УНИВЕРСАЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРИЁМА СПУТНИКОВОГО И НАЗЕМНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ С ПИТАНИЕМ ОТ USB

Предлагаемое техническое решение относится к наружным антенным устройствам для систем одновременного приема спутникового и наземного телевизионного сигнала по одному высокочастотному кабелю снижения с универсализацией и оптимизацией комплектующих устройств и коммутации. Преимущественно реализуется с антеннами со встроенными схемами усилителей, при использовании для телевизионных приемников со встроенными в них спутниковыми ресиверами и оборудованных USB портами, а так же и с существующим парком пассивных антенн, ресиверов и телевизоров.
В настоящее время прием телевизионного контента в местностях, удаленных от оптоволоконных линий предоставления телевизионных широковещательных программ, с переменным успехом конкурирует между спутниковыми и наземными каналами. Повсеместное развертывание мультиплексов цифрового наземного телевидения в некоторых регионах изменяет взгляды пользователей к спутниковым телепрограммам и внедрение предлагаемой универсальной системы для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB, не исключает адаптацию ситуации ее востребования в современном периоде отношений с перспективой на любую динамику изменений и расширения сервисных характеристик. Предлагаемое устройство наиболее приемлемо при использовании, в том числе, с современными телевизионными приемниками с уже встроенными в них спутниковыми ресиверами и USB портами. Все это, предопределяет минимум комплектующих и сервисные удобства при эксплуатации и настройке телевизионных систем. Существующая высокочастотная кабельная линия от спутникового конвертера или эфирной антенны с использованием предложенных элементов подключается одновременно к антенному усилителю антенны наземного телевидения и к конвертеру спутникового телевидения. Она совмещает в себе передачу высокочастотных сигналов от конвертера спутникового телевидения и активной антенны наземного телевидения к телевизионным приемникам с минимумом проводных соединений, повышающих надежность работы развернутой телевизионной сети и сохраняющих интерьер помещений. Дополнительно к этому она совмещает раздельное обеспечение питанием по постоянному току ресивера и антенного усилителя УКВ/УВЧ антенны с развязкой источников питания ресивера и антенны при одновременном их использовании.
Из существующего уровня техники известна активная антенна с функцией подачи питания через USB разъемы бытовой техники (Пат. РФ №166588, опубл. 10.12.2016, бюл. №34). Устройство выполнено в виде антенной конструкции, содержащей антенную структуру, печатную плату антенного усилителя, корпус антенного усилителя, высокочастотные линии передачи, печатную плату узла подачи питания, корпус узла подачи питания и USB male разъем. Корпус антенного усилителя закреплен на антенной структуре, высокочастотная линия передачи узла подачи питания подключена непосредственно к плате антенного усилителя и, таким образом, обеспечивает минимальные потери сигнала. Печатная плата антенного усилителя размещена в корпусе антенного усилителя таким образом, что вход усилителя подключен непосредственно к антенной структуре. Печатная плата узла подачи питания закреплена в корпусе узла подачи питания, a USB male разъем встроен непосредственно в печатную плату узла подачи питания таким образом, что при подключении его к USB female гнезду бытовой техники через контакты питания (5V и GND), на выход усилителя посредством высокочастотной линии передачи подается оговоренное международным стандартом питание 5 В/100 мА.
Недостатком известной антенной системы является однозначность решаемой задачи, только по незначительному снижению сетевых шумов в работе антенного усилителя, не критичных для цифрового телевидения, и энергопотребления, если использовать для питания усилителя участвующие в работе устройства только по обеспечению технологии приема и обработки телевизионного сигнала, оборудованные USB female гнездами, без дополнительного использования другой бытовой техники.
Наиболее близким техническим решением является система для приема спутниковых сигналов и сигналов VHF/UHF (Пат. US 5,999,137 Dec. 7, 1999), содержащая пару активных антенн, спутниковую антенну и УКВ/УВЧ антенну с встроенными частями УКВ/УВЧ антенны в отражатель и опору конвертера спутниковой антенны, антенные усилители питающиеся по высокочастотному коаксиальному кабелю с объединенными сигналами, сумматор спутникового и наземного сигналов телевидения с устройствами фильтрации, приемное устройство с делителем спутникового и наземного сигналов телевидения с устройствами фильтрации, ресивер в составе переключаемого, с напряжениями 13/17 вольт, источника питания и декодера с коммутатором для подключения к телевизору.
Недостатками прототипа являются, обособленный, как жесткое использование комбинации только индивидуальной спутниковой и встроенной УКВ/УВЧ антенны в спутниковую антенну, в системе для приема спутниковых сигналов и сигналов VHF/UHF и индивидуального антенного усилителя. Общие недостатки, как прием телевизионных сигналов с постоянной работой приемного устройства с ресивером независимо от приема спутникового или наземного телевидения. Прием только одного спутникового канала или только частотных диапазонов наземного телевидения на каждом телевизоре при дальнейшем делении сигналов, без возможностей управления от других телевизоров, при дальнейшем делении сигналов.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание универсальной системы для приема спутникового и наземного телевидения при использовании разных типов антенн наземного телевидения в комбинациях со спутниковыми антеннами, реализации независимого питания для обеспечения работы конвертера и антенного усилителя при устранении взаимовлияния разных источников питания, расширения возможностей одновременного приема спутникового и наземного телевидения при дальнейшем делении сигналов.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в увеличении технологических функций при расширении сервисных возможностей с упрощением системы и эксплуатации наземно-спутникового комплекта устройств системы для приема спутникового и наземного телевидения.
Технический результат достигается за счет того, что заявленное устройство, содержащее спутниковую антенну и УКВ/УВЧ антенну с усилителем, при питании по высокочастотному коаксиальному кабелю с объединенными сигналами, обеспечивает их работу от источников постоянного тока ресивера и/или второго источника постоянного тока от бытового прибора или телевизора. Объединение сигналов спутникового и наземного телевидения обеспечивается сумматором, в цепь плеча которого, подключаемого к спутниковой антенне, включен диод, а в цепь плеча, подключаемого к УКВ/УВЧ антенне, включена микросхема стабилизатора напряжения, так, что при подаче питающего напряжения от 5 до 20 В на стабилизатор напряжения на схему антенного усилителя от стабилизатора подается напряжение не выше 5 В. В делителе объединенных сигналов, в цепи плеч включены диоды, причем один выход делителя соединен с блоком ресивера, с внутренним источником питания, а второй выход через инжектор, с соединительным проводом и USB разъемом для подключения к другому источнику питания с USB гнездом 5 В, подключен к антенному входу телевизора.
Технический результат достигается и за счет того, что сумматор размещен в корпусе антенного усилителя, содержащего стабилизатор питающего напряжения от 5 до 20 В для работы схемы антенного усилителя с напряжением не выше 5 В, причем корпус антенного усилителя выполнен в виде отдельного блока и оснащен гнездом входа сумматора, подключаемого к спутниковой антенне с диодом в цепи плеча сумматора, гнездом для подключения УКВ/УВЧ антенны и гнездом для подключения высокочастотного коаксиального кабеля с объединенными сигналами.
Дополнительно к этому, технический результат достигается за счет того что сумматор размещен в корпусе антенного усилителя содержащего стабилизатор питающего напряжения от 5 до 20 В для работы схемы антенного усилителя с напряжением не выше 5 В, закрепленного на антенной структуре УКВ/УВЧ диапазонов с ее непосредственным подключением к усилителю, а корпус антенного усилителя оснащен гнездом входа сумматора, подключаемого к спутниковой антенне с диодом в цепи плеча сумматора и гнездом для подключения высокочастотного коаксиального кабеля с объединенными сигналами.
Кроме этого, технический результат достигается за счет того, что в телевизорах с встроенным спутниковым ресивером один выход делителя соединен с гнездом телевизора от блока ресивера с внутренним источником питания, а второй выход через инжектор, с проводом и USB разъемом для подключения к источнику питания с USB гнездом 5 В, подключен к входному гнезду телевизора для УКВ/УВЧ антенны, a USB разъем к другому выходу внутреннего источника питания телевизора через USB гнездо телевизора или к USB гнезду другого источника питания бытового устройства.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что обеспечивается как одновременная, так и раздельная подача питания по высокочастотному коаксиальному кабелю с объединенными сигналами на конвертер для приема спутниковых телеканалов и антенный усилитель для приема наземного телевидения, позволяющие на одном или нескольких телевизорах одновременно охватывать суммарный диапазон частот наземного и спутникового телевидения, или разделять на разные телевизионные приемники спутниковый и наземные диапазоны, с дальнейшим независимым разветвлением телевизионных сигналов.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что при приеме только наземного телевидения и работе усилителя УКВ/УВЧ антенны с питанием от USB, на конвертер поступает пониженное напряжение, реализующее только его режим сна.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что универсальная система для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB обеспечивает работоспособность при трехуровневом напряжении питания.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что при приеме спутникового телевидения, кроме конвертера, номинальное напряжение после стабилизатора поступает и на антенный усилитель, но рабочие частоты эфирного телевидения, не перекрывающие спутникового и не создающие ему помех при работе усилителя, обеспечивают работу соединений ответвленных телевизионных приемников, принимающих эфирный сигнал, без подачи с них питания на антенный усилитель, а при подаче с них питания через их инжекторы не создают конфликтов по питанию универсальной системе.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что в качестве высокочастотного коаксиального кабеля с объединенными сигналами при развертывании наземно-спутникового комплекта устройств без дополнительных работ можно адаптировать уже капитально проложенный кабель снижения от существующей УКВ/УВЧ антенны или от используемой системы спутникового телевидения без устройства второй высокочастотной линии передачи и сопровождающего удорожания при расширенных сервисных возможностях.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что универсальная система для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB обеспечивает совмещение работы в любых комбинациях существующих парков используемых спутниковых систем и разнородных пассивных антенн.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что ее можно универсально использовать как с парком телевизионных приемников, оборудованных спутниковыми ресиверами, так и в любом сочетании спутниковых ресиверов и телевизионных приемников с USB входами или без них, с использованием USB гнезд источников питания бытовых устройств или с применением сетевых адаптеров с USB гнездами.
Новизна в части устройства полезной модели усматривается в том, что она обеспечивает использование режима пониженной мощности энергопотребления при приеме контента наземного телевидения.
Сочетание совокупности отличительных признаков и свойств как в заявленной универсальной системе для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB по уровню техники из научной, технической литературы и патентной документации не выявлено, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.
Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в сравнительной простоте реализации и тиражирования используемых элементов на промышленной основе, конкурентоспособном уровне и перспективой версий дальнейшего развития.
Предлагаемая универсальная система для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 представлена блок-схема универсальной системы для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB.
На фиг. 2 представлена блок-схема фрагмента системы в виде отдельного блока с сумматором, размещенным в корпусе антенного усилителя, содержащего стабилизатор питающего напряжения от 5 до 20 В, для работы схемы антенного усилителя с напряжением не выше 5 В.
Заявляемая универсальная система для приема спутникового и наземного телевидения, с питанием от USB, как изображено на фиг. 1, содержит спутниковую антенну 1 и УКВ/УВЧ антенну 2 с усилителем 3. Питание активных элементов спутниковой антенны 1 и усилителя 3 УКВ/УВЧ антенны 2 осуществляется по высокочастотному коаксиальному кабелю 4 с объединенными сигналами от источника постоянного тока ресивера 5 и через инжектор 9, с проводом и USB разъемом 10, подключенным к другому источнику питания с USB гнездом 5 В, от телевизора 8 или другого источника питания. Реализация объединения сигналов от спутниковой антенны 1 и УКВ/УВЧ антенны 2 с передачей на телевизор 8 в одном высокочастотном коаксиальном кабеле 4 осуществляется их соединением через сумматор 6 с последующим разделением через делитель 7. Для устранения взаимовлияния источников питания системы, их развязка осуществляется включением в цепи плеч делителя 7 диодов. При этом один выход делителя 7 соединен с блоком ресивера 5, с внутренним источником питания, а второй выход делителя 7 через инжектор 9, проводом и USB разъемом 10, подключен к телевизору 8 или к другому источнику питания с USB гнездом 5 В. Для устранения взаимовлияния антенных устройств и обеспечения их работоспособности развязка спутниковой антенны 1 с двухуровневым напряжением, при обеспечении работоспособности усилителя 3 УКВ/УВЧ антенны 2, с пониженным напряжением, в цепь плеча сумматора 6 подключаемого к спутниковой антенне 1 включен диод, а в цепь плеча сумматора 6, подключаемого к УКВ/УВЧ антенне 2 включена микросхема стабилизатора напряжения. При подаче по высокочастотному коаксиальному кабелю 4 питающего напряжения от 5 до 20 В на стабилизатор напряжения, на схему антенного усилителя 3 от стабилизатора подается напряжение не выше 5 В.
Сумматор 6 может быть размещен, как фрагментом системы изображено на фиг. 2, в корпусе 11 антенного усилителя 3, содержащего стабилизатор питающего напряжения от 5 до 20 В для работы схемы антенного усилителя 3 с напряжением не выше 5 В. Корпус 11 антенного усилителя 3 выполнен в виде отдельного блока и оснащен гнездом 12 входа сумматора 6, подключаемого к спутниковой антенне 1 с диодом в цепи плеча сумматора, гнездом 13 для подключения УКВ/УВЧ антенны 2 и гнездом 14 для подключения высокочастотного коаксиального кабеля с объединенными сигналами 4.
Сумматор 6 может быть размещен (на фиг. не показано) в корпусе 11 антенного усилителя содержащего стабилизатор питающего напряжения от 5 до 20 В для работы схемы антенного усилителя 3 с напряжением не выше 5 В, закрепленного на антенной структуре УКВ/УВЧ диапазонов. Для этого корпус 11 антенного усилителя 3 оснащен гнездом 12 входа сумматора 6, подключаемого к спутниковой антенне 1 с диодом в цепи плеча сумматора и гнездом 14 для подключения высокочастотного коаксиального кабеля с объединенными сигналами 4.
Заявляемая универсальная система для приема спутникового и наземного телевидения, с питанием от USB, как изображено на фиг. 1, наиболее оптимальна для телевизоров со встроенным спутниковым ресивером 5, где один выход делителя соединен с гнездом телевизора от блока ресивера с внутренним источником питания, а второй выход через инжектор 9, с проводом и USB разъемом 10 для подключения к источнику питания с USB гнездом 5 В, подключен к входному гнезду телевизора 8 для УКВ/УВЧ антенны, a USB разъем к другому выходу внутреннего источника питания телевизора 8 через USB гнездо телевизора. В случае отсутствия USB гнезда у телевизора или его использования другим средством, USB разъем подключается к другому источнику питания бытового устройства.
Универсальная система для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB работает следующим образом.
При приеме сигналов со спутниковой антенны 1, принцип работы которых общеизвестен, с приемом спутникового телевидения, сигнал поступает на сумматор 6, через который подается в высокочастотный коаксиальный кабель 4, а с него, через делитель 7 на ресивер 5 и с него на телевизор 8. Для обеспечения функционирования активных элементов в спутниковой антенне, в зависимости от необходимой поляризации, постоянное напряжение 13 или 17 вольт подается в высокочастотный коаксиальный кабель 4, с входа ресивера 5, через диод, включенный в цепь плеча делителя 7. Диод, включенный в цепь делителя, подключенную к входу телевизора 8, блокирует попадание этого напряжения на вход через гнездо для УКВ/УВЧ антенны. При этом, постоянное напряжение с входа ресивера по высокочастотному коаксиальному кабелю 4 поступает для питания спутниковой антенны 1 через диод цепи плеча сумматора и на микросхему стабилизатора напряжения, цепи питания усилителя 3, активируя его, УКВ/УВЧ антенны 2. При подаче питающего напряжения от 5 до 20 В на микросхему стабилизатора напряжения, на схему антенного усилителя 3 от нее подается напряжение не выше 5 В, обеспечивая штатную работу усилителя. Причем одновременно со спутниковым, сигнал с УКВ/УВЧ антенны 2 наземного телевидения через сумматор 6 поступает по высокочастотному коаксиальному кабелю 4 на делитель 7 и с его выхода через инжектор 9, с проводом и USB разъемом 10 для подключения к другому источнику питания с USB гнездом 5 В, подается к входному гнезду для УКВ/УВЧ антенны телевизора 8, обеспечивая прием сигналов наземного телевидения. От USB гнезда с напряжением 5 В, через USB разъем 10 по проводнику, через инжектор 9, питание подается на выход делителя 7 в цепь плеча с диодом, но ввиду присутствия на входе делителя 7 более высокого напряжения от ресивера, диод цепи от USB разъема 10 будет закрыт. При этом обеспечивается возможность работы в любых комбинациях существующих парков используемых спутниковых систем и разнородных пассивных антенн, а также далее разделять на разные телевизионные приемники спутникового и наземного диапазонов, с дальнейшим разветвлением телевизионных сигналов, принципы разветвления которых, общеизвестны.
При приеме сигналов наземного телевидения, сигнал от УКВ/УВЧ антенны через усилитель 3 поступает на сумматор 6, через который подается в высокочастотный коаксиальный кабель 4, а с него, через делитель 7 и инжектор 9, к входному гнезду для УКВ/УВЧ антенны телевизора 8. Для обеспечения функционирования антенного усилителя 3, при выключенном ресивере 5, постоянное напряжение 5 В подается в высокочастотный коаксиальный кабель 4, от USB гнезда с напряжением 5 В, через USB разъем 10 по проводнику, через инжектор 9, на выход делителя 7 в цепь плеча с диодом и далее по высокочастотному коаксиальному кабелю 4 на выход сумматора 6 в цепь плеча с микросхемой стабилизатора напряжения, с которого напряжение питания с незначительным падением напряжения при стабилизации, поступает на усилитель 3 УКВ/УВЧ антенны 2, обеспечивая работу. При этом, с выхода сумматора 6, через цепь плеча с диодом, напряжение 5 вольт поступает и на спутниковую антенну 1, при значении в 3 раза ниже номинального, обеспечивая режим сна спутникового антенного устройства 1. В этой версии ведется прием только наземного телевидения в экономичном режиме энергопотребления, без использования источника питания повышенной мощности для системы спутникового телевидения.
Работа универсальной системы при приеме спутникового и наземного телевидения с питанием от USB, реализуется в версии размещения сумматора 6 в корпусе 11, фрагментарно показанного блок-схемой на фиг. 2, антенного усилителя 3, содержащего стабилизатор питающего напряжения от 5 до 20 В для работы схемы антенного усилителя с напряжением не выше 5 В. При этом корпус 11 антенного усилителя 3, который размещается вблизи антенн, выполнен в виде отдельного блока и оснащен гнездом 12 входа сумматора 6, подключаемого к спутниковой антенне 1 с диодом в цепи плеча сумматора, гнездом 13 для подключения УКВ/УВЧ антенны 2 и гнездом 14 для подключения высокочастотного коаксиального кабеля с объединенными сигналами 4. Это обеспечивает совмещение работы в любых комбинациях существующих парков используемых спутниковых систем, разнородных пассивных антенн и при удалении УКВ/УВЧ антенны 2, с упрощенной коммутацией.
Работа универсальной системы при приеме спутникового и наземного телевидения с питанием от USB, реализуется в версии сумматора 6 размещенного в корпусе 11 антенного усилителя содержащего стабилизатор питающего напряжения от 5 до 20 В для работы схемы антенного усилителя 3 с напряжением не выше 5 В. Корпус 11 закреплен на антенной структуре УКВ/УВЧ диапазонов, причем корпус 11 антенного усилителя 3 оснащен гнездом 12 входа сумматора 6, подключаемого к спутниковой антенне 1 с диодом в цепи плеча сумматора и гнездом 14 для подключения высокочастотного коаксиального кабеля с объединенными сигналами 4. Размещение антенного усилителя 3 в корпусе 11, закрепленном непосредственно на антенной структуре УКВ/УВЧ антенны увеличивает соотношение сигнал/шум из-за исключения соединительного кабеля и разъемного соединения на входе усилителя.
Работа универсальной системы при приеме спутникового и наземного телевидения с питанием от USB, наиболее оптимально реализуется в версиях телевизоров со встроенным спутниковым ресивером, когда один выход делителя 7 соединен с разъемом телевизора от блока ресивера с внутренним источником питания, а второй выход делителя 7 через инжектор 9, с проводом и USB разъемом 10 для подключения к источнику питания с USB гнездом 5 В, подключен к входному гнезду телевизора 8 для УКВ/УВЧ антенны. При настройке телевизора на спутниковые каналы включается встроенный ресивер и питание от гнезда входа ресивера подается к антеннам. При настройке телевизора на каналы наземного телевидения, ресивер выключается и питание УКВ/УВЧ антенны осуществляется через USB разъем от другого выхода внутреннего источника питания телевизора 8 через USB гнездо телевизора или от USB гнезда другого источника питания бытового устройства.
Таким образом, предлагаемая универсальная система для приема спутникового и наземного телевидения с питанием от USB обеспечивает универсализацию использования телевизионных систем при оптимизации состава внешних устройств с упрощением и удешевлением эксплуатации и любой комбинацией состава развертываемых сетей.