電纜電視系統(tǒng)第八章前端系統(tǒng)設(shè)計

1、2022/7/251電纜電視系統(tǒng)2022/7/252第八章前端系統(tǒng)設(shè)計一、系統(tǒng)的設(shè)計要求與任務(wù) 1.系統(tǒng)總體設(shè)計要求 盡力提高系統(tǒng)的電氣性能:1) 擴大服務(wù)范圍2) 保證信號質(zhì)量3)提高系統(tǒng)的抗干擾能力8.1 前端系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容2022/7/2532.施工方便3.防雷接地安全4.用戶使用方便5.降低造價，提高性能價格比系統(tǒng)器件的安裝位置應(yīng)不礙觀展。 2022/7/254二、系統(tǒng)設(shè)計前的準備工作4.了解用戶的要求。如自辦節(jié)目的數(shù)量、衛(wèi)星節(jié)目的數(shù)量、是否有FM廣播信號等。1.明確建筑物的結(jié)構(gòu)和用途、房間平面布置情況、房頂?shù)钠矫娌贾们闆r。其中包括建筑物的層次、房間分布、房間內(nèi)各種管道、家具的布置等。2

2、.明確建筑物所在區(qū)域的地理位置、用戶的分布情況及地形地貌。3.明確當?shù)氐碾娨曅盘枖?shù)量及用戶地區(qū)各頻道的場強。地形圖、建筑安裝平面圖、房頂平面圖。 2022/7/255三、系統(tǒng)總體設(shè)計的任務(wù)1.系統(tǒng)原理的設(shè)計（1）計算各頻道天線的輸出電平，并確定自辦節(jié)目的電平值。（2）確定前端對信號的處理形式。（3）確定傳輸分配形式。（4）計算系統(tǒng)各點電平，并進一步修正前端的輸出電平。2022/7/2562.系統(tǒng)原理圖繪制（1）繪制系統(tǒng)原理圖。（2）在系統(tǒng)原理圖上標明各元件的型號及其安裝方式。（3）在系統(tǒng)原理圖上標明有關(guān)各點的高低頻道的電平大小。2022/7/2573.繪制平面安裝圖(1)繪出有關(guān)元件的平面安裝

3、位置(2)標注有關(guān)元件的安裝方式、安裝高度及與其有關(guān)的電纜安裝方式和走向(這其中包括前端箱內(nèi)部設(shè)備的安裝)。4.提出避雷的要求方式或繪出避雷安裝圖。2022/7/2588.2 前端系統(tǒng)工程設(shè)計一、前端部分設(shè)計1.了解用戶對功能的要求：2.根據(jù)用戶的要求確定前端形式：3.進行各種計算：4.繪制前端系統(tǒng)圖：2022/7/259二、少量用戶集中分布系統(tǒng)集中分布指各用戶之間的電纜距離100米當?shù)匦盘柨刹捎弥眰鞣绞交蚍糯蠛笾眰鞣绞焦?jié)目數(shù)量相對少一些。1.特點：2.當?shù)匦盘柼幚矸绞剑?.適當增加衛(wèi)星電視節(jié)目：2022/7/2510例：一個單體樓的前端代號名稱型號NF(dB)G(dB)A1天線放大器MWA2

4、03.0126A2天線放大器MWA203.0126A3頻道放大器MWB20626R1衰減器SK20M1混合器MC1616G(x)調(diào)制器S550II代號頻道天線輸出(dB)T1257T2685T312104T4251102022/7/2511R1A1A2A3M1T1T2T3T4abcdefdBdBdB57dB85dB104dB110dB2022/7/2512三、多用戶集中分布系統(tǒng)集中分布指各用戶之間的電纜距離100米節(jié)目數(shù)量相對多一些。當?shù)匦盘柨刹捎弥眰鞣绞健⒎糯蠛笾眰鞣绞讲捎绵忣l方式采用頻道轉(zhuǎn)換器方式1.特點：2.當?shù)匦盘柼幚矸绞剑?022/7/2513四、多用戶分散分布系統(tǒng)分散分布指有些用戶

5、與前端之間的電纜距離100米節(jié)目數(shù)量相對多一些。采用鄰頻方式采用頻道轉(zhuǎn)換器方式1.特點：2.當?shù)匦盘柼幚矸绞剑?022/7/25148.3 前端系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)1.宇宙、大氣噪聲宇宙天體的電磁輻射、大氣分子的熱運動產(chǎn)生的電磁輻射，例如：太陽的電磁、宇宙射線等。什么是噪聲：各種干擾電壓的通稱。噪聲是怎樣產(chǎn)生的一、噪聲2.白噪聲線路導(dǎo)體內(nèi)分子的熱運動2022/7/2515二、信噪比信噪比視頻信號功率 / 噪聲信號功率三、載噪比CATV系統(tǒng)內(nèi)噪聲包含兩個方面：主要由電阻等無源網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的熱噪聲，用噪聲源電壓表示U ni。主要由放大器等有源器件產(chǎn)生的用噪聲系數(shù)F表示。2022/7/25161. 熱噪聲RRL

6、UnoUni波茲曼常數(shù) 絕對溫度常溫293K 噪聲頻帶寬度5.75MHz 噪聲源內(nèi)阻75分貝值：RL上的噪聲功率：2022/7/25172.載噪比載噪比（C/N） 分貝表示：視頻載波功率Ps噪聲載波功率Pn(倍)信噪比與載噪比之間的關(guān)系：2022/7/25183 .噪聲系數(shù)F噪聲系數(shù) F=輸入載噪比 / 輸出載噪比 用對數(shù)表示： 2022/7/2519圖象等級（Q）主觀評價信噪比S/N載噪比C/N各種影響5優(yōu)45.551.9無任何干擾4良34.643有點干擾,但不令人討厭.3中3036.3稍令人討厭2差2531.8很顯著，令人討厭1劣2329.5極其顯著，很令人討厭四、圖象質(zhì)量等級按照系統(tǒng)載噪

7、比大小，我國將CATV系統(tǒng)圖象劃分為五個等級。2022/7/2520五、交擾調(diào)制干擾信號通過放大器時，由于放大器的非線性而產(chǎn)生的強信號對弱信號頻道的調(diào)幅調(diào)制干擾。垂直白色帶子干擾-雨刷狀干擾。嚴重時出現(xiàn)負相。2.產(chǎn)生相交調(diào)制的原因:（1）放大器存在著非線性區(qū)域（2）信號電平進入放大器的非線性區(qū)。1.交擾調(diào)制的現(xiàn)象：2022/7/25213.交調(diào)制特點：（1）降低放大器的輸出。（3）輸入頻道數(shù)1（N）時，交調(diào)制上升。4.交調(diào)制干擾消除方法：（1）放大器輸出每增加AdB，交調(diào)制上升2AdB。（2）多個放大器級聯(lián)時，交調(diào)制上升。（2）使各頻道信號電平一致。2022/7/2522六、相互調(diào)制干擾1.相

8、互調(diào)制干擾的現(xiàn)象：網(wǎng)紋狀干擾。 信號通過放大器時，由于放大器的非線性而產(chǎn)生的諧波對某一頻道信號的干擾。2.產(chǎn)生相互調(diào)制的原因：（1）放大器存在著非線性區(qū)域；（2）信號電平進入放大器的非線性區(qū)。2022/7/25233.相互調(diào)制的特點（1）放大器輸出每增加AdB，相互調(diào)制上升AdB。（2）多個放大器級聯(lián)時，相互調(diào)制上升。（3）輸入頻道數(shù)1（N）時，相互調(diào)制上升。4.消除相互調(diào)制的方式（2）使各頻道信號電平一直。 （1）降低放大器的輸出。2022/7/2524七、增益：分為功率增益和電壓增益。1.（功率增益）=輸出功率（Po）輸入功率（Pi）（倍）分貝值：功率增益=10lg（Po）（Pi）（dB）

9、2.（電壓增益）=輸出電壓（Uo）輸入電壓（Ui）（倍）分貝值：電壓增益=20lg（Uo）（Ui）（dB）2022/7/25253.電平值CATV系統(tǒng)中，以1V電壓作計量標準，將某點的電壓U與計量標準1V電壓做如下運算，即為該點電平值。2022/7/2526例如：U=10V，1V，1mV，求各電平值。10V1V1mV2022/7/2527八、多個有源器件載噪比的計算總的噪聲系數(shù)的計算： ：放大器后面的衰減G1(dB)F1(dB)G2(dB)F2(dB)G3(dB)F3(dB)1(dB)2(dB)2022/7/25282022/7/2529NF=7dBG=20dBNF=3dBG=23dBSa=6

10、0dB例：求兩級放大后的電平值，系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)，系統(tǒng)的載噪比。解：1）電平值：2）系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)：2022/7/25303）系統(tǒng)的載噪比：2022/7/25318.4 CATV系統(tǒng)設(shè)計接收衛(wèi)星電視信號:選用高質(zhì)量拋物面天線,高頻頭選用低噪聲器件,接衛(wèi)星接收機.1.前端設(shè)備選型：接收開路信號：選用高質(zhì)量的定向天線，輸出電平60dBV,就不用設(shè)天放.一、前端系統(tǒng)設(shè)計2022/7/25322.前端系統(tǒng)圖：混合器混合器功分器接收機接收機接收機錄像DS6DS8DS10DS2DS4CH2CH4UHFDS13DS20DS22直接混合型前端系統(tǒng)圖2022/7/2533混合器混合器功分器接收機接收機接收機錄

11、像DS6DS8DS10DS2DS4CH2CH4UHFDS13DS20DS22頻道放大器型前端系統(tǒng)圖2022/7/25341.當多個放大器近距離串聯(lián)時，對噪聲系數(shù)影響最大的是（）。2.放大器串聯(lián)個數(shù)越（ ），輸入頻道越（ ），交調(diào)現(xiàn)象越厲害。3.相互調(diào)制產(chǎn)生的原因？相互調(diào)制發(fā)生時的現(xiàn)象？消除相互調(diào)制的方法？2022/7/25354.如圖，上一個放大器是天線放大器，下二個放大器是頻道放大器，(1)計算最后一個頻道放大器的輸出電平和輸出CN。(2)如果NF110dB，重新求最后一個頻道放大器的輸出CN。NF2=10dBG2=20dBNF1=3dBG1=20dBSa=56dBNF3=10dBG3=20

12、dB2022/7/2536第九章 衛(wèi)星電視9.1 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng) 這是劃時代的構(gòu)想，一個通信衛(wèi)星被置于如此高度，就猶如樹立起一個36000公里的高大天線，居高臨下，幾乎覆蓋地球表面的40%，雖然電波微弱，但天涯海角電波無所不及。2022/7/2537一、同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星公轉(zhuǎn)與地球自轉(zhuǎn)同步。在地面接收點只要把接收天線對準衛(wèi)星，就可以收到衛(wèi)星信號（電訊或電視信號）。由于各國都在不斷地發(fā)射同步衛(wèi)星，而同步衛(wèi)星只能在地球赤道平面上天空距公里（即公里）這條唯一的同步軌道上運行，故每顆衛(wèi)星不能靠得很近，彼此之間保持一定距離。國際電聯(lián)規(guī)定了這個距離為度。在東半球軌道上最擁擠的弧段為度度。各國的同步軌道位置

13、和使用頻段分配都由國際電聯(lián)衛(wèi)星組織決定和批準。 2022/7/25382022/7/2539二、上行發(fā)射站6.6MHz振蕩 伴音預(yù)加重視頻6MHz低通濾波伴音調(diào)頻復(fù)合基帶信號混合再調(diào)頻中頻振蕩視頻信號輸入伴音信號輸入中頻放大本機振蕩I上變頻I本機振蕩II上變頻I放大放大上行發(fā)射機的原理框圖2022/7/2540三、星體星體是衛(wèi)星電視廣播的核心，也是技術(shù)難度最大的一環(huán)。星體對地面應(yīng)當是靜止的，這就要求它的公轉(zhuǎn)能精確地與地球的自轉(zhuǎn)保持同步，且保持正確的姿態(tài)。衛(wèi)星的星載設(shè)備包括天線、太陽能電源、控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)器等。轉(zhuǎn)發(fā)器是電視廣播的專用設(shè)備，它將上行信號經(jīng)過頻率變換及放大后，由定向天線向地面發(fā)射，以

14、供給地面接收衛(wèi)星信號。 2022/7/2541四、接收網(wǎng)2022/7/2542五、衛(wèi)星電視廣播的優(yōu)點1.可以覆蓋全國領(lǐng)土2.電磁波能量利用率高3.圖象質(zhì)量好，穩(wěn)定性高4.節(jié)省基建時間，減少基建投資2022/7/2543六、通信衛(wèi)星與廣播衛(wèi)星1.通信衛(wèi)星 通信衛(wèi)星與設(shè)在地球各點的地面站組成通信系統(tǒng)，這些地面站一般具有大口徑的天線、高靈敏度接收設(shè)備和大功率發(fā)射設(shè)備，通過多通道的接口發(fā)送與接收，供各用戶交換信息。 通信衛(wèi)星特點（）信號組成較單純，下行通信功率較小，一般只有幾瓦幾十瓦數(shù)量級，傳輸中的信號強度弱。（）由于所需功率小，故太陽能極板少，體積小（相對于電視廣播衛(wèi)星而言），星蝕期間可由蓄電池供電

15、而不致中斷通信。2022/7/2544（）傳輸信息多樣化，如電報、 、數(shù)據(jù)等。且這些信息占用頻帶較窄，最寬也只有，因而傳輸容量很大，有時可傳輸幾萬路電報、 等，但卻只能傳路或幾路電視信號。（）波束覆蓋面不受限制，以實際應(yīng)用范圍為準，若實現(xiàn)全球通信，只要用三個通信衛(wèi)星互成度的間隔即可實現(xiàn)，所以通信衛(wèi)星的服務(wù)面積最大。（）電波傳輸條件好，雨致?lián)p耗較小。（）地面接收系統(tǒng)噪聲溫度較低。2022/7/25452.廣播衛(wèi)星 廣播衛(wèi)星（直播電視衛(wèi)星）主要用于電視和廣播信號轉(zhuǎn)發(fā)，兼做其它業(yè)務(wù)。供覆蓋區(qū)內(nèi)集體和個人接收廣播電視和廣播節(jié)目。廣播衛(wèi)星特點（）發(fā)射功率大（）太陽能電池極板多（）可同時傳送電視與廣播信號

16、（）波段對地面微波無干擾（）易入家庭2022/7/25463.廣播衛(wèi)星的幾個問題（）控制波束（）要求行波管高效、長壽（）雨損大（）費用“上高下低”（）要求定向精度高 2022/7/25474.衛(wèi)星廣播頻段劃分波段（）Ku波段（）Ku波段按規(guī)定將全世界的衛(wèi)星電視廣播分為三個區(qū):，帶寬800MHz，供第一區(qū)使用，帶寬500MHz，供第二、第三區(qū)使用，帶寬為250MHz，供第三區(qū)使用2022/7/2548我國是第三區(qū)已決定將采用Ku波段作為衛(wèi)星電視廣播波段。第三區(qū)使用頻帶劃分為24個頻道，各頻道的間隔是。第一區(qū)包括歐洲、蒙古、土耳其和阿半島；第二區(qū)是美洲；第三區(qū)是亞洲和大洋洲。2022/7/2549

17、9.2 拋物面接收天線一、拋物面接收天線2022/7/2550偏饋式偏饋式2022/7/25512022/7/25522022/7/25532022/7/2554二、衛(wèi)星天線尺寸與接收效果衛(wèi)星天線的尺寸都會依衛(wèi)星訊號在當?shù)氐膹姸葋頉Q定大小。通常會依使用者的需求來加大天線的尺寸?，F(xiàn)在用一 個米的天線與一個 4米的天線同時接收169度泛美二號的民視新聞臺，所接收的C/N比 分別為 16 dB與 22 dB，在一般的狀況下兩個天線所接收的畫面是毫無差別的，但是當 烏云太厚或下雨，衛(wèi)星訊號到達地面前受到衰減，假設(shè)衰減量為10dB，此時米天線已 出現(xiàn)停格及畫面中斷的現(xiàn)象，但 4米天線還能收到12dB的C

18、/N比，畫面絲毫不受影響。所以天線越大，收視效果越好。2022/7/2555三、饋源作用：將聚集在焦點上的電磁波轉(zhuǎn)換為適合于波導(dǎo)傳輸?shù)哪撤N單一模式的電磁波，供給高頻頭內(nèi)部的低噪聲放大器放大。2022/7/2556四、高頻頭作用：將饋源收集送來的電磁波進行低噪聲放大，并與本機振蕩信號進行混頻，得到9501750MHZ的降頻信號。2022/7/25579.3 衛(wèi)星電視接收機2022/7/25582022/7/2559一、八路有源功分器STV-2788AP 頻寬(MHz)增益(dB)噪聲系數(shù)(dB)隔離度(dB)反射損耗(dB)最大輸出(dB)尺寸(mm)950-205012615695dBV156

19、118282022/7/2560二、衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)衛(wèi)星電視接收設(shè)備由拋物面天線、高頻頭（室外單元）和衛(wèi)星電視接收機（室內(nèi)單元）三部分組成。最后輸出視頻圖象信號和伴音信號。 2022/7/2561三、多衛(wèi)星接收機用戶系統(tǒng)2022/7/2562系統(tǒng)圖的畫法混合器混合器2022/7/25639.4 與CATV系統(tǒng)的聯(lián)接RF OUTVIDEO INAUDIO IN混合器S-VIDEO調(diào)制器衛(wèi)星電視接收機2022/7/2564衛(wèi)星信號中繼器2022/7/25659.5 衛(wèi)星電視發(fā)展趨勢一、數(shù)字衛(wèi)星電視數(shù)字衛(wèi)星電視是近幾年迅速發(fā)展起來的，利用地球同步衛(wèi)星將數(shù)字編碼壓縮的電視信號傳輸?shù)接脩舳说囊环N廣播電視形式。兩種傳送方式：數(shù)字電視信號有線電視前端有線電視臺轉(zhuǎn)換成模擬電視信號用戶1.數(shù)字電視信號用戶2.（DTH）方式2022/7/2566二、DTH系統(tǒng)組成