有线电视技术09

第九章CATV系统部件的认识与检测重点难点系统部件的外形、作用及特性常用测量仪器的使用系统各部件的检测方法和性能判断第一节系统部件的外形、作用及特性典型的有线电视系统由信号源、前端系统、传输系统、分配系统、用户终端和系统的防雷、供电设备等部分组成。一、前端系统的主要部件系统前端的作用是将各种途径送来的各种电信号进行收集并处理，最后混合在一起向系统高质量的射频电视信号。该部分主要部件有电视接收天线、卫星接收机、频率变换器、调制器、混合器等。•前端提供的电视信号质量低劣，在系统的其他部分很难予以补救，所以前端部分的质量好坏，会直接影响整个有线电视系统的质量。1、电视接收天线系统节目源主要来自两个方面：一是由摄像机、录像机和VCD机（DVD机）等提供的音视频信号；二是接收来自空中的无线电视信号，主要包括电视台发出的VHF和UHF频段开路电视信号，卫星发出的C波段、Ku波段的信号和微波中继站及MMDS发出的微波信号。•各种信号的接收都需要用与其相对应的接收天线，将空间的电磁波转换成高频信号电流。为了防雷击，在架设接收天线的场地还需加装防雷装置，如避雷针、保安器等。（1）开路电视接收天线开路电视接收天线一般采用引向天线或组合天线。常见的有单频道接收天线、分频段接收天线、全频段天线和组合天线（也称复合天线）等。单频道接收天线又称专用频道天线，适合于中、近程距离接收。它具有增益高、方向性强、电压驻波比好等优点。所以目前CATV系统中普遍采用此种接收天线。•分频段接收天线一般分为甚高频低频段（即1-5频道）、甚高频高频段（即6-12频道）以及全频段接收天线。它兼顾接收几个频道的信号，频带较宽，电气性能参数不如单频道接收天线好。一般采用组合天线。•天线放大器连接天线输出口，是一种低噪声放大器。其作用是放大微弱高频信号，提高天线输出端的信噪比。•因此，天线放大器与天线匹配是重要的，匹配有阻抗匹配和噪声匹配两种状态。阻抗匹配，是为了获得最大信号功率输出，同时能减少因失配而产生的图像重影。噪声匹配，是为了获得最小噪声功率，提高载噪比C/N。•接收开路信号时选用天线要视具体情况，根据接收频道、场强和电波传输方向来选择合适的天线。•通常VHF频段在强场强区，中小规模的CATV系统可以使用单频道接收天线；UHF频段一般采用超高频频段天线；•在弱场强区，可以采用组合天线；在干扰严重和因反射波引起重影的地方，除需选择单频道天线外，在特殊的频道可设置输入滤波器，以消除干扰，或采用抗重影天线消除重影。•系统中选用的天线一般要满足以下要求：1）有较高的增益，以提高系统的接收效果。2）有较好的方向性，以提高系统的抗干扰能力。3）有良好的匹配特性，天线的阻抗与传输线阻抗基本相等。•天线支架一般用耐腐蚀的材料；振子管的末端要封闭，馈电部分应完全密封，以防浸水；天线竖杆应安装避雷针，其避雷针高度应能保护天线振子。(2)MMDS接收天线•MMDS接收天线为多频道多点微波分配系统接收天线。微波信号经接收天线和下变频器输出电视标准频道信号和增补频道信号，直接送人电视机供用户收看，也可以直接送入前端混合器，还可以经过邻频处理后，分频道送入前端混合器。•MMDS接收天线主要由下变频器及其供电电源、接收天线和馈源组成，如图所示。接收天线一般采用小型定向天线，如矩形抛物面天线或八木天线，接收天线架设高度应为15一25m。•(3）卫星电视接收天线•卫星电视接收天线一般都采用抛物面天线，其基本结构如图所示。我国的卫星电视广播业务目前只与其中的C波段和Ku波段有关。•常见的抛物面天线有单反射器抛物面天线和双反射器抛物面天线两种。1）单反射器抛物面天线，又称前馈抛物面天线，由抛物面反射器和馈源（亦称初级辐射器）组成，如图所示。•抛物面反射器用来截获和会聚电波能量。而馈源置于抛物面焦点F上。•当卫星下行的电磁波到达反射面后，经过一次反射会聚于焦点F上，馈源便将进入的电磁波经极化转换后，高效率地传输到天线高频头的低噪声放大器的输入端。•2）双反射器抛物面天线，又称后馈抛物面天线，如图所示，这种天线由抛物面形的主反射面、双曲面形的副反射面、馈源移相器和圆矩波导变换器组成。•接收来自卫星的电波，经由主反射面反射到副反射面，然后又经副反射面再次反射会聚于馈源喇叭的相位中心，最后传输到接收设备的输入端。2、卫星电视接收机•数字卫星接收机的作用是将高频头送来的第一中频信号（0.95—2.15GHz）进行处理，输出AV信号。•卫星电视接收高频头（LNB）就是高增益低噪声放大变频器。其主要用途：一是提高接收系统的灵敏度，即在天线、卫星和接收机已定的情况下，提高接收机解调输入信号的载噪比C/N；二是进行频率变换，并输出一定的中频信号电平，使接收机正常工作。•选择卫星电视接收高频头LNB时应随卫星转发器采用的波段进行选择。3、调制器•电视调制器的作用是将视频信号和音频信号转换成射频电视信号。4、频道处理器•频道处理器又称为电视信号处理器，其作用是将天线接收到的VHF和UHF频段空间开路电视信号，经过各种处理并变换到VHF、UHF或增补频段中任一频道上，即射频—射频变换。邻频系统中的频道处理器都采用中频处理方式，由下变频器、中频处理器和上变频器组成，如图所示：5、电视解调器电视解调器的作用是将输入的射频电视信号解调为视频和音频信号。如图所示：电视解调器的基本组成如图6、多路混合器多路混合器的作用是将前端设备输出的多路射频电视信号混合成一路，并使各路信号相互隔离，送至同一根电缆进行传输，达到频率复用的目的。根据电路结构不同，混合器可分为两类：一类是宽带传输线变压器式，另一类是滤波器式。宽带传输线变压器式混合器宽带传输线变压器式混合器由分支器和分配器组成。其基本组成如图滤波器式混合器滤波器式混合器一般由带通滤波器、高通滤波器和低通滤波器组成，其基本组成如图7、立体声调频器立体声调频器的作用是将立体声声源(如激光唱机、录音机等)调制到88～108MHz调频频段上，并送入多路混合器，是调频广播和电视兼容传输的主要设备，如图所示：8、导频信号发生器导频信号发生器的作用是为干线传输系统提供实现自动增益控制（AGC）和自动斜率控制（ASC）作用的基准信号，即导频信号。导频信号发生器是一个频率和幅度都很稳定的正弦波发生器，如图所示：采用了导频信号发生器，就可以将导频信号从前端同电视信号一起送入干线传输系统，通过干线放大器，并在干线放大器的输出端取出一小部分导频信号，经处理后再对放大器增益特性进行自动控制。当导频信号电平降低时，控制信号使放大器的增益提高，反之使放大器增益降低，达到稳定输出电平的目的。二、传输分配网络部分的主要部件•1、干线放大器•干线放大器对信号进行在线放大，以补偿干线电缆的损耗，使传输线路进一步延长。•2、线路放大器•线路放大器即延长放大器，作用是在分支干线中提高传输信号的电平。•3、分配放大器•分配放大器通常接有4个或2个输出端。•线路放大器和分配放大器的共同点是：①二者都是宽带放大器；②都是高电平输出，③设有AGC、ALC功能。4、分配器分配器主要作用是将一路输入信号电平平均地分成几路输出。分配器分配损耗=输入电平-输出电平5、分支器•分支器的作用是从主输入端信号中取出分支输出•分支器插入损耗=输入电平–输出电平•分支器分支损耗=输入电平–分支输出电平第二节常用测量仪器的使用•一、场强仪•场强仪是一种测试电视场强电平的仪器。场强仪可测量信号发生器输出电平、前端输出的伴音和图像电平、CATV用户终端电平等。它还可测量一些系统部件的参数，如分配器的分配损耗、输出隔离度、频响，分支器插入损耗和分支损耗，衰减器和电缆的衰减量，放大器的增益等。•在要求不高的场合，场强仪还可以用来测量天线增益、天线方向图等，如果测量空间场强，则需要采用标准测量天线。模拟信号场强仪数字场强仪高频场强仪便携式多制式高级卫星/电视频谱场强仪•MC160B是西班牙宝马公司MC系列中的便携式场强仪，设计特别轻巧，加上电池和机套只有1.8kg，有操作简单、使用方便等优点。•它适用于所有有线电视和公共天线系统，测试频率范围为46—860MHz，频率显示采用大型四位数字LCD，分辨率为100kHz，这种场强仪的测量带宽为300KHz，故可对电视立体声伴音和彩色副载波进行选择测量。•仪器装有AFC系统以利选台。场强量程为20—110dBuV，内置40dB高频衰减器及20dB中频衰减器，电平指示范围为50dB。有场强音响提示，可通过音调高低变化来对天线定位进行监视。采用6个R14型1.5V电池或1.2V可充电池工作。技术规格•场强测量范围20-110dBμV场强精度VHF±3dBUHF±4dBLOWVHF频段48-160MHzHIGHVHF频段160-450MHzFM调频广播87-108MHz•UHF频段450-860MHz频率显示4位数字显示分辨率100KHz输入抗阻75ΩBNC场强测量范围20-110dBμV•场强电平指示：50dB线性偏差±1dB场强精度VHF±3dBUHF±4dB音频解调器AM/FM•音频输出功率0.25W电源6个R14型1.5V电池尺寸220×110×158mm（宽×高×深）重量1.8公斤（连电池和机套）MC160B使用方法•a)把天线引入线用P80匹配器接到75Ω高频输入端2号•b)选择您所需频段5、6、7、8号键•c)开启11号电源开关•d)根据天线高频输入电平，选择适合高/中频衰减器3、4号键•e)选择正确AM/FM解调器10号键，及选择音频输出与节目声音/场强音响提示9号键•f)可用12号键接收频率调谐钮，调校所选频段中的任何频率，如果接收频道不详，则可在整个频段内搜索，但要注意1号场强电平指示。如果接收频道已知，可把13号频率显示预调到正确频率。•g)测试载波电平可由1号场强电平指示读出，总电平要加上衰减器值及加或减修正图表值。•h)修正图表应用，例如：在1号场强电平指示读出的dB值为+35dBμV例加上3号40dB高频衰减器值+40dBμV再加或减修正图表值--例如测试频率在610MH+2dBμV总场强电平值=77dBμV附注：根据实践经验所得，如能把电视场强电平保持在60-80dBμV范围内，电视机就能保证有理想效果的画面。二、CATV频谱分析仪•CATV频谱分析仪是目前我国有线电视行业中使用较多的一种测量仪器，主要用于测量频道电平、图像载波电平、载噪比、交流声干扰、频道和频段的频率响应、图像／伴音比等。•此外，还具有一些辅助功能，如：可观察行方式、场方式或活动图像的视频调制，可观看电视图像、听电视伴音。便携式频谱仪重量约Ikg，具有小型液晶显示屏，能提供背景照明，有十多个按键供使用操作。•从原理上来说，频谱仪、电平表、场强仪的基本原理是一样的。频谱仪本身就是测量频谱范围内的信号电平，用频谱仪加上测试天线就可以测量场强了。频谱仪样图三、电视标准信号发生器•电视标准信号发生器是CATV系统中重要的标准测试信号源，配合频谱仪、场强仪、示波器等使用，用于测试有线电视系统各个部件的主要技术指标。•GV698是宝马公司配合卫星电视广播设计的国际线路新产品。微机控制及模块化结构使GV698只要附加组件就能扩展应用范围。GV698能产生32种高质图像，输出频率锁相合成保证高稳定和高精度。16字位点阵LCD直接显示彩色制式、频道、频率、伴音标准和输出测试图案编号。•可选购附加双声道（丽音）／立体声。为了简化图像和伴音信号分析，面板设有按钮，用于取消或重置某些基本功能，例如彩色副载波、色同步信号、伴音、立体声、隔行扫描功能、电子圆圈、TXT（图文电视信号源）、VPS（录像机测试信号源）等。由于彩色信号标准各地不同，随着卫星电视的普及，设计时已把常用9种标准制式存人GV698微机存储器内。•32种测试图像中包括存储式电子测试图案、彩条、多种测试信号组合、红绿蓝等单色、辉度阶梯、多频率正弦波信号、栅格、色度／亮度延迟测试、点阵等等，以及Y一C、红、绿、蓝，触发和同步信号输出。高频信号输出电平80dBuV，与50dB