Conversor de reducción de ruido

El Bloque de Bajo Ruido o LNB, por sus siglas inglesas, es un dispositivo utilizado en la recepción de señales procedentes de satélites.

En la Figura 1 se muestra el aspecto de un LNB de los utilizados normalmente para la recepción de TV por satélite.

Figura LNB

Figura 1.-Aspecto de un LNB

Descripción de LNB

Dado que las frecuencias de transmision del enlace descendente del satélite (downlink) son imposibles de distribuir por los cables coaxiales, se hace necesario un dispositivo, situado en el foco de la antena parabólica, que convierta la señal de microondas (Banda KU), en una señal de menor frecuencia, para que sea posible su distribución a través del cableado coaxial. A esta banda se le denomina Frecuencia Intermedia (FI).

La banda de FI elegida para el reparto está comprendida entre 950 MHz y 2.150 MHz. Dado que la banda KU tiene 2.05 GHz de ancho de banda (10,7 a 12,75 GHz) es evidente que no se puede convertir a la banda de 950 a 2.150 MHZ (1,2 GHz), por lo que existe una subdivisión de esta en dos sub-bandas, denominadas Banda Baja (10,7 a 11,7 GHz) y Banda Alta (11,7 a 12,75 GHz).

El enlace descendente del satélite tiene unas pérdidas muy elevadas mayores de 200 dB y aunque las modulaciones elegidas para este servicio necesitan una C/N muy baja, los niveles de señal recibidos por las antenas con dimensiones de consumo necesitan de dispositivos con figuras de ruido muy bajas, de ahí LNB (Low Noise Block down-converter).

Normalemente los rangos de figura de ruido que se manejan están comprendidos entre 0,1 dB y 1 dB. Para conseguir estas figuras de ruido el amplificador de entrada del LNB, que es el que determina el valor de la figura de ruido, es especial y del tipo AsGa HEMT (High Electron Mobility Field Effect Transistor, transistor tipo FET de Arseniuro de Galio de alta movilidad)

Diagrama de bloques y funcionamiento

El LNB consta de los siguientes bloques; en primer lugar, junto con el amplificador HEMT de muy baja figura de ruido dispone de un resonador discriminador de polaridad, un segundo bloque de filtrado de banda que limita el ruido de entrada al mezclador, un tercer bloque mezclador para convertir la señal de microondas en frecuencia intermedia y un último bloque que es el amplificador de frecuencia intermedia a la salida del mezclador. Para la conversión necesita tambi´´en un oscilador local con resonador cerámico (microondas).

Para realizar la selección de polaridad se estandarizó para el cambio de discriminación de polaridad un cambio en la tensión de alimentación (10 a 15 V para la vertical y de 16 a 20 V para la horizontal). Para el conmutador de cambio de banda se añadió una segunda variable a la tensión de alimentación que fue superponer o no un tono de 22 KHz.

Las dos sub-bandas que obtenemos van desde 950 hasta 1.950 MHz para la banda baja y desde 1100 hasta 2150 MHz para la banda alta.

Para realizar la conversión se mezcla la banda de entrada seleccionada, mediante la elección del resonador y amplificador, con un oscilador local cuyo valor se ha elegido previamente. En la mezcla se producen batidos entre las dos señales (sumas y restas de frecuencias), de estas, mediante filtrado elegimos la que se encuentra en la banda de FI, así por ejemplo, para la banda baja, la frecuencia del oscilador local es 9,75 GHz, porque (10,7 - 9,75) GHz = 0,950 GHz (950 MHz) y (11,7 - 9,75) GHz = 1,95 GHz (1950 MHz) y para la banda alta el valor del oscilador local es 10,6 GHz.