現(xiàn)代電視接收技術(shù)(曹華民)第1章

1、第1章概述 第第1章章 概概 述述 1.1電視接收系統(tǒng)的組成電視接收系統(tǒng)的組成 1.2電視制式及電視頻道的劃分電視制式及電視頻道的劃分 1.3電視接收系統(tǒng)中的主要技術(shù)性能指標(biāo)電視接收系統(tǒng)中的主要技術(shù)性能指標(biāo)1.4電視接收系統(tǒng)所涉及的基本問題電視接收系統(tǒng)所涉及的基本問題 第1章概述 1.1電視接收系統(tǒng)的組成電視接收系統(tǒng)的組成電視信號(hào)的傳輸有兩種方式。一種是單向傳送廣播方式，它將無線傳輸和有線傳輸相結(jié)合，即以無線方式將電視信號(hào)傳輸?shù)降孛娲笮拖到y(tǒng)用戶，再由地面大型系統(tǒng)以有線方式將電視信號(hào)傳輸?shù)降孛嫘⌒陀脩艉图彝セ騻€(gè)人。目前，也界各國廣泛采用的就是這種方式。另一種方式是交互方式，它是指空間對(duì)空間、空間

2、到地面、地面對(duì)地面、空間到海洋、海洋到空間、海洋對(duì)海洋的全球信息網(wǎng)。這是目前正在興起的信息高速公路帶動(dòng)下的全球信息網(wǎng)的一部分。我們將圍繞單向傳送廣播方式來討論電視接收系統(tǒng)的原理及 應(yīng)用情況。 第1章概述 電視接收系統(tǒng)匯集了當(dāng)代電子技術(shù)許多領(lǐng)域的新成果，包括電視、廣播、微波傳輸、數(shù)字通信、自動(dòng)控制、遙控遙測和電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)。一個(gè)完整的電視接收系統(tǒng)應(yīng)由多種 視聽設(shè)備、數(shù)字設(shè)備、有線電視部件和器件組成，用射頻電纜、光纜、微波或其組合把這些設(shè)備、部件和器件連接起來成為一個(gè)系統(tǒng)，用以傳輸、分配和處理聲音、圖像、數(shù)據(jù)信號(hào)。 第1章概述 1.1.1單用戶電視接收系統(tǒng)的組成一個(gè)單用戶電視接收機(jī)能夠接收到的信

3、號(hào)類別基本上有兩類：一是視頻(V)和音頻(A)信號(hào)；二是電視標(biāo)準(zhǔn)頻道信號(hào)。而電視節(jié)目源信號(hào)形式多種多樣，來源也很廣，包括衛(wèi)星電視、微波電視、無線電視臺(tái)、自辦節(jié)目、數(shù)字電視、圖文電視、上行電視、立體聲等，大體可歸納為以下幾種：第1章概述 (1)C、Ku波段衛(wèi)星電視信號(hào)；(2)2.5GHz、12GHz、29GHz微波電視信號(hào)；(3)156標(biāo)準(zhǔn)電視頻道信號(hào)；(4)數(shù)字電視信號(hào)；(5)調(diào)頻立體聲；(6)各種視、音頻信號(hào)。 第1章概述 從原理上講，無論什么樣的電視信號(hào)，只要經(jīng)過變換或不經(jīng)變換直接送到電視機(jī)，能滿足視頻(V)和音頻(A)信號(hào)或者電視標(biāo)準(zhǔn)頻道信號(hào)的要求，就可以達(dá)到接收的目的。1.接收空間射頻

4、接收空間射頻(RF)及各種視頻及各種視頻(V)、音頻、音頻(A)信號(hào)信號(hào)空間射頻(RF)信號(hào)屬于標(biāo)準(zhǔn)的電視頻道信號(hào)。通常在頻段、頻段及U頻段有部分節(jié)目信號(hào)，通過V、U頻段天線就可直接將信號(hào)送入電視接收機(jī)。視頻(V)、音頻(A)信號(hào)通常來自錄像機(jī)、攝像機(jī)、放像機(jī)等設(shè)備，只要將各種設(shè)備的視頻(V)及音頻(A)信號(hào)線接入電視接收機(jī)的A、V端子，即可收看節(jié)目。簡單的電視接收系統(tǒng)的組成方框圖如圖11所示。第1章概述 圖圖11簡單的電視接收系統(tǒng)簡單的電視接收系統(tǒng)第1章概述 2.接收衛(wèi)星電視信號(hào)由于衛(wèi)星電視信號(hào)接收衛(wèi)星電視信號(hào)由于衛(wèi)星電視信號(hào) 頻段一般處于C、Ku波段，其調(diào)制方式多采用調(diào)頻制(即FMFM制)

5、或復(fù)用模擬分量制(MAC制)，故信號(hào)比較弱，電波頻率高。要接收衛(wèi)星電視信號(hào)，必須通過天線饋電系統(tǒng)、室外單元(高頻頭)、室內(nèi)單元(衛(wèi)星接收機(jī))，將其轉(zhuǎn)換成A、V信號(hào)和射頻信號(hào)，送入電視接收機(jī)。衛(wèi)星電視信號(hào)的接收組成方框圖如圖12所示。 第1章概述 圖12衛(wèi)星電視信號(hào)的接收 第1章概述 3.接收微波電視信號(hào)接收微波電視信號(hào)微波電視信號(hào)采用單邊帶抑制載波調(diào)幅的方法，把轉(zhuǎn)入的射頻信號(hào)變換為微波信號(hào)，經(jīng)放大后在空間傳輸。其輸出功率隨頻道的不同而不同，一般發(fā)射機(jī)可傳輸十幾個(gè)電視節(jié)目。要接收微波電視信號(hào)，就必須通過微波接收機(jī)，將輸入的微波頻道下變頻轉(zhuǎn)換為電視機(jī)所接收的頻道。微波電視信號(hào)的接收組成框圖如圖13

6、所示。 第1章概述 圖13微波電視信號(hào)的接收 第1章概述 1.1.2群體用戶電視接收系統(tǒng)的組成群體用戶電視接收系統(tǒng)的組成1.有線電視電纜傳輸接收系統(tǒng)有線電視電纜傳輸接收系統(tǒng)近年來，作為電視接收系統(tǒng)的有線電視電纜傳輸系統(tǒng)已經(jīng)成熟，它的組成框圖如圖1-4所示。 第1章概述 圖圖14有線電視電纜傳輸接收系統(tǒng)有線電視電纜傳輸接收系統(tǒng) 第1章概述 這個(gè)系統(tǒng)可劃分為4大部分：信號(hào)源、射頻前端、電纜傳輸及分配網(wǎng)絡(luò)。1)信號(hào)源信號(hào)源是電視接收系統(tǒng)的節(jié)目來源，它包括多個(gè)衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星電視信號(hào)、當(dāng)?shù)仉娨暸_(tái)發(fā)送的開路電視信號(hào)、當(dāng)?shù)匚⒉ㄅ_(tái)發(fā)射的微波電視信號(hào)、自辦電視節(jié)目、由系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)纳闲须娨曅盘?hào)等等。所有這些節(jié)目源

7、設(shè)備都有其自身的性能指標(biāo)，它們和前端的電氣接口關(guān)系及機(jī)械接口關(guān)系都由國家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定。信號(hào)源的信號(hào)形式和單用戶一樣，也可以歸納為6類。輸入到前端的信號(hào)源信號(hào)同樣只有兩類：一是視頻(V)和音頻(A)信號(hào)；二是電視標(biāo)準(zhǔn)頻道信號(hào)。 第1章概述 信號(hào)源還包括機(jī)房內(nèi)的一些設(shè)備，如自動(dòng)播出多功能控制臺(tái)，電視特技、動(dòng)畫、圖文創(chuàng)作系統(tǒng)，各種編輯、攝像設(shè)備等，還包括進(jìn)一步發(fā)展所需的視頻服務(wù)器、頻率控制、用戶管理與控制以及數(shù)字接口等設(shè)備。 第1章概述 2)射頻前端射頻前端是處理和混合多個(gè)信號(hào)源的設(shè)備，由頻率變換器、信號(hào)處理器、天線放大器、射頻調(diào)制器、中頻調(diào)制器和多路混合器等組成。射頻前端輸出信號(hào)的頻率范圍在有線電

8、射頻頻段內(nèi)，即5MHz1GHz。射頻前端有時(shí)也稱為臨頻前端。前端輸出可以接一條主干線，也可以接多條主干線。第1章概述 根據(jù)射頻前端安裝的位置不同，射頻前端可分為3種：(1)遠(yuǎn)地前端：設(shè)置在遠(yuǎn)地(比如幾十千米)，其輸出信號(hào)經(jīng)過電纜、光纜、微波等地面通信線路或衛(wèi)星線路傳送到本地前端。(2)本地前端：直接與干線或與作干線用的短距離傳輸線路相連。(3)中心前端：是為配合本地前端而在一個(gè)比較大的服務(wù)區(qū)域的某一位置設(shè)置的輔助前端。其輸入信號(hào)來自本地前端和其他信號(hào)源(如自辦節(jié)目、自接收開路信號(hào)等)。 第1章概述 3)電纜傳輸電纜傳輸包括電纜干線及傳輸設(shè)備。電纜干線指前端和分配點(diǎn)之間，或分配點(diǎn)之間的電纜。分配

9、點(diǎn)是從干線取出信號(hào)以饋送給支線的點(diǎn)。干線傳輸設(shè)備包括電纜干線放大器、干線站、均衡器、線路延長放大器、分支器、分配器、供電電源及各種連接器等。4)分配網(wǎng)絡(luò)分配網(wǎng)絡(luò)是將放大器的輸出電平按一定準(zhǔn)則分配給樓棟、單元和用戶的無源網(wǎng)絡(luò)，由分支線、分支器、分配器、系統(tǒng)輸出口組成，此外，還有連通系統(tǒng)輸出口和電視機(jī)或新型 用戶終端的連接線。 第1章概述 圖15有線電視光纜、電纜、微波傳輸接收系統(tǒng) 第1章概述 2.有線電視光纜、電纜、微波傳輸接收系統(tǒng)有線電視光纜、電纜、微波傳輸接收系統(tǒng)光纜、電纜、微波混合傳輸接收系統(tǒng)的組成框圖如圖15所示。該接收系統(tǒng)大致可分為5個(gè)部分：信號(hào)源、射頻前端、光纜(或微波)傳輸、電纜傳

10、輸和分配網(wǎng)絡(luò)。光纜、電纜、微波傳輸系統(tǒng)稱為干線部分。干線部分用來進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)傳輸和放大光、電信號(hào)等。干線部分的傳輸媒介可以是射頻同軸電纜、光纜、微波或它們的組合。干線和支線傳輸?shù)男盘?hào)類型有射頻電視信號(hào)、光信號(hào)、微波信號(hào)、50Hz電流信號(hào)、調(diào)頻廣播、數(shù)字信號(hào)等。干線部分的設(shè)備和器件有光發(fā)射機(jī)、光分路器、光纜、光連接器(或光連接點(diǎn))、光接收 機(jī)、微波發(fā)射機(jī)、微波接收機(jī)、同軸電纜、干線放大器、延長放大器、均衡器、分支器、分配器等。 第1章概述 3.未來的有線電視接收系統(tǒng)未來的有線電視接收系統(tǒng)未來的有線電視接收機(jī)系統(tǒng)如圖16所示。未來的有線電視接收系統(tǒng)，應(yīng)集電視、電話、計(jì)算機(jī)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中。其前

11、端應(yīng)是智能化的，包括與數(shù)據(jù)總線接口的調(diào)制器、全制式衛(wèi)星接收機(jī)、線路監(jiān)測器、光纖監(jiān)控及光 纖回傳系統(tǒng)、視頻質(zhì)檢系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)終端監(jiān)測器、自動(dòng)化播出系統(tǒng)、智能前端自動(dòng)化操作控制器等，將使前端系統(tǒng)全面進(jìn)入智能化及自動(dòng)化的時(shí)代。 第1章概述 圖16光纜、電纜混合網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像、話音、數(shù)據(jù)第1章概述 4.電視接收系統(tǒng)的接口關(guān)系電視接收系統(tǒng)的接口關(guān)系要準(zhǔn)確地接收電視信號(hào)，首先必須將接收系統(tǒng)的接口關(guān)系搞明白，要知道信號(hào)從何處來，到何處去。例如，來自衛(wèi)星接收機(jī)、錄像機(jī)的信號(hào)，應(yīng)送至前端的中頻調(diào)制器、射頻調(diào)制器和電視加擾器；來自電視接收天線的信號(hào)，應(yīng)送至前端信號(hào)處理器或低噪聲天線放大器；系統(tǒng)輸出口信號(hào)應(yīng)送至用戶機(jī)上的

12、變換器、電視接收機(jī)或新型用戶終端；圖文電視機(jī)信號(hào)應(yīng)送至前端調(diào)制器；來自用戶的上行信號(hào)應(yīng)送至前端上行調(diào)制器；電視圖文動(dòng)畫創(chuàng)作系統(tǒng)的信號(hào)應(yīng)送至前端調(diào)制器；衛(wèi)星電視接收的下變頻器信號(hào)應(yīng)送至前端的帶衛(wèi)星接收功能的調(diào)制器；微波電視接收的下變頻器信號(hào)應(yīng)送至前端的多路混合器或信號(hào)處理設(shè)備。 第1章概述 其次，要搞清楚信號(hào)的類型，包括交流(AC)、直流(DC)、視頻(V)、射頻(RF)、音頻(A)、數(shù)字串、離散信號(hào)(0、1電平)、脈沖信號(hào)等。再次要搞清楚信號(hào)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，包括靈敏度、有效值、帶寬、駐波比、噪聲電平、直流參考電平、相位、比特?cái)?shù)和比特速率等。最后，還要搞清楚系統(tǒng)前后級(jí)的連接關(guān)系，包括輸入、輸出阻

13、抗，平衡式或非平衡式，信號(hào)源最大輸出電流和負(fù)載電流以及隔離形式等。 第1章概述 5.電視接收系統(tǒng)的接口參數(shù)電視接收系統(tǒng)的接口參數(shù)人們?cè)陂L期的實(shí)踐中，已經(jīng)總結(jié)出了一些接口參數(shù)的參考值。(1)在系統(tǒng)輸入端，衛(wèi)星接收機(jī)、錄像機(jī)的電氣接口值如下：音頻輸出阻抗：低阻抗。終接600電阻性負(fù)載與不接電阻相比，輸出電平的降低不應(yīng)大于0.3dB。音頻額定輸出電平：終接600電阻時(shí)的有效值為0.775V。即使高出額定值2dB，其非線性失真仍在容許范圍內(nèi)。視頻輸出阻抗：75，不平衡式。視頻輸出電平：1V(峰峰值)。無用的直流成分在有終接電阻時(shí)不應(yīng)大于2.75V，開路時(shí)不大于5.5V。射頻輸出阻抗：75，不平衡式。

14、第1章概述 (2)在系統(tǒng)輸出口，電氣接口值如下：輸出電平：電視信號(hào)，6080dBV；調(diào)頻廣播，4770dBV；鄰頻系統(tǒng)，664dBV。頻道間輸出電平差：任意頻道間輸出電平的差應(yīng)不大于10dB；任意60MHz內(nèi)的電平差應(yīng)不大于8dB；相鄰頻道間的電平差應(yīng)不大于3dB。頻道內(nèi)伴音對(duì)圖像的電平差：鄰頻系統(tǒng)的伴音對(duì)圖像的電平差(-2314)dB，一般將其調(diào)整到-17dB，其他系統(tǒng)的為(-20-7)dB。頻道內(nèi)幅頻特性：任意頻道內(nèi)的幅度變化不大于2dB，任何0.5MHz頻率范圍內(nèi)的幅 度變化不大于0.52dB。 第1章概述 1.2電視制式及電視頻道的劃分電視制式及電視頻道的劃分 1.2.1黑白電視制式黑

15、白電視制式1.各種制式的共同點(diǎn)(1)寬高比為4 3。(2)掃描順序是從左到右，從上到下。(3)隔行掃描比為2 1。(4)采用殘留邊帶方式發(fā)射。 第1章概述 2.各種制式的主要差別各種制式的主要差別(1)視頻信號(hào)對(duì)圖像載波的調(diào)制分負(fù)極性和正極性調(diào)制兩種。電視機(jī)檢波輸出的極性必須與發(fā)射機(jī)的調(diào)制極性有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，否則不能收看到正常圖像。(2)伴音載頻差拍頻率各不相同，伴音對(duì)載頻的調(diào)制方式有調(diào)頻和調(diào)幅兩種。(3)場頻有50Hz和60Hz兩種。(4)每幀掃描行數(shù)也不相同，有525行、625行以及405行和819行。(5)行頻有4種：10125Hz、15750Hz、15625Hz及20475Hz。(6

16、)每頻道所占帶寬有5MHz、6MHz、7MHz、8MHz和14MHz等5種。 第1章概述 我國采用的是D、K制。其主要掃描參數(shù)如下所列：每幀行數(shù)：625。每秒場數(shù)：50。掃描方式：隔行掃描。每秒幀數(shù)：25。行頻：15625。光柵寬高比：4 3。行周期：64s。行消隱脈沖寬度：12s。行同步脈沖寬度：4.7s。場周期：20ms。場消隱脈沖寬度：25H。場同步脈沖序列所占時(shí)間：2.5H。 第1章概述 1.2.2彩色電視制式彩色電視制式黑白電視制式通常以每幀的掃描行數(shù)、每秒的掃描場數(shù)、信道頻道寬度以及隔行掃描方式等特征作為標(biāo)志。對(duì)于以三基色原理為基礎(chǔ)的彩色電視制式，除了上述有關(guān)特征外，其 主要區(qū)分標(biāo)

17、志還包括3個(gè)基色信號(hào)或其亮度信號(hào)和色差信號(hào)的傳輸處理方式。從發(fā)送端到接收端，傳送這些信息的方法叫彩色電視制式。 第1章概述 從傳送信號(hào)的時(shí)間關(guān)系分類，彩色電視制式可分為順序制、同時(shí)制和順序同時(shí)制。(1)順序制。順序制中三個(gè)基色信號(hào)按一定的順序輪換傳送。如按逐場、逐行和逐點(diǎn)輪換的特點(diǎn)，順序制又分場順序制、行順序制和點(diǎn)順序制。順序制在顯像時(shí)既要利用空間混色原理，又要利用時(shí)間混色原理。順序制的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，重顯彩色圖像質(zhì)量好。缺點(diǎn)是信號(hào)占用頻帶寬，因而不能實(shí)現(xiàn)彩色與黑白電視的兼容，不宜用于廣播電視，只應(yīng)用于工業(yè)電視或閉路電視。 第1章概述 (2)同時(shí)制。在同時(shí)制中亮度和色度信息的3個(gè)信號(hào)是同時(shí)傳送

18、的。由于在發(fā)送端對(duì)它們進(jìn)行了特殊的頻域處理，因而在接收端可以將它們分開。同時(shí)制的顯像方法是空間混色法。同時(shí)制的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)彩色與黑白電視的兼容和逆兼容，因而適用于廣播電視；缺點(diǎn)是設(shè)備較復(fù)雜。目前世界上用于彩色電視廣播的同時(shí)制有NTSC制和PAL制。 第1章概述 (3)順序同時(shí)制。該制式是以上兩種方式的結(jié)合，即傳送的信息中既有順序傳送的部分，又有同時(shí)連續(xù)傳送的部分，但這種制式在顯像時(shí)卻不一定采用順序同時(shí)混合方式而可以采用同時(shí)方式。順序同時(shí)制的優(yōu)點(diǎn)是克服了同時(shí)制彩色電視中色度信號(hào)的相互串?dāng)_而引起的色調(diào)失真，較好地解決了串色和傳輸?shù)葐栴}，提高了重顯圖像的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是彩色電視機(jī)的電路較復(fù)雜、成本較

19、高。目前世界上用于彩色電視廣播的順序同時(shí)制有SECAM制。按使用目的的不同，彩色電視制式又可分為兼容制和非兼容制兩大類。兼容制是為廣播電視研制的，非兼容制主要用于工業(yè)電視、科學(xué)教育等。 第1章概述 總體來講，目前世界各國采用的彩色廣播電視常用的制式有NTSC、PAL和SECAM3種制式。NTSC制是最早研制成功的具有兼容性的同時(shí)制；PAL制和SECAM制是NTSC制的發(fā)展，我國采用PAL制。NTSC制也稱為正交平衡調(diào)幅制。為了壓縮頻帶，實(shí)現(xiàn)兼容，又要有良好的圖像質(zhì)量，NTSC 制采用了5大技術(shù)措施(見有關(guān)參考資料)。NTSC制色度信號(hào)組成方式最簡單，解碼最容 易，成本最低。因?yàn)槊恳恍卸家陨闲蟹?/p>

20、式傳送色度信號(hào)，所以無另兩種制式中對(duì)圖像質(zhì)量有損害的行順序效應(yīng)，亮度與色度頻譜間距大，容易實(shí)現(xiàn)亮度信號(hào)與色度信號(hào)的分離，亮色串?dāng)_少。但不足的是對(duì)相位敏感，容易出現(xiàn)彩色不穩(wěn)定(變色)。 第1章概述 PAL制又稱逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。它也是具有兼容特性的同時(shí)制，是NTSC制的一種改進(jìn)，主要是在NTSC制技術(shù)措施的基礎(chǔ)上增加了一些技術(shù)措施來克服NTSC制中的缺點(diǎn)。其中共同措施有：(1)都采用了頻譜交錯(cuò)的方法，壓縮頻帶。(2)都利用一個(gè)色副載波對(duì)兩個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行正交平衡調(diào)幅，然后與亮度信號(hào)疊加在一起同時(shí)傳送。 第1章概述 PAL制和NTSC制的不同點(diǎn)是：(1)色副載頻不同，NTSC制為3.58MHz

21、，PAL制為4.43MHz。(2)色同步脈沖相位不同，NTSC中色同步信號(hào)的相位為180，PAL制中色同步脈沖的相位為135，是擺動(dòng)的，以此滿足逐行倒相的要求。(3)PAL制中，兩正交的色差信號(hào)分量(U分量、V分量)中的V分量是逐行倒相的，而NTSC制中的兩分量僅正交調(diào)制。(4)場頻不同，NTSC制場頻為60Hz，PAL制的場頻為50Hz。(5)行頻不同。 第1章概述 PAL制的性能較NTSC制優(yōu)越，主要缺點(diǎn)是接收機(jī)解碼電路比較復(fù)雜，使接收機(jī)成本提高。另外，PAL制存在爬行干擾的可能性。SECAM制也稱調(diào)頻行輪換制，也是一種克服色調(diào)失真的兼容制式。其主要特點(diǎn)是：(1)三基色信號(hào)仍編為亮度信號(hào)和

22、兩個(gè)色差信號(hào)。(2)色差信號(hào)對(duì)副載波是調(diào)頻的，因調(diào)頻信號(hào)對(duì)微分相位誤差是不敏感的，所以微分相位失真小。(3)由于調(diào)頻信號(hào)的頻譜是連續(xù)的，所以不能采用頻譜交錯(cuò)技術(shù)。 第1章概述 表表11各種電視制式比較各種電視制式比較 第1章概述 表表12625/50制與制與525/60制的比較制的比較 第1章概述 表表13彩色電視制式主要特性彩色電視制式主要特性 第1章概述 1.2.3衛(wèi)星傳送廣播電視信號(hào)衛(wèi)星傳送廣播電視信號(hào)MAC制式制式MAC制是多工復(fù)合模擬分量信號(hào)制式。它將彩色電視的亮度信號(hào)與兩個(gè)色差信號(hào)(U、V)進(jìn)行時(shí)間軸壓縮，壓縮后在行正程內(nèi)實(shí)行時(shí)分復(fù)用。亮度信號(hào)以3 2壓縮比壓縮，色差信號(hào)以3 1壓

23、縮比壓縮。傳輸時(shí)，亮度信號(hào)每行都傳，兩色差信號(hào)則每行只傳一個(gè)，兩者逐行交替?zhèn)鬏?。在行消隱冗余時(shí)間內(nèi)傳送聲音、數(shù)據(jù)和同步數(shù)碼信號(hào)。在MAC制提出之后，各國由于采用了不同的數(shù)據(jù)編碼方式，分別提出了B、C、D和D2的MAC系列。 第1章概述 衛(wèi)星傳送廣播電視采用MAC制具有很大的優(yōu)越性：(1)由于MAC制信號(hào)中沒有色度副載波和伴音副載波，使信號(hào)譜中的高頻能量減少。在調(diào)制頻率高時(shí)，其瞬時(shí)頻偏不是很大，對(duì)信道的非線性失真也不敏感。(2)充分利用電視信號(hào)行消隱的時(shí)間冗余，傳送多路高質(zhì)量數(shù)字聲音。(3)MAC系統(tǒng)由于不存在高頻副載波，其加重網(wǎng)絡(luò)的加重特性可淺些，這可減輕干擾的主觀感覺。(4)作為向高清晰度數(shù)

24、字電視的過渡，MAC制本身有一定靈活性，對(duì)提高清晰度留有發(fā)展余地，具有與更高分解力和寬幅型電視兼容的潛在可能。(5)MAC制信號(hào)除能傳送多路聲音節(jié)目外，還能傳送大容量的數(shù)據(jù)信號(hào)，并易于對(duì)視頻、音頻信號(hào)進(jìn)行加擾，實(shí)施有條件接收，容許開展多種單向廣播和通信業(yè)務(wù)，如圖文廣播、新聞傳真、數(shù)據(jù)傳送、指定對(duì)象服務(wù)等。 第1章概述 1.2.4高清晰度電視制式高清晰度電視制式從當(dāng)今電視技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，電視的發(fā)展可有如下進(jìn)程。第一步實(shí)現(xiàn)普通電視的數(shù)字化，利用MPEG-1的國際標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到2.048Mb/s，其圖像質(zhì)量可優(yōu)于家用錄像機(jī)和VHS的質(zhì)量。第二步按MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中的主級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到

25、8.448Mb/s，其圖像質(zhì)量可達(dá)現(xiàn)有電視演播室的質(zhì)量。第三步按MPEG-2的高級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到20Mb/s 左右，其圖像質(zhì)量可達(dá)HDTV的質(zhì)量。將來，人們不會(huì)只滿足于HDTV，還會(huì)有更高級(jí)的電視。例如，可能出現(xiàn)垂直和水平清晰度分別為現(xiàn)有電視4倍和8倍的特高清晰度電視(UDTV)和超高清晰度電視(SDTV)，掃描行數(shù)可達(dá)2248行，其圖像質(zhì)量可達(dá)70mm電影的水平。 第1章概述 應(yīng)該說由模擬電視到數(shù)字電視的轉(zhuǎn)化，其技術(shù)變革的幅度并不算大，主要差別就在于信號(hào)處理上。真正意義上的重大技術(shù)變革體現(xiàn)在20世紀(jì)90年代興起的高清晰度電視廣播中。高清晰度電視是利用數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展起來的，它主要改善和

26、提高了電視圖像的質(zhì)量，同時(shí)克服了目前傳統(tǒng)電視圖像中的頻閃、串色、串亮、重影等缺陷。高清晰度電視應(yīng)包括 以下內(nèi)容：清晰度在垂直方向和水平方向都比現(xiàn)有制式高出一倍以上；大屏幕(對(duì)角線1 m以上)；寬屏幕(16 9)；數(shù)字伴音，立體聲；無系統(tǒng)性缺陷(如上面指出的串色等)。 第1章概述 目前，世界各國都在積極研制高清晰度電視，還沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的制式標(biāo)準(zhǔn)，具有代表性的HDTV制式有3種：(1)日本NHK制式標(biāo)準(zhǔn)。這種制式產(chǎn)生的指導(dǎo)思想是不考慮兼容，因?yàn)榭紤]兼容將使新的廣播制式受到現(xiàn)有接收機(jī)的限制，從而影響其技術(shù)的先進(jìn)性。這種制式又稱為Hi-Vision制式。技術(shù)參數(shù)為：1125行，60場，16 9的寬

27、高比，30MHz的視頻帶寬，傳送方式為MUSE，利用衛(wèi)星廣播進(jìn)行傳送。(2)歐洲HDMAC制。歐洲一些國家提出的HDMAC制的技術(shù)參數(shù)為：1250行，50場，傳送方式為MAC，利用衛(wèi)星廣播進(jìn)行傳送。其特點(diǎn)是與MAC制完全兼容，新的HDMAC接收機(jī)將能接收HDMAC、MAC(ND，普通清晰度)、PAL和SECAM信號(hào)；而普通MAC制接收機(jī)也能接收HDMAC信號(hào)，并顯示HDMAC質(zhì)量的圖像。HDMAC信號(hào)不能直接與PAL/SECAM接收機(jī)相兼容，但當(dāng)后者加上MAC解調(diào)附加器后，也就可以接收HDMAC信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兼容。 第1章概述 (3)美國與NTSC完全兼容的制式。美國要求HDTV與NTSC制接收機(jī)

28、完全兼容，即現(xiàn)有的大量接收機(jī)都能直接接收HDTV信號(hào)，而顯示正常的圖像。該制式的技術(shù)參數(shù)為：1125行，60場，主要用地面網(wǎng)來傳送，而且應(yīng)在不改變現(xiàn)有頻譜分配的條件下進(jìn)行廣播。用地面網(wǎng)傳送的數(shù)字HDTV電視有多種制式，如表14所示。 第1章概述 表表14 地面數(shù)字地面數(shù)字HDTV制式規(guī)格制式規(guī)格第1章概述 1.2.5電視頻道的劃分電視頻道的劃分電視頻道是指用于播送一套電視節(jié)目的頻率范圍，它取決于電視圖像信號(hào)和伴音信號(hào)所占有的頻帶寬度。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一個(gè)頻道的頻帶寬度為8MHz。電視頻段是指在一定頻率范圍內(nèi)的一組電視頻道，這類似于無線電廣播中的長波、中波和短波的劃分。根據(jù)我國頻道劃分的規(guī)定，

29、在甚高頻段VHF(VeryHighFrequency)有112頻道，使用頻率從48.5223MHz，把其中的15頻道定為波段，612頻道定為波段。在特高頻UHF(UltrahighFrequency)有1368頻道，使用頻率從470958MHz，把其中的1324頻道叫做波段，2568頻道叫做頻段。以上所述的兩個(gè)波段的頻道沒有包括增補(bǔ)頻道。考慮增補(bǔ)頻道的A、B波段以及其它幾個(gè)波段后，頻率配置表如表1-5和表16所示。表15是5450MHz頻率配置(GY-T106-92標(biāo)準(zhǔn))，表1-6是470MHz以上的頻率配置。 第1章概述 表表155450MHz頻率配置頻率配置 第1章概述 表155450MH

30、z頻率配置 第1章概述 表表16470MHz以上的頻率配置以上的頻率配置 第1章概述 表表16470MHz以上的頻率配置以上的頻率配置 第1章概述 1.3電視接收系統(tǒng)中的主要技術(shù)性能指標(biāo)電視接收系統(tǒng)中的主要技術(shù)性能指標(biāo)1.3.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)1.分貝表示法分貝表示法電視接收系統(tǒng)中，常常用分貝(dB)來表示電功率、電壓、電流等的大小，這些量值常叫做電平。由于所選取的基準(zhǔn)不同，信號(hào)電平可以分為兩種：絕對(duì)電平和相對(duì)電平。1)相對(duì)電平對(duì)電功率、電壓、電流進(jìn)行測量時(shí)，通常不用其絕對(duì)值(如瓦、伏、安等)，而是使用電平這一相對(duì)數(shù)值來表示測量結(jié)果。電平定義為功率(或電壓或電流)與同單位的某一基準(zhǔn)值之

31、比的對(duì)數(shù)。最常用的是功率電平和電壓電平。 第1章概述 用常用對(duì)數(shù)計(jì)算時(shí)，單位為分貝(dB)。 P=10lg(Wx/W0)(dB) (11) 式中：Wx測量點(diǎn)的功率； W0進(jìn)行比較的基準(zhǔn)功率。 第1章概述 采用“電平”來測量可以簡化計(jì)算。從電平定義式可以看出：當(dāng)WxW0時(shí)，電平值大于零；WxW0時(shí)，電平值小于零；當(dāng)Wx=W0時(shí)，電平值為零。應(yīng)該注意的是，電平值為負(fù)，說明某點(diǎn)功率比基準(zhǔn)點(diǎn)的小，而不能誤解為功率為負(fù)；而電平值為零，說明某點(diǎn)功率與基準(zhǔn)點(diǎn)功率一樣大，而不能誤解為功率也為零。公式(11)中，比較單位是功率，所以稱為功率電平。如果比較的是電壓，則 稱為電壓電平。電壓電平的定義是： Pu=20

32、lg(Ux/U0)(dB) 第1章概述 式中：Ux測量點(diǎn)的電壓；U0進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電平。除了電壓電平外，還有電流電平，但電流電平很少應(yīng)用。分貝只能表示一個(gè)比值，而不能用來表示一個(gè)確定的物理量。 第1章概述 2)絕對(duì)電平(1)絕對(duì)功率電平。在公式(11)中，當(dāng)W0選定1mW作為基準(zhǔn)功率來計(jì)算某點(diǎn)的傳輸電平時(shí)，則所得的電平稱絕對(duì)功率電平。其表示方法為dBmW或者dBm。 P=10lg (Wx/W0)=10lg(Wx/1mW) =10lgWx(dBmW或dBm) (13) 因此，當(dāng)Wx=1mW時(shí)，該點(diǎn)絕對(duì)功率電平為0dBm；Wx=10mW時(shí)為10dBm；Wx=100mW時(shí)為20dBm；。Wx應(yīng)以mW

33、作為測量功率的單位。 第1章概述 (2)絕對(duì)電壓電平。在公式(12)中，當(dāng)基準(zhǔn)電壓以1mV(或1V)來計(jì)算某點(diǎn)的傳輸電平時(shí)，則所得電壓稱絕對(duì)電壓電平。其單位可記為dBmV或dBV，但dBmV不能記為dBm，以免與絕對(duì)功率電平混淆。 Pu=20lg(Ux/U0)=20lg(Ux/1mV)=20lgUx(dBmV)(14)Pu=20lg(Ux/U0)=20lg(Ux/1V)=20lgUx(dBV)(15)同樣，當(dāng)Ux=1V時(shí)，測量點(diǎn)的絕對(duì)電壓電平為0dBV；Ux=10 V時(shí)為20dBV；Ux=100V時(shí)為40dBV；Ux=1000V=1mV時(shí)為6 0dBV。Ux的測量單位應(yīng)取mV(dBmV表示時(shí))

34、或V(dBV表示時(shí))。 第1章概述 在實(shí)際應(yīng)用中，常常用場強(qiáng)儀來測量絕對(duì)電壓電平，其讀數(shù)用dBV表示。場強(qiáng)儀實(shí)質(zhì)上是一個(gè)信號(hào)電平表或調(diào)諧電壓表。例如，場強(qiáng)儀測出用戶電平70dBV就是3.16mV；放大器輸出100dBV就是100mV；120dBV就是1V。電纜中電視信號(hào)的電平一般不會(huì)大于120dBV，也就是說電視信號(hào)電壓在1V以下。dBmV和dBV都是絕對(duì)電壓電平，但兩者的基準(zhǔn)電壓不同，因而其值也不相同。由于1mV=1000V，所以0dBmV=60dBV，XdBmV=(X+60)dBV。第1章概述 dBV用來表示放大器的輸出電平和系統(tǒng)輸出的電平等，在使用過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：dBV總是表示7

35、5上測得的任意一個(gè)較小或較大的微伏數(shù)相對(duì)于75上的1V之比值的dB值。任何一個(gè)比1V小的量便計(jì)作-dBV；任何一個(gè)比1V大的量便計(jì)作+dBV；可在dBV上加上或減去dB，但不能在dB上加上或減去dBV。 第1章概述 (3)絕對(duì)電壓電平和絕對(duì)功率電平的換算。絕對(duì)電壓電平與絕對(duì)功率電平之間的換算是依據(jù)歐姆定律P=U2/R進(jìn)行的。也就是說它們之間的換算與負(fù)載電阻R有關(guān)，即相同大小的dBmV，對(duì)于不同負(fù)載電阻，有多個(gè) 絕對(duì)功率電平值dBm，反之亦然。例如，1mW(0dBm)的絕對(duì)功率電平，當(dāng)負(fù)載電阻R=600時(shí)，U=0.775V(57.8dBmV)；R=75時(shí)，U=0.265V(48.5dBmV)。

36、第1章概述 3)電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度是衡量電磁波強(qiáng)度的一個(gè)物理量，定義為與電磁波輻射方向垂直的單位有效長度天線所接收到的開路電壓，即以1m有效長度天線所接收到的開路電壓來表示。 )m/dB(lg20m1/ )1/lg(20/lg200VUVUlUUExxox(16) 第1章概述 式中：E電場強(qiáng)度，單位為dBV/m；Ux測量的電壓，單位應(yīng)為V；U0進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電壓，取值為1V；l0天線的有效長度，取值為1m。以1V作為基準(zhǔn)值，記為1V/m；如果以分貝表示則為0dBV/m。例如，6dBV/m表示電場強(qiáng)度為2V/m。 第1章概述 2.線性失真和非線性失真線性失真和非線性失真在研究電視接收系統(tǒng)或系統(tǒng)中的

37、某一部分時(shí)，可將研究對(duì)象視為一個(gè)具有輸入和輸出的四端網(wǎng)絡(luò)。一般情況下，四端網(wǎng)絡(luò)的輸出(響應(yīng))波形和輸入(激勵(lì))波形是不同的。這種不同就說明信號(hào)在傳輸過程中產(chǎn)生了失真。失真分為線性和非線性失真兩類。 第1章概述 1)線性失真線性失真有兩種：一是幅度失真，二是相位失真。幅度失真是由于網(wǎng)絡(luò)(或系統(tǒng))對(duì)輸入信號(hào)中各頻率分量的幅度產(chǎn)生不同程度的衰減或放大，致使各頻率分量相對(duì)幅度產(chǎn)生變化而造成的；相位失真是由于網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入信號(hào)中各頻率分量產(chǎn)生的相移不與頻率成正比，致使各頻率分量波形的相對(duì)位置產(chǎn)生變化而造成的。這兩種失真信號(hào)都沒有產(chǎn)生新的頻率分量，所以屬于線性失真。 第1章概述 只要網(wǎng)絡(luò)(或系統(tǒng))的幅頻、相頻

38、特性滿足一定的條件，就可以消除線性失真，即：網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性在信號(hào)占有頻帶范圍內(nèi)是一個(gè)常數(shù)；網(wǎng)絡(luò)的相頻特性是一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線。實(shí)際上，只有純電阻構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)或終端接有匹配負(fù)載的非色散傳輸線的網(wǎng)絡(luò)才滿足上述條件。為了使失真在應(yīng)用的允許范圍內(nèi)，通常要求系統(tǒng)的通頻帶大于或等于信號(hào)的頻帶。 第1章概述 2)非線性失真如果網(wǎng)絡(luò)輸出信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形相比較，在輸出信號(hào)中產(chǎn)生了新的頻率分量，就說明產(chǎn)生了非線性失真。產(chǎn)生非線性失真的網(wǎng)絡(luò)形式有：具有飽和特性的非線性電路；具有不靈敏區(qū)的非線性環(huán)節(jié)；具有理想繼電器特性的非線性網(wǎng)絡(luò)；具有滯環(huán)的網(wǎng)絡(luò)等。非線性網(wǎng)絡(luò)通?？梢杂?種近似方法表示，即指數(shù)特性近似、折線近似及

39、冪級(jí)數(shù)近似。在電視接收系統(tǒng)中，冪級(jí)數(shù)近似是系統(tǒng)非線性失真的主要分析方法。一般取冪級(jí)數(shù)的前三項(xiàng)表示信號(hào)輸出S出(t)，高于三次的項(xiàng)可以忽略。設(shè)系統(tǒng)輸入口的信號(hào)為S 入(t)，系統(tǒng)輸出口的信號(hào)為S出(t)，則 S出(t)=K1S入(t)+K2S入(t)2+K3S入(t)3+ (1-7)第1章概述 假定系統(tǒng)有3個(gè)頻道輸入，信號(hào)分別為Asina，Bsinb，Csinc，則有： S入(t)=Asina+Bsinb+Csinc S出(t)=K1S入(t)+K2S2入(t)+K3S3入(t)=K1(Asina+Bsinb+Csinc)+K2(Asina+Bsinb+Csinc)2+K（Asina+Bsinb

40、+Csinc）3 第1章概述 將上式展開并且應(yīng)用三角函數(shù)公式便可得到下列一些非線性失真產(chǎn)物。 (1)基波：K1(Asina+Bsinb+Csinc)(2)二次產(chǎn)物：直流成分直流成分 K2(A2+B2+C2) 6個(gè)和、差頻個(gè)和、差頻(二次互調(diào)產(chǎn)物二次互調(diào)產(chǎn)物SIM2) K2ABcos(ab)K2ACcos(ac)K2BCcos(bc) 第1章概述 3個(gè)二次諧波個(gè)二次諧波 (K2A2cos2a)/2(K2B2cos2b)/2(K2C2cos2c)/2 一般把二次諧波和二次互調(diào)產(chǎn)物統(tǒng)稱組合二次失真(SCSO)。 第1章概述 (3)三次產(chǎn)物：3個(gè)三次諧波 (K3A2cos3a)/4(K3B2cos3b

41、)/4(K3C2cos3c)/4 第1章概述 12個(gè)互調(diào)產(chǎn)物(SIM3) 3K3A2Bcos(2ab)/43K3A2Ccos(2ac)/43K3B2Acos(2ba)/43K3B2Ccos(2bc)/43K3C2Acos(2ca)/43K3C2Bcos(2cb)/4 第1章概述 4個(gè)三次差拍產(chǎn)物個(gè)三次差拍產(chǎn)物(SCTB) 3K3ABC cos(abc)/2 6個(gè)交調(diào)產(chǎn)物個(gè)交調(diào)產(chǎn)物(SCM) (3K3AB2cosa)/4(3K3AC2cosa)/4(3K3BA2cosb)/4(3K3BC2cosb)/4(3K3CA2cosc)/4(3K3CB2cosc)/4 第1章概述 3個(gè)影響基波振幅個(gè)影響基

42、波振幅 (3K3A3cosa)/4(3K3B2cosb)/4(3K3C2cosc)/4 上述各種非線性失真產(chǎn)物對(duì)有用信號(hào)產(chǎn)生干擾的嚴(yán)重程度取決于非線性失真產(chǎn)物的個(gè)數(shù)、振幅大小和頻率偏離圖像載頻的大小。應(yīng)該說，輸入頻道越多非線性失真產(chǎn)物就越多。表17是幾個(gè)不同系統(tǒng)帶寬和頻道數(shù)所對(duì)應(yīng)的非線性失真產(chǎn)物的個(gè)數(shù)。 第1章概述 表表17非線性失真產(chǎn)物的個(gè)數(shù)非線性失真產(chǎn)物的個(gè)數(shù) 第1章概述 從表中可以看出：非線性失真產(chǎn)物的個(gè)數(shù)隨頻道數(shù)的增加而增加；個(gè)數(shù)最多的是三次差拍，三次諧波最少，一般都將三次諧波忽略。研究最多的是三次差拍和三次互調(diào)產(chǎn)物的組合，即組合三次差拍。在光纜傳輸中，激光器件為單端器件，組合二次失真

43、則是主要矛盾；在推挽放大時(shí)，二次失真相位相反，大部分被抵消，所以當(dāng)頻道數(shù)比較多時(shí)，組合三次差拍是主要矛盾。二次失真和三次失真的分布是有一定規(guī)律的。交擾調(diào)制對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的非線性影響也與頻道數(shù)有關(guān)。當(dāng)頻道總數(shù)小于15時(shí)，雖然二次失真產(chǎn)物多，但多數(shù)不會(huì)落在工作頻帶內(nèi)，產(chǎn)物也不多，交擾調(diào)制成為主要矛盾；當(dāng)頻道數(shù)大于25時(shí)，三次失真是主要矛盾，交調(diào)失真矛盾減小。在電視接收系統(tǒng)中，常 用互調(diào)失真、交調(diào)失真和組合三次差拍失真等來表示非線性失真。 第1章概述 3.噪聲系數(shù)和噪聲溫度噪聲系數(shù)和噪聲溫度噪聲是一些隨時(shí)間不規(guī)則隨機(jī)變化的無用信號(hào)，它是影響信號(hào)質(zhì)量的主要因素，是電子設(shè)備的大敵。噪聲的來源有兩類，一類是來

44、自系統(tǒng)內(nèi)部的，另一類是來自系統(tǒng)外部的。系統(tǒng)內(nèi)部噪聲主要由電阻、饋線、晶體管、集成電路等產(chǎn)生；系統(tǒng)外部噪聲包括天線熱噪聲和宇宙干擾、天電干擾和工業(yè)干擾等引起的噪聲。一個(gè)開路電視接收系統(tǒng)，不管電視系統(tǒng)性能的好壞，在接收天線的輸出端要出現(xiàn)一個(gè)2.6dBV的噪聲電平，這就限制了開路電視信號(hào)的最低接收電平。第1章概述 研究噪聲的目的是為了了解它對(duì)有用信號(hào)的不利影響，進(jìn)而設(shè)法盡量減小其影響。由于噪聲總是與信號(hào)相對(duì)立而存在的，因此在檢測信號(hào)時(shí)不能只看信號(hào)的大小，而是根據(jù)放大器輸出端或系統(tǒng)輸出口的信號(hào)與噪聲的功率比值PSO/PNO來檢測的。這個(gè)信號(hào)與噪聲的功率比值PS/PN稱為信噪比。如果信噪比PSO/PNO

45、1。對(duì)于理想的接收系統(tǒng)，沒有內(nèi)部噪聲，才會(huì)使Nf =1。噪聲系數(shù)也可用分貝來表示。 Nf(dB)=10lgNf (111) 值得注意的是，輸入噪聲PNI是以其信號(hào)源內(nèi)阻在室溫290K時(shí)產(chǎn)生的熱噪聲作為標(biāo)準(zhǔn)的。這樣規(guī)定是為了在計(jì)算同一放大器或網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)時(shí)，可以得到相同的數(shù)值；另外，噪聲系數(shù)只適用線性電路和準(zhǔn)線性電路。 第1章概述 噪聲溫度用以反映內(nèi)部(或外部)噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響程度。例如，天線放大器外部噪聲的大小是用天線有效溫度來表示的。如果用額定功率來計(jì)量時(shí)，外部噪聲為P=kTAB。通常，天線放大器內(nèi)部噪聲的影響是用噪聲系數(shù)Nf來表示的。但當(dāng)我們知道了噪聲系數(shù)的數(shù)值后，仍然不能直觀地比較

46、內(nèi)部噪聲的大小。要想進(jìn)行比較，我們可以把接收機(jī)的內(nèi)部噪聲也換算到接收機(jī)的輸入端，寫出與P=kTAB相似的噪聲額定功率的表示式，只是其溫度有所不同，用TN表示。這樣，內(nèi)部噪聲與外部噪聲的大小就可直接用溫度TN與TA來比較了。溫度TN稱為“等效噪聲溫度”或簡稱“噪聲溫度”，它是噪聲性能的另一種表示方法，它與噪聲系數(shù)之間存在著一定的關(guān)系： 0fN) 1(TNT(112) 第1章概述 這就是噪聲溫度的表達(dá)式。式中T0為常溫時(shí)的開氏溫度。TN的物理意義為：把天線放大器的內(nèi)部噪聲功率看成是其理想天線放大器的信號(hào)源內(nèi)阻在溫度為TN時(shí)所產(chǎn)生的。噪聲溫度TN可以推廣于任何線性四端網(wǎng)絡(luò)。在有線電視系統(tǒng)中，衛(wèi)星電視

47、接收低噪聲下，變頻器(高頻頭)就是用噪聲溫度來表示其噪聲性能的。這是因?yàn)樵诘驮肼暻闆r，噪聲的變化引起噪聲系數(shù)的變化不明顯，而用噪聲溫度表示時(shí)，噪聲的細(xì)微變化都可以用噪聲溫度反映出來。隨著低噪聲技術(shù)的不斷發(fā)展，噪聲溫度將會(huì)更廣泛地得到應(yīng)用。第1章概述 1.3.2視頻信號(hào)特性參數(shù)視頻信號(hào)特性參數(shù)1.微分增益微分增益微分增益(DG)描述的是電視信號(hào)的色度隨亮度變化而變化的允許值，即電視信號(hào)的亮度發(fā)生變化時(shí)，使色度信號(hào)的幅值相對(duì)于色同步信號(hào)而變化，其最大的相對(duì)變化量就是微分增益。微分增益通常用百分?jǐn)?shù)來表示，國標(biāo)規(guī)定DG10%。通常微分增益指標(biāo)與前端系統(tǒng)調(diào)制器的關(guān)系密切。微分增益達(dá)不到要求的主要原因是調(diào)

48、制器不良，而與射頻傳輸系統(tǒng)幾乎無關(guān)。 第1章概述 2.微分相位微分相位微分相位(DP)表征色度信號(hào)的相位改變量，通常用度()來表示。這項(xiàng)指標(biāo)主要描述允許色彩信號(hào)的顏色隨亮度信號(hào)的改變而改變的最大值。國標(biāo)規(guī)定DP10。微分相位主要取決于調(diào)制器的參數(shù)，與射頻傳輸系統(tǒng)關(guān)系不大。 第1章概述 3.色度色度/亮度時(shí)延差亮度時(shí)延差色度信號(hào)和亮度信號(hào)在時(shí)間上應(yīng)同步。但在實(shí)際系統(tǒng)中，這兩個(gè)信號(hào)總是存在一定的時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差就稱為色度/亮度時(shí)延差()。該值越小越好，國標(biāo)規(guī)定10ns。色度/亮度時(shí)延差()的大小與射頻傳輸系統(tǒng)關(guān)系不大。該項(xiàng)指標(biāo)的優(yōu)劣主要取決于信號(hào)源的質(zhì)量。由信號(hào)源引起的信號(hào)質(zhì)量問題，在傳輸系統(tǒng)中

49、是無法補(bǔ)救的。 第1章概述 4.視頻信噪比視頻信噪比在電視技術(shù)中，可用視頻信噪比來衡量電視圖像質(zhì)量的好壞。這是一個(gè)表征視頻信號(hào)優(yōu)劣的整體指標(biāo)，它說明了噪聲對(duì)圖像信號(hào)的損傷程度。視頻信噪比的定義為：視頻信號(hào)功率與噪聲干擾功率之比，通常用dB來表示，即 NSPPNSlg10/(dB) (113) 式中，PS表示視頻信號(hào)功率；PN表示噪聲干擾功率。各國的圖像損傷等級(jí)一般分為5級(jí)，與每一等級(jí)對(duì)應(yīng)的信噪比dB數(shù)如表18所示。表中還列出了主觀評(píng)價(jià)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 第1章概述 表表18圖像損傷等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圖像損傷等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 第1章概述 1.3.3射頻信號(hào)特性參數(shù)射頻信號(hào)特性參數(shù)1.載噪比載噪比無論是有線還是無線電視傳

50、輸系統(tǒng)，電視信號(hào)都是經(jīng)過載波調(diào)制后而進(jìn)行傳輸?shù)?。因此，可用載噪比這一指標(biāo)來衡量噪聲對(duì)載波損傷的程度。載噪比是衡量電視傳輸系統(tǒng)性能好壞的重要指標(biāo)。載噪比的定義為：傳輸?shù)纳漕l信號(hào)載波功率電平與噪聲干擾功率電平之比，也可表示為載波電壓電平與噪聲干擾電壓電平之比，其單位為dB，即 NCPPNC噪聲功率載波功率lg10/(dB)(114) 第1章概述 (dB)(115) C/N=20lg 載波電壓UC 噪聲電壓UN 在整個(gè)電視接收系統(tǒng)中，載噪比是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)部分都有相應(yīng)的載噪比計(jì)算公式。從整體角度來講，前端、傳輸部分、分配網(wǎng)絡(luò)都有各自的載噪比計(jì)算公式以及對(duì)各自相應(yīng)部分的載噪比指標(biāo)數(shù)

51、值的要求。從局部環(huán)節(jié)來講，每個(gè)部分中的不同功能設(shè)備或單元也有相應(yīng)的計(jì)算公式和具體的指標(biāo)要求。 第1章概述 1)系統(tǒng)載噪比系統(tǒng)載噪比(C/N)n和構(gòu)成系統(tǒng)的各分系統(tǒng)載噪比(C/N) i密切相關(guān)。各分系統(tǒng)載噪比的好壞直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的載噪比。系統(tǒng)載噪比(C/N)n與各分系統(tǒng)載噪比(C/N)i之間的關(guān)系由下式描述： 1(/)101(/)10lg10inC NniC N (116) 該公式是有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有關(guān)載噪比計(jì)算的最基本的公式。 第1章概述 2)單個(gè)設(shè)備載噪比的計(jì)算單個(gè)設(shè)備的載噪比可由下式計(jì)算： dBf(/)2.4(dB)aC NSN(117)式中，Sa為輸入信號(hào)的電平，單位是dBV；Nf

52、為設(shè)備的噪聲系數(shù)，單位是dB；2.4(dB)V為基礎(chǔ)熱噪聲。 第1章概述 3)多個(gè)設(shè)備串接時(shí)載噪比的計(jì)算多個(gè)設(shè)備串接時(shí)，載噪比由下式計(jì)算： )dB(4 . 2)/(dBNfSNCi(118) 式中，Si為輸入信號(hào)電平，單位是dBV；Nf為多個(gè)設(shè)備的總噪聲系數(shù) 121fn21f31f1f1f111nGGGNGGNGNNN(119) 其中，Nf1、Nf3、Nfn為各串接設(shè)備的噪聲系數(shù)；G1,G,2、Gn為各串接設(shè)備的增益。 第1章概述 下面給出在干線傳輸時(shí)非常有用的兩種載噪比計(jì)算情況。第一種情況：當(dāng)系統(tǒng)某個(gè)部分所用的放大器相同，即噪聲系數(shù)和放大倍數(shù)相同，而其工作電平各異或不盡相同時(shí)，載噪比的計(jì)算公

53、式是： 4 . 210lg10)/(f1101iNNCniSn(120) 式中，Si為各放大器的輸入電平；Nf為制造廠商給定的放大器的噪聲系數(shù)。 第1章概述 第二種情況：若各放大器及其工作電平均相同時(shí)，載噪比的計(jì)算公式是： (C/N)n=Si-Nf-2.4-10 lg n (121) 式中，Si是放大器的輸入電平，單位是dBV；n是放大器的級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)。由式(121)可以知道，同類放大器級(jí)聯(lián)，容許放大器輸入的最小電平值應(yīng)為 Simin=(C/N)+Nf+2.4+10lg n (122) 式中，(C/N)是系統(tǒng)分配指數(shù)(dB)。 第1章概述 式(122)表明，要使系統(tǒng)的載噪比達(dá)到一定分配指數(shù)要求，各

54、級(jí)放大器輸入信號(hào)的電平必須滿足SiSimin。Simin是在干線傳輸設(shè)計(jì)過程中必須考慮的指標(biāo)之一。 第1章概述 2.載波交擾調(diào)制比載波交擾調(diào)制比載波交擾調(diào)制比(C/CM，或簡寫為CM)是一個(gè)反映傳輸系統(tǒng)非線性失真的一個(gè)參數(shù)。它是射頻信號(hào)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)中的放大器，由放大器的非線性而產(chǎn)生的。載波交擾調(diào)制比的定義為： CM=20lg 被測載波上有用調(diào)制信號(hào)電平峰-峰值 被測載波上其他頻道轉(zhuǎn)移來的調(diào)制信號(hào)電平峰-峰值 (dB) (123) 第1章概述 1)系統(tǒng)交擾調(diào)制比的計(jì)算交擾調(diào)制比符合疊加原理，若各個(gè)單元的交擾調(diào)制比為CMi，則系統(tǒng)總的交擾調(diào)制 niCMni12010lg20)CM(dB) (124

55、) 第1章概述 2)單個(gè)放大器工作時(shí)交擾調(diào)制比的計(jì)算計(jì)算公式如下： )(211lg20)(i0VVQNCMCMoi(dB) (125) 式中，CM0是制造廠家給定的放大器的交擾調(diào)制比(dB)；Vo是制造廠家給定的放大器的最大輸出電平(dBV)；Vi是放大器的實(shí)際工作輸出電平(dBV)；20lg( N-1)/(Q-1)是實(shí)際電視頻道數(shù)N與制造廠家給定的頻道數(shù)Q不一致時(shí)的修正 值。 第1章概述 3)多臺(tái)放大器級(jí)聯(lián)時(shí)交擾調(diào)制比的計(jì)算分兩種情況：(1)當(dāng)系統(tǒng)的放大器相同(CM0、Vo相同)，而各放大器工作電平不盡相同時(shí)，交擾調(diào)制比的計(jì)算公式如下： 式中n為放大器的級(jí)聯(lián)數(shù)。 10011()20lg220

56、lg101iVnnoiNCMCMVQ(dB) (126) (2)系統(tǒng)的放大器相同，各放大器的工作電平也相同，此時(shí) 0oi1()20lg2() 10lg1nNCMCMVVnQ(127) (dB) 第1章概述 3.載波互調(diào)比載波互調(diào)比載波互調(diào)比(C/IM，或簡寫為IM)也是描述射頻信號(hào)非線性失真的一個(gè)重要指標(biāo)，其定義與載波交擾互調(diào)比類似，也是用載波電平與非線性失真產(chǎn)物(互調(diào)失真IM)的比來定義的。這里有兩種情況，即載波二次互調(diào)比和載波三次互調(diào)比，各自定義式如下： IM=20lg 載波電平有效值 二次互調(diào)失真產(chǎn)物有效值 (dB) (1-28)第1章概述 4.載波組合三次差拍比載波組合三次差拍比載波組

57、合三次差比(C/CTB，或簡寫為CTB)也是描述射頻信號(hào)非線性失真的一個(gè)重要指標(biāo)，其定義為 IM=20lg 載波電平有效值 二次互調(diào)失真產(chǎn)物有效值 (dB) (1-29)第1章概述 1)系統(tǒng)組合三次差拍比的計(jì)算組合三次差拍比也符合疊加原理。若分系統(tǒng)的組合三次差拍比是CTBi，則系統(tǒng)的總組合三次差拍比(CTB)n可用下式計(jì)算： nini1CTB20110lg20)CTB(dB) (130) 第1章概述 2)單個(gè)放大器的組合三次差拍比的計(jì)算計(jì)算公式如下： 0oi1CTB20lg2()1iNCTBVVQ(dB) (131) 式中，CTB0為制造廠家給定的組合三次差拍比指標(biāo)(dB)；Vo為制造廠家給定

58、的放大器的最大輸出電平(dBV)；Vi為放大器的實(shí)際工作輸出電平(dBV)；20lg (N-1)/(Q-1)為系統(tǒng)實(shí)際工作頻道N與制造廠家給出的頻道數(shù)Q不一致時(shí)的修正值 。 第1章概述 3)多臺(tái)放大器級(jí)聯(lián)時(shí)組合三次差拍比的計(jì)算計(jì)算分兩種情況：(1)級(jí)聯(lián)的放大器相同，而放大器的工作電平不同時(shí)，可用下式進(jìn)行計(jì)算： i100o11CTBCTB20lg220lg101VnniNVQ(132) (dB) (2)級(jí)聯(lián)放大器及其工作電平均相同時(shí)，則有 0oi1CTBCTB20lg2()20lg1nNVVnQ(133) (dB) 第1章概述 需要特別指出的是：在各種非線性失真的指標(biāo)中，通常組合三次差拍比是要求

59、最嚴(yán)格的一項(xiàng)指標(biāo)，特別是在大容量、高質(zhì)量的系統(tǒng)中更是如此。只要該項(xiàng)指標(biāo)能夠滿足系統(tǒng)要求，其他的非線性失真指標(biāo)CM、CSO都能滿足要求。所以，放大器輸出電平最大值Vmax可由CTB指標(biāo)所決定。這在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)是一個(gè)非常重要的依據(jù)。由此，我們可以推算出相同放大器級(jí)聯(lián)時(shí)，在相同工作電平條件下，各放大器允許輸出的最大工作電平的計(jì)算公式如下： amx011-(CTB)CTB20lg10lg21onNVVnQ(134) (dBV) 第1章概述 5.載波組合二次失真比載波組合二次失真比組合二次失真比(C/SCO，或簡寫為CSO)的討論方法與組合三次差拍比的相同。其定義式為 值組合二次失真產(chǎn)物有效載波電平有

60、效值lg20CSO(dB) (135) 1)系統(tǒng)組合二次失真比的計(jì)算其計(jì)算公式如下： nini1CSO10110lg10)CSO(dB) (136) 式中，(CSO)n為系統(tǒng)指標(biāo)；CSOi為各分系統(tǒng)的指標(biāo)。 第1章概述 2)單個(gè)放大器的組合二次失真比的計(jì)算其計(jì)算公式如下： o1CSOCSO -20lg1ioiNVVQ(137) (dB) 式中，CSO0、20lg(N-1)/(Q-1)、Vo、Vi的含義與前面 討論的相同。 第1章概述 3)多級(jí)放大器級(jí)聯(lián)時(shí)組合二次失真比的計(jì)算其計(jì)算分兩種情況：(1)放大器相同，而放大器的工作電平不相同，則 110011CSOCSO -20lg10lg101inV