第5章 有线电视系统

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频率相关技术设备主要是一个高精度的梳状信号发生器，它分别产生Fn=6n（MHz）（n=9，10，11等）和Fn=55．25＋6n（MHz）（n=0，1，2等）等多个载频信号，它们分别加在与之兼容的频道处理器或调制器上，使这些设备载频锁定在上述载频上，构成HRC和IRC前端。●第三阶段为新一代组合式邻频前端。这种前端系统的频道数目较多，采用邻频传输和增补频道技术，而且使用频段也不必局限于300MHZ系统，可以是550MHZ或860MHZ系统。前端设备采用新一代的卫星接收机／调制器组合设备，成本较低。采用中频转换、SAWF滤波和PLL频率合成技术，具有输出频道可在频段内用捷变频选择和多频道邻频传输的特点，而且带外抑制也满足大于60dB的要求。

5.3.3前端设备1.前端系统中的放大器前端系统中的放大器,按结构和实用性可分天线放大器、频道放大器和高电平输出(功率)放大器等几种。(1)天线放大器对于天线放大器，输出信号可达到Sa≤57~60dBμV●宽带型天线放大器同时接收几个频道，噪音系数较小，约2dB●频道型天线放大器一般可由宽带天线放大器+频道滤波器构成，或采用参差调谐放大器。

图5―17用宽带型天线放大器和频道滤波器组成频道型天线放大器

(2)频道放大器放大频道信号，要求线性好、带外衰减大，能电平控制，具有AGC功能、输出信号电平较高混凝土工程冬季专项施工方案，一般为110~120dBμV。NF比较大。具有直接频道信号放大或二次变频方式。

图5―18频道放大器工作原理(a)手动增益调节频道放大器;(b)自动增益调节频道放大器

(3)高电平输出放大器为前端的输出宽带功率放大器，提高负载能力，主要指标是非线性失真和输出电平。

图5―19一次变频频道转换器

图5―20二次变频频道转换器

表5―5频道转换器的主要技术指标

图5―21频道处理器框图

4.调制器调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置,它常与录像机、摄像机、卫星接收机等配合使用。调制器有高频(直接)调制和中频调制两种方案,且常使用后者。高频直接调制方案的框图如图5―22所示。调制电路大多采用三极管高电平调制方式,输出幅度大,失真和干扰也大。

图5―22高频直接调制器

5.混合器混合器是把两路或多路信号混合成一路输出的设备。其主要技术指标是:插入损耗(要小)、隔离度(要大,一般要求＞20dB)、带外衰减(要大)、输入输出阻抗(通常为75Ω)。

6.导频信号发生器为了增加干线长度或补偿由于温度变化而引起电缆衰减量和放大器增益的变化,在干线中要进行自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC)。为此,在前端就需要提供一个或两个反映传输电平变化情况的固定频率(幅度也要稳定)的载波信号(导引信号),即导频。

图5―25导频信号发生器框图

5.4.1传输系统概述传输系统是把前端的电视信号送至分配网络的中间传输部分。在大型有线电视系统中,主要指干线和支线(也可能有超干线);在中、小型有线电视系统中,通常只有支线。●传输介质有同轴电缆、光缆、微波等●网络拓扑主要采取树型和星型居多。●应包括发送、传输、接收三部分主要功能●技术指标要求主要有载噪比C/N、交调比C/M、互调比I/M、输出信号电平。

5.4.2传输媒质1.射频同轴电缆有线电视系统传输电视信号通常采用的是射频同轴电缆(简称同轴电缆)。同轴电缆在支线中使用较为普遍,在分配网络中几乎都采用同轴电缆,在干线中也可使用同轴电缆。

(2)性能①特性阻抗。有线电视系统标准特性阻抗为75Ω。同轴电缆的特性阻抗由下式计算:

④屏蔽系数与屏蔽衰减。

③驻波系数与反射损耗。

⑤温度特性。同轴电缆衰减随温度的变化率为0.2%dB/℃

(3)同轴电缆的发展与规格①最早的是SYK型实芯聚乙烯绝缘同轴电缆。这种电缆介点电常数大、衰减大、所以所容许的频道容量小。②第二阶段以SSYV型化学发泡聚乙烯绝缘同轴电缆为代表。但绝缘损耗增大，因此在高频应用时，衰减比较大。③SYKV纵孔聚乙烯绝缘同轴电缆属于第三代产品。高频特性好，但防潮放火性能差。④SYWFY型物理发泡聚乙烯绝缘电缆是第四代同轴电缆。衰减小，传输速度快、防潮放火性能也比较好。⑤MC2同轴电缆

图5―27MC2同轴电缆结构

表5―6美国三种同轴电缆的性能比较

(2)性能①衰耗特性。主要有吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗、连接损耗、耦合损耗等。它的固有损耗与工作波长有关，而在允许的工作温度范围内基本与温度的变化无关。0.4dB/km(1.3μm),2dB(0.8μm),远低于同轴电缆的损耗。②频率特性。单一光源的单模光纤的传输带宽仅受光端机的限制。其带宽为Bf=132.5/(DL)(GHz)③防干扰性能。不受电磁干扰，也不影响其他线路。

④寿命长架空使用可达20年，低埋使用可达30~40年。⑤其它性能直径重量轻、资源丰富。但怕水气和潮湿，影响涂层，缩短使用寿命。

3.微波以微波作为传输媒质的除了国家微波干线的大微波和卫星外,还有单路与多路FM微波、AM微波以及多路微波分配系统MMDS。微波传输有以下特点:·频带宽,传输容量大。·传输质量高、稳定性强。·适应性和灵活性强。·投资少,便于维护。

 5.4.3传输方式1.同轴电缆传输同轴电缆传输方式是一种在前端和用户之间用同轴电缆作为传输媒质的有线传输方式。

图5―29干线传输系统示意图

特点:●需加均衡器和放大器,放大器具有AGC和ASC功能●串接放大器后,系统交调增加,载噪比下降,因此对传输系统中放大器的数目或者传输距离应有所限制。通常,一条干线内串接的放大器应在30个以内。●传输距离与系统的上限频率有关,一般上限频率越高,传输距离越短。●用同轴电缆传输的电视信号通常为AM―VSB信号,前端和用户不需要调制和解调,使用比较方便。●传输系统根据网络拓扑的不同,常使用分支器和分路器(分配器)。

2.光缆传输(1)基本组成。光缆传输系统的基本组成如图5―30所示。

特点:光纤的损耗很小,在一定距离内不需放大;光纤的频率特性好,可不需要进行均衡处理。

●模拟方式模拟基带信号直接光强调制（AM/IM），调频（FM）、脉冲频率调制（PFM）、脉冲相位调制（PPM）、脉冲宽度调制（PWM）等。

●数字调制PCM和DPCM调制。PCM所需带宽宽、解调复杂、信号杂波分离容易，适合远距离传播。DPCM占用频带窄、但信号质量差.

(2)光调制方式。光调制方式有模拟和数字两种。

(3)光缆的多路传输。光缆的多路传输指的是用一根光缆同时传输多路电视信号。①波分多路（WDM）方式。②频分多路（FDM）方式。

3.光缆+电缆传输这是一种常见的混合传输方式,其特点是用光缆做主干线和支干线,在用户小区用电缆作树枝状的分配网络,如图5―32所示。

4.无线传输(1)单/多路FM微波电视传输。这属于调频微波链路(FML),一般用于远距离传输或信杂比超过56dB的高指标要求场合。其频率为2GHz或12.7~13.25GHz,频道带宽为25MHz或12.5MHz。FML的基本组成如图5―33所示。

图5―33FML的基本组成

(2)MMDS系统。多路微波分配系统使用频段为1.237GHz~1.499GHzH和2.5GHz~2.688GHz.MMDS系统的构成参见图5―34。MMDS系统是地方性广播分配系统,其核心是多路调幅发射机,多套电视节目通过多路发射机输出,由双工器或合成器组合起来,送到一个或两个发射天线。

图5―34MMDS系统构成

MMDS系统有以下特点:①要求无阻挡接收,在高层建筑多而必然存在电波无法到达的场合不适用。②MMDS系统在采用下变频器接收时的指标不高,不能进行指标的再分配,因此,这种方式通常只适合于个体接收,或者说是一种分配服务系统。③用MMDS进行传输和分配,具有投资少、见效快等优点,但无双向功能,对有线电视网的多功能发展有一定的局限性。

(3)AML系统。调幅微波链路AML也是一种调幅微波传输电视信号方式,其工作频率为12.7~13.2GHz,共500MHz带宽,定向发射,可传50套左右的PAL制电视节目。AML系统的构成如图5―35所示。

5.4.4传输设备1.放大器在电缆传输系统中使用的放大器主要有干线放大器、干线分支(桥接)放大器和干线分配(分路)放大器。在光缆传输系统中要使用光放大器。（1）干线放大器要求增益、输出电平、噪音系数、载噪比C/N、交调比IM等。一般采用干线同轴供电。

图5―37第二类干线放大器

●手控增益和斜率均衡加温度补偿放大器

图5―38第三类干线放大器

●AGC干线放大器(第三类干线放大器)。

47MHz110.7MHz229.5MHz

图5―39第四类干线放大器

●带斜率补偿的AGC干线放大器(第四类干线放大器)。

●ALC(自动电平控制）干线放大器(第五类干线放大器)。ALC干线放大器的构成如图5―40所示,它需要两个导频信号,一个用于AGC控制,另一个用于ASC控制。

图5―40ALC干线放大器的构成

②干线放大器电路分为推挽式，功率合成式、前馈式、组合式等。

图5―41前馈放大器原理图

③干线放大器的工作方式(或电平倾斜方式)分为以下三种:

t／cnfpia 3016-2021 人造板定制家居板件封边质量要求●全倾斜方式●半倾斜方式●平坦方式

(2)干线分支和分配放大器。干线分支放大器具有一个干线输出端和几个定向耦合分支输出端。干线分配放大器是把干线信号分为电平相等的几个输出，通常用于干线末端。(3)光放大器。目前有线电视系统使用的光放大器主要是干线光放大器和分配光放大器。按工作原理分,它们主要有半导体激光放大器和光纤激光放大器两种。①半导体激光放大器特点：体积小、效率高、功耗低、与光纤耦合困难

图5―43光放大器(a)由法布里泊罗半导体激光器（FPA）组成的行波式光放大器（TWLA）;(b)光纤激光放大器

300μm×2μm×0.15μm

室外给水管网改造工程施工组织设计方案图5―43光放大器(b)光纤激光放大器

②光纤激光放大器特点：增益高、噪音低、输出功率大、与光纤容易耦合，接头损耗小，体积大。