有線電視的三大技術(shù)指標(biāo)

1、冇線電視的三大技術(shù)指標(biāo)一個(gè)有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的好壞，我們通常都用載噪比(c/n)、組合三次差 拍比(ctb)、組合二次差拍比(cso)進(jìn)行衡量。國(guó)家廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(gy/7 106-1999) 規(guī)定：有線電視系統(tǒng)的載噪比m43db、組合三次差拍比$54db、組合二次差拍比 54dbo那末這三大指標(biāo)的含義是什么？在這里向大家逐一介紹。一、載噪比定義：在系統(tǒng)的指定點(diǎn)，圖彖或伴音載波電平與噪波電平之比(用db表示)。噪聲是一切干擾信號(hào)的泛指，它的存在影響著有用信號(hào)的清晰度。在有線電視系 統(tǒng)中的噪聲主耍是熱噪聲。在日常，我們打開(kāi)電視機(jī)，不輸入任何信號(hào)，我們會(huì)看到 屏幕上布滿了無(wú)規(guī)則的黑門(mén)點(diǎn)，即所謂的“

2、雪花”點(diǎn)，這些“雪花”點(diǎn)就是噪聲在電 視屏幕上的反映。冇線電視的噪聲主要是由熱噪聲和散粒噪聲所組成。熱噪聲主要是由導(dǎo)電體內(nèi)部 的自由電子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的，噪聲功率的大少和工作頻率、工作帶寬、工作 溫度有關(guān)，我國(guó)電視制式的視頻帶寬是5. 75mh乙在常溫下所產(chǎn)生的噪聲功率是2. 4db uvo散粒噪聲則是由放人器等冇源器件內(nèi)的半導(dǎo)體所產(chǎn)生的。這些噪聲不論冇無(wú)信 號(hào)，它總是存在并具有起伏特性。在圖象上表現(xiàn)為“雪花”干擾，是難以抑制的。圖 象的清晰度將隨著噪聲電平的增加而下降，為了衡量catv系統(tǒng)的接收質(zhì)量，所以用 載噪比來(lái)定量描述它。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式是：c/n=10*lg (載波功率/噪聲功率

3、)，單位 是db。在catv系統(tǒng)中，用戶端的功率是前端的熱噪聲加網(wǎng)絡(luò)中所冇串接的放大器自身 所產(chǎn)生的噪聲z和，放大器是一個(gè)有源器件，其內(nèi)部是由晶體管、電阻等電了器件組 成，所以每個(gè)放大器自身也必會(huì)產(chǎn)生噪聲，放大器在對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的同時(shí)也將噪聲 疊加到輸出端，這樣，輸岀端的信號(hào)載噪比必然比輸入端的信號(hào)載噪比低。為此 我 們就用輸入載噪比和輸出載噪比的比值來(lái)衡量放大器的噪聲指標(biāo)，定義為噪聲系數(shù)， 用f來(lái)表示，這個(gè)系數(shù)通常都由生產(chǎn)廠家提供。根據(jù)以上所述，一條由多個(gè)放大器串接而成的catv電纜網(wǎng)絡(luò)，后一級(jí)放大器的 輸入載噪比肯定比前一級(jí)放大器輸入載噪比低，這就是為什么在有些catv系統(tǒng)屮， 為保證載噪

4、比的指標(biāo)，越后級(jí)的放大器的輸入電平要求就越高的原因。多級(jí)同一型號(hào) 放大器串接鏈路載噪比的計(jì)算公式是：c/n=vi-f-101gn-2.4 (db) vi為輸入電平；f為放大器的噪聲系數(shù)；n是串 接的放大器級(jí)數(shù)；2. 4是常溫卜的熱噪聲功率。二、catv系統(tǒng)的非線性失真在整個(gè)catv網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用了大量的有源器件，如電纜放大器、光收發(fā)機(jī)等, 這些有源器件都會(huì)產(chǎn)生非線性失真，這些非線性失真的結(jié)果會(huì)在系統(tǒng)上產(chǎn)生很多新的 頻率分量，稱之為產(chǎn)物。如果這些產(chǎn)物落在播出頻道帶內(nèi)，就會(huì)對(duì)這些頻道的圖象產(chǎn) 生干擾，如圖象拉絲、網(wǎng)紋干擾、“雨刷”干擾、“宙象”等，根據(jù)對(duì)圖象的干擾表 現(xiàn)方式，非線性失真可分為交擾

5、調(diào)制干擾（又稱交調(diào)失真）和相互調(diào)制干擾（又稱互 調(diào)失真）兩類(lèi)。所謂交擾調(diào)制干擾是當(dāng)catv系統(tǒng)同吋傳送兩個(gè)載頻不同的調(diào)幅波吋，通過(guò)系統(tǒng) 的有源器件會(huì)使這兩個(gè)射頻信號(hào)相互作用而使電視機(jī)通帶內(nèi)的有用信號(hào)受到通帶外 的干擾信號(hào)的調(diào)制而形成的干擾。其特點(diǎn)是：1、當(dāng)收到有用信號(hào)時(shí)，才岀現(xiàn)干擾, 有用信號(hào)消失則干擾信號(hào)也消失。2、干擾信號(hào)遠(yuǎn)大于有用信號(hào)時(shí)，會(huì)造成“阻塞”（此時(shí)電視機(jī)看不到任何圖象）。3、干擾頻率與信號(hào)頻率的間隔可以是任意的。4、只有調(diào)幅信號(hào)才會(huì)產(chǎn)生交調(diào)干擾。5、當(dāng)兩個(gè)以上的輸入信號(hào)之一的幅度大到足以使放大器工作到飽和狀態(tài)時(shí)就可能產(chǎn)生交調(diào)干擾。所以，交調(diào)干擾的大小，反映了放大 器處理信號(hào)的線

6、性能力（即放大器的動(dòng)態(tài)范圍）。所謂相互干擾或相互調(diào)制，是由兩個(gè)以上的頻率成分差拍（加或減）后產(chǎn)生新的 頻率分量，這些新的頻率分量和任一輸入信號(hào)的頻率都不同，但當(dāng)它落在某一輸入信 號(hào)的頻帶屮間就會(huì)形成相互干擾。相互干擾在圖象上表現(xiàn)為一種網(wǎng)紋干擾?；フ{(diào)干擾 和交調(diào)干擾一般是同時(shí)發(fā)生的。任何一個(gè)有非線性失真的設(shè)備（如放大器），在正常的使用情況下，它的輸出電 壓和輸入電壓的關(guān)系可用下式近似表示：u0二klui+k2ur+k3ui其中k2ui2稱為二階項(xiàng)，k3ui3稱為三次項(xiàng)。上式屮u0是輸出電壓，ui是輸入電壓?，F(xiàn)在假設(shè)有兩個(gè)信號(hào)a和b同吋輸入, 那末輸入信號(hào)的表達(dá)式：ui二ac0s3 lt+bc0s

7、3 2t輸出電壓:uo=k1 （acos 3 lt+bcos o 2t） +k2 （acos o lt+bcos 3 2t） 2+k3 （acos w lt+bcos o）2t）3上式的第一項(xiàng)是我們需要的信號(hào)，它將輸入信號(hào)ui放大了 k1倍。第三項(xiàng)(叫三階項(xiàng)) k3 (acos 3 1 t+bcos <o2t)3 展開(kāi)如下:二 k3 (a3cos3 3 1 t+b3cos3 3 2t+3ab2cos2 3 2tcos 3 1 t+3a2bcos2 3 1 tcos 3 2t)=k3 3/4a3cos 3 lt+3/4b3cos w 2t+a74c0s3 3 lt+b74c0s3 w 2t

8、+3/4a2bc0s (2 3 1 ± 3 2) t+3/4ab2c0s (2 3 2 ± 3 1) t+3/2ab2cos 3 lt+3/2a2bcos o 2t在上式中，含有c0s3a）lt和c（）s332t的項(xiàng)是三次諧波項(xiàng)，稱為三次諧波產(chǎn)物。含有（231±a）2）和 （232±3 1）的項(xiàng)是弟護(hù)1項(xiàng)，稱為三次羌擴(kuò)1產(chǎn)物。這些項(xiàng)都有可能落入止常頻道z屮形成互調(diào)干擾, 所以，我們將式屮的這些諧波項(xiàng)和差拍項(xiàng)所產(chǎn)生的頻率分量落入到正常頻道屮的那部分產(chǎn)物稱為三階 互調(diào)產(chǎn)物，這三種產(chǎn)物z和我們稱為組合三次差拍，簡(jiǎn)稱ctb。式中的最后兩項(xiàng)的頻率仍然是基木頻率，而

9、不是新產(chǎn)生的頻率，所以不屈丁互調(diào)，但 是它們的幅度上不但冇本頻道的電視信號(hào)，而且冇英它頻道的電視信號(hào)。如 k3*3/2ab2c0solt項(xiàng)，它是a頻道的基本頻率3 1,所以在收看a頻道時(shí)肯定能收到 這一項(xiàng)的產(chǎn)物。但是它的幅度上存在樣項(xiàng)，因此出現(xiàn)了b頻道信號(hào)，造成兩個(gè)圖象同 時(shí)出現(xiàn)在屏幕上的串象現(xiàn)象。所以這兩項(xiàng)為交擾調(diào)制干擾項(xiàng)。ctb產(chǎn)物的分布是這樣的，落入工作頻道內(nèi)的ctb產(chǎn)物小的大部分，一般群集在 某一兩個(gè)特定的頻率上，在這兩個(gè)頻率上可以群集兒十、兒百甚至上千個(gè)失真產(chǎn)物。 這個(gè)特定的頻率我們稱為ctb的主要群集點(diǎn)頻率。在相鄰等間隔的那些頻道（如 ds6ds12、z1z37）中，圖像載頻就是這

10、些頻道ctb產(chǎn)物的主耍群集點(diǎn)頻率，在圖 像載頻上群集的ctb數(shù)量，中間頻道最多，隨著頻道的升高或降低，都逐漸減少，呈 對(duì)稱或接近對(duì)稱。在ds1ds3和ds4、ds5屮，ctb的數(shù)量較少，分布較為分散。在ds13ds22 中（550mhz系統(tǒng)），ctb產(chǎn)物主要部分集中在圖像載頻和+1mhz兩處，這兩個(gè)頻率都 是ctb的主要群集點(diǎn)頻率。隨著頻道的升高，圖像載頻上ctb產(chǎn)物數(shù)量是先增加后減 少，中間最多，兩頭減少呈對(duì)稱。在+1mhz處，則是逐漸減少的。二階項(xiàng)：k2 （ac0sslt+bc0sa）2t） ?將此式展開(kāi)二k2 a72+b72+a72c0s2 3 lt+b72c0s2 3 21+abc0s

11、 （3 1 ± 3 2） t式中a72、b72是直流項(xiàng)（低頻項(xiàng)），可通過(guò)電容去濾除，第三、第四項(xiàng)是二次諧波 項(xiàng)（稱二次諧波產(chǎn)物），第五、六項(xiàng)是差拍項(xiàng)（稱差扌11產(chǎn)物），總的來(lái)看，后面四項(xiàng) 都是新產(chǎn)生的頻率項(xiàng)，只要它們落入正常頻道之內(nèi)就形成互調(diào)干擾。我們將這些頻率 分量稱為二階互調(diào)產(chǎn)物，把這三種產(chǎn)物的總和通稱為組合二階失真，簡(jiǎn)稱cso。在550mhz系統(tǒng)屮cso的分布是：cso產(chǎn)物只冇49. 5%落在系統(tǒng)各個(gè)工作頻道內(nèi)， 比ctb少得多。在相鄰等間隔的那些頻道（ds6ds12, zlz37）中，cso主要分布 在離圖像載頻-025mhz和+0. 25mhz處；在ds1ds3中,每個(gè)頻道

12、的cs0總數(shù)較少， 且人多分布在離圖像載頻較遠(yuǎn)的頻率上。在ds4和ds5這兩個(gè)頻道中，+2. 75mhz是整 個(gè)系統(tǒng)中cs0分布數(shù)量最多的群集點(diǎn)。ds13ds22中,cs0相當(dāng)集中地分布在+1. 25miiz 處，其數(shù)量隨頻道的升高而增加。現(xiàn)在有線電視系統(tǒng)中采用了推挽式放大器，使得二階失真大大降低，人們的注意 力都集中到ctb上。綜上所述，交調(diào)是由三階失真ctb產(chǎn)生的，互調(diào)在二階cs0和三階ctb失真都能 產(chǎn)生。為了定量分析這些失真對(duì)系統(tǒng)的影響，引入了組合三次羌拍比c/ctb和組合二 次差拍比c/cs0兩個(gè)參數(shù)。、組合三次差拍比：它為載波電平和ctb電平的比c/ctb=201g （載波電平/c

13、tb電平）單位是：dbcatv電纜網(wǎng)c/ctb大少與放大器的選料、放大器的輸出電平、放大器吊接級(jí) 數(shù)及工作頻道數(shù)冇關(guān)。在catv電纜網(wǎng)中，每個(gè)放大器都要產(chǎn)生ctb失真。隨著信號(hào)往后逐級(jí)傳輸(即放大器的級(jí)聯(lián)數(shù)增加)ctb將逐步積累，c/ctb則逐步變壞，它與放大 器串接級(jí)數(shù)n是201 gn的關(guān)系，即如果串接的放大器為n個(gè)，那么c/ctb指標(biāo)將下降 201gn (db) oc/ctb與所傳輸?shù)念l道數(shù)是201g(m/m)的關(guān)系，m是系統(tǒng)傳輸?shù)淖畲箢l道數(shù)，m是 實(shí)際工作的頻道數(shù)。即傳輸?shù)念l道數(shù)越少則c/ctb指標(biāo)越高。c/ctb與放大器的輸出電平關(guān)系是，放大器的輸出電平(每個(gè)頻道電平)若降低 ldb,則c/ctb指標(biāo)將改善2db。在習(xí)慣上，我們常說(shuō)的ctb就是指c/ctb指標(biāo)。、組合二次差拍比：它是載波電平與cso電平的比c/cso=201g (載波電平/cso電