有线电视复习资料

1、卫星通信与有线电视练习题一专题一 概论 一、 概念1. 三网融合的概念。三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。三网融合并不意味着三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。2. 射频电视信号的直视传播：概念，计算公式。所谓直视传播是指传播路径经过自由空间或具有正常折射的大气层时，以发射点不经绕射、反射、折射等作用而直接到达接收点的一种传播方式。如果把地球看作是理想球体，半径为R，电视发射天线高度是，接收天线的高

2、度是，那么，射频电视信号的直视传播距离视距：，考虑折射等原因：，的单位为km,、单位为m3. 射频电视信号在传输过程中，场强与距离关系中的最佳高度计算公式。最佳高度：，和s的单位为m二、 简答题 1. 画出电视射频信号的频谱分布图，并理解其分布特点。2. 有线电视信号传输系统主要有哪几种类型？掌握其电路组成，各传输系统的优缺点比较。三种：同轴电缆传输系统、微波传输系统和光缆传输系统。优缺点比较：同轴电缆传输系统发展较早，技术成熟，但传输距离有限，且同轴电缆传输系统受外界环境影响较大，信号衰耗大，两级放大器之间的距离短，系统部件多，可靠性较差，维护使用不便。光缆传输系统传输距离远，光缆衰耗小，系

3、统中除光发射机和光接收机之外，中间不加任何设备，系统部件少，可靠性强，维护使用方便。微波传输系统有其独特的优点，在无法敷设缆线的山区和丘陵地带架设微波传输系统是理想的选择，微波传输系统投资小，建设周期短，维护使用方便。3. 在有线电视系统中，产生重影的原因主要有哪三种？这三种情况有哪些共同特点？重影会对电视产生哪些影响？原因：（1）产生重影的电视信号由接收天线混入；（2）传输系统中阻抗不匹配引起信号多次反射；（3）电视台的同频道直射波直接进入电视机。共同点：电视信号之间存在着一定的路程差，二者的图像不能重合。影响：使清晰度下降，同步紊乱、使彩色电视机的色移重影，看起来很不舒服。三、 计算题1.

4、 某放大系统由三级放大器串接组成，它们的电压增益分别为G1=1000倍，G2=100倍，G3=10倍，求该放大系统的电压增益Gv=？Gv(dB)=？2. 某放大器输入信号电压Ui=100 V，输出信号电压Uo=100 mV，求该放大器的电压增益Gv=？ Gv(dB)=？专题二 有线电视系统主要部件及设备一、 概念1. 天线增益定义为被研究天线在最大辐射方向某点处辐射的功率密度与具有相同输入功率而天线本身无损耗的点源天线在同一点辐射的功率密度之比。2. 面天线在广播电视系统中主要用在电视信号传输的微波中继系统(220 GHz)或卫星电视广播地面接收站等场合。3. 面天线一般由两个起不同作用的器件

5、构成: 一个为馈源或初级辐射器，它是由振子、振子阵或者具有弱方向性的小口面天线，如开口波导、喇叭天线等组成，其主要作用是把高频能量转换为电磁波能量并把它照射到反射面上去；第二个为主反射面，是形成天线方向性的主要部件，它的形状一般是一个曲面，天线的方向性主要取决于它。4. 同轴电缆是由芯线和屏蔽网筒构成的两根导体，因为这两根导体的轴心是重合的，故称同轴电缆或同轴线。通常将芯线称为内导体，铜丝编织的网筒称为外导体。5. 安装在接收天线杆上用于放大空间微弱信号的低噪声放大器称为天线放大器。天线放大器大致可分为宽频道放大器和选频(单频道)放大器两类。二、 简答题 1. 简述卡塞格伦天线的结构组成及工作

6、机理。卡塞格伦天线系统有三个主要组成部分：主反射面、副反射面和馈源。主反射面为旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，副反射面位于主反射面的焦点与顶点之间2. 简述抛物面天线的结构组成及工作机理。抛物面天线的主体是抛物面反射器(或称为抛物面反射镜)。反射器的作用是反射由初级照射器馈源辐射出来的球面波并校正为平面波，使之向着抛物面正前方传播。3. 什么是导频信号发生器？它主要用在什么场合？导频信号发生器是一个频率和幅度都相当稳定的正弦波发生器。要求在环境温度和电源电压变化时，也能输出稳定的载波电压。4. 什么是调制器？主要有哪两种类型？各有什么优缺点？调制器是CATV系统中用于将视频、音频信号调制成电

7、视射频信号的专用设备。主要有中频调制器和频道调制器。中频调制器是将视频、音频信号调制成38MHz中频信号，一般采用低电平调制方式的二极管双平衡调制器，具有调幅线性良好，微分增益和微分相位失真小，无用分量干扰少，频响好等优点，但由于低电平调制，其输出幅度小，需要多加级放大才能达到要求。频道调制器是直接将视频信号调制到需要的传输频道载频上，大部分都采用三极管高电平调制方式，优点是输出幅度高，但失真较大，干扰分量也较多。5. 什么是混合器？主要有哪两种基本类型？各有什么优缺点？混合器的功能是将前段设备的多路射频电视信号混合在一起，由一个输出口输出，接到系统同轴电缆进行传输。宽带型和频道型。 宽带型混

8、合器由分支器和分配器组成，其频带能覆盖整个电视频段。主要优点是无需针对频道调制，频道变化也无需调整，生产和使用都很方便。缺点是接入损失大，且频道数越多接入损失越大。频道型混合器一般由带通滤波器、高通滤波器和低通滤波器组成。主要优点是接入损失小，具有一定的抗干扰能力。缺点是调试难度大；相邻频道隔离度很差，在邻频系统中不能使用；在使用中必须针对系统具体频道分别调试，频道如有变化又必须重新调试，批量生产难度较大；由于滤波器采用了较多的可调元件，所以可靠性也较差。专题三 双向有线电视系统一、 概念1. 在双向传输系统中，通常把前端传向用户的信号称为下行信号，用户端传向前端的信号称为上行信号。2. 实现

9、双向传输的方式有频率分割方式、时间分割方式、空间分割方式三种。3. 双向传输的载噪比是上行和下行传输的载噪比的总和。二、 简答题 1. 如何解决监警系统的数据碰撞问题？基于随机多址技术，可以比较简单和巧妙地解决碰撞问题。此方法就是合理设计一个协调机构或算法来保证各用户单元按一定的规则使用同频信道。根据CATV网络的结构特点和信道特性，采用载波监听多址(Carrier Sense Multiple Address，CSMA)方式，其基本特点是：各用户单元在发送数据之前，先监听信道状态，只有当确定了信道处于空闲状态时，才可以发送数据。如果发生碰撞，随机延迟一段时间后，再监听重发。这样可以较好解决碰

10、撞问题，同时硬件费不会有很大的增加，比较经济实用。2. CATV网络的通信交换方式有哪两种？简述其工作过程。(1) 主动轮询式通信；(2) 被动守候式通信。前者是指监警中心轮流查询用户端，有警情就接收用户发来信息，否则继续轮询；后者是指若用户有信息发送，监警中心就接收，否则就等候监视。主动轮询式适宜与非实时响应的信息传递；为实现系统实时响应的要求，采用被动守候通信方式。3. 下图为时间分割双向传输方式的示意图，简述其工作过程。该方式在t1 开始的T时间内，开关1和2闭合，而开关3和4打开，此时下行传输；在从t2开始的时间内，开关1和2打开，而开关3和4闭合，此时则为上行传输。三、 计算题：有关

11、载噪比的计算下图所示双向干线系统中，选用的放大器指标为：增益21 dB、频响0.2 dB、噪声系数6 dB、标称输出电平96 dBV。试计算上行干线系统的载噪比。根据式(117b)和式(28)，每台上行放大器标称输出电平时的载噪比为 当温度变化30 时，电缆衰减量变化为 那么当温度升高30，电缆衰减量增大0.88 dB，上行放大器输入电平降低0.88 dB，载噪比则下降0.88 dB。所以各级上行放大器的载噪比为上行干线系统的载噪比为考虑到上行放大器频响的影响。如频响散性因子取0.5，则将导致载噪比下降 0.260.5=0.6 dB则上行干线系统的载噪比为上行信号源、干线和前端处理部分的载噪比

12、指标按0.2、0.6、0.2分配，则上行干线的载噪比应不低于5010 lg0.6=52.2 dB。所以，以上计算满足要求。专题四 光纤有线电视系统一、 概念1. 光纤传输损耗小，可延长有线电视信号的传输距离：对1310 nm波长的光其损耗为0.35 dB/km，不加中继站，单程可传输30 km；对1550 nm波长的光其损耗为0.20 dB/km，不加中继站，单程可传输70 km。2. 目前用于光纤传输的光源有两种：(1) 自然发光的二极管(Light Emitting Diode，LED)；(2) 受激发的激光二极管(Laster Diode，LD)。3. 光检测器用于光接收机，主要有两种，

13、即PINPD光二极管(PIN Photo Diode，PIN-PD)和APD光二极管(Avalanche Photo Diode，APD)。4. HFC是光缆和电缆混合网络的简称，其网络结构为：前端光缆干线传输同轴电缆分配系统。5. 在1310 nm波段，使用半导体激光器作光源的传输系统，若传输距离超过25 km时，一般要按超长距离传输系统来考虑。二、 简答题 1. 画出光发射机的简要组成，分析其工作原理。 光发射机包括激光器及若干附属电路。从CATV的前端输入的电视射频信号首先由具有低噪声、低失真的前置放大器放大，经过自动电平控制电路使信号电平保持恒定，由后级放大器放大到DFB反馈激光器所需

14、的驱动电平。预失真电路是为了校正DFB激光器的非线性而加入的。激光器的光信号耦合到单模光纤进行传输。2. 画出光接收机的简要组成，分析其工作原理。 光接收机是把从光纤传输来的光信号进行解调，还原成射频电视信号，经处理后送入用户分配网络而到达各用户电视机。图63是光接收机的简要框图，其核心部分是光检测器。从单模光纤输入的光信号通过一只高灵敏度的光电二极管，利用半导体的光电效应实现对光信号的检测，使光信号还原为射频电视信号， 用一个低噪声前置放大器进行放大，通过AGC电路，使后级放大器能有一个稳定的输入信号，均衡器用来均衡由同轴电缆引起的频率高端的损失。 再通过后级放大， 使输出的射频电视信号能达

15、到合适的输出电平、足够的信噪比和理想的幅频特性，以便加到CATV前端或分配系统。3. 简述光纤有线电视系统的组成（画出示意图，分析其组成，各部作用）。图6 6 光纤有线电视系统示意图 光纤有线电视系统网络一般由前端、干线网络、分配网络和用户线四部分组成。有线电视网的前端为信源中心，它将不同信号源来的节目组合在一起，并再分配出去。它通常由广播电视接收天线、卫星接收天线、录像和放像设备，调制和监控设备，有时还包括本地电视台等构成。光纤有线电视系统示意图如图66所示。干线网络由光发射机、光缆、光接收机、光无源分配器件以及各接续附件等组成。图66为典型的光纤有线电视网络，其从前端到各个光结点之间的干线

16、路由均由光缆构成。分配网络是从图66所示的光结点处获取经还原的射频信号，经同轴电缆传输较短的距离(不超过1500 m)，然后将信号送至用户分支器或服务点。用户线也是一段同轴电缆，其长度通常不超过200 m，是将分支器或服务点来的信号送至用户家庭。4、有光纤作为CATV的传输系统，有什么优点？ 光纤作为光缆的基本结构，是由透明媒质的纤芯(主要是SiO2绝缘物)和包层两层同轴结构构成的，纤芯的折射率略大于包层。 经过电光转换后的已调多路视频信号耦合到纤芯中，利用全反射原理几乎无衰减传输在10 km内无需放大，这相当于1020台放大器的同轴干扰，也不受温度影响。 另外，在频带01 GHz(总频带达几

17、十吉赫兹)内，无需像同轴CATV系统那样采取高低频道电平均衡措施。 容易实现双向传输。三、 计算题1. 某系统前端信号的载噪比(C/N)1为60 dB，干线传输系统的载噪比(C/N)2为48 dB，分配网络的载噪比(C/N)3为47 dB。根据载噪比的合成关系式计算系统载噪比C/N。如果C/N值低于46 dB，调整指标分配比例以使其达到46 dB。因为式(6-2)中载噪比是以比值的形式给出的，所以应将该题的分贝值折算成比值。考虑到噪声信号之间是相位不相关的信号，噪声的叠加属于功率相加，因此C/N(dB)按10 lgx关系计算, 则 代入式(6-2)得所以 由于44.3 dB 46 dB，若想将

18、系统的载噪比提高到46 dB，试将(C/N)2提高到51 dB，分配网(C/N)3提高到48 dB，前端保持不变，经计算载噪比恰好等于46 dB，满足系统设计要求。2. 一发多收系统设计计算：如课本P210例6-2对图1（a）所示系统，设该系统要求各接收点具有相同的信号质量，采用的分路方案如图2（b）所示，系统的选用分支器组如图2（C）所示。假定光纤损耗常数为0.45，试计算A、B、C、D各点到前端传输线路的损耗，以及光分路器。 方案1占用光纤总长度的公里数多，但系统升级或改变网络时比较方便；设该系统要求各接收点具有相同的信号质量，如采用方案1，选用分支器组如图619所示。计算时假使接收点的光

19、功率相等，都为Pr，则A到前端传输线路的损耗为：LA=0.452=0.9(dB)B到前端传输线路的损耗为：LB=0.455=2.25(dB)C到前端传输线路的损耗为：LC=0.457=3.15(dB)D到前端传输线路的损耗为：LD=0.4511=4.95(dB)设光分路器S2分配到A端的功率与输出的总功率之比为x，则应有考虑到光分路器本身的接入损失约有0.6 dB，则在T处到A、B处的损耗为同理可以计算光分路器S3到C端的比例及为了使LTA =LTB =LTC =LTD，光分路器S1的分配比例据此可以计算出 专题五 微波传输系统 一、 概念1. 微波是指频率高于300MHz、波长小于1m的无线

20、电波。2. 按照所传送电视信号的调制方式，微波系统可分为残留边带调幅调制（VSB/AM） 、频率调制（FM）和数字微波电视3类。二、 简答题 1. 什么是多路微波分配系统？简述MMDS发射及接收系统的组成。MMDS是多路微波分配系统（Multichannel Microwave Distribution System）的简称，又可叫做无线电缆电视。MMDS发射部分主要包括中频调制器、发射机、频道合成器、传输馈线和发射天线塔等几个部分。MMDS接收部分的核心是下变频器，它是采用群变频的办法，将25002700 MHz的信号下变频至V或U电视频段，然后送至CATV前端，或家庭的电视机直接收看。2.

21、 波束折弯器有什么作用？由哪些部分来组成？安装时有什么要求？ 在某些地区，由于高层建筑或小山等障碍物的遮挡，使发射天线无法直接照射到，而造成“盲区”(或“阴影区”)，该地区就无法收到MMDS的信号，采用波束折弯器可以弥补此缺陷。 波束折弯器由带通滤波器、低噪声前置放大器(LNA)、激励器、功率放大器和收、发天线等组成。 收发天线之间要注意隔离，其安装的位置应有一定的距离，以免造成反馈而影响系统的正常工作。功率放大器的输出功率大小取决于需要弥补“盲区”面积的大小。三、 计算题1. 会对微波传输系统中视距传播距离及传输损耗进行计算。根据微波视距传输特性，MMDS传播距离与发射天线和接收天线安装的高

22、度有关，其视距传播距离，可按下式计算：式中，h1为发射天线高度，单位为m；h2为接收天线高度，单位为m。例如：当h1 =100 m，h2=20 m，可得r0=60 km，可见MMDS服务范围是相当大的。当然，具体服务范围还与发射机功率及天线增益有关。微波在自由空间的传输损耗为式中，r0为传播距离，单位为km；f为传输频率(MHz)。专题六 卫星电视广播系统 一、 概念1. 目前世界各国卫星电视广播普遍采用C波段（3.7-4.2GHz）和ku波段（11.7-12.75GHz）.2. ku波段的特点是频率高，频率范围宽，信道容量大，它是卫星广播的优选波段。二、 简答题 1. 卫星电视广播系统中，上

23、行发射机的作用是什么？画出上行发射机的组成框图。作用：向卫星发射信号。2. 卫星电视广播系统中，星载转发器的作用是什么？画出星载转发器的组成框图，并简述其工作原理。转发器接收来自地面的无线电波，经过放大后，变换频率再向地面发射，相当于一个微波中继站。3. 卫星电视广播系统中，中继转接方式有哪三种？目前常用哪种方式？为什么？ 高频转接（微波转接）、中频转接和群频（视频）转接。 高频转接需要足够的微波放大量，这在技术和器件上有一定难度，而且经济代价高；至于群频转接需要将信号进行调制与解调，会引入畸变，线路也复杂。 中频转接是比较合适的方式，所以目前基本上都采用中频转接方式。专题七 有线电视新技术一

24、、 概念1. 有线电视信号加扰和解扰技术主要有视频倒相方式，叠加干扰波方式，同步代换，行扫描顺序搅乱方式，行切割分段交替位置方式等。2. 机顶盒(Set Top Box，STB)是为扩展现有模拟电视机的功能而配备的一种终端设备。它可以把卫星直播数字电视信号、地面数字电视信号、有线电视网数字信号甚至互联网的数字信号转换成模拟电视机可以接收的信号。3. 交互电视系统由传输网络、多媒体计算机、节目存储装置和控制装置等设备组成。4. 所谓数字电视，就是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数表示的数字式信号，然后进行各种功能的处理、传输、存储和记录，也可以用计算机进行处理、监测和控制。二、 简答题 1. 画出有线电视系统加扰和解扰示意图。并解释加扰、解扰的概念。有线电视加扰是指CATV系统的发送端改变标准电视信号的特性，以防止非授权用户接收到清晰的图像和伴音。所谓解扰，就是利用解扰器将加扰电视信号还原为标准电视信号。2. 简述视频倒相方式、行切割分段交替位置方式的加扰、解扰原理。 视频倒相方式是把图像信号的相位颠倒以后进行传送。未经解扰收到的图像是黑白反转，亮的地方变暗，暗的地方变亮，故不能显示出正常的图像。解扰时只要将被颠倒的视频信号倒转