有线模拟电视知识新编第一章有线电视放大器

1有线模拟电视基础知识新编第一章有线电视放大器目录第一节有线电视基础知识………………………………………………………………31.1对数1.1.1对数的基本概念1.1.2对数的基本运算1.1.3对数的基本应用举例1.1.4用对数表示功率比和电压比1.1.5用对数表示电平1.2有线电视的载噪比1.3有线电视的主要失真指标1.3.1二次差拍比CSO1.3.2三次差拍比CTB1.3.3交扰调制比CM1.3.4非线性失真与系统内频道数目的关系第二节有线电视放大器质量指标的图解分析………………………………………111.2.1有线电视放大器输出特性分析图1.2.2利用放大器输出特性分析图求作放大器工作点1.2.3放大器多级串联后的图解分析第三节有线电视放大器的各项电平指标和斜率………………………………………151.3.1放大器的几个电平指标1.3.2放大器几个电平指标之间的数量关系1.3.3放大器的最大输出电平Somax和标称输出电平Sa1.3.4放大器各种电平曲线的特性1.3.5放大器设置输出斜率后对质量指标的影响1.3.6对放大器质量指标评议时应注意的问题第四节有线电视放大器的净增益曲线…………………………………………………251.4.1单元网络射频净增益和净增益曲线图21.4.2有线电视电缆的射频净增益曲线图1.4.3分立元件放大器净增益曲线图1.4.4目前使用的模块放大器射频净增益曲线图第五节放大器输出电平设计和质量指标核算公式……………………………………281.5.1各阶段放大器输出电平设计和质量指标核算公式1.5.2有线电视放大器输出电平第三套设计算式第六节有线电视放大器的调试…………………………………………………………331.6.1放大器调试参数完全计算公式1.6.1.1放大器输入衰减量LAT计算公式1.6.1.2放大器输入均衡量EQ计算公式1.6.1.3放大器调试参数完全计算公式的应用和分析1.6.2放大器调试参数简化计算公式1.6.3单模块放大器的调试1.6.4双模块放大器的调试1.6.5放大器间距简便计算式的推导说明1.6.6没有通过指标设计时放大器的调试方法1.6.7保证放大器载噪比指标的措施第七节用户放大器工作状态设计与调试………………………………………………431.7.1用户放大器要采取高输出电平工作方式以提高分配效率1.7.2采用高增益的放大器作为用户放大器1.7.3用户放大器要设置比较大的输出斜率1.7.4当用户放大器负担用户数量较少时输出电平不能降低1.7.5用户放大器不允许多级串联设置1.7.6光工作站下面需要用放大器延伸分配用户时得采用低增益的放大器第八节有线电视传输系统设计新算式的汇总和说明…………………………………491.8.1有线电视放大器载噪比C/N计算式1.8.2复合三次差拍CTB计算式1.8.3关于交扰调制比CM指标计算式1.8.4复合二次差拍CSO设计算式1.8.5放大器再大可串联级数计算式1.8.6放大器输出电平设计算式31.8.7放大器调试参数计算式1.8.8光发射机输入电平的确定1.8.9数字系统或模数混传系统各器件工作电平的确定第九节有线电视放大器故障分析和程序化修理方法…………………………………581.9.1有线电视放大器故障分析1.9.2有线电视放大器程序化修理程序1.9.3几个故障问题的专题分析、讨论本章附件…………………………………………………………………………………64附件1：本章参考文献附件2：编写本章内容的依据论文附件3：常用放大模块参数表附件4：推挽放大模块和功率倍增放大模块电原理图有线模拟电视基础知识新编第一章有线电视放大器有线电视放大器是有线电视系统中的重要器件，正确设计和调试它的工作状态、保证它在系统网络中稳定运行，对于提高系统的质量指标和质量指标的稳定性至关重要。本章着重对有线电视放大器的基本原理和工作状态的设计、调试进行知识更新方面的介绍，不做全面的系统化分析。为了方便刚“入门”的新手读者阅读本章内容，首先简要介绍一下有线电视4的基本知识。第一节有线电视基础知识为了便于对有线电视基础知识了解得不多的读者阅读本书，在这一节中采用浅显、通俗的方法，简单扼要地介绍阅读本书时必须掌握的一些有线电视基础知识。由于要做到“浅显、通俗和简单扼要”，就不得不略去与阅读本书关系不大的那部分内容，因此所作介绍的某些方面内容就必然会存在不够全面、不很准确或者欠深刻的问题。若有些读者希望对有线电视基础知识了解得全面、准确和深刻一些，请再阅读其他专门的参考书。1.1对数在有线电视指标核算和设计过程中尽管避免对数运算是本书中提出的新核算和设计方法的显著特点之一，但是在传统的有线电视理论中对有线电视质量指标等参数的计算经常要用到对数运算，计算的结果要用对数来表示，因此在本书中介绍有线电视的传统理论时以及对许多问题的分析过程中也不得不列出对数的运算式，因此读者必须对对数有初步的了解。下面就简要介绍对数的基本概念、基本运算和简单的应用。1.1.1对数的基本概念如果用最简单的一句话来定义对数，那么“对数就是一个数字中有效零的个数”或者“对数就是一个数字中最多可能具有的有效零的个数”。例如，数字1中没有有效零，因此1的对数时0；数字10中有1个有效零，因此10的对数是1；数字100中有2个有效零，因此100的对数是2。根据同样的到里可得：1000的对数是3，10000的对数是4，100000的对数是5，1000000的对数是6，等等。在数学中，用“lg”表示对数，因此前面对那些数字的对数表述可以写成以下算式：lg1=0，lg10=1，lg100=2，lg1000=3，lg10000=4，lg100000=5，lg1000000=6，等等。在上述的对数运算式中，有效零前面的数字都是1，如果不是1，而是2、3、4、5、6、7、8、9时就需再用小数点以下的数字来表示，具体数值见表1.1-1。表1.1-11至9的对数值数值123456789对数00.30.480.60.70.780.850.90.95根据表1.1-1，我们可以很快得出：lg2=0.3，lg20=1.3，lg200=2.3，lg2000=3.3，lg20000=4.3，等等。lg5=0.7，lg50=1.7，lg500=2.7，lg5000=3.7，lg50000=4.7，等等。lg8=0.9，lg80=1.9，lg800=2.9，lg8000=3.9，lg80000=4.9，等等。5求数字的对数，读者在阅读本书的过程中只要懂得以上算法基本上就可以了。对于像lg8653=？一类的算式，或者求小数的对数，需用函数计算器或查对数表得出结果，具体方法请看其他参考书。1.1.2对数的基本运算⑴两数相乘的对数值，等于两数分别取对数的和，例如：lg（100000×1000）=lg100000+lg1000=5+3=8。⑵两数相除的对数值，等于两数分别取对数的差，例如：lg（100000÷1000）=lg100000-lg1000=5-3=2。⑶某数n次乘方的对数值，等于某数的对数再乘以n,例如：lg10002=2×lg1000=2×3=6。以上运算结果，读者不难自行检验。通过以上例子的计算，使我们了解到，用对数可以将很大数的乘除运算，变成很简单数的加减运算。这是对数运算的优点。1.1.3对数的基本应用举例先打个比方来初步了解对数的应用。在三个各盛水2000㎏的金鱼缸中，悬浮在水中的泥沙微粒数量分别是：A缸0.1㎏，B缸0.01㎏，C缸0.001㎏。那么三缸水中泥沙含量的比例分别为：A缸2万分之一，B缸20万分之一，C缸200万分之一。其中以A缸的泥沙含量最高，水的清晰度最低，C缸的泥沙含量最低，水的清晰度最高。以上用泥沙含量来表征水的清晰度时，泥沙含量与水的清晰度之间呈负相关，而且是分数或者是小数，很不方便。如果改用水是泥沙的多少倍的倍数来表征，就可变成正相关了，这时水与泥沙之比分别为：A缸2万倍，B缸20万倍，C缸200万倍。A缸倍数最小，水的清晰度最低，C缸倍数最大，水的清晰度最高。但还存在数值过大的问题，可以再用取对数的办法来解决：A缸：水/沙比的对数=lg（20000/1）=4.3（单位：贝尔，Bel）B缸：水/沙比的对数=lg（200000/1）=5.3（Bel）C缸：水/沙比的对数=lg（2000000/1）=6.3（Bel）这里又存在两个问题，其一是各缸水沙比递增10倍的关系看不出来，算出来的对数值仅仅相差1；其二是还有一个小数点。怎样解决这两个问题呢？在日常生活中我们通常将“零点几斤”用“几两”来表示、将“零点几米（m）”用“几分米（dm）”来表示。这种表示方法的实质就是“将数值乘以10，使其扩大10倍”然后“用原单位的十分之一单位作为新单位，使量级缩小为原来的十分之一”。这样就去掉了小6数点，结果还是等效。如0.3斤=3两，0.5m=5dm。因此我们就可以将上面的算式乘以10，再用单位“贝尔”（代号Bel）的十分之一的单位“分贝”（“分贝尔”的简称，代号dB）来作为新单位。这样，以上三个算式就可以写成：A缸：水/沙比的（分贝为单位的）对数=10lg（20000/1）=43（dB）B缸：水/沙比的（分贝为单位的）对数=10lg（200000/1）=53（dB）C缸：水/沙比的（分贝为单位的）对数=10lg（2000000/1）=63（dB）这样做的结果不仅数值大小适中，而且水沙倍数比提高10倍，对数值就增加10dB的关系就很明确。因此在有线电视的指标运算中广泛使用以“分贝”（dB）为单位的对数运算。读者只要懂得以上介绍的对数运算的基本原理就可以了，不一定要去掌握复杂的、难度较高的对数和指数幂运算。因为本书中推出的有线电视质量指标核算和设计新方法叫做“系统指标占用系数分析法”（简称“K法”），是采用查表和加、减、乘、除四则运算来进行有线电视系统的指标分析、指标设计和指标核算，基本上不用复杂的、高难度的对数和指数幂运算。1.1.4用对数表示功率比和电压比两个功率P1和P2的数量比为10000倍，那么它们用对数表示的“分贝比”为：10lg（P1/P2）=10lg10000=40（dB）因为功率P和电压U之间有如下的关系：P=U2/Z。在有线电视系统中，阻抗Z=75Ω，因此下面的算式中Z1=Z2=75Ω。所以功率P1/P2的分贝比，可按下式变换成电压U1/U2的分贝比：10lg（P1/P2）=10lg（U12/Z1）/（U22/Z2）=10lg（U12Z2/U22Z1）=10lg（U12/U22）=10lg（U1/U2）2=20lg（U1/U2）所以，用功率比表示时，前面乘的系数是10；用电压比表示时，前面乘的系数是20。1.1.5用对数表示电平有线电视系统中某点的电平，是指该点的功率P（或电压U）对某一基准功率P0（或基准电压U0）的分贝比:电平=10lg（P/P0）=20lg（U/U0）当基准单位P0为1w时，对应的电平为10lg（P/Iw）,单位纪为“分贝瓦dBw”;当基准单位P0为1mw时，对应的电平为10lg（P/Imw）,单位纪为“分贝毫瓦dBmw”，通常将“分贝毫瓦”简写为“dBm”;当基准单位U0为1mv时，对应的电平为20lg（U/Imv）,单位纪为“分贝毫伏dBmv”;当基准单位U0为1μv时，对应的电平为20lg（U/Iv）,单位纪为“分贝微伏dBμv”，通常将“分贝微伏”简写为“dB”。7电平四个单位dBw、dBmw、dBmv、dBμv之间的换算关系见表1.1-2。表1.1-2四单位电平换算表新单位原单位dBwdBmwdBmvdBμvdBw0+30+78.75+138.75dBmw-300+48.75+108.75dBmv-78.75-48.750+60dBμv-138.75-108.75-6001.2有线电视的载噪比每套电视节目信号中都包含有图像和亮度信号、伴音信号、色度信号、行和场同步信号、色同步信号等，这些信号各为几十赫之（Hz）到几千赫之（KHz）、几兆赫之（MHz）不等，不能直接进行远距离传输