltern. Man unterscheidet zwischen Tief-,
Hoch- und Bandpässen sowie Bandsperren. Im Durchlassbereich sollen
Filter eine geringe Dämpfung aufweisen und einen möglichst geradlinigen
Frequenzgang (geringe Welligkeit) aufweisen, im Sperrbereich eine hohe
Sperrdämpfung. Idealerweise ist der Übergang zwischen Sperr- und
Durchlassbereich steil. Abbildung 21 zeigt, was gemeint ist. Passive
Filter aus Spulen und Kondensatoren können in beiden Richtungen
betrieben werden: zum abschnittsweisen Zerlegen eines Frequenzbandes
oder zum Zusammenfügen nicht überlappender Frequenzabsschnitte.![Bild 22: In dieser Anordnung wird mit Weichen das terrestrische Band dem Sat-ZF-Band hinzugefügt und wieder ausgekoppelt. Bild 22: In dieser Anordnung wird mit Weichen das terrestrische Band dem Sat-ZF-Band hinzugefügt und wieder ausgekoppelt.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_027.jpg)
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Bild 22: In dieser Anordnung wird mit Weichen das terrestrische Band dem Sat-ZF-Band hinzugefügt und wieder ausgekoppelt. |
Abbildung
22 zeigt ein Beispiel für eine Filterkombination, die in der
Anfangszeit des Satellitendirektempfangs häufiger anzutreffen war. In
einer Einteilnehmer-Anlage mit einem LNB mit Einkabel-Sat-ZF Ausgang
sollten zugleich die terrestrischen Antennensignale dem Teilnehmer
zugeführt werden. Eine technisch saubere Lösung ermöglicht der Einsatz
von Vorsteckweichen (z. B. WISI DH 33).
Sie bewirken als
Hoch-/Tiefpass-Kombination je nach Betriebsrichtung die
frequenzselektive Aufteilung eines breitbandigen Spektrums von 47 bis
2150 MHz in die Bereiche 47 bis 860 MHz und 950 bis 2150 MHz oder deren
Zusammenführung. Anstatt teilnehmerseitig die Ausgänge einer
Vorsteckweiche mit einer Zweiloch-Stichdose zu verbinden, kommt auch der
Einsatz einer funktionsgleichen Filterdose in Frage. An den
Dosenausgängen stehen nun frequenzmäßig sauber getrennt das
terrestrische Band und die erste Einkabel-Sat-ZF zur Verfügung.
Außerbandstörungen der jeweiligen Endgeräte sind somit ausgeschlossen.
F-Stecker
![Bild 23: F-Stecker (links) haben die IEC-Ausführungen weitgehend verdrängt. Bild 23: F-Stecker (links) haben die IEC-Ausführungen weitgehend verdrängt.](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_019.jpg)
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Bild 23: F-Stecker (links) haben die IEC-Ausführungen weitgehend verdrängt. |
In
Antennenverteilanlagen hat der so genannte F-Stecker die früher
üblichen IECStecker weitgehend abgelöst (Abbildung 23). Im Wesentlichen
ist der F-Stecker eine Metallhülse, die auf das abgemantelte
Koaxial-Kabel aufgeschraubt (F-Schraubstecker) oder -gepresst wird
(F-Crimpstecker). Der Innenleiter des Kabels bildet den Steckstift. Die
Verbindung zur F-Buchse wird mittels einer Überwurfmutter hergestellt.
Der F-Stecker hat einen großen Vorteil. Er ist preiswert und schnell mit
minimalem Werkzeugaufwand bei guter Qualität der HF-Verbindung zu
montieren.Besonders
beim F-Schraubstecker wird oft der Fehler gemacht, das freigelegte
Schirmgeflecht des Koaxial-Kabels über den Mantel zurückzuschlagen und
den Stecker dann aufzuschrauben. Wer einen derart montierten Stecker
einmal abschraubt, erkennt das Problem sofort: Die Gewindegänge haben
das Schirmgeflecht nahezu vollkommen zerschnitten. Erheblich besser ist
es, F-Stecker mit einem konischen Übergangsbereich zu verwenden, in dem
nach dem Aufschrauben die Verbindung mit der nicht zurückgeschlagenen
Schirmung großflächig hergestellt ist. Eine solche Verbindung weist
langfristig hervorragende elektrische und mechanische Eigenschaften auf.
Wenn der Innendurchmesser des F-Stecker-Schraubgewindes und der
Außendurchmesser des Koaxial-Kabels nicht sauber aufeinander abgestimmt
sind, ist die Verbindung minderwertig. Besonders das
Schirmdämpfungsverhalten ist heute extrem wichtig und wird von der
Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post (RegTP) wegen
zunehmender Störstrahlungsprobleme immer stärker überwacht. Mit den
richtigen Paarungen hält man die schärfste Schirmdämpfungsklasse A
sicher ein. Vorausgesetzt, man beherzigt die nachfolgenden
Montagehinweise. Montage des F-Schraubsteckers
![Bild 24: In einem Arbeitsgang exakt und schnell absetzen mit dem Kabelstripper Bild 24: In einem Arbeitsgang exakt und schnell absetzen mit dem Kabelstripper](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_008.jpg)
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Bild 24: In einem Arbeitsgang exakt und schnell absetzen mit dem Kabelstripper |
Mit
einem Teppichmesser werden in mm Abstand zum Kabelende
Kunststoffummantelung, Schirm und Dielektrikum bis auf den Innenleiter
des Kabels durchtrennt und abgezogen. Nun äußerst vorsichtig weitere 8
mm des Mantels entfernen. Dabei dürfen keinesfalls Drähtchen des
Abschirmgeflechts und die Abschirmfolie beschädigt werden. Aufpassen,
dass die feinen Drähtchen des Schirmgeflechts nicht mit dem Innenleiter
in Berührung kommen! Für das LNB-Signal und die Versorgungsspannung
würde dies einen verhängnisvollen Kurzschluss bedeuten. Im Handel sind
Abisolierwerkzeuge erhältlich (Kabelstripper), die präzise, sauber und
zeitsparend den Innenleiter und die Schirmung in einem Arbeitsgang
freilegen (Abbildung 24).![Bild 25: Vor dem Aufdrehen des F-Steckers auf keinen Fall das Schirmgeflecht auf den Mantel zurückschlagen! Bild 25: Vor dem Aufdrehen des F-Steckers auf keinen Fall das Schirmgeflecht auf den Mantel zurückschlagen!](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_009.jpg)
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Bild 25: Vor dem Aufdrehen des F-Steckers auf keinen Fall das Schirmgeflecht auf den Mantel zurückschlagen! |
Die
Kabelabschirmung darf keinesfalls vor dem Aufschrauben des Steckers
zurückgeschlagen werden, weil sie sonst durch dessen Gewindegänge
zerschnitten würde. Wenn man sie auf dem Dielektrikum belässt, kommt sie
mit dem Schraubgewinde des F-Steckers gar nicht in Berührung, sondern
wird großflächig auf die konische Kontaktzone gepresst (in Abbildung 25:
gelbe Fläche auf grüne Fläche). Derartig aufgeschraubte Stecker sind
weitgehend wasserdicht und hoch abzugfest. Die elektrische Verbindung
ist zudem äußerst langzeitstabil.Montage des F-Crimpsteckers
Der
Innenleiter des Koaxial-Kabels ist auf einer Länge von 6 mm
freizulegen. Dann ist der Außenmantel ohne Verletzung von Schirmfolie-
und -geflecht auf ebenfalls 6 mm Länge zu entfernen. Im Gegensatz zu
F-Schraubsteckern muss das Schirmgeflecht zurückgeschlagen werden, die
Schirmfolie verbleibt auf dem Dielektrikum!Sie
werden mit einer geeigneten Crimpzange auf das korrekt vorbereitete
Ende eines passenden Koaxial-Kabels aufgepresst. Auch hier ist das
richtige Zusammenwirken von Stecker, Kabel, Werkzeug und seiner
Handhabung für die langfristige Verbindungsqualität ausschlaggebend.
Crimpen ist eine zuverlässige, zeit- und kostensparende
Verbindungstechnik. Aufschieben
Nun wird der F-Crimpstecker auf das Kabel bis zum Anschlag aufgeschoben.Crimpen
![Bild 26: Drei Schritte zur Crimpverbindung: Absetzen des Kabels – Aufschieben des Crimpsteckers – Aufquetschen des Crimpsteckers mit der Crimpzange Bild 26: Drei Schritte zur Crimpverbindung: Absetzen des Kabels – Aufschieben des Crimpsteckers – Aufquetschen des Crimpsteckers mit der Crimpzange](Satellitenempfang%20Teil%207_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_022.jpg)
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Bild
26: Drei Schritte zur Crimpverbindung: Absetzen des Kabels –
Aufschieben des Crimpsteckers – Aufquetschen des Crimpsteckers mit der
Crimpzange |
Die
geriffelte Hülse des F-Steckers wird in die passenden sechseckigen
Backen einer Crimpzange (Abbildung 26 in die mittleren der WISI-DZ85)
eingelegt. Die Zangengriffe sind so weit zusammenzupressen, bis sich die
Zange entriegelt. Erst jetzt ist die Crimphülse korrekt verformt und
die Zangengriffe lassen sich wieder öffnen. Abbildung 26 zeigt die drei
einfachen Schritte zur perfekten Steckverbindung: Absetzen – Aufschieben
– Crimpen. Bei der Wahl der Stecker-Kabel-Kombinationen richtet man
sich am besten nach den Empfehlungen der Hersteller. Wer Kabel und
Stecker desselben Herstellers wählt und die F-Verbindung im
Feuchtbereich durch selbst verschweißendes Dichtband oder Gummimuffen
schützt, sollte langfristig keine Probleme haben.Fachbeitrag online und als PDF-Download herunterladen
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- Satellitenempfang Teil 7/11
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