有线电视--第二章课件

1、 全电视信号中包含了电视成像时所需的各种信号。它们的作用各有不同。 fvfv8103v8103v（m/s） kmhhrrt12. 40)P()P()(io输入功率输出功率功率增益 )V()V()(io输入电压输出电压电压增益 对（功率倍数）的定义式两边取10lg后，功率增益的单位由倍数变成为分贝（dB），有：ioPP10lg功率增益（dB） （2-2） 对（电压倍数）的定义式两边取20lg后，电压增益的单位也由倍数变成为分贝（dB），有：（dB） （2-3）ioUU20lg电压增益电压增益功率增益io2i2oi2io2oioUU20lgUU10lgR/UR/U10lgPP10lgV1lg20U

2、20110lg20VV40110lg20mVV011lg10mWmW（dBV） （dBmV） （dBmW） （a）无源四端网络 （b）等效电路图2-7 无源网络等效电路 无源网络的热噪声就等于其等效电阻的热噪声。而有热噪声的电阻可以用一个电阻值与其相等的无噪声电阻R和与之串联的热噪声电压源Uno的等效电路来等效。RfKTUpno 264. 2751075. 52931038. 12623noU（V） 32. 1264. 22noniUU4 . 232. 1lg20niU142621032. 275)1032. 1 (LniniRUP用分贝表示为： 匹配负载RL上的噪声功率为： （W）（V）（d

3、BV）其定义为： 噪声功率载波功率)/(NC（倍） （2-5） )/lg(10/NCNC（dB） 由于CATV系统中器件的输入、输出阻抗均为75W，式（2-5）也可写成： 噪声电压载波电压lg20/NC（dB）（2-6） 用分贝值表示时，功率比和电压比所得结果是相同的。系统的C/N越高，则图像的清晰度越好。 用分贝表示： Psi、Pso分别为输入和输出载波功率，Pni、Pno分别为输入和输出噪声功率。Pni、Pno和放大器内部产生的噪声功率Pr有如下关系： rninoPGPPG放大器的功率增益。 （2-7） 放大器的噪声系数： 放大器输出端的总噪声功率Pno与输入端噪声功率Pni经放大后产生的

4、噪声功率GPni之比，用F表示。 ninoGPPF/（2-8） ninoPFGPninoPFGPninoPFGPninoPFGPninoPFGP即即 FPFGPGPPPPPPNCNCnisinisinosonisi)/(/出入）输出载噪比（）输入载噪比（ （2-9） 所以放大器的噪声系数也可定义为输入载噪比与输出载噪比之比。 用对数表示 出入出入NCNCNCNCFNF/)/()/(lg10lg10（dB） （2-10） 从式（2-8）得nirnirnininoGPPGPPGPGPPF1nirGPFP) 1(图2-9 无噪声放大器框图 当放大器输入端为无源器件（如天线）时，放大器输出端的载噪比为

5、： 2222/)/(nianianisinosoUFURFURUFGPGPPPNC Ua为放大器输入端的电压，R = 75W，Uni= 1.32V为前级无源器件输出的热噪声源电压。 对上式两边取对数10lg得： 4 . 2lg20lg10lg20/FaniaNSUFUNC（dB） Sa放大器输入端的信号电平，dBV；NF放大器的噪声系数，dBV；2.4前级无源器件的热噪声源电平，dBV。 4 . 2/FaNSNC 叠加的结果，使得总的噪声功率不断增大，总的载噪比下降。 )/(1)/(1)/(1)/(121nNCNCNCNC101010lg1010/10/10/21nNCNCNCNC)/()/(

6、)/lg(10)/lg(10112111nNCNCNCNC112111)/()/()/()/(nNCNCNCNC)/lg(10/11NCNC)/lg(10/11NCNC)/lg(10/11NCNC （dB） 10/1110)(NCNC则 10/11110)(NCNC所以，从式（2-15）可得到总的载噪比为：（2-16） nNSnNCnNCFaNClg104 . 2lg1010lg10/110/1（2-17） 我国规定了整个CATV系统的C/N43dB，而整个系统是由若干个子系统组成的，因此在进行系统设计时，必须合理地分配给各个子系统一定的技术指标。 当信号功率一定时，载噪比是衡量系统噪声功率大

7、小的指标。 整个系统的噪声功率是随着信号的传输不断积累的，所以载噪比的分配实质上是噪声干扰功率的分配，必须把载噪比（C/N）变成为噪载比（N/C）才能分配。 例如：某系统前端分配1/3的载噪比指标，干线分配2/3的载噪比指标，实质上是分配总噪声功率的1/3给前端，2/3给干线。则前端、干线载噪比分别为 总前端)/(31)/(CNCN总干线)/(32)/(CNCN所以载噪比的分配遵循下列公式：总)/(1)/(NCqNCi)(lg10/dBqNCNCi总)/1lg(10/nNCNCi干线 可推广应用于台放大器串接的情况。例如，已知某干线总的载噪比为C/N干线，干线有n台相同放大器等间隔设置，现平均

8、分配指标，则每台放大器应满足的载噪比为 2/1lg10/总干线前端NCNCNC472/1lg1044 （dB）噪声功率视频信号功率信噪比)/(NS噪声功率载波功率载噪比)/(NC31954. 0)()(1fffNCNSp4 . 6/NCNS（dB） 当电视信号在CATV系统中传输时，由于系统中采用了很多的放大器等有源器件，而这些器件中的主要元件为晶体管，晶体管本身是一种非线性器件。 因此，当信号通过放大器时，其输出端必然会产生各种非线性失真，系统中串接的放大器台数越多，非线性失真就越严重。 为了满足一定的非线性指标，就限制了系统中串接的放大器台数，从而也就限制了CATV系统的传输范围。 图2-

9、11 放大器框图33221iiioUKUKUKUtAtAtAUi332211coscoscos33322113233221123322111)coscoscos()coscoscos()coscoscos(tAtAtAKtAtAtAKtAtAtAKUo)cos()cos()cos()cos()cos()cos(2cos22cos22cos2222)coscoscos(323232323131313121212121323222121232221223322112tAAtAAtAAtAAtAAtAAtAtAtAAAAKtAtAtAK 当输入三个频道信号时，二阶失真产物共有12项。 其中1、2、3

10、项为直流项，可通过放大器中的隔直流电容阻隔掉，不会产生干扰。 第712项为二次差拍项（两个频率的和、差项），当二次差拍的频率正好落在系统中某一频道时，则会对该频道产生干扰。 第4、5、6项为二次谐波项，当21正好落在系统中某一传输频道时，就会对该频道产生干扰。 )cos(23)cos(23)cos(23)cos(23)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43)2cos(43cos23cos23cos23cos23cos23cos233cos43cos43cos4

11、cos43cos43cos43)coscoscos(32132132132132132132132113231323113321133213232232322322323223221221212212122121221123133213322223222211221333232131333232131333322113tAAAtAAAtAAAtAAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAAtAtAtAtAtAtAKtAtAtAK当输入三个频道信号时，三阶失真产物共有28项。 1、2、3项频率不变，只是幅度上有些失真，其大小为3

12、1343AK，它的影响是增加了一些图像失真。 4、5、6项为三次谐波项，有可能落入某一频道造成互调干扰。 第1328项为三次失真引起的差拍项，称为三次差拍项，它们同样会落入某一频道造成互调干扰。 第712项频率不变，但是幅度上有其他频道的幅度信号 。电压其他频道转移来的调制需要的调制电压)(CM为了衡量交扰调制对正常收看图像的影响,定义 电压其他频道转移来的调制需要的调制电压lg20CM)lg20(2)32lg(2023lg2031221311AKKAAKAKCM结论： 当信号电平降低1dB时，交调比可改善2dB。 为了定量地描述互调干扰对正常收看图像的影响，定义载波互调比IM：互调产物电压图

13、像载波电压lg20IM（dB） )lg20(2)34lg(2043lg20212323113AKKAAKAKIM（dB） 结论：当信号电平降低1dB时，三次失真造成的载波互调比可改善2dB。IM2与信号电平之间的关系： AKKAAKAKIMlg20)lg(20lg2021322112（dB） 结论：当信号电平降低1dB时，二次失真造成的载波互调比可改善1dB。CATV系统的设计中，对于二次互调干扰一般不考虑，这是因为：系数K2较小，影响小；放大器往往采用互补推挽等功率放大电路，二次失真由于相位相反，大部分可抵消；当频道数量较少时，通过合理选择频道，可以避开二次互调干扰。 在三次互调失真中，还存

14、在一种频道内的三次互调失真。 对于一些单频道有源器件，由于频道内存在图像载波、彩色副载波和伴音载波，这三种载波在器件内部会发生相互调制而产生新的频率。次新频率仍落在接收频道内，与图像差拍产生频道内的三次互调失真。如下式所示：07. 2pcspffff07. 2pscpffff（MHz） （MHz） 产生的干扰信号（fp2.07MHz）将与图像载波产生差拍，在屏幕上呈现2.07MHz的网纹干扰。这种失真主要在前端的频道放大器、频道变换器以及信号处理器等内部。国家规定电视频道内单频互调干扰IM单54dB。 对于任意一个频道，将会有一簇的三次差拍和三阶互调信号的频率正好落在该频道中形成干扰，这一簇的

15、干扰信号就成为组合三次差拍干扰。 为了定量地描述组合三次差拍对正常收看图像的影响程度，CATV系统用组合三次差拍比（CTB）来衡量，其定义为 ：组合三次差拍电压图像载波电压lg20CTB（dB） 组合二次失真电压图像载波电压lg20CSO（dB） 根据CATV系统的发展情况，本书主要介绍CM、CTB、IM3、CSO指标的计算。1一台放大器时CM、CTB、IM3、CSO的计算公式 先分析CTB的计算公式。根据CTB指标与信号电平之间的关系得)()(2dBSSCTBCTBoaa)(2oaaSSCTBCTB)()(2)lg(dBSSNNCCTBCTBoaaa)(2)lg(oaaaSSNNCCMCM)

16、(2)lg(3oaaaSSNNCIMIM)()lg(oaaaSSNNCCSOCSO（dB） （dB） （dB） )(2oaaSSCTBCTB112111)()()()(nCTBCTBCTBCTB)(10lg20)101010lg(2012020202021dBCTBniCTBCTBCTBCTBin)(10lg20120dBCMniCMi)(10lg2012033dBIMniIMi)(10lg10110dBCSOniCSOi)(lg201dBnCMCM)(lg20313dBnIMIM)(lg101dBnCSOCSO)(lg201dBnCTBCTB CATV系统是由若干部分串接而成的，进行系统设计

17、必须合理地分配给各个部分一定的非线性指标，国家规定了CM 46dB、CTB 54dB、IM3 57dB、CSO53dB。 以组合三次差拍比为例，其分配遵循下列公式： 总)(1)(1CTBqCTB)(lg201dBqCTBCTB总)(lg201dBqCMCM总)(lg20331dBqIMIM总qCSOCSOlg101总（dB） 1回波值 回波值是指在规定测试条件下，测得的系统中由于反射而产生的滞后于原信号并与原信号内容相同的干扰信号的值。它是反映射频信号在传输过程中系统匹配好坏的一项指标。由于回波反射信号走的路程与主信号的路径不一致，反射信号总是滞后一段时间，故反射信号与主信号叠加后，在电视屏幕

18、上就会产生重影。国标规定回波值小于7%。2邻频与带外寄生输出抑制 为了减少本频道信号及本频道设备所产生的寄生输出对其他频道的干扰，要求有线电视系统在本频道外，对该频道信号及寄生输出信号都应有较强的抑制能力。 邻频道抑制定义为：工作频道图像载波电平与该频道中心频率f0 4.25MHz频率点处无用信号电平之差。带外寄生输出抑制定义为：工作频道图像载波电平与该频道中心频率f0 4MHz以外寄生输出信号电平之差。取f0 4MHz以外最大一个寄生输出信号电平作为带外寄生输出信号电平，用工作频道图像载波电平减去它，得到的值是各频率点对应的带外寄生输出抑制的最差值，用这个最差值来定义系统的带外寄生输出抑制。3系统输出口的相互隔离度 系统输出口的相互隔离度用于描述各个不同的系统输出口之间的相互影响，相互干扰的程度，用衰减量表示。衰减量越大表示系统输出口之间的隔离性能越好。其定义为：当从一个