19建筑弱电系统

建筑设备工程主编：刘昌明鲍东杰第三篇建筑电气电工基本知识19建筑弱电系统（CommunityAntennaTelevision）系统，是指共用一组优质天线接收电视台的电视信号，并通过同轴电缆传输、分配给各电视机用户的系统。在共用天线的基础之上出现了通过同轴电缆、光缆或其组合来传输、分配和交换声音和图像信号的电视系统，称为电缆电视（CableTelevision）系统，其简写也是“CATV”，习惯上又常称作有线电视系统。19.1.1共用天线电视系统的组成19建筑弱电系统共用天线电视系统一般由前端、干线、分配分支三个部分组成，如图19-1所示。1前端部分前端部分的主要任务是接收电视信号，并对信号进行处理，如滤波、变频、放大、调制和混合等。主要设备有接收天线、放大器、滤波器、频率变换器、导频信号发生器、调制器、混合器以及连接线缆等。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统（1）接收天线接收天线主要有以下作用：①磁电转换接收电视台向空间发射的高频电磁波，并将其转换为相应的电信号。②选择信号在空间多个电磁波中，有选择地接收指定的电视射频信号。③放大信号对接收的电视射频信号进行放大，提高电视接收机的灵敏度，改善接收效果。④抑制干扰对指定的电视射频信号进行有效的接收，对其他无用的干扰信号进行有效的抑制。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统⑤改善接收的方向性电视台发射的射频信号是按水平方向极化的水平极化波，具有近似于光波的传播性质，方向性强，这就要求接受机必须用接收天线来对准发射天线的方向才能最佳接收。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统接收天线主要有以下几种分类：①按工作频段分类主要有VHF（甚高频）天线、UHF（特高频）天线、SHF（超高频）天线和EHF（极高频）天线。②按工作频道分类主要有单频道天线、多频道天线和全频道天线等。③按结构分类主要分为基本半波振子天线、折合振子天线、多单元天线、扇形天线、环形天线和对数周期天线等。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统④按方向性分类一般分为定向天线和可变方向天线。⑤按增益大小分类一般分为低增益天线和高增益天线。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统（2）导频信号发生器若干线传输距离较长，由于电缆对不同频道信号衰减不同，使用导频信号发生器能进行自动增益控制和自动斜率控制。（3）天线放大器天线放大器主要用于放大微弱信号。采用天线放大器可提高接收天线的输出电平，以满足处于弱场强区电视传输系统主干线放大器输入电平的要求。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统（4）频率变换器频率变换器是将接收的频道信号变换为另一频道信号的器件。因此，其主要作用是电视频道信号的变换。由于电缆对高频道信号的衰减很大，若在CATV系统中直接传送UHF频道的电视信号，则信号损失太大，因此常使用U/V变换器将UHF频道的信号变成VHF频道的信号，再送入混合器和传输系统。这样，整个系统的器件（如放大器、分配器、分支器等）就只采用VHF频段的，可大大降低CATV系统成本。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统在电视台附近的高场强区，电视台的强直射信号会直接进入电视机，与通过CATV系统进入电视机的信号叠加形成严重的重影。用频率变换器后，直射信号会因其频道与转换后的接收频道不同而被电视机的高放、中放等电路滤掉。这就是说，为避免一个功率强的VHF电视频道的干扰，可以把收到的某个VHF频道信号转换为另外一个VHF频道信号后，再送入CATV系统的混合器中。频率变换器按变换的频段不同可分为U/V频率变换器、V/V频率变换器、V/U频率变换器和U/U频率变换器。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统（5）调制器调制器的作用将来自摄像机、录像机、激光、电视唱盘、卫星接收机、微波中继等设备输出的视频、音频信号调制成电视频道的射频信号后送入混合器。调制器一般有两种分类方式，一是按工作原理分为中频调制式和射频调制式，二是按组成器件分为分离元调制器和集成电路调制器。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统（6）混合器混合器是将两路或多路不同频道的电视信号混合成一路的部件。在CATV系统中，混合器可将多个电视和声音信号混合成一路，用一根同轴电缆传输，达到多路复用的目的。如果不用混合器，直接将两路（或多路）不同频道的天线直接在其输出端并接，再由同轴电缆向下传输，则会破坏系统的匹配状态，由于系统内部信号的来回反射会使电视图像出现重影，并使图像（或伴音）产生失真，影响收视效果。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统分波器和混合器的功能相反，具有可逆性。如果将混合器的输入端和输出端互换，则混合器就变成了分波器。混合器按电路结构可分为滤波器式和宽带变压器式两大类。滤波器式混合器又可分为频道混合器（几个单频道的混合）和频段混合器（某一频段信号与另一频段信号的混合）等。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统干线系统干线系统是把前端接收、处理、混合后的电视信号传输给分配分支系统的一系列传输设备，主要包括干线、干线放大器、均衡器等。干线放大器是安装在干线上，用以补偿干线电缆传输损耗的放大器。均衡器的作用是补偿干线部分的频谱特性，保证干线末端的各个频道信号电平基本相同。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统分配分支部分分配分支部分是共用天线电视系统的最后部分，其主要作用是将前端部分、干线部分送入的信号分配给建筑物内各个用户电视机。它主要包括放大器、分配器、分支器、系统输出端和电缆线路等。（1）分配放大器分配放大器安装在干线的末端，用以提高干线末端信号电平，以满足分配、分支的需要。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统（2）线路延长放大器线路延长放大器安装在支干线上，用来补偿支线电缆传输损耗和分支器的分支损耗与插入损耗。（3）分配器分配器是用来分配电视信号并保持线路匹配的装置，其主要作用有：①分配作用将一路输入信号均匀地分配成多路输出信号，并且插入损耗要尽可能地小。②隔离作用所谓隔离，是指分配器各路输出端之间的隔离，以避免相互干扰或影响。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统③匹配作用主要指分配器与线路输入端和线路输出端的阻抗匹配，即分配器的输入阻抗与输入线路的匹配。各路的输出阻抗必须与输出线路匹配，才能有效地传输信号。分配器按输出路数的多少可分为二分配器、三分配器、四分配器、六分配器和八分配器等；按分配器的回路组成可分为集中参数型和分布参数型两种；按使用条件又可分为室内型、室外防水型和馈电型等。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统（4）分支器分支器是从干线或支线上取出一部分信号馈送给用户电视机的部件，它的作用是：①以较小的插入损耗从传输干线或分配线上分出部分信号经衰减后送至各用户；②从干线上取出部分信号形成分支；③反向隔离与分支隔离。分支器可根据分支输出端的个数分为一分支器、二分支器、四分支器等，也可根据其使用场合不同分为室内型、室外防水型、馈电型和普通型等。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统传输线路目前，共用天线电视系统中的传输线路均使用同轴电缆。同轴电缆有内导体、外导体、绝缘体和护套层四个部分组成，它是用介质材料来使内、外导体之间绝缘，并且始终保持轴心重合的电缆。在CATV系统中，各国都规定采用特性阻抗为75Ω的同轴电缆作为传输线路。同轴电缆标注的含义如图19-2所示。其型号的符号含义见表19-1（详见Ｐ401）。19.1共用天线电视系统19建筑弱电系统所示为某建筑共用天线电视系统图，从图中可以看出，该共用天线电视系统的系统干线选用SYKV—75—9型同轴电缆，穿管径为25mm的水煤气管埋地引入，在三层处由二分配器分为两条分支线，分支线采用SYKV—75—7型同轴电缆，穿管径为20mm的硬塑料管暗敷设。在每一楼层用四分支器将信号传输至用户端。对应的平面图如图19-4所示。19.1共用天线电视系统19.1.2共用天线电视系统工程图19建筑弱电系统建筑电话通信系统建筑电话通信系统的基本目标是实现某一地区内任意两个终端用户之间进行通话，因此电话通信系统必须具备三个基本要素：（1）发送和接收话音信号；（2）传输话音信号；（3）话音信号的交换。这三个要素分别由用户终端设备、传输设备和电话交换设备来实现。一个完整的电话通信系统是由终端设备、传输设备和交换设备三大部分组成，如图19-5所示。19.2.1建筑电话通信系统的组成19建筑弱电系统用户终端设备常见的用户终端设备有电话机、传真机等，随着通信技术与交换技术的发展，又出现了各种新的终端设备，如数字电话机、计算机终端等。（1）电话机的组成电话机一般由通话部分和控制系统两大部分组成。通话部分是话音通信的物理线路连接，以实现双方的话音通信，它由送话器、受话器、消侧音电路组成；控制系统实现话音通信建立所需要的控制功能，由叉簧、拨号盘、极化铃等组成。19.2建筑电话通信系统19建筑弱电系统（2）电话机的基本功能①发话功能通过压电陶瓷器件将话音信号转变成电信号向对方发送；②受话功能通过炭砂式膜片将对方送来的话音电信号还原成声音信号输出；③消侧音功能话机在送、受话的过程中，应尽量减轻自己的说话音通过线路返回受话电路；④发送呼叫信号、应答信号和挂机信号功能；⑤发送选择信号（即所需对方的电话号码）供交换机作为选择和接线的根据；⑥接收振铃信号及各种信号音功能。19.2建筑电话通信系统19建筑弱电系统（3）电话机的分类按电话制式来分，可分为磁石式、共电式、自动式和电子式电话机；按控制信号划分，可分为脉冲式话机、双音多频（DTMF）式话机和脉冲/双音频兼容（P/T）话机；按应用场合来分，可分为台式、挂墙式、台挂两用式、便携式及特种话机如煤矿用话机、防水船舶话机和户外话机等。19.2建筑电话通信系统19建筑弱电系统电话传输系统在电话通信网中，传输线路主要是指用户线和中继线。在图19-6所示的电话网中，A、B、C为其中的三个电话交换局，局内装有交换机，交换可能在一个交换局的两个用户之间进行；也可能在不同的交换局的两个用户之间进行，两个交换局用户之间的通信有时还需要经过第三个交换局进行转接。常见的电话传输媒体有市话电线电缆、双绞线和光缆