9.2.2 Ausfallcharakteristik und Störsicherheit

Die Kenntnis der Ausfallcharakteristik und der digitalen Ausfallgrenze ist Voraussetzung zur Dimensionierung und Auslegung der Empfangsanlage.
Um die digitale Ausfallgrenze messtechnisch zu bestimmen, simulierten wir auf zwei Arten eine sich verschlechternde Empfangssituation (schlechtes Wetter). Bei der fest auf Astra gerichteten Offsetantenne (Durchmesser 80 cm) verwendeten wir ein nasses Tuch, mit dem wir die Reflektorfläche schrittweise abdeckten. Die grosse Parabolantenne (Durchmesser 180 cm) drehten wir in kleinen Schritten aus der idealen Empfangsposition des Satelliten. Beides hatte eine kontinuierliche Verschlechterung des C/N Verhältnisses bis zum totalen Bildausfall zur Folge. Die Ergebnisse der Messung der C/N und entsprechenden S/N Werte sind in den Tabellen 13 bis 16 dokumentiert und in Bild 9.15 grafisch dargestellt.

Bild 9.10 Messaufbau zur Ausfallcharakteristik

In unserem Messaufbau konnten wir über drei Monitore die Signalverschlechterung der drei Empfänger (d-box, Philips, Kathrein) parallel verfolgen. Die S/N Messung erfordert ein ausreichendes Synchronisationssignal (Sync). Wenn das Signal zu schwach ist, muss dieses extern geliefert werden (Genlock). S/N Messwerte unterhalb der FM-Schwelle weisen starke statistische Schwankungen auf, so dass diese einen grösseren Toleranzbereich haben.

An der digitalen Ausfallgrenze sind die Bildqualitäten der entsprechenden analogen Programme unterschiedlich. Das C/N Verhältnis von ARD war noch ausreichend für ein gutes Bild, das des Cartoon Channel lag hingegen schon unterhalb der FM-Schwelle. Ein Grund dafür ist die unterschiedliche Ausgangsleistung der Satelliten (ARD auf Astra 1B und Cartoon Channel auf Astra 1D). Ferner wird bei einem Wegdrehen der Antenne (Methode 2) und einem kleinen Öffnungswinkel immer nur ein Satellit genau fokussiert, was die Messung von Signalen auf verschiedenen kopositionierten Satelliten leicht verfälschen kann (Der Fehler kann ausgeglichen werden, wenn bei der ersten Messung die Antenne nach Osten, bei der zweiten nach Westen gedreht wird und der Mittelwert gebildet wird). Die vier folgenden Bilder vermitteln einen Eindruck der unterschiedlichen analogen Bildqualitäten an der digitalen Ausfallgrenze:

Diese Empfangssituation kann z. B. bei einer kleinen Ausseneinheit (Durchmesser 60 cm) und starkem Regen auftreten.

In den Tabellen 13 bis 16 sind die gemessenen Carrierpegel und Rauschpegel (Kathrein MSK21), die daraus errechneten C/N Werte und die dazugehörigen S/N Werte (Tektronix VM 700A) der Messreihen 1 bis 4 zusammengestellt.

*) Die Messreihe 2 wurde ohne Genlock ausgeführt, die Werte unterhalb der FM Schwelle waren deshalb nicht messbar

Die Bilderreihe 9.16 bis 9.26 zeigt die Qualitäten der analogen und digitalen Bilder, wenn sich das analoge C/N Verhältnis von 17 dB auf 6 dB verschlechtert. Die Bilder 9.16 (analog) und 9.23 (digital) stellen in beiden Fällen die obere Qualitätsgrenze dar. Bild 9.24 und 9.25 stammen aus dem Bereich kurz vor der digitalen Ausfallgrenze (C/N = 9.5 dB ... 8.5 dB). Bei Werten bis ca. C/N = 9.5 dB verändert sich das digitale Bild nicht, während das analoge kontinuierlich schlechter wird (es können vereinzelt schon Spikes entstehen). Bei einem C/N Wert von 8 dB konnte der Philips-Receiver kein Bild mehr darstellen. (bei der d-box lag dieser Wert bei 7.5 dB).

Bild 9.15 Messwerte zur Ausfallcharakteristik

Im allgemeinen lag der Bereich der digitalen Ausfallgrenze zwischen 7.5 dB und 8.5 dB. Erste Artefakte traten ab 9.5 dB auf (Bild 9.15). Die FM Schwelle variierte zwischen 7 und 9 dB. Man sieht, dass sich unsere Messkurven gut mit den theoretisch ermittelten Werten decken (rote Geraden).