Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage bez. Kabelnetze


von Fabian Z. (fabi_z)


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Hi alle zusammen,

ich habe eine Frage bezüglich eines Verständnisproblems oder villt einer 
Wissenslücke. Es geht um das Verständnis eines Hausanschlussverstärkers 
oder Linenverstärkers und dessen Dimensionierung.

Wenn man die Spezifikationen liest dann steht da meist drauf dass der 
Upstream von 5-204MHz und der Downstream von 85-1200MHz. Dabei werden 
Ausgangspegel von ca. 108 dBuV erreicht und da kommt meine Verwirrung 
auf.

Dies Geräte sind ja an das HFC Netz angeschlossen. Über die Koaxialkabel 
wird also eine Bandbreite von Up und Down von 1,2GHz betrieben. Jedoch 
frage ich mich welche Peak to Peak Spannung das Signal da hat?

Die Frage kam mir aufgrund der Idee ein einfachen Verstärker zu 
entwickeln. Jedoch ist mir unklar was für Größen das Eingangssignal 
aufweist. Dies ist ja Grundlegend wichtig um mein Verstärker zu 
entwickeln. Also die Frage ist:

Welche Parameter besitzt das Eingangssignal eines solchen Verstärkers?

Das Ausgangssignal müsste ja laut der 108dBuV im linearen = 251mV sein. 
Stimmt das??

Muss man den Verstärker anders entwickeln wenn dieser digitale Träger 
verstärken muss, anstatt analoge Signale? (QAM)

Vielen Dank für eure Hilfe. Ich entschuldige mich wenn die Frage ein 
wenig blöd klingt, villt sehe ich vor lauter Bäumen auch einfach den 
Wald nicht.

Beste Grüße

: Bearbeitet durch User
von Peter R. (pnu)


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Fabian Z. schrieb:
> Das Ausgangssignal müsste ja laut der 108dBuV im linearen = 251mV sein.
> Stimmt das??

Zur Abschätzung nimmt man da einen Sinus als Signal an und dann ist Uss 
= sqrt(8)x251 mV, also 708 mV

Fabian Z. schrieb:
> ein einfachen Verstärker zu
> entwickeln.

einfach? Da braucht man schon ziemliche Erfahrung, eine Stufe mit 
solcher Bandbreite aufzubauen. Die meisten solcher Selbstbaustufen 
funktionieren zwar irgendwie, aber der übelste Mangel kann ein Schwingen 
der Stufe sein, sodass sie ein Störsignal ins Netz einspeist.

Fabian Z. schrieb:
> Muss man den Verstärker anders entwickeln wenn dieser digitale Träger
> verstärken muss, anstatt analoge Signale? (QAM)

Eigentlich nicht. Aber bei digitalen Signalen stören die durch 
Fehlanpassung entstehenden Reflexionen wesentlich heftiger die 
Signalverarbeitung.

Man sollte da schon wissen, welchen Einfluss Fehlanpassung usw. am Ein- 
bzw. Ausgang eines Verstärkers hat.

von Fabian Z. (fabi_z)


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Super vielen Dank schon mal :)

Peter R. schrieb:
> Fabian Z. schrieb:
>> Das Ausgangssignal müsste ja laut der 108dBuV im linearen = 251mV sein.
>> Stimmt das??
>
> Zur Abschätzung nimmt man da einen Sinus als Signal an und dann ist Uss
> = sqrt(8)x251 mV, also 708 mV

Also sind auf den im Bodenverlegten Koaxialkabeln Uss = 708 mV? Was sind 
den so die Eingangssspitzespitzespannungen Uss(ein) = ? Wenn man so eine 
Hausanschlussverstärker hat soll der ja das abgeschwächte Signal wieder 
auf einen bestimmten Pegel anheben. Wo liegt dieser? Ich denke auf den 
Koaxialkabeln im Erdreich ist nur ein Wechselsignal oder liegt darauf 
auch eine Gleichspannung für die Fernspeisung?

Grüße und vielen Dank

von Andreas M. (andreas_m62)


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CATV-Verstärkereingänge mögen so ca. 60-80 dBµV am Eingang.
Auf den Hauptkabeln zu den Verstärkerpunkten an der Straße
liegt eine Wechselspannung von ca. 65 Volt 50 Hz als Fernspeisung.

von Peter R. (pnu)


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Denke dran: Alles was direkt am Kabelnetz hängt ist tabu. So wie am 
normalen Stromnetz. Wenn da Fehlern (aufgrund von Beschwerden) vom 
Netzbetreiber nachgegangen wurde, wirds sehr teuer.

 Erst hinter dem Übergabebaustein (Hausanschlussverstärker) wird es 
einigermaßen zur Privatsache. Da ist schon ein gewisser Schutz 
vorhanden, dass private Eingriffe privat bleiben und nicht zu 
Störsignalen in der Nachbarschft führen.

Irgendwelche Verstärker führen in Antennennetzen selten zu 
Signalverbesserungen.

 Der richtige Weg ist normalerweise, die Sünden aufzuspüren, die im 
privaten Teil des Kabelnetzes gemacht wurden,  wie z.B. Verzweigungen 
ohne richtige Abzweigungsbausteine, fehlerhafte Anschluss- oder 
Endddosen, Verwendung des Messausgangs als Signalausgang ...

von Ralph B. (rberres)


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Fabian Z. schrieb:
>>> Das Ausgangssignal müsste ja laut der 108dBuV im linearen = 251mV sein.
>>> Stimmt das??

das ist der maximale Ausgangspegel wenn nur 1 Programm übertragen wird.

Wenn alle Programme im Kabelnetz verstärkt werden sollen, verringert 
sich der maximal zulässige Ausgangspegel drastisch, wegen den 
entstehende Intermodulationsprodukte.

Am Übergabepunkt ins Haus stehen meistens so etwa 70dbuV zur Verfügung.

Der nachfolgende Verstärker sollte die Verteilungsdämpfung soweit 
ausgleichen, das an der Dose mit dem geringsten Pegel noch wenigstens 
60dbuV steht. Das ist ausreichend für ein rauschfreies Bild.

Ralph Berres

von Peter R. (pnu)


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Eines der deutlichsten Merkmale für Fehler ist die Tatsache, dass 
einzelne Kanäle stärker abgeschwächt werden als andre, oder dass ein 
Kanal in verschiedenen Zweigen des Netzes gut, in andren schlecht zu 
empfangen ist.

Diese Unterschiede weisen auf stehende Wellen in den Leitunge hin, die 
durch Fehler im Netzaufbau erzeugt werden.

von Fabian Z. (fabi_z)


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Ralph B. schrieb:
> Fabian Z. schrieb:
>>>> Das Ausgangssignal müsste ja laut der 108dBuV im linearen = 251mV sein.
>>>> Stimmt das??
>
> das ist der maximale Ausgangspegel wenn nur 1 Programm übertragen wird.
>
> Wenn alle Programme im Kabelnetz verstärkt werden sollen, verringert
> sich der maximal zulässige Ausgangspegel drastisch, wegen den
> entstehende Intermodulationsprodukte.
>

Diesen Punkt verstehe ich nicht genau. Wie meinst du das? Zum Beispiel 
beim Downstream von 85MHz bis 1,2GHz hat ja jeder Träger eine bestimmte 
breite. Das Ziel ist es ja einen Verstärker zu entwickeln welcher über 
die gesamte Bandbreite aller Träger eine lineare Verstärkung aufweist, 
oder? Verstehe ich was falsch?

Es werden ja alle Träger gleich verstärkt?!

von TW (Gast)


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Ralph B. schrieb:
> Das ist ausreichend für ein rauschfreies Bild.

Das Bildrauschen am Kabelanschluss gehört ohnehin bald der Vergangenheit
an, da die Netzbetreiber keine analogen TV-Programme mehr anbieten 
werden
So gibt es etwa bei UnityMedia sukzessive ab Juni 2017 nur noch DVB-C.

von Ralph B. (rberres)


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Fabian Z. schrieb:
> Diesen Punkt verstehe ich nicht genau. Wie meinst du das? Zum Beispiel
> beim Downstream von 85MHz bis 1,2GHz hat ja jeder Träger eine bestimmte
> breite. Das Ziel ist es ja einen Verstärker zu entwickeln welcher über
> die gesamte Bandbreite aller Träger eine lineare Verstärkung aufweist,
> oder? Verstehe ich was falsch?
>
> Es werden ja alle Träger gleich verstärkt?!

Einen Verstärker mit linearen Frequenzgang über so einen weiten Bereich 
zu entwickeln ist das eine ( ist aber mit den heutigen MMICs ganz gut in 
den Griff zu bekommen ), einen Verstärker mit einen für soviele Signale 
gleichzeitig ausreichend hohen Intermodulationsabstand zu entwickeln das 
andere.

Jeder Verstärker erzeugt bei Anwesenheit von mehr als einen Träger 
Mischprodukte. Mann nennt sie Intermodulationen.

Bei nur 2 Signale treten auf IM = F1+F2 und F1-F2 bzw F2-F1 IM3 2*F1+F2 
und 2*F2-F1 IM5 3*F2+2*F1 und 3*F1-2*F2 usw. Bei mehr als 2 Träger 
kommen weitere Mischprodukte hinzu. Bei bis zu 136 Träger wie es im 
Kabelnetz vorhanden ist wird es allmählich unübersichtlich.

Alle vorhandenen Träger summieren sich die Leitungen auf.

Die Intermodulationen steigen schneller als der Ausgangspegel und zwar 
bei IM3 ( das ist der der am meisten stört ) wachsen die IM3 Produkte um 
20db wenn man den Pegel um 10db erhöht. Das gilt auch schon für die 
einzelne Frequenz.


bei 136 belegte Kanäle darf demnach ( wenn der Vertärker keine 
IM-Produkte hätte also nur eine Aussteuergrenze hätte jeder einzelne 
Kanal nur noch 1/136 der Leitung haben , die der Verstärker abzugeben 
vermag.

Da der Verstärker aber nicht ideal ist und IM Produkte erzeugt ist der 
maximal zuläsige Ausgangspegel noch drastisch geringer.

Bei den analogen Signalen wurde ein IM3 Abstand von 65db bei den 
Verstärkern gefordert um bei einen analogen Kanal ( dort ist Bildträger 
Farbträger Tonträger1 und Tonträger2 vorhanden ) gegenseitige 
Beeinflussungen sicher auszuschließen. Der Dynamikbereich eines analogen 
Signales ist etwa 10db zwischen Synchronpegel und der Farbe Weiss und 
etwa 20db zwischen Synchronpegel und dem zweiten Tonträger. Damit man 
kein Rauschen im Bild sieht braucht man einen HF-seitigen Störabstand 
von mindestens 45db. das heist alle IM-Produkte zusammen dürfen maximal 
-45db betragen um unsiichtbar zu bleiben aber die Norm schreibt 65db 
vor.


Bei digitalen Signalen sieht es nicht viel anders aus. Da wird auf jeden 
Kanal eine 256QAM mit vielen einzelnen Trägern ( es sind glaube ich über 
8000 Träger ) angewendet. Die 256QAM bedeutet das es 8 Pegelstufen gibt, 
jede mit 6db Abstand. Das sind schon 48dB Dynamik. ein zu hoher Pegel 
und damit verbundenen IM3 Produkte bewirkt das die Fehlerrate des 
Datenstromes plötzlich ansteigt. ( Klötzchenfernsehen zeitweise 
eingefrohrenes Bild )

Verstärker die z.B. eine Leistung von 120dbuV ( das sind 1V eff für 
einen einzelnen analogen Fernsehkanal aufbringen können ( ist schon ein 
ziemlicher Brummer welches einige Watt aus dem Netz zieht ) kann bei 136 
belegten Kanälen vielleicht noch 90dbuV Pegel, wenn die IM3 Produkte 
65db unter dem einzelnen Träger beliben soll.

Ralph Berres

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