Impianti di ricezione TV

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1 1 C4 Impianti di ricezione TV Uno dei settori che più di altri ha avuto e ha tuttora una notevole crescita tecnologica e uno sviluppo vertiginoso è quello delle telecomunicazioni; è grazie alle nuove reti telefoniche, alle reti informatiche locali, ai ponti radio, piuttosto che ai satelliti geostazionari o alle reti in fibra ottica, che è oggi possibile scambiare in tempo reale un enorme quantità di dati, da un angolo all altro della terra. La TV digitale da satellite ha trasformato il concetto stesso di TV: la TV tematica offre canali settoriali dedicati alla trasmissione di determinati argomenti quali per esempio lo sport, i cartoni, il cinema, le notizie; la pay per view permette all utente la visione a pagamento di spettacoli ed eventi che vengono scelti tra innumerevoli offerte televisive. Per non parlare delle prossime trasmissioni di programmi e servizi via cavo che trasformeranno il televisore in un vero e proprio elemento interattivo. Riferimenti normativi per impianti di ricezione TV C4.1 Introduzione Anche per gli impianti di distribuzione dei segnali televisivi è stata adottata una serie di nuove norme che stabiliscono standard, caratteristiche e requisiti per la realizzazione degli impianti e per le apparecchiature da impiegare. Gli impianti per la ricezione dei segnali TV e per i servizi multimediali devono essere costruiti e mantenuti nelle condizioni di funzionalità e sicurezza previsti dalla normativa vigente. Le norme prescrivono le caratteristiche elettriche e meccaniche che permettono all impianto di soddisfare i requisiti di funzionalità e sicurezza che anche la legge impone. In particolare si ricordano le normative CEI EN , la guida CEI e la guida CEI, Impianti d antenna: come far installare gli impianti per la televisione e i relativi servizi interattivi; direttive tecniche ed esecutive - 1 a Edizione, novembre La norme EN Impianti di distribuzione via cavo per segnali televisivi e sonori è stata recepita come norma tecnica CEI andando a sostituire la vecchia Secondo quanto prescritto dalle norme EN 50083, le prese coassiali d utente e i connettori mobili devono assicurare: una elevata efficacia di schermatura che impedisca a qualsiasi campo elettromagnetico presente nell ambiente di interferire sul segnale TV che trasporta anche dati, oltre al segnale audio-video; un adeguato adattamento di impedenza al fine di evitare riflessioni di segnale indesiderate. disaccoppiamento tra le varie uscite; disaccoppiamento tra più prese collegate in cascata per attenuare eventuali segnali di disturbo provenienti dai vari ricevitori collegati; requisiti di compatibilità elettromagnetica secondo le prescrizioni della direttiva EMC. Un impianto di ricezione TV (impianto televisivo) è un insieme di apparecchi che hanno la funzione di captare dei segnali, emessi da apparecchi trasmettitori, e trasferirli in appositi decodificatori che li trasformano in immagini e suoni. I segnali vengono irradiati con una lunghezza d onda portante di un certo valore e occupano uno spazio determinato (banda di frequenza).

2 È indispensabile a questo punto distinguere tra due tipologie di canali televisivi: il sistema DTT e il sistema satellitare. C4.2 Sistema in Tecnica Digitale Terrestre A differenza del sistema di trasmissione del segnale televisivo analogico, che viene elaborato in forma continua e trasmesso via etere sotto forma di onda elettromagnetica, il sistema in tecnica digitale indica la natura numerica di un segnale, tv, radio, multimediale o la tipologia di un apparecchio predisposto alla creazione, archiviazione, trattamento e riproduzione di contenuti audio, video, fotografici, grafici, multimediali in genere. I segnali del sistema DTT (Digital Terrestrial Television), sono stati pensati per avere una notevole robustezza a varie situazioni di propagazione e impiantistica. Generalmente sono più robusti dei segnali TV analogici; quindi, normalmente l impiantistica legata all introduzione di questa tecnologia trasmissiva sarà equivalente o meno critica di quella legata al sistema televisivo analogico. In qualche caso si espliciterà la richiesta di utilizzare componentistica dichiarata compatibile DTT, in quanto alcune peculiarità del sistema, quali ad esempio l uso della banda del canale a radio frequenza, sono diverse. Sicuramente nel caso della componentistica passiva, in particolare delle antenne, il sistema DTT è compatibile con il sistema AM-VSB. Contrariamente a quanto succede con la TV analogica, dove un canale trasmissivo di 7 MHz o di 8 MHz contiene un solo programma, vengono inviati nella stessa banda più programmi in forma digitale. Il segnale DTT viene trasmesso nelle bande di frequenza normalmente riservate alla trasmissione dei segnali televisivi. In Italia viene utilizzata la banda III in VHF e le bande IV e V in UHF. In banda III il segnale ha una larghezza di banda di 7 MHz, in banda IV e V il canale ha una larghezza di banda di 8 MHz. Va peraltro segnalato che il Piano Nazionale di Assegnazione delle Frequenze per la radiodiffusione televisiva terrestre in tecnica digitale (PNAF-DVB) (Delibera n. 15/03/CONS) prevede in futuro una ricanalizzazione a 8 MHZ della Banda III per uniformità col resto d Europa. La canalizzazione e la larghezza di banda utilizzate sono le stesse che normalmente vengono utilizzate per la trasmissione dei programmi TV analogici. La tabella C4.1 riporta i valori dei limiti di canale in rapporto al canale. C4 Impianti di ricezione TV 2 Tabella C4.1 Canalizzazione e larghezza di banda nella trasmissione del segnale DTT Canale Limiti canale (MHz) Banda III D E 182,5 189,5 F G H H H Bande IV e V

3 3 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza L impianto di ricezione dei segnali TV può avere realizzazioni molto diverse in funzione delle situazioni ambientali nelle quali si trova a operare. Nella figura C4.1 che segue è esemplificato questo concetto: il sistema di antenna e la presa TV della villetta unifamiliare sono equivalenti a quelle di un condominio. Il terminale di testa (centralina TV) e l impianto di edificio non sono equivalenti. In entrambe le situazioni, schematizzando, si possono evidenziare 5 funzioni: sistema di antenne per la ricezione dei segnali (via terrestre, via satellite); terminale di testa (solo segnali via terrestre, anche segnali via satellite ecc.); impianto di edificio (per bande adatte ai sistemi via terrestre, via terrestre più satellite, multi cavo ecc.); impianto di appartamento; ricevitore (STB, ricevitore TV). Figura C4.1 Impianto di ricezione DTT in una villetta unifamiliare (a) e in un condominio (b) a) b) Sistema di antenne riceventi In generale si suppone che l impianto sia a norma e correttamente funzionante. Nel caso questo non sia vero, è necessario un intervento di bonifica. A questo proposito si ricorda l obbligo di certificazione dell impianto da parte dell installatore previsto dalla legge. In molti casi, quando i trasmettitori dei segnali di interesse dell utente sono posti negli stessi siti di trasmissione dei segnali TV analogici che l utente normalmente riceve con le stesse polarizzazioni e trasmettono su frequenze libere, il sistema di antenne riceventi è con molta probabilità già adeguato per la ricezione dei segnali DTT. Quando i trasmettitori dei segnali DTT sono posti in altri siti o in diverse polarizzazioni, sarà necessario un intervento per l aggiunta di una antenna per ogni nuovo sito o nuova polarizzazione di interesse dell utente. In molti casi potrebbe essere conveniente l installazione di antenne di canale per diminuire la possibilità di interferenze, specialmente nel caso di sistemi di amplificazione di edifici a larga banda. Nel caso di aggiunta di antenne di canale, si raccomanda l uso di antenne dichiarate dal costruttore adatte all uso di segnali DTT: questo per evitare delle disequalizzazioni che non danneggiano molto i segnali analogici, ma che possono dare fastidio ai segnali DTT. Terminale di testa Il terminale di testa normalmente è diverso fra i sistemi per impianti collettivi e per impianti singoli, se non altro per il livello del segnale in uscita al sistema di amplificazione. Negli impianti singoli, in molti casi, quando il livello del segnale in antenna è

4 sufficiente, il sistema di amplificazione non è presente ma le antenne sono connesse direttamente al ricevitore. Quando il sistema di amplificazione è presente, a parte il livello del segnale di uscita, non ci sono sostanziali differenze tecniche fra l amplificazione di un impianto singolo o di uno collettivo. Normalmente incidono considerazioni di tipo economico che spingono negli impianti singoli ad amplificazioni a larga banda, normalmente meno costose, mentre negli impianti collettivi, specialmente se di grandi dimensioni, sono spesso presenti impianti canalizzati. Nel caso di impianti canalizzati, ogni segnale DTT richiede un nuovo amplificatore di canale (o filtro amplificato di canale) o un convertitore di canale. Per altro anche un nuovo canale TV analogico richiederebbe esattamente la stessa cosa. Per gli impianti con amplificazione a larga banda, quando siano presenti interferenze co-canale provenienti da trasmettitori di diversi siti o di polarizzazioni diverse, fra segnali DTT e segnali TV analogici o altri segnali DTT, bisognerà effettuare una o se necessario più di una delle seguenti operazioni in funzione del fatto che il segnale interferente sia da utilizzare comunque nell impianto o meno: attenuare l interferenza TV analogica mediante filtri elimina-canale; convertire il canale analogico su una frequenza libera; convertire il canale DTT su una frequenza libera. Impianto di edificio e di appartamento Gli impianti di edificio e di appartamento devono essere anch essi a norma. Si sottolineano in questo caso due aspetti: la schermatura dell impianto e gli adattamenti di impedenza. La Guida del CEI richiede un coefficiente di schermatura di almeno 75 db per gli impianti di edificio nelle bande interessate dal sistema DTT. Questo si ottiene con cavi adeguati, componenti passivi adeguati e soprattutto con una cura installativa notevole. Una calza del cavo coassiale male collegata fa precipitare il coefficiente di schermatura dell impianto. Sovente questi effetti si vedono dopo un po di tempo che l installazione è stata effettuata, a causa di ossidazione delle superfici ecc. Questo può comportare che l interferenza che con tanta cura si è eliminata dal sistema ricevente entra attraverso il cavo. I segnali DTT sono vulnerabili agli echi corti, dell ordine di 0,15 μs. Negli impianti fissi, questi echi possono essere soprattutto causati da disadattamenti di impedenza, come per esempio da code di cavi coassiali non terminati. Quasi tutti i produttori di materiali per questo tipo di installazioni forniscono degli esempi per la corretta installazione dei materiali. In particolare, per prevenire questo tipo di problemi è importante inserire le terminazioni a 75 Ω in tutti i punti consigliati e non lasciare delle code di cavo collegate senza terminazione. La guida del CEI riporta inoltre l isolamento a RF che deve esserci fra le varie prese dell impianto di distribuzione dei segnali TV e multimediali. Questo è un dato importante che permette di evitare interferenze fra un ricevitore e un altro collegati sullo stesso impianto. Misure che caratterizzano il segnale DTT I parametri che caratterizzano principalmente il segnale DTT sono: signal Level (Livello del segnale); rapporto C/N (Carrier/Noise, portante/rumore); BER (Bit Error Ratio); MER (Modulation Error Ratio). Altri parametri possono essere valutati (per esempio, CSI Channel Status Information) e molti strumenti di misura permettono simili valutazioni. C4 Impianti di ricezione TV 4

5 5 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Signal Level Il livello del segnale ricevuto è uno dei parametri principali che permette di valutare se il ricevitore (STB) è nelle condizioni di lavorare correttamente. Viene misurato sia per i segnali analogici sia per i segnali digitali in dbμv (o in dbmv; 1 dbmv = 60 dbμv; 0 dbμv = 1 μv). Nei canali analogici viene attribuito a questo parametro il valore di picco della portante video che è raggiunto durante la trasmissione dei segnali di sincronismo. Nel caso di segnali digitali questo valore è dato dal livello complessivo del segnale misurato nell intera banda del canale, che nel caso DTT è di 7 o 8 MHz. Se misurato con strumenti che hanno le specializzazioni per i sistemi DTT il valore deve essere compreso fra 31 dbμv e 80 dbμv per la modulazione 64 QAM codice interno 2/3. Rapporto C/N (Carrier/Noise) È una definizione impropria, in quanto non ha molto senso parlare di una unica carrier nel sistema DTT. Il valore C è la quantità di segnale utile che è compresa nella banda del canale interessato, mentre N è il rumore gaussiano che interferisce con il segnale utile all interno della stessa banda. Si misura in db. BER (Bit Error Ratio) I sistemi televisivi digitali trasmettono il loro contenuto in forma digitale. Le trasmissioni televisive digitali sono quindi un flusso di informazioni elementari chiamate bit, che vengono trasferite dal trasmettitore al ricevitore utilizzando le modulazioni più adatte al mezzo trasmissivo che si deve usare. Il BER, chiamato anche tasso di errore è il rapporto fra il numero di bit (informazioni elementari) sbagliati che giungono nel punto in cui si effettua la misura e il numero totale di bit trasmessi. Questi valori sono fondamentali per capire se il sistema funziona correttamente. È fondamentale il valore di questo parametro prima del correttore d errore Reed Solomon, che non deve essere peggiore di Questo valore corrisponde alla condizione QEF (Quasi Error Free). Gli strumenti riportano queste misure in varie forme e in vari punti della catena del sistema di ricezione. Ogni strumento indica (o dovrebbe indicare) sul suo manuale, modulazione per modulazione, codice interno per codice interno la corrispondenza fra il valore QEF e la misura di BER effettuata prima del correttore Reed Solomon. Molti strumenti forniscono anche informazioni relative al BER dopo il correttore Reed Solomon. Poiché gli errori in quel punto del sistema ricevente devono essere molto pochi, quindi una stima completa richiederebbe molto tempo, di solito viene riportata una valutazione del genere: migliore di N 10-8, oppure zero. Altri strumenti riportano in funzione della qualità del segnale ricevuto delle informazioni quali: Fail: qualità del segnale ricevuto inutilizzabile; Marg: qualità del segnale ricevuto insufficiente; Pass: qualità del segnale ricevuto sufficiente. Queste informazioni semplificano le analisi da parte dell installatore; per contro in caso di necessità bisognerà comunque valutare tutti i parametri significativi dei sistemi di ricezione per comprendere bene i problemi. MER (Modulation Error Ratio) Il parametro MER è definito nella specifica ETR 290 (linee guida sui metodi di misura per i sistemi DVB). Questa figura di merito è calcolata valutando la completa degradazione del segnale che è presente all ingresso del circuito di decisione di un ricevitore e fornisce una indicazione della capacità di decodificare correttamente il segnale. È espresso in db, e più è alto il suo valore migliore è la qualità del segnale ricevuto. In presenza del solo rumore gaussiano, MER coincide con C/N.

6 Contenuto del segnale DTT Il contenuto del segnale DTT che occupa la banda di un normale programma TV analogico, si chiama Transport Stream (TS) o Multi Program Transport Stream (MPTS) nel caso in cui contenga più programmi e/o servizi, anche se nel gergo viene chiamato Multiplex. Un MPTS può contenere al suo interno più programmi video, audio, informazioni relative ai programmi trasmessi, per esempio l EPG (Electronic Program Guide) e altre sequenze di dati, per esempio per servizi interattivi. Nella seguente figura C4.2 è riportato uno schema di principio di come può essere composto il contenuto informativo di un MPTS. C4 Impianti di ricezione TV 6 Figura C4.2 Schema di principio del contenuto di un sistema DTT. I vari servizi audio, video vengono digitalizzati e codificati nel blocco chiamato nella figura Codifica, poi vengono inviati a un blocco chiamato TS MUX (Transport Stream MUltipleXer), che forma il flusso digitale da inviare al sistema che prepara i dati per la trasmissione. Nella figura sono esemplificati due canali video, tre canali audio, due flussi dati. Nella realtà i MPTS vengono composti dagli operatori televisivi secondo le esigenze di trasmissione con un numero di programmi variabile, che può arrivare anche a 6 7 canali video, oppure a una quarantina di canali radio ecc.. C4.3 Impianti satellitari Gli impianti satellitari sono impianti per la ricezione dei programmi che provengono dai satelliti geostazionari, cioè da quei satelliti che ruotano attorno alla Terra alla distanza di km e hanno una velocità angolare identica a quella della Terra. I satelliti geostazionari situati davanti a una determinata zona della Terra sembrano fermi rispetto all osservatore e si possono quindi ricevere con una antenna fissa puntata nella esatta direzione del satellite preferito (figura C4.3). Un impianto fisso è composto da tre elementi fondamentali: la parabola; il convertitore (detto anche LNB); il ricevitore (analogico o digitale).

7 7 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Figura C4.3 Orbita geostazionaria per ricezione satellitare. Parabola Un antenna parabolica è un antenna ad apertura dotata di specchio parabolico (riflettore) che può essere utilizzata sia in trasmissione che in ricezione (figura C4.4). Il funzionamento del disco parabolico, in ricezione, è quello di riflettere i segnali provenienti dal satellite e concentrarli sull LNB; quest ultimo è l elemento attivo che realmente esegue la ricezione e la conversione del segnale. La direttività, e quindi il guadagno di una antenna parabolica, dipende dal rapporto tra il suo diametro efficace e la lunghezza d onda utilizzata nella rice-trasmissione: tanto più elevato è tale rapporto tanto più elevati sono il guadagno e la direttività. Figura C4.4 Antenna parabolica. Piccole antenne riceventi (diametri dell ordine di 60 cm in poi) sono utilizzate, per esempio, per ricevere trasmissioni televisive da satelliti posti in orbita geostazionaria. Grandi antenne (diametri che raggiungono anche più di 30 m) sono usate per comunicazioni tra satelliti e loro stazioni di controllo. La qualità del segnale trasmesso non è identica in tutte le zone e dipende anche dal satellite che si vuol ricevere; ciò impone agli utenti l acquisto di parabole di dimensioni diverse in relazione al luogo geografico. I satelliti diffondono i segnali in un area molto vasta ma, all interno di quest area, il segnale non è percepito allo stesso modo in tutti i punti. Solitamente, il segnale diminuisce man mano che ci si sposta dal centro verso le zone periferiche. Il segnale dei satelliti europei, per esempio, è più forte al centro dell Europa e si indebolisce sempre di più man mano che ci si sposta verso l esterno. Ecco perché (per esempio, su alcuni trasponder di Astra) chi vive nelle regioni del nord Italia, dove il segnale è abbastanza nitido, può acquistare una parabola di circa 60 cm, mentre per chi abita nelle città del Sud Italia, potrebbe essere necessaria una parabola del diametro di quasi 150 cm. Tra i satelliti che si posso captare nel nostro Paese, i più noti sono EutelSat (denominato anche Hot Bird) e Astra, le cui posizioni orbitali sono rispettivamente 13 gradi a Est e 19.2 gradi Est. Rispetto a quanto detto sulla dimensione della parabolica, oc-

8 corre precisare che fa eccezione il satellite EutelSat Hot Bird; il segnale trasmesso da questo satellite, infatti, è molto potente ed è in grado di coprire tutta l Europa senza perdite di segnale rilevanti per le zone periferiche. Per la ricezione del segnale da questo tipo di satellite può andar bene una parabola di media grandezza che si aggira tra i 60 e gli 80 cm (teoricamente, ma per molti versi anche in pratica, è possibile usare antenne dell ordine di 40 cm). Nella tabella C4.2 si riassume il diametro di un antenna parabolica in funzione della densità di segnale. C4 Impianti di ricezione TV 8 Tabella C4.2 Rapporto tra diametro di un antenna parabolica e densità di segnale dbw diametro teorico diametro consigliato [m] [m] 40 2,02 2,5 41 1,80 2,0 42 1,60 1, ,43 1, ,27 1, ,14 1, ,05 1, ,80 1, ,72 1,0 49 0,72 1,0 50 0,64 0,9 51 0,57 0, ,8 53 0,45 0,7 54 0,40 0,6 Quando usata in ricezione, essa è dotata di un elemento ricevente che incorpora un amplificatore a basso rumore e, spesso, un convertitore di frequenza (in tal caso l elemento integrato prende il nome di Low Noise Block Converter, LNBC o semplicemente LNB). Quando usata in trasmissione, l antenna parabolica è dotata di un elemento trasmittente che prende il nome di illuminatore (o feeder), che spesso è costituito da una piccola antenna a tromba. Antenna prime-focus L antenna prime-focus (figura C4.5) è una antenna parabolica a riflessione, di sezione circolare, ricavata sezionando un paraboloide con un piano perpendicolare all asse dello stesso. Il fuoco si trova in asse con l antenna e pertanto al centro di essa. Il LNB per captare i segnali provenienti dal satellite è montato, pertanto, in corrispondenza del centro del disco. Figura C4.5 Antenna prime-focus.

9 9 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Commercialmente le antenne prime-focus sono generalmente di diametro maggiore delle antenne offset. Per la superficie maggiore, l antenna prime-focus è meno sensibile a piccole irregolarità della superficie, anche se, a causa dell angolo di apertura più piccolo, necessita di un puntamento e di un istallazione più accurati rispetto alle più comuni antenne offset. Tuttavia, a causa della posizione di montaggio più orizzontale, rispetto alle antenne offset pioggia o neve si possono raccogliere facilmente sul disco dell antenna condizionando negativamente la ricezione dei segnali provenienti dal satellite. Inoltre il LNB e i bracci di sostegno di questo coprono con la loro ombra parte del segnale che giunge dal satellite che non colpisce pertanto la superficie del riflettore. Antenna offset Un antenna satellitare di tipo offset (figura C4.6) è un particolare tipo di antenna per la ricezione di segnali provenienti da satelliti geostazionari ed è molto diffusa per la ricezione della televisione via satellite. Un antenna offset è costituita essenzialmente da un riflettore (di sezione ellittica), in acciaio, alluminio o materiale plastico, ricavato dalla superficie di un paraboloide tagliandola con un piano non perpendicolare all asse del paraboloide stesso. Pertanto il fuoco del paraboloide, dove sarà collocato il ricevitore LNB non è in corrispondenza del centro dell antenna ma spostato di un angolo di offset rispetto alla verticale della parabola. Figura C4.6 Antenna offset. Il vantaggio di questa tecnica costruttiva rispetto a una tradizionale antenna primefocus è che il segnale che proviene dal satellite colpisce la totalità della superficie del riflettore che non è coperto dall ombra del convertitore LNB o dei bracci che lo sostengono. La superficie delle antenne offset in commercio non è circolare, ma ellittica. L angolo di offset generalmente si aggira intorno ai gradi, pertanto le parabole offset sono montate più verticalmente rispetto a una parabola prime-focus. Questo si traduce in ulteriore vantaggio (soprattutto nei paesi con latitudine elevata): la posizione quasi verticale dell antenna riduce il rischio che possa deformarsi a causa dell accumulo di neve sul piatto. Antenna toroidale Le antenne toroidali (figura C4.7) sono delle particolari antenne satellitari la cui superficie di riflessione è studiata in modo tale da non avere un solo punto di fuoco, ma piuttosto una linea nella quale si forma il fuoco a seconda dell incidenza del raggio da cui proviene il segnale, da satelliti posti in posizione diversa tra loro. In questo modo con un unica antenna è possibile raccogliere il segnale proveniente da satelliti distinti. Ovviamente per ogni posizione satellitare si formerà un fuoco diverso in corrispondenza del quale sarà necessario montare l apposito LNB. L angolo ottimale per la ricezione dei satelliti può variare, a seconda dei modelli in commercio e del disegno della superficie di riflessione, da fino a Le antenne toroidali con un angolo maggiore generalmente sono di tipo gregoriano,

10 C4 Impianti di ricezione TV 10 Figura C4.7 Antenna toroidale. ossia hanno una doppia superficie riflettente allo scopo di ottimizzare la linea in cui si verifica la formazione dei fuochi. Convertitore LNB (Low Noise Block Converter) Il LNB è il blocco convertitore a basso rumore che, nella tecnologia di trasmissione televisiva satellitare, è collocato nel fuoco dell antenna parabolica ricevente. Il LNB (figura C4.8) è il primo componente attivo (il disco della parabola è un componente passivo) che il segnale incontra nel suo percorso verso l apparecchio televisivo; ha il compito di ricevere il segnale proveniente dal satellite, amplificare e operare la conversione di frequenza, ovvero traslare entrambe le bande in blocco in una banda di frequenza inferiore: la conversione di frequenza Gamma della 1ª frequenza intermedia (First Intermediate Frequency). Ciò è necessario in quanto i satelliti illuminano la Terra con un segnale la cui frequenza, dell ordine della decina di gigahertz, è difficilmente trasportabile con un cavo coassiale. Figura C4.8 Convertitore LNB. Con il blocco di conversione l intera gamma di ricezione è trasferita a una frequenza a un ordine da 5 a 10 volte inferiore (tra gli 0,9 e i 2,1 gigahertz) e meglio gestibile. Il segnale così convertito è trasferito al ricevitore satellitare tramite l utilizzo di un cavo coassiale. I componenti principali che costituiscono un LNB sono: l amplificatore; l oscillatore; il convertitore di frequenza.

11 11 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Il LNB è un componente attivo e necessita pertanto di un opportuna alimentazione elettrica. La tensione di alimentazione di questo componente è compresa tra 13 e 18 V. Negli impianti centralizzati questa tensione viene fornita dal centralino TV satellite mentre negli impianti individuali è fornita dai ricevitori SAT e trasferita all LNB tramite lo stesso cavo coassiale che collega i due componenti, centralino e LNB oppure ricevitore e LNB. Questa tecnica viene chiamata telealimentazione. Il LNB, che oggi viene impiegato sia in impianti individuali che centralizzati, viene definito come l LNB universale. Tale denominazione è dovuta al fatto che al suo interno l LNB universale include tutti i circuiti necessari sia alla conversione di frequenza, sia alla selezione di banda e polarizzazione. Moderni LNB universali usano principalmente le polarizzazioni lineari e hanno anche la possibilità di selezionare un range di frequenze di ingresso (due per ogni polarizzazione dette Banda Bassa e Banda Alta) utilizzando un segnale di controllo chiamato tono di commutazione a 22 khz che è sovrapposto (o meno) al tono in tensione (tabella C4.3). Tabella C4.3 Rapporto tra tensione, polarizzazione e banda nei convertitori LNB Tensione Polarizzazione Banda 13 V c.c. Verticale Bassa 18 V c.c. Orizzontale Bassa 13 V c.c khz Verticale Alta 18 V c.c khz Orizzontale Alta Tipi di convertitori LNB In pratica il LNB fornirà in uscita un gruppo di transponder diversi a seconda della tensione utilizzata. In totale vi sono quindi Quattro Gruppi di trasponder, ciascun canale può appartenere a uno di questi gruppi di trasponder, in base alla frequenza e alla polarizzazione di trasmissione. Esistono vari tipi di LNB, a seconda di quale banda possono ricevere. In particolare esistono LNB per le bande s, c e ku (banda tradizionale della tv satellitare). Gli LNB per la banda ku si dividono in LNB universali (polarizzazione verticale e orizzontale) e LNB a polarizzazione circolare. Gli LNB banda ku universali sono di gran lunga più economici e diffusi. Oggi esistono diversi tipi di LNB universale in funzione dell impiego. Universali normali (singoli); sono adatti a impianti di ricezione individuali. LNB twin out; sono utilizzati per collegare due ricevitori satellitari a una stessa antenna parabolica. Esistono anche a 4 (quad) oppure 8 (octo) uscite. Universali Monoblock; sono LNB per la ricezione di due satelliti con lo stesso decoder e una sola parabola. Esistono a 1, 2 e 4 uscite indipendenti. LNB Quattro; sono impiegati in tutti i tipi di impianto collettivi. Attenzione a distinguerli dai Quad. I Quattro non hanno quattro uscite indipendenti ma forniscono in uscita le quattro bande che poi devono essere utilizzate attraverso un apposito centralino. LNB SCR a uscita singola; sono utilizzati per gestire indipendentemente fino a 4 decoder SCR. Questi tipi di LNB permettono di utilizzare un solo cavo di discesa, ma occorre avere dei decoder compatibili. Le caratteristiche significative di un LNB sono: la cifra di rumore dichiarata dal costruttore, la frequenza degli oscillatori locali e il guadagno. In commercio si possono trovare LNB con cifra di rumore compresa tra 0,1 e 1 db, dove il valore minore corrisponde a una qualità migliore.

12 In pratica questo parametro indica quanto rumore apporti ai segnali in transito il processo di amplificazione che il convertitore applica su di esso. Minore cifra di rumore significa segnale meno disturbato. Gli LNB a più bassa cifra di rumore sono più adatti alla ricezione dei canali HD, essendo questi ultimi più sensibili ai disturbi e al rumore. Gli oscillatori locali sono invece a 9,75 GHz per la banda bassa (compresa tra 10,7 e 11,7 GHz) e 10,6 GHz per la banda alta (compresa tra 11,7 e 12,75 GHz). Essi servono per ridurre drasticamente la frequenza dei segnali. Come si è visto in precedenza, in seguito a questa riduzione i segnali potranno essere trasferiti dove necessario, utilizzando uno specifico cavo coassiale. La terza caratteristica è il guadagno che solitamente è compreso tra 40 e 60 db. Relativamente al guadagno non si deve pensare che quando questo è maggiore, l LNB sia migliore. Questo parametro del convertitore è un fattore che deve essere considerato di volta in volta nel contesto progettuale di ogni singolo impianto collettivo. Esistono comunque amplificatori di linea che consentono di amplificare il segnale, se la lunghezza dei cavi (e quindi l attenuazione) è eccessiva. Solitamente vanno installati a metà percorso. Ricevitori satellitari e decoder (STB Set Top Box) La funzionalità più comune offerta da un ricevitore satellitare è la ricezione della televisione trasmessa via satellite, quindi la compatibilità con uno o più standard televisivi satellitari. Il televisore infatti è sempre compatibile con gli standard televisivi per la televisione analogica terrestre (oggi anche il digitale terrestre) in quanto è la tipologia di televisione più diffusa (la tecnologia base utilizzata per esempio dalla televisione pubblica). Solo saltuariamente il televisore è compatibile con altri standard televisivi come per esempio quelli per la televisione satellitare. Il ricevitore (figura C4.9) si presenta come un box in metallo e/o plastica di dimensioni mai superiori a quelli di un videoregistratore. C4 Impianti di ricezione TV 12 Figura C4.9 Ricevitore satellitare. Il ricevitore satellitare è un apparecchio in grado di ricevere e trasformare i segnali che vengono ricevuti dai convertitori (LNB) in semplici segnali televisivi. La principale funzione è quella di sintonizzare le frequenze che il convertitore è in grado di trasportare per mezzo di un cavo coassiale. Dopodiché il ricevitore memorizza i diversi canali e li rende disponibili sul televisore. Si può riferire a trasmissioni analogiche o digitali. Il ricevitore satellitare richiede l impiego di un installazione che non presenta enormi difficoltà. È necessario che al ricevitore venga collegato il cavo coassiale tramite un connettore standard chiamato connettore F, ed eventualmente anche le prese scart che servono per il tv color, il lettore dvd e il decoder esterno. Attualmente per collegare ricevitori e TV in alta definizione (HD) si utilizza un cavo per lo standard digitale definito HDMI. Funzione di un ricevitore satellitare

13 13 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Con la televisione satellitare, al contrario della televisione terrestre e via cavo, è possibile ricevere televisioni di altre nazioni in quanto tratta aree geografiche continentali. Inoltre la televisione satellitare ha una buona ricezione nella quasi totalità delle zone. C4.4 Componenti attivi degli impianti di ricezione TV Antenne Un antenna ricevente può essere definita come un apparecchio in grado di rilevare l energia di un campo elettromagnetico e in grado di fornire, ai capi dei propri morsetti, un segnale utilizzabile nel ricevitore TV. Nello scegliere e installare un antenna si deve tenere in considerazione che l efficienza ottenibile è condizionata sia da caratteristiche intrinseche, proprie dell antenna stessa, che da un insieme di fattori esterni che variano a seconda delle situazioni. Le caratteristiche intrinseche di una antenna sono definite da: guadagno; angolo di apertura; rapporto tra sensibilità nella direzione di ricezione e in quella opposta. I principali fattori esterni si possono invece suddividere in due tipi: fattori strutturali; comprendono caratteristiche quali l altezza dell edificio sul quale viene installata l antenna, le potenziali barriere (costituite da fabbricati vicini), la lunghezza dell impianto e la quantità di utenze; fattori di ricezione; sono caratterizzati dal livello di intensità dei segnali in arrivo, dalla loro lunghezza d onda e dall eventuale presenza di disturbi. La normativa stabilisce che l impedenza di ingresso e di uscita di tutti gli elementi attivi e passivi sia di 300 Ω, per cavo in piattina, e di 75 Ω, per cavo coassiale. Le antenne devono essere costruite con materiali inossidabili e in lega leggera, in modo da poter resistere alle sollecitazioni atmosferiche. In linea generale sono costituite da elementi di alluminio o acciaio zincocromato e verniciato. Esistono in commercio vari tipi di antenne la cui conformazione è strettamente legata alla banda di frequenza che devono ricevere. La parte più importante di ogni antenna è il dipolo: elemento capace di captare le onde elettromagnetiche, di rendere disponibile ai suoi capi una tensione e di inviarla all impianto televisivo. Il dipolo può essere realizzato in versione semplice (rettilinea), ripiegata o in altre forme che comunque consentano un suo orientamento perpendicolare al piano di provenienza del segnale. Ai capi del dipolo viene collegato il cavo coassiale, il quale, a sua volta, viene connesso al miscelatore o al centralino dell impianto TV. La figura C4.10 schematizza un antenna con riflettore a griglia, montata su palo e con cavo coassiale. Figura C4.10 Antenna con riflettore a griglia montata su palo, con cavo coassiale. Cavo coassiale Palo

14 Il dipolo non viene usato da solo ma si combina generalmente con un riflettore (situato posteriormente) e con uno o più direttori (posti anteriormente). In linea generale si costruiscono antenne per la ricezione di canali VHF e UHF terrestri e antenne paraboliche per i canali satellitari. Antenne VHF: possono essere strutturate sia per la ricezione di un solo canale (monocanali) che per la ricezione di più canali della stessa banda (a larga banda). Antenne UHF: si distinguono in direttive a larga banda, a pannello, per gruppi di canali e a larga banda con riflettore a cortina o diedro. Antenne paraboliche: possono essere costruite in acciaio o alluminio, in versioni di diverso diametro (60, 80, 100, 120, 150 cm). La figura C4.11 mostra un antenna VHF a quattro elementi con il suo diagramma di direttività. C4 Impianti di ricezione TV 14 Figura C4.11 Antenna VHF a quattro elementi. La figura C4.12 riporta un antenna UHF con il suo diagramma di direttività. Figura C4.12 Antenna UHF.

15 15 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Terminale di testa Il terminale di testa è quell insieme di apparecchiature interposto tra l antenna e la rete di distribuzione dei segnali. La sua funzione è di adattare i segnali entranti e distribuirli alle varie prese d utenza e può essere costituito, a seconda dello specifico impianto, da miscelatori, demiscelatori, filtri, attenuatori, convertitori di canale, amplificatori e preamplificatori d antenna. Miscelatore Il miscelatore è una apparecchiatura che ha la funzione di combinare e trasmettere, attraverso un unico cavo, un determinato numero di segnali anche di canali diversi. Può essere del tipo: a larga banda, quando copre tutta la gamma di frequenze televisive; di banda, quando somma segnali di più bande di frequenza; di canale, quando lascia passare solamente le frequenze di alcuni canali. I miscelatori possono essere in versione da palo, da sottotetto, oppure essere incorporati direttamente sull antenna. Le loro caratteristiche sono: la perdita di passaggio, o attenuazione, la quale è definita come la perdita di segnale che si ha nell apparecchiatura; la banda passante, definita come l intervallo di frequenza di utilizzo; la separazione fra gli ingressi, definita come elevata attenuazione per le frequenze non volute che, per evitare fenomeni di interferenza tra i vari canali, deve essere di circa 20 db. La figura C4.13 riporta un miscelatore di banda e canale. Figura C4.13 Miscelatore di banda e canale. Demiscelatore È un dispositivo che compie la funzione inversa del miscelatore e separa in uscita i segnali, convogliati da un unico ingresso. Lo stesso miscelatore può essere usato come demiscelatore, quando vengono invertiti gli ingressi con le uscite. Filtro È un apparecchiatura che svolge la funzione di modificare il segnale del circuito sul quale è collocata. A seconda dello specifico filtro si possono avere, per esempio, attenuazioni di tutti i canali, eccetto di quello sul quale il filtro è sintonizzato; oppure il filtro può consentire il passaggio di frequenze di una determinata banda, attenuando tutte le altre. Attenuatore È un dispositivo resistivo che consente di ridurre il valore di un segnale. Esso è normalmente impiegato in tutte quelle situazioni in cui un segnale in arrivo è troppo intenso e crea interferenze su altri canali. Convertitore Il convertitore ha la funzione di trasferire un segnale televisivo su un canale diverso da quello sul quale viene emanato. La trasposizione del segnale è necessaria quando:

16 si vogliono ricevere più canali incompatibili tra loro, oppure con frequenze molto vicine; l impianto di distribuzione è particolarmente lungo; ci si trova in presenza di un segnale molto forte che viene ricevuto direttamente dalla TV e solo secondariamente attraverso l antenna. Amplificatore e preamplificatore d antenna Sono apparecchiature elettroniche che amplificano il segnale in arrivo, se l entità di questo segnale risulta insufficiente per assicurare una buona qualità delle immagini riprodotte dall apparecchio televisivo (figura C4.14). Le caratteristiche di queste due apparecchiature sono le seguenti: il guadagno (è il valore di amplificazione del segnale ed è misurato in decibel); il fattore di rumore (rappresenta la caratteristica di aumento del rumore ed è anch esso misurato in decibel); l impedenza dell apparecchio; la banda passante (intervallo di frequenza che viene amplificato); tensione di alimentazione. C4 Impianti di ricezione TV 16 Figura C4.14 Centralino TV B I III IV V UHF 40 DB. La loro installazione può essere fatta, analogamente a quella del miscelatore, sul palo o nel sottotetto. Risulta evidente che, in presenza di segnali deboli anche dopo l installazione di un amplificatore, si deve ricorrere a un diverso posizionamento dell antenna, in modo da determinare un diverso rapporto di ricezione. Frequentemente gli amplificatori sono dotati di attenuatori su ogni ingresso. La loro funzione è di predeterminare una situazione ottimale, prima dell amplificazione dei segnali. Il guadagno è strettamente legato al numero di prese inserite nell impianto: più grande è l impianto, maggiore deve essere il guadagno dell amplificatore. I preamplificatori di antenna sono normalmente telealimentati mediante il cavo coassiale. In questa situazione anche i miscelatori, i filtri, gli attenuatori ecc. devono essere predisposti per una tale alimentazione. Centralino Negli impianti di ricezione televisivi, il centralino è il cuore dell impianto; esso è principalmente costituito da un alimentatore e da un miscelatore; successivamente, a seconda dei modelli, può contenere filtri, amplificatori, attenuatori ecc. Sul mercato sono reperibili centralini monoblocco e centralini di tipo modulare; questi ultimi risultano essere molto più versatili dei primi, in quanto consentono di accoppiare più componenti di diversa natura in base al tipo di installazione che si desidera; con la presenza di un centralino modulare, canali televisivi si possono sostituire o aggiungere senza difficoltà.

17 17 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza C4.5 Elementi passivi degli impianti di ricezione TV Dopo l antenna e le apparecchiature che compongono il terminale di testa, gli elementi costituenti un impianto di ricezione TV sono: i partitori, utilizzati per dividere il segnale TV in più vie; le cassette di derivazione, aventi la funzione di dividere la linea entrante in tante derivazioni quante sono le prese; le prese d utenza, utilizzate per connettere l apparecchio televisivo alla linea di ricezione; il cavo coassiale, usato per collegare le apparecchiature fra loro. Partitore Il partitore (figura C4.15) viene utilizzato per ottenere da una linea in entrata due o più linee in discesa. Detto in altri termini, esso è utilizzato per dispensare l energia del segnale tra due o più linee di distribuzione. Le caratteristiche del partitore, denominato anche divisore, sono: la quantità di uscite, che rappresenta il numero di linee uscenti e che si possono utilizzare; l attenuazione, che indica la perdita di segnale, misurata in db, dovuta all apparecchiatura; essa è tanto maggiore quanto più elevato è il numero di derivazioni; il disaccoppiamento, che rappresenta il rapporto tra segnale in entrata e il valore del segnale di disturbo: è espresso come una diminuzione o attenuazione che il rumore subisce passando da una presa all altra. Operativamente tanto maggiore è il disaccoppiamento, tanto più elevata è l attenuazione del segnale di disturbo. Figura C4.15 Partitore a due vie. Vengono prodotti partitori a una, due o più vie; nel caso che una delle uscite non venga utilizzata, essa deve essere chiusa con una resistenza terminale del valore di 75 Ω. Derivatore Il derivatore, o deviatore, viene impiegato negli impianti centralizzati e serve per ripartire la linea di distribuzione in più prese d utente, senza interrompere la discesa verso altre derivazioni. Si producono derivatori per una, due, tre o quattro prese d utenza che possono essere del tipo ibrido-direzionale o resistivo. Mentre i deviatori resistivi hanno un comportamento uguale per tutte le bande di frequenza, quelli direzionali presentano una attenuazione di prelievo che decresce con l aumentare della frequenza, compensando quindi la perdita dovuta al cavo. Le caratteristiche che contraddistinguono il derivatore sono: perdita di passaggio; disaccoppiamento; perdita di prelievo.

18 C4 Impianti di ricezione TV 18 Prese A seconda delle caratteristiche dell impianto di distribuzione, si possono impiegare prese di tipo: semplice, passante, terminale. Inoltre anche le prese, come i derivatori, possono essere del tipo resistivo o ibridodirezionale: in questo caso valgono le stesse considerazioni fatte in precedenza. Mentre nelle prese di tipo resistivo, appunto perché tali, i morsetti possono essere utilizzati indifferentemente come entrate e uscite della linea passante, nelle prese di tipo direzionale passante i morsetti di ingresso e di uscita devono essere opportunamente contrassegnati e non possono essere utilizzati indifferentemente. Le prese di tipo induttivo offrono i seguenti vantaggi: sono equipaggiate con un condensatore collegato in serie all accoppiatore induttivo, rispondendo quindi ai dettami delle norme CEI in materia di isolamento tra montante e presa d utenza; presentano la possibilità di variare la quantità di segnale verso il televisore, permettendo di compensare le perdite dovute al cavo coassiale; permettono la regolazione dal punto di installazione, caratteristica utile per ottimizzare le varie sezioni di impianto; offrono la possibilità di collegare fino a un massimo di 8 10 prese in cascata, con ridottissime differenze di segnale tra la presa più vicina e quella più lontana dall antenna; sono dotate di un ingresso laterale per il cavo coassiale, che evita lo schiacciamento dello stesso all interno della scatola per frutti. Vantaggi delle prese di tipo induttivo Prese multiple multifunzione Vengono inoltre commercializzate prese multifunzione che possono collegare utenze per la distribuzione di segnali audio e video, analogici e digitali, terrestri, da satellite e via cavo. Presa TV-RD-SAT a due uscite. L apparecchio è corredato di due uscite IEC 169-2, una con connettore maschio e uno femmina, per il collegamento a due utenze, nella banda di frequenze MHz. La loro applicazione è prevista per tipologie a più prese in cascata, in derivazione, miste (cascata/derivazione) e multi-switch per la distribuzione di canali terrestri e satellitari miscelati. Le utenze possono essere la TV terrestre, la radio terrestre, la TV via cavo, la comunicazione interattiva alberghiera, la TV e radio satellitare. Presa TV-RD-SAT1-SAT2 a quattro uscite. L apparecchio è corredato di due uscite, una maschio e una femmina IEC 169-2, due connettori di tipo F femmina IEC , per il collegamento a quattro utenze, nella banda di frequenze MHz. Si possono derivare utenze quali radio e TV terrestre, radio e TV satellitari analogici e/o digitali. La figura C4.16 riporta le parti componenti di una presa TV-RD-SAT1-SAT2 a quattro uscite. Figura C4.16 Parti costituenti una presa TV-RD- SAT1-SAT2 a quattro uscite.

19 19 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Cavo coassiale Per collegare i vari elementi di un impianto di ricezione TV viene utilizzato un cavo denominato coassiale (figura C4.17); in linea generale esso presenta una impedenza di 75 Ω. Questa caratteristica si rivela necessaria per evitare disturbi di qualsiasi genere che si potrebbero verificare se si utilizzassero cavi non schermati o piattine. Il cavo coassiale è formato da due parti: un anima interna di filo di rame; una calza, concentrica rispetto al conduttore interno. Figura C4.17 Cavi coassiali. I due conduttori sono isolati tra loro mediante una guaina di polietilene (espanso o compatto). Secondo le norme CEI l attenuazione in un cavo coassiale non deve superare i 12 db per ogni 100 m di lunghezza. La sua impedenza deve risultare costante e quindi si deve aver cura di chiudere tutte le colonne montanti di distribuzione con una resistenza di 75 Ω e inoltre si devono evitare curve troppo strette. Infine è da evitare l installazione nelle stesse condutture e scatole di derivazione di conduttori elettrici e cavi di distribuzione TV; se ciò non risultasse possibile la tensione deve essere inferiore a 50 V.

20 C4 Impianti di ricezione TV 20 Impianti di ricezione TV Introduzione Negli impianti d antenna prese coassiali d utente e connettori mobili devono assicurare: elevata efficacia di schermatura contro le interferenze sul segnale TV; ottimale adattamento di impedenza al fine di evitare riflessioni di segnale; disaccoppiamento tra le varie uscite e tra più prese collegate in cascata; compatibilità elettromagnetica secondo le prescrizioni della direttiva EMC. Sistema in Tecnica Digitale Terrestre DTT (Digital Terrestrial Television) Il segnale DTT è più robusto rispetto ai segnali TV analogici. Per la componentistica passiva, in particolare le antenne, il sistema DTT è compatibile con il sistema AM-VSB. Contrariamente alla TV analogica, nel DTT vengono inviati nella stessa banda più programmi in forma digitale. Il segnale DTT viene trasmesso nelle bande di frequenza normalmente riservate alla trasmissione dei segnali televisivi. In Italia viene utilizzata la banda III in VHF (larghezza banda 7 MHz) e le bande IV e V in UHF (larghezza banda 8 MHz). Componenti di un impianto DTT Sistema di antenne per la ricezione dei segnali. Terminale di testa. Impianto di edificio. Impianto di appartamento. Ricevitore. Memo CLIL Memo C4 Impianti satellitari Gli impianti satellitari ricevono programmi che provengono dai satelliti geostazionari che ruotano attorno alla Terra alla distanza di km. Sono composti da: parabola, convertitore (detto anche LNB), ricevitore (analogico o digitale). Parabola: antenna ad apertura dotata di specchio parabolico (riflettore) che può essere utilizzata sia in trasmissione che in ricezione; in ricezione riflette i segnali provenienti dal satellite e li concentra sull LNB, elemento attivo che effettua la ricezione e la conversione del segnale. antenna prime-focus, antenna offset, antenna toroidale. Convertitore LNB (Low Noise Block Converter): è collocato nel fuoco dell antenna parabolica ricevente; ha il compito di ricevere il segnale proveniente dal satellite, amplificare e operare la conversione di frequenza. È composto di: amplificatore, oscillatore e convertitore di fequenza.

21 21 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Memo CLIL Memo C4 Ricevitori satellitari e decoder (STB Set Top Box): Il ricevitore satellitare riceve e trasforma i segnali dal convertitore (LNB) in segnali televisivi: sintonizza le frequenze che il convertitore è in grado di trasportare per mezzo di un cavo coassiale e memorizza i diversi canali rendendoli disponibili sul televisore. Con il sistema satellitare è possibile ricevere televisioni di altre nazioni coprendo aree geografiche continentali, con una buona ricezione nella quasi totalità delle zone. Componenti attivi degli impianti di ricezione TV In un impianto TV l antenna rileva i segnali, sotto forma di onde elettromagnetiche; tramite il dipolo le onde vengono captate e inviate sotto forma di tensione al miscelatore o al centralino; infine tramite un cavo coassiale i segnali sono visualizzati sotto forma di programmi dall apparecchio TV. Antenna: è l apparecchio ricevente in grado di rilevare l energia di un campo elettromagnetico e in grado di fornire, ai capi dei propri morsetti, un segnale utilizzabile nel ricevitore TV. Caratteristiche di un antenna: intrinseche (guadagno, angolo di apertura, rapporto tra sensibilità nella direzione di ricezione e in quella opposta); strutturali (altezza edificio sul quale viene installata l antenna, potenziali barriere, lunghezza dell impianto e la quantità di utenze); fattori di ricezione (intensità dei segnali in arrivo, loro lunghezza d onda e presenza di disturbi). Tipi di antenna: antenne VHF (per la ricezione di un solo canale o di più canali della stessa banda); antenne UHF (direttive a larga banda, a pannello, per gruppi di canali e a larga banda con riflettore a cortina o diedro); antenne paraboliche (in acciaio o alluminio, in versioni di diametro diverso). Terminale di testa: insieme di apparecchiature interposto tra l antenna e la rete di distribuzione dei segnali, con il compito di adattare i segnali entranti e distribuirli alle varie prese d utenza. Si compone di miscelatori, demiscelatori, filtri, attenuatori, convertitori di canale, amplificatori e preamplificatori d antenna. Miscelatore: ha la funzione di combinare e trasmettere, attraverso un unico cavo, un determinato numero di segnali anche di canali diversi (a larga banda, di banda, di canale). Demiscelatore: compie la funzione inversa del miscelatore e separa in uscita i segnali, convogliati da un unico ingresso. Filtro: svolge la funzione di modificare il segnale del circuito sul quale è collocato con l attenuazione selettiva delle frequenze di bande e canali. Attenuatore: dispositivo resistivo che riduce il valore di un segnale (impiegato quando un segnale in arrivo troppo intenso crea interferenze su altri canali). Convertitore: trasferisce un segnale televisivo su un canale diverso da quello sul quale viene emanato. Amplificatore e preamplificatore d antenna: amplificano il segnale in arrivo, quando risulta essere insufficiente per assicurare una buona qualità delle immagini riprodotte dall apparecchio TV. Centralino: è il cuore dell impianto; generalmente è costituito da un alimentatore e da un miscelatore e opzionalmente da filtri, amplificatori, attenuatori ecc.

22 C4 Impianti di ricezione TV 22 Componenti attivi degli impianti di ricezione TV Si definiscono elementi passivi di un impianto TV i partitori, utilizzati per dividere il segnale TV in più vie; le cassette di derivazione, aventi la funzione di dividere la linea entrante in tante derivazioni quante sono le prese; le prese d utenza, utilizzate per connettere l'apparecchio televisivo alla linea di ricezione; il cavo coassiale, usato per collegare le apparecchiature fra loro. Partitore: viene impiegato per derivare il segnale tra due o più linee di distribuzione. Le caratteristiche principali sono: la quantità di uscite e il livello di attenuazione / disaccoppiamento. Derivatore: impiegato negli impianti centralizzati, serve a ripartire la linea di distribuzione in più prese d utente, senza interrompere la discesa verso altre derivazioni. Le caratteristiche che lo contraddistinguono sono: perdita di passaggio, disaccoppiamento, perdita di prelievo. Prese: si possono impiegare prese di tipo semplice, passante o terminale; possono essere del tipo resistivo o ibrido-direzionale. Quelle di tipo induttivo hanno i seguenti vantaggi: equipaggiate con un condensatore, rispondono ai dettami delle norme CEI in materia di isolamento; possibilità di variare la quantità di segnale verso il televisore; regolazione dal punto di installazione; collegamento fino a 8 10 prese in cascata; ingresso laterale per il cavo coassiale, per evitare schiacciamento all interno della scatola per frutti. Vengono inoltre commercializzate prese multifunzione che possono collegare utenze per la distribuzione di segnali audio e video, analogici e digitali, terrestri, da satellite e via cavo. Cavo coassiale: si impiega per collegare i vari elementi di un impianto di ricezione TV. È un cavo schermato formato da un anima interna di filo di rame e una calza, concentrica rispetto al conduttore interno; i due conduttori sono isolati tra loro mediante una guaina di polietilene. Ha un impedenza di 75 Ω, caratteristica indispensabile per evitare disturbi di qualsiasi genere. Memo CLIL Memo C4

23 23 Modulo C Electrical plant using low power Memo CLIL Memo C4 TV reception systems Introduction In the antenna systems the user coaxial sockets and the movable connectors must ensure: high effectiveness of shielding against TV signal interferences; optimal matching impedance, in order to avoid signal reflection; decoupling of the various outputs and of the various sockets drop-down connected; electromagnetic compatibility, according to the provisions of the EMC directive. Digital Terrestrial Television system DTT (Digital Terrestrial Television) The DTT signal is stronger than the analogue TV signal. Concerning passive components, especially antennas, the DTT system is compatible with the AM-VSB system. Unlike the analogue TV, in the DTT one more programs are transmitted in the same band in digital form. The DTT signal is transmitted in the frequency band usually reserved for the transmission of TV signals. In Italy the VHF band III (bandwidth 7 MHz) and the UHF bands IV and V (bandwidth 8 MHz) are used. Componenti di un impianto DTT Antennas system for signal reception. Head terminal. Building plant. Flat plant. Receiver. Satellite systems Satellite systems receive programs coming from geostationary satellites, which rotate around the Earth at a distance of 36,000 km. They are composed of: satellite dish, converter (called LNB too), receiver (analogue or digital). Satellite dish: it s an antenna equipped with a parabolic mirror (reflector), which can be used both to transmit and to receive; in case of reception, it reflects the signals coming from the satellite and directs them to the LNB, active element which performs the signal reception and conversion. prime-focus antenna, offset antenna, toroidal antenna. LNB converter (Low Noise Block Converter): it s placed in the receiving satellite dish focus; it s aimed at receiving the signal coming from the satellite, at amplifying it and at doing the frequency conversion. It s composed of: amplifier, oscillator and frequency converter.

24 C4 TV reception systems 24 Satellite receivers and decoders (STB Set Top Box): The satellite receiver receives and transforms the signals coming from the converter (LNB) into television signals: it tunes the frequencies, which the converter is able to transport through a coaxial cable, and stores the various channels making them available in the television. With the satellite system it s possible to receive TV channels of other Countries covering continental geographical areas, with a good reception in almost all the areas. Active components of the TV reception systems In a TV system, the antenna collects the signals in the form of electromagnetic waves; through the dipole the waves are intercepted and sent in the form of voltage to the mixer or to the central unit; finally, through a coaxial cable, the signals are displayed in the form of programs by the TV. Antenna: receiving device able to detect the energy of an electromagnetic field and to provide, to the extremes of its terminals, a signal usable by the TV receiver. Features of an antenna: intrinsic ones (gain, beamwidth, ratio between the sensitivity in the receiving direction and in the opposite one); structural ones (height of the building on which the antenna is installed, potential barriers, length of the wiring and amount of users); reception factors (intensity and wavelength of the input signals, presence of disturbances). Types of antennas: VHF antennas (to receive a single channel or more channels of the same band); UHF antennas (wideband directional, panel, for groups of channels and wideband with curtain reflector or Dihedral); satellite dishes (in steel or aluminium, with different diameters). Head terminal: set of devices placed between the antenna and the signal distribution network, aimed at adapting the input signals and distributing them to the different users sockets. It is composed of mixers, demixers, filters, attenuators, channel converters, amplifiers and antenna preamplifiers. Mixer: it s aimed at combining and transmitting, through a single cable, a certain number of signals coming from different bands too (wideband, band, channel). Demixer: it performs the opposite function of the mixer and divides the output signals channelled from a single input. Filter: it modifies the signal of the circuit where it s placed through the selective attenuation of bands and channels frequencies. Attenuator: resistive device which reduces the value of a signal (used when a too intense input signal causes interferences in other channels). Converter: it transfers a TV signal to a channel different from the one in which it s emitted. Amplifier and antenna preamplifier: they amplify the input signal, when it s not enough to ensure a good quality of the images displayed on the TV. Central unit: it s the core of the system; it s generally made of a power supply and a mixer and, optionally, of filters, amplifiers, attenuators etc. Memo CLIL Memo C4

25 25 Modulo C Electrical plant using low power Memo CLIL Memo C4 Passive components of TV reception systems The passive elements of a TV plant are the dividers, used to divide the TV signal in more lines; the shunt boxes, which divide the input line in as many shunt lines as the number of sockets are; user sockets, used to connect the television to the receiving line; the coaxial cable, used to connect the devices with each other. Divider: it s used to divide the signal among two or more distribution lines. Its main features are: amount of outputs and level of attenuation/decoupling. Shunt: it s used in centralized plants to divide the distribution line in more user sockets, without interrupting the flow towards other shunts. Its main features are: passage loss, decoupling, output loss. Sockets: simple, passing or terminal sockets can be used; they can be resistive or hybrid-directional. The inductive ones have the following advantages: equipped with a capacitor, they comply with the requirements of the CEI standards on the insulation subject; the signal quantity towards the television can be adjusted; they can be regulated from the installation point; drop-down connection of up to 8 10 sockets; side input for the coaxial cable, in order to avoid crushing in the switch box. Moreover, multi-function sockets are marketed, which can connect users for the distribution of audio and video, analogical and digital, terrestrial, satellite and cable signals. Coaxial cable: used to connect the various elements of a TV reception system. It s a shielded cable composed of an internal core of copper wire and a braid, concentric as to the inner conductor; the two conductors are insulated from each other through a polyethylene sheath. It has an impedance of 75 Ω, essential feature to avoid any type of disturbance.

26 Test di verifica Quesiti a scelta multipla Scegliere la risposta esatta tra quelle indicate. C4 TV reception systems Che cosa è un impianto di ricezione TV? a Un impianto di ricezione TV è un insieme di apparecchi, composto da videocamere, microfoni e apparati registratori, che hanno la funzione di trasmettere dei segnali e trasferirli verso tutti gli utenti collegati. b Un impianto di ricezione TV è un insieme di apparecchi che hanno la funzione di immettere dei segnali, mediante apparecchi ricevitori, e trasferirli in appositi codificatori che li trasformano in immagini e suoni. c Un impianto di trasmissione TV è un insieme di apparati con la funzione di trasmettere notizie, film e musica, che si ricevono dopo il pagamento di un canone. d Un impianto di ricezione TV è un insieme di apparecchi che hanno la funzione di captare dei segnali, emessi da apparecchi trasmettitori, e trasferirli in appositi decodificatori che li trasformano in immagini e suoni. Esercitazioni 2. Che cosa s intende per sistema in tecnica digitale? a Per sistema in tecnica digitale si indica la natura analogica di un segnale, tv, radio, multimediale e la modalità di predisporre la registrazione audio, video, fotografici, grafici, multimediali in genere monitorando costantemente i segnali emessi. b Per sistema in tecnica digitale si indica la natura numerica di un segnale, tv, radio, multimediale o la tipologia di un apparecchio predisposto alla creazione, archiviazione, trattamento e riproduzione di contenuti audio, video, fotografici, grafici, multimediali in genere. c Per sistema in tecnica digitale si indica la caratteristica di ricezione dei segnali tv, radio, multimediale effettuata esclusivamente con il personal computer predisposto per l archiviazione, il trattamento e la riproduzione di contenuti scaricati. d Per sistema in tecnica digitale si indica la caratteristica di condividere i segnali tv, radio, multimediale scaricati con il personal computer e rimessi in rete sottoforma di contenuti audio, video, fotografici, grafici e multimediali. 3. Che cosa sono gli impianti satellitari? a Gli impianti satellitari sono impianti per la ricezione dei programmi che provengono dai satelliti geostazionari che ruotano attorno alla Terra e hanno una velocità angolare identica a quella della Terra. b Gli impianti satellitari sono impianti per la generazione di programmi e ruotano attorno alla Terra a una velocità orbitale sensibilmente inferiore a quella della Terra. c Gli impianti satellitari sono impianti per la archiviazione dei programmi che provengono dai satelliti in orbita che ruotano attorno alla Terra e hanno una velocità angolare superiore a quella della Terra. d Gli impianti satellitari sono impianti per lo spionaggio industriale che memorizzano tramite dai satelliti in orbita i programmi che specifiche aziende producono. 4. Che cosa è il terminale di testa di un impianto TV? a Il terminale di testa di un impianto TV è quell apparecchio che serve per ripartire la linea di distribuzione in più prese d utente, senza interrompere la discesa verso altre derivazioni. b Il terminale di testa di un impianto TV è un blocco convertitore a basso rumore che, nella tecnologia di trasmissione televisiva satellitare, è collocato nel fuoco dell antenna parabolica ricevente. c Il terminale di testa è quell insieme di apparecchiature interposto tra l antenna e la rete di distribuzione dei segnali la cui funzione è di adattare i segnali entranti e distribuirli alle varie prese d utenza. d Il terminale di testa è un apparecchiatura per ottenere da una linea in entrata due o più linee in discesa, cioè serve per dispensare l energia del segnale tra due o più linee di distribuzione.

27 27 Modulo C Impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Esercitazioni 5. Come si può definire un antenna prime-focus? a Un antenna prime-focus è un antenna parabolica a riflessione, di sezione circolare, ricavata sezionando un paraboloide con un piano perpendicolare all asse dello stesso. Il fuoco si trova in asse con l antenna e pertanto al centro di essa. b Un antenna prime-focus è un particolare tipo di antenna satellitare la cui superficie di riflessione è studiata perché non abbia un solo punto di fuoco ma piuttosto una linea nella quale si forma il fuoco a seconda dell incidenza del raggio da cui proviene il segnale. c Un antenna prime-focus è un antenna per la ricezione di segnali provenienti da satelliti geostazionari ed è costituita essenzialmente da un riflettore (di sezione ellittica), in acciaio, alluminio o materiale plastico, ricavato dalla superficie di un paraboloide. d Un antenna prime-focus è un antenna per la ricezione di segnali che si può distinguere in direttiva a larga banda, a pannello, per gruppi di canali e a larga banda con riflettore a cortina o diedro. 6. Come si può definire un antenna ricevente? a Un antenna ricevente può essere definita come un apparecchio in grado di ricevere una tensione sufficiente per fornire, ai capi dei propri morsetti, un segnale utilizzabile nel ricevitore TV. b Un antenna ricevente può essere definita come un apparecchio in grado di ricevere una forza resistiva, data dagli elementi metallici che la compongono, in grado di fornire, ai capi dei propri morsetti, un segnale utilizzabile nel ricevitore TV. c Un antenna ricevente può essere definita come un apparecchio in grado di ricevere una corrente alternata in grado di fornire, ai capi dei propri morsetti, un segnale utilizzabile nel ricevitore TV. d Un antenna ricevente può essere definita come un apparecchio in grado di rilevare l energia di un campo elettromagnetico e in grado di fornire, ai capi dei propri morsetti, un segnale utilizzabile nel ricevitore TV. Quesiti a risposta aperta 1. Secondo quanto prescritto dalle norme EN 50083, in un impianto di ricezione TV che cosa devono assicurare le prese coassiali d utente e i connettori mobili? 2. Enunciare i parametri che caratterizzano principalmente il segnale DTT. 3. Qual è la differenza tra un partitore e un deviatore? 4. Qual è il contenuto del segnale di un sistema digitale terrestre? 5. Illustrare le caratteristiche di utilizzo di un cavo coassiale in un impianto di ricezione TV. 6. Riassumere le caratteristiche essenziali di un amplificatore d antenna. 7. Illustrare quali tipi di antenne si trovano in commercio la cui conformazione è strettamente legata alla banda di frequenza che devono ricevere. 8. Quali sono le caratteristiche significative di un convertitore LNB? 9. Riassumere i tipi di presa per un impianto di ricezione TV e alcuni vantaggi che offrono. 10. Che cosa si intende con il termine schermatura dell impianto in un sistema di ricezione TV? 11. Illustrare le caratteristiche essenziali dei cosiddetti componenti attivi di un impianto di ricezione TV.