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1、第四章 有线电视的电缆传输系统,第一节射频同轴电缆第二节电缆传输系统中的常用无源器件第三节 电缆放大器 第四节 电缆干线传输第五节电缆分配网络,干线传输系统是有线电视的重要组成部分，位于前端和用户分配系统之间，其作用是将前端输出的各种信号稳定而且不失真地传输至用户分配系统。干线传输的传输媒介主要包括：电缆、光缆和微波。大多数有线电视系统并不只单独使用一种传输媒介，而是多种传输媒介混合使用，例如光缆和电缆混合传输、微波和电缆混合传输等。,第一节 射频同轴电缆,射频同轴电缆结构与型号1.结构 射频同轴电缆由内导体、绝缘体、外导体(屏蔽层)和护套(保护层)四部分组成，绝缘体使内、外导体绝缘且保持四个
2、部分轴心重合。如图,内导体(也称芯线)由铜线、镀铜铝线、镀铜钢线制成。外导体(也称屏蔽层)一般由铜丝编织网或镀锡铜丝编织网内加一层铝箔制成，也可采用金属管，外导体主要对电磁干扰起屏蔽作用。外导体与内导体之间是绝缘介质，介质对电缆起支撑作用，且保持四个部分轴心重合。其电特性在很大程度上决定着电缆的传输和损耗特性，经常使用的绝缘介质有干燥空气、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。绝缘介质的相对介电常数越小，电缆衰减越小，空气介电常数最小。电缆的最外层是护套，对电缆起保护作用，常采用聚乙烯或乙烯基类材料,2.型号 射频同轴电缆的种类和规格很多，我国对同轴电缆的型号与规格实行了统一的命名，具体编制方法如图,型
3、号命名通常由四部分组成：第一部分用英文字母表示，分别表示同轴电缆的分类代号、绝缘材料、护套材料和派生特性，具体含义见表,第二、三、四部分均用数字表示，分别表示同轴电缆的特性阻抗()、芯线绝缘外径(mm)和结构序号。例如“SYV7591”的具体含义是：S表示该电缆为射频同轴电缆，Y表示绝缘材料为聚乙烯，V表示护套材料为聚氯乙烯，特性阻抗为75，芯线绝缘外径为9mm，结构序号为1。又例如，目前在有线电视系统中被大量采用的SYKV型电缆，S表示为射频同轴电缆，YK表示绝缘材料为聚乙烯纵孔形，V表示护套材料为聚氯乙烯。随着新技术和新材料的应用，新型电缆代号可能会超出表中所列含义。有线电视系统中使用的射
4、频同轴电缆，芯线绝缘外径分为4.80mm、7.25mm、9.00mm、11.50mm、13.00mm、15.00mm和17.30mm等几种，我国用5、7、9、12、13、15和17等数字来表示,、同轴电缆的分类（）按绝缘材料与结构：实心绝缘型：防潮防水性能好，但衰减大。半空气绝缘型：半空气贯通式（竹节、藕芯式）衰减小，但防潮防水不好；半空气封闭式（物理发泡）衰减小，防潮防水好。空气绝缘型：衰减小，但防潮防水不好且不容易制造。（）按电缆绝缘外径（粗细）：-、-、-、-、-等电缆。（）在CATV中使用位置：干线电缆（-以上）、支线电缆（-以上）、用户电缆（-）。,二、性能参数、特性阻抗：特性阻抗是
5、指在同轴电缆终端匹配的情况下，电缆上任意点电压与电流的比值，通常与内、外导体直径和绝缘材料的相对介电常数有关。有线电视系统中同轴电缆的标准特性阻抗为75。、衰减常数：衰减常数()定义为单位长度(如100m)电缆对信号衰减的分贝数。衰减常数与同轴电缆的结构尺寸、介电常数、工作频率有关。电缆的内、外导体直径越大，衰减常数就越小。衰减常数还与信号频率的平方根成正比，即频率越高，衰减常数越大；频率越低，衰减常数越小。在电缆产品说明书中以表格或曲线形式给出了在20常温下的衰减常数与频率之间的对应关系。、温度系数：温度系数表示温度变化对电缆损耗值的影响。通常温度增加，电缆损耗增大；温度降低，电缆损耗减小。
6、温度系数定义为温度每升高(或降低)1，电缆对信号衰减增加(或减小)的百分数。例如，温度系数为0.2%/，表示温度每升高(或降低)1，电缆损耗值在原基础上增加(或减小)0.2%，如果温度变化25，电缆损耗值在原基础上变化250.2%=5%(dB)。、屏蔽性能：电缆的屏蔽性能是一项重要的指标。屏蔽性能好，不仅可防止周围环境中的电磁干扰影响本系统，也可防止电缆的传输信号泄漏而干扰其它设备。金属管状的外导体具有最好的屏蔽性能，双层铝塑带和金属网外导体也可取得较满意的屏蔽效果。常用屏蔽衰减表示，屏衰越大越好，一般在85dB以上，好的在110dB以上。,、回路电阻：回路电阻定义为单位长度(如1km)内导体
7、与外导体形成的回路的电阻值(以/km表示)。干线放大器的供电是经电缆传送的，50Hz交流电流经过内导体到达放大器(作为电源的负载)，再由放大器经过外导体返回电源，形成一个回路。当确定由电源到任一负载的电压降时，就需要考虑回路电阻的影响。回路电阻在50Hz交流测得的值与直流回路电阻差别很小，可替代使用。一般要求回路电阻要小，可多供几级放大器。、最小弯曲半径：铺设电缆时，若电缆某处弯曲程度太大或被挤压变形，特性阻抗就会变得不均匀，造成该处的驻波比增大，产生反射，收视效果变差甚至影响收看。因此，在弯曲电缆时，一定要参照产品说明书给定的最小弯曲半径，若未标明最小弯曲半径，则一般应为电缆直径的610倍。
8、、防水、防潮性能：水分会使电缆的损耗急剧增大，对电缆有非常不利的影响。护套虽然能防止水通过，却不能防止水蒸气通过。因此，同轴电缆要长期使用，防水、防潮性能尤为重要。、老化：随着使用时间的推移，安装在室外的电缆会出现老化现象，各项性能参数都要发生变化，其中电缆损耗特性变化很大，例如，三年后，电缆损耗增加1.2倍，六年后增加1.5倍。因此，当使用时间较长，收视效果变差时，可尝试更换安装在室外的电缆（-年）。,无源器件是指不需要供电的各类器件。有线电视系统中无源器件的应用最广，使用量最大，主要包括分配器、分支器、衰减器和均衡器等。,第二节电缆传输系统中的常用无源器件,一、分配器,、概念与作用分配器是
9、将一路输入信号功率平均地分成几路输出，具有一路输入端和几路输出端，如分成二、三、四、六和八路等；此外，将分配器的输入、输出端倒过来使用，则相当于混合器，可将多路信号混合成一路输出。、分类分配器的分类方法很多。（）通常根据分配器有几个输出端而称为几分配器，如二分配器、三分配器、四分配器、六分配器等。从组成分配器的电路原理来看，最基本的是二分配器和三分配器，也就是说四分配器可由三个二分配器组成，六分配器可由一个二分配器和两个三分配器组成，依此类推。是否有五分配器？,（）还可按照工作频率范围分为全频道型、5550MHz带宽型、5750MHz带宽型和1GHz宽带型，1GHz宽带型具有双向传输功能，适用
10、于有线电视宽带综合业务；（）按照能否通过50Hz电源电流分为过电流型和不过电流型，若干线放大器通过电缆馈电(一般为4060V，50Hz)，则要求安装在电流通路中的分配器为过电流型；（）按照分配器盒体结构分为塑料型、金属型、压铸型、密封防水型等。,、图示符号分配器的图示符号如图所示，通常有两种表示符号，在技术文献中都可以使用FP204、FP306,、工作原理分配器电路主要由阻抗匹配自耦变压器B、分配自耦变压器B、高频外偿电容C和隔离电阻R组成，所有的主要器件是宽带传输线变压器。,、分配器的技术参数主要有：（1）分配损耗 指分配器输入端信号电平与输出端信号电平分贝数之差，如下式：Ls=Pi(dB)
11、Po(dB)式中 Ls分配损耗；Pi输入信号功率，用分贝表示；Po某个输出端信号功率，用分贝表示。根据分配损耗定义，若已知输入端电平或某个输出端电平，就可计算出任一输出端电平或输入端电平，如下式：Po=Pi(dB)Ls(dB)Pi=Po(dB)Ls(dB)理想情况下，n分配器的每一路输出信号功率是输入信号功率的n分之一，此时分配损耗Ls与分配路数n的关系如下：Ls=10lgn(dB)由上式可以看出，分配损耗随分配路数的增加而增大。实际上，由于分配器在设计和制作过程中会引入一定的损耗，故实际损耗值都大于理想损耗值，如表所示,工程上分配器的分配损失：二分配器 4 dB 三分配器 6 dB 四分配器
12、 8 dB 六分配器 10 dB,（2）相互隔离度 相互隔离度反映了分配器各输出端之间相互影响的程度。如果在分配器的某一输出端加入一个测试信号，其它输出端会有微小电平输出（其它输出端及输入端均接匹配负载），测试信号电平与其它输出端信号电平之差即是相互隔离度，通常用分贝表示。相互隔离度的值越大表示分配器各输出端之间的相互影响程度越小。通常要求相互隔离度大于20dB。,（3）反射损耗 反射损耗表示分配器的输入、输出端与相连接同轴电缆的匹配程度。若反射损耗很大，说明匹配程度很好，信号在分配器的输入、输出端处不产生反射；若反射损耗很小，说明匹配程度不好，则会产生反射。通常VHF频段反射损耗要大于16d
13、B，UHF频段大于10dB。（4）输入、输出阻抗 分配器的输入、输出阻抗都为75。实用中应注意：分配器的每一个输出端都不能空载或者短路，若某个输出端多余不用，则要接入75电阻，以实现阻抗匹配。,二、分支器、概念与作用分支器是将主输入端信号根据需要分成(一个或几个)支路和一个主路输出，所以分支器通常有一个主输入端、一个主输出端和一个或多个分支输出端。各路信号电平不相等，大部分信号通过主输出端送至主线，另一小部分信号则通过分支输出端进入支线（同一分支器各支路信号一样）。、分类通常根据分支输出端的多少将分支器分为一分支器、二分支器、三分支器、四分支器等；此外，还可按工作频率范围分为全频道型、带宽型和
14、1GHz宽带型；按是否能通过50Hz电源电流分为过电流型和不过电流型；按盒体结构分为塑料型、金属型及密封防水型等。、分支器的图示符号如图（FZ）,、分支器的技术参数主要有（1）插入损耗和分支损耗 插入损耗是表示信号从主输入端传输到主输出端的电平衰减的程度，即分支器的主输入端信号电平与主输出端信号电平分贝数之差，如下式：Ld=Pi(dB)Po(dB)(5-5)式中 Ld插入损耗；Pi主输入端信号电平，用分贝表示；Po主输出端信号电平，用分贝表示。分支损耗是表示信号从主输入端传输到分支输出端的电平衰减的程度，即分支器的主输入端信号电平与分支输出端信号电平分贝数之差，如下式：Lc=Pi(dB)Pb(
15、dB)(5-6)式中 Lc分支损耗；Pi主输入端信号电平，用分贝表示；Pb分支输出端信号电平，用分贝表示。分支损耗（、.d B）由厂家制定，用户根据实际需要购买。插入损耗（d B）与分支路数和分支损耗有关，分支路数越多，分支损耗越小，插入损耗越大。插入损耗与分支损耗之间的关系如图5-5所示,由图可知，插入损耗小，分支损耗就大；插入损耗大，分支损耗就小。根据插入损耗与分支损耗的定义，若已知分支器的主输入电平，则：主输出电平Po=主输入电平Pi插入损耗Ld分支输出电平Pb=主输入电平Pi分支损耗Lc 若已知分支输出电平，则可先计算出主输入电平，然后计算出主输出电平，如下式：主输入电平Pi=分支输出
16、电平Pb+分支损耗Lc主输出电平Po=主输入电平Pi插入损耗Ld,（2）相互隔离度和反向隔离度 相互隔离度用来表示分支输出端之间的相互影响程度，即在某一分支端加入测试信号，其它各端口均接匹配负载时，该测试信号电平与其它分支输出端信号电平分贝数之差。只有分支输出端为两个以上的分支器才具有相互隔离度这项指标，该值越大越好。反向隔离度用来表示分支输出端与主输出端之间的相互影响程度，即在某一分支端加入测试信号，其它各端口均接匹配负载时，该测试信号电平与主输出端信号电平分贝数之差。为了使支线辐射出来的干扰信号不影响主线，该值越大越好。以上四项电气性能是分支器的主要技术参数。分支器其它技术参数如反射损耗、
17、输入输出阻抗等，都与分配器基本相同，因此不再说明。,电缆网络中有关电平的计算,系统中某点电平Sn的计算：Sn=STLPLx LdLCLSGF(dBu)式中 Sn系统中n点的输出信号电平(dBu)；ST系统中已知的T点输出信号电平(dBu)；LP系统中从T点到n点连线上所有串接分配器总分配损耗(dB)；Lx系统中从T点到n点连线上传输电缆总损耗(dB)；Ld系统中从T点到n点分支器连线上总插入损耗（注：从分支输入经分支主输出的分支器而不是从分支输出的分支器）(dB)；LC系统中从T点到n点分支器连线上分支器总分支损耗(dB)；LS系统中从T点到n点分支器连线上衰减器总损耗(dB)；GF系统中从T
18、点到n点分支器连线上宽带放大器总增益(dB)。,分支、分配器电平计算,以上图为例计算M点和N点的电平值。图中四分配器分配损失为8 dB，分支器FZ1插入损失为0.5 dB，FZ2分支损失为10 dB，插入损失为2 dB，其他数值如图所示。电缆衰减系数=0.1 dB/m。所以,SN=87 dB+25 dB8 dB0.5 dB10 dB0.115 dB=92 dBuv SM=87 dB+(25 dB+22 dB)8 dB0.5 dB2dB3 dB0.1(5+10+20+30+25)dB=111.5 dBuv,.衰减器在有线电视系统中，当输入或输出电平过大，超出规定的范围，就会影响收视效果。衰减器大
19、多用在放大器的输入端和输出端，为纯电阻性器件，调节输入、输出端电平，使其保持在适当的范围内。衰减器一般按衰减量是否可调节分为固定式和可调式两种。固定式衰减器的输入端和输出端可交换使用，常做成不同规格衰减量（0.5dB）的系列产品，并制成插件结构，直接装入有线电视系统中，其体积小，性能稳定，装配方便。可调式衰减器分为两种：一种是步级可调式，常用于波段开关；另一种是连续可调式，在一定范围内可任意进行调整。,三、其它常用无源器件,CATV系统中，常用的固定衰减器有对称T型和对称型两种，衰减器的电原理图如图所示。,(a)对称T型；(b)对称型,由衰减器的输入、输出阻抗及衰减量可以计算出衰减器的电阻值。
20、CATV系统中要求它的输入输出阻抗均为75，在这种情况下，可以用下列公式进行计算:,上面公式中的K可通过下式求出：20 lg K=其中为衰减器的衰减量，以dB为单位。表217列出了不同规格的T型和型衰减器的元件值。,、均衡器均衡器是用来补偿电缆衰减倾斜特性的。我们知道，电缆对信号有衰减且衰减量与信号频率的平方根成正比，即信号高频段损耗比低频段损耗大，电缆的衰减频率曲线是倾斜的。因此，即使前端输出的各频道信号电平是一致的，但经过一段电缆传输后，各频道信号电平会变得不一致。高频段信号电平较低频段信号电平低，各频道电平差可达十几分贝，甚至更高，这在邻频传输系统中是根本不允许的。为了在整个工作频段上取
21、得平坦的响应特性，必须对电缆衰减的倾斜特性给予适当的补偿。常用的一种补偿方法就是采用均衡器。均衡器实质上是一个衰减量随频率变化的衰减器，能较多地衰减低频部分而较少地衰减高频部分，再在均衡器的输出端加一个具有平坦特性的放大器，就可以使各频道信号电平重新恢复到原来均衡的水平，如图所示。,均衡器的电原理图及频率特性(a)均衡器电路图；(b)均衡器的频率特性,均衡器按工作频率可分为V频段、U频段和邻频用M、M均衡器。只有在相应频率范围内，均衡器才具有相应的补偿特性。均衡器按均衡量可分为固定均衡器和可变均衡器，固定均衡器是有线电视系统中使用最广泛的均衡器。均衡器通常是一个含有电抗元件的无源网络，调整电抗
22、元件可以改变均衡器衰减特性的倾斜度。均衡器可外接在放大器的输入端，也可做成插入式结构直接安装在放大器内，成为放大器的一部分。均衡器大多可以过电流，以适应于集中供电系统。均衡器常用的技术参数有均衡量、均衡偏差、插入损耗、反射损耗等。均衡量是指工作频段内下限频率点衰减量与上限频率点衰减量之间的差值，用分贝表示。采用不同均衡量的均衡器，可以补偿不同长度电缆的损耗。均衡偏差是用来表示均衡器特性与电缆衰减特性互补的程度，定义为工作频段内规定频率点的实际均衡值与理论均衡值之差。均衡偏差越小，补偿的效果越好。均衡器其它技术参数的定义与前述器件基本相同，此处不再说明,、系统输出口系统输出口是有线电视系统与用户
23、设备之间的接口，也称为用户终端盒。它通常包括面板和接线盒，通过一段电缆和插头将电视信号送入用户电视机的输入端口。系统输出口按输出口数目分为单数出口(TV)和双输出口(TV、FM)两种。前者只有一个插孔，输出射频电视信号；后者则有两个插孔，分别输出射频电视信号和调频广播信号。其外形和基本电路如下图所示。,系统输出口按结构分为塑料盒和金属盒，金属盒具有较好的屏蔽性能。系统输出口按安装型式分为明装式和暗装式。明装式安装在墙的表面，露出面板和接线盒，适用于旧式楼房安装；暗装式安装在墙内或其它装饰平面内，只露出面板，适用于预埋好暗装电缆管道的新建楼房。以上几种就是系统中常用的无源器件。此外还有各种连接器
24、，包括高频插头、插座和转接器，用于系统中各种设备与同轴电缆之间的连接。为了实现系统匹配，连接器阻抗均为75。,第三节 电缆放大器电视射频信号在传输（电缆衰减）与分配时有衰减，而放大器主要作用是进行电平放大。按频率分：单频道型、波段型、宽带型放大器（M、M、M），按使用放大模块分：推挽、功率倍增、前馈（非线性好）按使用位置分；前端放大器、线路放大器（干线、用户分配）按对电平的控制方式分：ALC（自动电平控制AGC、ASC）、AGC（自动增益）、MGC（手动增益）按是否双向：单向放大器、双向放大器下面主要讨论线路放大器中的干线放大器干线放大器安装在干线上，其主要作用是对信号进行放大，以补偿电缆干线
25、的损耗，进一步延伸传输距离。干线放大器的性能好坏直接影响到整个系统的信号传输质量，关系到成千上万用户的收视效果。因此，在大中型有线电视系统中，对干线放大器的各项技术性能有严格的要求。,1.干线放大器的分类干线放大器的种类较多，国家标准中按功能将其大致分为三类：（1）类干线放大器 即ALC干线放大器，采用两个导频信号，具有自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC)功能，统称为自动电平控制(ALC)。传输距离可达10km以上，适用于大型有线电视系统。（2）类干线放大器 即AGC干线放大器，采用单导频信号，只具有自动增益控制(AGC)功能。传输距离达5km左右，适用于中型有线电视系统。（3）类干
26、线放大器 无导频信号，只具有手动增益控制(MGC)和手动斜率控制(MSC)功能，适用于小型有线电视系统。此类放大器还可分为二种：一种是A类放大器，可与类干线放大器间隔使用；另一种是B类放大器，可单独使用或与类干线放大器间隔使用。,2.干线放大器的自动增益控制特性 电缆对信号的衰减与频率的平方根成正比，也就是说频率从低频端到高频端，电缆的衰减量曲线有一个斜度。如果环境温度发生变化，则衰减量也会随之变化，且不同频率点衰减量的变化量也是不一致的。例如MC2500电缆，长度为1km，温度变化30，温度系数为0.14%/，则衰减变化量如下：45MHz时，1000m1.5dB/100m1.4/1000(3
27、0)=0.63dB110MHz时，1000m2.25dB/100m1.4/1000(30)=0.94dB500MHz时，1000m4.86dB/100m1.4/1000(30)=2.04dB,因此，电缆衰减特性曲线的斜度(斜率)并不是固定不变的，而是随环境温度变化而变化。从而使放大器的输入和输出电平也随温度变化而变化，导致稳定性下降。为了稳定放大器的输出，必须使其能够根据输入电平的变化自动调整增益。导频信号是由安装在前端的导频信号发生器产生的基准信号，一般是频率固定、幅度稳定的正弦波。由于导频信号和电视信号都同时通过同样的电缆，当因温度变化而引起电缆损耗改变时，放大器就可根据导频信号电平的变化
28、来自动调节增益，以稳定放大器的输出,AGC干线放大器采用了以单一导频信号为参考基准 的自动增益控制电路，放大器根据导频信号电平的变化自动调节可调衰减器的衰减量，使放大器的输出保持稳定。通常将导频信号选在工作频段中间适当的点上，这样能较好地兼顾整个频段的电平波动。ALC干线放大器采用两个导频信号作为基准，分别作用于自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC)电路。通常AGC导频信号选在高频端，调节可调衰减器的衰减量，使高频端输出幅度相对稳定；ASC导频信号选在低频端，通过调节可调均衡器来实现自动斜率控制功能。由于采用了双导频信号，使信号在高频端和低频端均得到有效控制，干线传输过程中产生的电平波
29、动，在各级ALC干线放大器的控制下均能基本消除。,3.干线放大器的基本组成（1）类干线放大器 即ALC放大器，是一种功能最全、性能最好的干线放大 器。其基本组成如图5-9所示。,（2）类干线放大器 即AGC放大器，其基本组成如图5-10所示,（3）类干线放大器 即手动增益控制(MGC)和手动斜率控制(MSC)放大器，此类放大器由简单的放大电路、手动控制增益单元及均衡器组成。手动控制增益单元可以是机械衰减器，也可以是电调衰减器。它不能对电平作自动校正，在温度较低时，电缆衰减减小，放大器输入电平增大，可能出现交调失真；反之，在温度较高时，电缆衰减增大，放大器输入电平减小，可能出现载噪比降低。因此在
30、较大规模的系统中，随着季节的变化，维护人员需要到现场去作电平调整，很不方便。不过，这种放大器造价较低，可广泛用在中小规模的系统中。,下面讲一个MGC干线放大器实例，型号为TA3004。TA3004型干线放大器是由电缆芯线供电的手动控制增益型放大器，采用推挽放大方式，二次失真小，最大输出电平124 dBV(典型值)，与AGC干线放大器间隔使用，既能满足系统的技术要求，又能降低系统成本。该放大器由供电部分和放大部分组成。供电部分由电源信号分离、供电选择、电压范围选择、电压范围转换和整流稳压等部分组成；放大部分由插入均衡器、可变衰减器和放大器组成，其原理如图所示。,TA3004型干线放大器原理图,(
31、1)供电部分 干线电缆送出的AC3060 V电压经高频扼流圈L1隔离45450 MHz的信号后，送到隔离变压器初级(连接X1-X2)，选择隔离变压器初级挡数，以适应芯线上的电压。隔离变压器次级输出的交流电压经整流、滤波后，稳压成24 V，供放大器使用。连接X3-X4或X5-X6可选择是否向后级供电，连接X3-X4,输出带电，连接X5-X6,输出带电，也可相反地由后向前供电。,(2)放大部分 45450 MHz信号经电容C10隔离50 Hz交流后，由均衡器均衡电缆斜率，均衡后的平坦信号由可变衰减器控制到标准输入电平72 dBV，送入放大器进行放大，再由分配器分两路向下一级传送。,该放大器外壳为铝
32、压铸防水外壳，表面分布有密集的凹凸条纹，利于散热。各主要部件如下图所示。图中：为输入电缆插座，芯线同时输入(出)(3060)V/50 Hz电源；为均衡器插孔，可插入不同档次的均衡器，以均衡不同长度的电缆斜率；为可变衰减器，调节放大器的输入电平，使其达到标称输入电平；为二分配器可将信号等分输出；为输出电缆插座，芯线同时输出(入)50 Hz电源；为变压器及稳压板。,图 TA3004型干线放大器,双向放大器实例框图,如图，在左、右两端接有高、低通滤波器。在下行方向工作频段为87862 MHz，上行方向工作频段为565 MHz。由于下行方向频带宽，要求在整个频段内进行均衡。下行方向分主放1和主放2。主
33、放1的增益低，但噪声系数小，并且非线性的质量指标高。主放2线性动态范围要大，输出电平要求高。由于两干放之间的距离长短不一，所以在两主放之间加入步进衰减器和均衡器。上行方向工作频率低，带宽窄，不需均衡器，可有步进衰减器，对放大器增益要求也较低。双向放大器实际电路,双向放大器实际电路,如图为双向干线放大器实际电路，下行方向的主放1和主放2采用集成块OM325。上行方向的放大器采用分立元件，由两级共发射极放大器组成，中间插入衰减器。,4.干线放大器的主要技术参数 干线放大器的主要技术参数如下：（1）最小满增益 带有自动增益控制的放大器，用手动调整到最大输入时放大器所能得到的增益。（2）标称增益（典型
34、工作增益）在合适的自动电平控制和标称输入电平条件下，放大器所能得到的增益。（3）传输带宽 以最小满增益定义的频率范围，也就是工作频率。（4）带内平坦度 干线放大器工作频带内最高、最低幅频响应电平相对两者平均电平的偏差总量，叫做带内平坦度。要求干线放大器的平坦度达到0.250.3dB。（5）标称输入电平 满足干线放大器性能参数的输入电平范围内的中心点。（6）标称输出电平 在标称输入电平和在标称增益下干线放大器的输出电平。,（7）信号交流声比 信号与寄生调幅到载波信号上的电源交流峰值之比。（8）载波组合交扰调制比（C/CM）交调指一个频道的调制内容叠加（串扰）到另外一个频道上。它与频道数有关，其值
35、为被测频道需要的调制包络峰-峰值与在被测载波上的转移调制包络峰-峰值之比。随着我国有线电视频道大量增加，已经普遍采用CSO和CTB两项非线性失真指标来衡量有线电视系统非线性失真。（9）载波组合二次差拍比（C/CSO）任意两个载波的和频、差频（二次互调产物）和它们的二次谐波统称为组合二次差拍产物，载波信号峰值电平与这些产物之比叫做载波组合二次差拍比（C/CSO）。（10）载波组合三次差拍比（C/CTB）在多频道放大时，载波信号峰值电平相对其周围的各种三次差拍及三次互调聚集产物之比。,（11）AGC和ASC特性 AGC特性表示干线放大器的输出电平受输入电平变化影响的大小。ASC特性表示干线放大器的
36、输出电平斜率受输入电平斜率变化影响的大小。（12）反射损耗 表示阻抗匹配的程度，以dB表示，干线放大器反射损耗大于16dB。分贝数越大，匹配越好。反射损耗不合乎要求，不但引起重影，而且会使平坦度变坏。（13）噪声系数 干线放大器的噪声系数在710dB范围内，越小质量越好。（14）最大输出电平 最大输出电平是交调比为60dB时放大器的输出电平；有些产品给出的是在几十个频道混合输入时，在某个非线性指标下的最大输出电平。（15）集中供电和稳压电源性能 由于集中供电电源稳压精度不高和电缆回路电阻引起的电压降，要求干线放大器内采用开关电源，在电源输入2860V变化时，均能正常工作。,为了进一步了解干线放
37、大器的技术参数，表5-3中列出了某些实际产品的技术参数以供参考。,放大器三大指标计算？,5.干线放大器的集中供电干线放大器可以就近接市电，也可以在前端(或传输干线中任何一点)对干线放大器集中供电。采用集中供电可以减少供电点，使干线系统供电可靠性与安全性提高，同时干线传输系统不会因为某个局部区域停电而使干线传输中断，导致用户无法收看节目。集中供电需要增加交流供电器、电源插入器等设备。交流供电器的主要部分是一个降压变压器，将50Hz、220V市电变换成稳定的50Hz、60v低压交流电，具有稳压、限流和断路等保护功能。电源插入器可将射频电视信号、低压交流电进行混合，一起注入到电缆中进行传输，也可以将
38、二者分离。集中供电如图5-12所示。,、放大器的调试,、调整均衡器，使放大器的输出斜率满足要求、调整衰减器，使放大器的输出电平满足要求,第四节 电缆干线传输,一、网络基本结构、树枝形结构、星形结构、环形结构,3种网络结构的比较,电缆网络一般采用树枝形结构,二、电缆传输干线的基本组成 传输干线的组成除了必不可少的同轴电缆外，还有干线放大器、衰减器、均衡器分配器和分支器（定向耦合器）。下图是其组成方框图。,三、干线放大器工作方式工程上根据干线放大器输入、输出信号电平值与信号高低频率间的相互关系，可将传输干线分为全倾斜、平坦输出和半倾斜三种工作方式。下图给出了三种工作状态下，传输干线上各关键点的电平
39、值与信号频率之间的关系。图中假定系统的传输干线部分是由相同的电缆和相同性能的放大器所组成的，每段电缆的长度也均相等，A、C、E和B、D、F分别代表处于不同位置的干线放大器的输入和输出端，BC和DE段代表干线的两段传输电缆。实线代表干线中被传输信号中频率最高的信号电平的变化，虚线代表被传输信号中频率最低的信号电平的变化。,传输干线三种工作状态方式(a)全倾斜方式；(b)平坦输出方式；(c)半倾斜方式,1.全倾斜方式(平坦输入方式)全倾斜方式的特点是在干线放大器输入端的信号中，不管其频率高低，所有信号的电平值是一致的，而在干线放大器的输出端的信号中，频率高的信号的电平值高于频率低的信号的电平值。经
40、过电缆BC段的传输，由于电缆的频率特性，即对频率高的信号的衰减量大于对频率低的信号的衰减量。如果我们适当加以调整，就能使当信号到达C点(下一个干线放大器的输入端)时，使所有信号的电平值再次趋于一致，这样就弥补了信号在电缆BC段中传输时的衰减。显然，由于进入干线放大器的所有信号的电平相等，故有利于交调的减小。当然这是在牺牲了较低频率信号载噪比的代价才获得的。,2.平坦输出方式 平坦输出方式的特点恰和全倾斜方式相反。干线放大器输出的所有信号的电平值是一致的，而其输入端的信号电平是不一致的，频率低的信号的输入电平值要高于频率高的信号的输入电平值，经过电缆BC段传输后，在到达下一个干线放大器的输入端口
41、时，由于电缆对频率高的信号的衰减量大于频率低的信号的衰减量，就造成了频率高的信号的电平值低于频率低的信号的电平值。通过下一个干线放大器放大，在其输出端口又使所有的信号的电平值一致。这种工作方式，不仅使频率高的信号的载噪比比频率低的信号的载噪比要低，而且由于输入信号的电平的不一致易带来交调，所以在系统传输干线部分应避免采用此种方法。,3.半倾斜方式 半倾斜方式介于全倾斜和平坦输出两方式之间。即在干线放大器的输入信号中，频率低的信号的电平值略高于频率高的信号的电平值，而在其输出的信号中，频率低的信号的电平值略低于频率高的信号的电平值，如图314(c)所示。经过电缆BC段传输后，在到达下一个干线放大
42、器的输入端口时，由于电缆衰减的不均匀性，又使频率高的信号的电平值略低于频率低的信号的电平值。显然，这种工作方式有利于提高频率低的信号的载噪比，因此，有些系统的传输干线部分也采用这种方式。,四、电缆干线设计举例,某干线长为.KM，选用电缆在最高频道的衰减值为dB/100m，最低频道衰减值为dB/100m,干线放大器参数为：GdB，F=7dB，C/CTB0t=84dB(S0t98dBu),干线总指标要求：C/N46dB,C/CTB60dB。试设计该条干线。、结构设计电缆总损耗：EH.L.*dB所需放大器台数：nE/G/22台放大器间距：DL/20=m每级均衡量：E*（H-L）.dB、放大器工作电平
43、最高工作电平（由非线性指标决定）：C/CTB干C/CTB0t+（S0t-S0）-lgn 60dB,S0MAXS0t-1/2(C/CTB干-C/CTB0t)-10lgn=97dBu最低工作电平（由载噪比指标决定）：C/N干S0-G-F-2.4-10lgn 46dBS0MIN C/N干+G+F+2.4+10lgn=90.4dBu所以最佳电平S最佳（S0MAX+S0MIN）/9.dBu、干线指标设计值：C/N=S最佳-G-F-2.4-10lgn=49.3 dB46dBC/CTB=C/CTB0t+（S0t-S0最佳）-lgn=66.6 dB 60dB,分配网络是有线电视系统中直接与用户终端相连接的部分
44、，分布面最广最大。分配网络是指从分配点至系统输出口(用户终端)之间的传输网络。通常由分配放大器(有时也要用到延长放大器)、同轴电缆、分支器、分配器等有源器件和无源部件组成。通常分为有源部份和无源部份。分配点是指从干线（现在全为光站出口即光节点）取出信号并馈送给支线和分支线的连接点。,第五节电缆分配网络,常见分配系统结构形式示意图(a),常见分配系统结构形式示意图（b）,分配网络是一个高电平短距离的工作网络，通常光节点出来有-个放大器，主要满足电平放大和分配，所以放大器工作电平高，载噪比指标不成问题，主要考虑非线性指标，有关放大器指标计算和工作电平确定等与上一节电缆干线计算相同。所以分配网络的重
45、点主要研究无源分配网部分。,无源分配网络通过各种分配器、分支器的选取和组合(有时还要通过放大器)，最终给每一个系统输出口提供一个合适的信号电平。国标规定：系统输出口电平(又叫用户电平)范围为6080dBV。用户电平过高或过低都不好。用户电平过低，不能满足最低信噪比要求，屏幕上会出现“雪花”噪波干扰；用户电平过高，易产生非线性失真，出现“窜台”“网纹”等干扰现象。一般情况下选取705dBV。无源分配网络的设计应根据分配点的输出功率、用户终端的数量、建筑结构及布线要求等实际情况来选取合适的网络组成形式，进而确定所用部件的种类、规格和数量。是本节重点,无源分配网络的基本组成形式1.分配分配形式 分配
46、分配形式的基本组成如图所示,这种分配网络使用的器件都是分配器，通常最多采用三级，每一级根据实际情况可采用二、三、四分配器。这种分配方式的信号损耗较小，为各级分配器的分配损耗之和，再加上传输电缆的损耗。但是，如果某一路空载，则对其它几路影响较大。因此在实际使用中，若某个端口暂时不用，应接上75的匹配电阻，以保持整个分配网络的匹配状态。,2.分支分支形式分支分支形式的基本组成如图所示,这种分配网络使用的器件都是分支器。前面分支器的支线输出，作为干线将后面各分支器串接起来，通过分支输出端把信号分配给各个用户终端。这种分配方式的信号损耗较大，每个用户终端的总损耗等于主分支器的分支损耗、前面各分支器的插
47、入损耗与终端分支器的分支损耗之和。串接的分支器越多，损耗就越大。,在实际使用中，最后一个分支器的主输出端应接有75的匹配电阻。为了使各用户得到基本一致的信号电平，应选用具有不同损耗的分支器进行搭配。靠近放大器的分支器损耗可大一些，靠近终结电阻的分支器损耗要小一些。,3.分配分支形式分配分支形式的基本组成如图所示。,这种分配方式是分配网络中使用最广泛的一种。先采用一个分配器将信号平均分成几路作为支线，然后在每条支线上串接若干个分支器，通过分支输出端把信号分配给各个用户终端。由于在前面采用了一个分配器，这种分配方式的信号损耗较小，而且分出的支线也多一些。特别适合于高层建筑采用。在实际使用中，每条支
48、线末端应接上75的匹配电阻。为了使各用户得到基本一致的信号电平，应选用具有不同损耗的分支器搭配使用。,4.分支分配形式分支分配形式的基本组成如图所示,这种分配方式是在前端输出的干线上串接若干个分支器，再在每个分支器的分支输出端接一个分配器。为了使各用户得到基本一致的信号电平，应选用具有不同损耗的分支器搭配使用。分配器的各输出端也不宜空载，如果暂时不用，应接上75的匹配电阻。以上四种是分配网络的基本形式。在实际应用中，还可将这些基本形式组合使用，构成较复杂的混合型。,二.用户电平(系统输出口电平)的计算用户电平的计算大多采用正推法和倒推法。正推法即从前往后计算，以最后一级放大器输出电平为基础，从
49、前往后逐步减去电缆损耗以及分配分支器损耗，最后计算出用户电平。倒推法即从后往前计算，以分配网络最后一个用户电平为基础，从后往前加上电缆损耗以及分配分支器损耗，最后计算出放大器的输出电平。计算时，应首先选择距离最远，用户最多，条件最差的线路进行计算；当系统传输全频道信号时，应将高频端频道电平和低频端频道电平分别计算。,例如，图5-17为一个采用分配分支形式的小型无源分配网络。假设信号从放大器设备送出后经分配器分为四路，每一路都串接6个分支器，分支器选用三种不同的规格；前端设备与四分配器之间的距离很近，电缆损耗可以忽略；四分配器与第一个分支器之间的电缆长度为6m，其余分支器之间都为3m，全部采用S
50、YV7551型电缆。我们以2、8频道为例计算用户电平，只计算其中一路，其余各路用户电平都一样。,通过实测，SYV7551型电缆对于8频道的衰减为0.16dB/m，对于2频道的衰减为0.10dB/m，四分配器对于每个频道的分配损耗都为7dB。端用户采用的分支器，插入损耗为0.5dB，分支损耗为17dB；端用户采用的分支器，插入损耗为1dB，分支损耗为13dB；端用户采用的分支器，插入损耗为2dB，分支损耗为9dB。前端输出信号电平为90dBV。,用户电平Sn计算方法：Sn=STLPLxLnLFLSGF(dB)(5-7)式中 Sn第n个用户端的输出信号电平(dB)；ST前端输出信号电平(dB)；L
