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Sistemas de Telecomunicaciones e Informáti curso primero
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Unidad 3 Componentes de un sistema de recepción de la seña El anexo I del RD 346/2011 desarrolla la norma técnica de infraestructura común de telecomunicaciones telecomunicaciones para la captación, adaptación y distribución de señales de radiodifusión sonora y televisión, procedentes procedentes de emisiones terrestres y de satélite.
Contenidos 3.1. Conceptos generales Sign up to vote on this title
Sistema de se 3.2. useful Useful Notcaptador
3.3. Equipo de cabeza
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Unidad 3 Componentes de un sistema de recepción de la seña El anexo I del RD 346/2011 desarrolla la norma técnica de infraestructura común de telecomunicaciones telecomunicaciones para la captación, adaptación y distribución de señales de radiodifusión sonora y televisión, procedentes procedentes de emisiones terrestres y de satélite.
Contenidos 3.1. Conceptos generales Sign up to vote on this title
Sistema de se 3.2. useful Useful Notcaptador
3.3. Equipo de cabeza
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3.1 Conceptos gener generales ales
Un sistema de recepción y distribución de la señal de televisión es un conjunto d que tienen como objetivo la recepción de la señal de televisión y su distribución diferentes diferentes usuarios de la instalación en unas condiciones óptimas. Sign up to vote on this title
Useful Not useful Real Decreto 346/2011, Reglamento regulador de las infraestructuras com telecomunicaciones:
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3.1.1. Partes que constituyen una instalación de distribución de la señal de televisión En la Figura 3.1 se muestra el esquema típico de una instalación para la recepción y distribución de la señal de televisi televisión ón que cumple con la normativa ICT. Esta instalación instalación se puede dividir en tres
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3.1.2. Sistema capador de señal
El sistema captador de señal es el conjunto de elementos encargados de recibir de radiodifusión sonora y de televisión procedentes procedentes de emisiones terrenales y d Sign up to vote on this title
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3.1.3. Sistema de tratamiento de la señal o equip cabeza El sistema de tratamiento de la señal o equipo de cabeza es el conjunto de dispositivos que se encargan de recibir las señales que provienen de los diferentesSign up to vote on this title conjuntos captadores de señales de radiodifusión Useful Not useful sonora y de televisión y adecuarlas para su
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3.1.4. Red
La red es el conjunto de elementos necesarios para asegurar la distribución de la desde el equipo de cabeza hasta las tomas de usuario. Esta red se estructura en red de distribución, red de dispersión y red de interior.
Distribución de servicios:
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Las instalaciones colectivas de TV en edificios de nueva construcción en la actu normativa ICT (Infraestructura Común de Telecomunicaciones) y en
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3.1.4. Red Observación ...
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En una instalación convencional donde no existe la instalación de una infraestru de telecomunicaciones (ICT), a toda la red la denominaremos genéricamente re a todos los usuarios. E distribución, ya que es la encargada de distribuir la señal Sign up to vote on this title red se divide en tres tramos: red de distribución, red deUseful dispersión y red de inte Not useful usuario.
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3.2. Sistema captador de señales
El sistema captador de señales está situado en el exterior de la vivienda y está f fundamentalmente por la antena (o sistema de antenas) y, si fuera necesario, ot elementos que garanticen la calidad de la imagen de televisión (o conjunto de se servicios instalados) recibida en las tomas de usuario.Sign up to vote on this title
3.2.1. Antenas
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3.2.1. Antenas
La antena es el elemento transductor encargado de convertir la señal electroma recibida en la señal eléctrica que será distribuida por toda la instalación.
GENERALIDADES.
Sign up to de voteradiodifusión on this title Las antenas son elementos para transmitir y recibir señales son Useful Not useful televisión, bien sea de sistemas radioeléctricos terrestres, de satélite, microond En telefonía móvil, sistemas de apertura y cierre de puertas y aún en los ratones
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3.2.2. Características técnicas de las antenas Las principales características que definen una antena son: •
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Ganancia. La ganancia de una antena es la relación entre la tensión máxima c
antena y la tensión máxima captada por una antena de referencia de ganancia •
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Directividad. La directividad es la capacidad que tiene una antena de concen
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potencia absorbida o radiada en la dirección de la máxima ganancia.
Ancho de haz. El ancho de haz o ángulo de apertura, es el ángulo que forman
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Diagrama de radiación
El diagrama de radiación de una antena es una herramienta útil para el análisis características de la misma. Con él se puede conocer cómo radia una antena, pe Sign up to vote on this title deducir su directividad, ganancia, relación delante/atrás y el ancho de haz.
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La Figura 3.2 muestra el aspecto de dos diagramas de radiación típicos.
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Diagrama de radiación (continuación...)
Una antena omnidireccional es capaz de recibir y radiar energía prácticamente por igual en todas las direcciones del espacio. En cambio, en una antena Sign up to vote on this title Useful Not useful direccional se aprecia una zona en la cual la radiación es máxima, llamada lóbulo principal.
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Diagrama de radiación (continuación...)
La Figura 3.3 muestra el diagrama de radiación de una antena donde se indican principales parámetros que la definen. La directividad viene determinada por la dirección de la máxima radiación. El fabricante establece la ganancia para la dirección de
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Diagrama de radiación (continuación...)
La ganancia en una dirección que no es la del máximo viene atenuada por el fac especificado en esa dirección por el diagrama de radiación. Por ejemplo, en la Fi Sign up to vote on this title para la dirección de 90° la directividad queda atenuada 20 dB. Por tanto (sin ent Useful Not useful justificación de la relación), la ganancia para esta dirección es de –5 dB:
90°
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Diagrama de radiación (continuación...)
Ejemplo 3.1. Principales características de una antena a partir de su dia radiación Sign up to vote on this title
Not useful Useful características La antena representada en la Figura 3.4 muestra las siguientes pa ganancia máxima (D) de 11 dB:
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Diagrama de radiación (continuación...)
Ejemplo 3.1. Principales características de una antena a partir de su dia radiación Sign up to vote on this title •
Not useful Useful que La dirección de 90° coincide con un nulo de radiación, por lo cualquier se provenga de esa dirección será atenuada completamente.
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Curva de respuesta en frecuencia
El comportamiento de una antena depende de la frecuencia, por lo que el fabric suministra la curva de respuesta en frecuencia que permite identificar la ganan Sign up to vote on this title (directividad) para cada una de las frecuencias de funcionamiento de la antena (
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Otro parámetro que proporciona la curva de respuesta en frecuencia es el anch
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3.2.2. Características técnicas de las antenas
Curva de respuesta en frecuencia (continuación...)
Ejemplo 3.2. Análisis de la respuesta en frecuencia de una antena
La antena de la Figura 3.5 está diseñada para recibir los canales de las bandas IV Sign up to vote on this title Notzuseful capta las frecuencias que comprenden desde el canal21Useful (470 MH – 478 MHz) h 69 (854 MHz – 862 MHz). El ancho de banda a – 3 dB es, por tanto, toda la band
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3.2.3. El dipolo
Los niveles de energía radiados por el emisor y la banda de frecuencias condicio de antena utilizada en la recepción de la señal de televisión. Existen diferentes tipos de antenas. Las basadas en dipolos son de uso muy extendido, distinguiéndose: •
El dipolo simple o básico
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3.2.3. El dipolo
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Figura 3.7. Diagrama de
radiación de un dipolo. La Figura 3.7 muestra el diagrama de radiación típico de un dipolo. En ocasiones, el diagrama de radiación depende del Sign up to vote on this title Useful Not useful plano de polarización, por lo que el fabricante puede proporcionar
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3.2.3. El dipolo
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Ejemplo 3.3. Longitud de un dipolo
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La longitud que debe tener un dipolo para recibir la señal de TV que correspond de UHF (470 MHz – 862 MHz), si “consideramos” una frecuencia central de la se Sign up to vote on this title aproximadamente 650 MHz, depende de la longitud de onda: Useful Not useful 3 × 1 0
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3.2.4. Tipos de antenas
Desde el punto de vista de la señal que son capaces de recibir, podemos clasifica diferentes tipos de antenas en: de TV, de radio FM, de radio DAB y de satélite.
Antenas de TV Sign up to vote on this title
La antena Yagui es la más utilizada en recepción de laseñal Useful deTV. Not Este useful tipo de a formado por un elemento radiador (dipolo básico o doblado), un elemento refle varios elementos directores (Figura 3.8).
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3.2.4. Tipos de antenas
La figura 3.9 muestra el efecto del reflector y el director sobre el diagrama de ra dipolo doblado. Sign up to vote on this title
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3.2.4. Tipos de antenas Ejemplo 3.4. Antena Yagui
La Figura 3.10 muestra las características técnicas de una antena Yagui. La ganan antena está comprendida entre 8 dB (470 MHz) y 11 dB (862 MHz). Sign up to vote on this title
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3.2.4. Tipos de antenas Ejemplo 3.4. Antena Yagui
El ancho de haz de la antena depende del plano de polarización. En el plano hor ancho de haz es de 32°, mientras que en el plano vertical (V ) es de 40°. En la figu Signdos up to planos vote on thisde titlepolarizaci representa el diagrama de radiación de la antena en los
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3.2.4. Tipos de antenas
Para modificar las características básicas de una antena y aumentar su ganancia su diagrama de radiación, los fabricantes suministran diferentes tipos de antena comúnmente basadas en dipolos.
Ejemplo 3.5. Antena de tipo V
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La Figura 3.12 muestra una antena de tipo V formada por un dipolo triangular. L
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3.2.4. Tipos de antenas
Antenas de FM
Las antenas de FM captan el rango de frecuencias de la Banda II (87,5 MHz – 10 Normalmente son omnidireccionales (con G = 0 dB), es decir, no amplifican la se Sign up to vote on this title y son de forma circular (Figura 3.13.a).
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Otros tipos de antenas de FM son las de un elemento (monopolo) y las antenas elementos (esta última, por el efecto del director y del reflector, es directiva).
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3.2.4. Tipos de antenas
Antenas de FM (continuación...)
Un monopolo aprovecha las características conductoras de la tierra (F igura 3.13 simular el plano conductor, se colocan varillas metálicas en el plano perpendicul Sign up to vote on this title monopolo.
Observación ...
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3.2.4. Tipos de antenas
Antenas de radio DAB
Las antenas de radio digital captan el rango de frecuencias de la banda III (174 MHz – 230 MHz, canales 5 a 12), más concretamente, la radio digital terrestre DAB se introduce en los canales 8 a 11 de las bandas de frecuencias VHF
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3.2.4. Tipos de antenas
Antenas de TV satélite
El elemento que capta la energía (sonda o monopolo) de las antenas se sitúa en externa del sistema de captación . Como la energía que se recibe es muy peque Sign up to vote on thisen titleun único previamente se utiliza un elemento que concentra la señal recibida Useful Not useful los denominados reflectores parabólicos (Figura 3.15).
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3.2.4. Tipos de antenas
Antenas de TV satélite
En la recepción de la señal de TV por satélite la verdadera antena es el LNB, la p (plato) colecta o concentra la energía de la señal en el elemento captador del LN SignN upoise to voteBon this title ¿qué es el LNB? LNB procede de las siglas en inglés Low lock (bloque de Useful Not useful es el dispositivo utilizado en la recepción de señales procedentes de satélites.
Las frecuencias de transmisión del enlace descendente del satélite no se pued
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3.2.4. Tipos de antenas
Antenas de TV satélite
El enlace descendente del satélite tiene unas pérdidas muy elevadas, mayores d aunque las modulaciones elegidas para este servicio necesitan una relación port Sign up to vote on this title de dispo (C/N) muy baja, los niveles de señal recibidos por las antenas necesitan Useful Not useful factores de ruido muy bajos, de ahí la necesidad del LNB. Normalmente los rang de ruido que se manejan están comprendidos entre 0,1 dB y 1 dB. Para consegu
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3.2.5. Ruido generado por una antena
El ruido que más afecta a una comunicación de TV terrestre es el ruido térmico de componente que genera ruido térmico es la resistencia. La potencia de ruido genera una resistencia se puede evaluar mediante la expresión: = × × Sign up to vote on this title
Not useful Useful temperatura donde k es la constante de Boltzmann (1,38 x 10 -23 J/K), T es la a la encuentra la resistencia en Kelvin (K), y BW es el ancho de banda del sistema en
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3.2.5. Ruido generado por una antena
La principal característica del ruido térmico es que se extiende de manera unifo el espectro (Figura 3.17.a) y, por tanto, la cantidad de ruido que afecta al recept del ancho de banda de la señal útil. En el caso de la TV digital, como se puede Figura 3.17.b, el ancho de la señal (más el ruido) se reparte todo el canal, Sign up topor vote on this title ancho de banda de 8 MHz. Useful Not useful
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3.2.5. Ruido generado por una antena
Conversión dBW a dBµV
Recuérdese la relación: = + 138,75
Ejemplo 3.6. Ruido térmico en la TV digital terrestre Sign up to vote on this title
Not useful Useful Para una antena de recepción de la señal de TV terrestre digital, teniendo características de la señal recibida, se consideran los siguientes parámetros:
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3.2.6. Preamplificadores Los preamplificadores se encargan de realizar una amplificación previa a l realizada por el equipo de cabeza. Preamplificador UHF, caja de antena F
de SignAmplificador up to vote on this title
Mástil, entradas useful Useful 3Not
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3.2.6. Preamplificadores Las principales características que definen a un preamplificador son c amplificadores y, por tanto, las consideraciones descritas para ellos son las mi •
Ganancia: relación entre el nivel de señal entrante y el saliente. Expresada en
•
Figura de ruido: distorsión (ruido) que añade en dB.Sign up to vote on this title
•
Tensión máxima de salida: máxima tensión que puede entregar el a
distorsión.
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3.2.6. Preamplificadores
Ruido de entrada
Como norma general, la relación C/N de salida se evalúa con la fórmu aproximación sólo es cierta cuando la ganancia del preamplificador es su Sign up to vote on this title elevada respecto de la atenuación de la red que le sigue.
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La Figura 3.18 muestra las características típicas de dos preamplificadores pa
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3.2.6. Preamplificadores En el amplificador monocanal se especifica la capacidad que tiene para canales adyacentes (selectividad), mientras que esta característica no tiene amplificador de banda ancha (pueden amplificar de forma simultánea varios una banda entera). Sign up to vote on this title Useful Not Además, se especifica el consumo y la tensión de alimentación, yauseful que al ser se instalan en la intemperie, deben alimentarse desde una fuente de alimen
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3.2.6. Preamplificadores Ejemplo 3.7. Utilización de un preamplificador de UHF En el ejemplo representado en la Figura 3.19, el preamplificador de UHF tien (GPREVIO) de 40 dB y una figura de ruido (F PREVIO) de 3 dB. Al tratarse de un Sign up to vote on this title para mástil se desprecian los efectos del cable de conexión al preamplificad Useful Not useful dimensiones reducidas.
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3.2.6. Preamplificadores Ejemplo 3.7. Utilización de un preamplificador de UHF A la entrada de la antena se reciben dos canales digitales: uno de los cuales ti entrada reducido (canal 2). Este canal, al tener un nivel de señal más peque Sign up to vote on this title menor relación señal/ruido tendrá, por lo que evaluaremos su respuesta e Useful Not useful nivel de señal a la salida de la antena para el canal digital 2 es de 47 dB µV: = + = 35 + 12 = 47
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3.2.7. Elementos mecánicos Para asegurar la correcta fijación de los elementos que forman el sistem necesaria la utilización de determinados elementos mecánicos (Figu dependerán del tipo de instalación a realizar. Los más utilizados son: •
•
Mástiles . Torretas. Soportes de antena
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3.3.1.
Amplificadores
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Amplificadores monocanal
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3.3. Equipo de cabeza
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3.3.3. Amplificadores de banda ancha
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3.3. Equipo de cabeza
En la mayoría de las ocasiones la señal recibida por la antena no tiene las adecuadas para distribuirla directamente al usuario final. El principal problem débil señal recibida por la antena, siendo necesario utilizar amplificadore distribuir la señal hasta su llegada a los receptores enSign óptimas up to votecondiciones. on this title En el equipo de cabeza se pueden realizar operaciones que modifican las
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3.3.1 Amplificadores La función de un amplificador es aumentar el nivel de señal que recibe a su e
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Existen dos tipos básicos de amplificadores, los cuales se muestran en una mi de ICT en la Figura 3.21: los amplificadores de cabeza y los amplificadores de Los amplificadores de cabeza se encargan de proporcionar a la red de distribución el nivel de señal adecuado para compensar
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3.3.1 Amplificadores amplificadores son:
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•
Ganancia: relación entre el nivel entrante y saliente, expresada en dB.
•
Figura de ruido: distorsión (ruido) que añade en dB.
•
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puede entregar el a Tensión máxima de salida: máxima tensión que Useful Not useful distorsión.
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3.3.1 Amplificadores Cables de bajada o ramales de la red de distribución ...
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La red de una ICT tiene dos cables de distribución hasta la instalación interior Puede observarse en la instalación de la Figura 3.21. Se comentará más ad contextos. Sign up to vote on this title
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3.3.2 Amplificadores monocanal Un amplificador monocanal solo amplifica un único canal, por lo que amplificador se utilizan tantos amplificadores como canales se desean recibir. Estos amplificadores sirven para aumentar la amplitud de la señal del canal vote on this además, incorporan un regulador para ajustar el nivelSign deuplatoseñal de title salida, es Useful Not useful variar la ganancia.
No se debe superar la tensión máxima de salida ...
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