CATV系统课件

1、第八章第八章 共用天线电视系统共用天线电视系统第一节第一节 概述概述第二节第二节 电视接收天线及传输线电视接收天线及传输线第三节第三节 前端设备前端设备第四节第四节 传输网与分配系统设备传输网与分配系统设备第五节第五节 卫星电视接收系统卫星电视接收系统教学基本要求教学基本要求：理解理解CATVS的基本概念；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；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。了解系统的简单设计。 一、一、CATVCATV系统系统C Community ommunity A Antenna ntenna T Teleelev vision Syste

2、m ision System CaCable ble T Teleelev vision System ision System 二、二、CATVCATV的发展趋势的发展趋势 1. 1. 大规模、多频道大规模、多频道第一节第一节 概述概述2. 2. 多功能、多媒体多功能、多媒体: :按次收费电视按次收费电视 视听率调查视听率调查 视听者参加视听者参加 节目家庭购物节目家庭购物 点播录像节目点播录像节目3. 3. 光纤传输光纤传输4. 4. 卫星传送、微波传送卫星传送、微波传送1 1) )、弱场强弱场强区区三、三、CATVCATV系统的作用和功能系统的作用和功能1. 1. 改善改善“弱场强弱场强

3、区区”“”“阴影区阴影区”的收视条件的收视条件2 2) )、阴影区、阴影区2. 2. 抗干扰性能好抗干扰性能好1 1) )、重影干扰、重影干扰右重影右重影左重影左重影2 2) )、杂波干扰、杂波干扰3 3) )、满足人们生活、娱乐、工作的需要、满足人们生活、娱乐、工作的需要四、四、CATVCATV系统的组成系统的组成前端系统前端系统干线传输系统干线传输系统分配系统分配系统1 1、前端系统、前端系统（1 1）信号源部分）信号源部分（2 2）前端信号处理部分）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

4、号处理器、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。接收机、混合器等等。 2 2、干线传输部分：、干线传输部分：任务是把前端输出的高质量信号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、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。斜率均衡器、电源插入器等。 3 3、用户分配系统：、用户分配系统：该部分把干线传输来的信号分该部分把干线传输来的信号分配给系统

5、所有用户，并保证各个用户的信号质量，对于配给系统所有用户，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。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，对于双向系统还有调制器、解调器、数据终端等设备。 信信号号处处理理、混混合合、放放大大导频信号导频信号影视信号影视信号自办节目信号自办节目信号微波信号微波信号卫星信号卫星信号UHFUHFVHF

6、VHF光光发发射射光光发发射射光缆光缆同轴电缆同轴电缆分配系统分配系统干线传输系统干线传输系统前端系统前端系统电缆电视系统图电缆电视系统图第二节第二节 电视接收天线及传输线电视接收天线及传输线一、电视接收天线一、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。二大类：地面电视接受天线和卫星电视接受天线。针对针对VHFVHF频段频段和和UHFUHF频段频段的地面电视接收天线最常用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，同样属于微波段的段的电视接收天线多为抛物面天线，同样属于微

7、波段的卫星电视广播其接收天线也为抛物面天线。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，其频率范围为频段：即为甚高频频段，其频率范围为48. 592MHz（ 频段频段15频道频道 ），），167223MHz（ 频段频段612频道）。另，频道）。另，频段：频段：87108MHz为调频广播。为调频广播。 UHF频段：即为特高频频段，其频率范围为频段：即为特高频频段，其频率范围为470566MHz（ 频段频段1324频道频道 ），），606958MHz（ 频段频段2568频道）。频道）。引向天线结构示意图引向天线结构示意图反射器反射器（感性）感性）有源振子有源振子引向器（容性

8、）引向器（容性）电视接收天线的作用有：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。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。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

9、号。接收的电视信号。二、电缆电视系统的传输线（馈线）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耗的大小用衰减常数表示，单位为：表示，单位为：dB/kmdB/km，或或dB/100mdB/100m，或或dB/mdB/m均可。均可。 在目前在目前CATVCATV工作频率范围内，由于传输频率较低，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

10、为衰减常数方便，通常认为衰减常数与工作频率的平方根成正比与工作频率的平方根成正比Kf衡量电缆的温度特性通常用温度系数表示。一般情况衡量电缆的温度特性通常用温度系数表示。一般情况下，温度每变化下，温度每变化1010C C ，电缆损耗变化电缆损耗变化0. 2%0. 2%，即温度系，即温度系数为数为0. 2%/00. 2%/0C C。第三节第三节 前端设备前端设备1. 1. 电平电平: :一、前端系统的技术要求一、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保证信号的质量达到一定的技术要求. .2.2.系统信号质量系统信号质量: :二、天线放大器二、天线放大器表示信号放大器性能指标的参数有：表

11、示信号放大器性能指标的参数有：放大器放大器 1 1、工作频率：是指信号放大器能正常工作（所需、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。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，工作频带为单一频道的放大器，工作频带为8 8MHzMHz；全频道放大全频道放大器的工作频带为器的工作频带为4040860860MHzMHz或或4545960960MHzMHz。VHFVHF低频段（低频段（波段）放大器，工作频带为波段）放大器，工作频带为45459595MHzMHz；VHFVHF高频段（高频段（波段）放大器，工作频带为波段）放大器，工

12、作频带为165165230230MHzMHz；VHFVHF宽带放大器，工作频带为宽带放大器，工作频带为4545300300MHzMHz；UHFUHF宽带放大器，工作频带为宽带放大器，工作频带为470470960960MHzMHz。 2 2、增益：是指信号放大器对高频电视信号的放大、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倍数，常用分贝表示。通常单频道放大器的增益为3535dBdB，宽带放大器的增益为宽带放大器的增益为20203030dBdB，多频段放大器多频段放大器的增益为的增益为30304040dBdB。 3 3、最大输出电平：最大输出电平： 4

13、4、噪声系数：噪声系数： 用噪声系数来衡量放大器使载噪比变劣的能力。用噪声系数来衡量放大器使载噪比变劣的能力。 5 5、反射损耗反射损耗 ：在：在CATVCATV系统中，为保证设备、线路系统中，为保证设备、线路之间的匹配连接，要求放大器的输入、输出标称阻抗为之间的匹配连接，要求放大器的输入、输出标称阻抗为7575。 6 6、增益控制、增益控制 ：表示增益的变化范围，即放大器从：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。最大增益到最小增益的可调整范围。三、混合器及分波器三、混合器及分波器混合器混合器 将两个或两个以上输入端的信号馈送到将两个或两个以上输入端的信号馈送到一个输出

14、端的装置称为混合器；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，也称着该频段某一部分的装置称为分波器，也称为频离分离器。为频离分离器。混合器的主要指标有：混合器的主要指标有： 1 1、工作频率：、工作频率： 2 2、插入损耗：、插入损耗： 3 3、相互隔离（是指输入端之间）：、相互隔离（是指输入端之间）： 4 4、反射损耗：四、频道转换器四、频道转换器n1 n2 频道转换器频道转换器 亦称为频道变换器，它是在送入馈线传输前将一个亦称

15、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。或多个信号的载波频率加以改变的装置。五、调制器五、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。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调制器的种类根据调制方式的不同

16、可分为中频调制和射频调制两大类。频调制两大类。调制器调制器dBdB衰减器衰减器六、衰减器六、衰减器 在在CATVCATV系统中，有些部位的输入或输出电平超过规系统中，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。调节电平，使其保持在合适的范围内。均衡器均衡器七、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

17、率特性与电缆的频衰减倾斜特性的。要求均衡器的频率特性与电缆的频率特性相反率特性相反. .接入衰减接入衰减均衡器幅频特性均衡器幅频特性 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。频率范围内上限频率与下限频率两点之间衰减量之差。八、滤波器八、滤波器 滤波器是一种双口网络，它在规定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，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波器的通带）；对通带以外的频率

18、信号衰减很大，抑制信号的通过（称之为阻衰减很大，抑制信号的通过（称之为阻带）。带）。滤波器滤波器九、导频信号发生器九、导频信号发生器 导频信号是系统内部发送的用来反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信号发生器提供了实现整个系统自动电平控制（平控制（ALCALC）和自动斜率控制（和自动斜率控制（ASCASC）用的基准信号。对基准信号的要求是即用的基准信号。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，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。也能输出稳定的载波电平。G*导频信

19、号发生器导频信号发生器第四节第四节 传输网与分配系统设备传输网与分配系统设备一、分配器一、分配器三分配器三分配器 四分配器四分配器二分配器二分配器输出输出e eO2O2输出输出e eO1O1输入输入e eI I 将一路高频信号的能量（按功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率）平均地分成二路或二路以上的输出装置，称为分配器。输出装置，称为分配器。 （1 1）分配作用分配作用：将输入信号平：将输入信号平均地分配给各路输出线，且插入损均地分配给各路输出线，且插入损耗不超过规定范围。耗不超过规定范围。 （2 2）隔离作用隔离作用：是指分配输出：是指分配输出端之间应有一定的隔离度，

20、相互不端之间应有一定的隔离度，相互不影响。影响。 （3 3）匹配作用匹配作用：输入信号传输线阻抗为：输入信号传输线阻抗为7575，经经分配器分配后，各输出线的阻抗也应为分配器分配后，各输出线的阻抗也应为7575。分配器的主要技术指标为：分配器的主要技术指标为： （1 1）分配损失分配损失：是指信号从输入端到输出端的传：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输损失，即在输入端输入的信号电平e eI I输与传送到输出输与传送到输出端的信号电平端的信号电平e eO O之差之差LpLp（e eI Ie eO O）。）。 （2 2）隔离度隔离度：是指分配器的一个输出端加入的输入：是

21、指分配器的一个输出端加入的输入电平电平e eI I与另一输出端的输出信号电平与另一输出端的输出信号电平e eO O之差之差L LS S（e eI Ie eO O），一般要求），一般要求L LS S20dB20dB。 （3 3）阻抗阻抗：分配器部件输入、输出阻抗都为：分配器部件输入、输出阻抗都为7575。另外要引起注意地是，在使用分配器时应把空着的输出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端接7575的负载。的负载。二、分支器二、分支器 分支器是从干线上取出一小部分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，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

22、插入损耗从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干线或分配线上分出部分信号经衰减后送至各用户。后送至各用户。 （1 1）插入损失插入损失：是指从主输入端输：是指从主输入端输入的信号电平入的信号电平e eI I传输到主输出端信号电传输到主输出端信号电平平e eO O的损失的损失LnLn（e eI Ie eO O）。）。一般情况下：一般情况下：0.30.3dBLn 4dBdBLn 4dB。二分支器二分支器四分支器四分支器主输出主输出e eO O一分支器一分支器分支输出分支输出e eZOZO主输入主输入e eI I分支器的主要技术指标有：分支器的主要技术指标有： （2 2）

23、分支损失分支损失：是指分支器从主输入端输入的信号电平：是指分支器从主输入端输入的信号电平e eI I转移到分支输出端信号电平转移到分支输出端信号电平e eZOZO的损失的损失L LZ Z（e eI Ie eZOZO）。）。一般情况一般情况下：下：7 7dBLdBLZ Z 35dB 35dB。 （3 3）反向隔离反向隔离：是指分支器的一个分支输出端加：是指分支器的一个分支输出端加入的输入电平入的输入电平e eZIZI传输到其主输出端的输出信号电平传输到其主输出端的输出信号电平e eO O的的损失损失LFGLFG（e eZIZIe eO O），一般要求），一般要求LFG LFG 25dB25dB。

24、 （5 5）阻抗阻抗： 分配器部件输入、输出阻抗都为分配器部件输入、输出阻抗都为7575。 （4 4）分支隔离分支隔离：是指分支器的一个分支输出端加入：是指分支器的一个分支输出端加入的输入电平的输入电平e eZIZI传输到其他分支输出端的输出信号电平传输到其他分支输出端的输出信号电平e eZOZO的损失的损失LZGLZG（e eZIZIe eZOZO），一般要求），一般要求LZG LZG 20dB20dB。 分支放大器与分配放大器通常都是相同的设备，主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

25、要。部分的需要。四、分支放大器和分配放大器四、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。线路的损耗和分支器的插入损耗。五、线路延长放大器五、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。线电缆的损耗，增加信号传输的距离。三、干线放大器三、干线放大器 第五节第五节 卫星电视接收系统卫星电视接收系统高高频频头头卫星卫星电视电视接收机接收机调调制制器器混混合合器器天线天线干线放大干线放大卫星电视接收系统卫星电视接收系统 1 1抛物面天线抛物面天线：卫星电视接收天线主要分为前馈：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的结构如图所示。抛