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Instalaciones eléctricas de baja tensión.

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Unidad de trabajo: Televisión vía satélite. 1.- La televisión vía satélite. La señal de televisión se transmite por onda directa, es decir, que debe existir contacto visual entre el emisor y el receptor. Cuando en el camino existe un obstáculo, es necesario instalar un reemisor o repetidor, que recoge la señal del emisor, la transforma en otra frecuencia y la reenvía hacia el receptor.

Los satélites geoestacionarios o geosíncronos, actúan como repetidores. Están situados a unos 36 000 km de distancia del ecuador terrestre en una zona de unos pocos kilómetros de ancho llamada Cinturón de Clarke.

Cinturón de Clarke y posición orbital de satélites.

Una órbita geoestacionaria es aquella en la que el satélite gira a la misma velocidad angular que la Tierra, siendo así constante la posición relativa satélite-tierra. Los satélites españoles Hispasat se encuentran situados en una posición orbita de 30º oeste. El satélite recibe una señal procedente de la estación de transmisión en tierra, a través del haz ascendente, de una frecuencia de unos 14Ghz, y la envía hacia una o varias zonas de la superficie, mediante el haz descendente, a una frecuencia inferior de entre 10 y 13 Ghz. Los satélites emiten en dos bandas ( alta y baja) y en dos polarizaciones ( vertical y horizontal).

Diagrama de cobertura de un satélite. Difusión terrestre y por satélite.

2.- La estación receptora. El sistema de TV-SAT consta de tres partes fundamentales: -. La antena. -. La unidad exterior o conversor. -. La unidad interior o sintonizador.

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A.- Antena: Una de las que más se utiliza es la antena Offset o de foco desplazado. El sistema de alimentación está fuera de la zona útil de la antena con lo que no se crean zonas de sombra de los elementos colocados en el campo de visión. El problema es que la dirección a la que realmente apunta la antena se desplaza hacia arriba respecto del eje aparente de la antena. En las operaciones de ajuste, se debe introducir una corrección en la elevación de la antena, que proporciona el fabricante.

Antena de foco primario.

Antena Cassegrain.

Antena plana. Sistema multisatélite. Antena Offset. B.- Unidad exterior: Su elemento principal es el LNB o conversor de bajo ruido. Transforma la señal de alta frecuencia que le sumininstra la antena a una banda de frecuencias más baja, denominada primera frecuencia intermedia que se extiende desde 0,95 hasta 2,15GHz. También amplifica la señal para mejorar la relación señal-ruido.

Unidad exterior universal.

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Alimentador simple.

Esquema de bloques de un LNB.

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Caso práctico: En una instalación individual, donde se quiere recibir las bandas alta y baja de satélite, y las dos polarizaciones que transmite, en el cable de bajada de la antena podremos encontrar las siguientes señales: -. Alimentación continua: La unidad interior genera la tensión que necesita el conversosr para trabajar. Además, en función de que esta tensión sea de 13 o de 18v seleccionaremos una de las bandas de trabajo del LNB. -. Tono de 22kHz. También generada desde el sintonizador, servirá para controlar la unidad exterior, seleccionando en ella la polarización recibida. -. Señal de frecuencia intermedia. Por su parte el conversor entregará, convertidas a la banda de frecuencias intermedias, las señales de las emisoras que ha recibido, procedentes de la banda y la polarización seleccionadas por el usuario. Aunque estas señales coincidan en el mismo cable no se producen interferencias entre ellas, ya que tienen frecuencias muy diferentes entre sí, lo que permite una fácil separación mediante filtros para su posterior proceso independiente. C.- Unidad interior. Permite que el susuario elija un canal, que llega modulado en frecuencia, y lo demodula extrayendo toda la información de vídeo y sonido que contiene. Con la información obtenida realiza una nueva modulación, ahora en amplitud, para adaptar la señal a los estándares de televisión convencionales.

Unidad de sintonía variable: Esta unidad sólo demodula el canal que el usuario esté sintonizando en cada momento.

Unidad de sintonía fija: En instalaciones colectivas, necesitamos poner en la línea al mismo tiempo, todos los canales recibidos por el o los conversores, para que cada usuario pueda seleccionar en su televisor el canal que quiera ver. Se utilizan tantas unidades interiores como canales se vayan a recibir. Cada una de esta unidades es sintonizada por el técnico al realizar el ajuste incial del sistema.

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Fuente de alimentación y amplificadores monocanal.

Sintonizador individual y colectivo.

3.- Apuntamiento de antenas. Una vez elegido el lugar de la instalación adecuado, se orienta hacia el sur sin que ningún objeto obstaculice la recepción, y se procede a la instalación y anclaje de la base. La distancia que debe haber entre la parábola y un objeto en frente de esta, debe ser al menos el doble de la altura del asta. 1.- El proceso de ajuste comienza por la polarización. Si utilizamos un alimentador simple observaremos la posición del elemento activo, que deberá conincidir con la polarización que se desea recibir. En este caso, para variar la polarización, bastará con girar 90º el conjunto conversor-alimentador simple. 2.- A continuación, debemos ajustar la distancia focal de la parábola. Es la distancia que separa el vértice de la parábola de la entrada del alimentador. Esta distancia depende de la excentricidad de la antena y de su diámetro y nos la proporcionará el fabricante de la antena. 3.- Ahora debemos localizar la señal procedente del satélite. Para ello debemos ajustar dos ejes, el horizontal o acimut y el vertical o elevación. Partimos de las coordenadas del punto en que queremos instalar la antena (Anexo 1) y del emplazamiento del satélite. Con estos datos calculamos la diferencia satélite – receptor: D = Longitud del receptor - posición orbital del satélite. Hay que tener en cuenta que las longitudes al este del meridiano Greenwich se consideran positivas y las longitudes al oeste de Greenwich se consideran con signo negativo. Acimut y elevación en una antena. Si la diferencia obtenida es positiva el satélite se encuentra más al oeste que la posición del receptor. El acimut de la antena que mediremos con una brújula será mayor de 180º. Si la diferencia es negativa el satélite se encuentra más al este que la posición de la antena, luego el acimut o coordenada horizontal será menor de 180º . Ejemplo: Suponemos que nos encontramos en Madrid y queremos recibir la señal del satélite Astra. Vemos en la tabla que Madrid se encuenta a una longitud de 3,7º W y una latitud de 40,6º N

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Como Madrid está al oeste la longitud será negativa : -3,7 º El satélite Astra está ubicado en 19º E D = ( -3,7º ) - 19º = -22,7º Llevamos los datos de diferencia y latitud al gráfico del anexo II. Unimos las coordenadas 22,7º en el eje vertical izquierdo ( diferencia receptor-satélite) y 40,6º en el eje horizantal inferior ( latitud del receptor). El punto de intersección nos proporciona dos datos: -. 38 º en el eje horizontal superior. Este valor es la elevación. -. 33º en el eje vertical derecho. Este valor nos dará el acimut. Debemos girar hacia el este la antena 33º. Recordamos que el valor de la diferencia satélite receptor era negativo, por lo tanto debemos restar 33º a 180 para conseguir el acimut: 180º – 33º = 147º. 4.- A continuación, situamos la antena según las coordenadas obtenidas. Primero con ayuda de una brújula se ajusta el acimut. Para el ajuste de la elevación colocamos el inclinómetro en la superficie del conversor, de modo que quede paralelo al eje de la antena, seleccionamos el ángulo y vairamos la elevación de la antena hasta que la líneas fija y móvil conincidan.

Ubicación del inclinómetro. Ajuste del acimut con una brújula. 5.- Aunque los apuntamientos estén realizados correctamente lo normal es que aún no se pueda visualizar la señal procedente del satélite, sobre todo si se trata de antenas de gran diámetro. Para compeltar el ajuste del sistema necesitamos utilizar elementos de medida más precisos, como un medidor de campo de señales de satélite. 1.-Conectamos el medidor al conversor y seleccionamos la tensión de alimentación que enviaremos al cable. 2.- Barremos la zona del espacio próxima al apuntamiento indicado por las coordenadas, moviendo suavemente la antena horizontalmente de un lado a otro, en torno al punto localizado de acimut y elevación, al tiempo que observamos el monitor.

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En algún momento la señal aparecerá en el monitor, y volverá a desparecer si continuamos el movimiento. Centramos la antena sobre la señal recibida y retocamos secuencialmente la elevación y el acimut en la dirección en la que cinsigamos un mayor nivle de señal, hasta conseguir el máximo nivel de señal. 3.- Cuando la parábola esté en la mejor posición, procederemos al ajuste fino de todos los elementos móviles de la antena ( distancia focal, polarización...) La mayoría de los medidores de campo disponen de la posibilidad de emitir un tono audible, cuya frecuencia es proporcional a la cantidad de señal recibida, por lo que se realizar el ajuste sin necesidad de mirar continuamente a la pantalla. En el proceso de anclaje es importante observar continuamente la medida de la señal, ya que la fijación puede provocar desplazamientos de la antena, lo que provocaría una disminución de la señal recibida.

Antena con montaje polar.

Recorrido de una antena con montaje polar.

4.- Instalaciones individuales. Un sistema receptor indvidual de televisión vía satélite completo, constaría de una antena, una unidad exterior de polaridad seleccionable, un rotor de antena y una unidad interior sintonizable, que incluiría la selección de polaridad y el sistema de orientación y control de posicionamiento de la parábola.

Instalación individual.

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5.- Instalaciones colectivas. Se desea recibir programas procedentes de distintos satélites a un mismo tiempo. La solución más general es instalar tantas antenas como satélites se desean recibir. Con las señales procedentes de los diferentes conversores, se puede optar por dos sistemas: A.- Procesado de canales: En la cabecera de la instalación, se coloca un sintonizador por cada uno de los canales que se desea recibir, junto con las correspondientes fuentes de alimentación. La salida de cada sintonizador se lleva a un amplificador monocanal. El usuario sintoniza en su receptor de televisión el canal que quiere ver.

Instalación por procesado de canales. Caso práctico: Si queremos instalar un sistema que reciba dos satélites, con tres canales por cada una de sus dos polarizaciones, es decir un total de 12 canales, necesitaremos: -. Dos antenas parabólicas. -. Dos unidades exteriores de doble polaridad. -. Cuatro repartidores. -. Doce unidades interiores de sintonía fija con sus fuentes de alimentación. -. Doce amplificadoes monocanales también con su alimentador. Todo este sistema se uniría al sistema de amplificación para televisión terrestre, resultando una cabecera de grandes dimensiones. Esto da idea de la gran diversidad de combinaciones posibles en sistemas colectivos de TV-SAT por canales procesados, por lo que el presupuesto de la instalación puede variar considerablemente, resultando viable en instalaciones con un gran número de usuarios.

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B.- Distribución en frecuencia intermedia: Se distribuye hasta el usuario final la señal de frecuencia intermedia que procede de los conversores LNB, y son los usuarios quienes sintonizan el canal que quieren ver.

Instalaciones en Frecuencia Intermedia con polaridad simple y con doble polaridad.

Instalaciones en Frecuencia Intermedia con multiconmutadores.

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Anexo I: Coordenadas geográficas de España.

Anexo II: Ábaco para el cálculo de acimut y elevación.

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Anexo III: Tabla de elevación y acimut.

Coordenadas geográficas de las capitales españolas y datos de orientación hacia los satélites Astra, HotBird e Hispasat.

Satélites: Astra: 19º E HotBird 13º E Estelsat 10º E Hispasat 30º W

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Práctica: Identificación y apuntamiento de antenas parabólicas. Objetivos: Familiarizarse con los materiales, equipo y técnicas de medida, ajuste y puesta en marcha de sistemas receptores de señales de televisión vía satélite. Material necesario: -. Antena parabólica con soporte y sus accesorios. -. Conversor LNB -. Brújula -. Inclinómetro. -. Medidor de campo de TV SAT -. Cables, conectores y herramientas de montaje. Proceso operativo: 1.- A la vista de la antena, define su tipología, rendimiento y ganancia aproximada según su tamaño, así como las aplicaciones más comunes a que puede ser destinada. 2.- Calcula las coordenadas de acimut y elevación para apuntar la antena desde la localidad en la qu enos encontramos hasta el satélite que deseamos recibir, por ejemplo Astra. 3.- Siguiendo el proceso descrito en esta unidad, procede al apuntamiento de la antena. Sintoniza un canal del satélite localizado. 4.- Con el medidor de campo conectado, observa la variación que se produce en el nivel de señal recibida al realizar las siguientes operaciones: -. Acercar y alejar el conversor ( modificando la distancia focal) -. Girar el conversor ( modificando el plano de polarización) 5.- Selecciona el modo de visualización espectral en el medidor de campo, con la expasión máxima para visualizar toda la banda. Relaciona la imagen con los diferentes canales que envía el satélite, observando sus frecuencias y sus niveles de ampliud. 6.- En este modo de visualización espectral, gira el conversor. Observa cómo disminuyen las señales inciales al alejarse de la polarización óptima y aparecen progresivamente los canales de la polarización cruzada. 7.- Selecciona un canal cuya frecuencia sea conocida. Sintonízalo con el medidor de campo y anota la frecuencia en la que se recibe.

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