T.C. MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI ELEKTRĠK ELEKTRONĠK TEKNOLOJĠSĠ MÜġTEREK YEREL ANTEN TESĠSATI 523EO0151 Ankara, 2011
Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmıģ bireysel öğrenme materyalidir. Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiģtir. PARA ĠLE SATILMAZ.
ĠÇĠNDEKĠLER AÇIKLAMALAR... iii ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1... 2 1. MÜġTEREK ANTEN ELEMANLARI... 2 1.1. MüĢterek Anten Yükselteci (Ön Yükselteç)... 3 1.1.1. Yapısı ve Özellikleri... 3 1.1.2. ÇalıĢması... 4 1.1.3. Anten Yükseltecinin ÇeĢitleri... 5 1.1.4. Bağlantı ġekli... 6 1.2. Abone Priz Dağıtım Sistemleri... 7 1.2.1. Kolonlu (GeçiĢli -Seri) Dağıtım Sistemi... 8 1.2.2. Buatlı Sistem... 8 1.2.3. Yıldız Dağıtım Sistemi... 9 1.3. Dağıtma (Splitter/Bölücü-Dağıtıcı) Elemanları... 10 1.3.1. Dağıtıcı ve BirleĢiriciler (Splitter/Combiner)... 10 1.4. Dağıtım Buatı... 13 1.4.1. Yapısı ve Özellikleri... 13 1.4.2. Bağlantı ġekli ve Sembolü... 13 1.4.3. Ayırıcılar (Tap-Off)... 13 1.5. TV-Rd Priz... 15 1.5.1. Yapısı ve Özellikleri... 15 1.5.2. Paralel Priz Bağlama ve Empedans UygunlaĢtırma... 17 1.6. Hat Kuvvetlendiricileri... 18 1.7. Bağlama Elemanları (Konnektör)... 19 1.8. Ayar ve Ölçme Cihazları... 20 1.8.1. Alan Ölçme Aleti... 20 1.9. Kablo TV Sistemleri... 21 1.9.1. Genel Bilgi... 21 1.9.2. Kablo-TV Dağıtım Sistemi... 22 1.10. Çok Antenli Sistemler ve Tasarımları... 24 1.11. Ortak Anten Sistemleri Tasarımı... 26 1.11.1. Merkez Tasarımı... 26 1.11.2. Dağıtma Sisteminin Tasarımı... 27 1.12. Örnek Projeler... 33 1.12.1. Altı Katlı On Ġki Daireli Apartman Ortak Anten Tesisatı... 33 1.12.2. BeĢ Katlı Yirmi Daireli Apartman Ortak Anten Tesisatı... 34 1.12.3. On Katlı Otuz Daireli Apartman Ortak Anten Tesisatı... 35 UYGULAMA FAALĠYETĠ... 40 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME... 44 ÖĞRENME FAALĠYETĠ-2... 45 2. FM ANTENLER... 45 2.1. Yapısı ve Özellikleri... 45 2.2. Televizyon Alıcı Antenleri... 46 2.2.1. VHF UHF Antenler... 46 2.2.2. Yagi Anteni... 47 2.2.3. Kolîneer Antenler... 48 2.2.4. Logperyodik Antenler... 49 i
2.3. Anten Düzeninin Kurulması KeĢif ve Antenlerin Bağlantı ġekli... 49 UYGULAMA FAALĠYETĠ... 53 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME... 55 MODÜL DEĞEERLENDĠRME... 56 CEVAP ANAHTARLARI... 59 KAYNAKÇA... 61 ii
AÇIKLAMALAR KOD AÇIKLAMALAR 523EO0151 ALAN Elektrik Elektronik Teknolojisi DAL/MESLEK HaberleĢme Sistemleri MODÜLÜN ADI MüĢterek Yerel Anten Tesisatı MüĢterek yerel anten ve kablo TV tesisatının kurulumu ile MODÜLÜN TANIMI ilgili temel bilgi ve becerilerin kazandırıldığı öğrenme materyalidir. SÜRE 40/32 ÖN KOġUL Tek aboneli yerel anten tesisatının kurulması modülünü almıģ olmak YETERLĠK MüĢterek yerel anten tesisatını projeye uygun olarak kurmak. Genel Amaç Rüzgârsız ve yağıģsız bir havada Elektrik Tesisatı Genel ġartnamesi ne uygun müģterek yerel anten tesisatını kurabileceksiniz. Amaçlar Uygun ortam sağlandığında müģterek yerel anten MODÜLÜN AMACI tesisatınında kullanılan elemanların yapısını ve çalıģmasını öğrenerek, bu elemanların bağlantı Ģekilleri ve sağlamlık kontrolleri ile ilgili bilgi ve becerileri kazanarak bu elemanların bağlantılarını yapabileceksiniz. Uygun ortam sağlandığında antenler, çeģitleri, çalıģma prensipleri hakkında bilgi edinebilecek ve bağlantılarını yapabileceksiniz. Tesisat atölyesi, anten, merkezi anten yükselteci, dağıtıcı EĞĠTĠM ÖĞRETĠM (splitter), dağıtım buatı, tap-off, RD-TV priz, hat ORTAMLARI VE DONANIMLARI kuvvetlendiricisi, çatı, matkap, dubel, çelik dubel, sıva üstü kanal, el takımı çantası, multimetre, seviyemetre, alan ölçme aleti, anten kablosu, kablo kanalı. ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME Her faaliyet sonrasında o faaliyetle ilgili değerlendirme soruları ile kendi kendinizi değerlendireceksiniz. Modül sonunda size ölçme verilen test soruları ile de kendinizi modüldeki bilgi ve becerilerinizi değerlendireceksiniz. iii
GĠRĠġ GĠRĠġ Sevgili Öğrenci, Günümüzün vazgeçilmezlerinden olan televizyon ve radyo yayınları, artık her eve kolaylıkla ulaģabilmektedir. Bu yayınların her alıcıya sorunsuzca ulaģması önem taģımaktadır. Çok daireli apartmanlarda, her daire için ayrı bir anten tesisatı hem görünüģ bakımından hem de antenlerin birbirlerini etkilemesi yönünden sakıncalıdır. Birçok direk ve gergi tellerinin bulunduğu çatı bir anten ormanı görünümünde olur ve kentin güzelliğini bozar. Tek tek kurulan antenler çok daha masraflı olacağından tek bir anten ile ortak anten tesisatının kurulması daha uygun olur. Kurulacak müģterek anten tesisatı, tek bir TV yayını için olabildiği gibi çok sayıda televizyon yayınları ile AM/FM radyo yayınları için bir arada da olabilir. Böylece apartmanda bulunan her dairenin çok sayıda yayın izlemesi de sağlanmıģ olur. Bu modül çok kullanıcılı ortamlarda (site, otel, apartman, okul vb.) müģterek yerel anten sistemlerinin tesisatının kurulumu ile ilgili bilgi ve becerileri vermek amacıyla hazırlanmıģtır. Siz, bu modüldeki bilgiler ve uygulamalar ıģığında çok kullanıcılı binaların müģterek anten tesisatında kullanılan malzemeler ve tesisatın yapılıģı hakkında genel bilgi ve becerilere sahip olacaksınız. Böylelikle yaygın ve geçerli bir konuda yeterlik sahibi olarak müģterek anten tesisatı alanında önemli iģ imkânlarına sahip olabileceksiniz. ġekil 1: TV ortak anten tesisatı 1
ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1 AMAÇ ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1 Uygun ortam sağlandığında müģterek yerel anten tesisatınında kullanılan elemanların yapısını ve çalıģmasını öğrenerek, bu elemanların bağlantı Ģekilleri ve sağlamlık kontrolleri ile ilgili bilgi ve becerileri kazanarak bu elemanların bağlantılarını yapabileceksiniz. ARAġTIRMA Bu faaliyet öncesinde yapmanız gereken öncelikli araģtırmalar Ģunlardır: MüĢterek yerel anten ve kablo TV tesisatlarının kullanım amaçlarını ve kullanım yerlerini araģtırınız. Kablo TV hakkında bilgi edininiz. MüĢterek anten tesisatının elemanları hakkında bilgi edininiz. AraĢtırma iģlemleri için internet ortamında araģtırma yapmanız ve anten tesisat elemanlarının satıldığı malzemecileri gezmeniz gerekmektedir. Ayrıca müģterek anten tesisatı ve montajı yapan kiģilerden ön bilgi edininiz. 1. MÜġTEREK ANTEN ELEMANLARI Blok apartmanlarda her daire, kendine özel anten yapmaya kalkarsa apartman damlarında anten kurmak için yer bulmak mümkün olmaz. Kaldı ki antenler birbirine iki-üç metreden daha yakın olduğu taktirde birbirine etki ederek görüntünün bozulmasına sebep olacaktır. Bu durumda yapılacak Ģey, iyi bir anten sistemi ile bütün yayınları alarak her daireye dağıtmaktır. Böyle sistemlere ortak anten sistemleri (MATV : "Master Antenna TV") adı verilir. Ortak anten sistemlerinde halledilmesi gereken iki ana problem vardır: a) Bütün TV istasyonlarının gölgesiz ve yeterince güçlü (ve de gürültüsüz) olarak alınması: Bu problem, tek kullanıcılı sistemlerde karģılaģılanlarla aynıdır. Benzer Ģekilde TV verici istasyonlarının gücü, yönü ve uzaklığına bağlı olarak uygun büyüklükte antenler (gerekirse kuvvetlendirici) kullanılarak iģaretler alınır. Eğer antenin dibinde yeterince güçlü ve temiz bir iģaret alınamıyorsa bunu daha sonra düzeltip dağıtmanın imkânı yoktur. b) Elde edilen iģaretin bozulmadan bütün dairelere dağıtılması: Anten sisteminden elde edilen iģaretler, önce mümkün olduğu kadar aynı seviyeye getirilir. Bunun için bazı istasyonları kuvvetlendirip bazılarını da zayıflatmak gerekebilir. Sonra bütün iģaretler toplanır ve mümkün olduğu kadar kuvvetlendirilerek ortak dağıtma hatlarına verilir. Bu hatlar, daha sonra bütün daireleri dolaģırlar ve TV prizleri aracılığı ile iģaret, dairelere taģınır. ĠĢaretlerin bozulmadan ve aynı seviyede bütün dairelere dağıtılabilmesi için hat kayıpları ve diğer zayıflamaları göz önüne almak ve dağıtma hesabı yapmak gerekir. 2
1.1. MüĢterek Anten Yükselteci (Ön Yükselteç) 1.1.1. Yapısı ve Özellikleri Ortak anten tesisatında alınan sinyallerin yükseltilmesi amacıyla her anten için ayrı kanal yükselteci kullanılabildiği gibi, geniģ bantlı tek bir yükselteç de kullanılabilir. Merkezi TV anten sisteminin bulunduğu yerde anten kazancının yetersiz (düģük) olması halinde, bu sinyali santrala girersek santral gerekli kazancı sağlayamayacaktır. Böyle durumlarda özellikle UHF bantında yeterli kazancı sağlayabilmek için antenle santral arasında bir ön yükselteç kullanılır. ġekil 1.1 de bir ön yükseltecin bağlantı Ģeması görülmektedir. Ön yükselteç, bu Ģekilde görüldüğü gibi 2 parça olabileceği gibi sadece tek parça da olabilir. Bu durumda yükselteç, beslemesini santralden alır. Ön yükselteçler VHF ve UHF için ayrı ayrı olabildiği gibi her iki bant için (VHF- UHF) müģterek giriģli de olabilir. Ön yükselteç üzerindeki kazanç ayarı ile sinyal seviye ayarı yapılarak MATV santralinin giriģine uygun değerde sinyal uygulanmıģ olur. ġekil 1.1: Anten yükseltecinin prensip Ģeması Anten kuvvetlendiricisi, adından da anlaģılacağı gibi antenden çıkan sinyalleri kuvvetlendirmede kullanılır. En önemli özelliği, düģük gürültülü olmasıdır. Ancak anten 3
yükselteci seçerken sadece gürültü seviyesinin düģük olması değil, bunun yanı sıra kazançlarının yüksek olması, anten giriģ sayıları, frekans bantının düzgünlüğü ve diğer tesisat elemanlarına uygunluğu da göz önünde bulundurulmalıdır. Mesela; yan çıkıģlı buat, dağıtıcı, geri dönüģ kuvvetlendiricisi gibi modüllerin takılabilmesi gibi özelliklerin de aranması gerekir. Anten kuvvetlendiricilerinin en önemli özelliğinin düģük gürültülü olduğunu belirtmiģtik. Bunu sağlamak için giriģ katında mutlaka düģük gürültülü bir transistör kullanılır ve transistör, en düģük gürültüyü sağlayacak akımda çalıģtırılır. HaberleĢme sistemlerinde iģaretlerin seviyeleri veya güçleri ifade etmek için watt yerine desibel birimi kullanılır. Bu, sinyal iģaretlerini ölçmek için daha doğru bir birimdir. Kısaca db ile gösterilir. Desibel, oransal bir birim olup giriģ çıkıģ oranının 10 tabanına göre logaritmasının 10 katıdır. Bugün piyasada bulunan anten kuvvetlendiricilerinde gürültü sayısı 3 8 desibel (db) arasındadır. Bu kuvvetlendiriciler, kazançlarına göre ve çalıģtıkları bantlara göre sınıflandırılır. En çok rastlanan kazanç değerleri 20, 25, 30 ve 40 db değerleridir Genelde 20 25 db lik kuvvetlendiriciler 2 transistörlü, 30-35 db kazançlılar 3 transistörlü ve 40 db'den yukarı kazançlılar 4 transistörlü devrelerdir. Bugünkü transistörlerle, transistör baģına, VHF bantında 15 20, UHF bantında ise 10 12 db'lik bir kazanç elde edilebilmektedir. Piyasadaki kuvvetlendiricilerin son iki rakamı, kazanç değerini verecek Ģekilde ayarlanmaktadır. Örnek olarak 825, 25dB kazançlı bir kuvvetlendirici demektir. Ancak hemen belirtelim ki bütün imalatçılar bu standart gösterime uymamakta ve kazanç değerinden daha büyük rakamları da kullanmaktadırlar. Bu yüzden gerçek kazancı öğrenmek için kuvvetlendiricinin kullanma broģürüne veya etiketine bakmak gerekir. 1.1.2. ÇalıĢması Anten kuvvetlendiricilerinin çıkıģları tektir. GiriĢler bir veya birden fazla olabilir. (a) 3 giriģli TSA 3PS modeli b) 4 giriģli TSA 4PS modeli Resim 1.1: Örnek anten yükselteçleri 4
ÇalıĢma frekans bant geniģliğine göre kuvvetlendiriciler geniş banth ve dar bantlı olmak üzere ikiye ayrılırlar. GeniĢ bantlılara bant kuvvetlendiricisi, Dar bantlılara ise kanal kuvvetlendiricisi adı verilir. Genel olarak bütün anten kuvvetlendiricilerinin giriģinde bir süzgeç (filtre) devresi bulunur. Bu devre hem empedans uydurulmasını sağlar, hem de istenmeyen iģaretlerin özellikle yüksek güçlü telsiz ve radyoların kuvvetlendiriciye sızarak TV sinyallerini karıģtırmasını önler. ġekil 1.2: Örnek Bir 4 giriģli anten yükseltecinin devre blok diyagramı (TSA 4PS modeli) 1.1.3. Anten Yükseltecinin ÇeĢitleri GeniĢ Bant Merkezi Anten Yükselteci Yukarıda açıklanan normal tip yükselteçlerdir. Bunlar 3 veya 4 giriģli olabilirler. Bunlar incelediğimiz 3 giriģli yükselteç için UHF1-BIV/V, UHF2-BIV-V, VHF-1 III giriģleridir. 4 giriģli olan çeģitte ise VHF-2 BI bant giriģi mevcuttur. Bunlara ait örnek bağlantı Ģemaları konu 1.4 te gösterilmiģtir. 5
Dağıtma Kuvvetlendiricisi (Santral) Dağıtma kuvvetlendiricisi, yapı olarak anten kuvvetlendiricisine benzer. En önemli fark, bu kuvvetlendiricilerde gürültünün değil; yüksek çıkıģ gücünün önemli oluģudur. Bu yüzden devre tasarımında transistörler daha yüksek akımlı olarak çalıģtırılır. Ġç karıģmayı (ıntermodulation) en aza indirmek için UHF ve VHF bantları ayrı ayrı kuvvetlendirilir. VHF ve UHF giriģlerinin her birinde bir ayarlı zayıflatıcı (attenuator) Zl, Z2 bulunur. Bunlar yardımı ile VHF ve UHF giriģ seviyeleri bağımsız olarak ayarlanabilir. Kuvvetlendirilen VHF ve UHF bantları tekrar iki süzgeç yardımı ile birleģtirilip çıkıģa verilir. ġekil 1.3: Dağıtım kuvvetlendirici ġekil 1.3'te örnek bir santral devresinin blok Ģeması görülmektedir. K1-K2-GK3 katlarından oluģan üç katlı kuvvetlendirici, UHF bandını; K6-GK7'den oluģan iki katlı kuvvetlendirici de VHF bantını kuvvetlendirmektedir. Bu Ģemada K ile gösterilen kuvvetlendiriciler, küçük iģaret gerilim kuvvetlendiricisini; GK ile gösterilen kuvvetlendiriciler ise güç kuvvetlendiricilerini göstermektedir. UHF süzgeci üst geçiren, VHF ve Bl-FM süzgeçleri ise bant geçiren tipten olup çıkıģ tarafındaki süzgeçler aynı zamanda birleģtirici (combiner) olarak görev yaparlar. Zl, Z2 ve Z3 zayıflatıcıları ile her bantın kazancı bağımsız olarak ayarlanabilir. Bu tür kuvvetlendiricilerde, BFR96S çıkıģ transistörleri ile 120dBnV civarında en yüksek çıkıģ seviyesi (ldb bastırma noktasında) elde edilebilir. Daha yüksek seviyeler istenirse yüksek güçlü transistörler veya 'push-pull' çıkıģ katları kullanılmalıdır. 1.1.4. Bağlantı ġekli Yanda Ģekil 1.4 te TSA 4PS modeli bir dört giriģli anten yükseltecinin örnek montaj Ģeması verilmiģtir. Bu bağlantıda 2 adet UHF ve 2 adet VHF anteninden gelen sinyaller yükselteç giriģlerine uygulanmıģtır. ÇıkıĢ ise 24 aboneli bir merkezi anten tesisatının dağıtım buatına uygulanmıģtır. Burada kullanılan dağıtım sistemi, kolonlu (geçiģli) sistemdir ve bir sonraki konuda ele alınacaktır. Yükseltecin beslemesi 220 voltluk Ģebeke gerilimi ile yapılarak dahili besleme katından sağlanmaktadır. 6
ġekil 1.4: Dört giriģli anten yükselteci için montaj örneği 1.2. Abone Priz Dağıtım Sistemleri Priz dağıtım sistemleri santrali örneklerle açıklanacaktır. Bir önceki konuda da açıklandığı gibi bu santrallerin görevi; Radyo FM, VHF ve UHF antenlerinden gelen sinyalleri yeterli seviyeye kadar kuvvetlendirip, filtre edip birleģtirerek çıkıģtan birleģik video iģaretini almaktır. Kazançları, ortalama olarak 20 db ile 40 db arasında değiģir. Merkezi anten tesisatlarında temel olarak 3 ayrı dağıtım sistemi uygulanır. Bunlar: Kolonlu ( geçiģli seri ) dağıtım sistemi Buatlı sistem Yıldız dağıtım sistemi 7
1.2.1. Kolonlu (GeçiĢli -Seri) Dağıtım Sistemi ġekil 1.5 te kolon (geçiģli) sitemin blok Ģeması görülmektedir. Burada VHF anten çıkıģı, santralin VHF giriģine bağlanır. UHF anten çıkıģı santralin UHF giriģine bağlanır. Eğer UHF anten kazancı yeterli değilse, santrale girmeden önce bir UHF ön yükselteç kullanılır. ġayet Rd-FM (radyo) anteni kullanıyorsa, yine santralin Rd-FM giriģine bağlanır. Santralin giriģinde tüm kanallara ait sinyal seviyeleri ortalama 60 db V değerine eģitlenir. Santralın çıkıģ sinyal seviyesi, ortalama 95-105 db V değerine ayarlanır. ġekil 1.5 te santral çıkıģından alınan sinyal, bir dağıtıcıdan (splitter) geçtikden sonra tek kablo üzerinden ve prizden prize paralel olarak bağlanmaktadır. Burada kullanılan prizler, geçiģli tiptir. Her prizin geçiģ kaybı 1dB dir. Yan hat zayıflaması ise 8 12 18 db gibi değerler alır. Kullanılacak prizlerin yan hat zayıflatma değerleri, priz üzerinde olması gereken sinyal seviyesi göz önüne alınarak tayin edilir. Hat üzerindeki son priz sistem empedansına eģit 75 0hm luk dirençle kapatılmıģtır. 1.2.2. Buatlı Sistem ġekil 1.5: Kolonlu (geçiģli) sistem ġekil 1.6 da görüldüğü gibi santral çıkıģı, aynı hat üzerinde yan hat dağıtım buatından prize ayrılmaktadır. Burada kullanılan prizler, sonlu tip prizdir. Son buat, hat empedansına eģit bir yükle (75 Ohm) kapatılmıģtır. Böylece hat sonundan geriye yansımalar önlenmiģ olur. Yan hat dağıtım buatının yan hat zayıflama miktarı, kullanılan kablonun zayıflama faktörü ve prizin yan hat zayıflama miktarı bilindiğine göre tespit edilebilir. 8
1.2.3. Yıldız Dağıtım Sistemi ġekil 1.6: Buatlı sistem ġekil 1.7 de yıldız dağıtım sistemi görülmektedir. Az kullanıcılı küçük sistemlerde (10 20 kullanıcılı) için uygun çözümdür. Pahalı olmasına rağmen en iyi ve güvenilir bir sistemdir. Özellikle de kablo-tv sistemlerinde her abone için ayrı ücretlendirme yapıldığı için bu bağlantı Ģekli kullanılmaktadır. Santral çıkıģı, abone sayısına uygun değerde dağıtım buatına verilir. Dağıtım buatının her bir çıkıģı, bir abone prizine bağlanır. Kullanılan prizler, sonlu tiptir. En verimli anten dağıtım sistemidir. Abone çıkıģ noktasında olması gereken sinyal seviyesini hesaplarken sistemde kullanılan kablo, dağıtım buatı ve priz karekteristiklerinin ve santral çıkıģ seviyesinin bilinmesi gerekir. ġayet dağıtım buatında kullanılmayan abone varsa yansımaları önlemek için bu abone çıkıģının hat empedansına eģit bir yükle kapatılması gerekir. 9
ġekil 1.7: Yıldız dağıtım sistemi 1.3. Dağıtma (Splitter/Bölücü-Dağıtıcı) Elemanları Çok amaçlı sistemlerde antenlerden alınan iģaretlerin bütün prizlere dağıtılması gerekir. Bu iģ için kullanılan elemanlara dağıtma elemanları adı verilir. Bu elemanlar, aynı zamanda iģaretleri kuvvetlendiriyorsa bunlara aktif dağıtma elemanları, sadece dağıtma veya birleģtirme yapıyorsa pasif dağıtma elemanları denir. 1.3.1. Dağıtıcı ve BirleĢiriciler (Splitter/Combiner) Bir TV dağıtım sisteminde, antenden abonedeki prize kadar sinyalin taģınması esnasında sinyalin birçok kollara ayrılması gerekebilir. Sinyalin bölünme iģlemi yapılırken söz konusu olan yüksek frekanslı sinyaller olduğu için hat boyunca hattın karakteristik empedansının değiģmemesi ve yansımaların önlenmesi gerekmektedir. Bu sebepten dolayı sinyalin kollara ayrılacağı yerlerde özel bölücüler kullanılır. Büyük çaplı sistemlerde, özellikle kablo-tv sistemlerinde, en çok kullanılan elemanlardan biri de dağıtıcı ve birleģtiricilerdir(splitter ve combiner). Ġsminden de anlaģılacağı gibi bu elemanlar, birden fazla iģaretin birleģtirilmesinde veya bir iģareti iki ya da daha fazla sayıda kollara ayırmada kullanılır. Örnek olarak bir antenden gelen sinyalleri birden fazla kanal yükseltecine dağıtmak için dağıtıcı (splitter) kullanmak gerekir. Buna karģılık birden fazla kanal kuvvetlendirici veya modülatörün çıkıģlarını birleģtirip dağıtım hattına vermek için de bir birleģtirici (combiner) kullanmak lazımdır. 10
Resim 1.2: 1/2 dağıtıcı (Splitter) Bu elemanların aranan en önemli özellikleri; geniģ bantlı olmaları, kayıpların en aza indirilmesi ve terminaller arasında belli bir izolasyon sağlamasıdır. Teorik olarak hiç kayıpsız bir dağıtıcıda her ikiye bölünmede güç yarıya düģeceğinden belli bir güç kaybı olur. Dolayısıyla 4 çıkıģlı bir dağıtıcıda geçiģ kaybı 2 kat daha fazla olacaktır. Eğer dağıtıcı/birleģtirici dirençlerle yapılmıģsa en ucuz ve kolay yol budur) bu zayıflamalar iki kat daha fazla olur. En çok kullanılan bölücü (dağıtıcı) türleri: 1 / 2, 1 / 3, 1 / 4, 1 / 8 dir. Bu bölücülere ait semboller aģağıda verilmiģtir. Dirençli Dağıtıcı / BirleĢtiriciler (a) ġekil 1.8: Dirençli tip pasif dağıtıcı (splitter) örnekleri A) 2 çıkıģlı (1/2) b) 4 çıkıģlı (1/4) (b) Yapı olarak dağıtıcı ve birleģtiriciler aynıdır; yani bir birleģtirici dağıtıcı olarak da kullanılabilir. Bu elemanlar, değiģik tekniklerle gerçekleģtirilebilir. En basit gerçekleģtirme dirençler ile yapılandır. Bu tür dağıtıcı/birleģtiriciler çok geniģ bantlı yapılabilir. Normal karbon dirençlerle 0-500 Mhz, uçsuz SMD dirençlerle ise 0-10Ghz bant geniģliği elde edilebilir. Buna karģılık geçiģ zayıflamaları fazladır ve terminaller arası izolasyon geçiģ zayıflamasına eģittir ki bu da pek çok konuda uygulama için yetersizdir. 11
Wilkinson Tipi Dağıtıcı / BirleĢtiriciler Daha düģük geçiģ zayıflamasına sahip dağıtıcı/birleģtiriciler elde etmek amacıyla stripline tipi iletim hatları kullanılır. Bu tipler, çeyrek dalga boyu uzunluğundaki iletim hatlarının empedans değiģtirme özelliğinden yararlanır. Ġki çıkıģ yapılacaksa empedans 75 ohm un iki katına, yani 150 ohm a çıkarılır. Ġki tane 150 ohm luk hat parallel bağlanınca tekrar 75 ohm giriģ empedansı elde edilmiģ olur. ġekil 1.9: Çeyrek dalga boylu (stripline) wilkinson dağıtıcı (a) (b) ġekil 1.10: Çoklu wilkinson dağıtıcılar a) 6 yollu direkt dağıtıcı / birleģtirici b) 4 yollu dağıtıcı/birleģtirici Dağıtıcılarda aranan teknik özellikler Ģunlardır: Empedans uygunluğu 12
Yan hatlarda zayıflatma sağlanması GeçiĢte zayıflama Bölücünün türü (aktif veya pasif) 1.4. Dağıtım Buatı 1.4.1. Yapısı ve Özellikleri TV dağıtım sistemlerinde, ana hattan yan hatlara sinyallerin ayrılması gereken yerlerde bulunurlar. Genellikle de antenden gelen sinyalin kolonlara ya da doğrudan abonelere dağıtıldığı yerlerde kullanılır. Bu olayı gerçekleģtirirken hattın empedansının değiģmemesi gerekir. Yani hat dağıtım buatlarının giriģ ve çıkıģ empedansı, ana hattın empedansına eģit olmalıdır. Buatlar sıva altı veya sıva üstü kutular Ģeklinde olabilir ve içerisinde ayırıcı (tap) veya dağıtıcıları (splitter) bulundururlar. 1.4.2. Bağlantı ġekli ve Sembolü Yukarıda da belirtildiği gibi buatlar da bir ayırıcı elemandır ve de ayırıcıların kutulanmıģ hâlidir iç tesisatta kullanılacak olanlar daha çok vidalı F-tipi bağlantı elemanlıdırlar. Kablo-TV sisteminde dıģarda kullanılacak olanlar ise su geçirmez Ģekilde yapılmalıdır. Dirençli veya yönlü kuplaj elemanları ile gerçekleģtirilebilirler. Anten, hat kuvvetlendiricisi veya dağıtım hattından Uydu anteni, Kablo TV, kapalı devre kamera vb. 1.4.3. Ayırıcılar (Tap-Off),santral Dağıtım buatı Dağıtım veya abone hattına ġekil 1.11: Dağıtım buatı sembolü ve Ģematik bağlantı Ģekli Bazı uygulamalarda iģaretler eģit olarak bölünmek istenmez. Büyük bir kısmı bir yöne aktarılırken küçük bir güç yan hatta alınmak istenir. Bu iģi gören elemanlara ayırıcı (tap) adı verilir. Yan geçiģ kaybı düģüktür. Özellikle kablo-tv sistemlerinde ve büyük çaplı bina içi dağıtım sistemlerinde ayırıcılar çok sık kullanılan elemanlardır. 13
ġekil 1.12: Ayırıcı (TAP) elemanı ve değiģik Ģematik gösterimleri Resim 1.3: Ayırıcı (TAP) elemanları Ġyi bir ayırıcıda geçiģ kaybı mümkün olduğunca düģük, giriģ ile yan çıkıģ arası zayıflama istenen yan yol kaybına eģit, yan çıkıģ ile çıkıģ arası zayıflama (izolasyon) ise mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır. Yani yan yoldan ana yola doğru (ters yönde) iģaret sızmamalıdır. Ayırıcılar da dağıtıcılar gibi değiģik tekniklerle yapılabilirler. En basit yol, direnç kullanmaktır. ġekil 1.13.a'da görülen dirençli ayırıcıda geçiģ ve yan yol kayıpları fazladır ve izolasyon yan yol kaybına eģittir ki bu da pek çok durumda yeterli değildir. Ancak yan yol kaybının büyük istendiği durumlarda (15-20 db) geçiģ kaybı 2 db civarına düģer ki bu da kabul edilebilir. Bu durumda R1 dirençleri de çok küçük olacağından, önemli bir empedans uyumsuzluğu söz konusu olmadan bu dirençler, kısa devre edilebilir ve devre sadece iki dirençle (R2 ve R3) gerçekleģtirilebilir. Ġyi kalite ayırıcılar, yönlü kuplaj (directional coupler) elemanları kullanır. Yönlü kuplaj elemanı, bir iletim hattı ile bu hattın içinde iç iletkene paralel ikinci bir iletken hattan oluģur (Ģekil 1.13.b). Yönlü kuplaj elemanının çalıģmasını basit olarak Ģöyle açılayabiliriz: 14
Hattın iç iletkeninden giriģten çıkıģa doğru bir akım geçtiğini kabul edelim. Bu akım, iç iletkene paralel olarak yerleģtirilmiģ olan halka üzerinde bir manyetik endüksiyon akımı doğurur. Bu akım ise sonlandırma direnci üzerinde bir gerilim oluģturur. Bu gerilimin değeri, iç iletkenden geçen akıma ve direncin değerine bağlıdır. Öte yandan iki iletken arasındaki kapasite üzerinden iç iletkenin üzerindeki gerilimle orantılı ikinci bir gerilim halkaya aktarılır. Bu ikinci gerilimin değeri ise iç iletkenin üzerindeki gerilime, iki iletken arasındaki uzaklığa ve direncin değerine bağlıdır. Halka üzerinde oluģan bu iki gerilim toplanır ve halkanın her yeri aynı potansiyelde olduğuna göre yan çıkıģ (Tap) ucunda da bu gerilim elde edilir. Elde edilen bu gerilimin değeri, ana iletkenin gerilimi ve akımına; yani iletkenden geçen güce bağlıdır. Ana hattan yan hatta geçiģ zayıflaması ise halkanın uzunluğuna, iç iletkene yakınlığına ve direncin değerine bağlıdır. ġekil 1.13: a) Dirençli ayırıcı b)koaksiyel tek yönlü kuplaj elemanının iç yapısı Eğer ana hattan ters yönde bir akım geçiyorsa bu sefer manyetik olarak endüklenen gerilim, negatif olacaktır ve eğer bu gerilimin değeri kapasitif gerilimin değerine eģitse iki gerilim birbirini yok edecek ve yan hattaki gerilim sıfır olacaktır. Yani giriģe bir iģaret uygulanmıģsa bu iģaret, belli bir geçiģ zayıflaması ile yan çıkıģa aktarılır. Buna karģılık eğer çıkıģa bir iģaret uygulanırsa bu iģaret yan çıkıģtan alınmaz. Aynı Ģekilde yan çıkıģa uygulanan iģaret ana çıkıģa geçmez. Yan çıkıģ, ana çıkıģtan yalıtılmıģtır. 1.5. TV-Rd Priz 1.5.1. Yapısı ve Özellikleri Merkezi sistem anten tesisatında aboneye ulaģan son nokta TV prizleridir. Prizler de birer ayırıcı elemandır ve iç yapıları ayırıcı elemanlar gibidir. Sadece çıkıģ bağlantı elemanları değiģik yapılmıģtır. Prizler, daire içinde TV cihazlarının anten bağlantılarının yapıldığı dağıtma sisteminin son elemanlarıdır. Bu yüzden çıkıģ bağlantı terminalleri, IEC tipi bağlantı elemanına uygun olmalıdır. Resim 1.4: Standart Rd-TV prizi ġekil 1.14 a.) Rd.TV prizi iç görünüģü b) Priz sembolleri 15
Normal TV anten prizlerinden farklı olarak bu tip prizlerde TV çıkıģının yanında radyo (FM) çıkıģı da vardır. TV prizleri, normal prizlerden farklı bir özellik taģır. Burada kullanılan metal ve plastiğin büyük önemi vardır. Prizlerin içinde radyo ve TV sinyallerini ayıran filtre elemanları bulunur. Radyo sinyali, direnç; TV sinyali, yüksek geçirici filtre devresi ile seçilir. Prizlerin karakteristik empedansının hat empedansına eģit olması gereklidir. TV prizlerinde geri dönüģ kaybı 25 db den büyük olmamalıdır. Prizlerin yan hat dağıtım kaybı 1 db, 8 db, 12 db gibi değiģir. Prizlerin kullanıldıkları aboneye ulaģması gereken sinyal seviyesine göre priz cinsi tayin edilir. Prizlerde ayrıca bir radyo çıkıģı da olacağından radyo ve TV iģaretleri ayırmak için bir süzgeç (filtre) devresi de bulunmalıdır. Kablo bağlantıları sıkıģtırma yolu ile yapılır. Ġyi bir prizin ekranlama faktörünün 70 db'den yüksek olması gerekir. Bunun için de prizin gövdesinin metal olması ve kablo bağlantı noktalarının üstünün de metal bir ekranla kapatılması lazımdır. TV prizleri yan yol kayıplarına göre anılır. 8dB, 12dB, 18dB priz gibi. Yan yol kaybı arttıkça prizin geçiģ zayıflatması azalır. ġekil 1.15: a)hibrid tipi bobinli ayırıcı (Filtre devresi b'deki ile aynıdır) (b) Bir TV prizi iç yapısı (dirençli ayırıcı) Bir de sonlandırma prizi veya ldb'lik diye anılan prizler vardır ki bunlar dağıtım sisteminin son elemanı olan prizlerdir ve bu prizlerde bir ayırıcı devre bulunmaz. Sadece TV/radyo ayırma süzgeci ile çıkıģ bağlantı elemanları vardır. Bu prizlerin çıkıģları asla açık bırakılmamalı, mutlaka TV cihazına bağlanmalı veya 75 ohmluk sonlandırma elemanı ile sonlandırılmalıdır. Aksi hâlde empedans uyumsuzluğu yüzünden gölgeler oluģur ve hat üzerindeki bütün TV cihazlarının görüntü kalitesini bozar. Priz Tipi Yan Hat Dağıtım Kaybı GeçiĢ Kaybı (Db) (Db) Geri DönüĢ Kaybı (Db) NP 01 1 - - NP 08 8 1,5 20 NP 18 18 0,9 30 NP 12 12 1,2 25 Tablo 1.1 16
Yukarıdaki tablo 1.1 de piyasada üretilen ve standarda uygun bir prizin teknik özellikleri verilmiģtir. 1.5.2. Paralel Priz Bağlama ve Empedans UygunlaĢtırma Prizleri anten tesisatlarında paralel bağlamak gerekebilir. Özellikle kolonlu (geçiģli bağlantıda.) prizler birbirine paralel bağlanmak suretiyle en üst kattan en alt kata kadar (ilk aboneden son aboneye kadar) dağıtım yapılır. Burada dikkat edilecek husus, prizlerin aynı tip olması (bk. tablo 1.1) ve mutlaka sonlandırma prizi ve direnci ile sonlandırılmalarıdır. Böylece paralel bağlantıda tüm prizler arası empedans eģitlenmiģ ve son prizden geri yansımalar önlenmiģ olacaktır. Bunun dıģında TV alıcısı ile anten arasındaki sistemde her noktada empedans uygunlaģtırmanın sağlanması gerekir. Aksi hâlde hem gelen sinyal zayıflar hem de hat üzerinde ileri geri yansıyan dalgalar oluģur. Bu da alıcıda yansıyan resimlerin oluģmasına neden olur. Anten ile TV alıcısı arasındaki empedans uygunlaģtırma iki Ģekilde yapılır. Balun Sistemi Yüksek frekansta çalıģan empedans, uygunlaģtırıcı bir transformatördür. Balun, 60 Ohm dan 240 Ohm a geçiģ sağlarken aynı zamanda dengesiz hattan dengeli hatta geçiģ sağlar. ġekil 3.1 de balunun (SĠM5) yapılıģı gösterilmektedir. ġekil 1.16: Balun (Sim 5) Balun, iki ayrı trasformatörden meydana gelir. Transformatörler arasında manyetik kublaj yoktur. Televizyon alıcılarının tüner giriģi 60 Ohm luk diģi jakla giriģlidir. 240 Ohmluk kabloyu bağlarken balunun 240 giriģi kabloya, 60 çıkıģı ise TV alıcısına bağlanır. KatlanmıĢ dipol empedansı 60 ise bu sefer baluna ters bağlanarak kullanılabilir. Dirençle Yapılan Empedans UygunlaĢtırma Televizyon alıcılarında balun yerine dirençle empedans uygunlaģtırma devreleri de kullanılabilir. Dirençli empedans uyğunlaģtırmada giriģ sinyali, bir miktar zayıflar; fakat iletim hattındaki yansımaları önledikleri için kullanıģlıdır. ġekil 1.17 de dengeli ve dengesiz hatlarda kullanılan empedans uygunlaģtırıcılar ile burada kullanılan R1 ve R2 dirençlerin değerlerinin hesaplanması için kullanılan formüller görülmektedir. 17
ġekil 1.17: Dengeli ve dengesiz empedans uygunlaģtırıcı Örnek: GiriĢ empedansı 75 ohm, çıkıģ empedansı 300 ohm olan empedans uygunlaģtırıcının R1 ve R2 dirençlerinin değerlerini bulunuz. 1.6. Hat Kuvvetlendiricileri Hat kuvvetlendiricisi, anten iģaretlerinin hat üzerinde zayıflamasına karģın tekrar normal seviyesine yükseltmek için kullanılır. Hat kuvvetlendiricileri yapı ve özellik olarak dağıtma kuvvetlendiricilerine benzer. Ġki önemli fark söz konusudur. Bunlardan biri hat kuvvetlendiricileri mutlaka tek giriģ ve tek çıkıģlıdır. Buna karģılık dağıtma kuvvetlendiricileri çok giriģ ve çok çıkıģlı olabilirler. Tek giriģ ve çıkıģlı olduklarından eğer her bant ayrı ayrı kuvvetlendirilecekse, giriģlerinde ayırıcı, çıkıģlarında ise birleģtirici süzgeçler bulunur. ġekil 1.18'deki örnek devredeki gibi giriģ iģareti bant geçiren VHF/FM ve üst geçiren UHF süzgeçler yardımı ile üçe ayrılır. Genellikle ayırıcı süzgeçlerden sonra birer zayıflatıcı (Zl, Z2, Z3) ile VHF ve UHF bantlarının kazançları dengelenir. Ġkinci fark ise hat kuvvetlendiricilerinde genellikle bir dengeleyici (egualizer) bulunmasıdır. 18
ġekil 1.18: Hat kuvvetlendirici blok diyagramı Dengeleyici ile özellikle UHF bantının alçak frekanslardaki kazancı azaltılarak kablodaki yüksek frekans zayıflamaları dengelenir. Dengelemenin giriģ-çıkıģ empedanslanmayı etkilememesi için dengeleyici genellikle ara katlara konur. 1.7. Bağlama Elemanları (Konnektör) Koaksiyal kablolar, anten kuvvetlendiricileri ve TV sisteminde diğer elemanlara özel bağlantı elemanları ile bağlanırlar. Bu bağlantı elemanlarına konnektör (connector) adı verilir. Koaksiyal bağlantı elemanlarının pek çok çeģitleri vardır. Ancak TV sistemlerinde kullanılan iki standart bağlantı elemanı vardır. IEC- bağlantı elemanı veya kısaca TVkonnektör ve F-konnektör. IEC- bağlantı elemanı TV alıcı cihazlarının anten giriģlerinde kullanılan bağlantı elemanıdır (şekil 1.19). Bu elemanlara kablo bağlantısı sıkıģtırma veya vidalamak suretiyle yapılır. Çok değiģik görünüģ ve yapıda olanları vardır. Bağlantı elemanının takılıp sökülmesi bastırıp çekme suretiyle olduğundan kullanılıģı çok kolaydır. Ancak temas sıkı geçme ile sağlandığından hareketli parçaların bulunduğu yerlerde ve açık hava Ģartlarında çalıģmaya uygun değildir. Bu yüzden sadece ev içi tesisatta kullanılır. DıĢ iletkeni vidalı olan F-bağlantı elemanı, bu bakımdan daha güvenli bir bağlantı sağlar. Genellikle uydu alıcı sistemlerinde ve profesyonel dağıtım sistemleri ile kablo-tv tesislerinde kullanılır. Erkek F-bağlantı elemanında iç iletken yoktur. Kablonun iç iletkeni uzatılarak orta uç elde edilir. Bu sebepten F-bağlantı elemanı, yalnızca iç iletkeni tekli olan kablolarla kullanılabilir. 19
ġekil 1.19: TV sisteminde kullanılan bağlantı elemanları (a) Ġki değiģik IEC (TV) bağlantı elemanı (b) F- bağlantı elemanı (sağ altta) Bunun dıģında kablonun bağlanması için kelepçeli sıkıģtırma yöntemi de kullanılır. Kablo, kelepçe ile sıkıģtırıldığından bu yöntem son darece sağlam bir bağlantı sağlar Bu yüzden genellikle anten bağlantısında ve ön kuvvetlendiricilerin bağlanmasında bu yol kullanılır. Bu bağlantının mahsuru ekranlamanın ve empedans uygunluğunun iyi sağlanamamasıdır. 1.8. Ayar ve Ölçme Cihazları 1.8.1. Alan Ölçme Aleti TV tesisatları için en gerekli alet, alan ölçme aletidir. Bu alet, belli bir kanaldaki yayının Ģiddetini ölçmek için kullanılır. Yapı olarak frekans seçici bir voltmetredir. Sadece ayarlanmıģ olduğu frekanstaki iģaretin seviyesini (gerilim veya güç) olarak gösterir. Gerilim seviyesi, dbµv olarak; güç seviyesi ise dbm olarak ölçülür. Daha geliģmiģ tiplerinde cihaz içerisinde dahili TV monitörü bulunur. Böylece alınan iģaretin gölgeli olup olmadığı, her karıģmanın varlığı gözlenebilir. TV alan ölçme aleti, aslında giriģ uçlarındaki gerilimi ölçer. Çatıya bağlanacak anten çıkıģları, doğrudan cihazın giriģine bağlanarak anten çıkıģ seviyesi ölçülür. Ölçülen seviye, istenenden az ise daha yüksek kazançlı anten kullanılır. 1.8.2. Seviyemetre MüĢterek anten tesisatının montajı yapıldıktan sonra, proje üzerinde dağıtım noktalarındaki iģaret seviyelerinin ölçülmesi ve görüntünün izlenmesi gerekmektedir. Seviyemetre 48 860 Mhz FM radyo ve televizyon ile 950-1750 Mhz uydu frekanslarında iģaret seviyelerini ölçebilmektedir. FM, VHF, UHF ve S bantlarını içerir. Ayrıca kablolu TV Ģebekesine uygundur. Bu cihazla antenden prize kadar her noktada gerekli ölçümler yapılabilir. Alan ölçme cihazında olduğu gibi bu cihazın da üzerinde kendine ait bir monitörü bulunur. 20
1.9. Kablo TV Sistemleri 1.9.1. Genel Bilgi ġekil 1.20: Seviyemetre cihazı ön görünüģ TV yayın vericileri ile yayın yapmak, en ucuz yol olmakla beraber bu yayın Ģeklinde net ve temiz bir görüntü almak için alıcı antenin, verici anteni görmesi gerekir ki bu özellikle engebeli ve çeģitli yükseklikteki binaların bulunduğu yoğun yerleģim yerlerinde pek mümkün değildir. Ayrıca karıģmayı önlemek için bir bölgede yapılabilecek yayın sayısı sınırlıdır. Bu durumda en uygun çözüm, yayının havadan değil; bir kablo yardımıyla yeraltından dağıtılmasıdır. Kablo-TV yayını ile çok sayıda kanalı en iyi Ģekilde izlemek mümkündür. Kablo TV sistemi yayınları 8Mhz bant geniģliğine sahip olup 47 486 Mhz arasındadır ve S bantı olarak ifade edilir. Ayrıca bu sistemde aboneler belli olduğundan bir ücretlendirme yapmak ve bunun karģılığında özel video ve canlı yayınlar yapmak, abonenin istediği baģka bilgileri kontrol merkezinden alması (teletekst yayınlarına benzer Ģekilde) ve diğer bazı imkânlar sağlanabilmektedir. Bütün bunlara karģılık bu sistem, diğerleri arasında en pahalı ve kurulması zor olanıdır. Bu sistemin kurulması için "Head End adı verilen ana merkezden bütün evlere ulaģacak bir kablo sisteminin döģenmesi ve pek çok kuvvetlendirme, dağıtma ve bağlantı elemanı gerekir. Kablo-TV sistemi, aslında 50 yıl geçmiģi olan bir sistemdir. Ancak yaygınlaģması son on yıl içinde olmuģtur. Bugün Avrupa nın bütün büyük Ģehirlerinde bu sistem kullanılmaktadır. Türkiyede ilk uygulama Ankara da baģlamıģ olup, Ġstanbul ve diğer büyük Ģehirlerimizde de bu konuda yoğun çalıģmalar baģlamıģ bulunmaktadır. Türkiye de kablo-tv dağıtımı Türk Telekom tarafından baģlatılmıģ olup Temmuz 2005 ten itibaren TÜRKSAT Ģirketine devredilmiģtir. 21
ġekil 1.21: Kablo TV dağıtım blok diyagramı Kablolu sistemin sağladığı yararları Ģöylece sıralayabiliriz: Ġletim ortamı olarak ekranlı kablo kullanıldığından baģka servisler (radyo, telsiz yayınları) TV iģaretini bozamazlar. Dolayısı ile TV ye tahsis edilmemiģ frekans bölgeleri de TV yayınları için kullanılabilir. Böylece kanal sayısı çok artar. Bütün abonelere aynı seviyede ve kalitede (gürültüsüz ve yansımasız) resim ulaģtırılabilir. Her aboneye aynı hat çekildiğinden abonelerden belli bir ücret tahsil edilebilir. Ücretini ödemeyen abonenin hattı kesilebilir. Geri yol sayesinde abone, sistem merkezine iģaret gönderebilir. Böylece aynı kablo ile telefon ve veri haberleģmesi de sağlanabilir. 1.9.2. Kablo-TV Dağıtım Sistemi Kablo-TV dağıtım sistemlerini küçük sistemler ve büyük sistemler olarak ikiye ayırabiliriz. Küçük sistemlerde dağıtım yapılacak evler birkaç kilometrelik uzaklıkta ve birbirine yakın olarak bulunurlar. Büyük sistemlerde ise birbirinden ayrı küçük Ģehir veya mahalleler tek bir sistem altında birleģtirilir. Küçük dağıtım sistemlerinde çeģitli TV vericilerinden, uydulardan, diğer kablolu sistemlerden, stüdyolardan ve video kayıt cihazlarından gelen iģaretler bir merkezde toplanır. Frekansları değiģtirilerek, hepsi uygun aralıklarla kablo-tv için kullanılan kanallara yerleģtirilir ve gerekli sayıda ana kablolara (trunk) dağıtılır. Ana kablolar iģareti dağıtımın yapılacağı mahalleye veya sokağa kadar getirir. Buradaki dağıtım kutularından her apartmanın giriģine kadar ana bağlantı kabloları döģenir. Apartman giriģinde iģaret kuvvetlendirilerek dairelere dağıtılır. Apartman içi dağıtım sistemi, normal ortak anten dağıtım sistemlerine benzer. Sadece daha kaliteli, ekranlama faktörü yüksek malzeme kullanılır. Bunun dıģında ayırıcı (tap-off) ve dağıtıcı (splitter) elemanları bu sistemlerde yaygın olarak kullanılır. 22
ġekil 1.22: Geleceğin kablolu TV dağıtım sistemi sadece TV iģaretlerini dağıtmakla kalmayacak telefon, veri bankası, polis, itfaiye ihbar sistemi vb. pek çok servisin aynı hat üzerinden evlere ulaģmasını sağlayacaktır. Gelecekte bir evin ihtiyacı olan telefon, veri bankaları, polis, itfaiye alarm devreleri gibi bütün iletiģim sistemleri, tek bir geniģ bantlı kablo sistemi ile evlere getirilecektir. ġekil 1.22 de böyle bir dağıtım sistemi görülmektedir. Bugün kullanılan kablo-tv sistemleri 47 486 MHz frekans bantını kullanır ve toplam 52 kablo kanalı vardır. Kablo sistemi tamamen ekranlı olduğundan dıģarıdan gelen yayınlardan etkilenmez. Bu yüzden FM radyo, telsiz vb. diğer haberleģme sistemlerine tahsis edilen frekans bantları kablo sisteminde de kullanılabilir. Kanal Adı Kanal Numarası Frekans (MHz) Kanal Sayısı VHFI 2... 4 47... 68 MHz 3 Alt S-Bant S1... S10 104... 174 MHz 10 VHF III 5... 12 174... 230 MHz 8 Üst S-Bant S11... S20 230... 300 MHz 10 GeniĢletilmiĢ S-Bant S21... S41 302... 470 MHz 21 Toplam 52 Tablo 1.2: Kablo-TV kanalları Kablo-TV kanallarının dağılımı tablo1.2 'de verilmiģtir. Tablodan da görülebileceği gibi özel bantlardaki süper kanallar (S bantı kanalları), normal TV alıcıları tarafından 23
alınamazlar. Bu kanalları seyredebilmek için TV alıcı tuner devrelerinin özel olarak yapılmıģ olması ya da ek bir kanal değiģtirici (konvertor) kullanmak gerekir. 1.10. Çok Antenli Sistemler ve Tasarımları Eğer VHF ve UHF vericileri aynı yönde değillerse veya iki ayrı yönden gelen UHF yayınları varsa birden fazla anten kullanmak gerekir. Bu durumda kullanılacak kuvvetlendiriciler de özel olarak seçilmelidir. Eğer ayrı ayrı VHF ve UHF antenleri kullanılacaksa ve iģaret Ģiddeti yeterli ise pasif bir VHF/UHF birleģtiricisi kullanmak yeterli olur. Bu birleģtiriciler, alçak ve yüksek geçiren iki süzgeç devresinden oluģmuģ olup zayıflatmaları 1 2 db kadardır. GeniĢ bantlı birleģtiriciler bu iģ için kullanılmamalıdır. Çünkü bu birleģtiricilerin zayıflatması daha yüksektir ve bir süzgeçleme olmadığından iki antenin iģaretleri birbirine karıģarak gölgelerin meydana gelmesine sebep olur. Eğer değiģik yönlerden gelen zayıf iģaretler varsa bu durumda kanal kuvvetlendiricileri kullanan aktif çok kanallı bir birleģtirici veya santral kullanmak gerekir. Bu tür bir sistem tasarımı için her yönden gelen iģaret veya iģaretlerin Ģiddeti ölçülür ve gerekli kuvvetlendirmeler hesaplanır. Bu kuvvetlendirmeleri sağlayacak kazançta kanal kuvvetlendiricilerinden meydana gelen bir sistem kurulur. Bu durumlarda kazancı ayarlı kuvvetlendiriciler kullanılarak bütün kanal çıkıģlarını aynı seviyeye getirmek en iyi sonucu verecektir. Bu tür bir tasarım örnek 1.1'de verilmiģtir. Örnek 1.1: Dipol antenle yapılan ölçümler sonunda sistemin kurulacağı yerde aģağıda verilen iģaret Ģiddetleri ölçülmüģtür: Kuzey yönünden 26. kanalda 70dBµV Doğu yönünden 34. kanalda 58 dbµv Güneybatı yönünden 38. kanalda 66dBµV, 43.kanalda 71dBµV ve 8.kanalda 72dBµV Gerekli alıcı sistemi tasarlayınız. Çözüm: a) Yayınlar üç ayrı yönden geldiğine göre en az üç ayrı anten kullanmak gerekir. Bunlardan ikisi UHF, biri ise VHF-UHF kombine anten olmalıdır. Kombine anten yerine bir VHF bir UHF anten de kullanılabilir. Bu tercih anten fiyatlarına bakılarak yapılmalıdır. Kanal nu Sinyal seviyesi Anten kazancı Anten çıkıģı Kuvvet kazancı Kuvvet çıkıģı Tablo 1.3: Hesaplanan ideal seviyeler 24 Hat zayıflatması Priz çıkıģı dbµv db dbµv db dbµv db dbµv 8 75 3 78 8 86 11 75 26 70 5 75 15 90 15 75 34 58 10 68 23 91 16 75 38 66 5 71 20 91 16 75 43 71 5 76 16 92 17 75
b) 34. kanal iģareti, yeterince kuvvetli olmadığından bu kanal anteninin yüksek kazançlı olması gerekir. 1OdB kazaçlı anten kullanılırsa çıkıģ gerilimi 58+10 68 dbµv olur. Diğer kanallar için 5dB kazançlı bir balkon anteni yeterli olacaktır. Kombine antenin VHF kazancı 3 db ise anten çıkıģ seviyeleri tablo 4.1'deki gibi olur. Kuvvetlendirici kazançları (1.1)... (1.4) formülleri kullanılarak hesaplanırsa tablodaki değerler elde edilir. Örnek olarak 34. kanalı ele alırsak: Priz giriģ seviyesi = 75 + 1 = 76 dbµv (1.1) Kablo giriģ seviyesi = 76 + 15 = 91 dbµv (1.2) Anten çıkıģındaki iģaret seviyesi = 58 + 10 = 68 dbµv (1.3) Kuvvetlendirici kazancı = 91-68 = 23dB (1.4) ġekil 1.23: Örnek 1.1 için hesaplanan değerlere göre yükselteç bağlantısı Elde ayarlı kuvvetlendiriciler varsa bu değerler aynen sağlanabilir. Ancak standart 10, 15 ve 20 db kazançlı kuvvetlendiriciler kullanarak da bu iģ yapılabilir. Bu durumda 34. ve 38. kanal için 20dB, 8. kanal için 10 db ve 26. kanal için 15dB kazanca sahip kuvvetlendiriciler kullanılırsa elde edilecek çıkıģ seviyeleri tablo 1.4'teki gibi olur. Kanal Seviyesi Kazancı ÇıkıĢı Kuvv. Kuvv. Hat Priz çıkıģı nu kazancı çıkıģı zayıflatması dbµv db dbµv db dbµv db dbµv 8 72 3 75 10 85 11 74 26 70 5 75 15 90 15 75 34 59 10 69 20 89 16 73 38 66 5 71 20 91 16 75 43 71 5 76 15 91 17 74 Tablo 1.4: Standart kuvvetlendiriciler kullanılırsa elde edilecek seviyeler 25
1.11. Ortak Anten Sistemleri Tasarımı Ortak anten sistemlerinin tasarımı, tek çıkıģlı sistemlerinki ile aynı prensiplere dayanır. Yalnız burada sadece istenen seviyede iģaretlerin belli bir noktada elde edilmesi yeterli değildir. Bu iģaretlerin bütün prizlere aynı seviyede ulaģtırılmaları gerekir ki iģin en zor yanı da budur. Dağıtımın yapılabilmesi için dağıtma kuvvetlendiricisinin çıkıģının mümkün olduğu kadar kuvvetli olması gerekir. Bu yüzden ortak anten sistemlerinde çıkıģ seviyeleri 120dBµV civarında olmalıdır. Bir ortak anten sistemi iki bölümden meydana gelir: 1- Merkez (Head-End) 2- Dağıtma hatları ve prizler Merkez çeģitli antenler, gerektiği taktirde kullanılan ön kuvvetlendiriciler ile dağıtma kuvvetlendiricilerinden meydana gelir. Yayın kanallarının çok fazla olmadığı yerlerde veya bütün kanallarda aģağı yukarı aynı seviyede alındığı yerlerde geniģ bantlı tek bir kuvvetlendirici dağıtma kuvvetlendiricisi olarak kullanılabilir. Bu tür kuvvetlendiricilere ortak anten santrali veya kısaca santral adı verilmektedir. Bunların genellikle VHF I/FM, VHF III ve UHF olmak üzere üç giriģi ve bir veya iki çıkıģı bulunur. Son zamanlarda iki ayrı UHF giriģi olan santraller de yapılmakla beraber bunları kanal süzgeci olmadan kullanmak doğru olmaz. Bu durumda iki ayrı antenden alınan UHF kanalları, birbirine eklenerek gölgelerin oluģmasına sebep olacaktır. Bütün kanalların aynı seviyede alınabilmesi için santralin giriģ seviyeleri ayarlı olmalıdır. Bu ayarlar yardımı ile santral çıkıģında VHF ve UHF kanalların seviyeleri mümkün olduğu kadar eģit ve 90-110dB arası olacak Ģekilde ayarlanır. ÇıkıĢ seviyesi, hissedilebilir bir karıģmanın baģladığı seviyenin biraz altında olmak Ģartı ile mümkün olan en yüksek seviyede tutulmalıdır. Bu, dağıtımın rahat yapılmasını sağlar. Kanal sayısının fazla olduğu veya yayınların değiģik yönlerden ve değiģik Ģiddetlerde alındığı bölgelerde geniģ bantlı tek bir kuvvetlendirici yerine kanal kuvvetlendiricileri'nden meydana gelen santraller kullanılmalıdır. Bu tür santrallerde her kanal ayrı ayrı kuvvetlendirildiğinden kanallar arası karıģma ortadan kaldırılmıģtır. Ayrıca her kanalın kazancı bağımsız olarak ayarlanabildiğinden bütün kanalların çıkıģları aynı seviyeye getirilebilir. 1.11.1. Merkez Tasarımı Tek Kuvvetlendiricili Sistemlerin Tasarımı Tasarıma tek çıkıģlı sistemlerde olduğu gibi antenlerin kurulacağı noktadaki alan Ģiddetleri ölçülerek baģlanır. Bu seviyeler 60 dbµv in altında ise yüksek kazançlı bir anten kullanılarak bütün kanallarda 60dBµV üstünde bir seviye elde edilmelidir. Ġkinci aģama olarak en yüksek seviyeli kanalda dağıtma kuvvetlendiricisinin çıkıģ seviyesi izin verilen en yüksek seviyeye gelecek Ģekilde ayarlanır. Santral çıkıģında en yüksek seviye ile en zayıf seviye arasında 10 db'den fazla fark bulunmamalıdır. Aksi hâlde uygun bir sistem tasarımı mümkün olmaz. Kanal Kuvvetlendirici Sistemlerin Tasarımı 26
Bu sistemin tasarımı da diğerine benzer. Yalnız burada bütün çıkıģlar aynı seviyeye getirilebilir ve kanallar arası karıģma olmadığından kuvvetlendiricilerin verebileceği en yüksek çıkıģ seviyesinde bir iģaret, mesela 120 dbµv elde edilebilir ki bu da dağıtma sisteminin tasarımında büyük kolaylık sağlar. ġekil 1.24 'te kanal kuvvetlendirici sistemi kullanan bir santral devresi görülmektedir. Bu sistemde kullanılan kanal kuvvetlendiricileri tek giriģli tiptendir. Bu sebepten birden fazla kanalın tek bir antenle alındığı durumlarda dağıtıcı elemanlar kullanılmalıdır. Bu da giriģte bir zayıflamaya ve iģaret/gürültü oranının düģmesine sebep olur. Diğer tip kanal kuvvetlendiricilerde giriģler köprülenmiģtir. Yani her kuvvetlendiricinin iki giriģ terminali vardır. Bu durumda dağıtıcı eleman kullanmak gerekmez. Anten çıkıģı ilk kuvvetlendiriciye bağlanır. Bunun ikinci giriģ ucu, yandaki kuvvetlendiriciye birleģtirilir ve böylece devam edilir. Bu sistemin avantajları, bir dağıtıcı eleman olmaması ve bu yüzden giriģte ilave bir zayıflama olmamasıdır. Buna karģılık bu sistemde giriģ katları birbirini etkilediğinden kuvvetlendiricilerden birinin değiģmesi veya ayarının bozulması diğerlerini de etkiler. Bu durumda bütün ayarların yeniden yapılması gerekir. Bu türlerde giriģ devresinin yapısına göre en son boģta kalan giriģ ucu ya 75 ohmluk sonlandırma ile kapatılır veya açık bırakılır. Hangi Ģıkkın seçileceğini bilmek için sistemin kullanma kılavuzuna bakılmalıdır. ġekil 1.24: Tek kolon için buatlı dağıtım sistemi 1.11.2. Dağıtma Sisteminin Tasarımı Ortak anten sistemi tasarımının en zor tarafı dağıtma sisteminin tasarımıdır. Bu tasarım daha önce görmüģ olduğumuz kolonlu ( geçiģli -seri), buatlı sistem, yıldız dağıtım sistemi ile ya da kolonlu sistem ile yıldız sistemin birlikte kullanıldığı karıģık sistem ile gerçekleģtirilebilir. Buatlı sisteme göre seviyelerin belli sınırlarda tutulabilmesi için santrale yakın prizlerin geçiģ zayıflatmalarının yüksek, araya girme zayıflatmalarının ise düģük olması, son taraftaki prizlerin ise geçiģ zayıflatmalarının az olması gerekir. Ancak priz zayıflatmaları genel olarak belli değerlerdedir ve bu değerlerden en uygunu seçilmelidir. Bu standart değerler, yapımcı firmalara göre değiģmekle beraber 12dB, 16dB ve 20dB civarında olup bunların ldb altında veya üstünde olabilir. 27
ġekil 1.24'te örnek bir tek kolonlu seri dağıtım sistemi görülmektedir. Santral çıkıģ seviyesi 90dBuV alınmıģ ve sırasıyla 20,12 ve 8 db'lik prizler kullanılmaktadır. Böyle bir sistemde A,B,., E çıkıģ noktalarındaki iģaret seviyeleri 60-80dBµV olacak Ģekilde seçilmelidir. Herhangi bir priz çıkıģındaki iģaret seviyesi: V p = V s -z. I T -Zat-Zg (1.5) formülü ile hesaplanır. Bu formülde: V p : Priz çıkıģ gerilimi V s : Santral çıkıģ gerilimi z : Kullanılan kablonun bir metresinin zayıflatması I T : Santral ile priz arasındaki toplam kablo uzunluğu Zat : Bu prizle santral arasında kalan bütün prizlerin araya girme zayıflatmaları toplamı Zg : Bu prizin geçiģ zayıflatmasıdır. Bu tür sistemlerde en zayıf iģaret en son prizde olacağından tasarım bu priz çıkıģı 60dBµV un altına düģmeyecek Ģekilde yapılmalıdır. Bu sağlanamazsa kullanılan kablo iyileģtirilmeli veya en yüksek çıkıģ gerilimi daha fazla olan bir dağıtma kuvvetlendiricisi kullanılmalıdır. Bütün bunlara rağmen istenen seviye sağlanamazsa o zaman iģaretin 65 dbµv'a düģtüğü yere bir hat kuvvetlendiricisi konularak seviye tekrar yükseltilmelidir. Eğer sadece en son prizde seviye düģük çıkıyor, bundan öncekilerde yeterli seviye elde edilebiliyorsa o zaman en son priz ldb lik (zayıflatmasız) tipten seçilebilir. Ancak sistemin normal çalıģabilmesi için bu priz mutlaka 75Ω empedansla sonlandırılmalıdır. Yani mutlaka TV alıcısına bağlı ya da sonlandırma direnci ile kapatılmıģ olmalıdır. Aksi hâlde yansımalar dolayısı ile bütün sistemdeki alıcılarda gölgeler meydana gelecektir. Örnek: ġekil 1.24'teki sistemde 0.7dB/m zayıflatması olan kablo kullanıldığına ve her priz arasında 3 metre kablo kullanıldığına göre bütün priz çıkıģlarındaki iģaret seviyelerini hesaplayınız. Çözüm 1 A - çıkıģı: V p = 90-0,7x 3-0 - 20 = 90-2,1-20 = 67,9 dbµv S - çıkıģı: V p = 90-0,7x 6-1 - 12 = 90-4,2-1 - 12 = 72,8 dbµv C - çıkıģı: V p = 90-0,7x 9 - (1+1.5) - 8 = 90-6,3-2,5-12 = 69,2 dbµv D - çıkıģı: V p = 90-0,7x 12 - (1+1.5+1.5) - 8 = 90-8.4-4 - 8 = 69.6 dbµv E - çıkıģı: V p = 90-0,7x 15(1 +1.5+1.5+1,5)-8 = 90-10,5-5,5-8 = 66 dbµv 28
Bu örnek için seviye-mesafe diyagramı da Ģu Ģekildedir: ġekil 1.25: Örnek 1 için seviye-mesafe diyagramı Yıldız dağıtımda ise konu 1.2 de de görüldüğü gibi santral çıkıģında kullanılan dağıtıcılar yardımı ile iģaretler priz sayısı kadar kollara ayrılarak her priz için bir çıkıģ elde edilir. Sonra bu çıkıģlar ayrı ayrı kablolarla prizlere taģınır. Yıldız Sistemi Için Hesaplamalar Yıldız sistemde daima ldb (OdB)lik sonlandırma prizi kullanılır. Bu sistemde priz çıkıģ seviyeleri aģağıdaki formülle hesaplanır: Vp = Vs-Zdt z. l-zg (1.6) Bu formülde: V p : Priz çıkıģ gerilimini V s : Santral çıkıģ gerilimini z : Kullanılan kablonun bir metresinin zayıflatmasını V s : Santral çıkıģ gerilimi l : Santral ile priz arasındaki kablo uzunluğunu Zd : T Kullanılan dağıtıcıların araya girme zayıflatmaları toplamını Z g : Prizin geçiģ zayıflatmasını (ldb) göstermektedir. Örnek-2 8 prizli bir yıldız dağıtma sisteminde prizlerin santrale olan uzaklıkları 5-15 metre arasında değiģmektedir. Kullanılan 1:2 ve 1:4 dağıtıcıların araya girme zayıflatmaları sırasıyla 4 ve 8 db, kablonun birim zayıflatması 0.6 db/metre'dir. Santral çıkıģı 90 dbµv olduğuna göre prizlerdeki en zayıf ve en kuvvetli iģaret seviyelerini hesaplayınız. Çözüm 2 Önce örneğimize göre yıldız dağıtım blok diyagramını çizelim. 29