有線電視系統(tǒng)放大器的組成與調(diào)試
出處:唐朝 發(fā)布于:2008-04-11 17:47:55
放大器是有線電視系統(tǒng)中重要的部件之一,廣泛用于系統(tǒng)的傳輸和用戶分配網(wǎng)絡(luò)。其作用是放大射頻電視信號(hào),提高信號(hào)電平,彌補(bǔ)系統(tǒng)中的電纜、分支器、分配器等無(wú)源器件對(duì)電視信號(hào)的衰減。放大器的工作狀態(tài)直接影響有線電視網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量,尤其是在模擬電視與數(shù)字電視混合傳輸?shù)那闆r下,如何調(diào)試好放大器顯得更為重要。
1.單向單模塊線路放大器的組成
單向單模塊放大器目前在有線電視系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,主要用在干線線路延長(zhǎng)放大器、分配放大器、用戶放大器,其結(jié)構(gòu)原理基本相同,不同的是模塊的指標(biāo),其功能框圖如圖1所示。德隆DL-34E單模塊線路放大器電路原理圖如圖2所T。
單模塊線路放大器的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,沒有復(fù)雜的功能性電路,因?yàn)楣δ茈娐芬囊徊糠衷鲆妫瑔文K線路放大器輸入電平本來(lái)就不高,再加功能電路會(huì)降低輸人信號(hào)的載噪比。
?。?)增益調(diào)節(jié)部分
大多數(shù)廠家的產(chǎn)品都采用可調(diào)衰減器作為增益控制元件,但可調(diào)元件容易老化,且在頭尾端易產(chǎn)生跳變;也有些廠家采用較穩(wěn)定的固定衰減器,但由于所配固定衰減器的類別型號(hào)有限不能實(shí)現(xiàn)隨意調(diào)節(jié),一般是以2dB為一擋進(jìn)行變化。實(shí)際上放大器的增益是由放大器模塊的增益決定,一旦確定了放大器的模塊,其增益也就確定了,因此,放大器中的增益調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)上是改變放大器的輸人電平。
(2)均衡調(diào)節(jié)部分
均衡器主要有以下三種形式:一種為.可調(diào)均衡器,可調(diào)均衡器與外圍諧振元件構(gòu)成的均衡器調(diào)節(jié)較為方便,但在實(shí)現(xiàn)大均衡量調(diào)節(jié)時(shí),在定阻抗條件不易實(shí)現(xiàn),VH段會(huì)出現(xiàn)“鼓包”現(xiàn)象,早期的放大器全采用這種可調(diào)均衡器,系統(tǒng)調(diào)試時(shí)往往因?yàn)椤肮陌眴栴}嚴(yán)重?zé)o法級(jí)聯(lián):第二種為固定均衡器,它解決了可調(diào)均衡器的“鼓包”問題,因?yàn)槊糠N分貝數(shù)的固定均衡器都經(jīng)過電纜模擬調(diào)試,即使出現(xiàn)“鼓包”或平坦度不好的問題,也可針對(duì)不同的均衡量實(shí)行定量調(diào)整。因此固定均衡器能完全符合電纜的衰減特性,一般固定均衡器不可能配很多,通常以9dB為起點(diǎn),每3dB為一擋變化,共配4只(也有的采用1.5dB為一擋變化,共配8只)。在實(shí)際使用時(shí)雖然不必考慮平坦度,但由于隨意性不強(qiáng),很難把高低端調(diào)平,且在均衡量小于9dB時(shí),配固定均衡器的放大器很不好用;第三種為固定均衡器和可調(diào)均衡器配合使用。這種結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)均衡器,一個(gè)為固定均衡器,插拔式結(jié)構(gòu),另一個(gè)為可調(diào)均衡器,裝配在線路板上,固定均衡器的均衡量一般為8-12dB,當(dāng)?shù)陀?dB時(shí)把固定均衡器換成直通,用可調(diào)均衡器調(diào)節(jié),當(dāng)均衡量大于8dB時(shí),固定均衡器和可調(diào)均衡器共用,這種雙均衡結(jié)構(gòu)完全彌補(bǔ)了前兩種結(jié)構(gòu)的不足。其的缺點(diǎn)是增大了插人損耗,即增加了一個(gè)均衡器的插人損耗.人為地降低了放大器模塊的輸人電平。因放大器模塊的輸人電平等于放大器輸入端(連接同軸電纜部分)電平減去可調(diào)衰減器與均衡器的插人損耗,插人損耗過大實(shí)際上降低了系統(tǒng)的載噪比。
(3)放大模塊部分
單模塊線路放大器依放大模塊的不同而分為多種功能性放大器,大多數(shù)放大器采用的模塊具有較強(qiáng)的一致性,進(jìn)口模塊一般為飛利浦、摩托羅拉。國(guó)產(chǎn)模塊有的采用自產(chǎn)大模塊或自產(chǎn)小模塊,有的采用生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的模塊,如科健等。采用國(guó)產(chǎn)模塊的單模塊放大器一般作為“用戶放大器”使用。在選擇采用國(guó)產(chǎn)模塊的放大器時(shí),一定要弄清楚放大模塊的結(jié)構(gòu),是推挽輸出還是單端輸出,是四級(jí)放大還是二級(jí)放大,是采用陶瓷基板的還是采用線路板的,外觀相同的模塊因電路不同其性能指標(biāo)而有較大差別,應(yīng)注意識(shí)別。
(4)輸出分配部分
經(jīng)過模塊放大后的信號(hào)一般有兩種輸出形式,一種是二分配器(又稱雙輸出),另一種是一分支器(分主輸出與一20dB輸出)。分配器與分支器所用的元件基本相同,其中主要元件是用高頻鐵氧體磁芯,其結(jié)構(gòu)形式很多,一般常用的有單孔環(huán)形、雙孔環(huán)形、雙孔扁環(huán)形及四孔環(huán)形等。磁心的起始磁導(dǎo)率要高,損耗要小,磁導(dǎo)率與品質(zhì)因素的乘積要大,磁芯的截止頻率要高。不同廠家的產(chǎn)品采用的磁芯與繞法并不一樣。放大器的輸出電平實(shí)際上是放大器模塊的輸出電平減去分支、分配器的插入損耗后的輸出電平。
?。?)電源部分
電源部分是放大器穩(wěn)定性的基礎(chǔ),據(jù)資料統(tǒng)計(jì),放大器約有60%的故障來(lái)自電源。各個(gè)廠家的電源基本原理都一樣,但穩(wěn)定性卻有較大差別,一個(gè)重要的因素就是選材。只有高品質(zhì)的器件才能制造出穩(wěn)定的電源。
2.電纜放大器的調(diào)試
電纜放大器的調(diào)試實(shí)際上是調(diào)節(jié)放大器的輸出電平。
(1)電纜放大器的輸出電平電纜放大器的輸出電平是由系統(tǒng)的非線性失真指標(biāo)來(lái)確定的。其中,當(dāng)頻道數(shù)超過20個(gè)時(shí),主要由載波組合三次差拍比(C/CTB)確定。有線電視初期由于傳輸頻道量少,放大器的輸出電平由交擾調(diào)制比來(lái)確定。隨著電視頻道的增加,放大器非線性失真會(huì)產(chǎn)生很多新的頻率分量,即各項(xiàng)互調(diào)及差拍組合產(chǎn)物,這些新產(chǎn)生的互調(diào)和差拍產(chǎn)物直接影響有線電視信號(hào)質(zhì)量。
這些組合產(chǎn)物在一個(gè)頻道內(nèi)有幾個(gè)簇,而且落在頻道圖像載波附近的一簇電平往往,因此對(duì)圖像的干擾也嚴(yán)重。理論分析可知,當(dāng)電視頻道都為相鄰排列的幾個(gè)頻道時(shí),三次差拍產(chǎn)物大多數(shù)在電視載波的附近,其總數(shù)為(2/3) n(n-1)(n+l):當(dāng)頻道數(shù)較多時(shí),即n-- l時(shí),其總數(shù)可近似為(2/3)n'.
在300MHz系統(tǒng),傳輸頻道數(shù)多為28個(gè),差頻道的三次差拍組合數(shù)為259個(gè),其幅度增加并落人圖像載波附近的就有24.1個(gè);在550MHz系統(tǒng)中,傳輸頻道數(shù)量為59個(gè),差頻道的三次差拍組合數(shù)為1231個(gè)。
其幅度增加并落人圖像載波附近的就有30.9個(gè)。這表明三次差拍產(chǎn)物在一個(gè)頻道內(nèi)的個(gè)數(shù)可達(dá)數(shù)百乃至上千個(gè),雖然每個(gè)差拍幅度低于可見干擾的門限值,但這種很多的三次差拍的組合足以在圖像上產(chǎn)生可見干擾,其干擾圖紋是滿屏幕的一種無(wú)規(guī)則的橫向條噪波,嚴(yán)重時(shí)使圖像無(wú)法收看。載波組合三次差拍比(C/CTB)是由放大器的非線性電路引起,或者放大器的輸人信號(hào)過強(qiáng)引起放大器飽和失真,在放大器的線性區(qū)域內(nèi)是不會(huì)產(chǎn)生非線性失真的,因此國(guó)家制定CTB指標(biāo)就是限制輸人電平。
放大器的輸出電平還與串接放大器的多少有關(guān),放大器與三級(jí)放大器的輸出電平相差101g3 l即4.77dB o干線放大器的輸出電平一般宜控制在98dB左右,用戶放大器的輸出電平一般宜控制在105dB以下。
?。?)電纜放大器輸入電平
干線放大器的輸人電平是由系統(tǒng)的載噪比來(lái)確定的。為了改善載噪比,可適當(dāng)提高輸人電平,為了改善載波組合三次差拍比,又必須減少輸出電平,這是一對(duì)矛盾,要解決上述矛盾是很不容易的。從實(shí)踐中一般選用高質(zhì)量、低增益的干線放大器。
干線放大器的增益是個(gè)恒定值,有的人誤認(rèn)為放大器上衰減電位器可以改變放大器的增益,這是一種非常錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),放大器上的衰減器是用來(lái)改變放大器的輸人電平,放大器的實(shí)際輸出電平減去放大器的增益等于放大器的輸人電平。譬如,一個(gè)干線放大器的模塊增益為34dB(如模塊型號(hào)為BGY588N、MHW6342),其輸出電平為98dB,則其輸人電平為98-34=64(dB),一般不能滿足系統(tǒng)的載噪比指標(biāo),這時(shí)宜選用模塊增益為27dB的干線放大器(如模塊型號(hào)為BGY587B.111HW6272),其輸人電平為98-27=71(dB)。如果采用前一種增益為34dB的放大器,放大器的輸人端口有76dB信號(hào),為調(diào)試放大器輸出電平為98dB,則用衰減器將輸人電平從76dB降低到64dB。損失的12dB信號(hào)是衰減器作用,并沒有將放大器的增益從34dB降到22dB,這一點(diǎn)務(wù)必引起調(diào)試放大器的人員高度重視。實(shí)踐證明,干線放大器的輸人電平宜控制在72dB左右。

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