Low noise block converter: differenze tra le versioni

Versione delle 07:28, 21 gen 2016

Versione attuale delle 17:53, 11 mar 2025

(17 versioni intermedie di 11 utenti non mostrate)

Riga 1:

{{F|elettronica|gennaio 2016}}

[[File:LNB_dissassembled.JPG|right|thumb|Un convertitore a basso rumore]]

[[File:LNB_dissassembled.JPG|thumb|Un convertitore a basso rumore]]
Il '''Low noise block converter''' (o '''LNB''') è il blocco convertitore a basso [[rumore (elettronica)|rumore]] che, nella tecnologia di trasmissione [[televisione satellitare|televisiva satellitare]], è collocato nel [[Parabola_Parabola (geometria)|fuoco]] dell'[[antenna parabolica]] ricevente.

Il LNB è il primo componente attivo che il [[segnale (fisica)|segnale]] incontra nel suo percorso verso l'apparecchio [[televisore|televisivo]]; ha per compito quello di [[amplificazioneamplificatore (elettronica)|amplificare]] il segnale proveniente dal [[Rete satellitare|satellite per telecomunicazioni]] e operare la cosiddetta "[[convertitore di frequenza|conversione di frequenza]]", ovvero traslarne entrambe le [[banda di frequenza|bande]] “in blocco” in una [[banda di frequenza]] inferiore, la cosiddetta ''Gamma della 1ª [[frequenza intermedia]]'' (First Intermediate Frequency).

Ciò è necessario in quanto i satelliti illuminano la [[Terra]] con un segnale la cui [[frequenza]], dell'ordine della decina di giga[[hertz]], è difficilmente trasportabile con un [[cavo coassiale]]. Con il blocco di conversione l'intera gamma di ricezione è infatti trasferita a una frequenza a un ordine da 5 a 10 volte inferiore (tra gli 0,9 e i 2,1 gigahertz) e meglio gestibile.

Il segnale così convertito è trasferito al ricevitore satellitare tramite l'utilizzo di un cavo coassiale.

Riga 16 ⟶ 17:

Esistono vari tipi di LNB a seconda di quale banda possono ricevere.

In particolare esistono LNB per la banda s, c e per la banda Ku. Gli LNB per la banda ku si dividono in LNB universali (polarizzazione verticale ed orizzontale) e LNB a polarizzazione circolare.

Gli LNB banda ku universali sono di gran lunga più economici e diffusi.

Oggi esistono diversi tipi di LNB universale in funzione dell'impiego:

* '''universali normali (singoli)''':

:sono adatti ad impianti di ricezione individuali.

* '''LNB twin out''':

:sono utilizzati per collegare due ricevitori satelliti ad una stessa [[antenna parabolica]]. Esistono anche a 4 oppure 8 uscite.

* '''universali dual out''':

:sono un vecchio tipo di lnb per impianti collettivi ormai quasi del tutto in disuso.

* '''LNB Quattro''':

:sono impiegati in tutti i tipi di impianto collettivi.

* '''LNB [[Unicable|SCR]]'''

:ad uscita singola, sono utilizzati per gestire indipendentemente fino a 4 decoder SCR

Gli '''LNB Quattro''', concepiti appositamente per gli impianti collettivi, dispongono di quattro uscite in quanto rendono disponibili per la distribuzione tutti i segnali captati dall'antenna parabolica, raggruppandoli per [[polarizzazione della radiazione elettromagnetica|polarizzazione]] e per gamma di frequenze. Si possono individuare quattro gruppi di segnali o di canali: verticali e orizzontali in banda bassa; verticali e orizzontali in banda alta. Le quattro uscite dell'LNB sono quindi relative a: canali verticali della banda bassa, canali orizzontali della banda bassa, canali verticali della banda alta, canali orizzontali della banda alta.

Le caratteristiche significative di un LNB sono: la [[cifra di rumore]] dichiarata dal costruttore, la frequenza degli [[oscillatore locale|oscillatori locali]] e il [[guadagno (elettronica)|guadagno]].

* In commercio si possono trovare LNB con '''cifra di rumore''' compresa tra 0,1 ed 1[[decibel|dB]], il valore minore corrisponde ad una qualità migliore. In pratica questo parametro indica quanto rumore apportiaddizionale (dovuto alla "rumorosità" del LNB) apporta ai segnali in transito il processo di amplificazione che il convertitore applica su di esso. Ad esempio, un LNB con guadagno 50 dB e cifra di rumore 1 dB,amplifica il segnale satellitare ed il disturbi di 50dB, ed aggiunge 1 dB addizionale di disturbo dovuto alla sua rumorosità, con il risultato di peggiorare il segnal noise ratio (SNR).

* Gli '''oscillatori locali''' sono invece a 9,75 [[GHz]] per la [[Banda radio|banda]] bassa (compresa tra 10,7 e 11,7 GHz) e 10,6 GHz per la banda alta (compresa tra 11,7 e 12,75 GHz).

:Essi servono per ridurre drasticamente la [[frequenza]] dei [[segnale elettrico|segnali]]. Come abbiamo visto in precedenza, in seguito a questa riduzione i segnali potranno essere trasferiti dove necessario, utilizzando uno specifico [[cavo coassiale]].

*Gli '''oscillatori locali''' sono invece a 9,75 [[GHz]] per la [[Banda radio|banda]] bassa (compresa tra 10,7 e 11,7 GHz) e 10,6 GHz per la banda alta (compresa tra 11,7 e 12,75 GHz).

* La terza caratteristica è il '''guadagno''' che solitamente è compreso tra 40 e 60 dB. Il guadagno esprime l'amplificazione della potenza del segnale (ma anche dei disturbi). Relativamente al guadagno non si deve pensare che quando questo è maggiore, l'LNB sia migliore. Dopo l'amplificazione, inevitabilmente il segnal noise ratio diminuisce.

:Essi servono per ridurre drasticamente la [[frequenza]] dei [[segnale elettrico|segnali]]. Come abbiamo visto in precedenza, in seguito a questa riduzione i segnali potranno essere trasferiti dove necessario, utilizzando uno specifico [[cavo coassiale]].

:Il guadagno del convertitore è un fattore che deve essere considerato di volta in volta nel contesto progettuale di ogni singolo impianto collettivo:esistono infatti casi in cui un LNB ad alto guadagno, usato per ricevere i segnali di un [[transponder]] che trasmette segnali ad alta intensita, giunge a saturarsi, degradando la qualità e la intensita del segnale trasmesso al decoder, rendendo impossibile la visione dei canali.

*La terza caratteristica è il '''guadagno''' che solitamente è compreso tra 40 e 60 dB. Relativamente al guadagno non si deve pensare che quando questo è maggiore, l'LNB sia migliore.

:

:Nel caso opposto, in cui cioè il guadagno del LNB sia modesto e magari la lunghezza del cavo SAT sia considerevole (e quindi il segnale si attenua di circa 24dB/100m a 1000 Mhz e 37 dB/100m a 2150 Mhz su un cavo di diametro con diametro 5mm di qualità), nell'ordine dei 50-100 metri, può divenire necessario compensare questa attenuazione mediante l'uso di un amplificatore di linea, che permette appunto di recuperare le attenuazioni di segnale che si hanno su lunghe tratte di cavo.

:Questo parametro del convertitore è un fattore che deve essere considerato di volta in volta nel contesto progettuale di ogni singolo impianto collettivo.

:Tali amplificatori di linea ( o di lancio) hanno un guadagno di circa 15/25 dB, e vengono alimentati con [[tensione continua]] attraverso lo stesso cavo SAT.

== Principio di funzionamento del convertitore ==

L'[[energia]] a [[microonde]] giunta all'imboccatura dell'LNB viene trasferita all'ingresso del successivo [[amplificatore]] dopo essere stata estratta per mezzo di una sonda disposta parallelamente al [[campo elettrico]] e nella posizione in cui questo presenta la massima [[ampiezza]]. L'amplificatore è formato da 2-3 [[stadi in cascata]] equipaggiati con [[transistor]] [[HEMT]] (High Electron Mobility Transistor), caratterizzati da un livello bassissimo di [[rumore (elettronica)|rumore]]. In particolare il primo, che contribuisce in misura maggiore al livello complessivo di rumore, viene scelto con una cifra minima di rumore in modo da limitare, con il suo guadagno, il contributo degli stadi successivi. Si ottiene così un guadagno di 20-25[[decibel|dB]] che porta il segnale [[super high frequency|SHF]] ad un livello sufficiente per la successiva operazione di conversione.

Prima però il segnale attraversa un [[Filtro (elettronica)|filtro]] preselettore [[Filtro passa banda|passa-banda]] che provvede ad attenuare considerevolmente (oltre i 60[[decibel|dB]]) la [[banda immagine]] ed il residuo di OL (più di 35dB). Segue lo stadio [[Mixer (consolle)|mixer]], che può essere passivo, ad uno odo a due [[diodo|diodi]] (di tipo [[Diodo Schottky|Schottky]]), o attivo con un [[Transistor a effetto di campo|transistor FET]] GaAs, che così contribuisce ad aumentare il guadagno complessivo dell'LNB.

L' L’''oscillatore locale'' impiega ancora un transistor FET GaAs con [[frequenza di lavoro]] opportuna associato ad un [[risuonatore dielettrico]] cilindrico che assicura una [[stabilità di frequenza]] di ±3MHz entro un ampio campo di [[temperatura]]. All'uscita del mescolatore sono presenti, oltre ai segnali utili che cadono nella banda della 1°IF, tutti i prodotti dovuti all'inevitabile [[linearitàLinearità (matematica)|non linearità]] dello stadio. È pertanto richiesta la presenza di un [[filtro passa-basso]] che provvede a separare il più possibile i segnali utili dai disturbi.

Segue quindi l'[[amplificatore]] a 3 o 4 stadi equipaggiato con [[Transistor bipolare|transistor bipolari]] ad alta [[frequenza di taglio]] o con [[integrati monolitici]] MMIC (Monolitic Microwave Integrated Circuit) che assicura un guadagno adeguato e costante nella banda occupata nella 1°IF. Dopo una [[rete di adattamento]] si giunge così all'uscita che, tramite un connettore F femmina, permette il collegamento in cavo coassiale verso l'unità interna.

Nell'LNB trova posto anche un circuito di alimentazione che provvede a fornire le tensioni continue stabilizzate in richiesta dai vari stati, partendo da quella di telealimentazione che può variare tra 12 e 18V. In particolare nei dispositivi dual-pol e dual-band, dove la commutazione viene comandata dal salto di tensione, è presente, oltre allo stabilizzatore, un integrato [[Comparatore (elettronica)|comparatore]] che “sente” il livello della tensione di telealimentazione e predispone le necessarie commutazioni per la selezione di una delle due polarizzazioni o bande.

== Voci correlate ==

* [[Televisione satellitare]]

* [[Antenna parabolica]]

* [[Digital Video Broadcasting]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|commons=Category:Low noise blocks (LNB)}}

{{portale|elettronicaelettrotecnica}}

[[Categoria:Antenne]]