有线电视网络设计施工验收—无源器件

1,有线电视网络设计施工验收（）无源器件,天台广播电视台徐翚明2009年7月10日,2,一、概念,在有线电视系统中，使用着各种各样的专门器件。它们承担着信号接收、混合、放大、分配等各种任务。按这些器件在运行中是否需要供给电源，可将它们分为有源器件和无源器件两大类。无源器件的使用量最大，分布范围也最广。,3,二、无源器件共同要求,插入损耗要尽可能小幅频特性要尽可能好阻抗特性要尽可能好屏蔽性要很高,4,三、分支分配器、串接单元,分支器、分配器、串接单元在有线电视系统中实现对信号功率的定量和定向的分配，它是赋于有线电视系统分配网络特征的主要器件。分配器：是一种将一个输入口的信号能量均等地分配到两个或多个输出口的装置。定向耦合器：定向耦合器实质上是一种不等功率分配的功率分配器。分支器：实际上是由定向耦合器为主体构成，根据需要，定向耦合器与分配器可以组合成各种类型的分支器。,5,系统对分支器、分配器、串接单元的基本要求：1、应具有信号电平定量分配的能力；2、应具有信号电平定向分配的能力；3、应具有较少的信号损耗；4、应具有对系统中全部信号，进行均匀一致分配的能力，即频响要好；5、应具有良好的抗干扰能力，维护系统信号传输的“封闭”性；6、成本低廉。,6,常用技术指标的定义1、相互隔离：在使用频率范围内的任意频率上，器件某输出端与另一输出端之间的插入损耗。2、反向隔离：在使用频率范围内的任意频率上，分支器（或串接单元）主路输出端与任一分支输出端之间的插入损耗。3、分配损耗：分配器输入端与输出端之间的衰减量。4、分支损耗：指分支器（或串接单元）的输入端与分支输出端之间的衰减量。5、插入损耗：指分支器的输入端与主输出端之间的信号损耗,7,环顺分支器指标,8,环顺分配器指标,9,补：无线电基础知识,无线电视的本质：电磁波频率：单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量；或者说是物质在1秒内完成周期性变化的次数，常用符号f表示。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率的单位命名为赫兹，简称“赫”，常用字母表示为（Hz）。也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）或GHz做单位。1kHz=1000Hz，1MHz=1000000Hz1GHz=1000MHz。频率f是周期T的倒数，即f=1T，波速=波长*频率。中国使用的电是一种正弦交流电，其频率是50Hz,也就是它一秒钟内做了50次周期性变化。,10,补：无线电基础知识,周期：完成一次周期变化所需的时间。用T表示，常用单位为秒。T1f波长：在波动中对平衡位置的位移总是相等（包括大小和方向）的两相邻质点间的距离叫做波的波长。用表示，常用单位：米（M）。速度：单位时间内振动所传播的距离，它反映振动在介质中传播的快慢程度。用表示，常用单位：米秒（Ms）。电磁波在真空中的速度约为3109米秒。其它：幅度、相位演示动画,11,补：无线电基础知识,1、波速等于波长和频率的乘积.2、经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长.,速度、波长、频率三者关系,12,补：无线电基础知识,无线电视频率分段表,13,四、系统输出口（用户盒）,系统输出口是连通用户线和电视接收机引入线的主要装置，按其输出口数可分为单孔和双孔两种。基本要求：系统输出口应有良好的宽带频率通过能力；系统输出口应有可靠的安全防护能力系统；输出口应有一定的磁屏蔽能力。,14,系统输出口的性能指标：,15,五、混合器,混合器在有线电视系统中，可将2个或2个以上输入端信号混合后馈送给一个输出端基本种类：频道型混合器、频段式混合器、分配器型混合器、定向耦合器式混合器常用技术指标：插入损耗、带内平坦度、反射损耗、带外衰减,16,六、衰减器,衰减器也是有线电视系统的常用器件之一。在有线电视中，总会出现电平过高的现象，必须对信号进行适当衰减，以防止强信号过载。要求衰减器各频率信号有均匀一致的衰减能力。基本类型：分档可调式、连续可调式、固定式性能指标及评价：（1）使用频率范围（2）衰减量：对固定衰减器，按3dB分挡，国标规定为：3，6，9，12，15，20dB。对应的允许偏差为：0.5，1.0，1.0，1.0，1.5，2dB。对可调衰减器（无级）衰减量分10dB和020dB两挡，插入损耗分别为1.5dB；2.0dB。（3）平坦度：衰减量相对于频率的偏差总存在，国标规定为：对可变衰减器，VHF段带内平坦度为1dB，UHF段带内平坦度为1.5dB。对固定衰减器衰减量为39dB的0.5dB，1220dB的1.0dB。,17,七、均衡器,均衡器是一种可以在一定使用频率范围内，用来补偿由于馈线或设备等引起的幅度频率失真或者是相位频率失真的装置。均衡器有固定均衡器与可调均衡器两种常用技术指标定义及评价:1、均衡量:指工作频段下限频率与上限频率二点间衰减量之差。2、插入损耗：指工作频段内上限频率的输入、输出幅度之差（dB）3、不平度：工作频段内规定频率点衰减量相对于标准电缆对应频率损耗值的偏差量，以分贝表示，取最大值。,18,幅度(dB),f,插入损耗,输入,下限频率,上限频率,损耗(dB),f,均衡量,输入,下限频率,上限频率,19,补：分贝（dB）,分贝(1)表示两种电或声功率之比的一种单位,它等于功率比的常用对数的10倍。(2)表示两种电压或电流值或类似声量(如声压或质点速度)之比的一种单位,等于电压或电流比的常用对数的20倍,（两种电压或电流是在相同电阻或阻抗上测得）(3)一种测量声音的相对响度的单位,大约等于人耳通常可觉察响度差别的最小值;原来的功率、幅度、倍数等这些非负数性质的量，它们的值域便扩展到了整个实数范围,20,补：分贝（dB）,分贝表示的放大倍数增益：简单地说，分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍数，单位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。当改用“分贝”做单位时，放大倍数就称之为增益，这是一个概念的两种称呼。电学中分贝与放大倍数的转换关系为：G=20lgVo/Vi)或G=10lg(Po/Pi)分贝定义时电压(电流)增益和功率增益的公式不同，但我们都知道功率与电压、电流的关系是P=V2/R=I2R。采用这套公式后，两者的增益数值就一样了：10lgPo/Pi=10lg(V2o/R)/(V2i/R)=20lg(Vo/Vi)。使用分贝做单位主要有三大好处:(1)数值变小，读写方便。(2)运算方便。放大器级联时，总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时，总增益就是相加。(3)符合听感，估算方便。,21,补：分贝（dB）,功率电平、电压电平系统中某一点的电平是指该点的功率（或电压）对某一基准功率（或电压）的分贝比。若以1W为基准功率，功率为P时，对应的电平为10lg（P/1W），单位记为dBW（分贝瓦）。若以1mW为基准功率时，则功率为P时对应的电平为10lg（P/1mW），单位记为dBmW（分贝毫瓦）。若以1mV作为基准电压，则电压为U时对应的电平为20lg（U/1mV），单位记为dBmV（分贝毫伏）。若以1V为基准电压，则电压为U时对应的电平为20lg（U/1V），单位记为dBV（分贝微伏）。,22,补:几个概念,阻抗阻抗匹配并联串联,23,八、滤波器,滤波器在有线电视系统应用比较多，其主要作用是从使用频率的角度对频带进行分割，并提供一定的带外信号的抑制能力。滤波器分四种基本类型，即带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、低通滤波器；有线电视使用的滤波器无外乎这四种基本型和基本型的组合。,24,九、射频同轴电缆,射频同轴电缆都是有线电视系统中最重要的器件（一）特征参数：反射波和入射波：在同轴电缆中，高频信号的电压和电流是以波的形式在线中传输的。在线上任一点的电流波与电压波都是由两部分组成，其传输方向正好相反，一个叫入射波，另一个叫反射波，其传输的相对大小（或称振幅和相位关系），取决于信号源或负载的阻抗和电缆本身特性阻抗的关系。衰减常数：波沿同轴电缆传输时，其振幅也会沿线发生变化。这一特征用衰减常数描述、表现为信号的幅度衰减。特性阻抗：它指的是线上任意截面上行波的电压电流之比，故又称波阻抗，取决于同轴电缆的结构，尺寸和使用频率。,25,（二）同轴电缆的结构1、内导体铜是内导体的主要材料，可以是以下形式：退火铜线、退火铜管、铜包铝线。通常，小电缆内导体是铜线或铜包铝线，而大电缆用铜管，以减少电缆重量和成本。对大电缆外导体进行轧纹，这样可获得足够好的弯曲性能。内导体对信号传输影响很大，因为衰减主要是内导体电阻损耗引起的。其电导率，尤其是表面电导率，应尽可能高，因为在高频下，电流仅在导体表面的一个薄层内传输，这种现象称为趋肤效应。内导体用的铜材质量要求很高，要求铜材应无杂质，表面干净、平整、光滑。内导体直径应稳定且公差很小。直径的任一变化都会降低阻抗均匀性和回波损耗，因此应精确控制制造工艺。,26,2、外导体外导体有两个基本的作用：第一是回路导体的作用，第二起屏蔽作用。漏泄电缆的外导体还决定了其漏泄性能。外导体用的铜材也应质量很好，导电率高，无杂质。外导体尺寸应严格控制在公差范围内，以保证均匀的特征阻抗和高的回波损耗。外导体的构成方式有：带式缠绕铝塑纵包式编织型3、绝缘介质射频同轴电缆介质远不只是起绝缘作用，最终的传输性能主要是在绝缘之后才确定的，因此介质材料的选择和其结构非常重要。为所用绝缘材料的介电常数，所有重要的性能，如衰减、阻抗和回波损耗，都与绝缘材料的介电常数关系很大。目前用的有线电视电缆是物理高发泡绝缘，性能很好。4、护套户外电缆最常用的护套材料是黑色线性低密度聚乙烯，它可为护套提供较好的机械性能和耐摩擦、化学、潮气及不同环境条件的性能。,27,有线电视同轴电缆结构图:(二)主要性能指标:1、特性阻抗同轴电缆的特性阻抗取决于公式：Z（138/）Lg（D/d）其中为所用绝缘材料的介电常数,D,d,内导体(芯线),外导体(屏蔽层),外护套,内绝缘体,外导体内径(绝缘内径),内导体外径,28,2、衰减常数：对单股铜线内导体及铜外导体，电缆的衰减常数取决于下式：1.98103f11a（）dB/mlg（D/d）Dd可见，衰减常数与电缆的结构常数D/d，绝缘体的介电常数，使用频率f有关。随着频率的上升，电缆损耗与频率的关系akf即来源于此。又由上式可以看出，电缆内导体外径和外导体内径越大，则a越小，意味着较粗的电缆，其损耗也小。3、衰减常数的温度特性：由实验确定，温度系数还与频率有关，一般在：0.1dB/0.2dB/左右,29,4、使用寿命：电缆的寿命直接影响到系统特别是城镇联网系统的运行效率和经济效益，一般电缆通常标明具有1020年的使用寿命。（三）电缆的分型：按电缆在有线电视中的使用位置可分为干线电缆、支线电缆、用户线电缆；按电缆的绝缘外径可分为752、753、755、757、759等，分别对应2mm、3mm、5mm、7mm、9mm等绝缘体外径；按绝缘材料的结构和质地可分为实心聚乙烯、发泡聚乙烯、藕芯聚乙烯、垫片式聚乙烯、竹节式聚乙烯等等,30,（四）电缆损耗值（以汉胜电缆为例）,电缆损耗单位:dB/100米,31,（五）电缆的使用：1、在有线电视系统中，应接不同位置正确选用电缆。2、使用中，尽量防止对电缆结构参数的影响，如严重挤压、过分弯曲等等一般其变曲半径最好大于电缆外径的1815倍。,32,十、光缆,（一）光缆取代同轴电缆作为有线电视网的传输干线所带来的好处有：、衰减较小，省去一连串放大器，使网络技术指标提高；、线路温度稳定性好，不需要控制，工作稳定；、频带较宽，幅频特性好，传输有线电视信号质量好；4、无电磁干扰，无中间电放大及馈电环节，系统可靠性高；5、线路敷设、调整及日常维护工作大大简化。（二）光纤的种类：光纤是细如头发丝的石英玻璃丝（我们简称裸纤），光纤是光信号传输的通道，相当于电缆的芯；光纤十分的脆弱，受力易断，无法单独用来架设线路；数根光纤封装在一起，加上钢铠、塑壳等保护层，就成了光缆。按光在光纤中的传输模式可分为单模光纤和多模光纤（三）光缆的种类：展示各种图片（四）各种光缆工程配件：分路器、接线包、终端盒、跳线、尾纤、尾缆、法兰,33,FC和SC接头是最为常见的接头类型,光纤连接器结构类型,34,光纤连接器端面类型,平型（PC）接头,非接触、常用于多模特征黑色、蓝色、白色连接损耗0.25dB反射损耗-30dB,球型（UPC）接头,接触、常用于单模特征黑色、蓝色连接损耗0.25dB反射损耗-45dB,斜型（APC）接头,接触、用于单模特征绿色连接损耗0.25dB反射损耗-65dB,35,不同类型连接时产生的反射光,尽量要将光反射降到最低程度有线电视网络采用单模的APC型接头最好,光纤连接器反射损耗,36,光纤轴未对准,光纤角度偏离,光纤内核变形,光纤连接器损耗,37,杂质/端面分开,纤芯尺寸/形状不同,常因结构不精密、环境不清洁、接插不彻底，造成接触不良，导致插入损耗增大,光纤连接器损耗,注意：切勿拿通有光信号的光纤对准眼晴，以防光信号灼伤眼睛,38,去除光纤连接器的防尘帽，注意确认光连接器是APC端面；清洁光纤连接器要