【正文】 端的輸出寬帶功率放大器，提高負載能力，主要指標是非線性失真和輸出電平。同時，由于干線可能長達幾千米，電纜中傳輸?shù)碾娨曅盘柕乃p和幅頻特性的傾斜都要發(fā)生變化。采用了導頻信號發(fā)生器，就可以將導頻信號從前端同 電視信號一起送入干線傳輸系統(tǒng)。 前端類型與組成形式 ? 傳統(tǒng)的有線電視系統(tǒng)前端的主要功能如下所述。在干線系統(tǒng)中 ,傳輸?shù)慕橘|(zhì)有多種，如同軸電纜、光纖、微波等。它是由內(nèi)導體（芯線）、絕緣層、外導體（屏蔽網(wǎng)筒）及護套由里向外層層組合而成。（根據(jù)屏蔽效果與導體趨膚效應的關(guān)系，趨膚深度越深，屏蔽要求的導體越厚。見 P49. 3）溫度系數(shù) 同軸電纜的衰減量隨溫度的變化而變化，優(yōu)質(zhì)電纜的衰減值的溫度變化量大約為%～ %（ dB） /℃，即溫度變化 1℃衰減值變化 %～ %（ dB）。 二、常用無源器件 分 配 器 分配器是有線電視系統(tǒng)中一種重要的無源器件，可應用于前端、干線、支干線和用戶分配網(wǎng)絡。 4） 電壓駐波比 電壓駐波比（ VSWR）又稱駐波比，它反映了阻抗匹配的狀況。 分支器由一個主路輸入端 (IN)、一個主路輸出端 (OUT)和若干個分支輸出端 (BR)構(gòu)成。 分支器的主要性能指標有插入損耗 Ld、分支損耗 Lc、相互隔離度 S 和反向隔離度Sr 等 ,其中 : 其它 無源器件 衰減器、均衡器、輸出口等 P5455 附： （ 1）均衡器 在有線電視系統(tǒng)中，電纜對傳輸信號的衰減量與信號頻率的平方根成正比，即電纜的衰減隨著信號頻率的升高而增加，均衡器則是對同軸電纜的衰減特性進行頻率補償，也就是說均衡器是一個與電纜頻率特性相反的衰減器，對較低頻率的信號衰減較大，而對較高頻率的信號衰減較小。從而平衡了電纜對不同頻率的衰減量。 衰減器的電路結(jié)構(gòu)如圖 所示，它有不同的電路結(jié)構(gòu)， T 型、 H 型、π型、 O型、橋 T 型以及橋 H 型等，它們均由電阻組成，而且電路是對稱的，輸入端和輸出端可以互相對換。在具有 AGC、 ALC 的放大器中，除了自動控制增益外，都要加入衰減器以手動調(diào)節(jié)增益。針對這兩個方面，干線放大器的任務不僅要彌補信號的平均損失，同時也要注意溫度和頻率的影響，所以一般高性能的干線放大器具有自動增益控制（ AGC）和自動斜率控制（ ASC）實現(xiàn)溫度和頻率的自動補償。在自動控制過程中，一般都采用導頻信號來作為控制信號，導頻信號是由前端系統(tǒng)中的導頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的（在前一小節(jié)中已述及），與電視信號一起傳送下來。 （ 2）自動電平控制（ ALC）干線放大器 自動增益（ AGC）放大器，只能控制增益，而自動斜率（ ASC）放大器也只是在增益控制的基礎之上作一定程度的斜率補償。 自動電平控制（ ALC）放大器框圖 （ 3）干線橋接放大器和橋接放大器 這兩種放大器是為了從干線上取出部分信號給分配系統(tǒng)，同時彌補傳輸線路上的損耗。橋接放大器的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示： 圖 橋接放大器框圖 干線放大器的特點 由上述幾種類型的放大器可以看出，放大器有如下的幾個特點： （１）干線放大器是一個寬帶放大器。倘若增益過小，補償就不足；倘若增益過大，多次級聯(lián)之后，會使放大器進入非線性區(qū)，產(chǎn)生非線性失真。 41 3． 干線放大器的供電 放大器是一個有源的器件，干線放大器被安裝在干線傳輸?shù)耐局?，因此供電也是一個大的問題。供電方式如 下 圖所示。 1）． 干線傳輸系統(tǒng)的設計 信號在電纜中傳輸是要衰減的，傳輸距離越遠，衰減量越大；電纜的頻率特性又使頻率越高的信號衰減的程度越大。樹枝型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用同軸電纜作傳輸媒介，特別適宜于從干線、支干線分支拾取和分配信號，它的結(jié)構(gòu)如圖所示。 路由選擇時應結(jié)合當?shù)鼐唧w情況，如道路情況、用戶情況及系統(tǒng)信號特性等問題綜合來考慮。 120==183m；而 200MHz 的間隔為： 22247。干線傳輸系統(tǒng)主要性能參數(shù)如表所示： 干線傳輸系統(tǒng)的技術(shù)指標： 項目 主要性能參數(shù) 備注 載 噪比（ C/N） ≥ 46dB 交擾調(diào)制（ GM） ≥ 52dB 中型系統(tǒng) ≥ 56dB 大型系統(tǒng) 信號交流聲比（ HM） ≥ 46dB 回波值（ E） ≤ 7% 干線傳輸距離較長時，為補償電纜的衰減，需要級聯(lián)若干臺干線放大器，每臺放大器本身會產(chǎn)生一些噪聲，而且前面的噪聲與信號一起被后面的放大器放大，使噪聲在干線中被積累和疊加。從中也可以看出，干線傳輸過程中的某點電平與各種損耗相聯(lián)系，所以對輸入電平值有較高的要求。 N t 是將 Ft 轉(zhuǎn)化為分貝數(shù)。 干線傳輸圖 解 ： 干線 M 點電平： ?????? ??????? XSCFPFTM LLLLLGSS =80+(25+22)－ 8－ (+2)－ 3－ (5+10+30+50+40) =100dB 支線 N 點電平： ?????? ??????? XSCFPFTN LLLLLGSS =80+25－ 8－ － 10－ (5+10+10) =84dB 及書 P63 例題“例如圖 517。 光纖主要有兩個特性指標：一是損耗，二是色散。 色散 是光纖傳輸中的另一主要指標：不同波長或不同模式的光在光纖中傳輸時具有不同的速度。 （ 3）光纖頻帶寬，傳輸容量大。 （ 7）光纖傳輸不受電磁干擾，又無中間放大及饋電環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)可靠性提高，并使日常維護工作簡化。 （ 1）使用自然發(fā)光的二極管（ Light Emitting Diode，簡稱 LED）； （ 2）受激發(fā)的激光二極管（ Laster Diode，簡稱 LD）。 5．光隔離器 光隔離器的作用是防止反射光或散射光回返。 三、光纖傳輸系統(tǒng)的設備概述 1．光發(fā)射機 光發(fā)射機的組成 光發(fā)射機是將電信號變成光信號的設備。 2 光接收機 光接收機是把從光纖傳輸來的光信號進行解調(diào)，還原成射頻電視信號，經(jīng)處理后送入用戶分配網(wǎng)絡而到達各用戶電視機。 CATV 用 AMVBS 光發(fā)射機主要有兩種類型：一種是直接調(diào)制方式；另一種是外調(diào)制方式。 7．光連接器 光連接器的作用是實現(xiàn)光纜與光纜、光纜與 器件、光纜與系統(tǒng)和儀表的活動連接。光檢測器用于光接收機，主要有兩種，即 PINPD光二極管（ PIN Photo Diode，簡 稱 PINPD）和 APD光二極管（ Avalanche Photo Diode，簡稱 APD）。 4 光纖傳輸?shù)幕驹? 二、 光纖傳輸系統(tǒng)的組成 光纖傳輸系統(tǒng)大體上由發(fā)送端、中繼站和接收端 3 部分組成。 （ 5）光纖傳輸質(zhì)量高。 （ 1）光纖的芯線很細，單模光纖一般為 4～ 10?m，外徑為 125?m，用光纖做成的光纜，重量遠比電纜輕，尺寸也小，敷設方便。光信號在光纖傳 輸中的各種損耗包括：吸收損耗、散射損耗、凸凹散射損耗、彎曲損耗、連接損耗以及與器件的耦合損耗等，如下圖所示。 傳輸系統(tǒng) 分配網(wǎng)絡 45 傳輸系統(tǒng) 光纜傳輸 一、光纜的概述 1 光纖的構(gòu)造及傳輸機理 光纖是由導光材料制成的纖維絲，由芯線、包層和涂覆層等組成。 例題 以下圖為例來計算 M 點和 N 點的電平值。利用此公式計算時，都應換算成倍數(shù)而不能用分貝數(shù)計算。因而要選用損耗較低的同軸電纜來減少放大器的串聯(lián)級數(shù)。由此可見由于傳送頻率不同，放大器之間的間距也就不同，一般來講，干線放大器級數(shù)最多不能超過 33 個，那么干線最遠的傳輸距離也就有所限制，如 500MHz 系統(tǒng)最遠距離為 6 公里左右，而 200MHz 系統(tǒng)最遠距離也就 10 公里左右。 （ 2）干線放大器的間距與級數(shù) 信號在干線中傳輸?shù)膿p耗由放大器來補償，兩個干線放大器之間的距離與放大器的增益有關(guān)，還與傳輸干線使用的電纜衰減特性及傳輸信號的上限頻率有關(guān)。而 下右 圖 就是樹枝型和星型的混合型。 （ 1）干線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與路由選擇 有線電視的線路結(jié)構(gòu)有樹枝型、星型和兩者結(jié)合型等。 電纜供電方式 干線傳輸系統(tǒng)的設計 干線傳輸系統(tǒng)的設計主要是保證信號電平的穩(wěn)定傳輸，同時保證有線電視信號的零增益?zhèn)鬏敗Ｒ部梢栽谇岸嘶蚋删€中的任何一點集中供電，所謂集中供電就是通過同軸電纜進行遠距離供電。 （ 4）在雙向傳輸系統(tǒng)中，干線放大器還應具有雙向放大的功能，以實現(xiàn)下行信號和上行信號的零增益。 （２）干線放大器的增益是可調(diào)的。 干線橋接放大器對干線信號和分支信號都提供放大，同時具有干線放大器的自動增益或自動斜率的控制。自動電平控制放大器的結(jié)構(gòu)方框圖如圖 所示：從分支器取出的一部分信號，經(jīng)過兩個帶通濾波器將低導頻信號和高導頻信號分離出來，再經(jīng)過各自的放大、檢波、比較放大，分別控制可變衰減器和可變均衡器，保持各頻率電平基本不變，實現(xiàn)自動電平的控制。 自動增益控制（ AGC）放大器的結(jié)構(gòu)框圖 39 從分支器取出一部分干線信號，經(jīng)過帶通濾波器分離出導頻信號，然后對導頻信號放大、檢波，再送入比較放大器與參考電壓比較放大后，經(jīng)過低通濾波，用以控制可變衰減器。選擇放大器，要根據(jù)干線的傳輸距離、系統(tǒng)的上限頻率、環(huán)境溫度的變化及投資建設等不同的要求來確定。 衰減器可以分為固定式衰減器和可調(diào)衰減器兩種，固定式衰減器常常做成插件結(jié)構(gòu)，可直接插入放大器內(nèi)，其衰減量為 3dB、 6dB、 9dB、 12dB、 15dB、 20dB 等，可調(diào)衰減器一般用于需要經(jīng)常改變的場合，可調(diào)范圍一般是 0～ 20dB。它多 38 用于放大器的輸入端 和輸出端，調(diào)節(jié)并控制放大器的輸入，輸出電平、也可以改善其阻抗特性。 （ 2）衰減器 在有線電視系 統(tǒng)中，若輸入或輸出電平超過規(guī)定的范圍，將會直接影響接收效果，而使用衰減器可以適當調(diào)節(jié)輸入、輸出端電平，使其保持在合適的范圍內(nèi)。 lg ( )lg ( )1010indou tincBRPL dBPPL dBP?? 37 圖 均衡器的原理圖 L C1組成串聯(lián)諧振， L C2組成并聯(lián)諧振電路，這兩個 LC 諧振電路是阻抗互為倒置的網(wǎng)絡，諧振頻率均在信號的高頻端。 分支器的符號 36 原理圖 分支器根據(jù)分支端數(shù)目的不同 ,通常有一分支器、二分支器和四分支器幾種。 又稱它為定向耦合器 。 通常使用的分配器有 3 種：二分配器、三分配器和四分配器，它們的符號如 P51圖所示 其電路原理如下 ? ?dBlg20lg20 HHEEB ????( ) H ( )???E 屏 蔽 場 強 屏 蔽 磁 強屏 蔽 系 數(shù) =E( 無 屏 蔽 場 強 ) H (無 屏 蔽 磁 強 )它 的 倒 數(shù) 就 是 屏 蔽 衰 減 系 數(shù) 。 5)回路電阻 回路電阻是指單位長度內(nèi)外導體形成回路的電阻值，通常以 ?/km 表示 回路電阻小，則在對放大器供電時就能多供幾個放大器工作。 ） 外護套 僅起防護作用，用以增強電纜的抗磨損、抗機械損傷、抗化學腐蝕的能力。 介質(zhì)絕緣層的作用 是絕緣與支撐，但它的存在也形成了對電磁波傳輸?shù)淖璧K作用。在傳輸距離較遠時，采用光纖或微波技術(shù)，目前應用成熟的是 HFC 網(wǎng)絡，即干線采用光纖，用戶分配網(wǎng)絡仍采用同軸電纜的混合式網(wǎng)絡。 根據(jù)實際的用途，前端的設計可有多種，但都應具備上述的功能。當導頻信號電平降低時，控制信號使放大器的增益提高；反之使放大器增益降低，以達到穩(wěn)定輸出電平的目的。對應電纜衰減量的變化來控制放大器的增益，它是自動電平控制的一種方式。為此 ,在前端就需要提供一個或兩個反映傳輸電平變化情況的固定頻率 (幅度也要穩(wěn)定 )的載波信號 (導引信號 ),即導頻。 NF 比較大。 寬帶傳輸線變壓器式的優(yōu)點是用分支器與分配器構(gòu)成，頻道變化不調(diào)整，使用方便，但其插入損耗大。其作用往往是用于改善原射頻信號中電視信號的品質(zhì)。下圖為一 PAL/D178。 26 一次變頻頻道轉(zhuǎn)換器 二次變頻頻道轉(zhuǎn)換器 頻道處理器 有兩種類型 ,即外差型和解調(diào) 調(diào)制型。前者結(jié)構(gòu)簡單、體積小 ,但存在許多干擾 ,而且涉及的品種多。在全頻道有線電視系統(tǒng)中 ,可以用 VU 轉(zhuǎn)換器把 VHF 的電視信號轉(zhuǎn)換為 UHF 的電視信號。將 UHF 的電視信號轉(zhuǎn)換成 VHF 的電視信號 ,在 VHF 較低頻率上傳輸 ,容易保證信號質(zhì)量和降低系統(tǒng)成本。 調(diào)制器有 高頻 (直接 )調(diào)制和中頻調(diào)制 兩種方案 ,在中高檔調(diào)制器中常使用后者。 前端的好壞會直接影響有線電視系統(tǒng)的 傳輸質(zhì)量與收視效果。 24 衛(wèi)星電視接收技術(shù)的發(fā)展 略 主要內(nèi)容有： C 波段向 KU波段過渡； 模擬向數(shù)字過渡； 因此，需要采用速度快、功能強大的 32 bit CPU。音頻解碼恢復出的信號也是數(shù)字形式，也通過 D/A 變換器將它轉(zhuǎn)化成模擬的音頻信號，送給電視機重現(xiàn)伴音。由于復用過程是分兩級進行的，故解多工復用過程也是兩個層次：先對傳送流解復用，得到獨立的節(jié)目流，接著對節(jié)目流進行解復用，分離出節(jié)目流中的視頻、音頻以及一些服務信息數(shù)據(jù)，送給信源解碼模塊。