電視第5章電纜電視系統(tǒng)的傳輸線(饋線)

第五章電纜電視系統(tǒng)的傳輸線（饋線）目錄第一節(jié)同軸射頻電纜第二節(jié)同軸電纜的基本參數(shù)第三節(jié)饋線的匹配電纜電視系統(tǒng)的傳輸線有三大種類：一是扁平饋線二是同軸電纜三是光纖光纜一、扁平饋線二、光纜第一節(jié)同軸射頻電纜

同軸射頻電纜：簡(jiǎn)稱同軸電纜，同軸是指結(jié)構(gòu)上同軸，射頻是指電纜中傳輸?shù)氖巧漕l電流信號(hào)。射頻（RF）是RadioFrequency的縮寫(xiě)，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～30GHz之間。

射頻簡(jiǎn)稱RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡(jiǎn)稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流，大于10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。有線電視系統(tǒng)就是采用射頻傳輸方式的。怎么劃分高頻、中頻、低頻？

是相對(duì)的概念，在無(wú)線電范圍內(nèi)可以這么理解：低頻指基帶頻率，中頻指中頻放大器所在頻率，高頻指發(fā)射所用頻率。在中波廣播中：1M就算高頻，455K是中頻，3K是低頻，在調(diào)頻廣播中：88M~108M算高頻，中頻10.7M，低頻20K，在電視廣播中：高頻大概為300M~800M，中頻33M，低頻6.5M，在微波系統(tǒng)中：一般基帶就有70M，中頻170M，在高變頻系統(tǒng)中：中頻比射頻還要高，而且還可能有很多個(gè)中頻。中頻的概念，更多的是一個(gè)固定的頻率，而不是中間頻率。比如某接收機(jī)，接受信號(hào)300M~3G，第一級(jí)中頻6.5G，第二級(jí)中頻170M，基帶寬度70M。一、結(jié)構(gòu)

同軸電纜的得名與它的結(jié)構(gòu)相關(guān)。同軸電纜是最常見(jiàn)的傳輸介質(zhì)之一。它用來(lái)傳遞信息的一對(duì)導(dǎo)體是按照一層圓筒式的外導(dǎo)體套在內(nèi)導(dǎo)體（一根細(xì)芯）外面，兩個(gè)導(dǎo)體間用絕緣材料互相隔離的結(jié)構(gòu)制選的，外層導(dǎo)體和中心軸芯線的圓心在同一個(gè)軸心上，所以叫做同軸電纜。一般由四部分構(gòu)成：內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體、外導(dǎo)體、護(hù)套。幾種類型的同軸電纜各部分結(jié)構(gòu)一、內(nèi)導(dǎo)體：一般是實(shí)芯（銅芯），也有空心銅管或雙金屬線。二、絕緣體：聚乙烯、聚氯乙烯?？煞謱?shí)芯、半空氣絕緣、空氣絕緣三種。三、外導(dǎo)體：雙重作用，回路導(dǎo)體、屏蔽。分金屬管狀、鋁箔縱包搭接、銅網(wǎng)和鋁箔縱包組合等。四、護(hù)套：外皮，聚乙烯、聚氯乙烯等。二、同軸電纜的編號(hào)主要字母代號(hào)及意義：S——同軸射頻電纜、Y——聚乙烯、YK——聚乙烯縱孔半空氣絕緣、D——穩(wěn)定聚乙烯空氣絕緣、V——聚氯乙烯舉例：SYKV-75-5表示：聚乙烯藕芯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套、特性阻抗為75歐姆、芯線絕緣外徑5mm。三、同軸電纜的種類按特性阻抗分：有50Ω、75Ω、93Ω、100Ω等系列。按派生特性分：有同軸電纜、泄漏同軸電纜。按導(dǎo)體分：有銅包鋼線、鍍銀銅線、實(shí)心銅線、空心光滑銅管、空心軋紋銅管等。按絕緣結(jié)構(gòu)分：有實(shí)心、發(fā)泡、半空氣結(jié)構(gòu)。按絕緣材料分：有聚乙烯、輻照聚乙烯、氟塑料等系列常見(jiàn)分法：按內(nèi)外導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)處理方法分有：1、實(shí)芯同軸電纜（損耗大、淘汰）、2、藕芯同軸電纜（損耗小、防潮防水差）3、化學(xué)發(fā)泡同軸電纜（化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡、有殘留）4、物理發(fā)泡同軸電纜（物理方法、充惰性氣體）5、竹節(jié)同軸電纜（使用環(huán)境有限制）6、全空氣絕緣同軸電纜（理論上）第二節(jié)同軸電纜的基本參數(shù)

1、特性阻抗定義：電纜處于匹配狀態(tài)（即線路上無(wú)反射波）時(shí)沿線的電壓與電流的比值。計(jì)算公式：Z=lgZ—特性阻抗d2:外導(dǎo)體有效直徑

εr

—相對(duì)介電常數(shù)d1：內(nèi)導(dǎo)體有效直徑阻抗匹配：在CATV系統(tǒng)中，電纜的特性阻抗應(yīng)盡可能和負(fù)載的阻抗相一致，否則，（1）造成信號(hào)的反射，使負(fù)載得到的功率減少，電纜的傳輸效率下降；（2）會(huì)造成傳輸信號(hào)的畸變，使電纜圖象傳輸出現(xiàn)重影。

同軸電纜衰減測(cè)試電纜型號(hào)5MHz15MHz30MHz50MHz65MHz100MHz750MHz75-51.82.63.64.75.36.71975-71.31.82.33.03.44.31375-90.91.31.82.32.63.31075-120.60.91.31.71.92.47.4電纜的衰減系數(shù)[dB/100m]3、溫度系數(shù)電視信號(hào)隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系。一般情況，溫度變化1℃，電纜損耗變化約為0.2%。4、回波損耗定義：RL=-20lgρ(dB)，式中ρ代表電纜輸入端反射系數(shù)。本質(zhì)：回波損耗表示電纜內(nèi)部均勻性好壞。回波損耗RL越大，反射系數(shù)越小，也就是駐波系數(shù)S越小，則表示電纜內(nèi)部均勻性好?；夭〒p耗曲線是判斷電纜傳輸信號(hào)時(shí)反射程度的依據(jù)，它是在電纜的信號(hào)輸入端測(cè)到的各使用頻率點(diǎn)的反射損耗數(shù)據(jù)組成的連續(xù)曲線。優(yōu)質(zhì)電纜的反射損耗曲線上沒(méi)有孤立的特別低的峰值。同軸電纜反射損耗測(cè)試

第三節(jié)饋線的匹配饋線與天線匹配：

為了從天線處獲取最大的能量。饋線與負(fù)載匹配：

為了使饋線上傳輸?shù)男盘?hào)能量全部被負(fù)載吸收。一、終端匹配的饋線當(dāng)饋線終端所接負(fù)載阻抗ZL等于饋線阻抗Zc時(shí)，稱為終端匹配連接。一、終端匹配的饋線特點(diǎn)：1.饋線上只有入射波而沒(méi)有反射波，此時(shí)饋線上所傳送的電波能量全部被負(fù)載吸收。終端匹配時(shí)饋線上電壓（電流）的分布為行波狀態(tài)。2.饋線上任意一點(diǎn)的阻抗都等于其特性阻抗。二、終端不匹配的饋線饋線終端的阻抗≠饋線的特性阻抗負(fù)載只能吸收電波部分能量多余能量形成反射波入射波加反射波駐波特點(diǎn)：1.輸入信號(hào)的功率不能被負(fù)載全部吸收，用戶端信號(hào)達(dá)不到規(guī)定值。2.出現(xiàn)反射波，若反射波與輸入阻抗仍不匹配時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生反射信號(hào)，成為新的入射波。在終端出現(xiàn)右重影。三、阻抗變換器1.在CATV系統(tǒng)中，天線的輸出阻抗為300Ω，而電纜的特性阻抗為75Ω，它們之間需要進(jìn)行阻抗變換；2.天線折合半波振子輸出兩端對(duì)地之間的電壓大小相等，相性相反，因此兩個(gè)輸出端對(duì)地是平衡的，而同軸電纜的外導(dǎo)體是直接與地相連的，同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體與地之間以是不平衡的。因此，天線與同軸電纜之間還需要進(jìn)行平衡—不平衡的轉(zhuǎn)換。（一）同軸電纜變換器利用一段長(zhǎng)度為λ/2的同軸電纜，可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換和平衡—不平衡變換，通常稱為“U”型平衡變換器。天線與同軸電纜的連接方法：“U”型平衡變換器的屏蔽層和主饋線電纜的屏蔽層相連（即銅網(wǎng)相連），芯線分別連接在折合半波振子的兩個(gè)饋電點(diǎn)上，而主饋線電纜的芯線接天線的任一個(gè)饋電點(diǎn)。變換原理：由于折合半波振子兩端對(duì)地阻抗相等，因此它可等效為中心點(diǎn)接地的負(fù)載RL如右上圖。電磁波由主饋線電纜A傳至a點(diǎn)后分成兩路，設(shè)a點(diǎn)到地的電壓為U，供給負(fù)載RL的左半部；另一路經(jīng)“U”型平衡變換器到達(dá)b點(diǎn)，b點(diǎn)與a點(diǎn)相差1/2波長(zhǎng)，故b點(diǎn)到地的電壓為-U，供給負(fù)載RL的右半部，因此a、b兩點(diǎn)電壓大小相等，相位相反，達(dá)到了平衡的目的。變換原理：將上頁(yè)圖畫(huà)成右圖，可以看出，a點(diǎn)到地及b點(diǎn)到地之間均接有負(fù)載RL/2，b點(diǎn)到地的阻抗經(jīng)1/2波長(zhǎng)的同軸電費(fèi)反映到a點(diǎn)到地仍為RL/2，因此上圖可畫(huà)為左下圖，主饋線電纜的特性阻抗為75Ω，其負(fù)載阻抗為300Ω，a點(diǎn)阻抗為RL/4=75Ω，達(dá)到了阻抗匹配。（二）傳輸線變壓器式阻抗變換器前述λ/2阻抗變換器，由于所取長(zhǎng)度和波長(zhǎng)有關(guān)，因此只適用于單頻道天線和饋線的連接，在多頻道接收時(shí)，為了滿足寬頻帶范圍內(nèi)的匹配，可采用傳輸線變壓器式阻抗變換器。如圖，它是由導(dǎo)線（傳輸線）繞在NXO-100或NXO-200高頻雙磁芯上而成，每個(gè)孔中有兩個(gè)線圈，用直徑為0.2-0.5mm的單股塑包銅線（或鍍銀銅線）雙線并繞3-4圈。每個(gè)孔中繞組的等效電路下頁(yè)圖。（二）傳輸線變壓器式阻抗變換器

bb'a'aa1:1a'bb'因?yàn)閮蓚€(gè)繞組的圈數(shù)相同，所以等效變阻器的阻抗變換為1：1。兩孔中的四個(gè)繞組相當(dāng)于兩個(gè)等效變阻器，當(dāng)四個(gè)繞阻按下左圖連接時(shí)，其等效電路如下右圖示。

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ac'a'd'dc（二）傳輸線變壓器式阻抗變換器因?yàn)檩斎攵耸莃’、a’與d’、c’串聯(lián)，