《CATV系统》PPT课件.ppt

第八章 共用天线电视系统 第一节 概述 第二节 电视接收天线及传输线 第三节 前端设备 第四节 传输网与分配系统设备 第五节 卫星电视接收系统 教学基本要求： 理解CATVS的基本概念； 掌握相关设备和部件的工作原理及其使用范围 ； 了解系统的简单设计。 一、CATV系统 Community Antenna Television System Cable Television System 二、CATV的发展趋势 1. 大规模、多频道 第一节 概述 2. 多功能、多媒体:按次收费电视 视听率调查 视听者参加 节目家庭购物 点播录像节目 3. 光纤传输 4. 卫星传送、微波传送 1)、弱场强区 三、CATV系统的作用和功能 1. 改善“弱场强区”“阴影区”的收视条件 2)、阴影区 2. 抗干扰性能好 1)、重影干扰 右重影 左重影 2)、杂波干扰 3)、满足人们生活、娱乐、工作的需要 四、CATV系统的组成 前端系统干线传输系统分配系统 1、前端系统（1）信号源部分 （2）前端信号处理部分 前端信号处理部分的主要器件有：天线放大器、频 道放大器、宽带放大器、频道变换器、信号处理器 、解调器、调制器、卫星接收机、制式转换器、微 波接收机、混合器等等。 2、干线传输部分：任务是把前端输出的高质量信号 尽可能保质保量地传输给用户分配系统. 干线部分主要的器件有：干线放大器、电缆或光缆 、斜率均衡器、电源插入器等。 3、用户分配系统：该部分把干线传输来的信号分配 给系统所有用户，并保证各个用户的信号质量，对于双 向传输还需把上行信号传输给干线传输部分。 用户分配系统的主要器件有：线路延长放大器、分 配放大器、分支器、分配器、用户终端、机上变换器等 ，对于双向系统还有调制器、解调器、数据终端等设备 。 信 号 处 理 、 混 合 、 放 大 导频信号 影视信号 自办节目信号 微波信号 卫星信号 UHF VHF光 发 射 光 发 射 光缆 同轴电缆 分配系统干线传输系统 前端系统 电缆电视系统图 第二节 电视接收天线及传输线 一、电视接收天线 二大类：地面电视接受天线和卫星电视接受天线。 针对VHF频段和UHF频段的地面电视接收天线最常用的 是引向天线，也称为八木天线或频道天线。针对微波段 的电视接收天线多为抛物面天线，同样属于微波段的卫 星电视广播其接收天线也为抛物面天线。 VHF频段：即为甚高频频段，其频率范围为48. 5 92MHz（ 频段15频道 ），167223MHz（ 频段 612频道）。另，频段：87108MHz为调频广播。 UHF频段：即为特高频频段，其频率范围为470 566MHz（ 频段1324频道 ），606958MHz（ 频段2568频道）。 引向天线结构示意图 反射器（感性）有源振子引向器（容性） 电视接收天线的作用有： 电视接收天线把自由空间传播的、载有电视信号的电 磁波转换为高频电流。 电视接收天线可以有选择地接收给定频率的电视信号。 电视接收天线可以有选择地接收给定极化的电视信号。 电视接收天线可以有效地选择电视信号，抑制无用的 干扰信号。 电视接收天线可以提高电视机的灵敏度，即可放大所 接收的电视信号。 二、电缆电视系统的传输线（馈线） 传输线主要是同轴射频电缆和光缆. 电视信号在同轴电缆中传输时存在着传输损耗，其损耗 的大小用衰减常数表示，单位为：dB/km，或dB/100m ，或dB/m均可。 在目前CATV工作频率范围内，由于传输频率较低， 衰减常数与频率之间的关系近似为线性。工程上为计算 方便，通常认为衰减常数与工作频率的平方根成正比 衡量电缆的温度特性通常用温度系数表示。一般情况 下，温度每变化10C ，电缆损耗变化0. 2%，即温度系 数为0. 2%/0C。 第三节 前端设备 1. 电平: 一、前端系统的技术要求 保证信号的质量达到一定的技术要求. 2.系统信号质量: 二、天线放大器 表示信号放大器性能指标的参数有： 放大器 1、工作频率：是指信号放大器能正常工作（所需放 大的具体电视频道和频段）的输入信号的频带宽度。 单一频道的放大器，工作频带为8MHz；全频道放大 器的工作频带为40860MHz或45960MHz。 VHF低频段（波段）放大器，工作频带为4595MHz； VHF高频段（波段）放大器，工作频带为165230MHz； VHF宽带放大器，工作频带为45300MHz； UHF宽带放大器，工作频带为470960MHz。 2、增益：是指信号放大器对高频电视信号的放大 倍数，常用分贝表示。通常单频道放大器的增益为35dB ，宽带放大器的增益为2030dB，多频段放大器的增益 为3040dB。 3、最大输出电平： 4、噪声系数： 用噪声系数来衡量放大器使载噪比变劣的能力。 5、反射损耗 ：在CATV系统中，为保证设备、线路 之间的匹配连接，要求放大器的输入、输出标称阻抗为 75。 6、增益控制 ：表示增益的变化范围，即放大器从 最大增益到最小增益的可调整范围。 三、混合器及分波器 混合器 将两个或两个以上输入端的信号馈送到 一个输出端的装置称为混合器； 将一个输出端（覆盖某个频段）上的信 号分离成两路或多路输出，每路输出都覆盖 着该频段某一部分的装置称为分波器，也称 为频离分离器。 混合器的主要指标有： 1、工作频率： 2、插入损耗： 3、相互隔离（是指输入端之间）： 4、反射损耗： 四、频道转换器 n1 n2 频道转换器 亦称为频道变换器，它是在送入馈线传输前将一个或 多个信号的载波频率加以改变的装置。 五、调制器 电视调制器通常在自办节目的播出、并有卫星电视 接收和微波中继等场合使用。调制器是将本地制作的摄 像节目信号、录像节目信号及由卫星电视接收、微波中 继传来的视频信号及音频信号变换成射频已调制信号的 装置。 调制器的种类根据调制方式的不同可分为中频调制和射 频调制两大类。 调制器 dBdB 衰减器 六、衰减器 在CATV系统中，有些部位的输入或输出电平超过规 定的范围，就会影响接收效果，使用衰减器可以适当 调节电平，使其保持在合适的范围内。 均衡器 七、均衡器 射频电视信号在射频同轴电缆中传输的损耗与频率 的平方根成正比。均衡器就是用来补偿射频同轴电缆 衰减倾斜特性的。要求均衡器的频率特性与电缆的频 率特性相反. 接入衰减 均衡器幅频特性 均衡器有一主要性能指标就是均衡量，它是指工作 频率范围内上限频率与下限频率两点之间衰减量之差。 八、滤波器 滤波器是一种双口网络，它在规定 的某一频率范围内对信号的衰减很小， 使得信号通过（这个频率范围称之为滤 波器的通带）；对通带以外的频率信号 衰减很大，抑制信号的通过（称之为阻 带）。 滤波器 九、导频信号发生器 导频信号是系统内部发送的用来反映 传输电平变化的一种引导信号。导频信 号发生器提供了实现整个系统自动电平 控制（ALC）和自动斜率控制（ASC）用 的基准信号。对基准信号的要求是即使 在环境温度和电源电压发生变化时，也 能输出稳定的载波电平。 G * 导频信号发生器 第四节 传输网与分配系统设备 一、分配器 三分配器 四分配器 二分配器 输出eO2 输出eO1 输入eI 将一路高频信号的能量（按功 率）平均地分成二路或二路以上的 输出装置，称为分配器。 （1）分配作用：将输入信号平 均地分配给各路输出线，且插入损 耗不超过规定范围。 （2）隔离作用：是指分配输出 端之间应有一定的隔离度，相互不 影响。 （3）匹配作用：输入信号传输线阻抗为75，经 分配器分配后，各输出线的阻抗也应为75。 分配器的主要技术指标为： （1）分配损失：是指信号从输入端到输出端的传输 损失，即在输入端输入的信号电平eI输与传送到输出端 的信号电平eO之差Lp（eIeO）。 （2）隔离度：是指分配器的一个输出端加入的输入 电平eI与另一输出端的输出信号电平eO之差LS（ eIeO），一般要求LS20dB。 （3）阻抗：分配器部件输入、输出阻抗都为75。 另外要引起注意地是，在使用分配器时应把空着的输出 端接75的负载。 二、分支器 分支器是从干线上取出一小部分 信号传送给电视接收机的部件。因此 ，它的主要作用是以较小的插入损耗 从干线或分配线上分出部分信号经衰 减后送至各用户。 （1）插入损失：是指从主输入端输 入的信号电平eI传输到主输出端信号电 平eO的损失Ln（eIeO）。一般情况下 ：0.3dBLn 4dB。 二分支器 四分支器 主输出 eO 一分支器 分支输出 eZO 主输入 eI 分支器的主要技术指标有： （2）分支损失：是指分支器从主输入端输入的信号电平eI转 移到分支输出端信号电平eZO的损失LZ（eIeZO）。一般情况下 ：7dBLZ 35dB。 （3）反向隔离：是指分支器的一个分支输出端加 入的输入电平eZI传输到其主输出端的输出信号电平eO的 损失LFG（eZIeO），一般要求LFG 25dB。 （5）阻抗： 分配器部件输入、输出阻抗都为75 。 （4）分支隔离：是指分支器的一个分支输出端加入 的输入电平eZI传输到其他分支输出端的输出信号电平eZO 的损失LZG（eZIeZO），一般要求LZG 20dB。 分支放大器与分配放大器通常都是相同的设备，主 要用在干线的末端，提高信号电平以满足分配、分支 部分的需要。 四、分支放大器和分配放大器 该放大器用在干线或支线上，其放大作用用于补偿 线路的损耗和分支器的插入损耗。 五、线路延长放大器 干线放大器主要用于干线信号放大，以补偿干 线电缆的损耗，增加信号传输的距离。 三、干线放大器 第五节 卫星电视接收系统 高 频 头 卫星 电视 接收机 调 制 器 混 合 器 天线 干线放大 卫星电视接收系统 1抛物面天线：卫星电视接收天线主要分为前馈式 抛物面天线和后馈式抛物面天线。前馈式抛物面天线的 结构如图所示。抛物面天线由馈源和抛物面反射器组成 ，馈源位于抛物面焦点上。来自卫星的电视微波信号到 达抛物面时为微弱的平面波信号，故抛物面反射器可以 把入射的电视微波信号聚焦于馈源，也即是馈源上得到 相位相同的增强信号，然后再通过波导馈送到室外单元 (高频头)。 前馈抛物面天线 馈源 支杆 抛物面 2高频头：抛物面天线的馈源后面接的是高频头 。这是一种超高灵敏度的高频小信号放大变频电路。 其作用是将天线接收到的微弱信号进行放大，并下变 频至9501450MHz频段后放