7.2
Alimentación de los sistemas de TV Cable
Los componentes activos de una red de Tv Cable (Amplificadores troncales, puente y extensores de línea) requieren alimentación de energía. Los amplificadores están separados varios cientos de metros y se distribuyen sobre toda el área de servicio.
7.2.1 Requisitos del sistema de alimentación
Dado que los actuales amplificadores utilizan transistores y circuitos integrados, los requerimientos de energía se reducen a unos pocos volts de C.C. Sin embargo esto no es práctico por la corrosión producida por el fenómeno de electrólisis (como la producida al unir dos metales diferentes tales como cobre y aluminio en presencia de humedad ambiente).
Por este motivo se utiliza corriente alterna tomada generalmente de la red pública, transformada al voltaje de trabajo de la red CATV, para finalmente ser rectificada en cada componente activo. Los requisitos para coexistir la señal RF de TV y la corriente alterna 50 Hz. se reducen a:
- La señal RF no debe ser bloqueada ni cortocircuitada por la alimentación C.A.
- El ruido o interferencias presentes en la alimentación no deben acoplarse en la señal de TV.
- Los dispositivos de acoplamiento de energía no deben causar desadaptaciones de impedancia, es decir reflexiones de la señal de TV.
- El sistema de alimentación debe tener un costo razonable, por lo cual utiliza el mismo cable coaxial y se separa la banda de transmisión de señal de TV de la de energía (baja frecuencia 50 Hz)
Fuente de alimentación con respaldo de baterías de una red CATV
Otros requisitos asociados con la fuente de energía se refiere a disponer de sistemas de respaldo a base de baterías para operar cuando se corta el suministro de energía C.A.
7.2.2 Insertador de Potencia (PI Power Inserter)
Corresponde al dispositivo pasivo destinado a insertar y extraer la alimentación. El PI contiene un arreglo de filtros distribuidos de tal forma que mantienen la impedancia de 75 Ohms en el coaxial y permiten el flujo de C.A. de 50 Hz como se indica en la fig. Los PI se construyen en cajas herméticas de aluminio en forma similar a los divisores (splitter), acopladores direccionales y taps.
Circuito esquemático de un Insertador de Potencia
Los PI al igual que todos los dispositivos que se insertan en la línea presentan parámetros eléctricos similares, por ejemplo para el PI modelo SSP-PI de Jerrold se tiene:
Banda 5-600 MHz Pérdida de inserción 0,7 dB para 5-450 MHz; 1,0 dB para 450-600 MHz Aislación RF/CA Mayor que 70 dB para 5-450 MHz; mayor que 60 dB para 450-600 MHz Capacidad de C.A. 10 Amp. por cada rama; 14 Amp. en total Fusible 15 Amp. por cada rama
7.2.3 Consideraciones de la alimentación de CA
En cualquier sistema de transmisión de energía, las pérdidas son proporcionales al cuadrado de la corriente que fluye por los conductores. Por lo tanto el sistema de transmisión de energía será más económico en la medida que el voltaje sea más alto, sin embargo esto tiene limites principalmente por razones de seguridad, usándose tradicionalmente 30 o 60 Volts C.A.
El voltaje C.A. aplicado a los cable coaxiales debe ser regulado dentro de los limites mínimo y máximo tolerados por los amplificadores. Esto es particularmente importante en las zonas periféricas de una ciudad donde las variaciones de voltaje C.A. de red eléctrica pueden variar en rangos muy amplios.
Para lograr un voltaje constante de 60 Volts C.A. a partir de la red de distribución de 220 Volts, 50 Hz. se utiliza un arreglo de transformadores denominado Transformador de voltaje constante como se muestra en la fig. 7.5.
Fig. 7.5 Diagrama esquemático de una fuente de alimentación
En la fig. los primarios de los transformadores T1 y T2 se conectan en serie y los secundarios se conectan en oposición. T1 es un transformador común, mientras que T2 es un transformador de núcleo saturable y que opera bajo condiciones nominales en la zona inicial de la saturación. Cuando el voltaje de la red aumenta, también aumentan los voltajes de los primarios y secundarios pero cambiando la relación de tensiones con respecto al voltaje de entrada manteniendo de este modo la tensión de salida de 60 Volts C.A.
En resumen, las fuentes de alimentación son relativamente simples y se basan principalmente en transformadores que se montan en cajas herméticas instaladas generalmente en postes y conectadas a la red de distribución eléctrica a través de algún tipo de protección y a la línea coaxial a través de un PI.
Otras variantes de fuentes de alimentación incluyen un respaldo de baterías las cuales se mantienen cargadas mediante un rectificador y entran en operación a través de una fuente del tipo switching para generar los 60 Volts, 50 Hz. cuando cae a un cierto nivel la tensión de la red de distribución de energía C.A.
7.2.4 Alimentación de amplificadores
Los amplificadores de la red de TV Cable requieren energía de C.C. la cual la obtienen de un proceso de rectificación y filtrado de la C.A. de 30 o 60 Volts proveniente de la línea coaxial. Para esto se requiere separar la señal RF de TV de la alimentación de C.A. 50 Hz. en forma similar como se efectua en un PI.
En el amplificador se utiliza un circuito del tipo filtro pasabajos L1-C1 y un switch que permite seleccionar de donde utilizará la alimentación el amplificador. Con respecto a la rectificación, podemos decir que el circuito puente no es conveniente dado el aislamiento que produce con respecto al conductor externo del coaxial y la tierra del circuito de amplificación. Para resolver este inconveniente se utiliza un circuito denominado doblador de voltaje que tiene una línea común (tierra) y a su vez filtra la tensión gracias a los condensadores. La regulación se obtiene en la forma tradicional.
