ATV

OH3RTR:n ajankohtaisia tapahtumia ja ATV-kehitysideoita

Mitä on ATV?

Useimmille tuttujen puhe- ja sähkötyslähetteiden ohella radioamatöörit käyttävät paljon muitakin tapoja siirtää tietoa. Yleisimmät näistä ovat datasiirto (pakettiradio ja kaukokirjoitus kehittyneempine johdannaisineen) sekä televisiolähetys.

Amatööritelevisio (ATV) tarkoittaa varsinkin USA:ssa sekä hidas- että nopeapiirtotelevisiota. Hidaspiirtotelevisiossa (SSTV, slow scan television) siirretään still-kuvia normaalissa puhekanavassa. Yhden kuvan siirto kestää muutamista sekunneista joihinkin kymmeniin sekunteihin, aika riippuu kuvan tarkkuudesta ja käytettävästä väriskaalasta. Hyvä selostus SSTV:stä löytyy esimerkiksi täältä. Suuri osa SSTV-liikenteestä tapahtuu 14 MHz taajuusalueella. Lähetteiden vastaanottoon tarvitaan liikennevastaanotin tai HF-lähetinvastaanotin sekä äänikortilla varustettu PC.

Nopeapiirtotelevisiolla (FSTV, fast scan television) välitetään tavallista liikkuvaa videokuvaa. Euroopassa termillä ATV tarkoitetaan yleensä juuri tätä. FSTV-lähetteen kaistanleveys on tuhansia kertoja suurempi kuin SSTV-lähetteen. Tämän vuoksi sitä käytetään meillä vain 1,2 GHz ja korkeammilla taajuusalueilla, missä on riittävästi spektriä käytettävissä. Vastineeksi taas vaaditaan lähettimen ja vastaanottimen välillä lähes näköyhteys. Usein yhteysvälin pidentämiseksi käytetäänkin apuna korkealla paikalla sijaitsevia toistinasemia. Muutaman kilometrin säteellä toistinasemasta ATV-vastaanottoon riittää hyvin yksinkertainen laitteisto. Tarvitaan ainoastaan oikean taajuusalueen antenni, halpa PAL-satelliittiviritin sekä televisio tai videomonitori.

ATV-toistinasema OH3RTR in memoriam

28.2.2017: OH3RTR 23 cm ATV-toistimen aika on ohi. Viestintävirasto ilmoitti, että "Kyseiselle taajuusalueelle ei enää myönnetä lupia.". RIP. Palaamme ehkä asiaan joskus jollain muulla bandilla Digi-TV:n merkeissä.

ATV-toistin OH3RTR syntyi tavallaan puolivahingossa. Jotkut kerholaiset (OH3JGX, OH1LRY, OH3MRJ) olivat kokeilleet 23 cm ATV-lähetyksiä muun muassa fuksimessuilla, jossa TTY:n killat ja kerhot esittelevät toimintaansa ensimmäisen vuoden opiskelijoille. Loppuvuodesta 1994 OH3JGX alkoi täyttää lupahakemuskaavakkeita ja keräillä tarvittavia osia. Sattumalta OH1LRY onnistui hankkimaan samoihin aikoihin Kyodon valmistaman 450 MHz PMR-tukiaseman, josta ruvettiin väsäämään kerholle 70 cm toistinta. Samassa yhteydessä päätettiin anoa lupaa myös 6 metrin toistimelle, koska sellaiseenkin oli sopivia osia olemassa. Kaikille saatiin yhteinen lupa tunnuksella OH3RTR.

70 cm toistin tuli ääneen ensimmäisenä 5.7.1995 noin kello 18 Suomen aikaa.

RATS and Arto, OH2BGN järjesti meille myös Kyodon valmistaman 80 MHz tukiaseman sekä toisen 450 MHz tukiaseman, joista tehtiin 6 m toistin. Se tuli ääneen 3.3.1996 kello 2140 Suomen aikaa.

Lopullisen sysäyksen projektille antoi Mikko, OH2AUE, myymällä meille NEC:n valmistaman 12 GHz ulkolähetyslinkin. Siitä saatiin välitaajuusosat. Enää ei puuttunut kuin:

• TX ja RX lokaalit
• TX konvertteri 70 MHz -> 1252 MHz
• TX bandifiltteri
• TX tehovahvistin
• RX etuvahvistin
• RX bandifiltteri
• RX konvertteri 1282 MHz -> 70 MHz
• duplekseri
• TX ja RX antennit
• testikuvageneraattori
• ohjauslogiikka

Ihmettelyyn, "suunnitteluun" ja muuhun jonninjoutavaan vierähti muutama kuukausi. Aluksi ajateltiin pärjätä yhdellä antennilla ja riittävän jäykällä duplekserilla. Sellaista yritettiin tehdä amerikkalaisvalmisteisesta GSM-tukiaseman duplekserista, mutta moisen kaupallisen moskan suorituskyky jäi selvästi alamittaiseksi. Koska riittävän jäykkä duplekseri ei näyttänyt materialisoituvan millään muullakaan tavalla, muutettiin suunnitelmaa ja päätettiin käyttää erillisiä TX ja RX antenneja. OH1LRY työsti interdigitaaliset TX- ja RX- bandifiltterit alumiinista. Tässä vaiheessa projekti alkoi saada vauhtia.

TX- ja RX- lokaalit tehtiin periaatteella kideoskillaattori + kertoja. TX päätettiin tehdä yläpuolisella sekoituksella (LO 1322 MHz), koska muussa tapauksessa TX-kiteen harmoninen olisi osunut RX-kaistalle. Yläpuolisen sekoituksen sivuvaikutuksena on että TX-konvertteri invertoi videon polariteetin. RX tehtiin alapuolisella sekoituksella (LO 1212 MHz). Kideoskillaattori / kertojamodulit ovat KK7B-designiä, kidetaajuudet 110.1667 MHz (TX) ja 101 MHz (RX). Kertojien ulostulotaajuudet ovat 661 MHz (TX) ja 606 MHz (RX).

TX- ja RX- konvertterit tehtiin KK7B "no tune" transvertteristä sahaamalla piirilevy kahtia. RX-puoliskoon jäi LO-kahdentaja, RX-mikseri sekä MMIC:istä ja hairpin-mikroliuskafilttereistä tehty RX-etupää. TX-puoliskossa muutettiin TX-ketju hairpin-filttereineen LO:n kahdentajaksi. Perään tehtiin parilla MMIC:llä ja kaistanpäästöfiltterillä selektiivinen vahvistin joka vaimentaa LO:n vuotoa ja peilitaajuutta jonkin verran. Selektiivisen vahvistimen jälkeen TX-signaalin taso nostetaan n. 1.5 wattiin MMIC- ja GaAsFET vahvistimilla.Tämän jälkeen TX-signaali putsataan interdigitaalisella bandifiltterillä, jonka jälkeen tehoa tulee noin 0.6 W.

TX-tehovahvistimena päätettiin käyttää Mitsubishin M57762 hybridiä asennettuna valualumiinikoteloon, joka puolestaan oli tarkoitus asentaa antennin kanssa mastoon. Tehovahvistimen jälkeen ei aiottu käyttää enää mitään filttereitä (niin sitä tuohon aikaan kuviteltiin...).

Testikuvageneraattoriksi löytyi Rameshilta OH1MWY (nykyään OH3MWY) Sinclair QL, johon softa vääntyi sukkelaan. Lisäksi tarvittiin invertoiva vidovahvistin kompensoimaan videon polariteetin kääntyminen TX-upkonvertterissa. Tällainen tehtiin ohjauslogiikan kanssa samalle kortille. Ohjauslogiikka koostui PLL:sta jolla tehdään synkronointipulssien ilmaisu (toistimen avaus), viivepiiristä toistimen avautumis- ja sulkeutumisviiveen generoimiseksi sekä releestä jolla vaihdetaaan modulaattorille meneväksi videoksi joko testikuva tai vastaanottimelta tuleva video. Antenneiksi tehtiin big wheelit. Jotakuinkin tällainen kokoonpano asennettiin ensimmäisenä vesitorniin tammikuussa 1997. Toistin toimi aluksi ainoastaan majakkana, vastaanotin ei ollut tuolloin vielä valmis.

RX etuvahvistin asennettiin interdigitaalisen bandifiltterin kanssa vesitiiviiseen koteloon mastoon. Bandifiltteri on antennin ja etuvahvistimen välissä - herkkyys tietysti huononee mutta näin saadaan estettyä etuvahvistimen blokkaantuminen TX-signaalista. Vastaanotin saatiin toimintaan kohta TX:n jälkeen, mutta se häiriintyi alkuvaiheessa pahasti TX-signaalista.

Teknistä tietoa

• RX-taajuus 1282.000 MHz
• TX-taajuus 1252.000 MHz (taajuudet ovat näin päin siksi, että vältettäisiin 1269 MHz satelliittibandille, 1296 MHz kapeakaistabandille sekä OH3RNE FM-toistimen inputtiin 1291.000 MHz aiheutuvia häiriöitä.)
• Teho 80 W ERP
• FM-modulaatio, -40 dBc kaistanleveys 16 MHz
• QTH Hervannan vesitorni, KP11VK

Lähetin (1252.000 MHz)

• NEC-ulkolähetyslinkin 70 MHz välitaajuusosa
• ylössekoitus 1252 MHz taajuudelle KK7B no-tune transvertterilla
• Ohjaimena Mitsubishi M57762, noin 5 W out
• Pääteasteessa yksi moduli Tecnomen PA930/125-vahvistimesta, noin 40 W out
• Antennina 4 dBd Alford slot, korkeus 58 m agl/213 m asl

Vastaanotin (1282.000 MHz)

• Antennina 4 dBd Alford slot, korkeus 67 m agl/222 m asl
• MGF1302 etuvahvistin by OH3MCK
• alassekoitus 70 MHz välitaajuudelle KK7B no-tune konvertterilla
• NEC-ulkolähetyslinkin 70 MHz välitaajuusosa

Ohjaus

• OH1LRY:n rakentama synkan ilmaisin kytkee vastaanottimen lähettimelle kun sisäänmenossa havaitaan TV-lähete
• muulloin lähetetään videota DVD-soittimelta (kooste by OH3MWY)

Ja sillä saletti?

Ensimmäisen vuoden aikana saatiin eliminoitua kaikki perustavaa laatua olevat ongelmat.

Alkuperäinen duplekssuodatus ei ollut lähellekään riittävä, vaikka antenneilla on jo pystysuunnassakin eroa 12 metriä. Lähetin painoi vastaanottimen pahasti polvilleen. Teorioita syistä RX:n polvilleen menoon keksittiin useita ja monet niistä kumottiin kokeellisesti. Jossain vaiheessa kuitenkin selvisi että syynä ei ole RX:n harhatoistot tai puutteellinen signaalinsieto, vaan TX roiskii RX-kaistalle tavaraa. Mikään suodatus ennen PA:ta ei näyttänyt auttavan. Tällä hetkellä vallitseva teoria (jota ei kuitenkaan ole osoitettu sen paremmin oikeaksi kuin vääräksi) on seuraava:

Ennen pääteastetta olevan bandifiltterin rippeli aiheuttaa leveäkaistaiseen FM-signaaliin PM/AM konversiota. Signaalin AM-komponentti generoi sitten pääteasteessa keskinäismodulaatiotuloksia, joista osa osuu suoraan RX-kaistalle. Niin tai näin, bandifiltterin (aiemmin mainittu GSM-tukiaseman duplekseri) lisääminen PA:n jälkeen paransi tilannetta olennaisesti. Lisää spekulointia aiheesta täällä.

23 cm puhetoistimessahan (OH3RNE) on myös bandifiltteri ennen pääteastetta, eikä mitään muuta suodatusta PA:n jälkeen kuin alipäästösuodin. Tämä on täysin toimiva ratkaisu _kapeakaistaisen_ FM-lähetteen tapauksessa, mutta kun lähetteen kaistanleveys on samaa luokkaa kun bandifiltterin, tuleekin aivan uusia asioita eteen...

Lisäksi tarvittiin erillinen loukku 70 MHz linjaan sen takia, että TX- signaali sekoittui RX-mikserissä 40 MHz taajuuden ympäristöön (niinkuin pitääkin) ja NEC:n vastaanottimessa on turhan leveä välitaajuus.

Sitten kun vielä saatiin vaihdettua mastosta alas tuleva RX-kaapeli (madonsyömä RG8, vaippa poikki) kunnolliseen umpikuparivaippaiseen koaksiaaliin, ei lähettimen päälläolo huononna enää RX:n herkkyttä lainkaan.

Antennin kanssa mastoon asennetun tehovahvistimen jäähdytys osoittautui alimitoitetuksi - talvella homma toimi ihan hyvin, mutta kun tuli kevät ja lämpimät ilmat, nautittiin yksi Mitsu. Nykyisin tehovahvistin on sisätiloissa samassa kaapissa muun toistinasemakaman kanssa, ja antenniin menee lyhyehkö pätkä 7/8" koaksiaalia. Tehoa koksin alapäästä on mitattu 7 W, ja luotettavasti on toiminut.

Powerin kanssa oli myös ongelmia - oikosulkusuoja meni turhan herkästi päälle kuormitettaessa isolla virralla ja sähköt hävisivät muutaman päivän välein. Nyt poweria on puukotettu robustimmaksi ja sähköt ovat sen jälkeen pysyneet päällä.

Ensimmäinen versio synkan tunnistimesta ei toiminut erityisen hyvin. Nykyinen avaa signaalitien jo niin kohinaisella signaalilla, että varsinaisesta kuvasta ei pysty tunnistamaan vielä mitään, mutta ei silti räpsy kohinasta.

NEC:n lähetyspuolen välitaajuusosassa on 7.5 MHz ääniapukantoaaltolähetin huoltoyhteyttä varten. Siihen kytkettiin testauksia varten 70 cm toistimesta ennen kohinasalpaa otettu audio. Valitettavasti siihen liittyvä suodatus vaimentaa liikaa yleisesti workkimiseen käytettyä 6.5 MHz ääniapukantoaaltoa, joten se jouduttiin kytkemään pois.

Tältä näyttää toistimen lohkokaavio nykyisellään.

Toistimen signaalia on vastaanotettu yli 20 km päässä varsin vaatimattomilla laitteilla. Varsinaiset käyttäjät ovat sattuneesta syystä kasaantuneet toistimen ympäristöön, joten varsinaiset DX:t ovat vielä workkimatta.

ATV-ripiitterin tapahtumat ja uudet kehitysideat löytyvät nykyään omalta sivultaan.

Jos haluat kysellä lisää tai kertoa omista laitteistasi, lähetä meille postia.

Kuvia malliksi

Tässäpä joitain OH3LDL:n ripiitteriltä kaappaamia kuvia.

• Testikuva1.jpg 800x600x24bit (77 k)
• Testikuva2.jpg 1600x1200x24bit (240 k)
• OH3MCK 800x600x24bit (99 k)
• OH3MCK.mpg MPEG1-striimi 600kbit/s. Kuvalle 512kbit/s, äänelle 96kbit/s (Layer2), ääni 44kHz 16bit mono (~10MB)
• OH1LRY.mpg MPEG1-striimi 1.5Mbit/s. Kuvalle 1.15Mbit/s, äänelle 224kbit/s (Layer2), ääni 44kHz 16bit stereo (~50MB) (VideoCD standard)

Lataa soitto-ohjelma tästä.

Kerholaisten ja vanhojen jäsenten omia keksintöjä ja muuta ATV-aiheista infoa

OH3MVR:n sivuilta löytyy PAL- ja NTSC-signaalien rakenne (tasot ja ajat), mutta ei selostusta värikoodauksesta

Kaksiasteinen etuvahvistin by OH3MCK

• kytkentäkaavio (134 k)
• kuva (591 k)
• HP MGA-86576 datalehti (197 k)
• datalehden esimerkkikytkentä (130 k)

ATV-ripiitterin MGF1302-etuvahvistin by OH3MCK

1W 1.2 GHz pääteaste CLY 10:llä by OH3MCK

23-elementtinen laajakaistayagi 23 sentille by OH3LDL

Perustietoa video- ja TV-tekniikasta

Epanorama.netin videoinfosivu (Tomi H. Engdahl), paljon linkkejä kaikkeen alaan liittyvään

ATV-linkit

Olemme keränneet tähän suomenkielisiä ATV-linkkejä.

• OH1AA:n ATV-sivut
• OH1VJ:n UAV/RPV-lennokkiprojekti ja sen ATV-laitteisto
• OH2AUE:n ATV-RX ja ATV-TX
• Helsingin ATV-toistin OH2RTE Salmisaaren voimalan katolla
• Halpa ja yksinkertainen laitteisto ATV-vastaanottoon
• Porin ATV-toistin OH1RTF
• Alford Slot-antennit 1,3 GHz ja 2,3 GHz bandeille (OH2KTB)

ATV-toistin PI6ALK näkyy Eutelsat W1:stä (16E). OH3LDL kaappasi pätkän iloksenne.

Lisää linkkejä englanninkielisillä ATV-sivuillamme.

Laitamme heti sivuillesi linkin, kun vain lähetät webmasterille vinkin!

OH3TR:n säätäjäsivuille

OH3TR:n pääsivulle

Kohdista linkkisi .shtml-tiedostoihin .html-tiedostojen sijaan, kun linkität OH3TR:n sivuille. Kiitos!

Team OH3TR - Simply the Best