Wat is amateur televisie (ATV)

door

Deze tekst is bedoeld voor een ieder die nog niet zoveel (of niets) met ATV gedaan hebben. Ik ga wel uit van wat basiskennis. De tekst kan eventueel nog wat kleine fouten bevatten. Help mee en geef dat dan even door ajb.

Amateurtelevisie (ATV)
ATV staat voor “Amateur Televisie” en is een speciale tak binnen het radiozendamateurisme. Er worden zenders en ontvangers gebouwd, in elkaar gezet of gemodificeerd om televisiebeelden met vaak ook geluid over te kunnen zenden. Dit zijn geen beelden zoals je gewend bent van normale TV uitzendingen. Dat soort uitzendingen zijn namelijk niet toegestaan vanwege het auteursrecht en de machtigingsvoorwaarden.

Wat meestal wel wordt uitgezonden zijn zelfbouwprojecten, de shack (hobbykamer), de speciale locatie (tijdens een velddag bijvoorbeeld), een logo of gewoon de amateur zelf.

Meestal is het al een doel op zich, om de apparatuur en antennes te bouwen en optimaliseren, om überhaupt iets van beeld over te kunnen zenden.

 

Frequentiebanden
ATV wordt bedreven op gereserveerde delen binnen de amateurbanden. De meest gebruikte amateurbanden voor ATV zijn:

  • 3cm (10GHz)
  • 6cm (5,7GHz)
  • 13cm (2,3 GHz)
  • 23cm (1,2 GHz)
  • 70cm (434.25 MHz)

Er zijn nog meer banden toegewezen voor ATV, waar maar een klein groepje amateurs gebruik van maakt (speciale projecten en experimenten). De meeste repeaters zenden en/of ontvangen op de 3cm, 6cm (alleen ontvangst), 13cm, 23cm en 70cm (alleen ontvangst) banden (later meer over repeaters).

 

Apparatuur
Je kunt geen “normale” transceivers gebruiken om de mode ATV te bedrijven. Men gebruikt speciaal voor de ATV gebouwde (of gemodificeerde) componenten. Vrijwel alle componenten zijn dan ook los. Zo zie je maar in weinig situaties een zender en ontvanger in één doos en er zijn al helemaal weinig kant en klare oplossingen. Er zijn bijvoorbeeld wel veel modulen, maar geen “Japanse dozen” die al compleet werkend en afgebouwd in de winkel kunnen worden gekocht.

 

70cm ATV eindtrap met module

Zelfbouw viert om die reden binnen de ATV tak nog altijd hoogtij. Vanwege de hoge frequenties die gebruikt worden voor ATV zijn de gebruikte componenten wel wat lastig te bouwen. Je flanst niet zomaar even een schakeling in elkaar. Dat maakt de mode ATV wel wat geavanceerd. Maar beginners kunnen al wel eenvoudig beginnen met een omgebouwde satellietontvanger met LNB voor ontvangst en kant en klare modulen als zender. Die kant en klare modulen zijn er overigens niet alleen voor zenders beschikbaar, maar er zijn ook modulen te koop om eenvoudig een ontvanger te bouwen (Comtech bijvoorbeeld).

 

PI6ATV ATV transponder

Repeaters of simplex
De uitzendingen worden vaak gedaan via repeaters en soms ook simplex. Bij simplex worden de antennes naar elkaar uitgericht en wordt om de beurt een uitzending gedaan op dezelfde frequentie (vaak is het dan een sport om zo groot mogelijke afstanden te overbruggen).

Repeaters zijn vaak hoog opgestelde onbemande zenders met daaraan ontvangers gekoppeld (“ingangen”). Deze zenders zenden het ontvangen signaal weer door op een andere centrale frequentie (“uitgang”). De ontvangers zijn op een andere frequentie ingesteld, dan de zender. En de meeste repeaters hebben meerdere ontvangers voor verschillende banden en dus ook meerdere “ingangsfrequenties”. Door het uitgezonden beeld op te delen in meerdere vakken (4PIP), kunnen bij de meeste repeaters meerdere ontvangen signalen tegelijk worden weergegeven op de uitgang (zie foto hiernaast). Sommige repeaters hebben naast analoge videosignalen ook digitale zenders en/of ontvangers (DATV).

Voorbeeld: PI6ATV is een repeater in Ijsselstein die analoog uitzendt uit op 10.475 GHz en digitaal op 10.290 GHz (3cm band). Dat is de frequentie die iedereen moet ontvangen om het centrale beeld te bekijken (de zogenaamde “uitgangsfrequentie”). De keuze is aan de amateur of hij het digitale, of het analoge signaal wil ontvangen.

Het beeld wat men ontvangt is opgedeeld in meerdere vakken (Picture In Picture, PIP). PI6ATV heeft meerdere ingangen op verschillende frequenties. Zodra iemand op een ingangsfrequentie (bijvoorbeeld 2330 MHz / 13cm) een videosignaal uitzendt, wordt dat zichtbaar gemaakt in één van de vakjes (PIP), zoals te zien is op de uitgangsfrequentie. Als iemand anders op bijvoorbeeld 1250 MHz / 23cm nu ook gaat uitzenden, wordt een andere PIP voorzien van zijn beeld en kunnen ze elkaar zien. De meeste amateurs maken ook gebruik van een geluidscarrier, waardoor ze elkaar ook nog kunnen horen. Zo kunnen meerdere amateurs tegelijk werken op de repeater en dan wel allemaal op verschillende ingangsfrequenties.

 

Antennes
De meest gebruikte antennes t/m 6cm zijn yagi’s (“hark”, de richtantenne) en schotel/parabool antennes (“wok”). Grote schotelantennes zijn vaak gemaakt van kippengaas, of een raamwerk (soort winkelwagen materiaal). Zodoende vangen ze minder wind en zijn ze minder zwaar. Schotelantennes hebben vanwege de sterke richtkarakteristiek een enorme versterking, wat vaak nodig is op hoge frequenties om een televisiebeeld goed te kunnen ontvangen (dezelfde reden voor zenden).

Vergelijk het maar met een zaklantaarn; door de reflector wordt het licht gebundeld in een straal en kun je verder schijnen. Een yagi maakt ook gebruik van dit richt-effect. Alleen moet deze enorm lang worden uitgevoerd om hetzelfde effect te bereiken als een schotelantenne.

Des te lager echter de frequentie, des te groter de schotel moet zijn om hetzelfde effect te bereiken. Daarom zie je op 23- en 70cm vooral yagi’s. Deze zijn op lagere frequenties ook groter, maar dat is niet zo kolossaal als een grote parabool.

Gaan we heel hoog in frequentie werken, zoals 3cm en hoger, dan zie je veel vaker hoorntjes, LNB’s, straalpijpen, waveguides, etc. Dat komt door de zeer kleine constructie van de antennes, vanwege de korte golflengte. Schotels zijn ook dan heel nuttig.

 

Ontvangen
Wat heb je nodig om te ontvangen? Vaak begint men met het ontvangen van de repeaters in de buurt. De apparatuur die je nodig hebt om deze te ontvangen hangt dus af van de uitzendfrequenties (uitgang) van de repeaters. Daarna kan men ook ontvangers en converters maken, of ombouwen voor de andere ATV banden, indien gewenst.

RX 3cm:
Veel repeaters zenden uit op de 3cm band (ca. 10GHz). Het simpelst om dan te gebruiken voor ontvangst is een satellietontvanger met een omgebouwde LNB. Als het ontvangst slecht is, kun je nog een hoorntje monteren voor de LNB, of de LNB voor een schotelantenne plaatsen (zoals in de afbeelding hieronder aan de linker kant te zien is).

Voorbeeld van een 10GHz (3cm) ontvangst setup

 

 

3cm ontvanger

Niet alle satellietontvangers en LNB’s zijn geschikt (te maken) voor ontvangst, dus het is verstandig om je te laten informeren via bijvoorbeeld forums, of andere bronnen op internet. Maar vaak kun je met een oud analoog ontvangstsetje (oorspronkelijk voor satelliettelevisie) wel wat doen. Ook hoe je een LNB moet ombouwen is vrij specialistisch, want standaard staan ze iets te hoog in frequentie en moet de local oscillator frequentie iets omlaag getrokken worden (bijvoorbeeld van 9,75GHz naar 9,00GHz). Vaak wordt dit gedaan door nog een DRO blokje te lijmen op de bestaande DRO.

Wat doet een LNB? Een LNB converteert het 10GHz signaal naar een frequentie die 9 GHz lager ligt (na ombouw). Bijvoorbeeld een 10,3 GHz ontvangen signaal wordt in de LNB met 9 GHz gemixt (door middel van een local oscillator, LO) en je houdt een verschilfrequentie over van ca. 1,3GHz. Dat gaat door een flinke ruisarme versterker (LNA), waarna dit 1,3 GHz signaal weer kan worden ontvangen door je satellietontvanger via een kabel met F-connectoren.

RX 13cm:
Ontvangen van 13cm (ca. 2,3 GHz = 2300MHz): een analoge satellietontvanger met een downconverter (een soort S-band LNB) is een veelgebruikte optie, maar er zijn ook speciale ontvangers voor 2300-2500 MHz.

Een satellietontvanger is lekker goedkoop en kun je ook al gebruiken bij het ontvangst van 10GHz. Zoals hierboven beschreven ontvangt een satellietontvanger ongeveer op 1,3 GHz. Als je echter 2,3 GHz wilt ontvangen, moet je een downconverter gebruiken die een 3,650GHz LO (local oscillator) signaal mixt met het 2,3GHz ontvangen signaal, zodat je een verschilfrequentie overhoudt van 1,3 GHz. Dat doet een LNB en dat is een soort local oscillator (d.m.v een DRO) met mixer en versterker. Merk op dat dit in een S-band (13cm) LNB bovenmenging is, omdat een LO op ca. 1 GHz anders de ontvangen frequentie zou verstoren. Door de bovenmenging is de verschilfrequentie uit de mixer negatief (2330-3650MHz=-1,320MHz). Het ontvangen videosignaal raakt daardoor geïnverteerd, dus moet je ontvanger op INVERT gezet kunnen worden. Een satellietontvanger is niet heel erg gevoelig. Enige versterking van het ontvangen signaal is wel gewenst en dat gebeurt ook in de LNB (meestal 50dB).

Maar even terug te komen op ontvangers, die direct 13cm ontvangen; Comtech maakt leuke modules voor minder dan €100,-, waar direct 13cm mee ontvangen kan worden. De gevoeligheid is erg goed van de nieuwste modellen. Nadeel zijn de vaste audiofrequenties van 6 en 6,5 MHz, al blijkt dat met andere filters wel om te bouwen zijn.

Beelden met ruis zijn geen uitzondering

RX 23cm:
Ontvangen van 23cm (ca. 1,3 GHz = 1300MHz): je raadt het al, dat kan je analoge satellietontvanger zelf al door er een yagi aan te koppelen. Nou, toch niet helemaal. Een satellietontvanger is ontworpen voor het signaal afkomstig uit een LNB met ca. 50dB versterking. En dat is een behoorlijk sterk signaal, dus is de satellietontvanger niet erg gevoelig voor zwakke signalen. En zendamateurs gebruiken doorgaans een beperkt zendvermogen, dus is een ontvangstversterker (die zelf weinig ruis produceert) meestal nodig. Dat heel een Low Noise Amplifier, LNA.

Ook moet de spanning die op de antenne F-connector staat (voeding voor LNB) worden ontkoppeld. Maar deze kun je weer mooi gebruiken voor het voeden van de ontvangstversterker (LNA)! Twee vliegen in één klap. Een ontvangstversterker wordt meestal zo dicht mogelijk bij de antenne geplaatst, moet zeer ruisarm zijn en moet ongeveer tussen 30 en 50dB versterking leveren.

Je hebt ook betere ontvangers dan satellietontvangers, zoals ontvangers die speciaal bedoeld zijn voor gebruik op 23 of 13cm (1,3 of 2,3GHz). Bijvoorbeeld de Comtech modules (net zoals bij 13cm is er ook een 23cm versie). Bij dergelijke ontvangers heb je meestal geen ontvangstversterker meer nodig. Behalve hooguit voor hele zwakke stations, of om kabelverliezen te compenseren.

13 en 23cm ontvangers kunnen wel baat hebben bij bandfilters, om naburige signalen net buiten de band weg te filteren. Deze signalen kunnen zo sterk zijn, dat de ontvangst sterk wordt verstoord. Voorbeelden: UMTS en WiFi signalen.

RX 70cm:
Eerst even over analoog ontvangen van 70cm (434.25 MHz) ATV: Op de 70cm band is maar één frequentie gereserveerd voor analoge ATV en dat is 434.25 MHz. Hier wordt in tegenstelling tot de hogere frequentiebanden amplitude gemoduleerd (audio wel in FM). Dit is ook de uitzendstandaard zoals voorheen gebruikt werd in Nederland door omroepstations en nog steeds op de kabel (het analoge deel althans). Veel moderne TV’s kunnen dan ook het 434.25 MHz signaal wel ontvangen. Oudere TV’s juist weer niet. Maar ook TV’s blinken niet uit in ontvangstgevoeligheid, dus is ook hier een ontvangstversterker/LNA raadzaam. Maar dat wisselt sterk per model TV.

Er zijn enkele amateurs bezig met smalband analoge ATV. Hierdoor kan ook een andere frequentie gekozen worden, omdat je dan minder snel buiten de band komt met je brede signaal. Door de smallere bandbreedte, heb je met dezelfde signaalsterkte eerder een begrijpelijk beeld ontvangen. Smalband analoge ATV kan ontvangen worden met een RTL dongel (niet in DVB modus) in combinatie met TV-Sharp. De maximale bandbreedte is dan 2MHz. De beeldkwaliteit is matig, maar het wordt dan ook primair gebruikt in contesten, of gewoon als experiment.

Sinds 2014 zien we ook wat experimenten ontstaan met DATV in de 70cm band. Vooral smalband DATV wordt langzaam aan wat populairder.

 

Zenden

Voorbeeld van een 13cm zender van binnen, met alle modulen afzonderlijk ingeblikt

Daar wil ik niet al te uitgebreid op ingaan. Daarvoor bestaat namelijk teveel variatie in de gebruikte apparatuur en de theorie is eindeloos. Veel bronnen op internet kunnen dat mogelijk verduidelijken.

Op 23cm en 13cm wordt meestal gewerkt met een normale oscillator (of oscillator module in de vorm van een VCO), aangestuurd met PLL of loslopend. In plaats van een oscillator wordt ook weleens een omgebouwd tunerblikje gebruikt als stuurzender. Daarachter zit een stuurtrap en eindtrap met een stel FET’s (Field Effect Transistor) om het signaal uit de oscillator te versterken. Soms bestaat de eindversterker uit een module.

Zenden op 70cm
Op 70cm is het een ander verhaal. Ook al is de frequentie lager, toch is het een lastige vorm van ATV. Dat komt door de amplitude gemoduleerde draaggolf, waarbij het audio frequentiegemoduleerd wordt toegevoegd boven het videosignaal (basis: 434.250 – audio: 439.750 / -13dB). Om het nog wat lastiger te maken, moet de onderzijband  onderdrukt worden. Die is niet nodig en neemt onnodig bandbreedte in beslag (en dat zou bovendien niet passen binnen de 70cm amateurband, die immers maar 10MHz breed is). Maar daarvoor is een geavanceerd filter nodig in de stuurzender. En zodra je dan dit “enkelzijband” AM signaal gaat versterken, moet je eindtrap zuiver lineair zijn. Door niet-lineariteit kan je juist weer mengproducten krijgen en daarover heb ik op Hamforum.nl wel meer geschreven (gebruik daar eventueel de zoekfunctie).

Op de 70cm band is slechts plaats voor één kanaal, die je dus om de beurt moet delen met elkaar. Dat is ook de reden, waarom repeaters zelf niet uitzenden op 70cm. Er zijn al wel een behoorlijk aantal repeaters die 70cm kunnen ontvangen, zoals bijvoorbeeld: PI6ATV, PI6ANH, PI6KPN en PI6MEP.

Zenden op 70cm heeft een groot risico. 434.250 MHz ligt bovendien dicht bij de ISM frequentieband. Door je brede videosignaal van een paar MHz, zit je signaal over een groot deel van de 70cm band verspreid. Wees je ervan bewust, dat in de buurt en in lijn met je antenne tijdens de uitzending de meeste draadloze autosleutels en weerstations niet meer werken. En dat geldt voor meer zogenaamde ISM apparaten (ook wel LPD genoemd zo nu en dan).

Voorbeeld van een basisband schakeling in testopstelling

 

Modulatietypen en basisband
Op alle banden behalve de 70cm band wordt frequentiemodulatie toegepast voor de basisdraaggolf met video en de audiocarrier. Op de 70cm band wordt de basisdraaggolf amplitude gemoduleerd met video en de audiocarrier is frequentie gemoduleerd. Digitaal audio naast een analoge beelddraaggolf is soms mogelijk in de vorm van NICAM (wordt niet toegepast op 70cm ATV). De basisdraaggolf wordt dus gemoduleerd met een gecombineerd signaal (video, audiocarrier en soms ook NICAM).

Dit gecombineerde signaal heet het basisband-signaal en daar heb je een schakeling voor nodig (“basisband / baseband”).

Audiocarrier: bij videosignalen wordt het audio (geluid-draaggolf) boven het videosignaal gemoduleerd. De eerste Megahertzen zijn voor het video en daar boven zit dan het audio. Dit vormt een gecombineerd signaal (basisband), wat gemoduleerd wordt op de basisdraaggolf. Veel gebruikte audiofrequenties zijn: 6 – 6,5 – 7,02 – 7,20 MHz en soms ook iets hoger (max. 8MHz).

 

De start
ATV is een bijzondere mode om te bedrijven. Het begin is lastig. Veel beginners vallen vroegtijdig af. Maar als je veel contact zoekt met andere ATV amateurs, dan zul je merken dat je met veel enthousiasme wordt ontvangen! Over ontvangen gesproken… Daar kun je vrij eenvoudig mee beginnen (mits je antennesituatie dat toelaat). Of ga wat experimenteren met een kleine zender en ontvanger in je shack, om te zien wat die allemaal doet. Neem bijvoorbeeld eens een videolink zender/ontvanger, die je vaak in de winkel ziet voor draadloze overdracht van beeld en geluid. Deze zitten op ca. 2,4 GHz.

Ga op bezoek bij andere ATV amateurs, of kijk wanneer er een portable ATV station in de lucht komt tijdens een velddag, of bijvoorbeeld de JOTA. Je kunt dan een goede indruk krijgen van deze bijzondere mode.

 

Links

8 gedachten over “Wat is amateur televisie (ATV)”

  2. Kijk al vaker op deze pagina mooi van opzet en duidelijke uitleg ook als luisteramateur.
    Net als mijn voorganger zelfde voornaam.
    ook ik ben op dit moment met ATV bezig om te ontvangen.
    Mooi opgelost met je antenne mast zo.
    veel succes.

    Beantwoorden

    • Hoi Frank,
      Ik ben op dit moment ook aan het worstelen met dit stuk van de hobby.
      Er staat een heleboel op ebay
      Maar misschien is het toch leuker zelf te gaan knutselen.
      Ik wil ook graag beginnen, zie ook veel video modulators op ebay.
      Dat blijkt weer niet goed te werken.

      Beantwoorden

      • We kunnen altijd even meekijken als jullie iets op het oog hebben. Het meeste is inderdaad niet bruikbaar helaas. Het is een erg complexe tak van de hobby als je zelf wil bouwen. Gelukkig kun je met modules van PE1ACB en anderen heel ver komen. Maar begin bij de antennes, converters, filters en een eenvoudige ontvanger is mijn advies. Dan kun je alvast monitoren wat je kan ontvangen en of je repeaters in de buurt hebt zitten. Maak een keuze voor de banden die je wil kunnen werken. Dit moet voor zenden uiteraard passen bij je machtigingscategorie, maar voor ontvangst is dat niet relevant. Dat mag altijd. Hier kun je ook alvast een keuze maken of je digitaal of analoog wil gaan werken. Begin in elk geval met analoog.

        Zodra je ontvangen voor mekaar hebt (en dat moet je niet onderschatten), dan komt het zendgedeelte daarna wel. Dan krijg je eventueel te maken met zware voedingen, eindtrappen, filters, coaxrelais, etc. Je moet wat geluk hebben met het vinden van de spullen, anders ben je zomaar een vermogen kwijt. Bezoek beurzen en VHF en hoger activiteiten van de Veron om je netwerk uit te breiden.

        Beantwoorden

Plaats een reactie


De verificatie periode van reCAPTCHA is verlopen. Laad de pagina opnieuw.