LNB, Stromverbrauch, Spiegelgröße

Hallo alle Sat Empfänger,
Mal ein paar Infos zum LNB, dem Teil, was im Brennpunkt des Spiegels sitzt.
Das hat ganz vorne eine Antenne und direkt dahinter einen (Vor)Verstärker, einen Low Noise, also rauscharmen Verstärker. Das Rauschmaß liegt unter 1 dB.
Hinter dem Vorverstärker kommt ein Umsetzer, der die Sat Frequenzen zwischen 10,7 und 12,75 GHz in den handsameren Bereich zwischen 950 und 1750 (teilweise 2.... GHz) umsetzt. Diese nennt man auch Sat ZF; Zwischenfrequenz. Dadurch kann man handliche Koaxkabel verwenden. Aber auch hier haben wir Dämpfungen zwischen
50 und 70 dB/100m. Bei 30 m Kabel immerhin 20 bis 30 dB.
Unser Sat Receiver im Wohnmobil hat am Eingang ein Rauschmaß von ca 4 dB.
Nun kommt wieder die Berechnung der notwendigen Verstärkung:

4 dB - 0,5 dB + 30 dB + 6 dB = 40 dB rund.

Unser LNB braucht also mindestens 40 dB Verstärkung. In der Praxis dürften es 50 bis 60 dB sein.
Je höher der Pegel am Receiver ist, desto billiger und rauschender darf der sein.

ABER und jetzt kommt die andere Begrenzung: Die Aussteuerung.
Manche kennen es noch vom Tonbandgerät, man durfte nicht übersteuern, sonst klirrt es. Genauso ist es im LNB, dieses darf man nnicht übersteuern.
Daher muss die Spiegelgröße zur Verstärkung und Aussteuerbarkeit des LNB passen. Kleiner Spiegel = wenig Pegel = wenig Aussteuerung = viel Verstärkung; und umgekehrt.
Um die Aussteurbarkeit des LNB zu erhöhen braucht man STROM, viel Strom. Ein LNB, das viel Strom zieht, kann man höher aussteuern, Mit großem Spiegel, und/oder viel Verstärkung. Man bekommt mehr Pegel für längere Leitungen.
Das geht bis zu einem gewissen Pegel, dann wirds ungemütlich, dann braucht man einen Zwischenverstärker bei halber Kabellänge. Aber der braucht auch Strom.

Nun zu unseren Spiegeln und Kabeln. Wir haben eher kleine Spiegel mit 50 bis 80cm Durchmesser. Die Kabellänge sollte selten über 20 m gehen.
Regenreserve für wolkenbruchartigen Regen brauchen wir evtl. nicht.
Daher genügen uns LNBs mit 40 bis 50 dB Verstärkung und entsprechend geringer Aussteuerbarkeit und damit geringem Stromverbrauch.
Wichtig sind noch wasserdichte Stecker und Buchsen, korrekt montiert, also fachmännisch gecrimpt.

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Hallo Rolf,
schön das du etwas Licht ins technische Dunkel des Sat-Empfangs bringen willst.
Ich befürchte aber, das es den meisten Mitleserns hier ausreicht zu wissen, das irgendwann ein Bild kommt, wenn sie die Schüssel in eine bestimmte Richtung in eine bestimmte Höhe drehen ;-)

Dennoch möchte ich gerne auf ein paar Details eingehen.

rolfblock hat geschrieben:Das Rauschmaß liegt unter 1 dB.

Das Rauschmaß kann mittlerweile sogar unter 0,1db liegen.
Allerdings ist das eher ein theoretischer Wert, der nur auf eine ganz bestimmten Empfangsfrequenz zutrifft, über dem restlichen Frequenzbereich verteilt ist er immer höher angesiedelt.
Der Wert wird daher gerne zu Werbezwecken benutzt

Hinter dem Vorverstärker kommt ein Umsetzer, der die Sat Frequenzen zwischen 10,7 und 12,75 GHz in den handsameren Bereich zwischen 950 und 1750 (teilweise 2.... GHz) umsetzt.

Der LNB darf zwischenzeitlich immer bis 2Ghz umsetzen.
Die Zeiten von Receivereingängen bis 1750Mhz sind längst vergraut und hat es beim digitalen Empfang nie gegeben ;-)

Aber auch hier haben wir Dämpfungen zwischen
50 und 70 dB/100m.

Das ist aber ein ziemlich schlechtes Kabel, grins.
Handelsübliche 6mm-Satkabel haben bei der Empfängerfrequenz von 1-2Ghz eine Dämpfungen um 20-30db je 100m

Unser Sat Receiver im Wohnmobil hat am Eingang ein Rauschmaß von ca 4 dB.

Mal davon abgesehen, das diese Angabe in so gut wie keinem Datenblatt auftaucht, gibt es auch Receiver, die mit bis zu 12db Eigenrauschen am Eingang angegeben werden, z.B.
--> Link

Um die Aussteurbarkeit des LNB zu erhöhen braucht man STROM, viel Strom. Ein LNB, das viel Strom zieht, kann man höher aussteuern,

Ein LNB wird eigentlich nicht "ausgesteuert".
Es ist in erster Linie ein Frequenzumsetzer, der den gesamten Sat-Empfangsbereich von 10,7-12,7Ghz so wie er vom Himmel kommt auf eine tiefere Frequenz von 0,9-2,1Ghz heruntermischt, damit man sie besser über Kabel transportieren kann.
(In Amerika ist dies nicht notwenig, da wird die Sat-Frequenz von 4Ghz direkt dem Receiver übergeben)
Dieses "Mischprodukt" wird um einen festen Pegel linear verstärkt.
Wenn also vom Himmel die Sender in unterschieldichen Signalstärken vom Himmel kommen, dann liegen diese Unterschiede so auch am Receivereingang an. Erst der Receiver selbst regelt die Unterschiede mit dem "Automatic Gain Control" AGC
Mit großem Spiegel, und/oder viel Verstärkung. Man bekommt mehr Pegel für längere Leitungen.
Der LNB erledigt dabei immer die gleiche Arbeit und benötigt dazu immer die gleiche Strommenge, meist um 200-300mA, die er vom Receiver erhält.

Das geht bis zu einem gewissen Pegel, dann wirds ungemütlich, dann braucht man einen Zwischenverstärker bei halber Kabellänge. Aber der braucht auch Strom.

Das ist im Prinzip richtig, aber diese Zwischenverstärker verstärken leider nicht nur das Nutzsignal, sondern auch den Rauschpegel.
In den meisten Fällen helfen diese "Inline-Verstärker" eher dem Verkäufer als dem Nutzer.

Daher genügen uns LNBs mit 40 bis 50 dB Verstärkung und entsprechend geringer Aussteuerbarkeit und damit geringem Stromverbrauch.
Wichtig sind noch wasserdichte Stecker und Buchsen, korrekt montiert, also fachmännisch gecrimpt

Bis ein Sat-Signal vom Himmel mundgerecht auf die Flachglotz kommt, spielen in diesem komplizierten Vorgang eine Menge weiterer kleiner Parameter eine Rolle.
Wie gut ist die Formqualität der Schüssel?
Sitzt der LNB genau im Brennpunkt der Schüssel?
Wie gut kann der LNB zwischen horizontal und vertikal unterscheiden?
Wie gut kann er die Steuersignale von unterschiedlichen Eingängen trennen?
Ist es draussen gerade tropisch oder Minusgrade?
Steht gerade die Sonne hinter den Astra-Satelliten?
Befindet sich ein schnurloses Telefon in unmittelbarer Nähe?
Oder ein Mobilfunksender?

Das sind Fragen, mit denen man sich zwar beschäftigen kann, aber nicht notwendigerweise ;-)

Wichtig ist nur:
"Duuuds odda duuds net?" (pfälzischer Ausruf)

Achim

batchman99 hat geschrieben:...Ich befürchte aber, das es den meisten Mitleserns hier ausreicht zu wissen, das irgendwann ein Bild kommt..

:denk:


..stimmt :-)

Die Fragen um die Aussteuerung. Vielleicht ein Missverständnis?
Die Sat Kanäle sollten in der Antenne alle nahezu gleich stark ankommen, und den LNB auch gleich stark verlassen. Da wird in der Tat nichts korrigiert oder gepegelt.
Aber der maximale Ausgangspegel, den der LNB abgeben kann ohne zu übersteuern, ist begrenzt. Und zwar noch um so mehr begrenzt, je mehr Kanäle gleichzeitig übertragen werden. Man kann je Verdopplung der Kanäle mit 3 dB Reduktion rechnen. Zwischen einem und zwei Kanälen sind es allerdings bedeutend mehr, je nach Modulationsart durchaus 13 dB.
Will man höhere Ausgangspegel am LNB, braucht man auf der Eingangsseite einen größeren Spiegel oder mehr Verstärkung und auf der Ausgangsseite in beiden Fällen eine höhere Aussteuerbarkeit.
Dazu braucht der Mischer mehr Strom.
Ist die Aussteuerbarkeit zu gering, gibt es Kreuzmodulation, Intermodulation, Verzerrung oder wie man es nennen will.

Ein Zwischenverstärker macht nur Sinn um Kabeldämpfungen durch zu lange Kabel zu kompensieren. Dieser hat nämlich ein Rauschmaß,deshalb darf er nicht zu weit vom LNB sitzen. Und er hat eine Verstärkung und Aussteuerbarkeit, deshalb darf er nicht zu nah am LNB sitzen.
Unsere Kabel sollten nicht zu lang sein, weshalb wir keinen Zwischenverstärker brauchen.

rolfblock hat geschrieben:Die Sat Kanäle sollten in der Antenne alle nahezu gleich stark ankommen, und den LNB auch gleich stark verlassen. Da wird in der Tat nichts korrigiert oder gepegelt.

Die SAT-Kanäle kommen recht unterschiedlich an, und verlassen den LNB genauso unterschiedlich ;-)

Auf der Astra-Position 19,2°Ost tummeln sich derzeit 6 Satelliten, die eine Transponderleistung zwischen 80 und 140W haben.
Deswegen kommen einzelne Kanäle "etwas" unterschiedlich stark an der Schüssel an.

Aber der maximale Ausgangspegel, den der LNB abgeben kann ohne zu übersteuern, ist begrenzt.

Stimmt, nämlich dann, wenn der Signalverstärker in die Sättigung geht.
Da ist aber "relativ" viel Luft bis dahin.

Und zwar noch um so mehr begrenzt, je mehr Kanäle gleichzeitig übertragen werden.

Ein LNB setzt nicht ein, zwei oder fünf Kanäle um, sondern es wird immer das gesamte Frequenzband (Summensignal) herunter gemischt, das sind mehr als 40 Sat-Kanäle gleichzeitig.
Deswegen liegen die Pegelunterschiede vorm LNB (fast) genauso auch nach dem LNB an.

Man kann je Verdopplung der Kanäle mit 3 dB Reduktion rechnen.

Dieser Effekt ist Sache (und physikalische Natur) jedes Funkempfängers, das mit steigender Bandbreite die Eingangsempfindlichkeit sinkt, unabhängig von der "Herkunft" der Frequenz.

Zwischen einem und zwei Kanälen sind es allerdings bedeutend mehr, je nach Modulationsart durchaus 13 dB.
Will man höhere Ausgangspegel am LNB, braucht man auf der Eingangsseite einen größeren Spiegel oder mehr Verstärkung und auf der Ausgangsseite in beiden Fällen eine höhere Aussteuerbarkeit.
Dazu braucht der Mischer mehr Strom.

Jetzt wirds für die Mitleser leider etwas zu technisch ;-)

Ein LNB ist kein Umsetzer (Repeater) sondern ein klassischer Frequenzmischer (Konverter).
Es wird der Empfangsbereich (10,7-11,7Ghz) mit einer festen Frequenz (9,75Ghz) gemischt. Dabei ensteht immer ein Summensignal (20,45Ghz-21,45Ghz das will man nicht) und ein Differenzsignal (0,95Ghz-1,95Ghz das bekommt der Sat-Receiver)
Einem Frequenzmischer ist es völlig egal, welchen Pegel oder Modulationsart er mischt, das kostet auch immer die gleiche Arbeit (=mA)

Ist die Aussteuerbarkeit zu gering, gibt es Kreuzmodulation, Intermodulation, Verzerrung oder wie man es nennen will.

Kreuzmodulation entsteht, wenn beim Empfang die Modulation eines nicht gewollten Senders auf den gerade gehörten Sender "überspricht"

Intermodulation entstehen u.a. wenn ein Verstärker übersteuert ist.

Verzerrung gibt es in vielfältigen Ausführungen und haben meist keine perfekte Sinuskurve mehr.

Alle drei Störungen haben eigentlich keinen direkten Zusammenhang mit einer zu geringen Aussteuerung eines Signals.

Ein Zwischenverstärker macht nur Sinn um Kabeldämpfungen durch zu lange Kabel zu kompensieren. Dieser hat nämlich ein Rauschmaß,deshalb darf er nicht zu weit vom LNB sitzen. Und er hat eine Verstärkung und Aussteuerbarkeit, deshalb darf er nicht zu nah am LNB sitzen.

Ein Versärker kann auch das einfach nur den vorhandenen Signal/Rausch-Abstand erhöhen, damit es der Empfänger leichter hat.
Empfangsversärker sollten immer so dicht wie möglich an der Antenne sitzen.
Unsere Kabel sollten nicht zu lang sein, weshalb wir keinen Zwischenverstärker brauchen.

Beim normalen Sat-Empfang sind auf dem Antennenkabel relativ hohe Signalpegel unterwegs, bei den im Camping- und Womobereich üblichen Kabellängen braucht man sich um Kabeldämpfungen eigentlich keine Gedanken machen ;-)

Hallo Batchman,
so ganz stimmt es nicht was du schreibst. Die Aussteuerbarkeit ist sehr wohl eine wichtige Kenngröße. Gerade der Mischer produziert umso mehr K2 und K3 Produkte je höher er ausgesteuert wird. Im Bereich des Kabelfernsehens wird zu diesen Messungen mit einem Vielkanalmessplatz mit 60 Kanälen Sinussignale auf den Verstärker gegeben. Dabei werden die Stellen mit den höchsten K2 und K3 Produkten gemessen.
Bei Verstärkern wird daher die Aussteuerbarkeit bei Vielkanalbetrieb angegeben.
Auch bei LNBs gibt es Übersteuerungen. Ein Problem hatten wir in Dubai, weil Flugzeuge im Anflug auf den Airport ihr Landeradar gesendet haben. Dieses war NICHT auf der Satfrequenz aber knapp daneben. Durch Übersteuerung wurden alle Programme gestört.
Der Zwischenverstärker kann evtl. nahe beim LNB sitzen, wenn seine Aussteuerung den Pegel verträgt. Wir haben sie immer so montiert, dass der Frequenzgang des Kabels bis zum Verstärker durch die Preemphase des Verstärkers wieder ausgeglichen wurde.
Wenn es irgendwo mal Probleme war, handelte es sich überwiegend um Übersteuerung, Rauschen war nur dann ein Problem, wenn Montagefehler gemacht wurden.

Tag Leute,
sehr schön dieses Thema.
Für`s Home habe ich mittlerweile diesen LNB erworben der den 52dBler ersetzen wird: ( wenns wärmer wird)
Link zum eBay Artikel

Also 72dB wird er im Mittel nicht bringen, aber schon deutlichen Gewinn. Bei dem Preis...

rolfblock hat geschrieben:
Gerade der Mischer produziert umso mehr K2 und K3 Produkte

Damit kann ich im Moment nichts anfangen...erkläre er sich ;-)

Auch bei LNBs gibt es Übersteuerungen.
Ein Problem hatten wir in Dubai, weil Flugzeuge im Anflug auf den Airport ihr Landeradar gesendet haben. Dieses war NICHT auf der Satfrequenz aber knapp daneben. Durch Übersteuerung wurden alle Programme gestört.

Natürlich, der LNB arbeit ja nicht nur im Satbereich sondern auch ein Stück weit darüber und darunter.
Im beschriebenen Fall wird der LNB durch ein benachbartes starkes Störsignal "zugestopft".
Der Signalverstärker kommt durch seinen anonsten festen Gewinn in die Sättigung und muß wegen Verzerrung seine weitere Verstärkung begrenzen. Dadurch verringert sich logischerdings auch der Verstärkungsfaktor für das gesamte Nutzsignal.

Der Zwischenverstärker kann evtl. nahe beim LNB sitzen, wenn seine Aussteuerung den Pegel verträgt. Wir haben sie immer so montiert, dass der Frequenzgang des Kabels bis zum Verstärker durch die Preemphase des Verstärkers wieder ausgeglichen wurde.

Natürlich kann auch ein Zwischenverstärker durch ein ohnehin schon zu starkes Eingangssignal überfahren werden und ist dan nutzlos.
Die Preemphase hat eigentlich nichts mit der aktiven Signal-Verstärkung an sich zu tun, hier "entzerrt" der Empfänger ein zuvor "gestauchtes" (Audio-)Signal, was etwas Luft im Signal-Rausch-Abstand verschafft.
Dieses Verfahren findet seine bekannteste Verbreitung beim UKW-Rundfunk, oder, falls noch jemand den analogen Sat-Empfang kennt ;-) im Panda-Wegener-System

Wenn du Premphase mit Audio verbindest, dann sag ich besser Frequenzgangentzerrer.
Die frequenzabhängige Dämpfung des Kabels wird durch einen umgekehrt dämpfenden Entzerrer VOR dem Verstärker kompensiert, so dass für die Strecke vor dem Verstärker alle Kanäle gleiche Dämpfung haben.
Damit haben auch alle Kanäle die gleiche Rauschbelastung.
Der Mischer ist das schwächste Glied in der Klirrkette. Es liefert wesentlich weniger Ausgangspegel als ein Verstärker. Beim alten Kabelfernsehen gab es aus diesem Grund keine Vielkanalumsetzer, sondern nur "Kanalselektoren". Ein analoger AM Fernsehkanal hatte ja nur 4 Träger (Bild, Farbe, Ton 1 und Ton2) die Intermodulieren konnten. Der typische Ausgangspegel eines Mischers für so einen Fernsehkanal um die 100 dBµV.
Danach kam dann der Nachverstärker mit 115 bis 118 dBµV und evtl. noch ein Nachsetzer mit 125 dBµV.
Wurde so ein Nachsetzer breitbandig für z.B.40 Kanäle eingesetzt gingen kaum noch 100 dBµV je Kanal.
Wenn ein Mischer mehr Ausgangspegelmachen soll,braucht er mehr Oszillatorleistung und mehr Strom.

Sat Signale sind früher FM moduliert gewesen, jetzt QPSK oder höherstufig. Die sind unempfindlicher gegen Intermodulation/Kreuzmodulation. Daher kann man mehr Kanäle bei gleichem Ausgangspegel fahren.
Ich hab mich 25 Jahre mit Kabelfernsehen, Kopfstationen, Sat Empfang, Störstrahlung, etc. befasst. Daher kenn ich das Thema noch. Jetzt kümmerts mich nur noch am Rande fürs Wohnmobil.

Im Breitbandkabel wird eine etwas andere Technik der Signalverbreitung benutzt als beim Satempfang.
Da ich im Satbereich nicht nur empfange, sondern gelegentlich auch sende (10Ghz), muß ich noch n paar mehr Risiken und Nebenwirkungen dazu kennen ;-)
Ich denke, ich beende hier ma das Thema, sonst kommen wir noch vom hundertste ins tausendste ;-)

Achim