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Sistemas de Distribuição de CATV e Antenas Coletivas
O objetivo deste tutorial é conhecer os componentes utilizados em sistemas de distribuição de CATV (TV à cabo) e antenas coletivas, usadas para a recepção de sinal de TV analógica e de TV digital, bem como projetar uma rede de distribuição.
(Versão revista e atualizada do tutorial original publicado em 15/03/2004)
Edson Gusella Jr.
Engenheiro Eletrônico pela Unicamp e Mestre em Engenharia Eletrônica pelo INPE.
Atou no desenvolvimento de equipamentos para satélite de coleta de dados ambientais no INPE e no desenvolvimento de produtos para CATV e Antena Coletiva, nas faixas de VHF e UHF, tais como antenas, tomadas, divisores, amplificadores de distribuição, boosters, moduladores, conversores e filtros.
Atua como Consultor, realizando acessoria, cursos e treinamentos, nas áreas de distribuição de sinal e instrumentação de medida de CATV e TV Digital e, também, como Professor de Engenharia na Universidade de Mogi das Cruzes (UMC) na área de Telecomunicações.
Categoria: TV e Rádio Nível: Introdutório Enfoque: Técnico Duração: 15 minutos Publicado em: 20/07/
Sistemas de Distribuição: Antenas Coletivas e CATV
A recepção de sinais TV em prédios de apartamentos é feita através de antenas coletivas colocadas no topo do edifício como representado na figura a seguir.
Este sistema de distribuição pode ser também utilizado para distribuição de sinais de outros sistemas como CATV (TV a cabo) ou de um circuito interno de TV do prédio, ou mesmo do sinal de TV digital, que está sendo disponibilizado no Brasil.
O sinal de TV é distribuído aos apartamentos utilizando-se uma ou mais prumadas (linhas de descida de sinal), da qual se extrai uma fração do sinal para fornecer ao usuário. Apresenta-se a seguir os componentes principais deste sistema.
Antenas
As antenas normalmente utilizadas em sistemas de antena coletiva são monocanais ou multibandas. As antenas multibandas recebem todos os canais transmitidos numa mesma direção, não sendo possível ajustar um canal de forma independente dos demais. As antenas monocanais de VHF são projetadas para recepção de um único canal de TV. Assim para se receber um conjunto de 7 canais de VHF é necessário 7 antenas, uma para cada canal. Isso é feito para otimizar a recepção de cada canal. Já para receber os sinais de TV digital é preciso de uma antena multibanda de UHF, pois os sinais de TV digital são transmitidos nesta faixa de freqüência.
Utilizada na distribuição dos sinais nas prumadas. É composta de uma acoplador direcional que retira uma parcela do sinal que passa pela tomada.
A figura mostra os principais parâmetros envolvidos. A característica que nomeia uma tomada é quanto de sinal ela acopla da linha principal:
ALT: acoplamento, que é uma medida da atenuação da linha. AP: atenuação de passagem. AI: atenuação de isolação.
A tabela a seguir apresenta características típicas de tomadas encontradas comercialmente (Valores em dB).
ALT AP AI
6 dB 2 dB 22 dB 9 dB 1,3 dB 24 dB 12 dB 1,0 dB 27 dB 16 dB 0,6 dB 30 dB 20 dB 0,5 dB 35 dB 24 dB 0,5 dB 39 dB 27 dB 0,5 dB 42 dB 30 dB 0,5 dB 45 dB
Cabo Coaxial
Para levar os sinais recebidos pelas antenas até os usuários, o meio de transmissão utilizado nas instalações de CATV e antena coletiva é o cabo coaxial de 75 Ohms. Não se devem empregar linhas de fita, que embora mais baratas, são linhas de transmissão abertas com impedância de 300 Ohms e não são compatíveis com os demais equipamentos.
A atenuação que o cabo coaxial introduz no sinal que por ele passa é proporcional ao comprimento do cabo e à freqüência do sinal. Isso quer dizer, por exemplo, que os canais de UHF sofrem maior atenuação que os canais de VHF. Por esta razão é preciso utilizar cabos de boa qualidade, com baixas perdas em UHF, para que o sinal de TV Digital chegue com o nível adequado de sinal aos usuários.
A atenuação dos cabos coaxiais dependem basicamente de 2 parâmetros: o diâmetro do cabo e o material dielétrico que separa o condutor central, chamado de "vivo" ou "alma" do cabo, e o condutor externo, chamado de malha.
Quanto maior o diâmetro, menor a atenuação e quanto menor a constante dielétrica do material, menor a atenuação. Os cabos de 75 Ohms para distribuição de sinais de TV com as menores atenuações no mercado hoje são os cabos do tipo "celular", como, por exemplo, o RGC-59, o RGC-06 e o RGC-11.
A tabela a seguir apresenta as perdas típicas, em dB/m, de alguns cabos coaxiais:
50 MHz 210 MHz 450 MHz 600 MHz RGC-59 0,064 dB/m 0,131 dB/m 0,194 dB/m 0,220 dB/m RGC-06 0,053 dB/m 0,100 dB/m 0,144 dB/m 0,167 dB/m RGC-11 0,027 dB/m 0,056 dB/m 0,085 dB/m 0,100 dB/m RG-59 B/U 0,081 dB/m 0,177 dB/m 0,271 dB/m 0,318 dB/m
objetivo é escolher a tomada com o VT mais próximo do nível de referência.
Para tomadas de 6 e 9 dB obtêm-se:
ALT Ap VE VT 6 dB 2 dB 8,4 dB 2,4 dB
9 dB 1,3 dB 7,7 dB -1,3 dB
A tomada de 9dB será escolhida por apresentar na saída para a TV um nível mais próximo do nível de referência que é 0dB.
Apartamento j+
De uma maneira geral, para determinar a atenuação da tomada do apartamento "j+ 1" , quando já se chegou no apartamento "j", procede-se da seguinte forma:
Calcula-se nível na saída da tomada "j+ 1" , V s (j+1) = VE (j) + atenuação no cabo entre os andares; Calcula-se VE (j+1) e VT (j+1) para a tomada utilizada no apartamento j e para a tomada com o próximo nível de atenuação utilizando-se as fórmulas: VE= VS+ Ap e VT= VE- ALT; Escolhe-se a tomada que apresentar na saída para a TV um nível mais próximo do nível de referência que é 0dB no exemplo.
Divisores (Power Spliter)
Utilizado na divisão e distribuição de um sinal para diversas saídas e também para combinar diversos sinais em uma única saída (quando utilizado ao contrário).
Sistemas de Distribuição: Considerações Finais
Este tutorial apresentou os componentes principais utilizados em sistemas de distribuição de CATV (TV à cabo) e antenas coletivas, usadas tanto para TV analógica como para TV digital, e o seu dimensionamento.
Um aspecto importante, que não foi citado até então, é a necessidade de instrumentos de medidas apropriados para verificação do funcionamento e ajustes em sistemas de CATV e antena coletiva, principalmente no que se refere a recepção de sinal dos canais de TV digital.
O instrumento mais acessível aos técnicos que trabalham com sistemas de antena coletiva é o Medidor de Intensidade de Campo, ou simplesmente Medidor de Campo.
Outros equipamentos mais sofisticados como Analisadores de Espectro ou Analisadores de Redes também podem ser utilizados.
O medidor de intensidade de campo é um voltímetro seletivo com um sintonizador interno que possibilita medir o nível de sinal de cada canal.
As leituras do nível de sinal podem ser feitas em mostradores analógicos ou digitais e as unidades normalmente empregadas são o dBmV e o dBμV.
Estas unidades indicam quantos dBs (decibéis) o sinal medido está acima ou abaixo (se o valor for negativo) de 1mV ou 1μV. A tabela abaixo mostra as correspondências entre as leituras.
Nível dBmV dBμV
0,1mV -20 40
1mV 0 60
2mV 6 66
4mV 12 72
8mV 18 78
10mV 20 80
100mV 40 100
1V 60 120
2V 66 126
Para que um sistema de antena coletiva funcione adequadamente, é necessário que o nível efetivo de sinal disponível para cada aparelho de TV esteja entre 1mV e 10mV.
É a partir desta informação que se dimensiona os equipamentos usados na distribuição e se calcula o nível de sinal necessário na saída do amplificador de distribuição.
Referências
Sistemas de Distribuição: Teste seu Entendimento
1. Numa instalação de antena coletiva num prédio residencial, a atenuação das tomadas, que é a atenuação do sinal fornecido ao ponto de TV:
Diminue na medida em que o número do andar onde a tomada está localizada aumenta. Aumenta na medida em que o número do andar onde a tomada está localizada aumenta. Não tem relação com o número do andar onde a tomada está localizada.
2. O uso de cabo coaxial de má qualidade, ou seja, com alta atenuação, provoca quais problemas nas tomadas mais distântes da cabeceira:
Alta atenuação nos canais de frequência mais elevada. Alta diferença entre os níveis de sinais entre os canais de maior e menor frequência. Todas as anteriores. Nenhuma das anteriores.
3. Para inserir o sinal de uma câmera de circuito fechado de TV (CFTV), que fornece saída de áudio e vídeo, numa antena coletiva, é necessário qual equipamento:
Conversor. Amplificador. Modulador.
