텔레비전 송신기

Television transmitter

텔레비전 송신기지상(공중외) 텔레비전 방송사용되는 송신기다. 대중 시청자에 속하는 텔레비전 수신기('텔레비전' 또는 'TV')가 수신하는 싱크로나이즈드 오디오 채널과 함께 움직이는 영상을 나타내는 영상 신호를 전달하는 전파를 방사하는 전자 장치로서, 화면에 영상을 표시한다. 텔레비전 송신기는 그 내용을 발원하는 방송 스튜디오와 함께 텔레비전 방송국이라고 불린다. 텔레비전 송신기는 정부에 의해 면허가 있어야 하며 특정 주파수 채널과 전력 수준으로 제한된다. 그들은 VHFUHF 대역의 주파수 채널로 송신한다. 이러한 주파수의 전파가 가시선별로 이동하기 때문에 송신기 스테이션의 높이에 따라 수평선에 의해 40~60마일의 수신 거리에 의해 제한된다.

텔레비전 송신기는 그림과 소리가 라디오 반송파로 변조된 아날로그 신호에 의해 전송되는 아날로그와 사진과 소리가 디지털 신호에 의해 전송되는 디지털의 두 가지 기술 중 하나를 사용한다. 최초의 텔레비전 기술인 아날로그 텔레비전디지털 텔레비전(DTV) 시스템을 갖춘 많은 나라에서 2006년부터 시작된 전환기에 대체되기 시작했다. 이들은 HDTV(고화질 텔레비전)라는 새로운 포맷으로 사진을 전송하는데, 아날로그보다 해상도가 높고 화면 가로 세로 비율이 넓다. 여러 DTV 채널이 단일 아날로그 채널과 동일한 대역폭으로 전송될 수 있기 때문에 DTV는 희소한 무선 스펙트럼 대역폭을 보다 효율적으로 사용한다. 아날로그와 디지털 텔레비전 모두에서, 다른 나라들은 무선 통신사 파형에 비디오와 오디오 신호를 추가하기 위해 호환되지 않는 몇 가지 변조 표준을 사용한다.

주로 아날로그 시스템의 원리는 VSB와 FM 변조 단계의 멀티플렉싱으로 인해 디지털 송신기보다 일반적으로 더 복잡하기 때문에 요약된다.

송신기의 종류

에 따라 다양한 종류의 송신기가 있다.

시스템 표준

터키 카라만 카라다에 있는 전형적인 TV 방송국

통상 스톡홀름 계획(1961년)으로 알려진 국제전기통신연합(ITU)의 방송표준 국제계획은 방송에 사용되는 표준을 규정한다. 이 계획에서 송신기의 가장 중요한 수치는 무선 주파수, 청각 및 시각 반송파 사이의 주파수 분리, 대역 폭이다. [1]

송신기의 입력 단계

오디오(AF) 입력(또는 입체파 방송의 경우 입력)은 보통 최대 대역폭 15kHz와 최대 레벨 0dBm의 신호다. 프리엠피시스 시간 상수는 50μs이다. 버퍼 단계를 통과한 신호는 변조기에 적용되며, 여기서 중간 주파수 반송파(IF)를 변조한다. 변조 기법은 일반적으로 최대 편차가 50kHz(0dBm 수준에서 1kHz 입력의 경우)인 주파수 변조(FM)이다.

비디오(VF) 입력은 75Ω 임피던스에서 최대 1V의 합성 비디오 신호(동기 포함 비디오 정보).(1V 제한은 휘도 신호에 대한 것이다. 일부 조작자는 1V를 약간 초과하여 중첩된 색상 신호를 수신할 수 있다.) 버퍼 및 1V 클리핑 회로 후, 중간 주파수 신호(음향 신호에 사용되는 신호와 다른)를 변조하는 모듈레이터에 신호를 적용한다. 모듈레이터는 1V VF가 로우 레벨 IF에 해당하고 0V VF가 하이 레벨 IF에 해당하는 방식으로 IF 신호를 변조하는 진폭 모듈레이터다. AM 모듈레이터는 변조 신호에서 대칭 측면 대역 두 개를 생성한다. 따라서 IF 대역 너비는 비디오 대역 너비의 2배이다. (즉, VF 대역폭이 4.2 MHz인 경우 IF 대역폭은 8.4 MHz이다.) 그러나 모듈레이터에 이어 VSB(Vestigal sideband) 필터로 알려진 특수 필터가 뒤따른다. 이 필터는 한쪽 측면 대역의 일부를 억제하는 데 사용되어 대역폭이 감소한다. (두 측면 대역 모두 동일한 정보를 포함하므로, 이러한 억제는 정보 손실을 유발하지 않는다.) 억제로 인해 위상 지연 문제가 발생하더라도 VSB 단계에는 위상 균등화를 위한 보정 회로도 포함된다.

출력 단계

변조된 신호는 믹서(주파수 변환기라고도 함)에 적용된다. 보통 크리스탈 오븐 오실레이터에서 생산되는 믹서에 대한 또 다른 입력은 서브캐리어라고 알려져 있다. 믹서의 두 출력은 두 신호의 합과 차이다. 원하지 않는 신호(보통 합)는 걸러내고 나머지 신호는 무선 주파수(RF) 신호다. 그런 다음 신호는 증폭기 단계에 적용된다. 직렬 증폭기의 수는 필요한 출력 전력에 따라 달라진다. 최종 단계는 보통 많은 병렬 동력 트랜지스터로 구성된 증폭기다. 그러나 오래된 송신기에서는 테트로드클라이스트론도 사용된다.

현대의 솔리드 스테이트 VHF와 UHF 송신기에서 LDMOS 파워 트랜지스터는 출력단계의 선택적 장치로서, 최신 제품들은 50V LDMOS 장치를 채용하여 효율성과 전력 밀도를 높인다. 심지어 더 높은 에너지 효율은 방송 산업에서 흔히 '배수 변조'라고 부르는 '외피 추적'을 사용하여 가능하다.

청각 신호와 시각 신호 조합

두 가지 방법이 있다.

  • 사운드 시스템 분할: 두 개의 병렬 송신기가 있는데, 하나는 청각 신호용이고 다른 하나는 시각 신호용이다. 신호는 혼합되고 증폭된 후 고출력 결합기를 통해 출력에서 결합된다. 이것은 대부분의 고출력 어플리케이션에 사용되는 시스템이다.

Block diagram of a TV transmitter (intercarrier method).

  • 캐리어시스템: 입력 단계는 AF용VF용 두 가지가 있다. 두 신호는 저전력 IF 회로(즉, 조절기 후)에서 결합된다. 믹서와 증폭기는 양쪽 신호에 공통적이기 때문에 이 시스템은 높은 전력 콤비네이터를 필요로 하지 않으며 따라서 가격과 전력 소비량은 동일한 작동 수준의 분할 사운드 시스템의 그것보다 상당히 낮다. 두 신호가 증폭기를 통과하는 역효과는 인터변조 제품이기 때문에 인터캐리어 시스템은 고출력 적용에 적합하지 않다. 저전력 송신기의 경우 출력 시 교차 변조 제품을 거부하는 노치 필터를 사용해야 한다.

출력 전력

송신기의 출력전력은 동기 펄스 중의 전력으로 정의된다(실제 출력전력은 내용에 따라 가변적이다). 송신 장비와 안테나에서 정량화할 수 있는 전력은 서로 다르다. 안테나의 출력 전력을 ERP라고 하는데, ERP는 공식으로 표현된다.

여기서 P는o 출력 전력을 나타내고, G는a 안테나 이득을 나타낸다.

참고 항목

참조

  1. ^ 폴 슐라이터의 아날로그 TV 방송 시스템

추가 읽기

  • 버나드 그로브, 찰스 EHerndon: 텔레비전비디오 시스템, Glencoe McGraw-Hill
  • 무선 엔지니어용 참조 데이터, 30장, 하워드 W.1977년 인디애나폴리스의 샘스 주식회사 ISBN0-672-21218-8
  • FARWAY IRFC, TV 및 무선 전송, 라디오 데이터 시스템 인코더, 방송 기술