有線電視放大器調(diào)試參數(shù)計算式的推導(dǎo)和應(yīng)用

1、有線電視放大器調(diào)試參數(shù)計算式的推導(dǎo)和應(yīng)用林挺逵 浙江省臺州市路橋區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣電站退休職工雖然我們在調(diào)試放大器時，通常只需要將場強儀接在放大器輸出電平測量口，分別調(diào)輸入衰減器，使高端輸出電平等于設(shè)計值So；調(diào)輸入均衡器，低端電平等于Sof即可，無需計算放大器的調(diào)試參數(shù)，似乎計算調(diào)試參數(shù)沒有什么意義。實際上，通過調(diào)試參數(shù)計算式的推導(dǎo)和應(yīng)用，可以明確有線電視基礎(chǔ)理論和應(yīng)用實踐方面的一些問題。1 有線電視放大器調(diào)試參數(shù)計算式的推導(dǎo)當前，長距離電纜干線通常已由光纜干線所取代，干線放大器通常都是處于用戶分配網(wǎng)絡(luò)之中，既要分送一部分信號給附近的用戶放大器，又要向下一級干線放大器輸送信號，因此干線放大器的輸出口可

2、能要設(shè)置過流分支器或過流分配器，于是就可能有了它們的插入損耗或分支、分配損耗L分；過流分支器或過流分配器的損耗高端值通常比低端值高0.5 dB左右，會使信號電平斜率相應(yīng)降低，由于其量較小、而且數(shù)值基本固定，在下面的討論中忽略不計；可調(diào)輸入均衡器EQ對全部電視信號的衰減量即插入損耗LEQ通常為1dB左右，一般都在計算放大器的凈增益時扣除，因此討論時可不再考慮；按照慣例，我們在討論放大器各項常規(guī)電平指標的時候，如果沒有特別的說明，通常都是指高端的電平值。圖1 放大器調(diào)試參數(shù)分析圖1.1 放大器輸入衰減量LAT計算式的推導(dǎo)從圖1可以看出,前級放大器的輸出電平So前減去輸出口分支器的損耗L分、再減去電

3、纜的衰減總量（百米衰減值L百米×放大器間距S百米）就是下一級放大器的輸入口電平Si口：Si口So前L分（L百米S百米） （1）輸入口電平Si口減去可調(diào)衰減器的衰減量LAT就是放大器的輸入電平Si：SiSi口LAT （2）輸入電平Si加上放大器的增益G就是輸出電平So：SoSiG （3）將（1）式代入（2）式，再將所得結(jié)果代入（3）式，即可得到：SoSo前L分（L百米S百米）LAT G （4）上式可變換成：LAT So前SoL分（L百米S百米）G （A）算式(A)就是放大器輸出電平調(diào)試參數(shù)輸入衰減量LAT的計算式。1.2 放大器輸入均衡量EQ計算式的推導(dǎo)前級放大器的輸出電平斜率fo前減

4、去電纜高低端的衰減差總量（百米衰減差×放大器間距S百米）就是下一級放大器的輸入口電平斜率fi口：fi口fo前（S百米） （5）輸入口電平斜率fi口加上放大器的均衡量EQ就是輸出電平斜率fo ：fofi口EQ （6）將（5）式代入（6）式，即可得到：fofo前（S百米）EQ （7）上式可變換成：EQfofo前（S百米） （E）算式(E)就是放大器輸出斜率調(diào)試參數(shù)均衡量EQ的計算式，此算式說明，均衡量EQ的大小與前后級放大器斜率的差值（fofo前）有關(guān)、與電纜對高低端信號百米衰減差有關(guān)、與放大器間距S有關(guān)，因此放大器的均衡量不是恒定值；當電纜確定以后，級聯(lián)放大器的輸出斜率無論大小如何，只

5、要數(shù)值相等（fofo前0）時，均衡量就與其他任何參數(shù)無關(guān)，僅僅與放大器的間距有關(guān)，間距愈大、均衡量也愈大。2 放大器調(diào)試參數(shù)計算式的應(yīng)用和分析利用算式(A) 和算式(E)，可以分析計算有關(guān)放大器間距設(shè)置、輸出電平和斜率調(diào)試的各項參數(shù)?，F(xiàn)試舉幾個計算的例子供讀者參考。例題1、在早年的長距離電纜干線中，設(shè)前后兩級干線放大器的標稱凈增益G都是24 dB，輸出電平So前、So相同，中間沒有分支、分配器，計劃留調(diào)節(jié)貯備電平（即輸入衰減器的衰減量）LAT4 dB,所使用的電纜衰減量L百米6.5 dB，試求兩放大器的最大間距S百米。解：先將算式A變換成放大器間距通用計算式：S百米（So前SoL分LATG）/

6、L百米 （8）再化簡上式，由于前后兩級干線放大器的輸出電平相等，So前So0，兩項可消去；兩放大器中間沒有分支、分配器，L分0，此項也可去掉，最后將算式A變換，就得出長距離電纜干線中干線放大器間距計算式：S百米（GLAT）/L百米 （9） （244）/6.5 3.08（百米）計算結(jié)果放大器的最大間距是308米，通常取整數(shù)為300米。例題2、當前處于用戶分配網(wǎng)絡(luò)之中的電纜干線，由于常常有若干個分支線，因此不能像長距離干線那樣有基本統(tǒng)一長度的間距，設(shè)前后兩級干線放大器的輸出電平相等、輸出斜率fo前、fo相等（無論數(shù)值大小），所使用電纜的百米衰減差5.0dB（高端6.5低端1.6）。試求兩放大器間距

7、S分別為100m（例如短距離分支線）、200m（例如干線等距三分支時最大長度）、300m（例如干線無分支時最大長度）時的均衡量EQ1、EQ2和EQ3。；分析各放大器質(zhì)量指標的差異。解：先簡化算式E，由于前后兩級干線放大器的輸出斜率相等，fo fo前0，兩項可消去，最后得出放大器的輸出斜率相等時均衡量EQ的計算式是：EQS百米 （10）將上述各種放大器間距代入（10）式，即可分別計算出它們的均衡量：EQ1S百米5.0×1.05.0 （dB）EQ2S百米5.0×2.010.0 （dB）EQ3S百米5.0×3.015.0 （dB）計算結(jié)果是，當放大器間距分別是100m、

8、200m、300m時，均衡量EQ1 、EQ2和EQ3分別為5.0 dB、10.0 dB、15.0 dB；由于各放大器的輸出電平和斜率都相等，因此他們的質(zhì)量指標相等；在調(diào)試過程中調(diào)出各放大器不同的均衡量，只是補充不同長度電纜高、低端的損耗差值，不會影響放大器的質(zhì)量指標。例題3、從1999年起，筆者設(shè)計過100多個村居的電纜分配網(wǎng)絡(luò)圖紙，針對當?shù)貨]有明顯自然村、民居散布在整個行政區(qū)內(nèi)的特點，首先按照先“倒推法”、后“順推法”和“葡萄結(jié)果狀分配法”落實好各用戶放大器的具體位置，以保證所有住戶的有線電視信號供應(yīng)；然后從光節(jié)點開始向各個方向設(shè)計若干條電纜干線，為各個用戶放大器提供電視信號。圖1.62是筆

9、者在村居網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中經(jīng)常碰到的實例，前級干線放大器輸出信號先用一只過流分支器WZ116（設(shè)插入損耗2 dB，分支損耗16 dB），分出一路信號給設(shè)在同一棵電桿上的用戶放大器A用1；再設(shè)一只過流分支器WZ210（設(shè)插入損耗4 dB，分支損耗10 dB）分成三路，兩個分支路分別接左、右兩地的用戶放大器A用2、A用3，間距分別為75m（當?shù)剞r(nóng)田長度基本間距）和150m（農(nóng)田機耕路基本間距，即前后兩排農(nóng)村居民住房基本間距）， 圖1.62 電纜分配網(wǎng)絡(luò)實例分析這里為了減少干線電纜接頭和分支器的附加損耗，兩條分支線共用一個分支器；主輸出口接下一級干線放大器A干，用以繼續(xù)向下延伸干線信號，要求該放大器的調(diào)節(jié)貯

10、備電平LAT4dB。各干線放大器的輸出電平都為96dBV，斜率f都為4dB，標稱凈增益為24dB，標稱NF8.0dB；各用戶放大器的輸出電平都為104dBV，斜率f都為8dB，標稱凈增益為33dB，標稱NF8.0dB；電纜的衰減量L百米6.5dB，高、低端衰減差5.0dB。試求：前后兩臺干線放大器的最大間距；各臺放大器的調(diào)試參數(shù)。 解：，前后兩臺干線放大器之間串接兩只過流分支器,總插入損耗為L分6dB，將它和其他參數(shù)代入放大器間距通用計算公式（8）：S百米（So前 SoL分LATG）/L百米 （96966.04.024）/6.52.15（百米）取整數(shù)200米，即前后兩臺干線放大器的最大間距為2

11、00米。.1，用戶放大器A用1與前級干線放大器同桿安裝，間距S0米；WZ116分支損耗L分16 dB，將它們和其他參數(shù)分別代入算式A、算式E：LAT A用1So前SoL分（L百米S百米）G 9610416（6.5×0）339 （dB）EQ A用1fofo前（S百米）84（5.0×0）4 （dB）計算結(jié)果用戶放大器A用1的調(diào)試參數(shù)LAT9dB、EQ4dB。.2，用戶放大器A用2與前級干線放大器之間有過流分支器WZ116的插入損耗2 dB、WZ210分支損耗10 dB，總計L分12dB ，將它和其他參數(shù)分別代入算式A、算式E：LAT A用2So前SoL分（L百米S百米）G 96

12、10412（6.5×0.75）338 （dB）EQ A用2fofo前（S百米） 84（5.0×0.75）0.25 （dB）計算結(jié)果用戶放大器A用2的調(diào)試參數(shù)LAT8dB、EQ0.25dB。.3，用戶放大器A用3與前級干線放大器之間有過流分支器WZ116的插入損耗2 dB、WZ210分支損耗10 dB，總計L分12dB ，將它和其他參數(shù)代入算式A、算式E：LAT A用3So前SoL分（L百米S百米）G 9610412（6.5×1.6）333.25 （dB）EQ A用3fofo前（S百米） 84（5.0×1.6）11.6 （dB）計算結(jié)果用戶放大器A用3的調(diào)

13、試參數(shù)LAT 3.25dB、EQ11.6 dB。.4，后級干線放大器A干與前級干線放大器之間有過流分支器WZ116、WZ210的插入損耗總計L分6 dB ，將它和其他參數(shù)分別代入算式A、算式E：LAT干So前SoL分（L百米S百米）G 96966（6.5×2.0）245.0 （dB）EQ干fofo前（S百米） 44（5.0×2.0）10.0 （dB）計算結(jié)果干線放大器A干的調(diào)試參數(shù)LAT5.0dB、EQ10dB。3 放大器調(diào)試參數(shù)簡化計算式的推導(dǎo)和應(yīng)用在調(diào)試雙模塊放大器（前級放大模塊）的時候，我們往往需要根據(jù)放大器的輸入口電平Si口來計算放大器的調(diào)試參數(shù)LAT、EQ，因此就

14、有必要繼續(xù)推導(dǎo)出“從輸入口電平So口起算”的放大器調(diào)試參數(shù)“簡化計算式”。將算式（1）代入算式（A），即可得到放大器輸出電平調(diào)試參數(shù)輸入衰減量LAT的“簡化計算式”（a）：LATSi口SoG （a）將算式（6）變換一下，即可得到放大器輸出斜率調(diào)試參數(shù)均衡量EQ的“簡化計算式”（e）:EQ fofi口 （e）現(xiàn)利用放大器輸出調(diào)試參數(shù)的“簡化計算式”（a）和（e）來試算幾個例題。例題1，安置在總前端的電纜干線放大器的增益G24dB，要求設(shè)計輸出電平為96dBV、斜率fo4dB。前端混合器輸送到放大器端口的高端電平Si口高78dBV、低端電平Si口低77dBV。試求放大器的調(diào)試參數(shù)衰減量LAT和均衡

15、量EQ。解：先求輸入口電平的斜率fi口：fi口Si口高Si口低78771 （dB）根據(jù)算式（A簡）和（E簡）可得：LATSi口SoG7896246（dB）EQfofi口413 （dB）計算結(jié)果得出該放大器調(diào)試參數(shù)為：衰減量LAT6 dB，均衡量EQ3 dB。如果放大器是采用插片式衰減器和均衡器的話，那么就可以直接選用衰減量LAT6 dB、均衡量EQ3 dB的插片；如果放大器是采用可調(diào)式衰減器和均衡器的話，那么就需在放大器的輸出（測量）口接上場強儀，分別調(diào)可調(diào)衰減器和均衡器，使場強儀高、低端電平讀數(shù)分別為設(shè)計值So（96 dBV）、Sofo（92 dBV），這時必然是衰減量LAT6 dB、均衡量

16、EQ3 dB。例題2，光接收機輸出的訊號，通過300m12物理發(fā)泡電纜送到下一級放大器的輸入口的電平Si口75dB，斜率fi口15dB，下一級干線放大器要求輸出電平So96 dBV、輸出斜率fo4dB，試求該干線放大器調(diào)試參數(shù)LAT和EQ。解：將數(shù)據(jù)代入根據(jù)算式（a）和（e）可得：LATSi口SoG7596243 （dB）EQfofi口4（15）19 （dB）計算結(jié)果得出該放大器的調(diào)試參數(shù)為：衰減量LAT3dB，均衡量EQ19dB。各種型號放大器內(nèi)在設(shè)置118dB可調(diào)衡器的同時，通常還設(shè)置有10dB左右的固定均衡器（設(shè)通、斷開關(guān)）或固定均衡插片插孔。某些型號的放大器（如Lonver公司的LA5

17、300系列放大器，見）的固定均衡器件的均衡量曲線呈中段凸起狀態(tài)，使均衡后的放大器輸出電平曲線中段凹下一些，以糾正系統(tǒng)電平曲線中段凸起的現(xiàn)象，所以廠家要求用戶一般應(yīng)首先使用固定均衡器件，均衡量尚不足部分再用可調(diào)均衡器補足。在本例，如果先開通10dB的固定均衡器（或用固定均衡插片），那么可調(diào)均衡器的均衡量為9dB。固定均衡插片一般有12dB的插入損耗LEQ，如果用上它以后，衰減量LAT要相應(yīng)減少。4 小結(jié)通過放大器調(diào)試參數(shù)的推導(dǎo)和計算應(yīng)用，我們可以深刻了解放大器輸出電平So、斜率f與哪些參數(shù)有關(guān)，以及它們的數(shù)量關(guān)系；可以用來說明放大器的質(zhì)量指標與放大器的輸入口電平Si口的高低、輸入口斜率Fi口的大小無關(guān)，與放大器內(nèi)輸入衰減器的衰減量LAT、均衡量EQ的大小無關(guān)。當前光節(jié)點以下電纜分配系統(tǒng)中，干線放大器與用戶放大器之間的間距、干線放大器之間的間距參差不齊，從0米至300米之間各種數(shù)值的長度都可能會有，因此各放大器在輸出電平So和斜率fo都相同（即質(zhì)量指標相同）的情況下，實際的均衡量EQ數(shù)值差別很大，從0至20多dB之間的各種數(shù)值都可能會有，不存在一個固定的數(shù)值，而且均衡量EQ與放大器