【文章內(nèi)容簡介】 同軸電纜網(wǎng)絡(luò)實際上是由同軸電纜、放大器以及各種無源分配部件按照實際需要并遵循一定的原則組合而成的。 同軸電纜 同軸電纜的結(jié)構(gòu)與類型 1 結(jié)構(gòu) 趨膚效應(yīng) 動態(tài)演示 圖表 2 類型 按照同軸電纜的絕緣結(jié)構(gòu)可以分成三種類型： ①實心絕緣型 ：防潮防水性能好但衰減大； ②半空氣絕緣型 ： ③空氣絕緣型 ：衰減很小但防潮防水差且 不易制造。 我國電纜的統(tǒng)一型號編制方法 圖表 舉例： SYV7551： 絕緣外徑 5mm實芯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套射頻同軸電纜。 SYDYC759： 絕緣外徑 9mm聚乙烯墊片絕緣聚乙烯護套自承式射頻同軸電纜。 SYDLY7512： 絕緣外徑 12mm聚乙烯墊片絕緣鋁管聚乙烯雙護套射頻同軸電纜。 SIOV755A： 絕緣外徑 5mm聚乙烯藕芯絕緣鋁塑縱包聚乙烯護套射頻同軸電纜。 同軸電纜的特性和指標 （ 1）特性阻抗 （ 2）衰減系數(shù) 式中： f為工作頻率（ MHz）， Z0為特性阻抗（ Ω）， D為外導(dǎo)體內(nèi)徑（ cm）， d為內(nèi)導(dǎo)體外徑（ cm）， K K2是由內(nèi)、外導(dǎo)體的材料和形狀決定的常數(shù)， ε為絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)， tgδ為絕緣介質(zhì)損耗角的正切值（聚乙烯 tgδ＝ 5 10－ 2， 發(fā)泡后可達到 tgδ＝ 2 10－ 4） 理想情況下，衰減斜率符合下式規(guī)律： 這個公式在工程計算時經(jīng)常用到。由于電纜的衰減存在著斜率，因此，通常所說的電纜衰減值是指電纜在系統(tǒng)最高工作頻率下的衰減值。 （ 3）反射損耗 我們這里所說的反射，不是指由于電纜特性阻抗與負載或信號源不匹配所產(chǎn)生的反射，而是電纜本身的原因所引起的內(nèi)部反射，主要分以下兩種情況： ①同軸電纜的必要特性之一是在長度方向上的均一性。當斷面尺寸或介質(zhì)的性質(zhì)在長度方向上有變化時，會造成特性阻抗的不均勻而使信號電波在電纜內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的反射。 ②當施工引起電纜變形或電纜老化引起材質(zhì)變化時，也會因特性阻抗的不均勻而造成內(nèi)部反射。 （ 4）屏蔽特性 屏蔽特性是衡量同軸電纜抗干擾能力的一個參數(shù)。如果電纜屏蔽不好，傳輸信號不僅會受到外來雜波的串擾，而且也會泄漏出去干擾其它信號。屏蔽特性的好壞可以用屏蔽系數(shù)、屏蔽衰減、表面轉(zhuǎn)移阻抗 （耦合阻抗） 等指標來反映。 （ 5）溫度特性 同軸電纜的衰減量隨著溫度的變化而變化，優(yōu)質(zhì)電纜衰減值的溫度變化量大約為 ％（ dB）／ 186。C， 即溫度每變化 1 186。C衰減值變化 ％（ dB） 同軸電纜的衰減量隨頻率的不同是存在斜率的，溫度變化不僅會引起衰減量的變化，而且會引起斜率的變化 電纜的溫度特性正是干線放大器中裝有 AGC與 ASC控制的原因。 （ 6）傳輸速度與波長縮短率 有線電視傳輸系統(tǒng)中常用的幾種同軸電纜 第一階段：實芯聚乙烯絕緣同軸射頻電纜（即 SYV系列） 第二階段：化學(xué)發(fā)泡聚乙烯同軸射頻電纜 第三階段：半空氣聚乙烯絕緣同軸射頻電纜 （藕（狀）芯縱孔式、竹節(jié)式和螺旋式 ） 第四階段：物理（即氣體）發(fā)泡聚乙烯絕緣材料的同軸電纜 和竹節(jié)式半空氣絕緣的MC2同軸射頻電纜 放大器 放大器的類型和用途 線路放大器包括在傳輸系統(tǒng)中使用的干線放大器和在分配系統(tǒng)中使用的分配放大器、延長放大器和樓棟放大器等 根據(jù)干線放大器的具體作用，它可分為： 干線（延長）放大器 干線分配放大器 干線分支放大器（干線橋接放大器 ） 干線放大器從控制方式上分，有如下幾種： （ 1）自動電平控制（ ALC） 或稱自動增益斜率控制（ AGSC） 放大器（國標統(tǒng)稱 Ⅰ類干線放大器），它具有 AGC 和 ASC兩個功能，采用雙導(dǎo)頻信號控制，一般用于要求較高的大型 CATV系統(tǒng)中。 （ 2）自動增益控制（ AGC） 放大器（國標統(tǒng)稱 Ⅱ 類干線放大器），采用單導(dǎo)頻控制，其中又分為 A類和 B類。 Ⅱ A類：帶斜率自動補償?shù)?AGC干線放大器； Ⅱ B類：無斜率自動補償?shù)?AGC干線放大器。 Ⅱ 類干放一般用于要求不很高、電纜敷設(shè)條件不復(fù)雜的中、大型系統(tǒng)中。 （ 3）手動增益控制和手動斜率控制放大器（國標統(tǒng)稱 Ⅲ 類干線放大器）。也可分為兩類： Ⅲ A類：與 Ⅰ 類干放間隔使用的干線放大器； Ⅲ B類：單獨使用或與 Ⅱ 類干放間隔使用的干線放大器。其中 Ⅲ B類單獨使用時一般只能用于要求不高的小型系統(tǒng)中。 為了改善非線性失真性能指標，干線放大器的末級放大模塊通常采用以下幾種方式： （ 1）推挽型（ PP型） （ 2）功率倍增型（ PHD型） （ 3）前饋型（ FT型） 按照有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的不同，干線放大器還可分為 300MHz干放、 450 MHz干放、 550 MHz干放、 750 MHz干放、 862 MHz干放等 放大器的基本組成 1 干線放大器 干線放大器 電纜衰耗 增益 電纜衰減量 斜率均衡網(wǎng)絡(luò) 固定斜率 適當控制 溫度特性 上述增益和斜率 （ “ 動態(tài) ” 衰減和斜率 ） （ 1） 手動增益 （ MGC） 和斜率均衡干線放大器 （ Ⅲ A類 ） （ 2）手控增益和手控斜率干線放大器（ Ⅲ B類） （ 3） 自動增益控制 （ AGC） 干線放大器（ Ⅱ B類 ） （ 4） 帶有斜率自動補償?shù)?AGC干線放大器（ Ⅱ A類 ） （ 5） ALC干線放大器 （ Ⅰ 類 ） 采用自動斜率控制 （ ASC） 與帶有斜率自動補償功能之間存在著本質(zhì)的區(qū)別 。 這種區(qū)別在于： 斜率補償：沒有誤差校正作用 ， 補償誤差直接由網(wǎng)絡(luò)參數(shù)決定 ， 勢必會造成逐級累加 。 其補償過程也無法準確 、 全面 、及時地跟蹤客觀變化 。 ASC： 具有自動誤差校正作用 ， 級聯(lián)時補償誤差不會積累 ， 且能及時準確地反映和補償實際變化所帶來的影響 動態(tài)演示 2 分配放大器和延長放大器 （ 1）分配放大器 （ 2）延長放大器 放大器的電路結(jié)構(gòu) 以雙向 ALC干線橋接放大器為例 （ 1） BON和均衡器 BON（ Building Out Network）： 模擬電纜 模擬電纜的等效長度 +電纜實際長度 =電纜理論長度 均衡器：用來補償電纜衰減的斜率 （ 2）干線放大組件 （ 3） AGSC組件 （ 4）橋接放大組件 （ 5）反向放大組件 （ 6）雙向分離器 雙向分離器實質(zhì)上是一個低通濾波器和一個高通濾波器的組合 雙向分離器中另有一個端口，它利用截至頻率很低的低通濾波器將同軸電纜中的低壓交流電源取出來，一方面供本放大器的電源用，另一方面可再送至下一臺放大器。這條電源支路是可逆的，實際使用時通過電源開關(guān)或插塞來確定放大器從哪端接受交流電源以及該交流電源是否要繼續(xù)送入其它放大器 提高放大器性能的措施 1 推挽電路 傳統(tǒng)的放大電路都是單端晶體管阻容耦合放大電路，通過負反饋、電感補償?shù)却胧﹣碚箤掝l帶，改善非線性失真，如 OM系列集成放大模塊就是基于這種思路 所謂推挽放大的基本工作原理實際上相當于兩個單端晶體管放大電路并聯(lián)使用 BGY系列：由共射－共基級聯(lián)放大和推挽輸出電路組成 2 功率倍增電路（也稱并聯(lián)混合電路） 3 前饋放大電路 功率倍增電路是通過把放大過程分給兩個并聯(lián)的放大電路來降低輸出信號中的失真，而前饋電路則是依靠抵消過程來減小輸出信號中的失真 放大器的供電 線路放大器的供電一般均采用電纜芯線集中供電，即利用同軸電纜的芯與外導(dǎo)體來傳輸?shù)蛪航涣麟?。低壓交流電必須是安全電?(我國采用交流 60V)， 由電源供給器提供，通過電源插入器送入到線路放大器中 主要無源部件 有線電視網(wǎng)絡(luò)中使用的無源部件 （ 或稱射頻功率分配器件 ） 必須具備以下特點： 75Ω阻抗 、 較好的定向傳輸分配能力 、 較高的相互隔離度 、 較大的反射損耗和屏蔽系數(shù)以及很寬的工作頻帶 （ 其最低工作頻率應(yīng)該達到 5MHz， 最高工作頻率則要求達到862 MHz甚至 1000 MHz ） 分配器 分配器能將一路輸入信號的功率 均等地分成幾路輸出 ， 它具有一個輸入端和幾個輸出端 通常 ， 分配器一般都按輸出路數(shù)的多少來進行分類 1 分配器工作原理 分配器的最基本單元是二分配器和三分配器 二分配器： 三分配器 ： 2分配器的電氣特性 分配損失是分配器特有的特性指標 。所謂分配損失 ， 是指在各輸出端良好匹配的情況下 ， 傳輸信號在輸入端與輸出端的信號電平之差 理想分配損失 ：Ｌ S＝ 10lgn 由于能量泄漏 、 散熱等原因 ， 分配器的實際分配損失總大于理想分配損失 (2) 阻抗 為了與電纜等匹配 ， 分配器的輸入阻抗和輸出阻抗都是 75Ω (3) 相互隔離度 在指定頻率范圍內(nèi) ， 從某輸出端加入一個信號 ， 其電平與其它輸出端測得的輸出電平之差稱為該分配器的相互隔離度 。 一個分配器的相互隔離度越大 ， 各輸出口之間的相互干擾就越小 (4) 駐波比與反射損耗 表示分配器與前后電纜阻抗匹配的程度。在理想情況下，分配器的輸入、輸出阻抗都是 75Ω， 與 75Ω的同軸電纜完全匹配，相應(yīng)的駐波比為 1，反射損耗為無窮大。實際上不可能完全實現(xiàn)阻抗匹配，駐波比在1 .1～ 1 .7之間，對應(yīng)的反射損耗為 13～26dB之間 (5) 頻率特性 頻率特性是描述分配損失等參數(shù)隨頻率變化的情況。在使用頻率范圍內(nèi)，要求各參數(shù)的變化越小越好 分支器 分支器的作用是從傳輸線路中取出一部分信號并饋送到用戶終端盒。它一般有一個主路輸出端和多個分支輸出端，其分類方式也是根據(jù)分支輸出端口的多少來劃分。 由于分支器在能量的分配上與分配器截然不同 ，因而二者在作用、使用場合、電路結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求上都完全不一樣。 動態(tài)演示 1分支器的電氣性能 除了頻率范圍、反射損耗、輸入、輸出阻抗等外，分支器還有一些特殊的性能參數(shù) （ 1）插入損失Ｌ d 主路輸入端電平與主路輸出端電平之差 （２）分支損失Ｃ 主路輸入端電平與分支輸出端電平之差 當分支器的吸收、散熱等可以忽略時，可以推出插入損失Ｌ d和分支損失Ｃ之間的如下關(guān)系： 顯然，分支損失越大，插入損失越小 （ 3）分支隔離度 各分支輸出口之間相互影響的程度 （ 4 2分支器的基本原理 分支器中信號傳輸具有方向性，即只能由主路輸入端向分支輸出端傳送信號，而不能反過來由主路輸出端向分支輸出端傳送信號，因而常把 分支器稱為定向耦合器。 3常用分支器 多路分支器的組成方式通常有定耦串接型和定耦分配型兩