有線電視系統(tǒng)簡介

1、開路開路電視存在的問題電視存在的問題1電視接收產(chǎn)生陰影區(qū)（注意陰影區(qū)并非弱場強(qiáng)區(qū)域）；續(xù)n2產(chǎn)生多徑接收有線電視行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)有線電視行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 1、網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV）動搖著有線電視的壟斷地位。網(wǎng)絡(luò)電視作為一種新型的視頻節(jié)目傳輸形態(tài)在全球迅速發(fā)展，對有線電視來說，有狼來了的感覺。 n2、互聯(lián)網(wǎng)動搖著電視第一媒體的地位?；ヂ?lián)網(wǎng)集報(bào)紙、廣播、電視三大媒體的優(yōu)勢和雙向互動的優(yōu)勢于一身，深受人們的歡迎。而有線電視目前提供的服務(wù)仍是廣播式單向的電視傳輸，已滿足不了用戶的需求。 n3、有線電視網(wǎng)絡(luò)公司營業(yè)收入來源單一，抗風(fēng)險(xiǎn)能力低。 三網(wǎng)融合的結(jié)合點(diǎn)三網(wǎng)融合的結(jié)合點(diǎn)n 三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、計(jì)

2、算機(jī)網(wǎng)和有線電三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，能夠提供包括語視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務(wù)。音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務(wù)。n 三網(wǎng)融合，在概念上從不同角度和層次上三網(wǎng)融合，在概念上從不同角度和層次上分析，可以涉及到技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、行業(yè)分析，可以涉及到技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、行業(yè)融合、終端融合及網(wǎng)絡(luò)融合。目前更主要的是融合、終端融合及網(wǎng)絡(luò)融合。目前更主要的是應(yīng)用層次上互相使用統(tǒng)一的應(yīng)用層次上互相使用統(tǒng)一的通信協(xié)議通信協(xié)議。用。用IP優(yōu)優(yōu)化光網(wǎng)絡(luò)就是新一代電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，是我們所化光網(wǎng)絡(luò)就是新一代電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，是我們

3、所說的三網(wǎng)融合的結(jié)合點(diǎn)。說的三網(wǎng)融合的結(jié)合點(diǎn)。n系統(tǒng)的組成和分類一、組成系統(tǒng)組成一系統(tǒng)組成一系統(tǒng)組成二系統(tǒng)組成二HFC網(wǎng)方框圖系統(tǒng)組成的簡述系統(tǒng)組成的簡述n 有線電視系統(tǒng)主要由信號源、前端、干線傳輸和用有線電視系統(tǒng)主要由信號源、前端、干線傳輸和用戶分配網(wǎng)絡(luò)組成。信號源接收部分的主要任務(wù)是向前端戶分配網(wǎng)絡(luò)組成。信號源接收部分的主要任務(wù)是向前端提供系統(tǒng)欲傳輸?shù)母鞣N信號。它一般包括開路電視接收提供系統(tǒng)欲傳輸?shù)母鞣N信號。它一般包括開路電視接收信號、調(diào)頻廣播、地面衛(wèi)星、微波以及有線電視臺自辦信號、調(diào)頻廣播、地面衛(wèi)星、微波以及有線電視臺自辦節(jié)目等信號。節(jié)目等信號。 系統(tǒng)的前端部分的主要任務(wù)是將信號源送系統(tǒng)

4、的前端部分的主要任務(wù)是將信號源送來的各種信號進(jìn)行濾波、變頻、放大、調(diào)制、混合等，來的各種信號進(jìn)行濾波、變頻、放大、調(diào)制、混合等，使其適用于在干線傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。使其適用于在干線傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。 n系統(tǒng)的干線傳輸部分主要任務(wù)是將系統(tǒng)前端部分所系統(tǒng)的干線傳輸部分主要任務(wù)是將系統(tǒng)前端部分所提供的高頻電視信號通過傳輸媒體不失真地傳輸給分配提供的高頻電視信號通過傳輸媒體不失真地傳輸給分配系統(tǒng)。其傳輸方式主要有光纖、微波和同軸電纜三種。系統(tǒng)。其傳輸方式主要有光纖、微波和同軸電纜三種。 n用戶分配系統(tǒng)的任務(wù)是把從前端傳來的信號分配給用戶分配系統(tǒng)的任務(wù)是把從前端傳來的信號分配給千家萬戶，它是由支線放大

5、器、分配器、分支器、用戶千家萬戶，它是由支線放大器、分配器、分支器、用戶終端以及它們之間的分支線、用戶線組成。終端以及它們之間的分支線、用戶線組成。 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成n1.前端系統(tǒng)：包括兩部分。前端系統(tǒng)：包括兩部分。n a、信號源部分：、信號源部分：n 電視接收（線）天線，衛(wèi)星（面）天線，微電視接收（線）天線，衛(wèi)星（面）天線，微波天線，波天線，n 攝像機(jī)攝像機(jī) ，錄像機(jī)，錄像機(jī)， 字幕機(jī)，計(jì)算機(jī)，字幕機(jī)，計(jì)算機(jī)，n 導(dǎo)頻信號發(fā)生器，控制臺，監(jiān)示器柜，導(dǎo)頻信號發(fā)生器，控制臺，監(jiān)示器柜，n 機(jī)架等。機(jī)架等。n 作用：給系統(tǒng)提供各種各樣的信號。作用：給系統(tǒng)提供各種各樣的信號。續(xù)nb、信號處理部分

6、：、信號處理部分：n 天線放大器，頻道放大器，解調(diào)器，天線放大器，頻道放大器，解調(diào)器，n 調(diào)制器，衛(wèi)星接收機(jī)，制式轉(zhuǎn)換器，調(diào)制器，衛(wèi)星接收機(jī)，制式轉(zhuǎn)換器，n 微波接收機(jī)，信號處理器，混合器，微波接收機(jī)，信號處理器，混合器，n 光發(fā)射機(jī)，光接收機(jī)，分配器等。光發(fā)射機(jī)，光接收機(jī)，分配器等。n n 作用：對信號源提供的信號進(jìn)行必要的處理作用：對信號源提供的信號進(jìn)行必要的處理n 和控制并輸出高質(zhì)量的信號給干線傳和控制并輸出高質(zhì)量的信號給干線傳n 輸系統(tǒng)。輸系統(tǒng)。續(xù)n2、干線傳輸系統(tǒng)：、干線傳輸系統(tǒng)：n 把前端提供的高質(zhì)量的信號把前端提供的高質(zhì)量的信號“保質(zhì)保量保質(zhì)保量”的傳送的傳送給用戶分配系統(tǒng)。給用

7、戶分配系統(tǒng)。n 它包括：干線放大器，電纜或光纜，干線分支，它包括：干線放大器，電纜或光纜，干線分支，分配器，斜率均衡器，電源供給器，電源插入器等。分配器，斜率均衡器，電源供給器，電源插入器等。n 3、 用戶分配系統(tǒng)：用戶分配系統(tǒng)：n 把干線傳輸來的信號分配給系統(tǒng)內(nèi)所有的用戶。把干線傳輸來的信號分配給系統(tǒng)內(nèi)所有的用戶。n 它包括：分配放大器，（系列）分支器，（系列）它包括：分配放大器，（系列）分支器，（系列）分配器，用戶分配器，用戶n 終端，機(jī)上變換器（機(jī)頂盒）等。終端，機(jī)上變換器（機(jī)頂盒）等。有線電視系統(tǒng)的分類有線電視系統(tǒng)的分類n有線電視系統(tǒng)的分類方法眾多：n 我的觀點(diǎn)是按：我的觀點(diǎn)是按：n系

8、統(tǒng)的工作頻帶寬度系統(tǒng)的工作頻帶寬度n系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方式n這種分類概念清晰、簡潔明了。這種分類概念清晰、簡潔明了。常見的分類一（供參考）常見的分類一（供參考）n 有線電視系統(tǒng)按帶寬、使用器材、傳輸手段和結(jié)構(gòu)類型等的不同可分成許多不同的種類。n1、按頻道帶寬分有鄰頻系統(tǒng)（300、450、550、750、860MHZ）和隔頻系統(tǒng)（全頻道分段調(diào)節(jié)系統(tǒng)）。n2、按使用器材分有全同軸電纜和光纖同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)（HFC）,FTTH(Fiber To The Home光纖到家庭 )， 、FTTC（光纖到路邊） 、FTTB（光纖到大樓）、 FTTSA（光纖到服務(wù)區(qū)） 。n3、按傳輸手段分有光纜

9、、電纜和微波網(wǎng)（FM、AML、MMDS和LMDS）n4、按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分有鏈型、星型、環(huán)型、網(wǎng)型和混合型。n5、按其它方式分有單向和雙向、低分隔和中分隔、分散供電和集中供電等等。 常見分類二n 按系統(tǒng)規(guī)模大小分類，可分為：nA類：用戶數(shù)10000戶以上，傳輸距離1Km以上nB類：用戶數(shù)200010000戶以上，傳輸距離5001000m以上nC類：用戶數(shù)3002000戶以上，傳輸距離500m以下nD類：用戶數(shù)300戶以下，單幢樓無干線系統(tǒng)n 按頻道范圍分類，可分為：nVHF頻段共用天線電視系統(tǒng)，僅限于VHF頻段112頻道相間隔傳輸；n全頻道共用天線電視系統(tǒng)，僅限于VHF、UHF頻段內(nèi)的電視信號傳輸；

10、n300MHz內(nèi)鄰頻傳輸系統(tǒng)，僅限于VHF頻段內(nèi)112頻道鄰頻傳輸；n300MHz內(nèi)增補(bǔ)頻道間置傳輸系統(tǒng)，增補(bǔ)A、B兩個(gè)波段；n860Mhz鄰頻傳輸系統(tǒng)n 按傳輸方式分類，可分為nA：同軸電纜單向傳輸；nB：同軸電纜雙向傳輸；nC：用光纜傳輸信號；n 按傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分類，可分為：nA：按樹枝形結(jié)構(gòu)布線，連接用戶方便，較經(jīng)濟(jì)nB：按星形結(jié)構(gòu)布線，由中心向四方傳輸，有利于計(jì)算機(jī)控制。星形結(jié)構(gòu)一般采用光纖傳輸，而且雙向傳輸提供了更大的靈活性。nC：按樹星混合結(jié)構(gòu)布線，既考慮了目前正在建設(shè)的電纜電視系統(tǒng)的需要，同時(shí)也為今后更新改建為光纜傳輸、雙向傳輸、數(shù)據(jù)傳輸提供方便，今后若需改建，只要更換某一段干線

11、就可以了。中國電視頻道頻率配置表續(xù)續(xù)有線電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)有線電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、電視信號的產(chǎn)生與傳播（簡要）一、電視信號的產(chǎn)生與傳播（簡要）1 1、電視信號的產(chǎn)生、電視信號的產(chǎn)生主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：n視頻圖像信號的產(chǎn)生視頻圖像信號的產(chǎn)生n視頻圖像信號的處理視頻圖像信號的處理n射頻電視信號的形成射頻電視信號的形成n數(shù)字彩色電視攝像機(jī)n 工作原理 將景物的光圖像分解成紅、綠、藍(lán)三幅光圖像，分別聚焦在三個(gè)攝像器件的光敏面上，然后由攝像器件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并通過掃描得到三個(gè)基色信號，最后經(jīng)過信號處理電路和編碼電路，形成分量信號或全電視信號輸出。數(shù)字彩色電視攝像機(jī) 上世紀(jì)90年代初，彩色電視攝像機(jī)開始

12、向數(shù)字化 過 渡 ， 攝 像 器 件 全 部 采 用 電 荷 耦 合 器 件電 荷 耦 合 器 件CCD(Charge-coupled DeviceCCD(Charge-coupled Device ) )。由于CCD是模擬器件，攝像機(jī)的數(shù)字化只能從信號處理電路開始。嚴(yán)格的講，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)應(yīng)該稱為數(shù)字信號處理（DSP）攝像機(jī)。一般將數(shù)字信號處理電路占整個(gè)電路70%以上的攝像機(jī)稱為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。 北京理工大學(xué)與臺灣敏通公司 一組用于紫外線影像處理用的一組用于紫外線影像處理用的CCDnCCD，英文全稱：，英文全稱：Charge-coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件。可以稱為中文全稱：電

13、荷耦合元件?？梢苑Q為CCD圖像圖像傳感器。傳感器。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。 CCD上植入的微小光上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊）。一塊CCD上包含上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。CCD上有許多排列整齊的電上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。經(jīng)由外部電路的控

14、制，每個(gè)小電容能將其所帶經(jīng)由外部電路的控制，每個(gè)小電容能將其所帶的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。三基色原理三基色原理 n基理：基理： 根據(jù)人眼的視覺特性及分辨率，進(jìn)而由主觀評價(jià)來對系統(tǒng)進(jìn)行評審驗(yàn)收。 三基色是指紅,綠,藍(lán)三色,人眼對紅、綠、藍(lán)最為敏感，大多數(shù)的顏色可以通過紅、綠、藍(lán)三色按照不同的比例合成產(chǎn)生。同樣絕大多數(shù)單色光也可以分解成紅綠藍(lán)三種色光。這是色度學(xué)的最基本原理，即三基色原理。 紅綠藍(lán)三基色按照不同的比例相加合成混色稱為相加混色，除了相加混色法之外還有相減混色法?？筛鶕?jù)需要相加相減調(diào)配顏色 彩色全電視信號彩色全電視信號n信噪比與載噪比信噪比與載噪比 1.信噪比（信

15、噪比（S/N） 信噪比信噪比的定義的定義 信噪比信噪比與圖像質(zhì)量的關(guān)系：與圖像質(zhì)量的關(guān)系： （SN）dB.2 為了得到級以上的圖像質(zhì)量，要求為了得到級以上的圖像質(zhì)量，要求 信噪比指標(biāo)高于信噪比指標(biāo)高于36.636.6dBdBn 無線電波的特點(diǎn)無線電波的特點(diǎn) 1電磁波的產(chǎn)生 電視信號是以電磁波形式傳播的，電磁波即無線電波。電磁波是由交變電場與交變磁場的相互轉(zhuǎn)換進(jìn)行傳送的。無線電波的特點(diǎn)無線電波的特點(diǎn) 2電磁波在空間的傳播 傳播方式有地面波、空間波和天波三種。續(xù)n3無線電波的波段n 無線電波不同波段，用途不同。n4電磁波極化方式n（1）線極化：垂直極化水平極化n（2）圓極化：左旋極化右旋極化橢圓極

16、化n5.無線電波的場強(qiáng)n定義：電磁波在某點(diǎn)的電場強(qiáng)度稱為該點(diǎn)的場強(qiáng)。n單位：mv/m或v/m,有線電視系統(tǒng)中常用分貝微狀（dBv）來表示電視信號的強(qiáng)度。n規(guī)定：1v/m的場強(qiáng)=0dBv電視信號的傳播（續(xù)）電視信號的傳播（續(xù)）1、視距傳播n 無線電波的傳播途徑有地面波、空間波和天波，電視廣播所用頻段均劃在超短波以上，因此電視信號主要由空間波來傳播，屬于視距傳播。如下式（2-3）所示。n其中ht表示發(fā)射天線高度，hr表示接收天線高度，發(fā)射與接收之間的距離為r?？捎媒频墓絹肀硎荆?n（工程實(shí)踐是現(xiàn)場實(shí)測，通常是晚（工程實(shí)踐是現(xiàn)場實(shí)測，通常是晚7點(diǎn)后點(diǎn)后）電視信號的傳播（續(xù)）電視信號的傳播（續(xù)）n

17、2、超視距傳輸n 電離層的反射作用，主要是對超短波、微波范圍的電視信號具有反射作用。這樣就使得電視信號的傳輸距離大大增加，但其是屬于不可靠接收，是要具備一定的電離層條件的。n （工程實(shí)踐舉例：曾經(jīng)在合肥調(diào)試天線時(shí)就（工程實(shí)踐舉例：曾經(jīng)在合肥調(diào)試天線時(shí)就接收到南京的電視臺發(fā)射的信號接收到南京的電視臺發(fā)射的信號，屬于非，屬于非正常接收。）正常接收。）電視信號的傳播（續(xù)）電視信號的傳播（續(xù)）n3、多徑傳輸n 建筑物、山丘及鐵塔等都是反射源，是形成多徑傳輸?shù)脑?。n 另外低頻率的射頻電視信號與障礙物時(shí)會產(chǎn)生繞射，這也屬非正常接收。電視信號的帶寬電視信號的帶寬圖像信號采用殘留單邊帶式發(fā)送（減小頻道占用的

18、頻帶）。伴 音 采 用 調(diào) 頻（FM）雙邊帶發(fā)送每一個(gè)電視頻道帶寬為8MHz伴音載頻fS比圖像 載 頻 f p 高6.5MHz隔頻傳輸電視信號頻譜：8 M8M8M載波載波1載波載波2載波載波3頻道頻道1頻道頻道2頻道頻道3F (MHz)0鄰頻傳輸電視信號頻譜：8M8M8M8M8M載波載波1載波載波2載波載波3載波載波5載波載波4頻道頻道1頻道頻道2頻道頻道3頻道頻道4頻道頻道5F (MHz)0增益（dB）的定義(功率增益)=輸出功率（ ）/輸入功率（ ）（倍） 功率增益= （相對增益） (電壓增益)=輸出電壓（ ）/輸入電壓（ ）（倍）功率增益= （相對增益）)(lg10dBPPiooPiPo

19、UiU)(lg20dBUUio分貝的定義、載噪比n（絕對）分貝：n 載噪比 ：（C/N）=載波功率/噪聲功率（倍） 分貝表示：圖像質(zhì)量等級的主觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)P10表2-1VU1lg20)/lg(10/NCNC載噪比n系統(tǒng)內(nèi)的噪聲包含兩個(gè)方面：系統(tǒng)內(nèi)的噪聲包含兩個(gè)方面：n（1）電阻產(chǎn)生的熱噪聲，通常用噪聲源電壓表示；）電阻產(chǎn)生的熱噪聲，通常用噪聲源電壓表示；n（2）放大器中的晶體管的器件產(chǎn)生的噪聲，用噪聲系）放大器中的晶體管的器件產(chǎn)生的噪聲，用噪聲系數(shù)表示。數(shù)表示。n一、熱噪聲（一、熱噪聲（Heat NoiseHeat Noise）源電壓源電壓n 熱噪聲是由導(dǎo)體中載流子的隨機(jī)熱運(yùn)動引熱噪聲是由導(dǎo)體中

20、載流子的隨機(jī)熱運(yùn)動引起的。任何處于絕對零度以上的導(dǎo)體中，電子起的。任何處于絕對零度以上的導(dǎo)體中，電子都在作隨機(jī)熱運(yùn)動。都在作隨機(jī)熱運(yùn)動。n電阻電阻R R中的熱噪聲電壓均方值中的熱噪聲電壓均方值U Unono2 2為為 其中其中k k為波爾茲曼常數(shù)：為波爾茲曼常數(shù)：1.381.381010-23-23J JK K； T T為絕對溫度（為絕對溫度（K K）；）； fpfp為圖像的噪聲頻帶寬度為圖像的噪聲頻帶寬度(Hz(Hz），），PAL-DPAL-D制為制為5.75MHz5.75MHz。 R R為噪聲源內(nèi)阻為噪聲源內(nèi)阻，該電阻已是無噪聲的理想電阻，該電阻已是無噪聲的理想電阻，CATV CATV 系

21、統(tǒng)為系統(tǒng)為7575。（工程上注意：系統(tǒng)內(nèi)所有器件的輸入輸出阻抗均為（工程上注意：系統(tǒng)內(nèi)所有器件的輸入輸出阻抗均為75 75 ） RfKTUPno 2熱噪聲的譜密度熱噪聲的譜密度S(f)S(f)為為 S(f)=4kTRS(f)=4kTR 可見熱噪聲的譜密度與工作頻率可見熱噪聲的譜密度與工作頻率f f無關(guān)，屬于無關(guān)，屬于白噪聲。白噪聲。 熱噪聲特性：熱噪聲特性：n 熱噪聲電壓均方值與絕對溫度熱噪聲電壓均方值與絕對溫度T T成正比，溫度越高，導(dǎo)體內(nèi)自由電成正比，溫度越高，導(dǎo)體內(nèi)自由電子的熱運(yùn)動越激烈，噪聲電壓就越子的熱運(yùn)動越激烈，噪聲電壓就越高，溫度降低，可以消弱熱噪聲。高，溫度降低，可以消弱熱噪聲

22、。熱噪聲電壓還與工作頻帶成正比，熱噪聲電壓還與工作頻帶成正比，與電阻阻值成正比。與電阻阻值成正比。n 由于放大器本身就有噪聲，輸出端的信噪比和輸入端信噪比是不一樣的，為此，使用噪聲系數(shù)來衡量放大器本身的噪聲水平 n公式表示為：噪聲系數(shù)NF=輸入端信噪比/輸出端信噪比，單位常用“dB”。 n該系數(shù)并不是越大越好，它的值越大，說明在傳輸過程中摻入的噪聲也就越大，反應(yīng)了器件或者信道特性的不理想。 n8.噪聲：各種干擾的總稱，其表現(xiàn)為噪聲：各種干擾的總稱，其表現(xiàn)為“雪花雪花”或干擾條紋及或干擾條紋及n 雜音噪聲產(chǎn)生的原因：各種電子器件及空間干擾。雜音噪聲產(chǎn)生的原因：各種電子器件及空間干擾。n n 衡量

23、的指標(biāo)：衡量的指標(biāo)：n 信噪比：信噪比視頻信號功率噪聲功率信噪比：信噪比視頻信號功率噪聲功率SNn 單靠提高電平不能提高圖像質(zhì)量單靠提高電平不能提高圖像質(zhì)量n 載噪比：載噪比： 載噪比載波功率載噪比載波功率 噪聲功率噪聲功率C Nn載噪比與信噪比之間的關(guān)系：載噪比與信噪比之間的關(guān)系：n S NC N 6.4（dB）n n 國家規(guī)定系統(tǒng)載噪比大于國家規(guī)定系統(tǒng)載噪比大于43dB即載波功率要比噪聲即載波功率要比噪聲n 功率大功率大20000倍或載波電壓要比噪聲電壓大倍或載波電壓要比噪聲電壓大141倍。倍。n n 噪聲系數(shù)輸入載噪比輸出載噪比噪聲系數(shù)輸入載噪比輸出載噪比噪聲系數(shù)（F）n放大器的噪聲系數(shù)

24、定義為：輸入載噪比與輸出載噪比之比信噪比和噪聲系數(shù)信噪比和噪聲系數(shù) 信噪比信噪比 信噪比：衡量一個(gè)信號質(zhì)量優(yōu)劣的指標(biāo)。它是在指定信噪比：衡量一個(gè)信號質(zhì)量優(yōu)劣的指標(biāo)。它是在指定頻帶內(nèi)，同一端口信號功率頻帶內(nèi)，同一端口信號功率 sP和噪聲功率和噪聲功率 nP的比值，即的比值，即 /snPS NP當(dāng)用分貝表示信噪比時(shí)，有當(dāng)用分貝表示信噪比時(shí)，有 /()10lgsnPS N dBP信噪比越大，信號質(zhì)量越好。信噪比越大，信號質(zhì)量越好。 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)定義：線性四端網(wǎng)絡(luò)輸入端的信噪比與噪聲系數(shù)定義：線性四端網(wǎng)絡(luò)輸入端的信噪比與輸出端的信噪比之比值。輸出端的信噪比之比值。s是信號源電壓，是信號源

25、電壓， n是信號源內(nèi)阻是信號源內(nèi)阻 sR的等效噪聲源電壓；的等效噪聲源電壓； LR是負(fù)載。是負(fù)載。 sR是信號源內(nèi)阻，是信號源內(nèi)阻， 線件四端網(wǎng)絡(luò)如圖線件四端網(wǎng)絡(luò)如圖 8.3.18.3.1所示，圖中所示，圖中噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)設(shè)輸入端的信號功率為設(shè)輸入端的信號功率為 siP，由信號源內(nèi)阻產(chǎn)生的，由信號源內(nèi)阻產(chǎn)生的噪聲功率為噪聲功率為 niP，而網(wǎng)絡(luò)的輸出端負(fù)載上所得到的信號，而網(wǎng)絡(luò)的輸出端負(fù)載上所得到的信號、 功率和噪聲功率分別為功率和噪聲功率分別為 soPnoP，噪聲系數(shù)定義為，噪聲系數(shù)定義為 siniFsonoPPNPP輸入信噪比輸出信噪比或用或用dB表示為表示為 ()10lgsiniFdB

26、sonoPPNPP 噪聲系數(shù)通常只適用線性網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榉蔷€性電路會產(chǎn)噪聲系數(shù)通常只適用線性網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榉蔷€性電路會產(chǎn)生信號和噪聲的頻率變換，噪聲系數(shù)不能反映系統(tǒng)的附生信號和噪聲的頻率變換，噪聲系數(shù)不能反映系統(tǒng)的附加噪聲性能。加噪聲性能。opiPGP則噪聲系數(shù)可以改寫為則噪聲系數(shù)可以改寫為 sinisinonoFsonosonipniPPP PPNPPPPG P式中，式中， pniG P為信號源內(nèi)阻為信號源內(nèi)阻 sR產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過線性網(wǎng)絡(luò)后產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過線性網(wǎng)絡(luò)后在輸出端產(chǎn)生的噪聲功率；在輸出端產(chǎn)生的噪聲功率；若設(shè)線性網(wǎng)絡(luò)的功率增益若設(shè)線性網(wǎng)絡(luò)的功率增益而線性網(wǎng)絡(luò)輸出端的總噪聲功率而線性網(wǎng)絡(luò)輸出端的

27、總噪聲功率noP應(yīng)等于應(yīng)等于 pniG P和線性網(wǎng)絡(luò)本身的噪聲在輸出端產(chǎn)生的噪聲功率和線性網(wǎng)絡(luò)本身的噪聲在輸出端產(chǎn)生的噪聲功率anoP之和，即之和，即 nopnianoPG PP顯然，顯然， nopniPG P，故線性網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)，故線性網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù) FN總是大于總是大于1。 為了更清楚地了解網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的噪聲，對信噪比的影為了更清楚地了解網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的噪聲，對信噪比的影響，噪聲系數(shù)又可表示為響，噪聲系數(shù)又可表示為 1anopnianoFpnipniPG PPNG PG P （1）當(dāng)線性網(wǎng)絡(luò)本身不產(chǎn)生噪聲，即當(dāng)線性網(wǎng)絡(luò)本身不產(chǎn)生噪聲，即 0anoP時(shí)，時(shí)， 1FN，故為無噪聲的理性網(wǎng)絡(luò)。，故為無噪

28、聲的理性網(wǎng)絡(luò)。 （2）線性網(wǎng)絡(luò)本身產(chǎn)生的噪聲線性網(wǎng)絡(luò)本身產(chǎn)生的噪聲 anoP越大，噪聲系數(shù)越大，噪聲系數(shù) FN越大。越大。 （3）線性網(wǎng)絡(luò)的功率增益線性網(wǎng)絡(luò)的功率增益 pG越大，噪聲系數(shù)越大，噪聲系數(shù) FN越小。越小。由上式可以得出下述結(jié)論：由上式可以得出下述結(jié)論： 這說明為了這說明為了降低網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)應(yīng)設(shè)法增大線性網(wǎng)降低網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)應(yīng)設(shè)法增大線性網(wǎng)絡(luò)的功率增益。絡(luò)的功率增益。 為了使信號源有最大輸出功率，對于圖為了使信號源有最大輸出功率，對于圖8.3.2所示的所示的網(wǎng)絡(luò)，必須使放大器的輸入電阻網(wǎng)絡(luò)，必須使放大器的輸入電阻 iR與信號源內(nèi)阻與信號源內(nèi)阻 sR相匹相匹因而額定輸入信號功率為因

29、而額定輸入信號功率為 24ssisVPR 額定輸入噪聲功率額定輸入噪聲功率 2444nsnisskTR BPkTBRR 為了計(jì)算和測量的方便，噪聲系數(shù)也可以用額定功為了計(jì)算和測量的方便，噪聲系數(shù)也可以用額定功率（率（Rated PowerRated Power）和額定功率增益的關(guān)系來定義。）和額定功率增益的關(guān)系來定義。所謂的所謂的額定功率是指信號源所能輸出的最大功率。額定功率是指信號源所能輸出的最大功率。isRR配，也即應(yīng)使配，也即應(yīng)使。 由上兩式知，不管信號源內(nèi)阻如何，它產(chǎn)生的額定由上兩式知，不管信號源內(nèi)阻如何，它產(chǎn)生的額定噪聲功率是相同的，其大小只與電阻所處的環(huán)境溫度噪聲功率是相同的，其大

30、小只與電阻所處的環(huán)境溫度T和和系統(tǒng)系統(tǒng)帶寬帶寬B B有關(guān)。有關(guān)。是為什么接收機(jī)采用低內(nèi)阻天線的原因。是為什么接收機(jī)采用低內(nèi)阻天線的原因。 而信號源額定功率卻隨著內(nèi)阻而信號源額定功率卻隨著內(nèi)阻sR的增加而減小，這也的增加而減小，這也 放大器的額定功率增益是指放大器（或線性網(wǎng)絡(luò)）放大器的額定功率增益是指放大器（或線性網(wǎng)絡(luò)）的輸入端和輸出端分別匹配（的輸入端和輸出端分別匹配（ 率增益，即率增益，即 sopHsiPGPisRR、 oLRR）時(shí)的功）時(shí)的功線性網(wǎng)絡(luò)輸出端的總噪聲額定功率線性網(wǎng)絡(luò)輸出端的總噪聲額定功率 noP同樣應(yīng)等于同樣應(yīng)等于 pHniGP和線性網(wǎng)絡(luò)本身的噪聲在輸出端產(chǎn)生的額定噪聲功率和

31、線性網(wǎng)絡(luò)本身的噪聲在輸出端產(chǎn)生的額定噪聲功率 anoP之和，即之和，即 nopHnianoPGPP，所以噪聲系數(shù)可以表示為，所以噪聲系數(shù)可以表示為 1sipHnianoninoanoFsonipHnipHnipHnoPGPPPPPNPP GP GP GP 將額定輸入噪聲功率式代入可得將額定輸入噪聲功率式代入可得 1noanoFpHpHPPNkTBGkTBG 假如，有兩個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，如圖所示。它們的噪假如，有兩個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，如圖所示。它們的噪聲系數(shù)、額定功率增益、噪聲帶寬分別為聲系數(shù)、額定功率增益、噪聲帶寬分別為 根據(jù)定義，級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的總噪聲系數(shù)根據(jù)定義，級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的總噪聲系數(shù) FN為為 1 2

32、1 21 2nonoFpHnipHniPPNGPGkT B二、多級放大電路的噪聲二、多級放大電路的噪聲2B2pHG， 1B、 ，并且，并且 12BBB。 、 1FN、 2FN1pHG， 式中，式中， noP是級聯(lián)四端網(wǎng)絡(luò)總輸出的額定噪聲功率。是級聯(lián)四端網(wǎng)絡(luò)總輸出的額定噪聲功率。 1 212pHpHpHGGG是級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總的額定功率增益。是級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總的額定功率增益。 由三部由三部noP分組成：分組成： 信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻 sR產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過兩級放大后在輸出端產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過兩級放大后在輸出端的噪聲額定功率的噪聲額定功率 12pHpHGGkTB； 第一級網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部噪聲第一級網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部噪聲 1anoP經(jīng)第

33、二級放大后在輸出端經(jīng)第二級放大后在輸出端的噪聲額定功率的噪聲額定功率 21PHanoGP； 1 21 21 2nonoFpHnipHniPPNGPGkT B第二級網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部噪聲輸出端的噪聲額定功率第二級網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部噪聲輸出端的噪聲額定功率 2anoP故故 noP可表示為可表示為 12212nopHpHpHanoanoPGGkTBGPP由式由式 1noanoFpHpHPPNkTBGkTBG 可求得第一級、第二級可求得第一級、第二級網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部噪聲網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部噪聲 1anoP和和 2anoP為為 1 21 21 2nonoFpHnipHniPPNGPGkT B111(1)anoFpHPNGkTB222(

34、1)anoFpHPNGkTB所以所以 21 2111FFFpHNNNG對于三級電路組成的級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，對于三級電路組成的級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，可將前兩級看做第一級，后面一級看做第二級，則可得到可將前兩級看做第一級，后面一級看做第二級，則可得到 1 2 3FN 為為 3321 2 31 211 2112111FFFFFFpHpHpHpHNNNNNNGGGG 同理，對同理，對n級電路組成的網(wǎng)絡(luò)，總的噪聲系數(shù)為級電路組成的網(wǎng)絡(luò)，總的噪聲系數(shù)為 321 2111212111FFnFFnFpHpHpHpHpHpHnNNNNNGGGGGG 若各級噪聲系數(shù)小而額定功率增益大，級聯(lián)電路的若各級噪聲系數(shù)小而額定功率增益大，級聯(lián)

35、電路的由以上公式可得出如下結(jié)論：由以上公式可得出如下結(jié)論：FN小。但是各級噪聲對小。但是各級噪聲對 的影響是不同的，的影響是不同的，F(xiàn)N總噪聲系數(shù)總噪聲系數(shù)越是靠近前面幾級的噪聲系數(shù)和額定功率增益對總的噪越是靠近前面幾級的噪聲系數(shù)和額定功率增益對總的噪聲系數(shù)影響越大。因此級聯(lián)電路中最主要的是前面的第聲系數(shù)影響越大。因此級聯(lián)電路中最主要的是前面的第一、二級，最關(guān)鍵的是由第一級放大器的噪聲系數(shù)一、二級，最關(guān)鍵的是由第一級放大器的噪聲系數(shù)1FN和額定和額定功率增益功率增益 1pHG所決定。所決定。 三、等效噪聲溫度三、等效噪聲溫度 eT 把網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部噪聲折算到其輸入端時(shí)，使噪聲源電把網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部噪聲折

36、算到其輸入端時(shí)，使噪聲源電阻所升高的溫度稱為等效噪聲溫度阻所升高的溫度稱為等效噪聲溫度 。 eT由于噪聲源在網(wǎng)絡(luò)輸出端的額定噪聲功率為由于噪聲源在網(wǎng)絡(luò)輸出端的額定噪聲功率為 nipHopHP GkT BG內(nèi)部噪聲在網(wǎng)絡(luò)輸出端的額定功率為內(nèi)部噪聲在網(wǎng)絡(luò)輸出端的額定功率為 。pHeGkT B所以網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)所以網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)FN可表示為可表示為 111peanoeFnipHpooG kT BPTNP GG kT BT 噪聲溫度的定義是：噪聲溫度的定義是：所以，等效噪聲溫度為所以，等效噪聲溫度為 (1)eFoTNT290K。 式中，式中， oT是標(biāo)準(zhǔn)溫度，在一般情況下，可以認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)溫度，在一般情

37、況下，可以認(rèn)為 oT當(dāng)當(dāng) eT0時(shí)（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無噪聲），時(shí)（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無噪聲）， FNl， (dB)FN 0dB290K。（內(nèi)部噪聲等于外部噪聲）時(shí)，。（內(nèi)部噪聲等于外部噪聲）時(shí)， 當(dāng)當(dāng) eT2， FN(dB)FN 3dB。 減小噪聲系數(shù)的措施減小噪聲系數(shù)的措施 在放大或其它電路中，電子器件的內(nèi)部噪聲起著重在放大或其它電路中，電子器件的內(nèi)部噪聲起著重要作用。因此，改進(jìn)電子器件的噪聲性能和選用低噪聲要作用。因此，改進(jìn)電子器件的噪聲性能和選用低噪聲的電子器件，就能大大降低電路的噪聲系數(shù)。的電子器件，就能大大降低電路的噪聲系數(shù)。 二、正確選擇晶體管放大級的靜態(tài)工作點(diǎn)二、正確選擇晶體管放大級的靜態(tài)工作點(diǎn)

38、三、選擇合適的信號源內(nèi)阻三、選擇合適的信號源內(nèi)阻 四、選擇合適的工作帶寬四、選擇合適的工作帶寬 五、選用合適的放大電路五、選用合適的放大電路 根據(jù)上面討論的結(jié)果，可提出如下減小噪根據(jù)上面討論的結(jié)果，可提出如下減小噪聲系數(shù)的措施：聲系數(shù)的措施： 一、選用低噪聲元、器件一、選用低噪聲元、器件一臺放大器的載噪比一臺放大器的載噪比C/Nn記憶：n 教材 n 該公式很實(shí)用，給出了放大器輸出端的載噪比與放大器輸入電平之間的關(guān)系。n看一看是制約什么關(guān)系？看一看是制約什么關(guān)系？)152()( 4 . 2/dBNSNCFa多（多（n）臺放大器串接時(shí)的載噪比）臺放大器串接時(shí)的載噪比C/N)162 ()/(1.)/

39、(1)/(1)/(121nNCNCNCNC上式是倍數(shù)的倒數(shù)之和用分貝數(shù)來表示：（教材更正P12） )182(10lg10110/niNCiNC一、N臺放大器（無規(guī)律）串接時(shí)總的載噪比與各級載噪比有如下關(guān)系：放大器等間隔設(shè)置級聯(lián)方式（零增益設(shè)計(jì)方式）總的載噪比)192(lg104 . 2lg101nNSnNCNCFa注意：這里要求n臺放大器的技術(shù)參數(shù)相同總的噪聲系數(shù)為：)202(111121213121nnhGGGFGGFGFFF載噪比的分配)252(lg10/qNCNCzongi現(xiàn)代有線網(wǎng)絡(luò)概況及發(fā)展一：有線網(wǎng)絡(luò)演變及有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識一：有線網(wǎng)絡(luò)演變及有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識二：廣電城域網(wǎng)的基本構(gòu)架二

40、：廣電城域網(wǎng)的基本構(gòu)架三：有線三：有線CM(Cable Modem)寬帶系統(tǒng)寬帶系統(tǒng)四：數(shù)字電視四：數(shù)字電視有線網(wǎng)絡(luò)概況及發(fā)展一：有線網(wǎng)絡(luò)演變及一：有線網(wǎng)絡(luò)演變及有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識 1.11.1：有線電視網(wǎng)絡(luò)的演變及發(fā)展概況：有線電視網(wǎng)絡(luò)的演變及發(fā)展概況 1.21.2：有線電視網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)及主要設(shè)備：有線電視網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)及主要設(shè)備 1.31.3：有線電視網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)指標(biāo)體系：有線電視網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)指標(biāo)體系二：廣電城域網(wǎng)的基本構(gòu)架二：廣電城域網(wǎng)的基本構(gòu)架三：有線三：有線CM(CM(Cable Modem)寬帶系統(tǒng)寬帶系統(tǒng)四：數(shù)字電視四：數(shù)字電視有線電視網(wǎng)有線電視網(wǎng)n有線電視網(wǎng)初期是指以電纜、光纖為主要傳輸有線電視網(wǎng)初期是指以電纜、光纖為主要傳輸媒介，向用戶傳送本地、遠(yuǎn)地及自媒介，向用戶傳送本地、遠(yuǎn)地及自 辦節(jié)目的辦節(jié)目的電視廣播系統(tǒng)。這是一個(gè)集節(jié)目組織、節(jié)目傳電視廣播系統(tǒng)。這是一個(gè)集節(jié)目組織、節(jié)目傳送及分配于一體的區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)；送及分配于一體的區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)；有線網(wǎng)絡(luò)的演變（一）有線網(wǎng)絡(luò)的演變（一）n有線電視網(wǎng)發(fā)展四個(gè)階段：有線電視網(wǎng)發(fā)展四個(gè)階段：n公用天線系統(tǒng)（公用天線系統(tǒng)（Commu