有线电视传输系统设计新算式

1 有线电视传输系统设计新算式有线电视传输系统设计新算式 笔者在 中国有线电视 有线电视技术 和浙江省广电学会会刊 视听纵横 技术版 上 发表过一系列关于有线电视基础理论更新发展方面的论文 其中提出一系 列新的有线电视质量指标计算式和器件工作状态设计算式 也在本论坛上作过简要的介绍 由于这些算式散布在各帖子中 不便网友查找 现特地将主要的几个算式集中在一起 供 大家参考 如果需要引用这些计算式 最好请从笔者发表的论文原文去找 登录中国知网 输入作者姓名 论文标题或关键词搜索出来 1 有线电视放大器载噪比 C N 计算式 单台放大器 C N 单 C N 单 So G NF f 2 4 dB 式中 So 为放大器的输出电平 G 为放大器的增益 NF为噪声系数 f 为放大器的输出斜 率 多台相同放大器级联总载噪比 C N 总 先按单台放大器 C N 单指标计算式算出各台放大器的 C N 指标值 查 KC N表 见附表 1 得出单台放电器的 C N 指标占用系数 KC N 单 再用乘法算出 n 台放大器总的 C N 占用系数 KC N 总 KC N 总 n C N 单 然后查 KC N表 得出 n 台放电器的 C N 指标 C N 总 多台不同放大器级联总载噪比 C N 总 先按单台放大器 C N 单指标计算式算出各台放大器的载噪比指标值 查 KC N表 得出各台放电器的 C N 指标占用系数 KC N 单 1 KC N 单 2 KC N 单 3 KC N 单 n 再用加 法算出 n 台放大器总的 C N 占用系数 KC N 总 KC N 总 KC N 单 1 KC N 单 2 KC N 单 3 KC N 单 n 然后查 KC N表 得出 n 台放电器的 C N 指标 C N 总 说明 说明 改进算法的理由 第一 传统的计算式是 C N Si NF 2 4 Si 输入电平 NF 噪声系数 实际上 算式中的放大器输入电平 Si 数值是不能通过测量直接得到的 只有通过先测出放大器的输 出电平 So 再用算式 Si So G 计算得出 因此改进算式如前 我们平时用场强仪在放大器 输入电平测量口 测出的电平叫做 输入口电平 Si口 不是放大器的 输入电平 Si 因此不能用来计算放大器的 C N 指标值 2 第二 放大器设置输出斜率 fdB 它的 C N 指标就降低 fdB 这点必须计算进去 第三 避免使用对数和指数幂计算式 参考帖子 2007 09 19 系统指标占用系数分析法 K 法 的基本原理 2007 09 19 有线电视放大器的输入电平和输入口电平的差异 2007 09 09 有线电视放大器工作方式与质量指标 2 复合三次差拍 CTB 计算式 单台放大器 CTB单 CTB单 CTB104 2 104 So f 式中 CTB104为放大器在 59 个频道 104dB V 输出时的 CTB 指标值 因为绝大部分 放大模块原始参数标示的测试条件是输出电平为 44dBmV 即 104dB V 是根据放大模 块原始参数推算出来的 附件 3 So 为放大器的实际输出电平 f 为放大器的输出斜率 多台相同放大器级联后 CTB 总指标值 CTB总 先按单台放大器 CTB单指标计算式算出各台放大器的 CTB 指标值 查 KCTB表 见 附表 2 得出单台放电器的 CTB 指标占用系数 KCTB 单 再用乘法算出 n 台放大器总的 CTB 占用系数 KCTB 总 KCTB 总 n CTB单 然后查 KCTB表 得出 n 台放电器的 CTB 总指标 CTB总 多台不同放大器级联后 CTB 总指标值 CTB总 先按单台放大器 CTB单指标计算式算出各台放大器的 CTB 指标值 查 KCTB表 得出 各台放电器的 CTB 指标占用系数 KCTB 单 1 KCTB 单 2 KCTB 单 3 KCTB 单 n 再用加法算 出 n 台放大器总的 CTB 占用系数 KCTB 总 KCTB 总 KCTB 单 1 KCTB 单 2 KCTB 单 3 KCTB 单 n 然后查 KCTB表 得出 n 台放电器的 CTB 指标 CTB总 说明 说明 改进算法的理由 第一 传统的 CTB 指标计算公式 通常采用厂家在放大器说明书中标示的 CTB 指标值 来计算 而厂家标示的 CTB 指标值常存在失准 偏高 或不标示的情况 会导致计算失准 或无法计算的问题 因此改用放大模块原始参数换算出来的 CTB104来计算 3 第二 放大器设置输出斜率 fdB 它的 CTB 指标就提高 fdB 这点必须计算进去 第三 避免使用对数和指数幂计算式 第四 目前应当实行系统指标 满载设计 不宜再搞 非满载设计 因此删除常 规算式末项 20lg N满载 1 N实际 1 当某些村村通工程中的确需要实行 非满载 设计 时 可以根据 20lg N满载 1 N实际 1 算出 CTB 指标的提高量 相应降低设计要求 指标值就可以了 不必改变设计算式 以简化设计运算 参考帖子 2007 09 19 系统指标占用系数分析法 K 法 的基本原理 2007 09 09 有线电视放大器工作方式与质量指标 2007 12 15 有线电视系统质量指标计算方法举例 3 关于交扰调制比 CM 指标计算式 交调比 CM 指标 和放大器的最大输出电平 Somax 只在系统频道数 10 个左右 20 个以下 系统中没有光链路时才用得到的设计参数 因此现在都不用它了 这里不作介 绍 参考帖子 2007 09 09 有线电视放大器输出电平计算公式的演变 4 复合二次差拍 CSO 设计算式 单台放大器 CSO单 CSO单 CSO104 2 104 So f 2 其他和前面复合三次差拍 CTB 计算式基本相同 而且不常用 这里从略 5 放大器再大可串联级数计算式 系统的总指标 1 减去前端占用的指标 K前 再减去 1 级光缆链路所占用的指标 K光 1 2 级光缆链路所占用的指标 K光 2 再减去末级用户放大器所占用的指标 K用 剩下的就是电缆干线可占用的系统指标总量 K干总 将其除以单只干线放大器系统指标占 用量 K干单 就得出了干线放大器可串联级数n 所以 干线放大器可串联级数n的计算 公式是 n 1 K前 K光 1 K光 2 K用 K干单 1 目前有线电视的节目套数通常超过 20 套 在系统设计时 通常只要满足载噪比 C N 和 4 三次差拍比 CTB 两项指标就可以 为此需将上式变成下述两个式子 n1 1 KC N 前 K C N 光 1 K C N 光 2 KC N 用 KC N 干单 2 n2 1 KCTB 前 K CTB 光 1 K CTB 光 2 KCTB 用 KCTB 干单 3 n1为满足载噪比指标要求时最大可串联级数 n2为满足三次差拍比要求时最大可 串联级数 实际可选定的最大可串联级数n必须同时满足上述两项要求 因此就有 n1 n n2 4 参考帖子 2007 09 19 系统指标占用系数分析法 K 法 的基本原理 2007 09 19 用 K 法计算干线放大器的最大可串联级数的方法 6 放大器输出电平设计算式 笔者提出的有线电视放大器第三套输出电平设计算式共有 6 个计算式 其中的中间算式有 3 个 放大器的最低输出电平 So低 C N分配值 G NF 2 4 dB V 放大器的最高输出电平 So高 104 1 2 CTB104 CTB分配值 dB V 放大器输出斜率最大可取值 f最大 2 So高 So低 dB 选择算式有一个 放大器实际选用的输出斜率 f f最大 dB 最终算式有一个 最终得出放大器的输出电平 So So高 f 2 dB V 指标余量算式有一个 放大器 C N 指标的设计余量 C N富余 1 2 f最大 f dB 说明 说明 改进算法的理由 第一 传统的放大器工作状态设计算式 是根据放大器的 C N 指标设计它的输入电平 Si 又根据它的失真指标设计它的输出电平 So 由于单模块放大器的输出电平 So 和输入 电平 Si 由算式 Si So G 捆成 一个整体 不可能分别进行单独的调试 而且放大器 的输入电平通常是无法直接测量的 因此这样设计出来的数据很难在实际中调试 必须改 进 5 第二 传统的放大器输出电平设计算式通常采用厂家提供的 CTB 指标值来计算 而厂 家提供的 CTB 指标值常存在失准 偏高 或不标示的情况 因此笔者改用放大模块原始参 数换算出来的 CTB104来计算 第三 放大器设置输出斜率 fdB 它的 CTB 指标就提高 fdB C N 指标降低 fdB 这点 必须计算进去 而传统的放大器工作状态的设计算式没有考虑这一点 第四 避免使用对数和指数幂计算式 光接收机的输出电平和斜率必须和放大器一样设计 可用这套算式设计 参考帖子 2007 09 19 系统指标占用系数分析法 K 法 的基本原理 2008 02 01 有线电视放大器第三套输出电平设计算式简单介绍 2008 03 29 关于放大器第三套输出电平设计算式有关问题的解释 2008 02 01 用 K 法作系统指标设计的基本方法 7 放大器调试参数计算式 放大器输入衰减器的衰减量 LAT计算式 LAT So前 So L分 L百米S百米 G dB 放大器输入均衡器的均衡量 EQ计算式 EQ fo fo前 S百米 百米 当前后级放大器输出斜率相同时 EQ S百米 dB 放大器间距通用计算式 S百米 So前 So L分 LAT G L百米 百米 长距离电缆干线 没有分支线路时 中干线放大器间距计算式 百米 S百米 G LAT L百米 百米 放大器间距简便计算式 S百米 电缆入口电平 76 L百米 百米 最常用算式最常用算式 算式推导见文末说明 式中 So前为前级放大器的输出电平 L分为输出口分支器的损耗 L百米为电缆百米衰减值 S百米为放大器间距 百米 Si口为下一级放大器的输入口电平 为百米电缆高 低端电平衰减差 So 为下一级放大器的输出电平 LAT为放大器输入衰减器的衰减量 也 6 叫调节贮备电平 所有没有特别注明的电平值 均按惯例为高端电平值 详见下图 用衰减插片和均衡插片调试放大器时用衰减插片和均衡插片调试放大器时 也可以用调试参数简化计算式来计算衰减插片 的衰减量 LAT和均衡插片的均衡量 EQ 这样计算出来的调试参数更加准确 此时 首先要 测量出到达所调放大器输入端口信号的高端电平值 Si口 低端电平值 Si低 并计算出 到达放大器输入端口信号的斜率 fi口 fi口 Si口 Si低 然后用调试参数简化计算式 计算出衰减插片的衰减量 LAT和均衡插片的均衡量 EQ 放大器调试参数输入衰减量 LAT的简化计算式 LAT Si口 So G dB 放大器调试参数均衡量 EQ 的简化计算式 EQ fo fi 口 dB 算式中 So 为放大器要达到的输出电平 fo 为放大器要达到的输出斜率 参考帖子 2007 09 25 有线电视放大器调试参数计算式 2007 09 19 有线电视放大器的输入电平和输入口电平的差异 8 光发射机输入电平的确定 说明书标示光发射机的输入电平为一个固定数的值时 生产厂家说明书标示的光发射机输入电平是一个固定的数值 如 59 个频道 75dB 77 个频道 72dB 或者 59 频道 85dB 77 个频道 82dB 通常是没有 AGC 控制或 者没有光调制度自动恒定功能的普通型光发射机 说明书通常还同时还标明非满载时光发 射机输入电平的提高量为 20lg 满载频道数 实际频道数 由于现在都必须按照满载设计网络 因此这类机可以直接输入厂家标示的电平数值 说明书标示光发射机的输入电平为一个范围时 光发射机厂家在说明书上标示的输入电平为一个范围 绝大多数是具有 AGC 功能 或光调制度自动恒定功能的光发射机 一般在说明书中会注明这些功能 输入电平可以在 它的标示范围内选取 一般取中间值 通常无需考虑系统的实际频道数 7 少数品牌是属于配置单模块射频激励放大器 低档次的光机 没有 AGC 功能或光 调制度自动恒定功能的光发射机 实际上它所标输入电平范围不是所有机台都可随意采用 的电平范围 而是所有各台光发射机适用输入电平的分布范围 需要逐台确定它们的输入 电平值 只能先从最低电平值试起 逐步提高输入电平 凭光接收机的输出电平 达到合 适时 或和使用光调制度自动恒定功能光发射机相同时 和经验选定合适的输入电平 参考帖子 2007 09 08 如何选定光发射机的输入电平 9 关于放大器的标称工作电平 放大器的标称输出电平 Sa 标称输入电平 Sia 标称 净 增益 G 是厂家在说明书 中标定的参数值 也是放大器的典型运用参数 它们之间有如下的关系 Sa Sia G dB 由于通常标称输入电平 Sia 72dB 因此 Sa 72 G dB 说明放大器的标称输出电平 Sa 愈高 它的增益也愈高 不是质量愈好 如果不进行有线电视系统的指标设计 不通过设计计算来确定放大器的工作电平 那 么在系统中只设置在系统中只设置 1 级用户放大器的条件下级用户放大器的条件下 放大器的输出电平可以调在它的标称输出电 平值 或略低 略高 1 2 个 dB 此时放大器的输入电平也必然合适了 如果此时还可 能再调高放大器的输出电平约 4dB 那么就说明已经留下调节贮备电平 4dB 左右 参考帖子 2007 09 09 有线电视放大器输出电平计算公式的演变 2007 11 07 没有经过指标设计时放大器的调试方法 间距是否适当的判定方法 10 数字系统或模数混传系统各器件工作电平的确定 由于当前有线电视系统各器件工作状态的设计算式和设计原始参数 都是模拟电视的 数据 因此必须先按照模拟电视满载条件设计各器件的工作电平 然后根据系统中模拟电 视和数字电视频道总数的多少 将数字频道的电平降低 0 10dB 当数字电视频道数 节 目套数 在 80 180 套之间时 模 数电平差可在 6 10dB 之间选取 注意 这仅仅是一 个正在讨论的参考数值 还没有找到确切的依据 模 数电平差应在总前端模数信号混合时定下来 此后在光发射机 接收机和放大器 中不能再改变 因此系统电平调试时 只需将模拟信号电平按设计值调准确 数字信号电 平会自然符合要求 数字信号的电平必须用数字场强仪 分析仪 才能测出来 8 同一个模数混合信号 用不同品牌的模拟信号场强仪 频谱仪测出的模 数电平差各 不相同 差距很大 不可能用一个统一的换算公式换算出数字信号的准确电平值 参考帖子 2007 10 16 数字频道数量如何折算成模拟频道数量 讨论参考帖 2007 11 30 有线数字电视系统光发射机输入电平和放大器输出电平的确定方法 讨论参考帖 2008 02 28 用模拟场强仪测量数字信号的方法 2008 4 6 附件附件 1 KC N表表 C NC N K K 值速查表 按值速查表 按 C NC N 4444 10lgK10lgK 推算 推算 C N4444 144 244 344 444 544 644 744 844 9 K1 000 9770 9550 9330 9120 8910 8710 8510 8320 813 C N4545 145 245 345 445 545 645 745 845 9 K0 7940 7760 7590 7410 7240 7080 6920 6760 6610 646 C N4646 146 246 346 446 546 646 746 846 9 K0 6310 6170 6030 5890 5750 5620 5500 5370 5250 513 C N4747 147 247 347 447 547 647 747 847 9 K0 5010 4900 4790 4680 4570 4470 4370 4270 4170 407 C N4848 148 248 348 448 548 648 748 848 9 K0 3980 3890 3800 3720 3630 3550 3470 3390 3310 324 C N4949 149 249 349 449 549 649 749 849 9 K0 3160 3090 3020 2950 2880 2820 2750 2690 2630 257 C N5050 150 250 350 450 550 650 750 850 9 K0 2510 2450 2400 2340 2290 2240 2190 2140 2090 204 C N5151 151 251 351 451 551 651 751 851 9 K0 2000 1950 1910 1860 1820 1780 1740 1700 1660 162 C N5252 152 252 352 452 552 652 752 852 9 K0 1580 1550 1510 1480 1450 1410 1380 1350 1320 129 C N5353 153 253 353 453 553 653 753 853 9 K0 1260 1230 1200 1170 1150 1120 1100 1070 1050 102 查 KC N表时 当表内没有欲查指标值时 可将欲查指标值加上 或减去 10dB 的 n 倍 再查表 然后将所得 K 值的小数点向右 或向左 移 n 位 例如查 41 8dB 的 KC N值时 可 加上 10dB 查 51 8dB 得 0 166 然后将小数点向右移 1 位 得出结果 41 8dB 的 KC N值为 1 66 又例如查 72 5dB 的 KC N值时 可减去 20dB 查 52 5dB 得 0 141 然后将小数点向 左移 2 位 得出结果 72 5dB 的 KC N值为 0 00141 反之 查 KC N 0 00141 的 dB 值 先将 小数点向右移 2 位 查 0 141 为 52 5dB 然后加上 20 得出结果是 72 5 dB 9 附件附件 2 K K20 20表 表 CTBCTB K K 值速查表 按值速查表 按 CTB 5CTB 5 20lgK20lgK 推算 推算 CT B 5555 155 255 355 455 555 655 755 855 9 K1 000 9880 9770 9660 9550 9440 9330 9230 9120 901 CT B 5656 156 256 356 456 556 656 756 856 9 K0 8910 8810 8700 8600 8510 8410 8310 8220 8120 803 CT B 5757 157 257 357 457 557 657 757 857 9 K0 7940 7850 7760 7670 7590 7500 7410 7330 7240 716 CT B 5858 158 258 358 458 558 658 758 858 9 K0 7080 7000 6920 6840 6760 6680 6610 6530 6460 638 CT B 5959 159 259 359 459 559 659 759 859 9 K0 6310 6240 6170 6100 6030 5960 5890 5820 5750 569 CT B 6060 160 260 360 460 560 660 760 860 9 K0 5620 5560 5500 5430 5370 5300 5250 5190 5130 507 CT B 6161 161 261 361 461 561 661 761 861 9 K0 5010 4950 4900 4840 4790 4730 4680 4620 4570 452 CT B 6262 162 262 362 462 562 662 762 862 9 K0 4470 4420 4370 4320 4270 4220 4170 4120 4070 403 CT B 6363 163 263 363 463 563 663 763 863 9 K0 3980 3940 3890 3850 3800 3760 3720 3670 3630 359 CT B 6464 164 264 364 464 564 664 764 864 9 K0 3550 3510 3470 3430 3390 3350 3310 3270 3240 320 CT B 6565 165 265 365 465 565 665 765 865 9 K0 3160 3130 3090 3050 3020 2990 2950 2920 2880 285 CT B 6666 166 266 366 466 566 666 766 866 9 K0 2820 2790 2750 2720 2690 2660 2630 2600 2570 254 CT B 6767 167 267 367 467 567 667 767 867 9 K0 2510 2480 2450 2430 2400 2370 2340 2310 2290 226 CT B 6868 168 268 368 468 568 668 768 868 9 10 K0 2240 2210 2190 2160 2140 2110 2090 2070 2040 202 CT B 6969 169 269 369 469 569 669 769 869 9 K0 2000 1970 1950 1930 1910 1880 1860 1840 1820 180 CT B 7070 170 270 370 470 570 670 770 870 9 K0 1780 1760 1740 1720 1700 1680 1660 1640 1620 160 CT B 7171 171 271 371 471 571 671 771 871 9 K0 1580 1570 1550 1530 1510 1500 1480 1460 1450 143 CT B 7272 172 272 372 472 572 672 772 872 9 K0 1410 1400 1380 1360 1350 1330 1320 1300 1290 127 CT B 7373 173 273 373 473 573 673 773 873 9 K0 1260 1240 1230 1220 1200 1190 1170 1160 1150 114 CT B 7474 174 274 374 474 574 674 774 874 9 K0 1120 1110 1100 1080 1070 1060 1050 1040 1020 101 查 K20表时 当表内没有欲查指标值时 可将欲查指标值加上 或减去 20dB 的 n 倍 再查表 然后将所得 K 值的小数点向右 或向左 移 n 位 例如查 49 8dB 的 K20值时 可 加上 20dB 查 69 8dB 得 0 182 然后将小数点向右移 1 位 得出结果 49 8dB 的 K20值为 1 82 又例如查 77 5dB 的 K20值时 可减去 20dB 查 57 5dB 得 0 750 然后将小数点向左 移 1 位 得出结果 77 5dB 的 K20值为 0 075 反之 查 K20 0 075 的 dB 值 先将小数点向 右移 1 位 查 0 75 得 57 5dB 然后加上 20 得出结果是 77 5 dB 附件附件 3 PHILIPS 放大模块参数 失 真 指 标 参 数 放大模块原始数据 换算成 59 频道 104 V 输出后 型 号 工作频率 范 围 MHz 标称 增益 dB 最大 噪声 系数 dB 输出 电平 dBmV 工作 频道 数目 CTB dB CSO dB CTB104 dB CSO104 dB BGD50240 55018 58 044776567 3 11 BGD50440 55020 08 044776466 3 BGY685A40 60018 28 54485555658 258 4 BGY685AD40 60018 58 54485626065 264 4 BGY68740 60021 57 04485545257 254 4 BGY785A40 75018 57 044110535358 557 1 BGY785AD40 75018 56 044110585863 562 1 BGY78740 75021 56 544110535358 557 1 BGE787B40 75029 07 044110505655 560 1 BGE78840 75034 07 044110495254 556 1 BGD70240 75018 58 544110585863 562 1 BGD702D40 75018 06 044110626267 566 1 BGD702N40 75018 58 544110585863 562 1 BGD71240 75018 57 044112626367 667 2 BGD70440 75020 08 544110575662 560 1 BGD71440 75020 37 044112616266 666 2 BGY88340 86015 08 54449616159 459 8 BGE88540 86017 08 059129 BGY885AD40 86018 56 044110585863 562 1 BGY885A40 86018 58 04449616159 459 8 BGY885B40 86020 07