Этот пример еще раз показывает важность таких параметров, как максимальный уровень выходного сигнала и коэффициент шума (в итоге эквивалентно приведенному динамическому диапазону).
Коэффициент усиления - это параметр, на который чаще всего обращает внимание начинающий оператор кабельных сетей, хотя значимость его не очень велика.
Как уже отмечалось, меньшему коэффициенту усиления соответствует большая величина приведенного динамического диапазона (10), меньшее накопление шумов по магистрали (11), большее потенциальное число каскадно включаемых усилителей n и, следовательно, большая величина компенсации суммарных потерь L = n x Kном. Однако нерациональное увеличение числа магистральных усилителей приводит к неоправданно завышенным финансовым затратам.
Какова же оптимальная величина коэффициента передачи усилителя (считается, что все усилители по магистрали идентичны) при известных потерях по магистрали L (легко рассчитываемых при заданной топологии КСКТП и выбранных типах разветвителей TV сигналов)? Постараемся ответить на этот вопрос. Для этого обратимся к формулам (10-12) с учетом, что выходной уровень каждого из магистральных усилителей должен быть дополнительно понижен на величину:
D= (CTBM-60) /2, (13)
где CTBM - заданный (рассчитанный на этапе эскизного проектирования) уровень продуктов интермодуляционных искажений третьего порядка по всей магистрали в целом. Формула (13) наглядно отражает тот факт, что снижение (увеличение) выходного уровня усилителя на 1 dB приводит к улучшению (ухудшению) уровня CTB на 2 dB.
Решив совместно (10-13) относительно конечной величины S/NS, получим:
S/NS=A-20lg (n) - K. (14)
Здесь:
A=Umax3-10lg (N/2) - (CTBM-60) /2-F-2,41 (15)
исходная справочная величина, вычисляемая на этапе эскизного проектирования. Учитывая, что потери по магистрали L компенсируются n числом усилителей, каждый из которых обладает номинальным коэффициентом передачи Kном:
L [dB] =nKном (16)
получим формулу по расчету S/N магистрали:
S/NS=A-20lg (L/Kном) - Кном. (17)
Анализ (17) на экстремум относительно Kном показывает, что максимальное значение S/Nmax наблюдается при Kном = 1 неп = 8,69 dB. Хотя использование таких "золотых" усилителей и позволяет реализовать максимальную протяженность магистралей (или реализовать максимально возможную величину S/Nmax при заданных потерях L), но экономически явно не целесообразно.
Уравнение (17) относительно оптимального коэффициента передачи усилителя, при котором наблюдается требуемая (т.е. минимально допустимая) величина S/Nтреб, в явном виде решения не имеет. Однако оно легко решается графически. Для примера на рис.12 представлена зависимость S/NS = f (n) при различных значениях потерь по магистрали L для усилителя c Umax3 = 124,5 dBmV и F = 7 dB при трансляции 32-х каналов с СТВк = 62 dB (например, GPV851, Hirschmann).
Дальнейший анализ показывает, что для сохранения по магистрали S/NS = 44-50 dB при СТВ = 60-66 dB и F = 6-8 dB усилитель должен обладать оптимальным, с экономической точки зрения, коэффициентом передачи порядка 28-38 dB. Если же к магистрали предъявляются жесткие требования по поддержанию S/N, это коэффициент передачи усилителя не должен превышать 20-27 dB (например, магистральные усилители серии LA86-4D, Hirschmann).
Необходимо также отметить, что некоторые фирмы-производители (например, FUBA, WISI, Германия) указывают технологический допуск на заявляемый номинальный коэффициент усиления. Другие, как, например, фирма Hirschmann, такой допуск не приводят, так как заявляемый коэффициент усиления указывается с учетом погрешности используемых измерений (т.е. не более 2,5% относительно заявляемой величины). Такие значения коэффициентов передачи можно непосредственно использовать при расчетах (без технологического запаса).