e431道場
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ブースター(増幅器)の技術知識

1.ブースターの役割

ブースターは、入力された電波を大きく増幅しますが、電波の品質は改善しません。
アンテナ直下なら受信できますがリビングまでケーブルを引っ張ると映らない、また、2台目、3台目のテレビや録画機へ分配すると映らなくなった、などケーブルの配線や分配等の伝送損失が原因の場合には効果を発揮しますが、電波の品質が悪くて映らない時は効果は期待できず、逆効果になる場合もあります。


e431オリジナルブースター
TAM-U45(UHF用)
TAM-UBC45(UHF・BS・CS用)

2.テレビ受信機に必要な電波について

テレビ受像機に必要な電波の目安は、次の通りです。この範囲ならテレビの画質に差は生じません。

地上デジタル放送
テレビ受信機入力レベル:46~89dBµV、MER:25dB以上
BS/CS放送
テレビ受信機入力レベル:50~81dBµV、CN比:17dB以上(4K/8KはCN比18dB以上)

※受信機入力レベルは測定器の計測値で、テレビ受像機に表示されるアンテナ方向調整用の「アンテナ受信の状況」の数字ではありません。
出典元:JEITA資料

MEMO
デジタル放送は、受信データに基づいてテレビ受像機が映像を作るため、最低の電波が供給されていれば、それ以上に値が良くても画質に差は生じません。
必要以上に数字を追い求めても受信のマージンは増えますが画質は同じです。

3.ブースターの性能について

1 利得:単位【dB】

ブースターに加えた入力信号と出力信号との比を、対数:ベル(B)で表します。ただし、ベルはテレビ受信では単位として大きすぎるため、その10分の1の単位:デシベル(dB)で表記します。
TAM-U45は利得45dBですので、入力信号を約30,000倍に増幅して出力するブースターとなります。

MEMO
入力に10の電波量を加えると、出力に1000の電波量が出力されるブースターなら入力が100倍に増幅されますので、利得は20dBとなります。
利得 = 10×LOG(出力÷入力)= 10×log(1000÷10) = 20dB

2 定格出力:単位【dBµV】

ブースターが通常性能で働く時の最大出力の値で、この値までの出力で運用するようにしてください。定格出力は伝送するチャンネル数とも関係しますので波数と一緒に表示されます。
この値を超えると歪特性が悪化して信号品質が低下し、テレビの受信不良に繋がります。 
TAM-U45は、地デジ:9チャンネル、定格出力:104dBµVの製品です。

MEMO
定格出力から利得を引くと「入力」となりますが、ブースターが本来の性能を発揮できる範囲を入力に置き換えて「適正入力」として表し、望ましい運用レベルとして表記される場合もあります。

3 歪特性、CN特性:単位【dB】

ブースターの出力には入力信号の他にブースター内部で発生した歪み成分も加わって出力されます。
この信号と歪み成分(ノイズも含む)との差をCN特性と呼び、この値が大きいほど信号の品質が良い特性となります。歪みの発生は防ぐことができませんが、ブースターを1台だけ単体で定格出力範囲内で運用している時は、実用上歪み特性は無視できます。
複数のブースターを継続接続する場合は歪み成分も増幅されますので、2台接続なら-3dB、3台接続なら-5dBだけ各ブースターの定格出力よりレベルを下げて使用する必要があります。

4 雑音指数、NF特性:単位【dB】

ブースターは常に内部で雑音(ノイズ)が発生しています。この度合いを雑音指数(NF)と呼び、電子回路である以上ノイズの発生は避けることができません。
この数値が小さいほど、より弱い電波の増幅に適します。JEITAでは雑音指数が3dB以下のUHFブースターを低雑音型と定義されており、TAM-U45はNF1.5dB(周波数帯による)で、この低雑音型に属します。

5 BS・CS帯域ブースターのチルト特性

テレビ電波は4K8K信号のような高い周波数になるほど伝送損失が大きくなるため、ブースターの利得を1.0GHzと3.2GHzで差をつけ、伝送路で発生するチャンネル間のレベル差拡大を防止する措置が取られます。
この傾きを持たせた利得の特性をチルト特性と呼びます。
TAM-UBC45では、BS・CS帯域で1.0GHz:利得27dB、3.2GHz:利得35dBと8dBのチルト特性を設けております。
(UHF帯域は、周波数幅も狭くレベル差も大きく生じないため、チルトを持たせないフラットな利得特性が一般的です)

TAM-UBC45のBS・CS帯域の利得チルト特性

4.ブースター使用時の注意点(施工上の注意)

1 ブースターはアンテナ直下に設置

CN比を劣化させないため、アンテナの直近にブースターを設置するのがベストですが、増幅した電波が再びアンテナ部へ回り込まないように、UHFアンテナとブースター本体とは1m以上の距離を空けて設置してください。

2 コネクタ加工

コネクタ加工は同軸ケーブルのシールド効果を落さないよう、確実に組み立てをしてください。
コネクタ不良は電波漏洩や飛込み障害の原因となります。

3 ブースターの出力側ケーブルと入力側ケーブルを一緒に束ねない

出力ケーブルには大きく増幅された信号が流れますので、出力ケーブルを入力ケーブルと一緒に沿わせたり束ねたりすると、電磁誘導で発振症状を起こす可能性があります。入力ケーブルと出力ケーブルは距離を取り、一緒に束ねないように配線してください。

MEMO
ブースターは非常に高い増幅度を持っていますので、出力側から入力側へ何らかの信号の帰還があると、閉ループとなり発振症状を引き起こします。
この状態になると、他の設備へも大きな障害を起こす事になります。

4 通電の確認

ブースターは専用電源部からの重畳電源(DC15V)で動作します。TAM-U45とTAM-UBC45付属の電源部TPS-01は電流容量600mAで充分な供給能力がありますが、ブースター本体と距離が離れたり、配線経路や分岐・分配器など機器の挿入等で電圧降下が大きい場合には、ブースターの受電電圧に注意してください。また通電経路となる分岐・分配器には、通電仕様の製品を使用してください。壁面端子には端子側から通電できる製品もありますのでご利用ください。

通電仕様の分岐・分配器製品

TSP-4DM / TWS-2M など

端子側から通電できる壁面端子製品

TCU-KL / TCU-7-7LK など

5 定格出力超過の対策

ブースター出力が定格値を超える場合には、ブースター内蔵のレベル調整SW(内部アッテネータ)を使用して定格出力内に納めてください。レベル調整SWを使用しても出力が超過する場合には、ブースターの利得調整ボリュームを絞り調整します。
それでもまだ出力超過の場合には、ブースター入力に外付の外部アッテネータを用いて調整します。TAM-U45は、3段階可変のSW(0,-10,-15dB)と、利得調整ボリューム(0~-10dB)がありますので、最大に使用すれば45dB⇒20dBまで絞ることができます。

5.まとめ

ブースターは、用途に応じて様々な種類があります。

  • 受信設備の規模によって、戸建住宅向けの家庭用やマンション/商業施設等で使われる共同受信用
  • 使用周波数によって、UHF用やBS/CS用、両用モデル、CATV用
  • 使用用途によって、弱電界受信用プリアンプや電波補償用ラインブースター

目的に応じて、最適の製品を選択してください。

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