AMplificadores de red

                                        [pic 1]

• INTRODUCCION A LOS AMPLIFICADORES
• ATENUACION DEL CABLE COAXIL VS LA FRECUENCIA
• TEORIA BASICA DE LA ECUALIZACION
• CONTROLES AUTOMATICOS DE GANANCIA Y PENDIENTE
• DISTINTOS TIPOS DE TEST POINT
• FUSIBLES Y PASOS DE TENSION
• SECUENCIA DE APERTURA Y CIERRE DE LOS EQUIPOS
• DIAGRAMA EN BLOQUES DE LA LINEA JERROLD Y MAGNAVOX
• SECUENCIAS DE AJUSTE DE LA LINEA JERROLD Y MAGNAVOX
• DIAGRAMA EN BLOQUES DE LAS LINEAS TEXSCAN Y SA
• SECUENCIAS DE AJUSTE DE LAS LINEAS TEXSCAN Y SA

OBJETIVOS DE LOS AMPLIFICADORES DE RF:

• Compensar las perdidas de los cables coaxiales utilizados para la distribucion de señal
• Compensar las perdidas de los pasivos, sobre todo los que dividen la señal en 2 y/o 3 vias.

CIRCUITO BASICO DE UN AMPLIFICADOR DE 1 VIA

        Todo amplificador de red requiere de alimentación para trabajar. Dicha alimentación viene junto con las señales de RF en el mismo cable coaxial en la parte muy baja del espectro (50 Hz), mientras que el canal de TV más bajo, está ubicado a partir de 50 MHz.

        El primer elemento (ver diagrama en bloques siguiente), es un INSERTOR de CA (corriente alterna), ó choque de RF. Este dispositivo tiene la característica de separar las señales de RF de la corriente alterna de alimentación de 50 Hz. Una vez separados, cada uno sigue su camino, la RF por la rama superior para ser amplificada, y la AC por la rama inferior, para ser rectificada y alimentar los componentes activos de la estación. A su vez, esta CA puede seguir su camino hacia el puerto de salida donde mediante otro INSERTOR se junta con la RF ya amplificada y juntas alimentan el próximo equipo en la cascada.[pic 2]

AMPLIFICADOR BASICO DE DOS VIAS

        Existen dos caminos posibles para las señales de RF:

a) camino de “directa” o “forward, que va desde la cabecera hacia la casa de los clientes (normalmente los canales de TV y señales de forward de datos), y b) camino de “reversa” ó “retorno”, que va desde las casas de cada cliente hacia la cabecera (normalmente señales de retorno de datos).

        En los amplificadores, como vemos en el diagrama en bloques, cada uno de esos caminos es tratado en forma independiente.

        El primer elemento que tenemos (luego del insertor de CA, que ya no se dibuja por simplicidad) es el diplexer. Este elemento tiene la característica de separar ambas bandas mediante un doble filtro (pasa bajo para la banda de retorno 5 a 42 MHz y pasa alto para la banda de forward 50 a 750 MHz o la frecuencia que corresponda). Una vez separadas las banda de frecuencia, cada una es tratada y amplificada según sea necesario.

        En forma estandarizada la banda de forward, viendo el amplificador de frente, tiene su entrada a nuestra izquierda, se dirige por la rama superior y tiene la salida a la derecha. Por el contrario, la banda de reversa tiene su entrada a la derecha, se dirige por la rama inferior y tiene la salida a la izquierda.

Cabe mencionar que a la salida tenemos otro diplexer que cumple la misma función que el de entrada (podemos decir que junta o separa ambas bandas dependiendo de que lado lo miremos, desde adentro o afuera del amplificador).  [pic 3]

ATENUACIÓN DEL CABLE COAXIL

Toda línea de transmisión necesita de dos conductores para transportar una señal. El cable coaxial tiene la particularidad que dichos dos conductores son concéntricos a un mismo eje. Se compone de un conductor externo cilíndrico y un conductor central, ambos separados por un dieléctrico apropiado. Existen diversidad de tipos de cables coaxiales, flexibles o rígidos, de diferentes secciones y dieléctricos y con diferentes impedancias características (50, 75 y 93 ohms). En CATV se utiliza Zo = 75 ohms.        [pic 4]

        Dado que las señales que transmitimos por dichos cable son muy elevadas en frecuencia, aparece un efecto muy particular llamado “efecto pelicular” o “efecto Skin” el cual produce que dichas señales tiendan a circular por la periferia del conductor y no por toda la superficie. Conforme al aumento de la frecuencia, la corriente tiende a circular más por la periferia y menor es la superficie por que atraviesa dicha corriente, por lo tanto mayor es la resistencia que se opone a    dicha circulación. [pic 5]

Este efecto más el de la inductancia y la capacidad parásitas, se pueden ver en el gráfico.

Los gráficos de Atenuación vs Frecuencia y Nivel vs Frecuencia son para clarificar como varía dicha atenuación en función de la frecuencia y que efecto produce sobre el nivel de la señal en función de la misma.

Por último se quiere mostrar como en una cascada de amplificadores que a la salida del primer ampli tenemos un nivel determinado y pendiente, y como producto de las atenuaciones antes mencionadas llegamos al siguiente activo con un nivel muy inferior y pendiente invertida[pic 6]

CAMINO DE DIRECTA DE UN AMPLIFICADOR

        Analizaremos un esquema básico de un amplificador a partir de la parte alta del diplexer donde ya solo tenemos la señal de directa con dos circuitos híbridos, uno de entrada con sus elementos pasivos (pad y EQ de entrada) y otro de salida también con sus elementos pasivos (pad y EQ interetapa).

• Ecualizador: es un componente pasivo que responde en forma opuesta a la atenuación propia del cable con la idea de anular su efecto (se puede comentar que también existe un simulador de cable, que como su nombre lo indica responde igual que este, para producir dicho efecto en cascadas cortas).
• Atenuador: este es un elemento pasivo que responde plano en todas las frecuencias con la idea de ajustar el nivel de señal al valor buscado.[pic 7]

        Todo elemento produce ruido al circular una corriente. En un elemento activo este ruido se caracteriza por lo que se llama figura de ruido. Dicha figura tiene respuesta plana en toda la banda de frecuencia, razón por la cual y dado que a la entrada el nivel de señal es bajo debemos tratar de que ésta llegue plana al primer híbrido. Por lo tanto el primer híbrido maneja la relación señal a ruido del equipo.

        Por otro lado todo elemento activo tiene una zona lineal de trabajo y una zona alineal. Si por descuido hiciéramos trabajar a dicho elemento fuera de la zona lineal estaríamos produciendo distorsiones producto de la alinealidad de la respuesta. Es por esto que el segundo híbrido, que trabaja con niveles de señal elevados, es el que maneja las distorsiones de la estación.  

        Con estas premisas se deben elegir los elementos pasivos (pad y EQ) de entrada e interetapa para hacer trabajar a cada uno de los híbridos de forma adecuada para obtener los valores de salida buscados por diseño y con parámetros de performance óptimos.

CONTROLES AUTOMATICOS DE UN AMPLIFICADOR

Existen muchos factores por los cuales pueden variar las condiciones iniciales (valores con que quedó ajustado el equipo), si esto ocurriera y todos los controles fueran fijos variarían los niveles de señal a lo largo de la cascada de amplificadores. Como resultado de esto, y en la medida que este efecto se acumula, la calidad de imagen que reciben los clientes se vería perjudicada. [pic 8]

Este problema se puede solucionar con la implementación de los controles automáticos en los amplificadores. Un control automático es un dispositivo que toma una muestra de la señal de salida (mediante un acoplador direccional), y por medio de algún proceso convierte dicha muestra de RF en una tensión continua de control, que actúa sobre algún otro elemento en la rama de forward, para ajustar y compensar las variaciones recibidas por el factor que fuera.  

CONTROLES AUTOMATICOS DE  GANANCIA Y PENDIENTE

El factor que provoca mayores variaciones es la temperatura. Como vimos anteriormente la atenuación del cable es función de la frecuencia y también de la  temperatura (como se observa en el rectángulo inferior del dibujo de abajo). Conforme aumenta esta última, aumenta la atenuación del cable, con la particularidad de que dicho aumento no es parejo para todas las frecuencias sino que se ven afectadas más las frecuencias altas que las bajas. Conclusión, se verán afectados tanto el nivel como la pendiente de la señal.

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