1、第2章 模拟有线电视技术基础 第2章 模拟有线电视技术基础 2.1 有线电视技术的基础知识有线电视技术的基础知识 2.2 模拟有线电视网络的基本组成模拟有线电视网络的基本组成 2.3 CATV网络系统常用设备、器件、器材及部件介绍网络系统常用设备、器件、器材及部件介绍 第2章 模拟有线电视技术基础 2.1 有线电视技术的基础知识有线电视技术的基础知识2.1.1 电视频道的频带宽度电视频道的频带宽度众所周知，要使多套电视节目同时在空间或同一条电缆中传送，必须将它们分别调制到不同频率的高频载波上，这样电视接收机才能通过将高频头调谐到不同的频率来实现每一套节目的正确接收。也就是说，不同的电视节目在传
2、送时必须被安排到一个个不同的“频道”上。由于无线电频率资源有限，不可能给一个电视频道太宽的频带，因而地面电视广播中视频信号的调制都采用残留边带调幅(VSB-AM)方式，而卫星电视则采用调频方式。第2章 模拟有线电视技术基础 让我们回顾一下VSB-AM高频电视信号的形成过程，如图2-1所示。所谓残留边带调幅，即是用普通的双边带调幅方式，把带宽为6 MHz的视频信号调制到图像载频v上，得到带宽为12 MHz的双边带调幅信号，再让该双边带信号通过一个残留边带滤波器，把下边带的绝大部分滤去，最后保留上边带的全部及下边带的少部分信号。同双边带传送相比，残留边带传送方式所占用的频带要小得多，只有上边带的6
3、 MHz，加上下边带的1.25 MHz，共计7.25 MHz。再加上给伴音信号留的0.5 MHz的带宽(伴音副载波的频率为v+6.5 MHz)，一个频道只需8 MHz，因为把12 MHz带宽减少到了8 MHz，所以可容纳更多的频道。当然，若采用单边带传送，即把下边带全部去掉，则频带会更窄，也不会失去视频信号中的任何信息，但这种方式失真大，对滤波器的要求高，技术上较困难。第2章 模拟有线电视技术基础 图2-1 VSB-AM高频电视信号的形成示意图 第2章 模拟有线电视技术基础 2.1.2 地面电视广播的频道配置地面电视广播的频道配置地面电视广播能够使用的无线电频率主要有48.5108 MHz，1
4、67223 MHz，470566 MHz，606958 MHz四个频段。我国规定的开路电视频道的具体配置方案见表2-1。第2章 模拟有线电视技术基础 表 2-1 地面电视广播的频道配置 频 段 频 道 图像载频/MHz 声音载频/MHz 中心频率/MHz 频 带/MHz 1 49.75 56.25 52.5 48.556.5 2 57.75 64.25 60.5 56.564.5 3 65.75 72.25 68.5 64.572.5 4 77.25 83.75 80 7684 V 5 85.25 91.75 88 8492 FM 87108 6 168.25 174.75 171 16717
5、5 7 176.25 182.75 179 175183 8 184.25 190.75 187 183191 9 192.25 198.75 195 191199 10 200.25 206.75 203 199207 11 208.25 214.75 211 207215 V 12 216.25 222.75 219 215223 第2章 模拟有线电视技术基础 13 471.25 477.75 474 470478 14 479.25 485.75 482 478486 15 487.25 493.75 490 486494 16 495.25 501.75 498 494502 17 5
6、03.25 509.75 506 502510 18 511.25 517.75 514 510518 19 519.25 525.75 522 518526 20 527.25 533.75 530 526534 21 535.25 541.75 538 534542 22 543.25 549.75 546 542550 U 23 551.25 557.75 554 550558 第2章 模拟有线电视技术基础 频 段 频 道 图像载频/MHz 声音载频/MHz 中心频率/MHz 频 带/MHz 24 559.25 565.75 562 558566 25 607.25 613.75 610
7、 606614 26 615.25 621.75 618 614622 27 623.25 629.75 626 622630 28 631.25 637.75 634 630638 29 639.25 645.75 642 638646 30 647.25 653.75 650 646654 31 655.25 661.75 658 654662 32 663.25 669.75 666 662670 33 671.25 677.75 674 670678 34 679.25 685.75 682 678686 35 687.25 693.75 690 686694 36 695.25 71
8、0.75 698 694702 37 703.25 709.75 706 702710 38 711.25 717.75 714 710718 39 719.25 725.75 722 718726 40 727.25 733.75 730 726734 41 735.25 741.75 738 734742 42 743.25 749.75 746 742750 43 751.25 757.75 754 750758 U 44 759.25 765.75 762 758766 第2章 模拟有线电视技术基础 45 767.25 773.75 770 766774 46 775.25 781.7
9、5 778 774782 47 783.25 789.75 786 782790 48 791.25 797.75 794 790798 49 799.25 805.75 802 798806 50 807.25 813.75 810 806814 51 815.25 821.75 818 814822 52 823.25 829.75 826 822830 53 831.25 837.75 834 830838 54 839.25 845.75 842 838846 55 847.25 853.75 850 846854 56 855.25 861.75 858 854862 57 863.
10、25 869.75 866 862870 58 871.25 877.75 874 870878 59 879.25 885.75 882 878886 60 887.25 893.75 890 886894 61 895.25 901.75 898 894902 62 903.25 909.75 906 902910 63 911.25 917.75 914 910918 64 919.25 925.75 922 918926 65 927.25 933.75 930 926934 66 935.25 941.75 938 934942 67 943.25 949.75 946 942950
11、 68 951.25 957.75 954 950958 第2章 模拟有线电视技术基础 从表2-1可以看出，我国原来规定的开路电视频道一共有68个，但第5频道与调频广播使用的频段重叠，一般不再使用。目前，广播电视实际使用的频道只有47个(14，648)，其中每个频道的带宽都是8 MHz，其频率范围由v-1.25 MHz到v+6.75 MHz，其中v是图像载波频率，而伴音副载波频率a比图像载波频率高6.5 MHz。表2-1中的112频道属于甚高频(VHF)频段，1368频道属于特高频(UHF)频段。此外，还有专用于调频广播的频段，其频率范围为87108 MHz。综合开路电视与调频广播的频率分布可
12、知，在VHF频段，可分成三个部分：第2章 模拟有线电视技术基础 V频段为14频道，频率范围为48.584 MHz，但3、4频道之间有3.5 MHz的频率间隔(主要是为了避开电视中频38 MHz的二次谐波干扰)。在V频段，有612频道，频率范围为167223 MHz；调频广播则位于V和V之间。在UHF频段，则分成两个部分：U频段为1324频道，频率范围为470566 MHz；U频段为2568频道，频率范围为606958 MHz。所有这些频道的序号都是连续排列的，但其中某些序号相邻的频道的频率却相差很多(如CH12与CH13)。这68个频道的频谱分布如图2-2所示。第2章 模拟有线电视技术基础 图
13、2-2 电视频道的频谱分布图第2章 模拟有线电视技术基础 2.1.3 有线电视系统的频率划分和频道配置有线电视系统的频率划分和频道配置早期的有线电视系统完全是地面开路电视的公共接收系统，因而当时的有线电视系统中采用的频道配置方案也完全照搬了开路的频道设置，这就是当时的所谓“全频道系统”。随着有线电视的发展，全频道方案已经不能满足要求，人们开始寻求一种更能体现有线电视特点的方案。第2章 模拟有线电视技术基础 在能体现有线电视特点的方案中，除需考虑到与开路电视的兼容，即把开路的频道设置完整保留(称为有线电视的标准频道)外，还要开发利用有线电视独有的可用频道(称为有线电视的增补频道)。从图2-2中可
14、以看出，在调频广播与6频道之间有59 MHz的间隔，在12频道与13频道之间有247 MHz的间隔，在24频道与25频道之间有40 MHz的间隔。这些频率被分配给邮电、军事等通信部门(例如，我国寻呼机全国联网与区域联网的频率为152.650 MHz、151.350 MHz及150.725 MHz等)，开路电视信号不能采用，否则会造成电视与通信的互相干扰。由于有线电视系统是一个独立的、封闭的系统，一般不会与通信造成互相干扰，因此可以采用这些频率来扩展节目的套数，这就是有线电视系统中的增补频道。第2章 模拟有线电视技术基础 在5频道和6频道之间，除调频广播外，还有59 MHz的间隔，可以传7套电视
15、节目，我们选择111167 MHz这个范围，并分别命名为增补1频道增补7频道；在12频道和13频道之间有247 MHz的间隔，也可以增加30个增补频道，分别命名为增补8频道增补37频道；在24频道和25频道之间有40 MHz的间隔，可以增加5个增补频道，分别命名为增补38频道增补42频道。第2章 模拟有线电视技术基础 这样，对于单向有线电视系统而言，300 MHz的邻频系统拥有28个频道资源(12个标准频道，16个增补频道)，即如果系统的最高传输频率为300 MHz，则最多可以传送28套模拟电视节目；450 MHz的邻频系统拥有47个频道资源(12个标准频道，35个增补频道)，或者说450 M
16、Hz邻频系统的系统传输容量为47个频道；同样，550 MHz邻频系统的系统容量为59个频道(22个标准频道，37个增补频道)；750 MHz邻频系统的系统容量为84个频道(42个标准频道，42个增补频道)；862 MHz邻频系统的容量为98个频道(56个标准频道，42个增补频道)。在双向有线电视系统中，由于同轴电缆分配网实现双向传输时只能采用频分复用的方式，因此系统中必须考虑上、下行频率的分割问题。第2章 模拟有线电视技术基础 过去，为了确保下行的频率资源得到充分利用，我们通常采用“低分割”方案，即530 MHz上行，3048.5 MHz为过渡带，48.5 MHz以上全部用于下行传输，频道资源
17、可以得到最充分的利用。随着有线电视综合业务的逐渐开展，“低分割”方案的上行带宽已经显得越来越不够，可能出现“信道拥塞”的情况；另外，上行信道在频率低端严重的噪声积累现象使该频段的利用也受到了限制，进一步凸现了上行带宽的不足。于是，双向系统需要考虑采用上、下行频率的“中分割”方案，才可能真正开展双向业务。行标GY/T106-1999规定，上行频率范围为565 MHz，过渡带为6587 MHz，这样，下行传输便只能从87 MHz开始，原来的DS1DS5频道只好忍痛割爱了。因此，750 MHz双向系统所拥有的下行频道资源实际上应为79个频道(37个标准频道，42个增补频道)；862 MHz的双向系统
18、所拥有的下行频道资源实际上应为93个频道(51个标准频道，42个增补频道)。详细的频率分割和频道配置方案见表2-2和表2-3所示。第2章 模拟有线电视技术基础 表 2-2 有线电视系统的波段划分 波段 频率范围/MHz 业务内容 波段 频率范围/MHz 业务内容 R 565 上行业务 FM 87108 广播业务 X 6587 过渡带 A 1081000 模拟电视、数字电视、数据业务 第2章 模拟有线电视技术基础 表 2-3 有线电视系统模拟电视频道划分 频 道 频率范围/MHz 图像载波频率/MHz 伴音载波频率/MHz 111.0119.0 112.25 118.75 119.0127.0
19、120.25 126.75 127.0135.0 128.25 134.75 135.0143.0 136.25 142.75 143.0151.0 144.25 150.75 151.0159.0 152.25 158.75 Z-1 Z-2 Z-3 Z-4 Z-5 Z-6 Z-7 159.0167.0 160.25 166.75 第2章 模拟有线电视技术基础 167.0175.0 168.25 174.75 175.0183.0 176.25 182.75 183.0191.0 184.25 190.75 191.0199.0 192.25 198.75 199.0207.0 200.25
20、206.75 207.0215.0 208.25 214.75 DS-6 DS-7 DS-8 DS-9 DS-10 DS-11 DS-12 215.0223.0 216.25 222.75 第2章 模拟有线电视技术基础 续表一 频 道 频率范围/MHz 图像载波频率/MHz 伴音载波频率/MHz 223.0231.0 224.25 230.75 231.0239.0 232.25 238.75 239.0247.0 240.25 246.75 247.0255.0 248.25 254.75 255.0263.0 256.25 262.75 263.0271.0 264.25 270.75 2
21、71.0279.0 272.25 278.75 Z-8 Z-9 Z-10 Z-11 Z-12 Z-13 Z-14 Z-15 279.0287.0 280.25 286.75 第2章 模拟有线电视技术基础 287.0295.0 288.25 294.75 295.0303.0 296.25 301.75 303.0311.0 304.25 310.75 311.0319.0 312.25 318.75 319.0327.0 320.25 326.75 327.0335.0 328.25 334.75 Z-16 Z-17 Z-18 Z-19 Z-20 Z-21 Z-22 335.0343.0 33
22、6.25 342.75 343.0351.0 344.25 350.75 351.0359.0 352.25 358.75 359.0367.0 360.25 366.75 367.0375.0 358.25 384.75 Z-23 Z-24 Z-25 Z-26 Z-27 375.0383.0 387.25 382.75 第2章 模拟有线电视技术基础 383.0391.0 384.25 390.75 391.0399.0 392.25 398.75 399.0407.0 400.25 406.75 407.0415.0 408.25 414.75 415.0423.0 416.25 422.7
23、5 423.0431.0 424.25 430.75 431.0439.0 432.25 438.75 439.0447.0 440.25 446.75 447.0455.0 448.25 454.75 Z-28 Z-29 Z-30 Z-31 Z-32 Z-33 Z-34 Z-35 Z-36 Z-37 455.0463.0 456.25 462.75 第2章 模拟有线电视技术基础 470.0478.0 471.25 477.75 478.0486.0 479.25 485.75 486.0494.0 487.25 493.75 494.0502.0 495.25 501.75 502.0510
24、.0 503.25 509.75 510.0518.0 511.25 517.75 518.0526.0 519.25 525.75 526.0534.0 527.25 533.75 534.0542.0 535.25 541.75 DS-13 DS-14 DS-15 DS-16 DS-17 DS-18 DS-19 DS-20 DS-21 DS-22 542.0550.0 543.25 549.75 第2章 模拟有线电视技术基础 频 道 频率范围/MHz 图像载波频率/MHz 伴音载波频率/MHz 550.0558.0 551.25 557.75 558.0566.0 559.25 565.7
25、5 566.0574.0 567.25 573.75 574.0582.0 575.25 581.75 582.0590.0 583.25 589.75 590.0598.0 591.25 597.75 598.0606.0 599.25 605.75 606.0614.0 607.25 613.75 614.0622.0 615.25 621.75 622.0630.0 623.25 629.75 DS-23 DS-24 Z-38 Z-39 Z-40 Z-41 Z-42 DS-25 DS-26 DS-27 DS-28 630.0638.0 631.25 637.75 第2章 模拟有线电视技术
26、基础 638.0646.0 639.25 645.75 646.0654.0 647.25 653.75 654.0662.0 655.25 661.75 662.0670.0 663.25 669.75 670.0678.0 671.25 677.75 DS-29 DS-30 DS-31 DS-32 DS-33 DS-34 678.0686.0 679.25 685.75 第2章 模拟有线电视技术基础 686.0694.0 687.25 693.75 694.0702.0 695.25 710.75 702.0710.0 703.25 709.75 710.0718.0 711.25 717
27、.75 DS-35 DS-36 DS-37 DS-38 DS-39 718.0726.0 719.25 725.75 726.0734.0 727.25 733.75 734.0742.0 735.25 741.75 DS-40 DS-41 DS-42 742.0750.0 743.25 749.75 750.0758.0 751.25 757.75 758.0766.0 759.25 765.75 DS-43 DS-44 DS-45 766.0774.0 767.25 773.75 第2章 模拟有线电视技术基础 774.0782.0 775.25 781.75 782.0790.0 783.
28、25 789.75 790.0798.0 791.25 797.75 798.0806.0 799.25 805.75 806.0814.0 807.25 813.75 814.0822.0 815.25 821.75 822.0830.0 823.25 829.75 830.0838.0 831.25 837.75 838.0846.0 839.25 845.75 846.0854.0 847.25 853.75 DS-46 DS-47 DS-48 DS-49 DS-50 DS-51 DS-52 DS-53 DS-54 DS-55 DS-56 854.0862.0 855.25 861.75
29、 第2章 模拟有线电视技术基础 2.1.4 电磁波传输的基本概念电磁波传输的基本概念1电磁波的基本概念电磁波的基本概念无线电系统(例如广播、通信、电视)都是利用电磁波来传递信息的。在广播电视系统中，必须首先将视频信号调制在高频载波上，然后把调制后的高频(射频)电视信号放大，并通过发射天线转换为电磁波辐射到空间，传播到四面八方的电视用户那里。当把高频电流送入天线导体时，高频电流在导体周围产生变化的磁场，变化的电场和磁场便以馈电导体为中心，以周围的空气为媒介向远处传播，这种传播具有波动特性，所以称为电磁波。在自由空间里，电磁波的电场方向与磁场方向是互相垂直的，且朝着与电场和磁场都互相垂直的方向传播
30、。如图2-3(a)所示，电磁波的电场方向为x轴，磁场方向为z轴，电磁波的传播方向为负y轴，该图进一步说明了电磁波传播的基本原理。第2章 模拟有线电视技术基础 极化是电磁波的一个重要概念。电磁波在空间传播时，电场矢量和磁场矢量在空间具有一定的取向，这种现象就称为电磁波的极化。通常我们以电磁波的电场矢量的方向作为波的极化方向，在此方向上电场强度最大(在垂直于传播方向的平面上，由电场矢量端点的轨迹呈线状、圆形或椭圆形，极化可分为线极化、圆极化、椭圆极化)。在工程上，通常以大地作为参照标准平面，把电场方向与大地平面相平行的电磁波称为水平极化波，如图2-3(a)所示；把电场方向与大地平面相垂直的电磁波称
31、为垂直极化波，如图2-3(b)所示。第2章 模拟有线电视技术基础 图2-3 电磁波的传播及电磁波的极化 第2章 模拟有线电视技术基础 电磁波在真空和大气中的传播速度近似于光速，即300 000 km/s。电磁波相邻两对应点(如同一相位的波腹)的空间距离为电磁波的波长，其速度v和波长之间的比值为电磁波的频率f，三者之间的关系为 vf因此，可以按波长和频率对电磁波划分波段，不同的波段，用途也不同。根据电磁波理论，只有当天线的几何尺寸大到可以和电磁波波长相比拟时，天线才能有效地辐射电磁波。受实际天线尺寸的限制，电磁波发射必须提高到高频频段。第2章 模拟有线电视技术基础 2.电磁波的波段划分电磁波的波
32、段划分随着科技的发展，作为一种自然资源，电磁波的应用频率范围已十分宽广。国际上把电磁波的整个频率范围划分为许多波段，各波段的频率范围、对应的波长和波段名称见表2-4。第2章 模拟有线电视技术基础 表 2-4 电磁波的波段划分 波段名称 波长范围/m 频率范围 电波名称 极长波 100 000 以上 3 kHz 以下 极低频(ELF)超长波 100 00010 000 33 kHz 甚低频(VLF)长波 10 0001000 30300 kHz 低频(LF)中波 1000100 3003000 kHz 中频(MF)短波 10010 330 MHz 高频(HF)超短波 101 30300 MHz
33、甚高频(VHF)分米波 10.1 3003000 MHz 特高频(UHF)厘米波 0.10.01 330 GHz 超高频(SHF)微波 毫米波 0.010.001 30300 GHz 吉高频(EHF)第2章 模拟有线电视技术基础 3.电磁波的发射和接收电磁波的发射和接收在广播电视系统中，天线是实现高频电流(或电压)与电磁波相互转换的装置。天线可分为发射天线和接收天线。发射天线是将高频电流(或电压)转换为电磁波并向空间传播出去；接收天线则是将空间接收到的电磁波转换成在传输线中传输的高频电流(或电压)。因此，无论发射天线还是接收天线，都属于能量变换器，具有可逆性，即一副天线既可以作为发射天线使用，
34、也可以作为接收天线使用，且参数保持不变。第2章 模拟有线电视技术基础 电磁波的极化方向取决于发射天线的放置方向。当发射天线平行于地面放置时，电磁波中的电场方向也平行于地面，所辐射的电磁波就是水平极化波；当发射天线垂直于地面放置时，电磁波中的电场方向也垂直于地面，所辐射的电磁波就是垂直极化波。因此，在接收端，为了接收到较强的电磁波，接收天线的放置方向必须与发射天线放置的方向一致。当电磁波为水平极化波时，接收天线应水平放置；当电磁波为垂直极化波时，接收天线应垂直放置。第2章 模拟有线电视技术基础 2.1.5 高频传输线的基本概念高频传输线的基本概念1.传输线传输线传输线是有线传输电磁波的传输媒体。
35、CATV系统就是用同轴电缆等作为传输线，把各种设备、部件连接起来而构成的电视信号传输系统。CATV系统中传输的是高频信号，它所采用的传输线是高频传输线。高频电磁波在自由空间传播过程中，沿传播途径的分布具有波动性。同样，高频电磁波在传输线中传播的过程中，当传输信号频率较高，其波长可以与传输线的长度相比拟时，例如传输线的长度等于信号波长，或等于一个波长，则传输线就成为了“长线”，在某一瞬间的传输过程中，传输信号的电压(电流)将沿线起伏分布，即呈现“波动状态”。第2章 模拟有线电视技术基础 由于电压(电流)起伏分布，也就是说传输线的特性参数需采用分布参数来描述，因此一般表示为分布电阻R、分布电感L、
36、分布电容C和分布电导G。在无限长的传输线中，这四个特性参数如果能保持处处相等，则这样的传输线称为均匀传输线。在这四个特性参数中，分布电感L、分布电容C表征传输线存储磁能和电能的作用，分布电阻R、分布电导G表征传输线对所传能量的损耗。对于分布电阻R、分布电导G引起能量损耗大而不能忽略的传输线，称为有损传输线，而能量损耗可以忽略不计的传输线称为无损传输线。第2章 模拟有线电视技术基础 在运用传输线的过程中，因其终端所接负载不同而呈现以下一些重要特性：(1)所接负载等于传输线的特性阻抗，在无限长的传输线的任何一点的输入阻抗Zi等于特性阻抗Zc，这时传输线只有入射波而无反射波，使传输呈行波状态，输入的
37、能量全部为负载吸收。(2)当传输线终端短路(称为短路线)时，其输入阻抗随长度发生以下变化：第2章 模拟有线电视技术基础 当距离终端为41长时，输入阻抗 Zi=，输入阻抗等效于并联谐振。当距离终端为21长时，输入阻抗 Zi=0，输入阻抗等效于串联谐振。当距离终端为 041长时，输入阻抗呈现感性，相当于一个电感。当距离终端为4121长时，输入阻抗呈现容性，相当于一个电容。第2章 模拟有线电视技术基础(3)当传输线终端开路(简称开路线)时，其情况与上述短路线情况相反。(4)当传输线接任意负载时，其输入阻抗Zi一般呈复数阻抗，在传输线上既有入射波又有反射波，两个分量相叠加形成分布电压(或电流)曲线。只
38、有在电压波峰或电压波谷点，输入阻抗Zi才呈现为纯电阻。第2章 模拟有线电视技术基础 2.阻抗匹配阻抗匹配我们知道，当信号源的内阻抗等于负载阻抗时，负载可获得信号源最大功率值。这种情况称之为阻抗匹配。阻抗匹配是实现信号源供给负载最大功率的条件。高频信号在传输线上是以波的方式传播的，但阻抗匹配时，传输线上只有入射波而没有反射波，此时电压(电流)沿线分布为行波状态。入射波在传输线各处的电压幅度相等。第2章 模拟有线电视技术基础 第2章 模拟有线电视技术基础 2.1.6 分贝比与电平的概念分贝比与电平的概念1)分贝比分贝比在有线电视系统和卫星接收系统中，各点的电压和功率相差很大。例如，从电视接收天线上
39、得到功率的数量级可小到10-2 W，而高输出放大器的输出功率却能达到104 W，两者相差100万倍，在卫星接收系统中，这个差别甚至可以达到100亿倍。这样大的差别，要用乘除法来计算其中某一级的增益、衰减等很不方便。为了简化这种运算，人们采用分贝比来表示系统中两个功率(或电压)大小的区别，这不仅简化了数字表示方法，而且原来需要用乘除法的地方改为加减法来计算，用起来非常方便。第2章 模拟有线电视技术基础 设某四端网络的输入功率为P1，输入电压为U1，输入阻抗为Z1，输出功率为P2，输出电压为U2，输出阻抗为Z2，如图2-4所示。第2章 模拟有线电视技术基础 图2-4 四端网络示意图 第2章 模拟有
40、线电视技术基础 这时，输出、输入功率比P2/P1可能是一个很大的数(例如1 000 000)，电压比就更大了(为1 000 000 000 000)，使用起来很不方便。若将这个功率比取对数，变为lg(P2/P1)，则为一个较小的数6，显然要方便得多。人们定义这个对数的单位为贝尔，于是，可以说该四端网络的功率增益为6贝尔。但在实际中发现，贝尔这个单位太大，例如当功率比为2时，用对数来表示的增益仅为0.3贝尔，使用起来也不方便。因此，就把贝尔的十分之一作为一个新的实用单位，称之为分贝(用dB来表示)。第2章 模拟有线电视技术基础 两个功率P2和P1的分贝比定义为12dB12lg 10PPPP其单位
41、用分贝(dB)来表示。利用分贝比可以表示有线电视系统的增益、衰减、交调比、互调比、载噪比等。例如，功率放大倍数为10 000的放大器的增益，用分贝比来表示为 dB 4010000lg 10lg 1012PP第2章 模拟有线电视技术基础 将一个功率P1均分成两份的理想分配器，则每一路输出功率为P1/2，用分贝比来表示，该分配器的衰减为 dB 32lg 1011PP因为有线电视系统的输入、输出阻抗都为75，Z2=Z1，利用公式 ZUP2所以电压比可用分贝比表示为 12212212lg 20/lg 10lg 10UUZUZUPP第2章 模拟有线电视技术基础 2)电平当需要表示系统中的一个功率(或电压
42、)时，不能用分贝比，而可利用电平来表示。系统中某一点的电平是指该点的功率(或电压)对某一基准功率(或基准电压)的分贝比，即 00lg 20lg 10UUPP显然，基准功率(即P=P0)的电平为零。对同一个功率，选用不同基准功率P0(或基准电压U0)时所得电平数值不同，故后面要加上不同的单位。第2章 模拟有线电视技术基础 若以1 W为基准功率，则功率为P时对应的电平为10 lg(P/1 W)，单位记为分贝瓦(dBW)。例如功率为1 W时，电平为0 dBW；功率为100 W时，电平为20 dBW；功率为100 mW时，对应的电平为dBW 101000100lg 10W 1mW 100lg 10已知
43、系统中某点的电压，也可用dBW来表示该点的电平。例如某输入端的电压为100 mV，系统的输入阻抗为75，则其输入功率为 W 103.1751.0422ZUP第2章 模拟有线电视技术基础 对应的电平为 dBW 75.381103.1lg 104若以1 mW为基准功率，则功率为P时对应的电平为10 lg(P/1 mW)，单位记为分贝毫瓦(dBm)。例如功率P为1 W时，电平为30 dBm；功率为1 mW时，电平为0 dBm；功率为1W时，电平为-30 dBm；电压为1 mV时，对应的功率为 mW 103.1W 103.175001.05822ZUP第2章 模拟有线电视技术基础 对应的电平为 dBm
44、 48.75mW 1mW 101.3lg 105若以1 mV作为基准电压，则电压为U时对应的电平为20 lg(U/1 mV)，单位记为分贝毫伏(dBmV)。例如电压为1 V时，对应的电平为60 dBmV；电压为1 V时，对应的电平为-60 dBmV；功率为1 mW时，电压为 mV 274)1075()(3VPZU第2章 模拟有线电视技术基础 对应的电平为 dBmV 48.75mV 1mV 274lg 20若以1 V为基准电压，则电压为U时对应的电平为20 lg(U/1 V)，单位记为分贝微伏(dBV)。例如电压为1 mV时，电平为60 dBV；电压为100 mV时，电平为100 dBV；功率为
45、1 mW时，电压为 V 1074.2mV 2745U对应的电平为 VdB 108.751102.74lg 205第2章 模拟有线电视技术基础 电平的四个单位dBW、dBm、dBmV、dBV之间有一定的换算关系。表2-5所示为左边的原单位变换为上边的新单位时需要增加的数值。利用表2-5可以方便地把电平由一种单位转换为另一种单位。例如要把115 dBV转换为其他单位表示，可利用表中最后一行：转换为dBW时用第一列数-138.75，即用原来的数加-138.75，得-23.75，说明115 dBV相当于-23.75 dBW。类似地，115 dBV相当于115-108.75=6.25 dBm，相当于11
46、5-60=55 dBmV。若把dBmV转换为其他单位，则应用第三行；若把dBm转换为其他单位，则应用第二行；若把dBW转换为其他单位，则应用第一行。第2章 模拟有线电视技术基础 表 2-5 电平单位换算表(系统阻抗为 75)dBW(新单位)dBm(新单位)dBmV(新单位)dBV(新单位)dBW(原单位)0+30+78.75+138.75 dBm(原单位)-30 0+48.75+108.75 dBmV(原单位)-78.75-48.75 0+60 dBV(原单位)-138.75-108.75-60 0 第2章 模拟有线电视技术基础 2.2 模拟有线电视网络的基本组成模拟有线电视网络的基本组成2.
47、2.1 概述概述有线电视系统是一个复杂的完整体系，它由各种各样的具体设备和器件按一定的方式组合而成。从功能上来说，任何有线电视系统无论其规模大小如何、繁简程度怎样，都可抽象成如图2-5所示的物理模型，也就是说，任何有线电视系统均可视为由信号源、前端、传输系统、用户分配网四个部分(或称四个功能模块)组成。第2章 模拟有线电视技术基础 图2-5 有线电视系统的物理模型 第2章 模拟有线电视技术基础 图2-5中，信号源是指提供系统所需各类优质信号的各种设备；前端则是系统的信号处理中心，它将信号源输出的各类信号分别进行处理，并最终混合成一路复合射频信号提供给传输系统；传输系统将前端产生的复合信号进行优
48、质、稳定的远距离传输；用户分配网则准确高效地将传输信号分送到千家万户。第2章 模拟有线电视技术基础 有线电视系统有多种分类方法，按用户数量可分为A类系统(10万户以上的系统)、B类系统(200010000户的系统)和C类系统(3002000户)，300户以下属小型系统；按干线传输方式可分为全电缆系统、光缆与电缆混合系统、微波与电缆混合系统、卫星电视分配系统等；按照是否利用相邻频道，可分为非邻频传输系统与邻频传输系统，其中，非邻频传输系统可按工作频段分为VHF系统、UHF系统和全频道系统，邻频传输系统按最高工作频率又可分为300 MHz系统、450 MHz系统、550 MHz系统、750 MHz
49、系统、1000 MHz系统等。此外，还有单向系统与双向系统之分。第2章 模拟有线电视技术基础 2.2.2 传统有线电视系统的基本组成传统有线电视系统的基本组成一般来说，不同的系统在具体的组成上差异很大，主要取决于系统规模的大小、节目套数的多少、功能应用的情况等诸多因素。为了帮助读者建立起系统的整体概念并获得直观的认识，下面以图2-6所示的传统有线电视系统的基本组成进行讨论。第2章 模拟有线电视技术基础 图2-6 传统有线电视系统的基本组成 第2章 模拟有线电视技术基础 1)信号源传统有线电视系统的节目来源通常包括多个卫星转发的卫星电视信号、当地电视台发送的开路电视信号、当地微波站发射的微波电视
50、信号、其他有线电视网通过某种方式传输过来的电视信号、自办电视节目、自办或转播的视/音频节目等，接收或产生这些节目信号的设备共同组成了系统的信号源部分。这些设备包括：第2章 模拟有线电视技术基础(1)用于开路广播电视接收的高增益接收天线(通常是多单元强方向性的八木天线)。为了接收中央、省、地、市台向空中发射的广播电视节目，有线电视台必须有高质量的电视接收天线和调频广播接收天线。一般说来，在接收VHF频段的电视节目时，要采用单频道天线，即一副天线只接收一个频道的节目；在接收调频广播和UHF频段的电视节目时，则可采用频段天线，即由一副天线接收频率相差不大的几个频道的节目。要注意天线的质量和安装天线的
