祝春華-建筑設(shè)備教學(xué)課件-第5章共用天線電視系統(tǒng)

第5章共用天線電視系統(tǒng)緒言：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解并掌握共用天線電視系統(tǒng)概述、前端系統(tǒng)、電視的干線傳輸系統(tǒng)、用戶分配系統(tǒng)、衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)等。內(nèi)容框架：第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述第2節(jié)前端系統(tǒng)第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)

第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)重點(diǎn)/難點(diǎn)：前端系統(tǒng)、電視的干線傳輸系統(tǒng)、用戶分配系統(tǒng)。2021/10/10星期日1第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)電視存在問題：偏僻地區(qū)電視信號微弱；城市由于用鋼筋水泥建造的高層建筑較多，對電視信號會造成各種折射、反射，使電視倍號過于微弱；室外天線林立，相互之間產(chǎn)生干擾，雷電還會造成人機(jī)危害，影響建筑物的壽命和美觀。40年代出現(xiàn)的共用天線電視系統(tǒng)(CATV)解決了以上問題。CATV系統(tǒng)可以為用戶提供高質(zhì)量的開路電視節(jié)目、閉路電視節(jié)目、廣播衛(wèi)星電視節(jié)目、付費(fèi)電視節(jié)目、圖文電視、無線電視、寬帶雙向業(yè)務(wù)。2021/10/10星期日2第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述1.1系統(tǒng)的組成共用天線電視系統(tǒng)組成：前端接收部分、干線傳輸部分、用戶分配網(wǎng)絡(luò)。2021/10/10星期日3第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述1．前端系統(tǒng)CATV系統(tǒng)最重要的組成部分之一。前端系統(tǒng)包括：電視接收天線、頻道放大器、頻率變換器、自播節(jié)目設(shè)備、衛(wèi)星電視接收設(shè)備、導(dǎo)頻信號發(fā)生器、調(diào)制器、混合器、連接線纜等。2021/10/10星期日42021/10/10星期日5第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述作用：將天線接收的各頻道電視信號分別調(diào)整到一定電平值，然后經(jīng)混合器混合送入干線；必要時將電視信號變換成另一頻道的信號；向干線放大器提供用于自動增益控制和自動斜率控制的導(dǎo)頻信號；自播節(jié)目通過調(diào)制器后成為某一頻道的電視信號而進(jìn)入混合器；衛(wèi)星電視接收設(shè)備輸出的視頻信號通過調(diào)制器成為某一頻道的電視信號進(jìn)入混合器；交互式電視系統(tǒng)的加密、計算機(jī)管理、調(diào)制－解調(diào)等功能。2021/10/10星期日6第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述2．干線傳輸系統(tǒng)是把前端接收處理、混合后的電視信號，傳輸給用戶分配系統(tǒng)的一系列傳輸設(shè)備，主要有干線放大器和干線電纜。采用優(yōu)質(zhì)低耗的同軸電纜或光纜；采用干線放大器，其增益應(yīng)正好抵消電纜的衰減。在主干線上應(yīng)盡可能少分支，以保持干線中串接放大器數(shù)量最少。要傳輸雙向節(jié)目，必須使用雙向傳輸干線放大器。2021/10/10星期日7第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述干線放大器的類型（傳輸方向分）：雙向和單向。干線放大器的類型（電平控制能力分）：手動增益控制和均衡型干線放大器；自動增益控制(AGC)型干線放大器；AGC加自動斜率補(bǔ)償型放大器；自動電平控制(ALC)型干線放大器。其他干線設(shè)備：電源、電流通過型分支器、分配器、長距離傳輸?shù)墓饫|傳輸設(shè)備（光發(fā)射機(jī)、光分波器、光合波器、光接收機(jī)、光纜等）。2021/10/10星期日8第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述3．用戶分配網(wǎng)絡(luò)用戶分配網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備：分配放大器、分支分配器、用戶終端、機(jī)上變換器、雙向電纜電視系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器和數(shù)據(jù)終端等設(shè)備。主要作用：將干線送來的信號放大到足夠電平；向所有用戶提供電平大致相等的電視信號，使用戶能選擇到所需要的頻道和準(zhǔn)確無誤地解密或解碼；。系統(tǒng)輸出端具有隔離特性，保證電視接收機(jī)之間互不干擾；借助于部件輸入與輸出端的匹配特性，保證系統(tǒng)與電視接收機(jī)之間有良好的匹配；對于雙向電纜電視還需要將上行信號正確地傳輸?shù)角岸恕?021/10/10星期日9第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述1．2系統(tǒng)的分類1．按系統(tǒng)的大小規(guī)模分類大型系統(tǒng)(A類系統(tǒng))；中型系統(tǒng)(B類系統(tǒng))；中小型系統(tǒng)(C類系統(tǒng))；小型系統(tǒng)。2021/10/10星期日10第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述2．按系統(tǒng)工作頻率分類全頻道系統(tǒng)；300MHz鄰頻傳輸系統(tǒng)450MHz鄰頻傳輸系統(tǒng)；550MHz鄰頻傳輸系統(tǒng)；750MHz鄰頻傳輸系統(tǒng)。2021/10/10星期日11第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述3．按傳輸介質(zhì)或傳輸方式分類有同軸電線、光纜及其混合型、微波中繼、衛(wèi)星電視等。4．按用戶地點(diǎn)或性質(zhì)分類有城市系統(tǒng)、鄉(xiāng)村系統(tǒng)、住宅小區(qū)系統(tǒng)等。2021/10/10星期日12第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述1．3系統(tǒng)的頻道制式不同，各國的電視頻道都不相同。我國采用的視頻帶寬為6MHz。因此，在電視頻道上規(guī)定每8MHz為一個頻道所占的頻帶。伴音載頻和圖象載頻相隔為6.5MHz。頻道劃分規(guī)定:“I”頻段:劃分為5個頻道;“Ⅱ”頻段：劃分給調(diào)頻廣播和通信專用（88～l08MHz）;“Ⅲ”頻段:劃分為7個頻道;“Ⅳ”頻段:劃分為12個頻道；“Ⅴ”頻段：劃分為44個頻道。甚高頻(VHF)頻段：有12個頻道（“I”頻段＋“Ⅲ”頻段）；超高頻(UHF)頻段：有56個頻道（“Ⅳ”頻段＋“Ⅴ”頻段）。2021/10/10星期日13第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述我國的電視頻道劃分如表7—3所示。電視頻道配置如圖7—2所示。2021/10/10星期日14第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述2021/10/10星期日15第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述1．4系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)CATV系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：第一類是電平參數(shù)：給電視機(jī)提供一個最佳輸入電平的范圍。輸入電平太高，會在電視機(jī)高頻頭的放大器中產(chǎn)生非線性失真，使圖像質(zhì)量下降；輸入電平太低，則會受到電視機(jī)高頻頭噪聲系數(shù)的影響，使用戶看到的圖像信噪比不符合接收要求，圖像質(zhì)量也會下降。第二類圖像質(zhì)量參數(shù)：信號質(zhì)量的好壞。性能指標(biāo)見表7—4。圖像質(zhì)量問題見表7—5。2021/10/10星期日16第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述1．5系統(tǒng)的分貝計算方法1．分貝的概念放大器的電壓增益：表示放大器的放大程度，定義為放大器輸出信號電壓與輸入信號電壓的比值。常用分貝來表示放大倍數(shù)的大小，此時稱“增益”。功率增益GP：電壓增益GU：2021/10/10星期日17第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述例1：某放大器輸入信號為30μV，輸出信號為3000μV，求放大器的電壓增益是多少分貝?解：

2021/10/10星期日18第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述例2：(1)當(dāng)輸入Ui＝200μV信號通過電壓增益為6dB的放大器時，求其輸出Uo；

(2)由a所求的輸出再通過電壓增益為20dB的放大器時，求其輸出；

(3)當(dāng)輸入Ui＝200μV信號通過串接電壓增益為6dB和20dB的放大器時，求其輸出Uo。解：(1)Ui＝200μV，由表查得6dB的電壓比Uo／Ui＝2，因此Uo＝400μV。(2)Ui＝400μV，由表查得20dB的電壓比Uo／Ui＝10，因此Uo＝4mV。(3)兩個放大器串接后，總電壓增益Gu＝6dB＋20dB＝26dB。由表查得電壓比Uo／Ui＝20。其輸出仍然是4mv。2021/10/10星期日19第1節(jié)共用天線電視系統(tǒng)概述2．參考電平參考電平分貝數(shù)只是一個比值，它并不能表示一個信號電平的高低。標(biāo)準(zhǔn)電平通常為1μV。若輸出電平為l0μV時，則稱為比標(biāo)準(zhǔn)電平提高了10倍，稱為20dB的增益，即為20dBμV的增益。dB和dBμV是不同的：dB數(shù)表示一個比值，而dBμV則表示一個信號電平。2021/10/10星期日20第2節(jié)前端系統(tǒng)

前端系統(tǒng)包括從天線到分配系統(tǒng)的所有部件。組成：天線、放大器、混合器、分配器、天線放大器、U／V變換器。任務(wù)：把從天線接收到的各種電視信號，經(jīng)過處理后，恰當(dāng)?shù)厮腿敕峙渚W(wǎng)絡(luò)。重要性：其質(zhì)量的好壞，對整個系統(tǒng)的音像質(zhì)量起關(guān)鍵作用。2021/10/10星期日21第2節(jié)前端系統(tǒng)2．1接收信號源CATV的接收信號源有：廣播電視接收天線(如單頻道天線、分頻段天線及全頻道天線，CATV主要使用)；FM天線；衛(wèi)星直播地面接收站；視頻設(shè)備(錄像機(jī)、攝像機(jī))、音頻設(shè)備；電視轉(zhuǎn)播車；計算機(jī)。主要功能：接收并輸出圖像和伴音信號。2021/10/10星期日22第2節(jié)前端系統(tǒng)2．2接收天線1．接收天線的功能接收電磁波能量。將其轉(zhuǎn)換成電勢和高頻電流通過饋線送給CATV的前端設(shè)備進(jìn)行信號處理或送給電視接收機(jī)。增加電視信號的有效傳播距離。提高接收電視信號的質(zhì)量。2021/10/10星期日23第2節(jié)前端系統(tǒng)2．系統(tǒng)對接收天線的要求有較高的增益和信噪比，以提高系統(tǒng)接收效果。良好的頻率特性。為了獲得清晰的圖像和伴音，要求接收天線有足夠的頻帶寬度，一般略大于8MHz。較好的方向性。較高的方向指標(biāo)有利于抗干擾和抗重影。有良好的匹配特性。天線的阻抗與傳輸線阻抗基本相等，以減少反射波對系統(tǒng)的干擾。機(jī)械強(qiáng)度高、天線尺寸小、耐腐蝕，并采取必要的避雷措施，以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。2021/10/10星期日24第2節(jié)前端系統(tǒng)3．接收天線的分類按結(jié)構(gòu)形式分：八木天線、雙環(huán)天線、對數(shù)周期天線、菱形天線、拋物面天線、特殊功能(如抗重影、列陣天線)天線等。按接收頻道分：單一頻道專用接收天線；多頻道(寬頻帶)專用接收天線。按安裝位置分：室內(nèi)天線、室外天線。按是否有源分：有源天線――可使天線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高增益、高信噪比接收，通常把天線放大器安裝在天線的豎桿上，把它看成天線的一部分。無源天線2021/10/10星期日25第2節(jié)前端系統(tǒng)4．天線的基本單元及參數(shù)一般電視發(fā)射采用水平極化天線，電視接收也采用水平極化天線。其天線的振子總是水平放置的。(1)半波振子又叫半波偶極子，是復(fù)雜天線的最基本單元。半波：水平放置的長度為λ／2(λ為某一電視信號的波長)的導(dǎo)體天線的基本參數(shù)：輻射阻抗、波瓣寬度、增益、頻帶寬度、電壓駐波比、天線有效長度等。(2)半波折合振子

2021/10/10星期日26第2節(jié)前端系統(tǒng)(3)多元振子天線（八木天線）半波振子和折合振子作為簡單的接收天線用時，其增益低、方向性不強(qiáng)(即各向具有相同的接收能力)，只適用于信號強(qiáng)、干擾小的地區(qū)。當(dāng)接收點(diǎn)遠(yuǎn)離電視臺、信號較弱，或雖信號強(qiáng)但干擾嚴(yán)重的地區(qū)，則須采用高增益的定向天線。日本東北大學(xué)教授八木秀次發(fā)明提高增益和增強(qiáng)方向性的多元振子天線。組成：饋電振子（有源振子）：用半波折合振子起饋電作用；反射器（反射體）：較有源振子長(一般遠(yuǎn)大于λ/2)的振子起反射作用;引向器(引向體)：其余半波振子起引向作用。注：多元天線的單元數(shù)等于振子總數(shù)。

2021/10/10星期日27第2節(jié)前端系統(tǒng)(4)寬頻帶天線以上是頻道專用天線(單頻道天線)。CATV需要寬頻帶天線。寬頻帶天線分類（從頻帶上分）：VHF接收天線：低頻段接收天線(1—5頻道)；高頻段接收天線(6—12頻道)；全頻段接收天線(1—12頻道)；UHF接收天線：低頻段接收天線(13—36頻道)；高頻段接收天線(37—68頻道)；低頻段接收天線(13—24頻道)；中頻段接收天線(25—44頻道)；高頻段接收天線(45—68頻道)；UHF全頻段接收天線(13—68頻道)；全頻道接收天線(1—68頻道)。2021/10/10星期日28第2節(jié)前端系統(tǒng)CATV系統(tǒng)中常用電氣指標(biāo)比較高的對數(shù)周期天線。它有很寬的工作頻帶，穩(wěn)定的輸出阻抗。是在一條絕緣板上，安裝27個單元構(gòu)成的。每個單元都是兩根對稱的金屬管。由最短的開始數(shù)，第1～9單元工作在特高頻道，第14～27單元工作在甚高頻道，第10～13單元為過渡耦合元件（為保持整體特性過渡平穩(wěn)、頻帶連續(xù)）。2021/10/10星期日29第2節(jié)前端系統(tǒng)工作原理：與多元振子天線相似。對某一信號頻率來講，接近該信號λ/2波長的幾個單元參與工作(參與工作的單元所在的區(qū)域稱為諧振區(qū))。參與工作的單元就組成一個多單元振子天線，如某信號的頻率剛好等于第n個對稱振子的諧振頻率時，該振子就獲得激勵，它相當(dāng)于多元振子天線中的有源振子，較長相鄰(第n＋1個)振子相當(dāng)于反射器，而較短相鄰(第n－1個)振子相當(dāng)于引向器。適用：具有很寬的頻帶，但其增益和方向性不如單頻道專用天線。因此，它只適用于各頻道信號接收電平相差不多，干擾較小的地區(qū)。

2021/10/10星期日30第2節(jié)前端系統(tǒng)(5)改善天線性能的措施使用組合天線。解決對數(shù)周期天線的不足，有效措施是采用天線的組合使用，即根據(jù)接收頻道的要求，把低頻段天線與高頻段天線、高頻段天線與頻道專用天線，或低頻段天線與頻道專用天線組合在一起使用。注：組合天線最適用于作CATV系統(tǒng)的天線。組合方式：水平組合和垂直組合。天線間隔（避免天線間干擾）要求：間隔距離盡量大一些，其水平間隔應(yīng)大于最低頻道信號的波長λ，而垂直間隔應(yīng)大于λ/2，天線離地(電氣地)高度應(yīng)大于λ。2021/10/10星期日31第2節(jié)前端系統(tǒng)使用天線陣。進(jìn)一步地提高天線的方向性和增益，把同類天線組合起來使用。組合方式：雙層天線、雙列天線、雙層雙列天線。2021/10/10星期日32第2節(jié)前端系統(tǒng)2．3前端設(shè)備1．信號放大器作用：放大接收天線接收下來的信號功率；補(bǔ)償CATV系統(tǒng)中的各種損耗(如混合器、分配器、分支器的插入損耗，傳輸電纜的損耗以及其它各類附加損耗)，以保證各用戶端具有滿足設(shè)計要求的電平。2021/10/10星期日33第2節(jié)前端系統(tǒng)主要性能指標(biāo)：增益。即放大器的輸出功率與輸入功率之比(用分貝表示)。應(yīng)根據(jù)放大器不同的用途選擇其增益。放大器的增益可在其范圍內(nèi)調(diào)整（向低方向調(diào)整或正負(fù)方向調(diào)整）。工作頻帶和幅頻特性。幅頻特性指放大器對電視信號的增益與頻率變化。放大器在工作頻帶內(nèi)要求有較平坦的頻率特性（通常用頻道內(nèi)幅頻特性來表示，即規(guī)定在任意頻道(8MHz帶寬)內(nèi)，增益變化不得大于±2dB）。2021/10/10星期日34第2節(jié)前端系統(tǒng)最大輸出電平和額定輸出電平。超過最大輸出電平這一界限，放大器的工作點(diǎn)就進(jìn)入非線性區(qū)，產(chǎn)生非線性失真。把最大輸出電平減去3dB作為額定輸出電平。噪聲系數(shù)。指放大器在輸入、輸出阻抗匹配的情況下，其輸出端信噪比與輸入端信噪比的比值。它是衡量放大器內(nèi)部雜波的一項(xiàng)指標(biāo)。電壓駐波比或反射損耗。電壓駐波比是衡量放大器的實(shí)際阻抗與標(biāo)稱阻抗偏差的指標(biāo)。該值越小越好。2021/10/10星期日35第2節(jié)前端系統(tǒng)信號放大器分類（按特性、用途、在系統(tǒng)中使用的位置分）：前端放大器線路放大器－設(shè)置在傳輸分配系統(tǒng)中的放大器前端放大器有：天線放大器、頻道放大器。線路放大器有：干線放大器、分配放大器、分支放大器、線路延長放大器。2021/10/10星期日36第2節(jié)前端系統(tǒng)天線放大器――又叫低電平放大器或前置放大器。作用：提高接收天線的輸出電平，以便獲得較高的噪聲比，提高信號的質(zhì)量。其輸入電平通常為50～60dBμV，所以要求噪聲系數(shù)很低(3～6dB)。其外殼多為防雨型結(jié)構(gòu)，可以直接裝在天線桿上。2021/10/10星期日37第2節(jié)前端系統(tǒng)頻道放大器――即單頻道放大器。它位于系統(tǒng)的前端，其后接混合器。在進(jìn)行混合之前，需要進(jìn)行電平調(diào)整，使混合之前的各信號電平基本接近。根據(jù)頻道放大器的不同使用，有無單獨(dú)存在的增益控制器、手動增益控制器或自動增益控制器幾種。2021/10/10星期日38第2節(jié)前端系統(tǒng)干線放大器――設(shè)置在CATV系統(tǒng)的干線部分，用于補(bǔ)償干線的電平損失（包括線路、分配、分支損失）。分配放大器――是在干線或支線末端，以供2～4路分配線輸出的放大器。是寬頻帶高電平輸出的一種放大器。2021/10/10星期日39第2節(jié)前端系統(tǒng)分支放大器――是裝在干線或支線末端，有一個輸入端和一個干線或支線輸出端，并從干線或支線輸出端的定向耦合器取出信號作為支線輸出端。線路延長放大器――安裝在支干線上，用以補(bǔ)償分支器的插入損耗和線纜的傳輸損耗。2021/10/10星期日40第2節(jié)前端系統(tǒng)2．混合器與分波器混合器――將多路不同頻道的電視信號混合成一路信號的裝置。分波器――采用濾波式電路的混合器，其輸入輸出互換使用。功能：將不同頻道的電視信號混合成一路傳輸；消除同一信號經(jīng)過不同天線接收而產(chǎn)生的重影；有效的濾掉干擾雜波，有一定抗干擾能力。2021/10/10星期日41第2節(jié)前端系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)：插入損失。即混合器輸入功率與輸出功率之比的分貝數(shù)。相互隔離。任—輸入端加一輸入信號，而其它輸入端將感應(yīng)出相應(yīng)信號。其輸入信號電平(db)與感應(yīng)信號電平(dB)之差，稱混合器輸入端之間的相互隔離。一般要求大于20dB。工作頻率。一個混合器只能在某一特定的頻率(或頻帶)內(nèi)工作。輸入輸出阻抗。一般均為75Ω。電壓駐波比。是衡量混合器的實(shí)際阻抗與標(biāo)稱阻抗的偏差程度，值越小越好。一般應(yīng)小于2。2021/10/10星期日42第2節(jié)前端系統(tǒng)分類（按組合方式）：無源混合器（又稱濾波式混合器）。由無源濾波組合而成，其電路是線性的，因此它可以將輸入和輸出端互換，即作為分波器使用。有源混合器。由濾波器和放大器兩大部分組成，其電路為非線性的，不能反過來作分波器使用。分類（按使用頻率范圍）：頻道混合器。將兩個或兩個以上的單一頻道的信號合成一路信號的器件。其電路由兩個及以上的帶通濾波器組成。頻段混合器。將不同頻段的信號混合起來的器件。其電路由低通和高通濾波器組成。2021/10/10星期日43第2節(jié)前端系統(tǒng)3．頻道轉(zhuǎn)換器CATV系統(tǒng)常有U—V、V—V、V—U等頻道轉(zhuǎn)換器。U—V變換器能以一定的增益不失真地將UHF信號變換成VHF信號,供給CATV系統(tǒng),使原系統(tǒng)功能從VHF頻段擴(kuò)展到UHF頻段。造成重影原因：在離電視臺較近、場強(qiáng)較高的地區(qū)，電視臺發(fā)射的信號電波會直接穿過電視機(jī)外殼而進(jìn)入它的內(nèi)部，這種直接信號比CATV系統(tǒng)送來的信號提前到達(dá)，而電視掃描又總是從屏幕的左面掃向右面，因此，直接信號就在圖像的左面。解決的根本辦法：在前端進(jìn)行頻道變換處理。2021/10/10星期日44第2節(jié)前端系統(tǒng)4．調(diào)制器作用：將錄像機(jī)、攝像機(jī)和衛(wèi)星電視接收設(shè)備輸出的視頻圖像信號及伴音信號調(diào)制在某一頻道的高頻載波上，成為全電視信號后，進(jìn)入CATV系統(tǒng)。5．阻抗匹配器作用：使線路處于平衡狀態(tài)，6．衰減器作用：7．自動開關(guān)機(jī)設(shè)備2021/10/10星期日45第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)

作用：將前端系統(tǒng)輸出的高頻信號不失真地、穩(wěn)定地傳輸?shù)较到y(tǒng)的用戶分配網(wǎng)絡(luò)輸入端口，且其信號電平需滿足系統(tǒng)分配網(wǎng)絡(luò)要求。干線傳輸媒體：同軸電纜、光纜。2021/10/10星期日46第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)3．1干線傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)結(jié)合傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)來考慮。干線傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：樹形：通常采用同軸電纜，其適合于從干線、支干線分支拾取和分配信號，價格便宜，安裝維護(hù)方便。星形：通常采用光纜?；旌闲危簩?shí)際的設(shè)計和應(yīng)用中往往采用。2021/10/10星期日47第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)3．2同軸電纜傳輸目前大多數(shù)CATV系統(tǒng)的干線傳輸媒體均采用同軸電纜。同軸電纜分類:

基帶同軸電纜--50歐姆電纜，用于數(shù)字傳輸，多用于基帶傳輸；寬帶同軸電纜--75歐姆電纜，用于模擬傳輸，多用于電視信號傳輸。頻帶高達(dá)300MHz（常常到450MHz）銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護(hù)套2021/10/10星期日48第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)保證傳輸質(zhì)量的措施：采用優(yōu)質(zhì)低耗的同軸電纜；采用具有自動電平控制(ALC)和自動斜率控制(ASC)的干線放大器；干線上盡可能少分支，串接的干線放大器數(shù)量盡可能少（理論值不能超過25級）；2021/10/10星期日49第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)同軸電纜的布置和路由的原則：為使干線傳輸系統(tǒng)高質(zhì)量、低損耗，干線敷設(shè)應(yīng)盡可能選擇短而直，以減少放大器串接級數(shù)、節(jié)約電纜、降低成本；傳輸干線應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電線路和干擾源敷設(shè)；干線系統(tǒng)中可通過分支放大器向分配網(wǎng)絡(luò)饋送信號，而盡量少用分配放大器；干線放大器一般應(yīng)設(shè)置在其增益剛好抵消前一段電纜損耗的位置。干線分支放大器的位置應(yīng)處于用戶分配網(wǎng)點(diǎn)的中心地帶；傳輸干線終點(diǎn)位置應(yīng)以能滿足系統(tǒng)最遠(yuǎn)的分配網(wǎng)點(diǎn)的電平需要而定；在需要將干線分成兩路傳輸時，接入分配器的位置應(yīng)靠近干線放大器輸出端，遠(yuǎn)離下端。高寒或溫度變化大的地區(qū)及傳輸干線安全需要，應(yīng)盡可能采用埋式電纜地下敷設(shè)。2021/10/10星期日50第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)3．3光纜傳輸同軸電纜的不足：大型的電纜傳輸系統(tǒng)中，隨著傳輸距離的增加及放大器的級數(shù)增多，電視信號的非線性失真及信噪比不斷惡化。單一的電纜傳輸網(wǎng)，無論是從傳輸距離還是傳輸質(zhì)量上，都已不能滿足寬信息高速傳輸網(wǎng)的發(fā)展要求。目前CATV系統(tǒng)已開始廣泛采用光纖為干線傳輸。2021/10/10星期日51第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)1．光纜CATV系統(tǒng)特點(diǎn)傳輸損耗小。其損耗僅為0．4dB／km～0．25dB／km，而電纜傳輸(550MHz)衰減高達(dá)40～50dB／km。傳輸頻帶寬、頻率特性好。傳輸質(zhì)量高。光纜不受電磁信號的干擾及環(huán)境溫度的影響。光纜傳輸保密性好，信號不產(chǎn)生輻射和泄漏。光纜體積小、重量輕、傳輸容量大、使用壽命長。光纜傳輸速率快。光纜速率可達(dá)6Gbit/s，而銅纜僅400Mbit/s。2021/10/10星期日52第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)2．光纜傳輸?shù)幕驹韨鬏斚到y(tǒng)的組成：光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)光纜視頻和音頻信號→混合、調(diào)制→驅(qū)動電路對發(fā)光二極管(光源)進(jìn)行直接光強(qiáng)度調(diào)制，把電信號轉(zhuǎn)換成光信號→經(jīng)光纜傳輸?shù)浇邮斩恕饨邮諜C(jī)中的光電器件，把調(diào)制的光信號轉(zhuǎn)換成電信號→放大、解調(diào)、分配、還原。2021/10/10星期日53第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)光纜的多路傳輸：多路傳輸：指一根光纜同時傳輸多路電視信號。多路傳輸方法：波分多路(WDM)――利用光輻射的高頻特性及光纜寬頻帶、低損耗的特點(diǎn)，用一根光線同時傳輸幾個不同波長的光，每個波長的光載有不同的電視信號。頻分多路(FDM)――將多路電視信號由混合器混合成一路后輸出至光發(fā)射機(jī)，經(jīng)電視信號調(diào)制后的光波，由光纜傳輸至光接收機(jī)，通過光接收機(jī)對光信號的處理后，由頻道分配器輸出各相應(yīng)的電視信號。2021/10/10星期日54頻分復(fù)用FDM原理：整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道，每路信號占用一個頻率通道進(jìn)行傳輸。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶以防相互干擾。CH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬MUXCH1CH2CH3帶寬復(fù)用信號f復(fù)用器2021/10/10星期日55波分復(fù)用——光的頻分復(fù)用原理：整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號占用一個波長范圍來進(jìn)行傳輸。F2F1F3光譜F1F2F3共享光纖的光譜

光纖2光纖3光纖1共享光纖

棱柱/衍射光柵2021/10/10星期日56第3節(jié)電視的干線傳輸系統(tǒng)3．4雙向傳輸目前國內(nèi)CATV基本上都是單向傳輸，即從前端送出電視信號，用戶端接收電視信號。雙向傳輸技術(shù)，使控制中心與用戶，用戶與用戶之間均實(shí)現(xiàn)雙向信息的傳輸。以文互性電纜電視網(wǎng)為基礎(chǔ)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)是CATV系統(tǒng)的發(fā)展方向。下行信號――前端傳向用戶的信號。上行信號――用戶端傳向前端的信號。雙向傳輸方式：空間分割方式。兩個單方向系統(tǒng)組合而成。時間分割方式。通過時間的錯開。頻率分割方式。將傳輸頻率劃分出上行和下行頻段。2021/10/10星期日57第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

作用：使用成串的分支器或成串的串接單元，將信號均勻分給各用戶接收機(jī)。4．1主要器件1．分配器2．分支器3．用戶終端盒4．串接單元5．同軸電纜2021/10/10星期日582021/10/10星期日59第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

1．分配器分配器--分配高頻信號電能的裝置。作用：把混合器或放大器送來的信號平均分成若干份，送給幾條干線，向不同的用戶區(qū)提供電視信號，并能保證各部分得到良好的匹配，同時保持各傳輸干線及各輸出端之間的隔離度(20dB以上)。2021/10/10星期日60第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)分配器分類（按端數(shù)分）：二分配器、三分配器、四分配器及六分配器等。最基本的是二、三分配器，其它分配器是它們的組合。分配器分類（按頻率分）：VHF頻段分配器、UHF頻段分配器。分配器分類（按安裝場所分）：戶內(nèi)型、戶外型。2021/10/10星期日61第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

分配器的型號：理想的二分配器的衰減約為3dB，實(shí)際是3．5～4．5dB；理想四分配器的衰減為6dB，實(shí)際是7～8dB。分配器的頻率范圍應(yīng)包含1～68頻道和調(diào)頻廣播(FM)的頻段。2021/10/10星期日62第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

2．分支器作用：從干線上取出一部分電視信號，經(jīng)衰減后饋送給電視機(jī)所用。分支器和分配器區(qū)別：分配器是將一個信號分成幾路輸出，每路輸出都是主線；而分支器則是以較小的插入損失從干線上取出部分信號經(jīng)衰減后輸送給各用戶端，而其余的大部分信號，通過分支器的輸出端再送入饋線中。功能特性：具有單向傳輸特性，分支器的輸入端至分支輸出端之間具有反向隔離性能，正向傳輸時損耗小，反向時損耗大。分支間的隔離好，使其相互間干擾小。2021/10/10星期日63第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

輸入損耗（二分支器）：8、12、16、20、25、30dB；輸入損耗（四分支器）：10、13、16、20、25、30dB。選用不同損耗的作用：通過設(shè)計各樓層用不同的分支損耗以達(dá)到使各層摟的電視機(jī)都得到理想的電平信號。插入損耗：很小，約為0.5～2dB左右2021/10/10星期日64第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)規(guī)格：一分支器、二分支器、四分支器分支器的型號：2021/10/10星期日65第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

主要電氣性能指標(biāo)：插入損耗。是將分支器插入電路后，在主線輸出中所引起的信號電平的損耗，即輸入端信號電平與輸出端信號電平之比。插入損耗越小越好。分支衰減。指信號電平經(jīng)分支器后，信號在主線輸入端到分支輸出端之間的損耗，既主線輸入端信號與分支端輸出信號電平之比。一般要求是某個定值。反向隔離。表示從一個分支輸出端加入信號時，轉(zhuǎn)移到分支器主輸出端所出現(xiàn)的損失。值越大，表示抗干擾能力越強(qiáng)。一般要求在25dB以上；分支隔離(相互隔離)。表示分支器分支端子間相互產(chǎn)生干擾程度的量。要求其足夠大，一般要求大于20dB。2021/10/10星期日66第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

3．用戶終端盒終端盒、用戶盒、用戶端插座盒、墻壁插孔等。它是將分支器來的信號和用戶相連接的裝置。電視機(jī)從這個插座得到電視信號。用戶電平一般設(shè)計在70±5dBμV。2021/10/10星期日67第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)

4．串接單元一分支器或分支終端器，它將分支器與用戶插座合為一體。分支器不宜串聯(lián)很多，不能接反。特點(diǎn)：節(jié)省電線和分支器，系統(tǒng)簡單、造價較低，但如發(fā)生故障，將影響到該插孔至終端之間的其他輸出插孔。2021/10/10星期日68第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)5．同軸電纜作用：在電視系統(tǒng)中傳輸電視信號。常用型號：SYV—75—9、SYV—75—5，前者用于干線，后者用于支線，9、5是指屏蔽網(wǎng)的內(nèi)徑。同軸電纜的優(yōu)點(diǎn)：電視信號衰減少、溫度系數(shù)較小、抗干擾性能好、機(jī)械彎曲特性好、價廉。電視信號在同軸電纜中傳輸會隨電纜的長度增長而衰減，而且衰減量還會隨信號的頻率增加而增加。2021/10/10星期日69第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)4．2用戶電平和分配方式1．用戶電平用戶電平是用戶分配網(wǎng)絡(luò)計算的依據(jù)。用戶電平應(yīng)適當(dāng)?shù)倪x擇。國家標(biāo)準(zhǔn)GB50200—94規(guī)定：CATV系統(tǒng)提供給用戶的電平范圍為60—80dBμV。用戶電平過高過低都不好。太高：接收機(jī)會工作在非線性區(qū)，產(chǎn)生互擾調(diào)制和交抗調(diào)制，出現(xiàn)“竄臺”“網(wǎng)紋”等干擾現(xiàn)象；太低：又會使接收機(jī)的內(nèi)部噪聲起作用，形成“雪花”干擾。

選擇用戶電平的原則：電視接收機(jī)離電視臺較近，場強(qiáng)很強(qiáng)，或有較強(qiáng)干擾源的地區(qū)，用戶電平取高一些（70±5dBμV）可減輕干擾；若在干擾較小地區(qū)，可將用戶電平降低（65±5dBμV）。2021/10/10星期日70第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)2．分配方式用戶分配系統(tǒng)的基本方式：2021/10/10星期日71第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)選用原則：應(yīng)根據(jù)分配點(diǎn)的輸出功率、負(fù)載大小、建筑結(jié)構(gòu)及布線要求等實(shí)際情況靈活選用，能充分發(fā)揮分配器和分支器的作用。分配器特點(diǎn)：將一個輸入信號能量均等或不均等分配到兩個或多個輸出口，分配損耗小。但不適合直接用于系統(tǒng)輸出口的信號分配，因?yàn)榉峙淦鞯淖杩共黄ヅ鋾r容易產(chǎn)生反射，同時它無反向隔離功能，不能有效地防止用戶端對主線的干擾。分支器特點(diǎn)：反向隔離性能好，所以多采用分支器直接接于用戶端。2021/10/10星期日72第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)分支器傳輸分配信號的形式：分支器分配方式。適用：高層建筑、用戶數(shù)量多且用戶點(diǎn)分布不規(guī)則的場合。優(yōu)點(diǎn)：用戶間隔離好，互不影響，維修較方便。2021/10/10星期日73第4節(jié)用戶分配系統(tǒng)串接單元分配方式。它在每層的同一房間內(nèi)裝有串接單元。特點(diǎn)：造價降低，施工方便，但靈活性差、維修費(fèi)用較高，相互影響，串接單元的數(shù)量有一定限制。適應(yīng)：僅適用于小型系統(tǒng)。2021/10/10星期日74第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)

衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)組成：上行發(fā)射――將圖象和伴音信號處理放大后發(fā)射到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上。星載轉(zhuǎn)發(fā)――把接收到的上行信號變換成下行調(diào)頻信號，放大后由定向天線向地面發(fā)射。地面接收――將接收到的下行信號變頻、解調(diào)，然后送往CATV系統(tǒng)。2021/10/10星期日75第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)2021/10/10星期日762021/10/10星期日77第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)5．1上行發(fā)射站上行發(fā)射站的主要組成：基帶信號處理單元、中頻調(diào)制器、中頻通道、上變頻器、功率放大器、雙工器和發(fā)射天線。我國采用PAL—D制式。2021/10/10星期日78第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)信號處理過程：基帶信號處理單元中，視頻信號經(jīng)0～6MHz低通濾波器濾去高頻干擾信號，伴音信號經(jīng)伴音載波進(jìn)行調(diào)頻(6．6MHz)，然后再調(diào)制到副載波上，視頻信號和副載波信號合成為基帶信號→通過調(diào)制器把它們調(diào)制到70MHz或140MHz的中頻信號?！M(jìn)入中頻通道，經(jīng)整形放大處理?！M(jìn)入上變頻器，中頻信號變換成6GHz的上行頻率微波信號。→經(jīng)功率放大器放大，饋給雙工器，供天線發(fā)射給星載轉(zhuǎn)發(fā)器。2021/10/10星期日79第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)5．2星載轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)星載轉(zhuǎn)發(fā)器的組成：收發(fā)天線、星載轉(zhuǎn)發(fā)器、電池。衛(wèi)星的接收和發(fā)射天線一般是共用的。信號處理過程：接收到上行發(fā)射站發(fā)來的各個頻率的微波信號，→經(jīng)放大、混頻，→將上行頻率(5.925～6.425GHz)下變頻為下行頻率(3.7～4.2GHz，C波段)，→通過增益控制和功率放大等處理，→由天線發(fā)射到地面衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)。2021/10/10星期日80第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)5．3衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)衛(wèi)星電視接收站組成：天線、接收機(jī)。接收機(jī)包括：室外單元(拋物面天線、饋源、高頻頭等)和室內(nèi)單元(調(diào)諧解調(diào)器，或稱衛(wèi)星接收機(jī)、監(jiān)視器等)。功率分配器可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時接收同一衛(wèi)星傳送的多路電視節(jié)日。2021/10/10星期日81第5節(jié)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)