Tradiční španělský výrobce anténní techniky Televes nedávno rozšířil nabídku svých digitálních programovatelných zesilovačů o nový model Smartkom. Jedná se o první zesilovač s možností venkovní instalace. V tomto praktickém testu se ho pokusím představit.

Základní vlastnosti

  • Zesilovač s odděleným napájecím zdrojem
  • Tři programovatelné vstupy VHF/UHF obsahující celkem 32 vysoce selektivních digitálních filtrů
  • Možnost napájení předzesilovače stejnosměrným napětím 12V s maximálním odběrem 70mA pro každý programovatelný vstup
  • Automatické nastavení úrovně výstupního signálu s real-time AGC
  • Nastavitelná výstupní úroveň v rozsahu 60-85 dBμV(UHF) a 57-82dBμV(VHF)
  • Pasivní vstup pro VKV pásmo
  • Bezdrátové programování přes Bluetooth interface pomocí tabletu nebo chytrého telefonu
  • Ovládací aplikace pro iOS a Android v češtině

Český manuál:
https://www.antech.eu/documents/531911/cs/manuál%20531911_cz.pdf

Popis činnosti

Televes Smartkom (ref.531210) je programovatelný zesilovač s digitálním zpracováním signálů určený pro TV systémy s malým počtem zásuvek a s možností instalace na venkovní stožár.

Venkovní jednotka obsahuje zesilovač a přípojné terminály pro anténní kabely.

Napájení zesilovače zajišťuje vnitřní jednotka (napájecí zdroj ref.550210), která současně umožňuje nastavení zesilovače přes Bluetooth interface a obsahuje také TV/SAT slučovač, pro připojení satelitního konvertoru. Zesilovač je vybaven třemi programovatelnými vstupy VHF/UHF, které umožňují automatické nebo ruční nastavení až 32 kanálů (filtrů), bez možnosti kmitočtové konverze. Každý z 32 filtrů má vysokou selektivitu, která umožňuje nastavení a zpracování i sousedních kanálů. Má individuální AGC a lze jej naprogramovat tak, aby filtroval libovolné kanály pásma VHF (5 až 12) i UHF (21 až 48) v rámci jednoho programovatelného vstupu. Kanály jsou automaticky vyváženy podle zvolené výstupní úrovně. Zesilovač je osazen filtry pro pásmo LTE700 (5G) a ochranou proti zkratu na výstupu. V případě poruchy vnitřní jednotky lze zesilovač napájet libovolným napájecím zdrojem se stejnosměrným napětím 12V, který je dlouhodobě schopen dodat proud minimálně 500mA.

Hlavní body praktického testu

  • Instalace se čtyřmi anténami – 2x UHF/DVB-T2, 1x VHF/DAB, 1x VKV/FM.
  • Varianta se 13-ti použitými filtry, včetně zpracování DVB-T2 signálů na sousedních kanálech.
  • Posouzení vlivu činnosti zesilovače na parametry zpracovávaného signálu DVB-T2 a DAB (negativní vliv šumu zesilovače, či zpracování signálů na sousedních kanálech).
  • Detailní měření reálné strmosti filtrů – DVB-T2 signály na sousedních kanálech, nebo s kanálovým odstupem.
  • Zjištění reálné odolnosti programovatelných vstupů na zahlcení signálem LTE700/5G.
  • Měření odběru napájecího proudu zesilovače v závislosti na zvolené výstupní úrovni a počtu použitých filtrů.
  • Test provozu zesilovače s běžným stejnosměrným zdrojem 12V/1A.

Popis instalace

Pro praktický test zesilovače Smartkom jsem zvolil variantu se čtyřmi anténami v manuálním nastavovacím režimu. Automatický nastavovací režim jsem netestoval.

Na první vstup byla připojena VHF anténa pro DAB signál, zde byli použity dva filtry s šířkou 7MHz. Filtry ve VHF pásmu mají šířku pro běžný DVB kanál, tedy 7MHz, pro místní signál operátora RTI byl zvolen VHF kanál č.7, pro obě sítě ČRo byl zvolen VHF kanál č.12. Vstupní signál všech DAB sítí byl dostatečně silný a kvalitní a digitální zpracování v zesilovači (obrázek č. 9) nezpůsobilo žádné snížení MER (Modulační chybovost digitálního signálu).

Mimo hlavní instalaci bylo vyzkoušeno i zpracování slabého signálu rakouské DAB sítě. Vstupní signál byl na hranici zpracovatelnosti s úrovní 33dBuV (za externím předzesilovačem), tedy výrazně pod minimální specifikovanou hranicí danou výrobcem (40dBuV). Na výstupu zesilovače Smartkom jsem naměřil stále zpracovatelný signál rakouské sítě (obrázek č. 12), avšak zesilovač už nebyl schopen přes AGC takto slabý vstupní signál zesílit na zvolenou referenční výstupní úroveň.

Z tohoto je patrné, že Smartkom je pro slabé signály velice „ohleduplný“, což pro konkurenční výrobky většinou neplatí. I tento model zesilovače Televes má velice slušné šumové číslo, stejně jako jeho starší výkonnější bratříček AVANT X.

Pro příjem DVB-T2 signálu jsem zvolil variantu pro dvě UHF antény. Jedna pro místní vysílač Kleť a jeho čtyři hlavní české multiplexy 21-24 (UHF kanály 22, 27, 30 a 39), zde byl vstupní signál dostatečně silný a kvalitní.

Druhá UHF anténa mířila na 100km vzdálený dolnorakouský vysílač Jauerling (obrázek č.13), ze kterého lze na určité části českobudějovického regionu přijímat celkem pět DVB-T2 multiplexů rakouské společnosti ORS (kanály 21 a 31) a SimpliTV (rakouská placená platforma – kanály 23, 38 a 48). Na příjmové ose k Jauerlingu se shodou okolností nacházejí i dva českobudějovické regionální DVB-T vysílače v obci Včelná (kanály 33 a 46). MER rakouských multiplexů se v místě instalace pohybuje dlouhodobě v rozmezí 18-24dB, podle aktuálních příjmových podmínek. Pro příjem z tohoto směru byla použita UHF směrová anténa a nízkošumový předzesilovač bez LTE filtru.

Do VKV vstupu jsem zapojil běžnou venkovní víceprvkovou anténu.

Na VKV signály z této antény nemá zesilovač kromě nepatrného průchozího útlumu (-1dB) žádný vliv (obrázek č. 14). Tedy i když je zesilovač bez napájení, VKV signál z této antény na výstupu zesilovače je bez změny.

Zpracování DVB-T2 signálů na sousedních kanálech a pod hranicí úrovně 40dBuV

Při testu jsem se zaměřil na kvalitu zpracování a případnou degradaci parametrů DVB-T2 signálů na přímo sousedících kanálech a také na degradaci zpracovávaných signálů na spodní hranici rozsahu vstupní úrovně (40dBuV).

Už předem uvádím, že v obou případech jsem byl velmi spokojen.

Jak je vidět na obrázku č. 15, ke zpracování sousedních kmitočtových kanálů docházelo na třech místech UHF pásma. Kanály 21(DX)-22(lokální)-23(DX), kanály 30 (lokální) a 31 (DX) a kanály 38 (DX) a 39 (lokální). V každé této „kanálové“ situaci byly vystaveny přímé konfrontaci signály místní silné/lokální se vzdálenými slabšími/DX. Rozdíl mezi úrovněmi na svorkách antén byl v tomto případě 35 až 40dB.

Po nastavení kmitočtových kanálů v ovládací aplikaci ASuite (obrázek č. 8) a odeslání settingu do venkovní jednotky proběhlo základní nastavení zesilovače, tedy volba režimu filtrů, zesílení AGC automatického ovládání zisku k nastavené výstupní úrovni (obrázek č. 15).

Poté jsem pomocí měřícího přístroje a korekce úrovně zisku jednotlivých sousedních filtrů (obrázek č. 16) doladil výstupní parametry multiplexů na nejlepší možné hodnoty (obrázky č. 17-23).

Vzhledem k porovnání parametrů DVB-T2 signálů na vstupu zesilovače lze považovat tento zesilovač za velice kvalitní a vhodný pro slučování i sousedních kmitočtových kanálů. Ovšem je třeba dodat, že pro dosažení optimálních výsledků je nutné takovou to instalaci provádět výhradně v manuálním režimu a s odpovídající měřící technikou.

Rovněž jsem vyzkoušel na programovatelný vstup přivést slabý signál těsně pod spodní hranicí rozsahu vstupní úrovně danou výrobcem. DVB-T signál regionálního multiplexu (kanál 46) měl na vstupu úroveň 39dBuV a MER 28,8dB na výstupu zesilovače jsem naměřil signál o nastavené výstupní úrovni (obrázek č.24), v tomto případě 82dBuV a MER 28,4dB!

Podobně se choval zesilovač Smartkom i ke slabým rakouským multiplexům, pokles MER vstup/výstup nepřekročil 0,5dB (obrázek č.25). To je velice solidní výsledek.

Konkurenční výrobky moderních koncepcí DSP musejí mít na vstupu alespoň 50dBuV, jinak dochází k degradaci MER i o 5dB…

Vlastnosti digitálních selektivních filtrů

Velkou předností moderních DSP zesilovačů jsou programovatelné filtry s vysokou selektivitou. Zesilovač Smartkom umožnuje pro tři programovatelné vstupy použít těchto filtrů celkem 32. Filtry lze v ovládací aplikaci nastavit pouze pro jeden kmitočtový kanál(8MHz pro UHF, 7MHz pro VHF) a není k dispozici roztažení filtru na více digitálních TV kanálů, ani kmitočtová konverze na jiný výstupní kanál.

Provedl jsem test, jak ve skutečnosti vypadá kmitočtová charakteristika těchto filtrů v obou TV pásmech a jak se filtry automaticky upravují, pokud jsou zpracovávány signály na sousedních kmitočtových kanálech. Použil jsem na to profesionální spektrální analyzátor (připojen na výstup zesilovače Smartkom) a externí šumový generátor (připojen do programovatelného vstupu zesilovače).

Pokud není při programování filtrů použito sousedních kanálů, pak strmost UHF filtru byla naměřena na kraji 8MHz kanálu 12dB/1MHz s tím, že kraj 8MHz kanálu byl proti středu kanálu potlačen o cca 1,5dB (obrázek č. 26).

Ve stejném případě na VHF filtru byla naměřena na kraji 7MHz kanálu strmost 15dB/1MHz s tím, že kraje 7MHz kanálu jsou proti středu kanálu potlačeny cca 2,2dB (obrázek č. 27).

Pokud v UHF pásmu nastavíme v aplikaci ke zpracování sousední DVB-T2 kanály, pak zesilovač automaticky šířku filtru upraví tak, že strmost na kraji 8MHz kanálu je 18dB/1MHz, ale kraje 8MHz kanálu už jsou potlačeny proti středu kanálu o cca 8,5dB (obrázek č. 28).

Můžeme namítnout, že tímto potlačením krajů kanálu už může docházet k negativnímu ovlivňování vybraného digitálního COFDM signálu, ale v opačném případě (filtr s nižší strmostí) by jistě nastal větší problém na případných sousedních kanálech místního silného signálu, kdy by tak začalo docházet k silné interferenci téhož signálu z obou antén, kdy silný neodfiltrovaný zbytek signálu od sousedního filtru (obrázek č. 29) maskuje a tím pádem ruší sám sebe ve spektru z primárního směru. Naměřené parametry sousedních signálů (obrázky č. 17 až č. 23) ve výstupním spektru potvrzují skutečnost, že toto má výrobce velice dobře vyřešeno.

Interní LTE filtry

Zesilovač Smartkom má ve specifikaci uvedenu vlastnost, že disponuje automatickým potlačením pásma pro službu LTE700. Provedl jsem pokus, kdy jsem přivedl na programovatelný vstup dva místní silné DVB-T2 signály s vynikajícími hodnotami MER o hodnotě vyšší než 35dB (úroveň na vstupu cca 60dBuV).

Tato hodnota MER byla v obou případech naměřena i na výstup zesilovače. Poté jsem přes slučovač přivedl stejný na programovatelný vstup simulaci LTE 700 (5G) signálů pomocí šumového generátoru v kmitočtovém rozsahu podobném, jakou mají všichni tři stávající operátoři na BTS. Postupně jsem zvyšoval úroveň rušivého signálu a zároveň pozoroval hodnotu MER u obou DVB-T2 signálů na výstupu zesilovače.

Ke zhoršení parametru MER začalo docházet v okamžiku, kdy do programovatelného vstupu začal přicházet rušivý signál cca o 20dB silnější, než oba pozorované DVB-T2 signály. Tento okamžik dokumentují obrázky č. 32 až č. 34)

Porovnání výstupních DVB-T2 parametrů bez rušení (30, 31) a v situaci, kdy bylo na programovatelném vstupu spektrum signálů (č. 32), je vidět na obrázcích č. 33 a č. 34.

Závěr z tohoto pokusu je takový, že pokud budeme mít na svorkách antény LTE700 signál silnější než DVB-T2 signály o více jak 20dB, je už vhodné použít filtr externí. Tím spíš, když rušivý signál bude nad horní hranicí rozsahu vstupní úrovně (80dBuV).

Měření napájecího proudu zesilovače

Vzhledem ke koncepci zesilovače, kdy je realizováno vzdálené napájení po koaxiálním kabelu a možnosti umístit venkovní jednotku venku, jsem se rozhodl změřit i velikost napájecího proudu, který poteče přes koaxiální kabel, ale i přes všechny možné kontakty (rozbočovače, průchozí zásuvky atd) a konektory anténních rozvodů. Odběr stejnosměrného proudu zesilovače se mění v závislosti na nastavení výstupní úrovně signálu a počtu aktivních digitálních filtrů. Následující hodnoty naměřeného proudu jsou bez připojených externích předzesilovačů. Při nastavení jednoho digitálního filtru a nejmenší výstupní úrovně 60dBuV byl změřen odběr proudu venkovní jednotky 90mA, při testované variantě se třinácti filtry a nastavené výstupní úrovni 82dBuV byl odběr venkovní jednotky 420mA. Tudíž je nutné počítat s tím, že kvalitní provedení konektorů, připojení kabelů do účastnických zásuvek i do samotného zesilovače a napájecí jednotky je pro spolehlivý provoz zesilovače Smartkom naprosto zásadní.

Zesilovač bez problému fungoval i na obyčejný stejnosměrný napájecí zdroj 12V s proudovou kapacitou 1A. Samozřejmě bez možnosti programování, ale to v případě havárie originální jednotky zase tolik nevadí…

Závěrem

Digitální programovatelný zesilovač Smartkom svou koncepcí zaplňuje prázdné místo v nabídce známého španělského výrobce Televes. Venkovní jednotku lze umístit na stožár k anténám a napájet ho lze včetně programování ze vzdáleného místa. Venkovní jednotka je výrobcem klasifikována stupněm krytí IP23, tedy ochranou před vniknutím předmětů o průměru nad 12 mm (před prstem nad 12 mm a délkou 80 mm) a odolností vůči svisle stříkající vodě při naklonění až 60° v množství 10 l/min. po dobu 5 minut (tzn. ochrana proti pokropení vodou, resp. dešti). Výrobce nám také potvrdil, že Smartkom má za sebou úspěšný test provozu při teplotě -20 stupňů celsia. Manuální programování zesilovače přes Bluetooth rozhraní pomocí bezplatné aplikace pro iOS a Android, tři programovatelné VHF/UHF vstupy, nízké šumové číslo, výborně fungující digitální filtry, AGC a v neposlední řadě také příznivá cena dělá z tohoto zesilovače nadějného hráče na poli moderních DSP zesilovačů pro menší TV instalace.

Na závěr připojuji ještě několik snímků dokumentujících zpracování DVB-T2 signálů na sousedních kanálech a průběh celého výstupního spektra (VKV+VHF+UHF) zesilovače Smartkom (obrázek č. 237) tak, jak bylo naprogramováno ve výše popsané testovací instalaci.

Zesilovač SMARTKOM pro tento test zapůjčila břeclavská společnost ANTECH – výhradní dovozce výrobků Televes do České republiky.

*MER (Modulation Error Ratio) Modulační chybovost – nejkomplexnější parametr klasifikující kvalitu digitálního signálu. Její hodnota zohledňuje vícero faktorů, které působí na běžně šířený signál (Gaussovský šum, fázový šum, vektorová chyba, odstup C/N atd). Čím větší hodnota, tím je signál kvalitnější.

Štítky