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31 oct 2020

voltaje. tono octubre 31, 2020

Otra Fuente para el LNB

Años atrás, en el articulo "Fuente externa para el LNB" se detallaba una fuente de alimentacion regulada para cuando el receptor satelital no enviaba voltaje al lnb, pero que carecia de un generador de tono de 22 Khz para conmutar la banda alta/baja del mismo si el receptor tampoco enviaba esa señal.

En esta oportunidad les comparto un circuito que empleando un sencillo circuito integrado NE-555N y alimentado por una fuente externa de 5 volts, como puede ser el puerto USB de una netbook o una fuente regulada construida a tal efecto, puede manejar el cambio de banda alta/baja en lnb tipo universales de Ku. El mismo consta de 2 llaves, que conmutan el apagado/encendido del generador y asi el cambio de banda alta/baja, y otra llave que permite conmutar entre la polarizacion vertical/horizontal que en los lnb universales significa conmutar entre unos 13 y 18 volts.R7, R8 y R9 son los resistores que regulan el voltaje de salida de la fuente pero R8 y R9 pueden reemplazarse por sendos potenciometros ajustables para regular la salida en 13 a 14 volts y en 18 a 19 volts. todos los capacitores de poliester C1,C2 y C4 conviene que sean de 50 a 63 volts, en especial el electrolitico C3 de 470 uF. C5 es un capacitor de mica. El regulador de voltaje LM-317 debe llevar un disipador de aluminio 40x50mm y varias aletas, por seguridad. La seccion de salida hacia al lnb y el receptor debe estar blindada si el gabinte a usar es de plastico. El integrado NE-555N debe tener un zocalo, para evitar asi soldarlo directamente. las resistencias pueden ser de hasta 1/2 watt. El choque de Radiofrecuencia RFC consiste en unas 12 vueltas de cable de conexiones forrado en plastico, sobre forma de unos 3 mm. Tratandose de altas frecuencias, conviene que el circuito sea armado sobre una plaqueta de pertinax universal para evitar cableados que introducen atenuaciones o espúreos.

La seccion de alimentacion del lnb requiere una fuente no regulada de unos 20-22 volts para obtener asi a la salida unos 17-18 volts. La seccion del oscilador de 22 khz requiere una fuente regulada de 5 volts como la que se obtiene del puerto USB una notebook o de una fuente construida especialmente para entregar ese voltaje. Tambien es posible una fuente unificada para ambas tensiones y que entregue unos 20 volts DC (CC) no regulados a 500 Ma y 5 volts DC regulados a 100 Ma.

A continuacion se detallan las posibles fuentes para alimentar el circuito. Primero, la fuente que entrega unos 20 volts de corriente continua para la seccion de alimentacion al LNB.

y ademas una fuente regulada tipica que entrega 5 volts, para alimentar el oscilador de 22 khz si deseamos que el mismo no dependa de la salida usb de una computadora. Estos circuitos suelen venir ya armados y se usan mucho para Arduino o raspberry.

La imagen siguiente pertenece al proyecto del Autor de la misma, donde se ve una parte del circuito principal conectado a una fuente comercial que lo alimenta. El autor del proyecto es desconocido por eso no lo menciono, pero si es ftapero y diseño el circuito para alinear su antena satelital al Astra 23.5E, ayudado de un receptor SDR HackRF One y una notebook como analizador de espectro con el programa qspectrumanalyzer. (requiere lenguaje python 3.6 y librerias de soapySDR). Aqui en Argentina, el Hack RF One vale actualmente minimo unos 50.000 pesos o tambien 350 dolares , asi que, como decia (QEPD) Bernardo Neustadt, "mejor... lo dejamos ahi". Nosotros podemos aprovechar el circuito para usar un satfinder digital en reemplazo del propuesto por el autor y si viene con analizador de espectro mejor.

Espero que el circuito les sea de utilidad, especialmente a los que buscaban una fuente para alimentar el lnb pero tambien un generador del tono de 22 khz para setear el lnb en banda alta o baja de Ku. Como entenderán, aún no he armado el circuito, asi que solo nos queda confiar en que no tenga errores, aunque es un circuito muy basico de un oscilador y una fuente regulada. tambien otros mas intrepidos podran aislar el circuito del oscilador de 22 khz y armarlo aparte para adaptarlo a sus proyectos.

(por los conectores se deduce el diametro del mismo)

y aislacion de la etapa de salida con papel de aluminio

para evitar interferencias, si el gabinete no es metalico.

Fuente: ftapinamar.blogspot.com

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22 feb 2020

técnicos febrero 22, 2020

DIVISOR DE POTENCIA DE LA SEÑAL

Todos los ftaperos alguna vez han tenido un divisor o splitter en casa, sea en uso o en un cajon de repuestos. Si abrimos algunos de ellos, veremos que no todos tienen el mismo circuito interno ni los mismos componentes. Algunos son muy "sencillos" y otros son mas "elaborados" segun sea su calidad y precio.

En FTA, el mal uso del splitter por desconocimiento, suele producir inconvenientes tecnicos en las estaciones. Por eso, prefiero aconsejar el empleo de diseqcs o de multiswitches en estaciones con mas de un receptor satelital para evitar inconvenientes y dejar los splitters solo para casos especiales.

Si tenemos un multiswitch en un circuito, el voltaje adecuado llegara al lnb solo si es la polarizacion elegida desde el receptor, Si tenemos un diseqc, el voltaje adecuado pasara al lnb solo si esta conectado en la boca elegida desde el receptor, pero si tenemos un splitter o divisor, el voltaje adecuado siempre pasara por el y de alli se repartira a todos los dispositivos que tenga conectados.

Cuando es necesario dividir la potencia de la señal en dos o más vías se recurre al divisor. Entonces cuando una señal de radiofrecuencia es aplicada en la entrada del splitter mas sencillo tipo 1x2, se obtiene una señal de la misma amplitud y fase en cada una de las dos salidas, pero su nivel será de aproximadamente la mitad.

El splitter esta constituido por un circuito electronico y bobinas para adaptar impedancias entre la entrada y las salidas a 75 Ohms.

El divisor de dos salidas, divide la potencia de entrada por la mitad. Si la potencia de entrada la designamos como PE, entonces la potencia de salida será: PS = PE/2

Sabemos que la perdida por insercion es P= 10 log10(N) en dB, donde N es la cantidad de bocas que tiene el splitter. para dos bocas, P=10 log10(2) = 3.01 dB (y para un splitter de cuatro bocas es P=10 log10(4) = 6.02 dB).

De este modo la potencia de salida se encuentra -3 dB por debajo de la señal de entrada medida en dBmV. Esto representa un pérdida del nivel de la señal y se denomina pérdida de inserción o atenuación, y en la práctica nunca es inferior a 3,5 dB. La razón de esta pérdida adicional se debe a que el divisor tiene pérdidas propias por el circuito y el adaptador de impedancias que emplea.

Entonces, si tenemos una entrada de señal de 25 dBmv y colocamos un splitter 1x2, tendremos una perdida de 3.5 a 4 dBmv y en cada salida del splitter tendremos 21.5 dBmv.

A partir del divisor de dos salidas se pueden construir otros de más salidas (o puertas). Por ello se encuentran disponibles divisores de 3,4,5, 6, 8 y más puertas o salidas, donde a mayor cantidad de puertas o bocas, mayor será la atenuacion de la señal.

Los parámetros más importantes que deben considerarse de un divisor son:

1. Nº de puertas de salida (de ello depende la atenuacion en cada boca).

2. Rango de frecuencias de operación (en MHz).

3. Atenuación o pérdida de inserción (dBmv).

4. Alta Aislación entre puertas (dBmv).

5. Capacidad de paso de corriente alimentación (MiliAmpers).

6. Dato de las Configuraciones de puertas (si son tap o power).

7. gabinete metalico sellado contra humedad.

8. conectores F hembra de buena calidad (buen contacto electrico).

De estos puntos podemos deducir al menos que:

1. nunca uses un splitter con mas cantidad de bocas de las necesarias para evitar mayor atenuacion sin necesidad.

2. asegurate que el splitter trabaje en la frecuencia que necesitas, sea tdt o sea satelite o ambas.

3. en cableados extensos o con switches o diseqcs considera toda la atenuacion resultante.

4. presta atencion a la capacidad de corriente que puede resistir en miliamperes y el consumo que lo atravesará.

5. si vas a instalarlo en el exterior, asegurate que el gabinete sea hermetico y revisalo cada 6 meses.

6. Si la aislacion entre bocas es alta, no habra interferencias ni distorciones de la señal.

En general se distinguen 2 tipos de divisores, a saber, el splitter y el TAP,. Luego existe un tercero que se llama combinador pero que no es comun en recepcion de FTA, aunque si lo es en transmision. Dentro de la familia tambien encontramos los diplexores, que se usan por parejas y con ellos se mezcla la señal especifica de satelite y la especifica de la tdt o tv de vhf al pie de antenas y luego se vuelven a separar antes de llegar a los receptores. Los puertos de un diplexor tienen una seleccion de la frecuencia de entrada a multiplexar, los de un divisor o combinador no.

Veamos los dos modelos (en el idioma tecnico tradicional):

A) All Port Power Pass (paso de energia en todos los puertos)

B) One Port Power Pass / one port DC block (Un puerto con paso de energia / un puerto con la DC bloqueada).

El modelo mas basico de splitter del tipo "A" consiste en 2 diodos que dejan pasar el voltaje en un solo sentido, desde la entrada hacia las salidas. ademas tienen un capacitor en paralelo a cada diodo para que deje pasar la tension alterna de Rf como es la señal de tv del satelite.

En el modelo "B" se tiene lo mismo excepto que una de las bocas de salida no cuenta con el diodo, solo tiene el capacitor para dejar pasar unicamente la tension alterna de la señal de satelite.

Sin embargo, un buen divisor no solo debe dejar o no dejar pasar la tension de 12 a 18 volts y la señal de satelite, ademas debe adaptar las impedancias de entrada y de salida para que se mantengan en 75 ohms. Por eso lleva otros componentes, como bobinas sobre nucleos de ferrite (tipo balunes) o inductores (que se miden en henrios) y que a la vista se parecen a una resistencia por su forma y codigo de colores externo.

Recordemos que el cable RG6 tiene una impedancia de 75 ohms como la salida del lnb y la entrada del receptor, asi todo el circuito se mantiene en equilibrio de impedancias y se minimizan las perdidas por desadaptacion de impedancias que se traducen en una mayor atenuacion y distorsion de la señal.

Moraleja: si abres el splitter y adentro tiene "muy pocos" componentes, lo mas probable es que se trata de un splitter de baja calidad. Ya se comienza a desconfiar cuando ni en el cuerpo del splitter ni en la caja se especifican los datos minimos, como la frecuencia de trabajo, corriente de paso y la atenuacion por insercion.

Los splitters que usamos en satelital son del tipo balanceados, es decir ademas del paso del voltaje y la señal de satelite deben tener un circuito para mantener balanceada la entrada y la salida a 75 ohms.

Los splitters cuyo rango de operacion es muy amplio, por ejemplo de 40 mhz a 2150 mhz, es decir son splitters del tipo flat-loss (perdida plana), es muy probable que esa perdida de ganancia ocurra mas en las frecuencias altas de satelite que en las bajas. Por eso, de no ser necesario, es mejor emplear un splitter que funcione desde 950 mhz a 2150 mhz y se limite a las frecuencias de bajada del satelite.

Solo para que se entienda el concepto, alguien puede preguntarse que sucede si el splitter no adapta impedancias ?. la tipica pregunta para el que usa un conector "T" como splitter provisorio o lo modifica internamente puenteando los conectores y hasta en algun caso pela los cables y los une entre si sin usar un splitter, une centro con centro y malla con malla coronando con cinta aislante la union para ver si asi baja la atenuacion.

Bueno, la impedancia en vez de ser de 75 ohms ahora podrá ser de 37.5 ohms (si son solo dos salidas) lo que puede generar la distorsion de la señal entre otros problemitas. Si se trata de 4 salidas, la impedancia puede pasar a verse de 18.75 ohms por salida.

Solo para que se entienda el concepto, Dos splitters unidos forman un tipo de combinador basico, un elemento que se usa en cableras. Lo curioso de esto es que cada splitter por separado tiene unos 3.5 dB a 4 dB de atenuacion, pero dispuestos unidos y enfrentados, la atenuacion no es de 7 a 8 dB sino que es de solo 1 o 2 dB, que es la de los conectores. la explicacion es que al pasar por el primer splitter se atenua 3.5 dB pero al entrar en el segundo, las señales se suman pues estan en fase y ahi se produce el milagro electronico.

Espero que esta informacion acerca de los splitters sirva para comprender mejor el funcionamiento de estos dispositivos asi como los pro y contras de utilizarlo en FTA sin contar con la informacion tecnica basica.

Fuente: FTApinamar

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23 ago 2016

sonrisa agosto 23, 2016

El Factor de Ruido

Cálculo del Factor en dB/Kelvin

En FTA, la magnitud del ruido generado por el circuito electrónico del LNB, se denomina factor de ruido y consiste en una degradación de la relación señal/ruido provocada por el LNB. Entonces, el factor de ruido se define como el cociente entre la relación señal/ruido a la entrada del LNB y la relación señal/ruido a la salida del mismo, que debería tender a cero para así arrancarnos una sonrisa.

Esta magnitud se expresa en decibeles (dB) o también en Kelvin (K). El valor cero Kelvin se llama cero absoluto y corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible (-273 grados).

Por la física sabemos que en un sistema termodinámico la energía contenida por las partículas es proporcional a la temperatura absoluta. Por esa relación proporcional es posible determinar la temperatura de unas partículas con una determinada energía, o calcular la energía de unas partículas a una determinada temperatura. El LNB ideal entonces es el de 0 K o 0 dB s/r, porque significaría que la relación s/r a la entrada es la misma que a la salida. Ese LNB aun no existe, pero el mas aproximado es de 0.1 dB s/r o 7 Kelvin.

Para el calculo se emplea 290 k, que corresponde a la temperatura ambiente de 16.85 grados. Como es de esperar, la temperatura de ruido o factor de ruido depende directamente de la temperatura ambiente. Entonces si es un día muy caluroso, va a producirse una degradación de la s/r del mismo.

Ahora bien, hay un detalle que no se debe dejar pasar: ningún medidor de señal FTA mide la figura de ruido de un lnb. Entonces el fabricante es quien ofrece esta indicación pero uno debe confiar en la veracidad de esos datos. Si el fabricante "olvida" decirnos que 0.1 dB s/r es la mejor relación señal/ruido del lnb pero que la peor relación puede extenderse a 0.5 dB s/r, entonces siempre estaremos viviendo en el error.

Pero afortunadamente, la relación s/r de un LNB no es el dato mas importante que revele la calidad del mismo, sino que además del ruido de fase, tenemos al conocido "pastito" que todo buen analizador de espectro nos muestra cuando vemos las señales satelitales. Dicho de otro modo, un LNB puede mostrarnos una señal de "calidad" mas elevada que otro LNB, pero lo que importa es ver que esta sucediendo justamente donde no hay señal presente, es decir, como se encuentra "el pastito", el típico ruido de fondo que asemeja el pasto de un jardín al verlo gráficamente, ya que en realidad esa amplificación de la señal viene acompañada de la correspondiente amplificación del ruido, que en las señales potentes puede que no afecte la recepción de manera visible, pero con las señales débiles, el pixelamiento o aun el freezeo de la señal nos hará despertar a la realidad y nos preguntaremos, Por que se ven peor algunos canales si aumento el nivel de calidad en el receptor ?. Sencillo: El Ruido. El pastito alto. Para estas comprobaciones el analizador de espectro que suele venir en algunos modelos de satfinders digitales, puede ayudarnos a descubrir la real composición de la señal.

Tabla dB a Kelvin

Como se obtienen las tablas ?

Veamos algunas formulas sencillas:

Flnb = 1 + Tlnb/290
Tlnb = 290 * (Flnb - 1)
luego nF= 10 * Log10(Flnb)

donde:
Flnb = factor de ruido del lnb
Tlnb = temperatura de ruido del lnb
nF = figura de ruido (dB)
* = símbolo de multiplicación
Log10() = logaritmo en base 10 de un numero
290 = temperatura ambiente o de referencia (en kelvin)
dB = decibeles
^ = elevar un numero a una potencia

Ejemplo:

LNB con Temperatura equivalente de ruido de 42.96 K
calculemos la figura de ruido en dB

Flnb = 1 + (42.96 / 290) = 1 + 0.148138 = 1.148138

y como dato adicional, la inversa es:

Tlnb = 290 * (1.148138 - 1) = 290 * 0.148138 = 42.95 k

finalmente calculamos la figura de ruido en dB

nF = 10 * log(1.148138) = 0.5999 = 0.6 dB

veamos ahora el procedimiento inverso

un LNB con figura de ruido de 0.6 dB
calculamos la temperatura de ruido en Kelvin

aplicando la formula:

(si no se posee una calculadora científica, puede usarse el buscador de google como calculadora, ingresando las operaciones matemáticas numéricas como están anotadas en el blog y google hace aparecer mágicamente una calculadora con los resultados !!!).

Tlnb = 290 * (10 ^ (nF/10) - 1)

Tlnb = 290 * (10 ^ (0.6/10) - 1)

Tlnb = 290 * (10 ^ 0.06) - 1)

Tlnb = 290 * (1.1481536 - 1)

Tlnb = 290 * 0.1481536 = 42.96 K

Estas formulas pretenden ilustrar como se calculan los datos técnicos, que muchas veces algún programa realiza sin mucho esfuerzo de nuestra parte. No podemos dejar que una calculadora o un programa informático calcule todo por nosotros. y si así fuera, al menos tenemos que saber como lo hace.

Fuente: ftapinamar.blogspot.com

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30 jul 2016

splitter julio 30, 2016

Conexiones de lnbf y DiseqCs (2)

Este circuito muestra el uso de lnbf quad y ademas la conexion de un lnbf multipunto de banda C mediante un splitter para 3 receptores satelitales.

La finalidad de estos circuitos es didactica. y se ve que no es muy dificil conectar varios lnbf a uno o mas receptores... el tema es hacerlo bien...y para ello debes emplear los materiales satelitales adecuados.

Muchos circuitos satelitales no funcionan bien o producen bloqueos en alguno de los receptores porque se ha economizado en la instalacion y se ha tratado de usar lnbf simples ayudados por splitters o divisores para que estos realicen la tarea de un lnbf twin o quad...

En este circuito, el lnbf multipunto de banda C puede ser el problema si los diseqcs no aislan lo suficiente cada receptor, si bien estos lnbf no funcionan conmutando la polarizacion por voltaje y lo hacen cambiando de oscilador, puede haber bloqueos si la corriente de los demas lnbf se filtra por este hacia los demas receptores.

A mi personalmente, no me "encandilan" estos lnbf multipunto, prefiero los twin junto a un multiswitch 2 x 4, que proporciona mayor aislacion electrica entre receptores.

Fuente: ftapinamar.blogspot.com

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