아날로그 TV 송신기의 출력 전력

TV 송신기의 출력 전력은 안테나 시스템에 적용되는 전력이다. 공칭(또는 피크)과 열이라는 두 가지 정의가 있다. 아날로그 텔레비전 시스템은 송신기 전력의 약 70~90%를 동기 펄스에 투입한다. 송신기의 나머지 출력은 비디오의 더 높은 주파수와 FM 오디오 캐리어 전송에 들어간다. 디지털 텔레비전 변조 시스템은 전체 아날로그 변조 시스템보다 약 30% 더 효율적이다.

아날로그 vs 디지털

아날로그

• 동기 펄스가 사용하는 대량의 에너지는 아날로그 TV 송신기의 측정 시스템 및 효율과는 크게 무관하다(대부분의 아날로그 송신기의 평균 효율은 75%이다).
• FM 오디오(스테레오 서브캐리어 포함)의 전송은 TV 송신기 전력의 전체 소비량 중 3위에 불과하다.
• 전력 소비량(대부분에서 최소값) : 동기 펄스, 고주파 비디오, FM 오디오, 전위 AM

디지털

• 전송 시스템과 마찬가지로 DVB도 수학적으로 관련된 캐리어 그룹이 8VSB 시스템만큼 에너지 효율이 높지 않다.
• 8VSB 전송 시스템은 다중 경로 조건 하에서 신호 잠금 손실 이벤트를 유발할 수 있는 제한된 "강제 DC" 신호(송신기 에너지의 약 7%를 소비함)만 제공한다.

전압 단위로 정의된 전력

사인파 드라이브의 평균 전력은

${\displaystyle P={\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}i(t)\cdot e(t)dt\,\!}$

전압과 전류가 위상에 있는 시스템의 경우 다음과 같이 출력 전력을 제공할 수 있다.

${\displaystyle P={\frac {1}{T\cdot R}\int _{0}^{T}e(t)^{2}dt\,\!}$

이 방정식에서 $R{\displaystyle }$ ${\displaystyle R}$은(는) 저항이고$$ $e{\displaystyle }$( ${\displaystyle t}$) ${\displaystyle e(t)}$은(는) 출력 전압이다.

TV 송신기의 공칭 전력

TV 송신기의 공칭전력은 동기 간격 동안 전력으로 주어진다.(단순함을 위해 aural전력은 생략) 동기 간격 동안의 전압은 고정값이기 때문에,

${\displaystyle P_{n}={\frac {E_{p}^{2}}:{2\cdot R}\,\!}$

${\displaystyle P_{n}={\frac {E^{2}}:{R}\,\!}$

여기서 $E{\displaystyle }$ ${\displaystyle E}$은(는) 출력 전압의 rms 값이다.

공칭 출력 전력을 측정하기 위해 라인 시간보다 시간 상수가 훨씬 큰 측정 장치를 사용한다. 따라서 측정 장비는 100%인 라인 파형의 최고 레벨(동기 펄스)만 측정한다.

이 전력 수준은 송신기의 상용 전력이다.

화력

아날로그 TV 방송에서는 비디오 신호가 일종의 진폭 변조(VSB 변조 또는 C3F)에 의해 캐리어를 변조한다. 변조 극성은 음극이다. 즉, 비디오 신호의 레벨이 높을수록 RF 신호의 파워가 낮아진다는 것을 의미한다.

싱크론 간격 동안 가능한 가장 낮은 변조 신호는 캐리어의 100%를 산출한다. (전송기의 공칭 전력) 블랭킹 레벨(300mV)은 73%(이상적으로 선형 송신기에서)를 산출한다. 보통 75%의 수치가 허용될 수 있는 것으로 나타났다. 흰색(1000mV)에서 가장 높은 변조 신호는 반송파의 10%만 산출한다. (일명 잔류 캐리어). 때때로 12.5%가 잔류 반송파로 사용되므로 안테나 시스템에 적용되는 출력 전력이 공칭 전력보다 상당히 낮다.

마이크로파 전력계로 측정할 수 있는 열전력은 프로그램 내용물뿐 아니라 잔류 캐리어와 동기화 깊이에 따라 달라진다.

공칭전력에 대한 열전력의 비율

프로그램 내용이 가변적이기 때문에 전송 중에 화력이 달라진다. 단, 시험 목적으로 송신기에 표준 라인 파형을 적용할 수 있다.

일반적으로 350mV 또는 300mV 흑색 영상에 해당하는 라인 파형을 송신기의 입력에 적용한다(및 필드 동기화는 제외).

시스템 B의 경우, 블랙 레벨 300 mV의 지속시간(전면 및 후면 포치와 함께)은 59.3 μs이며, 최대 전압 레벨의 73%에 해당한다. 동기 펄스 지속 시간은 4.7μs이다. 회선의 총 지속시간은 64μs이다.

${\displaystyle P_{t}={\frac {E^{2}}:{64\cdot R}\cdot (4.7\cdot (100\%)^{2}+59.3\cdot (73\%^{2})\ 약 57\%\cdot {\frac{E^{2}}:{R}\,\!}$

그래서 안테나 시스템에 적용되는 최대 열전력은 블랙 씬에서도 공칭전력의 57%이다. 정상적인 프로그램 내용에서 이 비율은 약 25% 이하일 수 있다.

참조