domingo, 8 de abril de 2012

LNB Todo lo que debes saber sobre este dispositivo, tan importante para la recepción de televisión satelital


Que es un LNB 
Forma de la Onda Circular por 






Un emisión polarizada linealmente es un vector fijo normal al eje z que va variando su módulo en el tiempo. Representado es un desplazamiento del vector a lo largo del plano de polarización que está definido por el vector de polarización y la dirección de propagación de la onda (Z) 

Un emisión polarizada circularmente se compone de dos ondas polarizadas linealmente, ortogonales, desfasadas 45º en el tiempo una de otra. 

Así en el ejemplo se ve que son dos ondas ortogonales de la misma amplitud (pintadas de rojo y azul por claridad pero son la misma en forma y amplitud para un instante Zo para la x y Zo+45º para la y), una va adelantada respecto a la otra esos 45º. Se puede observar en el ejemplo que la azul va adelantada 45º. Se observa que ambas ondas conforman una especie de helicoide que "gira" a izquierdas (mirando desde el origen). Si la onda azul atrasa 45º a la otra entonces tenemos una especie de helicoide que "gira" a derechas. 

También existen polarizaciones circulares con un desfase de 180º entre ambas ondas ortogonales. En banda C se usa un desfase de 45º. 

Ya tenemos por tanto una visión espacial que ayudará a comprender el resto. 

También sabemos que una emisión con polarización circular puede ser captada por un LNB que trabaje linealmente (sin despolarizador). Al fin y al cabo son dos ondas ortogonales polarizadas linealmente pero al ir desfasadas la suma de los módulos nunca es el máximo, se produce una pérdida de 3 db. 

Dependiendo del desfase x, podemos calcular la atenuación según A=-20log(cos x). Así para x=45º la atenuación es de 3,01 db. 

Puede parecer poco pero es justo el 50% de señal. Una pérdida de 3 db, en las débiles señales de los satélites en banda C, es la diferencia entre la luz y la oscuridad. 

Cierto es que en banda Ku se ha usado polarización circular (Hispasat 1A/1B DBS). También es cierto que su captación se realizaba con un LNB convencional sin polarizador. Ello era debido a la alta potencia del haz DBS de Hispasat que compensaba esos 3 db de pérdida. 

Queda claro que para su correcta captación (máxima transformación de energía) es necesario algún artilugio que "enfase" las dos ondas y así obtener el máximo de energía al sumar ambas. 

Este artilugio es el despolarizador. 

Físicamente es una gúia de ondas circular con una lámina dieléctrica de teflón en su interior con una inclinación precisa. En concreto esa inclinación es de 45º para enfasar ambas ondas. La lámina de teflón produce un "atraso" en la propagación de una de las dos ondas. Así conseguimos, al atrasar una 45º, que ambas queden enfasadas. Esta es la función que realiza la lámina de teflón. 

Esto es debido a que la velocidad de propagación de la onda varía según el medio atravesado. Así una de las ondas pasa libremente pero la normal (perpendicular) a la anterior debe atravesar un medio de más densidad (teflón) por lo que su velocidad de propagación es menor y por tanto se "atrasa". Calculando adecuadamente las dimensiones de la lámina de teflón conseguimos el desfase deseado. La longitud de la lámina es un cuarto de onda. 

Es un componente de precisión. Sus dimensiones físicas están en función de la longitud de onda (milímetros) por lo que su mecanizado y colocación es crítico si queremos obtener un desfase exacto de 45º. Si este elemento es defectuoso el desfase introducido no será el exacto y no obtendremos el máximo de energia, por tanto el nivel de señal será inferior. Normalmente las tolerancias de este elemento en piezas de alta calidad es de +/- 0,1 mm. Entendemos ahora que un despolarizador de calidad produce más señal que uno de baja calidad y el porqué es un elemento crítico en una instalación de recepción de banda C. 

A la salida del despolarizador tenemos ambas ondas en fase. Realmente es una polarización mixta puesto que en cualquier instante tenemos el mismo valor en horizontal y vertical. Ya solo queda su captación y realizar la suma aritmética de la salida de ambas. Así tenemos a la salida el 100 % de energía transmitida (el máximo).  Por Musicalmente



Que yo sepa la lámina de teflón puesta en sección de 45º sobre la sonda del LNB, es para que las señáles circulares se "conviertan" en lineales para que el polarizador magnético pueda recoger y discriminar ambas polaridades.

De esta manera tendríamos las 4. Las lineales horizontal y vertical + las circulares a derecha y a izquierdas que puede recibir el polarizador.

Si es como dices tu, solo podrías recibir una polaridad, o la circular a izquierdas, o la circular a derechas, ¿pero que pasa cuando el satélites tiene las dos?

De tu explicación ¿hay algo que no he entendido? Quizás te haya mal interpretado.

Un saludo "elvisitante".




El cabezal LNB (Low Noise Block):
Tras los alimentadores y los dispositivos de separación de polaridades se colocan los conversores de primera F.I. o conversores LNB, conversores que se encargan de convertir el bloque de señales de 11/12 Ghz, mediante un oscilador local, a una frecuencia intermedia situada entre 950 y 1750 Mhz con un bajo factor de ruido. Además de realizar la conversión, estos dispositivos tienen una elevada ganancia (de 40 a 60 dB) lo que nos permite conectarlos a un número elevado de unidades interiores de conversión a RF sin amplificador auxiliar. El amplificador está completado por un filtro que elimina las frecuencias no deseadas y las frecuencias de polarización inversa de la deseada. El oscilador se ajusta según una frecuencia fija, inferior a las recibidas.
Todos los anteriores componentes forman un bloque que va situado en el foco de la parábola. Este bloque puede ser unido en una parábola o si se quiere recibir señales de diferentes satélites con una misma parábola, puede estar repetido y situado en un dispositivo especial denominado multisatélite. La salida y el enlace con el receptor están asegurados a 75 W por un cable coaxial clásico de bajada de antena de buena calidad. En la siguiente tabla se muestran algunas características:










Características
BANDAS





KU 1





KU 3





KU 5
Frecuencia de entrada (GHz)10,95-11,7511,7-12,512,5-12,75
Factor de ruido (dB)




0,8-1,2





1-1,2-1,4





1-1,2
Frecuencia de salida (MHz)




950-1750





950-1750





1025-1275
Frecuencia del oscilador (GHz)




10,000





10,750





11,475
Ganancia mínima (dB)




50





48





48
Tensión de alimentación (V)




12 a 20





12 a 20





12 a 20
Consumo (mA)




190





190





190
Masa (g)
 

   
  
Algunos fabricantes o distribuidores promocionan los LNB’s anunciando valores muy bajos. ¿Es esto realista?


En el presente artìculo aunque un poco técnico, usted  comprenderà como funciona un LNB y de què elementos consta el mismo. Recordemos que el LNB es en realidad la antena del sistema y debemos recalcar eso. La parábola, solo colecta la señal y la envía a ese LNB.


Quiero aclarar que los LNB hoy día, TODOS sin excepción realizan una maravillosa función en recepción y es común encontrarlos con bajo ruido de 0.3 y 0.4 decibeles en el mercado. Estos valores hace unos tres años eran de 0.8 a 0.5 y la tecnología ha logrado crear LNBs de bajo ruido, más capaces de recibir señales más débiles. Y este escrito, tambien aplica a la banda C.






Componentes del LNB
El LNB tiene los siguientes componentes:
Circuito interno El circuito interno de un LNB o amplificador está encerrado en una caja hermética para evitar el efecto corrosivo del medio ambiente producido por el vapor de agua, la contaminación, el sol y la lluvia. Este circuito contiene principalmente chips (circuitos integrados, componentes electrónicos multifuncionales) conocidos como transistores de efecto de campo (GASFET), compuestos por arseniuro de galio. Los circuitos integrados inducen al LNB a comportarse como si se encontrara operando cerca del cero absoluto (0° k), donde cesa todo movimiento molecular, en este nivel los electrones están en equilibrio, por lo que se obtiene mayor ganancia en la señal y menor ruido.
Esta publicación es un poco técnica, pero solo recuerden esto: Para comprar un LNB, búsquelos de 0.3 dBs si es de KU. Y para la banda C que sea entre 15 a 17 K

Con eso es suficiente y se pueden ahorrar la lectura de esta publicación.
Pero si desean aprender algo más, lean cuidadosamente este trabajo.


COMPRENDAMOS QUE ES UN LNB,
QUE TRABAJO HACE,
Y CUALES SON SUS COMPONENTES.
LNB para la banda C

Para comprender bien los diferentes parámetros que definen un LNB, lo mejor es analizar su funcionamiento.

El 
LNB ya sea de banda C o KU no es nada más que la verdadera antena del sistema. Y detrás de esa antena viene el amplificador. Es el primero de la cadena y también el más importante porque el nivel de señal es muy débil. Dicho amplificador tiene que introducir el mínimo de ruido, como todos los circuitos electrónicos que le siguen. El caso es que el ruido nunca se atenuará, al contrario, cuando más se amplifique, más presente estará. (Esto es importante para los que usan los amplificadores de línea que no resuelven nada). Cuando usted introduce uno de esos amplificadores de línea, amplifica la señal...y el ruido que viene con la misma. Eso es otro tema, pero sigamos con este punto...



Es este principio el que nos obliga a no emplear en las instalaciones actuales amplificadores complementarios entre la 
LNB y el receptor digital a no ser que existan enormes distancias de cable pero aun así, tambien aumenta la señal...y el ruido.



Si seguimos la distribución de la señal, (si pudiéramos ver el
LNB por dentro) veremos después del amplificador dentro delLNB, el Band Pass Filter o Filtro de Banda de Paso (BPF), que permite deshacerse de las frecuencias indeseables. Este filtro viene seguido de un mezclador (MIX), que realiza la función frecuencia BIS=frecuencia recibida, menos frecuencia del Oscilador Local (OL), además de otro filtro, el Low Pass Filter o Filtro de Bajo Paso (LPF) y de las dos etapas de amplificación final. Esta sucesión de circuitos dedicados a funciones bien definidas son otras tantas fuentes de degradación de la señal; todos ellos deben responder a dos imperativos: ruido mínimo y distorsión por ruido de fase, también mínima.
L.N.B dual

Causas del ruido
Hay que recordar que todo conductor o semi-conductor, cuando es atravesado por una corriente, es la fuente de una agitación “atómica” y térmica. Para que la corriente exista los electrones libres están en movimiento. A esta agitación se corresponde una potencia disipada, esencialmente, por frotación, a la que corresponderá una elevación de temperatura del conductor o del semi-conductor. A partir de este fenómeno, se define una temperatura denominada “temperatura de ruido”, que viene dada en Kelvin (K). Esta medida de grados Kelvin se usa solo en LNB de banda C mientras que el los LNB de banda Ku se miden en decibeles) dBs)

Siguiendo con la temperatura, ya sea en grados Kelvin o Dbs, esta se relaciona con la potencia disipada de la temperatura real del conductor o semi-conductor y de la banda de frecuencia en la que trabaja el componente. Inmediatamente, comprendemos que esta temperatura de ruido (y el factor de ruido que le corresponde) no puede ser nula, a menos que el componente sea a 0 K, es decir, a –273º C. Y como esta temperatura de ruido o factor de ruido depende directamente de la temperatura del medio ambiente, cuando mayor sea, peor será el factor de ruido; esto explica la degradación de las características de una 
LNB, cuando hace demasiado calor.

(Recuerdo de algunos años atrás, cuando experimente enfriar un 
LNB con hielo seco para recibir el satélite Ruso Gorizon en los 11 grados, me quede maravillado de que el experimento funciono. Tuve la oportunidad de tener un video decente cuando era análogo en ese satélite que ya es solo parte de la historia.
Antena de 2.40 cms para F.T.A
Definición del factor de ruido 
El verdadero factor de ruido F LNB está definido a partir de una temperatura de referencia.

Así, constatamos que cuanto más bajo es el valor de ruido, también menor es la temperatura de ruido. 
Diagràma de un sistema basido de F.T.A

Factor de ruido y señal digital


En el caso de las señales analógicas, el factor de ruido y la relación señal/ruido son dos elementos fundamentales. En el caso de las señales digitales, si estos parámetros han de conservar valores buenos, éstos no son los únicos importantes: el ruido de fase es un parámetro muy significativo y a menudo, el más importante. ¿Por qué es esto así? Porque la transmisión de señales digitales utiliza la modulación de amplitud en cuadratura o QAM, que permite obtener, a partir de dos señales bautizadas I y Q, una constelación de puntos que corresponde a los símbolos transmitidos. 


En el caso del satélite (DVB-S) sólo son utilizados cuatro puntos o estados, que se corresponden a las cuatro bases de un cuadrado. Esta modulación particular se denomina 4-QAM o Quadrature Phase Shift Keying (QPSK). En el caso del cable (DBC-C) y la televisión digital terrestre, se necesitan 64 etapas para disponer de una señal más robusta: estamos hablando de 64-QAM. Si estas diferentes etapas o puntos no ocupan sus respectivas posiciones (las cuatro bases del cuadrado para el QPSK), la descodificación de los datos sufre una perturbación: aparecen pixelizaciones y cortes en la imagen y el audio.

Esta dispersión de las etapas trae como consecuencia un desfase que incide en la transmisión: es lo que técnicamente se conoce como ruido de fase. Estas cuatro etapas deben permanecer estables para que la demodulación quede asegurada, sea cual sea la frecuencia de transmisión de la señal, para que la misma sea precisa.



Ruido de fase


Volviendo al 
LNB, comprenderemos que todos los circuitos de amplificación, filtrado o conversión de frecuencias pueden ser la fuente del ruido de fase. Eso no se puede evitar en la electrónica moderna. Para evitar estos problemas, todos los circuitos tienen que ser perfectamente estudiados y ser objeto de medidas, de modo que se puedan apreciar estos efectos. Esta es la razón por la que un fabricante serio tiene que tener en cuenta el resultado de las medidas y no contentarse solamente de dar el valor del factor de ruido a la recepción digital.


Para poder apreciar el ruido de fase se mide la dispersión de estos puntos con un ciclo de 360º. Esta medida viene efectuada en relación a las frecuencias del Oscilador Local, en una banda de frecuencias determinada en relación a ésta (1 kHz, 10 kHz, 100 kHz y 1 MHz). 


Todo lo que hasta ahora hemos dicho no sólo se aplica al
LNB, sino también a todos los componentes protagonistas de la transmisión, que también pueden tener ruido de fase.


Tambien debemos fijarnos en la línea “Output VSWR”. Aquí, VSWR se refiere a la relación de las ondas estacionarias. También este parámetro es importante en una instalación: explica la facultad de facilitar el tránsito de la señal entre la fuente y el receptor y de aprovechar el máximo de energía: cuanto más alto es el ROS, menor será la energía transmitida.


Para fijar una medida, el valor del ROS (SWR) no debe sobrepasar 2 (lo que corresponde al 89 por ciento de la energía transmitida). Además, dicho valor no debe ser sobrepasado en todo el ancho de la banda a recibir. De lo contrario, se producirán accidentes, como la desaparición de señales. En una palabra, una 
LNB, al igual que cualquier otro componente, tiene que tener una respuesta lo más lineal posible. Sus características han de ser estables en toda la banda.

Para un fabricante es tentador dar los mejores valores, pero ¿para qué frecuencias? Hace tiempo, las 
LNB’s integraban una ficha de control donde figuraban sus características en toda la banda, y a menudo, los fabricantes otorgaban el peor valor y no el mejor.



Una hoja de datos sobre un componente:





¿Cómo LNB probadores de trabajo? SATFINDER


LNB probadores de trabajo en la premisa de encontrar la fuerza de la señal más fuerte. La mayoría de LNB probadores son extremadamente sensibles. La mayoría de LNB probadores incluye un medidor analógico que muestra claramente las lecturas de los puntos fuertes de la señal. Visualizadores digitales de cotas también están disponibles en muchos LNB probadores.
Muchos LNB probadores pondrán a prueba para las frecuencias en los rangos que varían de 950 a 2050 MHz. Por lo general las señales que su LNB recibir caerán dentro de este rango. No sólo un LNB localizar señales procedentes de 950 a 2050 MHz, pero también le indicará la fuerza de estas señales. La mayoría de LNB probadores puede detectar la fuerza de las señales de satélite desde un intervalo de aproximadamente -40 a-80 dBm.
Con el fin de poner a prueba para las señales de satélite, por lo general los probadores se conecta entre el LNB y el receptor de satélite. La mayoría de los conectores LNB tiene una entrada que recibe las señales de la LNB y una salida que luego envía las señales al satélite receptor. Normalmente LNB probadores son impulsados por el receptor de satélite, sin embargo muchos probadores vienen con un conector para una fuente auxiliar de energía. Una vez que su LNB probador se conecta entre el LNB y el receptor de satélite, se puede entonces determinar si una señal de satélite está disponible y en última instancia, la fuerza de la señal. La mayoría de instaladores de antenas parabólicas es utilizar el verificador de LNB para encontrar la mejor ubicación y la alineación de su antena parabólica para que su LNB puede recibir la señal de satélite más fuerte posible.
Normalmente se tarda sólo unos minutos en la mayoría de instalar un medidor de LNB y son extremadamente fáciles de usar. Usted puede encontrar muchos LNB probadores de menos de $ 50. Estos probadores son ligeros de peso (por lo general pesan menos de una libra), y sólo unos pocos centímetros de longitud y anchura.


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