长安大学电气专业有线电视课程设计.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上课 程 设 计 任 务 书题 目 住宅小区有线电视系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 陈得维 学 号 6 月 4 日至 6 月 10 日 共 1 周指导教师(签字) 孔丽 系 主 任(签字) 一、 设计内容及要求1确定系统模式和网络结构形式。2前端系统距离住宅小区约6km，接收6个频道的开路信号，两颗卫星各4路卫星信号和3套自办节目。对前端设备进行选型、电平计算、技术指标计算。3传输分配系统设计，干线传输既可用同轴电缆也可用光缆；根据用户规模和分布情况，选择合理的分配网络，计算各点电平值、验算技术指标。4CATV系统

2、的防雷设计，主要考虑天线的和主干线的防雷设计。二、 设计原始资料住宅小区楼群示意图如图所示。1234567891016号楼是6层3单元、每单元每层2户的住宅楼，外形15米80米25米；710号楼是12层、每层6户的小高层住宅楼，外形30米30米42米，层间间距均为3米，各个楼间距约80米。开路信号接收4、8、10、19、35、40频道，接收场强分别为75、65、78、86、82、72dB。技术指标： 载噪比C/N44dB；CM46 dB 或CTB54 dB；用户电平6272dB。气温变化量：30； 常温20。三、设计完成后提交的文件和图表1 计算说明书部分CATV系统设计方案概述。前端各个频道

3、电平计算、C/N计算。传输分配系统各主要点的电平计算（只计算系统最低和最高工作频率下的电平值）、用户电平计算（每个楼只计算一组电平）、C/N计算，CM或CTB计算。温度变化对用户电平的影响（只计算最长户外电缆的影响）。天线的防雷设计。2 图纸部分：CATV系统图四、进程安排1 参考资料查阅。2 CATV系统方案设计。3 绘制系统图。4 系统各个部分的设计计算。五、主要参考资料1有线电视工程设计与新技术应用 科学出版社 20062有线电视工程设计、安装与调试 人民邮电出版社 20043. 有线电视实用技术与新技术 西安电子科技大学出版社 2010专心-专注-专业目 录前 言此CATV系统采用邻频

4、传输方式；系统前端所用器件主要有：电视天线，卫星天线，解调器，调制器，混合器。传输系统主要用电缆进行信号传递。用户分配系统主要用电缆进行分配传输，把信号传递到各家各户，从而实现了设计题目的要求。系统卫星电视节目数量：6套本地电视节目，8套卫星电视信号以及3套自办节目。整个CATV系统的总体方案如下图所示用户用户用户用户分配器分配器混合器光纤传输开路信号开路信号卫星信号开路信号自办节目开路信号图1、CATV系统总体方案 如上图所示，需要接收的开路信号，卫星信号通过天线接收器（卫星信号要通过功分器和卫星电视接收机）经放大后连同自办节目一起经过解调调制送入混合器，经混合器将各频道信号混合为一路输出，

5、此为前端系统。前端输出后，进入干线系统，干线系统由同轴电缆和干线放大器组成，干线系统将信号传输到住宅小区即进入用户分配系统，在用户分配系统中采用分配器将信号分配到各个单元，再经由分支器分配给各个用户。各系统组成如下：前端信号处理 1）端信号处理：四部分组成：功率分配器，卫星接收机，调制解调器，混合器2）干线部分：采用HFC网络结构，系统干线采用SYWV-75-12，支干线和分配网落采用SYKV-75-9。3）分配系统的组成：(1)分配器:分配器之分配损耗随分配数数增加而加大,频率范围:5MHZ-550MHZ及适合回输路径,相互隔离不小于20 dB。(2)分支器:分支器具有定向传输的特性，根据其

6、于分配系统中所处的位置选择适当插信损耗和分支损耗的分支器使用户输出口的电平越于均匀。频率范围：5MHZ-550MHZ及适合回输路径。（3)同轴电缆:电缆须用铜内外导体的同轴电缆，电缆须符合相应的标准，特性阻抗75。（4）终端电阻：在系统所有之路的末端及分配器，分支器的空置输出均需接入75终端电阻。一、前端系统1、所选设备卫星天线：SRA3000-A型接收天线功分器：FPD-II卫星接收机：SP4S-1/2高频头开路信号天线4频道：V4LH5T 8频道：V8LH12T10频道：V10LH12T 19频道：U20LH17T35频道：U20LH17T 40频道：U20LH17T天线放大器型号：SB-

7、7530MHZ解调器所选型号：C6D-V/D调制器所选型号：SXT-199混合器所选型号：HD16-1（无源）。2、前端系统图图2、前端系统图3、国家标准分配给各系统的指标系统各项指标分配项目系统名称比例dB值C/N前端系统7/1045.5C/N干线系统2/1051C/N分配系统1/1054CM干线系统4/1055CM分配系统6/1051.5IM干线系统4/1066IM分配系统6/1062.44、电缆性能参数前端系统电缆选用SYKV-75-9型纵孔电缆。5、各频道输出电平计算天线的特征参数接收频道4810193540频率f MHZ77.25184.25200.25519.25687.25727

8、.25接收场强E756578868272天线增益G6.88.511161616馈线衰减a2.063.293.465.895.895.89设定天线到前端放大器的距离为20m，选用SYKV-75-9型电缆传输，各种设备技术参数计算如下所示：4频道载波频率为77.25MHz，1=C/f=3x108/77.25x106=3.88m馈线衰减常数为a= 3.47dB/100m8频道载波频率为184.25MHz，2=C/f=3x108/184.25x106=1.63m馈线衰减常数为a= 5.42dB/100m10频道载波频率为200.25MHz，3=C/f=3x108/200.25x106=1.50m馈线衰

9、减常数为a= 5.65 dB/100m19频道载波频率为519.25MHz，4=C/f=3x108/519.25x106=0.58m馈线衰减常数为a= 9.72dB/100m35频道载波频率为 687.25MHz，5=C/f=3x108/687.25x106=0.44m馈线衰减常数为a=11.17dB/100m40频道载波频率为 727.25MHz，6=c/f=3x108/727.25x106=0.41m馈线衰减常数为a=11.49dB/100m4频道接收场强 75dB V4LH5T 天线增益：6.8dB4频道输出电平：U0=75+6.8+20lg3.88-La-18=75.17dB8频道接收

10、场强 65dB V8LH12T 天线增益：8.5dB8频道输出电平：U0=65+8.5+20lg1.63- La -18=59.08dB10频道接收场强 78dB V10LH12T 天线增益：11dB10频道输出电平：U0=78+11+20lg1.50- La -18=78.83dB19频道接收场强 86dB U20LH17T 天线增益：16dB19频道输出电平：U0=86+16+20lg0.58- La -18=78.09 dB35频道接收场强 82dB U34LH20T天线增益：17dB35频道输出电平：U0=82+17+20 lg0.44- La -18=71.64dB40频道接收场强

11、72dB UQLH14T 天线增益：10dB40频道输出电平：U0=72+10+20 lg0.41- La -18=53.96dB由于C6D-V/D解调器的输入电平标称为5080 dB，所以满足要求，可以选用。STX-199调制器频率范围为47-860MHz，满足要求，调制器载波输出电平为110dB,设置其输出电平为115dB,信噪比S/N=60dB.单频道载噪比：C/N1=S/N+6.4=66.4dB前端总载噪比验算：C/N总=C/N1-10lgn=60.02dB所以C/N总44dB（技术指标），满足要求。二、干线传输系统1、光缆传输系统的设备选择一般的光缆传输系统主要由衰减器、光发射机(包

12、括下行光发射机和上行光发射机)、光分支器、光缆、光接收机（包括下行光接收机和上行光接收机）、光中继站、光配线盒、光接线盒（熔接点）,由于前端距离分配网络4km，所以本系统只包括衰减器、光发射机、光缆、光接收机。（1）设备选择：光缆传输系统设备初选：衰减器：JZCK20I光发射机：MIC-0T-860I光接收机：MIC-OR-860BR-2光缆：GYTG-Z-1（2）各种设备技术参数与选择依据(1)衰减器JZCK20I频率范围：40860MHz最大衰减量：203dB插入损耗：2dB衰减量可调选择依据：由于前端发出的信号为95dB，而光发射机的输入电平为7585dB，衰减量为20dB，所以选用衰减

13、器先将前端发来信号进行衰减，为减少设备选择次数，选择衰减量可调的JZCK20I衰减器。(2)光发射机MIC-0T-860I的参数如下： (3)光接收机MIC-OR-860BR-2的主要参数如下： (4)光缆GYTG-Z-1工作波长：1310，1550nm应用：架空或管道都可以，在这里考虑到环境美观问题选用管道使用温度/：-30+50光纤芯数：28结构特征：刚带纵包铠装损耗常数/(dB/km)：0.35，0.40，0.50.选择依据：在光纤传输的三个波长中，850nm波长损耗较大，不宜在有线电视系统中使用；1310nm波长损耗较低，色散最小，价格也比较便宜；1550nm波长损耗最小，可以采用光纤

14、放大器进行中继放大，应用于远距离传输，色散较大，价格较高，现有技术不是很成熟。在本系统中由于传输距离较小，所以选用1310nm光波长进行传输。2、光缆传输系统电平计算（1） 衰减器计算前端输出的信号电平为95dB，而光发射机的输入电平为7585dB，衰减量为1020dB。衰减器整定衰减量为20dB，忽略电缆传输损耗。所以有光发射机输入电平值为：Ui=95-20=75dB，75Ui85dB，满足要求。（2）光发射机输出功率的计算对于一级光纤传输系统，输入光接收功率取值为-3dB。根据对于1310nm，光纤衰减系数=0.4dB/km光纤长度D=6km所以，光链路损耗：Z=0.4x6+1+0.5+1

15、=5.9dB mW 其中1为光接收机的输入功率，0.4x6光纤损耗，1为裕量损耗，0.5为光接头损耗。由于光发射机的输出功率范围是420 mW，而光链路损耗；所以设置光发射机的输出功率： P=6mW（3）光发射机参数整定与校验前端信号经衰减器衰减后输出电平为75dB，满足光发射机输入电平要求，由上述光发射机输出电平的计算，设置光发射机光输出功率为6mW。由光发射机的参数表知道，此时C/N=52dB（4）光接收机的参数整定由于前端信号已满足器输入电平要求，根据C/N光链路表可知载噪比C/N=52dB.设定接收机射频输出电平为104dB。3、干线传输部分总的C/N与CM干线传输部分总的C/N=-=

16、49干线传输部分总的CM=56dB三、分配系统干线放大器输出电平98dB，即总分配器的输入电平为98dB，各楼楼栋放大器的型号均为：SB-30MZI，可以手动增益，斜率控制。为使楼放输出电平为110 dB，设置放大器增益为22 dB。1、分配系统图见附件2、一级总分配器到各楼楼房距离如下表：项目#1#2#3#4#5#6一级总分配器160m100m160m160m160m160m#1,# 3,#4,#5,#6号楼相同，以1号楼为例：l 传输到一号楼楼放的电平=98-10-1.67.73=75.6 dB （98-10-1.62.25=84 .4 dB）楼房内设置均衡器的均衡量=（7.73-2.25

17、）1.6=8.8 dB设置楼放输出电平为110 dB/100dB,即G=110-75.6=34.4 dB载噪比：C/N=75.6-7-2.4=66.2 dB54 dB 符合要求l 传输到二号楼楼放的电平=98-10-17.73=80.3 dB （98-10-12.25=85.8 dB）楼房内设置均衡器的均衡量=（7.73-2.25）1=5.5 dB设置楼放输出电平为110 dB/100dB,即G=110-80.3=30 dB载噪比：C/N=80.3-7-2.4=71 dB54 dB 符合要求二级总分配器到各楼楼房距离如下表：项目#7#8#9#10二级分配总器200m160m160m200ml

18、传输到7号楼楼放的电平=98-10-27.73=72.5 dB 传输到10号楼楼放的电平=98-10-22.25=83.5 dB楼房内设置均衡器的均衡量=（7.73-2.25）2=11 dB设置楼放输出电平为110 dB/100dB,即G=110-72.5=37.5 dB载噪比：C/N=72.5-7-2.4=63.1 dB54 dB 符合要求l 8号楼和9号楼与1号楼相同3、#1，#2，#3，#4，#5，#6楼各楼电平相同，电平计算如下：本楼分配器输出电平=110-6=104 dBl 一至三单元电平计算如下： 一层分支器输入电平=104-0.57.73=101 dB （94-0.52.25=9

19、1 dB）用户端口电平=100.1-27-0.114.72=71.9 dB （92.9-27-0.14.4=62.57 dB）二层分支器输入电平=100.1-1.2-0.037.73=99.77 dB （92.9-1.2-0.032.25=89.77 dB）用户端口电平=98.8-27-0.114.72=71.66 dB （91.8-27-0.14.4=62.44dB）三层分支器输入电平=98.8-1.2-0.037.73=98.54 dB （91.8-1.2-0.032.25=88.70dB） 用户端口电平=97.6-27-0.114.72=71.44dB （90.7-27-0.14.4=6

20、2.37dB） 四层分支器输入电平=97.6-1-0.037.73=97.31 dB （90.7-1-0.032.25=87.63 dB） 用户端口电平=96.37-24-0.114.72=71.20 dB （89.6-24-0.14.4=62.30 dB） 五层分支器输入电平=96.37 -1-0.037.73=96.08 dB （89.6-1-0.032.25=86.56dB） 用户端口电平=95.1-24-0.114.72=70.98 dB （88.5-24-0.14.4=62.23 dB） 六层分支器输入电平=95.1-1-0.037.73=94.85 dB （88.5-1-0.032

21、.25=85.49dB） 用户端口电平=93.9-24-0.114.72=70.75 dB （87.4-24-0.14.4=62.16 dB） 4、#7,#8,#9,#10楼各楼电平相同，以7号楼为例，电平计算如下：本楼分配器输出电平=110-4=106 dB一层至六层和七层至十二层电平分配一致,电平计算如下：一层分支器输入电平=106-0.37.73=103.7dB （96-0.32.25=95.3dB） 用户端口电平=103.7-30-0.1514.72=71.5dB （95.3-30-0.154.4=64.6 dB） 二层分支器输入电平=103.7-1-0.037.73=102.5 dB

22、 （95.3-1-0.032.25=94.2 dB）用户端口电平=102.5-30-0.1514.72=70.3 dB （94.2-30-0.154.4=63.5dB）三层分支器输入电平=102.5-1-0.037.73=101.3 dB （94.2-1-0.032.25=93.1 dB）用户端口电平=101.3-30-0.1514.72=69.1 dB （93.1-30-0.154.4=62.44dB）四层分支器输入电平=101.3-1-0.037.73=100.1 dB （93.1-1-0.032.25=92 dB）用户端口电平=100.1-27-0.1514.72=70.9 dB （92

23、-27-0.154.4=64.3dB）五层分支器输入电平=100.1-1-0.037.73=98.9 dB （92-1-0.032.25=90.9 dB）用户端口电平=98.9-27-0.1514.72=70 dB （90.9-27-0.154.4=62.8 dB）六层分支器输入电平=98.9-1-0.037.73=97.7 dB （90.9-1-0.032.25=89.8dB）用户端口电平=97.7-24-0.1514.72=71.5dB （89.8-24-0.154.4=65.1 dB）四、温度变化对电平的影响在分配系统中，户外电缆最大长度为5号楼到7号楼200m，计算值均按常温20计算，

24、温差变化为常温下30。电缆衰减值为：300.2% dB， L=27.73=15.46 dB，a=LKtT=15.460.2%30= 0.93 dB考虑温度影响后的载噪比C/Nt=C/N-a=63.1-0.93=62.2 dB 54 dB综上所述，温度在30变化时，系统指标仍符合设计要求。五、天线的防雷设计卫星天线自身带有防雷装置，故不必再做接地处理，只需按说明书要求安装天线即可。开路天线自身无防雷装置，因此，要在其顶部安装避雷针，上部天线必须在避雷针的保护角内（一般约为45以内），且距离不小于3m，估算得避雷针的架设高度约为7m。避雷针的接地端必须与前端的接地端分开，引两根引下线，其接地电阻不

25、大于即可。1、天线立杆及天线基座应有两个不同方向与建筑物的避雷带相连，以确保接地可靠，加强避雷安全。 避雷针的高度计算：有VHF天线3个,UHF天线1个，最低架设3m，每个上下间距0.5m，所以最高天线架设5m。单个天线的保护角45度，估算避雷针=8m。2、天线馈线必须通过天线避雷器后，方可与前端设备相连,以防雷电毁坏设备。 3、所有放大器外壳均可靠接地，且放大器的交流输入输出端接有浪涌冲击保护器。4、供电器的输入输出接有压敏电阻。室外的卫星电视接收天线把接收到的电视信号通过电缆传输到电视机房，通过避雷器保护后，将其输出端的信号通过螺旋滤波器滤波，输出符合要求的信号。六、主要元件明细表设备名称

26、型号数量备注开路天线V4LH5T1接收频道4CH开路天线V8LH12T1接收频道8CH开路天线V10LH12T1接收频道10CH开路天线U20LH17T3接收频道19CH，35CH，40CH卫星天线2天线口径3.0m卫星电视接收机2功分器FPD-II2解调器C6D-V/D6调制器SXT-19917混合器HD16-1（无源）1输入路数24干线放大器SB-7530MHZ6分支放大器SB-30MZI10二分配器HMTV-2044三分配器HMTV-3066六分配器HMTV-60122二分支器WFZX-2108六分支器WFZX-648七、系统图（见附页）八、参考文献：1有线电视工程设计与新技术应用 科学出版社 20062有线电视工程设计、安装与调试 人民邮电出版社 20043. 有线电视实用技术与新技术 西安电子科技大学出版社 2010