3有线电视系统

若各级噪声系数小而额定功率增益大，级联电路的,由以上公式可得出如下结论：,越是靠近前面几级的噪声系数和额定功率增益对总的噪声系数影响越大。因此级联电路中最主要的是前面的第一、二级，最关键的是由第一级放大器的噪声系数,三、等效噪声温度,把网络的内部噪声折算到其输入端时，使噪声源电阻所升高的温度称为等效噪声温度。,由于噪声源在网络输出端的额定噪声功率为,内部噪声在网络输出端的额定功率为。,噪声温度的定义是：,所以，等效噪声温度为,减小噪声系数的措施,在放大或其它电路中，电子器件的内部噪声起着重要作用。因此，改进电子器件的噪声性能和选用低噪声的电子器件，就能大大降低电路的噪声系数。二、正确选择晶体管放大级的静态工作点三、选择合适的信号源内阻四、选择合适的工作带宽五、选用合适的放大电路,根据上面讨论的结果，可提出如下减小噪声系数的措施：,一、选用低噪声元、器件,一台放大器的载噪比C/N,记忆：教材该公式很实用，给出了放大器输出端的载噪比与放大器输入电平之间的关系。看一看是什么关系？,多（n）台放大器串接时的载噪比C/N,上式是倍数的倒数之和,用分贝数来表示：（教材更正P12）,一、N台放大器（无规律）串接时总的载噪比与各级载噪比有如下关系：,放大器等间隔设置级联方式（零增益设计方式）总的载噪比,注意：这里要求n台放大器的技术参数相同,总的噪声系数为：,载噪比的分配,非线性失真,续,基波、谐波、倍频、差拍等基本概念,续,交扰调制比交扰调制比（CM）定义为：在系统指定点，指定载波上有用调制信号峰-峰值对交扰调制成分峰-峰值之比，通常用分贝表示。其值为正，值越大表明交调失真越小。俗称为“雨刷干扰”。CM=20lg有线电视系统的总交调比，分配在前端、传输、分配三个子系统，与放大器的级联数目、放大器本身的CM指标、传输电视频道的个数有关。此外，交调比还与放大器的输出电平有关，在实际设计和调试时，如果放大器输出电平降低1dB，则交调比将增大2dB。由于交调比的情况比较复杂，在系统传输频道超过30个以上时，组合三次差拍产物很大，因此常用CTB来取代CM。,已调载波峰-峰值附加调制峰-峰值,续,续,载波互调比载波互调比（IM）定义为：在系统指定点，载波电平对规定的互调产物电平之比，通常以分贝表示。载波互调比通常以互调比（IM）表示。互调可能由二次非线性失真产生，也可能由三次非线性失真产生，目前在有线电视系统设计时常采用组合三次差拍比（CTB）和组合二次失真比（CSO）来表征互调特性。CSO指标在传输系统中占比例较大。,续,载波互调比IM是多个信号的载波互调后，落入某一个电视频道中对视频信号形成斜纹干扰，条纹的疏密与干扰频率离被干扰的频道的图象载频的远近有关（近稀远密），称“网纹干扰”。IM=20lg,载波电平有效值互调产物有效值,载波组合三次差拍比载波组合三次差拍比（CTB）定义为：在系统指定点，图像载波电平与围绕在图像载波中心附近群集的组合三次差拍产物的峰值电平之比（多簇产物时应取叠加功率），以分贝表示。组合三次差拍（CTB）指：在多频道传输系统中，由于设备非线性传输特性中的三阶项引起的所有互调产物。有时为了方便起见，将C/CTB简称为CTB。,续,CTB指标与系统放大器数目、系统传输频道数量及信号电平有关。比如，对于信号电平CTB遵循平方律，即信号电平增加1dB，CTB变劣2dB；当频道增多时CTB产物按指数规律上升，当频道数为9个时，一个频道内CTB产物仅为20个；而当频道数为30个时，CTB产物猛增至226个。因此，当频道数不多时，CM是主要矛盾，当频道数增多后CTB逐渐成为主要矛盾。,续,电视接收天线,什么是天线?,把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间.收集无线电波并产生电信号,天线的作用,将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。因此，要了解天线的特性就必然需要了解自由空间中的电磁波及高频传输线的一些相关的知识。,天线辐射电磁波的基本原理,导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱。如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度L远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱.当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。,天线可视为一个四端网络,同轴线变化为天线,对称振子,两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长。全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。将振子折合起来的，称为折合振子。,1/2波长,1/4波长,1/4波长,1/2波长,振子,波长,天线的工作频率范围(带宽),无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。有几种不同的定义：一种是指天线增益下降三分贝时的频带宽度；一种是指在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比1.5时，天线的工作带宽。,半波振子上的场分布,接收天线的技术参数,天线的性能是影响电视信号接收质量的一个重要因素，其主要的技术参数有：输入阻抗、工作频带、天线增益及方向性等。1.输入阻抗天线与馈线相连的两个端点称为天线的输入端。天线输入端上的信号感应电压与电流之比为天线的输入阻抗。基本半波振子天线的输入阻抗约为75，半波折合振子天线的输入阻抗为300,2、电压驻波比,驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR)驻波波腹电压幅度最大值max驻波系数驻波波节电压辐度最小值minVSWR=1时为阻抗匹配，一般VSWR1，VSWR越大，说明天线与馈线的匹配越差。,3、工作频带,满足天线各种性能规定参数的频率范围称为天线工作频带或带宽，它与天线的结构及接收的频段有关。半波折合振子天线的工作频带在VHF频段约4060MHz，可适用接收58个电视频道。对于单频道天线一般要满足8MHz带宽。,4、天线的方向性,接收天线的方向性是指天线接收不同方向传来的电磁波所具有的能力。天线的方向性常用半功率角来表示。半功率角是指比引向器方向最大灵敏度低3dB之点的夹角。如图2.5所示。方向性保护一般指前后方的增益比，用dB表示，dB数越大表明天线方向性保护越大，天线定向接收性能就越好，抗干扰能力就强。,天线的半功率角,前后比,方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。,前向功率,后向功率,前后比（续）,方向图旁瓣显示,上旁瓣抑制,下旁瓣抑制,5、天线增益,天线增益分为相对增益和绝对增益，一般接收天线的增益是指相对增益，它代表了天线接收信号的能力或灵敏度，用dB为单位，数越大增益越高。天线增益与振子单元数有关，天线单元数越多，增益也越高。另外，天线增益与接收频带宽度有关，频带越宽，增益越低。,八木天线引向天线结构,续,定义：由一个有源半波振子，一个或若干个无源反射器和一个或若干个无源引向器组成的线形端射天线。出处：上个世纪二十年代，日本东北大学的八木秀次和宇田太郞两人发明了这种天线，被称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。,续,优点：八木天线的确好用。它有很好的方向性，较偶极天线有高的增益。用它来测向、远距离通信效果特别好。如果再配上仰角和方位旋转控制装置，更可以随心所欲与包括空间飞行器在内的各个方向上的电台联络，这种感受从直立天线上是得不到的。,引向天线的工作原理,八木天线的工作原理是这样的（以三单元天线接收为例）：引向器略短于二分之一波长，主振子等于二分之一波长，反射器略长于二分之一波长，两振子间距四分之一波长。此时，引向器对感应信号呈“容性”，电流超前电压90；引向器感应的电磁波会向主振子辐射，辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90，恰好抵消了前面引起的“超前”，两者相位相同，于是信号迭加，得到加强。反射器略长于二分之一波长，呈感性，电流滞后90，再加上辐射到主振子过程中又滞后90，与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180，起到了抵消作用。一个方向加强，一个方向削弱，便有了强方向性。发射状态作用过程亦然。,工作原理示意图,VHF频段的接收天线,VHF频段分为、波段，即VL：15频道，VH：612频道。在有线电视系统中通常采用方向性较强而频带较窄的八木天线及所组成的天线阵作为接收天线。其外观及结构如图2.3所示。图2.3(a)所示的是五单元天线，通常用于15频道及调频广播的接收。图2.3(b)所示的是十单元天线，如减去两个引向振子即为八单元天线，八单元或十单元天线通常用于612频