有線電視技術

第一部分：有線電視技術原理“有線電視的系統(tǒng)分類及構成”第一頁，共二十九頁。接收機有線電視系統(tǒng)的基本結(jié)構框圖頻率變換器頻道變換器圖像伴音調(diào)制器圖像伴音調(diào)制器衛(wèi)星地面站微波站廣播電視接收攝、錄像機音像設備調(diào)制器頻道放大器頻道放大器頻道放大器頻道放大器混合器干線橋接放大器干線放大器終端分配放大器分配放大器線路延長放大器分配器接收信號源射頻前端干線傳輸系統(tǒng)用戶分配系統(tǒng)分支線計算機控制第二頁，共二十九頁。一、信號源：有線電視系統(tǒng)的接收信號源可分為兩類：一類是從空間收集來的信號；另一類是有線電視臺的自辦節(jié)目信號。1、空間收集信號：（1）廣播電視信號：是指當?shù)仉娨暸_和電視差轉(zhuǎn)臺發(fā)射的電視信號，也稱為開路電視信號，其工作頻道都是標準電視頻道，即VHF、UHF電視信號。開路信號容易受到各種因素的干擾，例如空間電波的干擾、地形的影響、城市中高層建筑的阻擋與反射等等，會產(chǎn)生信號衰落。重影等現(xiàn)象，在接收點較遠時（即弱場區(qū)），影響的程度會更大。（2）衛(wèi)星電視信號：是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來進行轉(zhuǎn)發(fā)的電視信號。由于衛(wèi)星電視信號為調(diào)頻信號，且大部分時間在大氣層以外的宇宙空間中傳輸，而宇宙空間接近真空狀態(tài)，不易受到自然條件和人為干擾的影響，因此，傳輸質(zhì)量很高（僅在飛機飛過接收方向時，有幾秒鐘的遮擋），所以信號質(zhì)量非常好。特點：覆蓋面積大，頻帶寬，傳輸容量大，工作穩(wěn)定可靠。（3）微波電視信號：微波電視信號可以是調(diào)頻電視信號、調(diào)幅電視信號和數(shù)字電視信號。由于調(diào)幅電視信號不存在電視制式轉(zhuǎn)換的問題，因此，得到了廣泛的應用。微波信號是視距傳輸，受地表曲率影響；最遠只能傳輸50～60KM，在此范圍內(nèi)傳輸是很穩(wěn)定，在遠則需要利用中繼站進行接力傳輸。特點：微波信號的質(zhì)量比衛(wèi)星電視信號差，但比開路電視信號好。第三頁，共二十九頁。2、自辦節(jié)目信號

自辦節(jié)目是指當?shù)仉娨暸_利用攝像機、錄像機、影碟機、激光唱機、編輯機、特技機、計算機動畫制作系統(tǒng)等各種音像設備制作編輯和播放的節(jié)目，它大大增加了用戶所能看到的節(jié)目套數(shù)。自辦節(jié)目設備輸出的信號為視頻和音頻信號，利用射頻前端的調(diào)制器將其變?yōu)樯漕l電視信號，然后進入傳輸系統(tǒng)。

第四頁，共二十九頁。二、射頻前端原理和定義：射頻前端是把天線接收來的開路電視信號、衛(wèi)星電視信號、微波信號和自辦節(jié)目設備送來的信號進行必要的處理，轉(zhuǎn)換為射頻電視信號，并使輸出電平和載噪比達到規(guī)定的要求，然后再把全部信號混合成一路送到干線傳輸系統(tǒng)。注：射頻前端是整個系統(tǒng)的核心部分，也簡稱為前端。第五頁，共二十九頁。前端的功能：1、頻率轉(zhuǎn)換：把衛(wèi)星電視信號和微波電視信號轉(zhuǎn)換到射頻頻段的某一標準頻道或增補頻道上。2、調(diào)制：把自辦節(jié)目設備送來的信號調(diào)制為射頻頻段的某一標準頻道或增補頻道上。3、頻道轉(zhuǎn)換：由于同軸電纜對UHF頻段的電視信號損耗較大，因此，一般將UHF頻段信號從UHF頻道轉(zhuǎn)換為VHF頻段上的某一標準頻道或增補頻道上。4、放大：將各頻道信號分別放大到一定的電平，以滿足系統(tǒng)對信噪比的要求。由于所接收的各個頻道信號強弱不一樣，加之干擾噪聲的存在，因此，最好選用專用頻道放大器進行放大和調(diào)整，這樣可濾去部分干擾和噪聲。若接收信號很強，則需要使用衰減器，不用放大器。5、混合：將各頻道電視信號的電平調(diào)整到大致相同的合適值，經(jīng)混合器混合成一路信號（包括所用電視節(jié)目的多頻道寬帶射頻信號）。6、分配：將混合后的多頻道電視信號經(jīng)分配器分為多路，然后輸出至傳輸干線和監(jiān)視器。第六頁，共二十九頁。三、干線傳輸系統(tǒng)

原理和定義：干線傳輸系統(tǒng)是把前端輸出的射頻電視信號，傳輸給用戶分配系統(tǒng)的一系列傳輸媒質(zhì)和傳輸設備。傳輸設備主要有各種類型的干線放大器和無源器件。干線系統(tǒng)的傳輸媒質(zhì)主要有三類：同軸電纜、光纜和微波。第七頁，共二十九頁。干線傳輸系統(tǒng)的功能介紹1、同軸電纜：同軸電纜傳輸媒質(zhì)。由于其對信號有較大的衰減作用，因此，每隔一段距離要加干線放大器，以補償信號的損耗，放大器會對信號產(chǎn)生非線性失真，從而限制了傳輸距離，所以同軸電纜現(xiàn)在只用于用戶分配系統(tǒng)和小型有線電視系統(tǒng)的干線傳輸中。

注：系統(tǒng)類型的劃分：目前對系統(tǒng)的劃分主要分A、B、C、D四種類型。A：是指1萬戶以上的系統(tǒng)，稱為大型系統(tǒng)；適于城市有線電視網(wǎng)。B：是指1萬戶以下2千戶以上的系統(tǒng)，稱為中型系統(tǒng)，適于住宅小區(qū)、大型企業(yè)生活區(qū)。C：是指2千戶以下500（或300）戶以上的系統(tǒng)，稱為中、小型系統(tǒng)，適于城市大樓。城鎮(zhèn)生活區(qū)。D：是指500（或300）戶以內(nèi)的系統(tǒng)，稱為小型系統(tǒng)，適于居民住宅、公寓樓。第八頁，共二十九頁。2、光纜：

光導纖維（簡稱光纖）是近年來新興的一種傳輸媒質(zhì)，它是以光波為載體傳送信號的。把若干根光纖絞合成一股，就構成了光纜。光纜對信號的損耗非常小，因此，傳輸距離可以做到很遠；而且，光纖的通信容量巨大，不受電磁干擾，抗干擾性強，信號質(zhì)量好，保真度高。同時還具有尺寸小，重量輕，便于運輸和施工，制造原料在地球上蘊藏豐富，所以得到了廣泛的應用，成為當前有線電視系統(tǒng)干線傳輸?shù)闹饕侄魏桶l(fā)展方向。第九頁，共二十九頁。四、用戶分配網(wǎng)絡：

用戶分配網(wǎng)絡是有線電視傳輸系統(tǒng)的最后部分。如果把整個傳輸系統(tǒng)形象地比作一棵樹的話，那么干線傳輸系統(tǒng)可看作樹干，用戶分配網(wǎng)絡就好比是樹枝。當干線送至某一居民區(qū)時，用分支器分出一條支路送至該居民區(qū)的用戶分配網(wǎng)絡，通過分配網(wǎng)絡把信號傳送給千千萬萬臺電視機，供用戶收看。目前，我國有線電視系統(tǒng)的分配網(wǎng)絡都是電纜傳輸，主要設備包括線路延長放大器、分配放大器、分支器、分配器以及系統(tǒng)輸出口等。用戶終端即用戶終端盒和電視機。用戶終端盒輸出阻抗一般為75歐。第十頁，共二十九頁。3、微波：

微波傳輸適用于地形復雜（例如跨越河流和山脈等）、建筑物和街道的分布使得架設光纜困難的地區(qū)，這時可以采用微波傳輸技術實現(xiàn)電視廣播覆蓋。同時微波傳輸還具有投資少、建網(wǎng)時間短。便于維護等特點?，F(xiàn)在大多數(shù)有線電視系統(tǒng)采用光纜和同軸電纜混合傳輸（HFC）,其中光纜用于干線傳輸，一般是星形結(jié)構；電纜用于分配系統(tǒng)，一般是樹形結(jié)構。還有的系統(tǒng)用微波和同軸電纜混合傳輸?shù)?，這時在前端輸出端設有光發(fā)射機和微波發(fā)射機，在接收端設有光接收機和微波接收機。第十一頁，共二十九頁。第二部分：常用工程技術第十二頁，共二十九頁。第一節(jié)、常用的工程器材（件）1、放大器的種類、用途及特點：1-1、放大器的種類：常用放大器主要有；干線放大器、橋接放大器、分配放大器、線路延長放大器和分支放大器（樓洞放大器）等幾種；它們統(tǒng)稱為電纜放大器。干線放大器：用途：干線放大器用于補償干線電纜隊電視信號的衰減。

橋接放大器：

用途：橋接放大器一般用于干線站中作為分配點。

分配放大器：

用途：分配放大器則作為一個單獨部件，直接安裝于分配點，激勵一條或幾條支線電纜。

第十三頁，共二十九頁。線路延長放大器：用途：線路延長放大器用于補償支線電纜的損耗，可以2～3級相連。樓洞放大器：用途：樓洞放大器用于線纜傳輸?shù)淖詈笠患壏糯笃?，在它的后面是無源的分配網(wǎng)絡。另外：

它們按傳輸?shù)纳舷揞l率不同，又可分為330MHz、550MHz、750MHz等，還有一種用于全頻道（1～56頻道）系統(tǒng)（隔頻傳輸）的干線放大器，其上限頻率為860MHz，稱為全頻道放大器。隔頻傳輸?shù)娜l道放大器雖然工作頻帶寬，但其它性能和技術指標較差，僅適合用于短距離傳輸。還有注意的地方是干線放大器的輸出形式也不完全相同；它們大致有3鐘。第一種：平坦輸出型：指的是干線放大器的輸入端加電纜全部均衡量的均衡器，在干線放大器的輸出端各個頻道輸出電平相等。第二種：全傾斜型干線放大器：指的是放大器輸入端各個頻道電平雖然相等，但輸出端電平隨著頻率的增高而增高。第十四頁，共二十九頁。第三種：半傾斜干線放大器：指的是干線放大器輸入端加電纜部分均衡量的均衡器，在干線放大器輸出端電平隨著頻率增高而增高。2、常用射頻電纜傳輸特性及參考損耗量：電纜對不同頻率的高頻信號有著不同的衰減量，單位長度（一般取100米）的電纜，在其上面?zhèn)鬏數(shù)男盘栴l率越高，衰減就越大。電纜的損耗大小隨頻率變化的這種特性我們稱為電纜的斜率特性，理想的電纜它的傳輸衰減量與傳送信號頻率的平方根成正比。由于電纜存在這種斜率特性，為此在CATV系統(tǒng)中，要進行斜率補償或叫均衡處理。下面是幾種常用電纜的傳輸特性表：頻率電纜型號

50MHZ（100米）

200MHZ（100米）

750MHZ（100米）QR540

1.5db

3.2db

6.07dbSYWV-75-5

4.7db

9db

18dbSYWV-75-92.4db

5db

9.5db

由于不同廠家生產(chǎn)的電纜其傳輸特性也不盡相同，有時差異還很大，所以我們在工程施工當中最好對將要使用的電纜進行一下百米衰減值測量工作，以便于在系統(tǒng)設計時掌握放大器的使用量。第十五頁，共二十九頁。3、分配系統(tǒng)：分配系統(tǒng)實際上是一個信號有線分配網(wǎng)絡，由有源器件延長放大器、分配放大器和無源器件；如分配器、分支器、終端盒以及電纜等組成。在分配系統(tǒng)中，分支、分配線路多采用星型呈放射狀分布，其特點是行程短，放大器少，覆蓋效率高，經(jīng)濟合理。

分配系統(tǒng)的一般方式：3－1、分配－分配方式：定義：如果電纜的長度相同，則各輸出電平也相同。這種分配方式的優(yōu)點是信號損失小，缺點是當某一路出現(xiàn)空載時對其它幾路信號的影響較大。3－2、分之方式（又稱串接方式）為了使各用戶端的電平相等，靠近放大器的分支器選分支損耗大一點的，靠近終結(jié)電阻的分支器損耗要小一點的。3－3、分支－分配方式：這是上述兩種方式的組合。第十六頁，共二十九頁。3－4、分配－分支方式：這種系統(tǒng)由于在各條干線終端接有75Ω的匹配電阻，因此對于每一條干線來說，基本上信號可以保持匹配。它一般用于豎線，施工方便，且不怕用戶空載，適用于高層建筑。3－5、分支－分支方式：這種分配方式走線施工較為方便，既可以從上往下分配，也可以從2樓向上分配，最后的一級可使用分配器，且用戶有空載時對支線和干線影響不大。它適合一般的家屬型樓房?？偨Y(jié)：目前最常用的是分配＝分支方式，每個分支器根據(jù)需要可負載1～4個用戶，由于分支器允許用戶空載，因此被廣泛用于系統(tǒng)的最末端，而分配器一般不允許接在系統(tǒng)的最末端作為出口，如確實需要接入末端，應注意搞好匹配負載。下面是簡單的分配系統(tǒng)結(jié)構示意圖：第十七頁，共二十九頁。分配系統(tǒng)結(jié)構示意圖干放支線延長放大器延長放大器分支器分支器分配放大器住戶第十八頁，共二十九頁。第二節(jié)、施工中我們必須做的工作一、根據(jù)用戶數(shù)估算所需的推動電平：在進行系統(tǒng)設計時，往往要計算出最后一級放大器的輸出電平，以下是已知用戶數(shù)估算所需要的推動電平的方法：以最簡單的二分配器組成分配－分配方式為例，如圖由于二分配的實際分配損耗為4db（U頻段），因此當分配器2（或者分配器3）輸出64dbμV為基礎，兩個用戶需要68dbμV，4個用戶需要72dbμV，8個用戶需要76dbμV……即每增加4db，用戶數(shù)加倍。由此可得估算公式：

（Us-Uo）/Ud可帶動用戶數(shù)＝2式中：Us——推動電平（放大器輸出電平）Uo——用戶設計電平Ud——用戶數(shù)加倍需要的電平123第十九頁，共二十九頁。

按照這樣計算，96dbμV可帶動戶數(shù)＝2的8次方＝256，顯然這是不可能的，原因是沒有考慮電纜的損耗和實際分配方式，因此，需要根據(jù)用戶分布情況對上式進行修正。仍按照1戶64dbμV估算，當用戶比較集中時，按每增加5.5db用戶數(shù)加倍；當用戶比較分散時，按每增加6.5db用戶數(shù)加倍。則：96dbμV可帶動用戶數(shù)＝2的8次方＝64戶90dbμV可帶動用戶數(shù)＝2的4.7次方＝26戶二、用戶端電平的確定原則：設計用戶電平的范圍應是系統(tǒng)要求的用戶電平減去一年四季用戶電平的波動值，再留有一定的裕量。按照國標要求的電平范圍為70±10dbμV，考慮到鄰頻傳輸系統(tǒng)的特殊性，并預留3dbμV老化裕量后，應為69±6dbμV；考慮到一年四季最大波動值為±2dbμV留有1dbμV裕量，則鄰頻傳輸系統(tǒng)用戶分配部分的用戶可按常溫下69±3dbμV進行設計；全頻道系統(tǒng)則可按70±6dbμV進行設計。第二十頁，共二十九頁。在確定用戶端具體電平時，還應考慮以下幾點。根據(jù)用戶所在地空中電視信號場強的大小來確定。（即：距離電視臺較近的地區(qū)，用戶端電平應選擇得高一些；對于距離電視臺較遠的地區(qū)，用戶端電平可以選擇得低一些。）根據(jù)建筑物性質(zhì)來確定。（如鋼筋混凝土建筑或大規(guī)模建筑，由于其屏蔽性能較強，故該類建筑內(nèi)的用戶端電平可相對低一些；而對于普通磚木結(jié)構建筑內(nèi)的用戶端電平，則應該相對高一些）根據(jù)外來干擾信號的大小來確定。（對于干擾較強地區(qū)，用戶端電平可適當高一些；反之，用戶端電平可低一些。）根據(jù)大多數(shù)用戶電視機的靈敏度來確定。（通常靈敏度高的電視機輸入電平可取低些；反之，輸入電平可取高些。同時指出的一點是：并非信號電平值越高越好，如電平值超過83db，對于某些AGC控制范圍較窄的電視機，會使電視機過載，對圖像質(zhì)量有影響）第二十一頁，共二十九頁。三、電平計算：1、電平計算注意事項：⑴、不同的用戶群離前端的距離以及信號經(jīng)過放大器的數(shù)目等都是不同的，設計時應分別進行計算。⑵、計算用戶電平時應把最高頻道和最低頻道分開計算，使它們都符合設計要求。其電平差按規(guī)定要小于10db。⑶、符合給定的C/N和非線性失真標準。注：C/N即：載噪比C/N=Pc/Pn,（C/N）db=10Lg×（Pc/Pn）2、計算方法——順算法與倒算法：原則：有源部分與無源部分應分別計算。有源部分：有源部分的計算除了計算電平外，還應核算非線形指標和C/N，核算方法通電纜干線系統(tǒng)。無源部分：無源部分主要是電平計算，有2種計算方法；順算法和倒算法。3、設計舉例：順算法舉例:見下圖是某住宅樓分配網(wǎng)絡圖：第二十二頁，共二十九頁。插損分損1.51.51.50.522201816--7.5一單元四單元10m10m5m5m5m5m5m5m3m3m3m3m3m3m3m3m75Ω匹配電阻75Ω匹配電阻95dbμv102dbμv第二十三頁，共二十九頁。已知條件為:樓有4個單元每層2戶層高5m,共4層分支分配器至終端線長3m電纜型號SYWV75-5傳輸帶寬47~550MHz電纜在50MHz衰減系數(shù)為f1=0.067db/m電纜在550MHz時衰減系數(shù)為f2=0.26db/m計算系統(tǒng)用戶電平值(以一單元為例),則:C1L=95-7.5-20-(10+3)×0.067=66.6C1H=102-7.5-20-(10+3)×0.26=71.1C2L=95-7.5-0.5-18-(10+5+3)×0.067=67.8C2H=102-7.5-0.5-18-(10+5+3)×0.26=71.3C3L=95-7.5-0.5-1.5-16-(10+5+5+3)×0.067=68C3H=102-7.5-0.5-1.5-16-(10+5+5+3)×0.26=70.5C4L=95-7.5-0.5-1.5-1.5-14-(10+5+5+5+3)×0.067=68.1C4H=102-7.5-0.5-1.5-1.5-14-(10+5+5+5+3)×0.26=69.7第二十四頁，共二十九頁。倒推法舉例:見下圖為一四層住宅樓,有4個單元,每層3戶.10m10m30m30m3m3m3m3m3m3m10m10m5m5m10m第二十五頁，共二十九頁。已知條件:放大器-分配器至1-4單元分配器距離30m,采用75-7電纜;至2-3單元分配器距離10m,采用75-5電纜.單元分配器至2端分支器距離10m;至中間分支器5m.層高3m各個用戶分支器至用戶終端盒距離5m.一-四單元電平計算:由于采用SYKW-75-7電纜,30米電纜對1頻道的信號損失為0.035×30=1.05(db);對22頻道的信號損失為0.12×30=3.6(db)(記為:1.05/3.6db)2-3單元采用75-5電纜,對1頻道信號損失為0.05×10=0.5(db),對22頻道信號損失為0.2×10=2(db),(記為:0.5/2db).則2-3單元每一戶系統(tǒng)輸出口電平要比1-4單元對應用戶高0.55/1.6db.而在各個單元,從三分配以下都采用75-5電纜,電纜損失為0.5/2db,5米電纜損失為0.25/1db;3米電纜損失為0.15/0.6db.則計算方法如下:第二十六頁，共二十九頁。(因為在47~550MHz范圍內(nèi),三分配器的分配損失是5.8db,四分配器的損失是7.5db)..則1-4單元10米用戶對1頻道的分串損失為:7.5+1.05+5.8+0.5=14.9(db)(注:1.05為1頻道30米175-7線損)對22頻道信號的分串損失為:7.5+3.6+5.8+2=18.9(db)(注:3.6為22頻道30米75-7線損)以上計