【正文】 另，也可依照放大器的工作頻率對前端中的放大器進行分類，將其分為單頻、寬頻與多頻段放大器等（見 P41 最后） 六、導(dǎo)頻信號發(fā)生器 28 為了增加干線長度或補償由于溫度變化而引起電纜衰減量和放大器增益的變化 ,在干線中要進行自動增益控制 (AGC)和自動斜率控制 (ASC)。有線電視的初期一般采用同軸電纜，但是干線長度一般不超過 15 公里。它的作用有兩個：一是將一路信號功率平均分配給幾路（通常 分為兩路、三路或四路）；二是將輸入、輸出端倒過來使用，可將兩路信號、三路信號或四路信號混合起來。 均衡器按其均衡量是否可變分為固定式和可調(diào)式兩種。下圖為自動增益控制（ AGC）放大器的結(jié)構(gòu)框圖。 （３）干 線放大器具有自動增益控制和自動斜率控制的能力。星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特別適合于用戶分配系統(tǒng)，即在分配的中 42 心點將用戶線向外輻射布置，線路中沒有很長的主干線，但分路很多，可覆蓋各個角落，它的結(jié)構(gòu)圖如圖 中虛線框中的部分。 ②干線傳輸系統(tǒng)載噪比的計算 在干線傳輸系統(tǒng)中，利用多個放大器來抵消電纜的損耗，這樣就勢必會帶來新的 44 噪聲，假如有 n 個放大器，中間間隔相等，各間隔內(nèi) 的電纜具有相同的損耗，那么它們的總噪聲系數(shù)為： nFFt ? 式中， F 為每個放大器的噪聲系數(shù)。 （ 2）光纖具有良好的抗電磁干擾和抗工業(yè)干擾能 力，適用于有強電磁干擾和電磁輻射的環(huán)境。 8．光開關(guān) 光開關(guān)的作用是對光路進行控制，將光接通或打開。 3．耦合器和光分路器 光分路器和耦合器的作用是對光信號進行分路和耦合，即在光纜傳輸系統(tǒng)將光信號進行耦合、分支和分配 47 4．光衰減器 光衰減器的作用是對光能量進行預(yù)期的衰減，使光能量減少。 其中光纖的損耗與光的波長有關(guān) 。所以載噪比是一個重要的技術(shù)指標(biāo)，行標(biāo)要求干線部分載噪比為 46dB。所以在設(shè)計干線系統(tǒng)中主要考慮的就是對信號衰減的補償和對不同頻率的信號補償程度要有所不同，即在傳輸過程中主要解決如何實現(xiàn)各頻率信號電平的零增益。它的帶寬就是有線電視系統(tǒng)的帶寬，在這個頻率范圍內(nèi)盡可能實現(xiàn)平坦輸出，對所有頻道的信號都進行放大。 干線放大器的類型有多種，從對信號的控制上可以分為手控增益放大器、帶溫度補償?shù)氖挚卦鲆娣糯笃?（ 3 類干線放大器） 、自動增 益控制（ AGC）放大器 （ 2 類干線放大器） 和自動斜率控制（ ASC）放大器、自動電平控制 (ALC)放大器 （ 1 類干線放大器） 等等。 均衡器通常是由電 感、電容和電阻組成的 T 型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，它的原理圖見圖 。 4）屏蔽特性 屏蔽特性是衡量同軸電纜抗干擾能力的參數(shù)。 ? （ 1）提高載噪比 ? （ 2）頻率變換 ? （ 3）抑制非線性失真和寄生輸出 ? （ 4）鄰頻處理 ? （ 5）調(diào)制 解調(diào) 為此可以說，前端在有線電視系統(tǒng)中處于核心的地位，其性能的優(yōu)劣是直接影響整個系統(tǒng)的收視效果。 (2) 頻道放大器 放大頻道信號，要求線性好、帶外衰減大，能電平控制，具有 AGC 功能、輸出信號電平較高，一般為 110~120dBμ V。為保證頻譜不倒置 ,通常采用低本振取差頻方式 ,即 fP2=fP1fL。 一、電視調(diào)制器 調(diào)制器是將視頻和音頻信號變換成射頻電視信號的裝置 ,它常與錄像機、攝像機、衛(wèi)星接收機等配合使用。 （ 4）信源解碼模塊 該部分包含了視頻解壓縮和音頻解壓縮兩大部分。 2） 數(shù)字衛(wèi)星電視接收機 數(shù)字衛(wèi)星電視接收機是指數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)中放置于室內(nèi)的那一部分設(shè)備，故又稱為室內(nèi)數(shù)字接收單元，或稱為數(shù)字衛(wèi)星電視機頂盒（ SetTopBox），有時也稱綜合接收解碼器（ IRD， Integrated Receiver Decoder）等 。 圖 高頻頭的基本組成框圖 （ 3）高頻頭處理信號的流程 ① 波導(dǎo) — 微帶轉(zhuǎn)換器的作用是將波導(dǎo)口輸入的電磁波的場信號，轉(zhuǎn)換成微帶電路上的路信號，以便對信號進行放大和變頻； ② 微波低噪聲放大器一般有 2～ 4 級微波場效應(yīng)管（ FET， Field Effect Transistor）放大器組成，提供約 20～ 40dB 的功率增益，以便將信號放大到足夠的水平，供給混頻電路進行下變頻處理； ③ 本機振蕩器一般采用介質(zhì)諧振器穩(wěn)頻的場效應(yīng)管振蕩器，產(chǎn)生高穩(wěn)定的固定振蕩頻率（ C 頻段為 ， Ku 頻段為 ），以便為混頻器提供所需的本振信號； ④ 混頻器一般由微波二極管或微波場效應(yīng)管組成，它利用二極管或場效應(yīng)管的非線性特性，產(chǎn)生輸入信號與本振的差拍信號，并通過低通濾波器選出所需的中頻信號； ⑤ 前置中頻放大器一般由 3～ 4 級硅雙極性晶體管放 大器或集成電路組成，工作與第一中頻頻率（ 950～ 1450MHz）上，提供 30～ 40dB 的功率增益，以便將信號放大到足夠的強度，在通過射頻電纜傳送到室內(nèi)接收解調(diào) 20 單元； ⑥ 因為高頻頭在室外工作，它的供電由室內(nèi)單元的衛(wèi)星接收機提供。 根據(jù)以上的原理可知，從衛(wèi)星發(fā)射出來到達(dá)天線的電磁波雖然為球面波，但是經(jīng)過長距離的傳輸后，到達(dá)衛(wèi)星接收天線時可看成是平行于天線軸向傳播的平面波，該波經(jīng)過拋物面反射后，聚焦到拋物面焦點上的饋源上，大大提高方向性和增益。 同步衛(wèi)星位于赤道上空約 35786km 的高空，一顆衛(wèi)星的視區(qū)可達(dá)全球面積的 %，三顆衛(wèi)星可覆蓋全球，由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器是利用定向天線把電波聚集成窄波束，能比較均勻的輻射到覆蓋區(qū)域內(nèi)，服務(wù)區(qū)中心和邊緣地區(qū)的電場一般相差 2～ 4dB，同時在服務(wù)區(qū)域內(nèi)不受地理條件限制，是解決邊遠(yuǎn)地區(qū)和山區(qū)的電視覆蓋的最好辦法。上行移動站安裝在專用的衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播車上，相當(dāng)于一個移動的上行分站。因此， A、 B 兩饋電點的電源大小相等，方向相反，從而達(dá)到了平衡變換的目的。 在無線電通信中，天線與饋線的阻抗不匹配或天線與發(fā)信機的阻抗不匹配，高頻能量就會產(chǎn)生反射折回，并與前進的部分干擾匯合發(fā)生駐波。 天線的輻射與接收作用分布于整個空間， 因而天線的方向性即天線在各方向輻射（或接收）強度的相對大小可用方向圖來表示。 各頻道的電平相對 一 至，任意頻道間差小于 10dB，相鄰的小于 2dB. 四、信號的處理方式 為達(dá)到以上的技術(shù)要求，對電視信號要進行處理 。 電磁波的發(fā)射與接收 天線的可逆 水平與垂直極化波的天線位置 二、信號的分貝表示 分貝的定義 使用分貝的好處 三 電平的表示 相對電平 絕對電平 幾種絕對電平的單位 3 如 dBmW dBuV 及 0dB 10dB 20dB 的含義 四 噪聲 信噪比 與噪聲系數(shù) 信噪比 =10lg(S/N)=SN 2/載噪比 =10lg(C/N) 載噪比與信噪比之間的關(guān)系 C/N=S/N+ VoIP（ Voice over Inter Protocol）簡而言之就是將模擬聲音訊號 (Voice)數(shù)字化，以數(shù)據(jù)封包 (Data Packet)的型式在 IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) (IP Network)上做實時傳遞。然而對有線電視臺來說，則可以通過選用高增益天線，增加天線放大器、加高接收天線高度和選擇合適的位置安裝天線等措施提高接收信號的質(zhì)量，再通過有線電視系統(tǒng)傳輸給用戶，從而改善了處于不利地理位置和接收環(huán)境下用戶的收視效果 進而擴大了電視的覆蓋范圍。 可擴展成多媒體寬帶網(wǎng)，提供多種服務(wù)業(yè)務(wù) 作為一個已進入千家萬戶的大型寬帶網(wǎng)絡(luò)，通過對有線電視系統(tǒng)進行必要的擴充和 實施以雙向化為代表的技術(shù)改造 。這一技術(shù)現(xiàn)在只在一些小型自辦電視臺中使用如學(xué)校，廠礦 對節(jié)目數(shù)要求不高的場合。 天線通過傳輸線與發(fā)射機相連，天線作為傳輸線的負(fù)載，與傳輸線之間存在阻抗匹配問題。當(dāng)功率密度下降一半，場強則相應(yīng)地降至 倍。 不對稱 U 型環(huán)平衡變換 如圖 2 所示，它由兩段特性阻抗均為 75 歐的同軸線構(gòu)成，其中一段為 λ/4 ，另一段為 3λ/4 ，兩段同軸線的內(nèi)導(dǎo)體分別與半波振子的兩臂 A、 B 相連，另一端與主饋電纜相連于 C 點，可見主饋線到振子兩饋電點路徑的波程相差為 3λ/4 λ/4=λ/2 ，即兩饋電點的信號電壓大小相等，方向相反。僅從理論上分析，有三顆衛(wèi)星可進行全球通信覆蓋。如廣播電視大學(xué)的遠(yuǎn)程教學(xué)接收點或一些單位的辦公大廈等。如圖 所示， 圖 衛(wèi)星電視地面接收站的基本組成 室外部分主要有天饋系統(tǒng)和高頻頭組成，天饋系統(tǒng)包括拋物面接收天線、饋源、波導(dǎo)變換器等組成；室內(nèi)部分主要是衛(wèi)星電視接收機和接收終端組成。 圖 偏饋天線的示意圖 偏饋天線并不是故意將饋源位置放偏，而是將拋物面天線的反射面截取一部分作為天線的反射面，饋源的相位中心仍在原拋物面的焦點上，但饋源的最大接收方向指向偏饋反射面的中心。模擬衛(wèi)星電視接收機通常包括以下幾個部分：電子調(diào)諧選臺器、中頻放大與解調(diào)器、圖像信號處理器、伴音信號解調(diào)器和射頻調(diào)制器。該基帶信號可直接送到后面的數(shù)字解調(diào)和解碼電路進行處理。 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字衛(wèi) 星接收機的整機構(gòu)成芯片數(shù)量越來越少。采用增補頻道進行信號傳輸時需要 UZ 轉(zhuǎn)換器。 解調(diào) 調(diào)制型頻道處理器主要用于通過微波中繼的超大型系統(tǒng) ,而一般常用的是外差型。同時，由于干線可能長達(dá)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。它是由內(nèi)導(dǎo)體（芯線）、絕緣層、外導(dǎo)體（屏蔽網(wǎng)筒）及護套由里向外層層組合而成。 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。 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。 （ 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(chǔ)之上作一定程度的斜率補償。 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)耐局校虼斯╇娨彩且粋€大的問題。 路由選擇時應(yīng)結(jié)合當(dāng)?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。 N t 是將 Ft 轉(zhuǎn)化為分貝數(shù)。 （ 3）光纖頻帶寬，傳輸容量大。 三、光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)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(shè)備。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）。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。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)。 （ 1）干線網(wǎng)絡(luò)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。 （２）干線放大器的增益是可調(diào)的。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(shè)等不同的要求來確定。 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(luò)，諧振頻率均在信號的高頻端。 5)回路電阻 回路電阻是指單位長度內(nèi)外導(dǎo)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。 根據(jù)實際的用途，前端的設(shè)計可有多種，但都應(yīng)具備上述的功能。 NF 比較大。 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。 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。音頻解碼恢復(fù)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。 由衛(wèi)星接收天線接收的數(shù)字衛(wèi)星電視信號，經(jīng)高頻頭進行下變頻得到頻率較低的第一中頻信號，通過射頻電纜送給數(shù)字衛(wèi)星接收機。 衛(wèi)星電視接 收系統(tǒng)的室內(nèi)單元 室內(nèi)單元又稱衛(wèi)星電視接收機，通常是指衛(wèi)星電視接收裝置中放置于室內(nèi)的那一部分。 （ 2）卡塞格倫天線 標(biāo)準(zhǔn)的卡塞格倫天線是按照卡塞格倫望遠(yuǎn)鏡制成的后饋式天線，構(gòu)造如下圖 所示： 17 圖 卡塞格倫天線原理圖 卡塞格倫天線的工作原理：卡塞格倫天線的主反射面和雙曲面的焦點重合在 F 點上，并且位于軸線上，軸線對準(zhǔn)衛(wèi)星，