Leider kann ich die DVB-T-Empfänger von Hi-Des nicht mehr empfehlen. Ich hatte im vergangenen Jahr viel zu viel Ärger mit ihren neuen Produktions-Empfängern. Sie sind zu pingelig mit ihren HDMI-Verbindungen. Mein aktueller HV-110 funktioniert zum Beispiel nur mit meinem 24″-Visio-TV-Receiver/Monitor. Er weigert sich, irgend etwas auf zwei anderen Videomonitoren anzuzeigen, die ich hier im Shack habe. Beide haben eine Auflösung von 1080P, eine Bildschirmdiagonale von 7″ und 11″ und werden mit 12 Vdc betrieben. Sie wurden für tragbare oder mobile ATV-Operationen gekauft.
Jim, KH6HTV
ATN – Süd-Kalifornien – 2 MHz BW DVB-T Modulator Parameter
Roland, KC6JPG, hat uns einen Screenshot zur Verfügung gestellt, der uns seine empfohlenen Einstellungen für DVB-T-Modulation mit 2 MHz Bandbreite zeigt. In einer kurzen Zusammenfassung sind hier die wichtigsten Einstellungen:
Media Config = HDMI, MPEG2 video encoding, 720P resolution, 2.6 Mbps max. bit rate. MPEG2 audio encoding at 128 Kbps. Trans Config = 16QAM, 8K FFT, 3/4 Code Rate and 1/16 Guard Interval. For PID: PMT = 640, Video = 641, Audio = 642.
Buch „Digital Video and Audio Broadcasting Technology“
Ich betrachte dieses Buch als die „Bibel“ für die meisten Fragen im Zusammenhang mit dem digitalen Fernsehen. Der Autor, Dipl. Ing. Walter Fischer, war als Fernsehingenieur in der Rundfunkabteilung von Rohde & Schwarz in München tätig. Das Buch hat einen Umfang von über 800 Seiten. Es beginnt mit dem analogen Fernsehen. Dann geht es weiter zu MPEG, sowohl Audio als auch Video. Es behandelt die verschiedenen TV-Systeme DVB-C, DVB-S, DVB-T, ISDB-T und ATSC sowie IPTV. Ebenfalls enthalten sind die digitalen Audiosysteme DRM und DAB. Ein ganzes Kapitel ist der „Messung von DVB-T-Signalen“ gewidmet: Kapitel 21, Seiten 421-450.
Ein wichtiger Parameter, den viele von uns bei der Einstellung des Treiberpegels für unsere HF-Leistungsverstärker verwenden, ist die Messung der HF-Ausgangsleistung und auch des Außer-Kanal-Spektrums, des Störspektrums, der Schulter-Dämpfung. Ich möchte in diesem Newsletter auf diese Punkte eingehen. Sie alle verwenden einen Spektrumanalysator für die Messungen. Der folgende Abschnitt ist direkt aus Abschnitt 21.2, Seiten 425-426, wiedergegeben:
21.2 Messung von DVB-T-Signalen mit einem Spektrum-Analysator
„Ein Spektrumanalysator ist sehr nützlich, um die Leistung des DVB-T-Kanals zu messen, zumindest am DVB-T-Senderausgang. Natürlich könnte man zu diesem Zweck einfach ein thermisches Leistungsmessgerät verwenden, aber prinzipiell ist es auch möglich, einen Spektrumanalysator zu verwenden, der eine gute Schätzung des Träger-Rausch-Verhältnisses liefert. Zunächst soll nun aber die Leistung des DVB-T-Signals bestimmt werden. Ein COFDM-Signal sieht aus wie Rauschen und hat einen recht hohen Crest-Faktor. Aufgrund seiner Ähnlichkeit mit weißem Gaußschen Rauschen wird seine Leistung in vergleichbarer Weise gemessen.
Um die Trägerleistung zu bestimmen, wird der Spektrumanalysator wie folgt eingestellt: Am Analysator wird eine Auflösebandbreite von 30 kHz und eine Videobandbreite vom 3- bis 10-fachen der Auflösebandbreite, also 300 kHz, gewählt. Um eine gewisse Mittelwertbildung zu erreichen, wird eine langsame Sweep-Zeit von 2000 ms eingestellt. Diese Parameter sind erforderlich, weil wir den RMS-Detektor des Spektrumanalysators verwenden. Die folgenden Einstellungen werden dann verwendet:
• Center frequency: Mitte des DVB-T-Kanals
• Span: 20 MHz
• Resolution bandwidth: 30 kHz
• Video bandwidth: 300 kHz (wegen RMS detector und logarithmischer Skala)
• Detector: RMS
• Sweep: slow (2000 ms)
• Noise marker: channel center (resultierender C’ Wert in dBm/Hz)
(Anmerkung des Redakteurs: Ich empfehle auch die Verwendung des „Signal Averager“ mit mindestens 10 Durchschnittswerten.)
Zur Messung der Leistung wird wegen des rauschähnlichen Signals der Rauschmarker verwendet. Dazu wird der Rauschmarker auf die Bandmitte gesetzt, aber die Voraussetzung ist ein flacher Kanal, der beim Sender angenommen werden kann. Ist der Kanal nicht flach, müssen andere geeignete Messfunktionen zur Kanalleistung verwendet werden, die jedoch vom Spektrumanalysator abhängen. Der im Nutzband des DVB-T-Spektrums angezeigte Pegel ist abhängig von der Wahl der Auflösungsbandbreite (RBW) des Spektrumanalysators (z. B. 1, 4, 10, 20, 30 kHz usw.) im Verhältnis zu der Bandbreite des DVB-T-Signals. Die Signalbandbreite des DVB-T-Signals beträgt
• 7.61 MHz im 8 MHz Kanal,
• 6.66 MHz im 7 MHz Kanal,
• 5.71 MHz im 6 MHz Kanal.
Anmerkungen des Redakteurs: Die Marker eines Spektrumanalysators können also die tatsächliche HF-Leistung in einem DVB-T-Signal messen, aber es muss immer ein dB-Korrekturfaktor verwendet werden, um den Unterschied zwischen der Auflösebandbreite und der Signalbandbreite zu berücksichtigen. Zum Beispiel habe ich bei meinem Rigol DSA-815 Spektrumanalysator festgestellt, dass ich einen dB-Korrekturfaktor verwenden muss. Ich habe einen Hi-Des HV-320E Modulator als Signalquelle auf dem 70-cm-Band verwendet. Zuerst habe ich die wahre durchschnittliche Leistung eines DVB-T-Signals mit 6 MHz BW mit einem HP-Thermistor-Leistungssensor und meinem HP-432 Leistungsmesser ermittelt. Ich stellte die HF-Leistung auf etwa 0 dBm ein. Dann habe ich das gleiche Signal mit dem Rigol gemessen. Das Spektrum des HV-320 ist nicht vollkommen flach, sondern hat eine Welligkeit von etwa 1 dB im Durchlassbereich. Es besteht also eine gewisse Unsicherheit darüber, wo der SA-Marker genau zu setzen ist. Erwarten Sie daher eine ähnliche Unsicherheit bei der absoluten Genauigkeit Ihrer Leistungsmessung.
Sie können entweder die Marker-Anzeige in Leistung (dBm) oder die Rauschmarker-Anzeige in dBm/Hz verwenden. Bei Verwendung von 30 kHz Auflösungsbandbreite und 300 kHz Videobandbreite erhielt ich mit dem Leistungsmarker etwa -22 bis -23 dBm. Es muss also eine Korrektur von +22/23 dB zu den Messwerten addiert werden, um die tatsächliche HF-Leistung eines DVB-T-Signals mit 6 MHz BW zu bestimmen. Wenn ich den Marker für die Rauschleistung verwendete, lag der Wert bei etwa -67 dBm/Hz. Der Korrekturfaktor für die Gesamtbandbreite eines 6-MHz-Kanals relativ zu 1 Hz korrigiert, besteht darin, 10*log(5.710.000) = +67,7 dB zu den Messwerten des Rauschleistungsmarkers hinzuzufügen.
Wenn ich die Auflösungsbandbreite am Rigol SA auf die verschiedenen Einstellungen von 1 MHz, 300 kHz, 100 kHz, 30 kHz, 10 kHz, 3 kHz usw. änderte, stellte ich fest, dass sich die Messwerte des Power-Markers zwischen den einzelnen Bandbreiten um 5 dB veränderten. Wenn man also von 30 kHz auf 100 kHz geht, steigt der Wert von -23 dBm auf -18 dBm. Die Messwerte der Rauschleistungsmarker änderten sich nicht, da sie immer in dBm pro Hz angegeben wurden.
Wenn Sie Ihren Spektrumanalysator für Messungen an einem Digital-TV-Signal einrichten, sollten Sie bedenken, dass die Wellenform definitiv keine Sinuswelle ist, sondern eher wie ein völlig zufälliges Rauschen mit vielen Spitzen und Tälern aussieht. Für genaue Messungen dürfen die Spitzen die lineare Obergrenze Ihres Analysators nicht überschreiten, da es sonst zu einer starken Kompression kommt. Es ist immer am besten, mit zu viel Dämpfung zu beginnen und dann etwas davon zu entfernen, um die Ergebnisse zu optimieren. Beispielsweise ist der Crest-Faktor bei DVB-T theoretisch 40 dB höher als die Durchschnittsleistung. Bei typischen Sendern ist er normalerweise auf etwa 13 dB oder etwas weniger begrenzt.
Einstellen der Ansteuerungspegel von Sender-Leistungsverstärkern:
Auch hier verweise ich direkt auf Fischers Buch, Abschnitt 21.7, Seiten 446-449.
21.7 Messung der Schulterdämpfung
„Das System nutzt nicht die volle Kanalbandbreite aus, d. h. einige der 2K- oder 8K-Unterträger werden auf Null gesetzt, damit keine Störungen auf Nachbarkanälen verursacht werden. Aufgrund von Nichtlinearitäten gibt es jedoch noch außerbandige Komponenten, und die Auswirkungen auf das Spektrum und seine Form haben zu dem Begriff „Schulterdämpfung“ geführt. In der Norm ist die zulässige Schulterdämpfung als Toleranzmaske definiert.
Zur Bestimmung der Schulterdämpfung sind verschiedene Methoden definiert, insbesondere eine relativ aufwendige Methode in den Measurement Guidelines [ETR290]. In der Praxis wird das DVB-T-Spektrum in den meisten Fällen einfach mit drei Markern gemessen, wobei ein Marker auf Bandmitte und die anderen auf +/- (DVB-T-Kanalbandbreite/2 + 0,2 MHz) gesetzt werden. Bei einem 6-MHz-Kanal führt dies zu Testpunkten bei +/- 3,2 MHz relativ zur Bandmitte. In der Praxis werden die folgenden Schulterdämpfungen erreicht:
– Leistungsverstärker, unverzerrt: ca. 28 dB
– Leistungsverstärker, entzerrt: ca. 38 dB
– Nach dem Ausgangs-BPF: ca. 52 dB (kritische Maske)“
Anmerkungen des Redakteurs: Fischer beschreibt einen typischen Hochleistungs-Fernsehsender. Der HF-Antriebspegel wird zunächst auf -28 dB angehoben, bis der Schulterknickpunkt erreicht ist. Was er dann mit „entzerrt“ meint, ist das Einschalten eines elektronisch rückgekoppelten, digitalen Vorverzerrungs-Equalizers im Treiber, was zu einer Absenkung des Schulterknickpunkts um 10 dB auf etwa -38 dB führt. Was er als „Maskenfilter“ bezeichnet, ist das, was wir TV-Amateure als Bandpass- oder Kanalfilter bezeichnen. Die kommerziellen Anbieter verwenden wirklich großartige Filter mit sehr eng anliegenden, steil abfallenden Flanken, um das gewünschte kommerzielle Ergebnis von -52 dB Schulterdämpfung zu erreichen. Ich bezweifle, dass irgendein DATV-Sender so nah an die Perfektion herankommt.
DATV-Verstärker: Mir ist kein Fernsehamateur bekannt, der eine elektronische, digitale Vorverzerrung in seinen Sendeverstärkern verwendet, um störende Nebenwellen zu reduzieren. Für unsere ATV-Repeater versuchen wir jedoch, immer ATV-Kanalfilter an den Ausgängen unserer Sender zu verwenden. Es ist immer ein schmaler Grat zwischen dem Wunsch, unsere Verstärker so anzusteuern, dass sie die maximal mögliche HF-Ausgangsleistung erreichen und dennoch ein sauberes, verzerrungsfreies Signal abstrahlen. Was sollten wir also anstreben? In der Regel wird bei DATV-Verstärkern ein Sollwert von etwa -30 dB im Verhältnis zur Kanalleistung als Richtwert akzeptiert.
Das obige Diagramm zeigt einen typischen DATV-Sender mit QPSK-Modulation. Die HF-Ausgangsleistung wurde mit durchschnittlich 10 Watt gemessen. Würde derselbe Verstärker für den FM-Betrieb hart in die Sättigung getrieben, würde er etwa 70 Watt abgeben. Für den DATV-Betrieb erhalten wir also etwa 8,5 dB weniger Leistung. Dies ist unser Crest-Faktor.
Ich habe Vergleiche für die drei verschiedenen DVB-T-Modulationen (Konstellationen) QPSK, 16QAM und 64QAM durchgeführt. Mit Hilfe der in einem Hi-Des HV-110-Empfänger eingebauten Diagnosefunktion für das dekodierte Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) konnte ich zuverlässig feststellen, bei welchem Pegel der Verstärker die Qualität des übertragenen Signals zu verschlechtern begann. Unter idealen Bedingungen beträgt das S/N max. 23 dB, 26 dB bzw. 32 dB für QPSK, 16 QAM und 64QAM. Ich habe festgestellt, dass ich sowohl für QPSK als auch für 16QAM die gleichen Ergebnisse erhalten habe, nämlich keine Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses bei einem Schulterschwellenwert in der Größenordnung von -30 bis -32 dB. Für die komplexere Wellenform und Konstellation von 64QAM musste ich die Antriebsleistung um 1 dB verringern, was einen Schulterschwellenwert in der Größenordnung von -32 bis -34 dB zur Folge hatte. Damit war auch die HF-Ausgangsleistung um 1 dB geringer, was einen höheren Crest-Faktor, ebenfalls um 1 dB, von mindestens 9,5 dB erforderte.
Jim, KH6HTV, Boulder, Colorado