有線電視傳輸系統(tǒng)設計新算式匯編

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上有線電視傳輸系統(tǒng)設計新算式匯編林挺逵 臺州市廣電總臺 路橋廣電中心自1996年起至今，筆者在中國有線電視和有線電視技術、浙江省廣電學會會刊視聽縱橫（技術版）上，發(fā)表了70多篇有線電視技術論文，其中提出一些有線電視基礎理論的更新意見，和一系列新的有線電視質(zhì)量指標計算式和器件工作狀態(tài)設計算式、調(diào)試方法。由于這些更新理論和算式散布在10余年的各期雜志中，不便讀者查找和運用，現(xiàn)特地將主要的一些算式匯編在一起，并作簡要的理論分析和說明，做個總結，供讀者參考。1、有線電視放大器載噪比C/N計算式單臺放大器（C/N）單（C/N）單=SoGNFf2.4（dB）式中：So為放大器的輸出

2、電平，G為放大器的增益，NF為噪聲系數(shù)，f為放大器的輸出斜率。多臺相同放大器級聯(lián)總載噪比（C/N）總先按單臺放大器（C/N）單指標計算式算出各臺放大器的C/N指標值,查“KC/N表”（附件1）得出單臺放電器的C/N指標占用系數(shù)KC/N單，再用乘法算出n臺放大器總的C/N占用系數(shù)KC/N總：KC/N總=nKC/N單然后查“KC/N表”得出n臺放電器的C/N指標（C/N）總。多臺不同放大器級聯(lián)總載噪比（C/N）總先按單臺放大器（C/N）單指標計算式算出各臺放大器的載噪比指標值，查“KC/N表”得出各臺放電器的C/N指標占用系數(shù)KC/N單1、KC/N單2、KC/N單3、KC/N單n，再用加法算出n臺

3、放大器總的C/N占用系數(shù)KC/N總：KC/N總=KC/N單1+KC/N單2+KC/N單3+KC/N單n然后查“KC/N表”得出n臺放電器的C/N指標（C/N）總。附件1 KC/N表 C/NK值速查表（按 C/N = 4410lgK推算）（局部）C/N4444.144.244.344.444.544.644.744.844.9K1.000.9770.9550.9330.9120.8910.8710.8510.8320.813C/N4545.145.245.345.445.545.645.745.845.9K0.7940.7760.7590.7410.7240.7080.6920.6760.661

4、0.646C/N4646.146.246.346.446.546.646.746.846.9K0.6310.6170.6030.5890.5750.5620.5500.5370.5250.513（注：全文可見參考文獻2）說明：改進算法的理由：第一，傳統(tǒng)的載噪比計算式是：C/N=SiNF2.4，由于算式中放大器的“輸入電平Si”數(shù)值是不能通過測量直接得到的，只有通過先測出放大器的輸出電平So，再用算式Si=SoG計算才能得出！因此改進算式如前，免得引起誤解、避免分兩步計算。我們平時用場強儀在放大器“輸入電平測量口”測出的電平叫做“輸入口電平Si口”，不是放大器的“輸入電平Si”，因此不能用來計算

5、放大器的C/N指標值。第二，放大器設置輸出斜率f dB，它的C/N指標約降低f dB，這點必須計算進去。第三，避免使用對數(shù)和指數(shù)冪計算式。詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻142、復合三次差拍比CTB計算式單臺放大器CTB單CTB單=CTB104+2(104So)+f式中：CTB104為放大器在59個頻道104dBV輸出時的CTB指標值（因為絕大部分放大模塊原始參數(shù)標示的測試條件是輸出電平為44dBmV，即104dBV），是根據(jù)放大模塊原始參數(shù)推算出來的（附件3），So為放大器的實際輸出電平，f為放大器的輸出斜率。多臺相同放大器級聯(lián)后CTB總指標值CTB總先按單臺放大器CTB單指標計算式算出各臺

6、放大器的CTB指標值，查“KCTB表”（附件2）得出單臺放電器的CTB指標占用系數(shù)KCTB單，再用乘法算出n臺放大器總的CTB占用系數(shù)KCTB總：KCTB總=nKCTB單然后查“KCTB表”得出n臺放電器的CTB總指標CTB總。多臺不同放大器級聯(lián)后CTB總指標值CTB總先按單臺放大器CTB單指標計算式算出各臺放大器的CTB指標值，查“KCTB表”得出各臺放電器的CTB指標占用系數(shù)KCTB單1、KCTB單2、KCTB單3、KCTB單n，再用加法算出n臺放大器總的CTB占用系數(shù)KCTB總：KCTB總=KCTB單1+KCTB單2+KCTB單3+KCTB單n然后查“KCTB表”得出n臺放電器的CTB指

7、標CTB總。附件2 K20表 CTBK值速查表（按 CTB=520lgK 推算）（局部）CTB5555.155.255.355.455.555.655.755.855.9K1.000.9880.9770.9660.9550.9440.9330.9230.9120.901CTB5656.156.256.356.456.556.656.756.856.9K0.8910.8810.8700.8600.8510.8410.8310.8220.8120.803CTB5757.157.257.357.457.557.657.757.857.9K0.7940.7850.7760.7670.7590.7500

8、.7410.7330.7240.716（注：全文可見參考文獻2）附件3 常用PHILIPS放大模塊參數(shù)型號工作頻率范 圍MHz標稱增益dB最大噪聲系數(shù)dB失 真 指 標 參 數(shù)放大模塊原始數(shù)據(jù)換算成59頻道104V輸出后輸出電平dBmV工作頻道數(shù)目CTBdBCSOdBCTB104dBCSO104dBBGY587B4055027.06.54477575759.358.8BGY588N4055034.06.04477576259.363.8BGE787B40-75029.07.044110505655.560.1BGE78840-75034.07.044110495254.556.1BGD7024

9、0-75018.58.544110585863.562.1BGD702D40-75018.06.044110626267.566.1BGD702N40-75018.58.544110585863.562.1BGD71240-75018.57.044112626367.667.2BGD70440-75020.08.544110575662.560.1BGD71440-75020.37.044112616266.666.2BGY887B40-86029.06.54449606058.458.8BGY88840-860347.04449605558.453.8BGD80240-86018.59.04

10、4129545660.961.2BGD81240-86018.57.544132586065.165.3BGD90240-86018.58.044129585864.963.2BGD80440-86020.07.544129535459.959.2BGD81440-86020.07.54413257.55964.664.3BGD90440-86020.07.54412957.55864.363.2說明：改進算法的理由：第一，傳統(tǒng)的CTB指標計算公式，通常采用廠家在放大器說明書中標示的CTB指標值來計算，而廠家標示的CTB指標值常存在失準（偏高）或不標示的情況，會導致計算失準或無法計算的問題，因

11、此改用放大模塊原始參數(shù)換算出來的CTB104來計算。第二，放大器設置輸出斜率f dB，它的CTB指標約提高f dB，這點必須計算進去。第三，避免使用對數(shù)和指數(shù)冪計算式。第四，目前應當實行系統(tǒng)指標“滿載設計”，不宜再搞“非滿載設計”，因此刪除常規(guī)算式末項“+20lg(N滿載-1)/(N實際-1)”。當某些村村通工程中的確需要實行“非滿載設計”時，可以根據(jù)20lg(N滿載-1)/(N實際-1)算出CTB指標的提高量，相應降低設計要求指標值就可以了，不必改變設計算式，以簡化設計運算。詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻1、2、4。3、關于交擾調(diào)制比CM指標的問題系統(tǒng)頻道數(shù)在20個以下時，交擾調(diào)制是系統(tǒng)中

12、最重要、最嚴重的失真，因此當時采用交調(diào)比CM指標（和放大器的最大輸出電平Somax）作為放大器輸出電平的設計依據(jù)。近年系統(tǒng)中的頻道數(shù)遠遠超過20個，復合三次差拍上升為系統(tǒng)中最重要、最嚴重的失真，因此改為采用復合三次差拍比CTB指標作為放大器輸出電平的設計依據(jù)，不再采用交調(diào)比CM指標（和放大器的最大輸出電平Somax），所以已經(jīng)沒有必要再來探討交擾調(diào)制比CM指標的算式問題。詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻5。4 、復合二次差拍比CSO設計算式單臺放大器CSO單CSO單=CSO104+2(104So)+f其他和前面復合三次差拍比CTB計算式基本相同，而且不常用，這里從略。5、放大器最大可串聯(lián)級數(shù)計

13、算式系統(tǒng)的總指標占用系數(shù)1，減去前端所占用的指標K前，再減去1級光纜鏈路所占用的指標K光1，2級光纜鏈路所占用的指標K光2，再減去末級用戶放大器所占用的指標K用，剩下的就是電纜干線可占用的系統(tǒng)指標總量K干總，將其除以單只干線放大器系統(tǒng)指標占用量K干單，就得出了干線放大器可串聯(lián)級數(shù)n。所以，干線放大器可串聯(lián)級數(shù)n的計算公式是：n=（1-K前-K光1-K光2-K用）/K干單 （1）目前有線電視的節(jié)目套數(shù)通常超過20套，在系統(tǒng)設計時通常只要滿足載噪比C/N和三次差拍比CTB兩項指標就可以了，為此需將上式變成下述兩個式子：n1=（1-KC/N前-K C/N光1-K C/N光2 -KC/N用）/KC/N

14、干單 （2） n2=（1-KCTB前-K CTB光1-K CTB光2 -KCTB用）/KCTB干單 （3）n1為滿足載噪比指標要求時最大可串聯(lián)級數(shù)，n2為滿足三次差拍比要求時最大可串聯(lián)級數(shù)。實際可選定的最大可串聯(lián)級數(shù)n必須同時滿足上述兩項要求，因此就有：n1nn2 （4）詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻 1、6。6、放大器輸出電平設計算式筆者提出的有線電視放大器第三套輸出電平設計算式共有6個計算式。其中的中間算式有3個：放大器的最低輸出電平：So低CN分配值GNF2.4 （dBV）放大器的最高輸出電平：So高104(12)（CTB104CTB分配值） （dBV）放大器輸出斜率最大可取值：f最大

15、2（So高So低） （dB）選擇算式有一個：放大器實際選用的輸出斜率：ff最大 （dB）最終算式有一個：最終得出放大器的輸出電平：SoSo高f2 （dBV）指標余量算式有一個：放大器CN指標的設計余量：CN富余(12)（f最大f） （dB）說明：改進算法的理由：第一，傳統(tǒng)的放大器工作狀態(tài)設計算式，是根據(jù)放大器的C/N指標設計它的輸入電平Si，又根據(jù)它的失真指標設計它的輸出電平So。由于單模塊放大器的輸出電平So和輸入電平Si由算式“Si=So-G”“捆成”一個整體，輸出電平一旦調(diào)定，輸入電平的數(shù)值也就固定了，對放大器的輸入電平Si不可能進行單獨的調(diào)試，而且放大器的輸入電平通常是無法直接測量的。

16、因此分別設計出來的輸出電平So和輸入電平Si兩項數(shù)據(jù)，在實際調(diào)試中是無法同時落實的，所以，對這種傳統(tǒng)的設計方法必須改進。用新法設計計算出放大器的輸出電平So和斜率f以后，在現(xiàn)場調(diào)試放大器的時候，先調(diào)“輸入衰減器”使放大器的輸出電平So等于設計值，再調(diào)“均衡器”，使放大器的輸出斜率f等于設計值即可。無需顧及放大器的輸入電平Si，放大器的載噪比指標和失真指標都會符合設計要求。第二，傳統(tǒng)的放大器輸出電平設計算式通常采用廠家提供的CTB指標值來計算，而廠家提供的CTB指標值常存在失準（偏高）或不標示的情況，因此筆者改用放大模塊原始參數(shù)換算出來的CTB104來計算。第三，放大器設置輸出斜率fdB，它的C

17、TB指標約提高fdB，C/N指標約降低fdB，這點必須計算進去。而傳統(tǒng)的放大器工作狀態(tài)的設計算式?jīng)]有考慮這一點。第四，避免使用對數(shù)和指數(shù)冪計算式。詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻1、7。7、放大器調(diào)試參數(shù)計算式詳見圖1。圖1 放大器調(diào)試參數(shù)分析圖放大器輸入衰減器的衰減量LAT計算式：LATSo前SoL分（L百米S百米）G （dB）放大器輸入均衡器的均衡量EQ計算式：EQfofo前（S百米） （百米）當前后級放大器輸出斜率相同時：EQS百米 （dB）放大器間距通用計算式：S百米（So前SoL分LATG）/L百米 （百米）長距離電纜干線（沒有分支線路時）中，干線放大器間距計算式：S百米（GLAT）

18、/L百米 （百米）放大器間距簡便計算式：放大器間距通用計算式為：S百米（So前SoL分LATG）/L百米由于：So前L分電纜入口電平因此上式可改為：S百米（電纜入口電平SoGLAT）/L百米電纜入口電平（SoGLAT）/L百米電纜入口電平（SiLAT）/L百米通常作間距設計時，取放大器的輸入電平Si為放大器的“標稱輸入電平Sia”（Sia72dB）、取調(diào)節(jié)貯備電平LAT4。上式最終成為如下的放大器間距簡便計算式：S百米（電纜入口電平76）/L百米 （百米）這是最常用的放大器間距計算公式，用此式設計計算的放大器間距，不僅可以保證放大器的高端輸出電平能達到放大器的“標稱輸出電平”值，而且留有4dB

19、的調(diào)節(jié)貯備電平。以上式子中：G為放大器的標稱（凈）增益，So前為前級放大器的輸出電平，L分為輸出口分支器的損耗、L百米為電纜百米衰減值，S百米為放大器間距（百米），Si口為下一級放大器的輸入口電平，為百米電纜高、低端電平衰減差，So為下一級放大器的輸出電平，LAT為放大器輸入衰減器的衰減量、也叫調(diào)節(jié)貯備電平。所有沒有特別注明的電平值，均按慣例為高端電平值。用衰減插片和均衡插片調(diào)試放大器時，也可以用調(diào)試參數(shù)簡化計算式來計算衰減插片的衰減量LAT和均衡插片的均衡量EQ，這樣計算出來的調(diào)試參數(shù)更加準確。此時，首先要測量出到達所調(diào)放大器輸入端口信號的高端電平值“Si口”、低端電平值“Si低”，并計算出

20、到達放大器輸入端口信號的斜率“fi口”，“fi口=Si口Si低”。然后用調(diào)試參數(shù)簡化計算式計算出衰減插片的衰減量LAT和均衡插片的均衡量EQ。放大器調(diào)試參數(shù)輸入衰減量LAT的簡化計算式：LATSi口SoG （dB）放大器調(diào)試參數(shù)均衡量EQ的簡化計算式：EQfofi口 （dB）算式中So為放大器要求達到的輸出電平，fo為放大器要求達到的輸出斜率。詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻8、9。8、光發(fā)射機輸入電平的確定當說明書標示光發(fā)射機的輸入電平為一個固定數(shù)的值時。生產(chǎn)廠家說明書標示的光發(fā)射機輸入電平是一個固定的數(shù)值，如：59個頻道75dB（77個頻道72dB)、或者59頻道85dB（77個頻道82d

21、B），通常是沒有AGC控制或者沒有光調(diào)制度自動恒定功能的普通型光發(fā)射機，說明書通常還同時還標明非滿載時光發(fā)射機輸入電平的提高量為：20lg（滿載頻道數(shù)/實際頻道數(shù)）。由于現(xiàn)在都必須按照滿載設計網(wǎng)絡，因此這類機可以直接輸入廠家標示的電平數(shù)值，無需按網(wǎng)絡中的實際頻道數(shù)計算了。當說明書標示光發(fā)射機的輸入電平為一個范圍時。光發(fā)射機廠家在說明書上標示的輸入電平為一個范圍，絕大多數(shù)是具有“AGC”功能或光調(diào)制度自動恒定功能的光發(fā)射機（一般在說明書中會注明這些功能），輸入電平可以在它的標示范圍內(nèi)選取，一般取中間值，一般也無需考慮系統(tǒng)的實際頻道數(shù)。少數(shù)品牌是屬于配置單模塊射頻激勵放大器（低檔次的光機）、沒有“

22、AGC”功能或光調(diào)制度自動恒定功能的光發(fā)射機。實際上它所標輸入電平范圍不是所有機臺都可隨意采用的電平范圍，而是所有各臺光發(fā)射機適用輸入電平的分布范圍，需要逐臺確定它們的輸入電平值，只能先從最低電平值試起，逐步提高輸入電平，憑光接收機的輸出電平（達到合適時，或和使用光調(diào)制度自動恒定功能光發(fā)射機相同時）和經(jīng)驗選定合適的輸入電平。詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻10、11。9、光接收機的選用和輸出電平的調(diào)試光接收機內(nèi)部電放大器的指標，實際上不屬于光鏈路，而是屬于電纜分配網(wǎng)絡，因此它的輸出電平和斜率必須和放大器一樣設計和調(diào)試，也可用“有線電視放大器第三套輸出電平設計算式”來設計。光接收機首先要根據(jù)其用

23、途來選擇合適的類型和型號，然后是合理調(diào)試，當不進行輸出電平設計時，一般可按下列方式調(diào)試。前端和分前端的光接收機，要選用標稱輸出電平不高于96dB的“信號源型光接收機”，調(diào)試方法同前端和分前端的“前置放大器”，調(diào)輸出電平為92dB左右，斜率02dB,使之以接近平坦的信號去驅(qū)動下面的光發(fā)射機。用于與大片電纜網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)的光接收機（例如上一級與村居的光纜聯(lián)網(wǎng)），要選用標稱輸出電平不高于100dB“干線放大器型光接收機”，和干線放大器一樣調(diào)試，調(diào)輸出電平為96dB左右，斜率4dB。用以驅(qū)動下面的干線放大器和用戶放大器。直接用于用戶分配的光接收機，要選用標稱輸出電平為106dB左右的“用戶放大器型光接收機”

24、、光工作站，調(diào)輸出電平為104dB左右，斜率6dB左右。用于直接進行用戶分配。詳情可見筆者發(fā)表的論文：參考文獻12、1310、沒有進行指標設計時放大器的調(diào)試方法放大器的標稱輸出電平Sa、標稱輸入電平Sia、標稱（凈）增益G，是廠家在說明書中標定的參數(shù)值，也是放大器的典型運用參數(shù)，它們之間有如下的關系：SaSiaG （dB）由于通常標稱輸入電平Sia72dB，因此：Sa72G （dB）因此，沒有標示標稱輸出電平值的放大器，可以根據(jù)這個算式計算出來。從這個算式可以看出，放大器的標稱輸出電平Sa愈高，它的增益愈高，不是質(zhì)量愈好。如果不進行有線電視系統(tǒng)的指標設計、不通過設計計算來確定放大器的工作電平，

25、那么在系統(tǒng)中只在電纜分配網(wǎng)絡的末端設置1級用戶放大器的條件下，干線放大器的輸出電平可以調(diào)在它的標稱輸出電平值，并使輸出斜率為4dB左右；如果此時還有可能再調(diào)高放大器的輸出電平約4dB，那么就說明已經(jīng)留下調(diào)節(jié)貯備電平4dB左右。如果要進行放大器工作狀態(tài)的設計，用戶放大器的輸出電平應該預先設定為它的標稱輸出電平或略高1、2個dB，并使輸出斜率為6dB左右，可以再通過改變輸出斜率的大小來調(diào)整其失真指標，使之符合設計指標要求；如果不進行放大器工作狀態(tài)的設計，用戶放大器的輸出電平就按照它的標稱輸出電平或略高1、2個dB來調(diào)試，并使輸出斜率為6dB左右。用戶放大器的輸出電平不允許在大范圍內(nèi)選擇，尤其不能低

26、電平運用，以免劣化載噪比指標和降低分配效率。因此當用戶數(shù)小于用戶放大器的負載能力時，輸出電平照樣要調(diào)為和常規(guī)一樣高，多余信號用負載電阻吸收。由于用戶放大器輸出電平高、失真指標占用系數(shù)大，在當前多級光纜聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)下，電纜分配部分容許占用的指標很有限，不容許它多級串聯(lián)設置，通常只能限用一級。凡是已經(jīng)設置“用戶放大器型光接收機”的地方，其下面就不能再設置用戶放大器，如果需要繼續(xù)用放大器延伸信號，只能設置與干線放大器相當?shù)姆糯笃?，按干線放大器的方式調(diào)試。無論是按照“放大器第三套輸出電平設計算式”設計出的輸出電平、斜率來調(diào)試放大器，還是根據(jù)放大器的“標稱輸出電平”來調(diào)試放大器，放大器的載噪比指標都能符合系統(tǒng)的要求，所以調(diào)試或者設計時沒有必要再顧及放大器的輸入電平Si，更沒有必要為輸入電平Si定下具體數(shù)值或選擇范圍！實際上