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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流有线模拟电视知识新编.精品文档.有线模拟电视基础知识新编林挺逵 浙江省台州市路桥区乡镇广电站退休职工近来，论坛里有许多新手网友不断提出模拟电视基础知识方面的问题，而且网友工头在2008年5月28日还发出急求：模拟550M网络设计培训教材帖子。因此笔者认为，论坛里除了要适应当前国内有线电视发展形势的需要，把重点放在数字电视和多功能开发方面之外，对模拟电视基础知识、特别是对模拟电视知识的更新方面亦要有一定程度的重视，所以特地把自己发表在省级及省级以上广播电视技术刊物上的70多篇论文的相关内容，以及发表在“中国有线电视技术论坛”上的4600多个帖子
2、中的相关内容，整理汇编成有线模拟电视基础知识新编，分章陆续发在论坛里，仅供新手网友参考，也请大家指正。本帖是第一章。第一章 有线电视放大器 目 录第一节 有线电视基础知识 31.1 对数1.1.1 对数的基本概念1.1.2 对数的基本运算1.1.3 对数的基本应用举例1.1.4 用对数表示功率比和电压比1.1.5 用对数表示电平1.2 有线电视的载噪比1.3 有线电视的主要失真指标1.3.1 二次差拍比CSO1.3.2 三次差拍比CTB1.3.3 交扰调制比CM1.3.4 非线性失真与系统内频道数目的关系第二节 有线电视放大器质量指标的图解分析 111.2.1 有线电视放大器输出特性分析图1.
3、2.2 利用放大器输出特性分析图求作放大器工作点1.2.3 放大器多级串联后的图解分析第三节 有线电视放大器的各项电平指标和斜率 151.3.1 放大器的几个电平指标1.3.2 放大器几个电平指标之间的数量关系1.3.3 放大器的最大输出电平Somax和标称输出电平Sa1.3.4 放大器各种电平曲线的特性1.3.5 放大器设置输出斜率后对质量指标的影响1.3.6 对放大器质量指标评议时应注意的问题第四节 有线电视放大器的净增益曲线 251.4.1 单元网络射频净增益和净增益曲线图1.4.2 有线电视电缆的射频净增益曲线图1.4.3 分立元件放大器净增益曲线图1.4.4 目前使用的模块放大器射频
4、净增益曲线图第五节 放大器输出电平设计和质量指标核算公式 281.5.1 各阶段放大器输出电平设计和质量指标核算公式1.5.2 有线电视放大器输出电平第三套设计算式第六节 有线电视放大器的调试 331.6.1 放大器调试参数完全计算公式1.6.1.1 放大器输入衰减量LAT计算公式1.6.1.2 放大器输入均衡量EQ计算公式1.6.1.3 放大器调试参数完全计算公式的应用和分析1.6.2 放大器调试参数简化计算公式1.6.3 单模块放大器的调试1.6.4 双模块放大器的调试1.6.5 放大器间距简便计算式的推导说明1.6.6 没有通过指标设计时放大器的调试方法1.6.7 保证放大器载噪比指标的
5、措施第七节 用户放大器工作状态设计与调试 431.7.1 用户放大器要采取高输出电平工作方式以提高分配效率1.7.2 采用高增益的放大器作为用户放大器1.7.3 用户放大器要设置比较大的输出斜率1.7.4 当用户放大器负担用户数量较少时输出电平不能降低1.7.5 用户放大器不允许多级串联设置1.7.6 光工作站下面需要用放大器延伸分配用户时得采用低增益的放大器第八节 有线电视传输系统设计新算式的汇总和说明 491.8.1 有线电视放大器载噪比C/N计算式1.8.2 复合三次差拍CTB计算式1.8.3 关于交扰调制比CM指标计算式1.8.4 复合二次差拍CSO设计算式1.8.5 放大器再大可串联
6、级数计算式1.8.6 放大器输出电平设计算式1.8.7 放大器调试参数计算式1.8.8 光发射机输入电平的确定1.8.9 数字系统或模数混传系统各器件工作电平的确定第九节 有线电视放大器故障分析和程序化修理方法 581.9.1 有线电视放大器故障分析1.9.2 有线电视放大器程序化修理程序1.9.3 几个故障问题的专题分析、讨论本章附件 64附件1：本章参考文献附件2：编写本章内容的依据论文附件3：常用放大模块参数表附件4：推挽放大模块和功率倍增放大模块电原理图有线模拟电视基础知识新编林挺逵 浙江省台州市路桥区乡镇广电站退休职工第一章 有线电视放大器有线电视放大器是有线电视系统中的重要器件，正
7、确设计和调试它的工作状态、保证它在系统网络中稳定运行，对于提高系统的质量指标和质量指标的稳定性至关重要。本章着重对有线电视放大器的基本原理和工作状态的设计、调试进行知识更新方面的介绍，不做全面的系统化分析。为了方便刚“入门”的新手读者阅读本章内容，首先简要介绍一下有线电视的基本知识。第一节 有线电视基础知识为了便于对有线电视基础知识了解得不多的读者阅读本书，在这一节中采用浅显、通俗的方法，简单扼要地介绍阅读本书时必须掌握的一些有线电视基础知识。由于要做到“浅显、通俗和简单扼要”，就不得不略去与阅读本书关系不大的那部分内容，因此所作介绍的某些方面内容就必然会存在不够全面、不很准确或者欠深刻的问题
8、。若有些读者希望对有线电视基础知识了解得全面、准确和深刻一些，请再阅读其他专门的参考书。1.1对数在有线电视指标核算和设计过程中尽管避免对数运算是本书中提出的新核算和设计方法的显著特点之一，但是在传统的有线电视理论中对有线电视质量指标等参数的计算经常要用到对数运算，计算的结果要用对数来表示，因此在本书中介绍有线电视的传统理论时以及对许多问题的分析过程中也不得不列出对数的运算式，因此读者必须对对数有初步的了解。下面就简要介绍对数的基本概念、基本运算和简单的应用。1.1.1 对数的基本概念如果用最简单的一句话来定义对数，那么“对数就是一个数字中有效零的个数”或者“对数就是一个数字中最多可能具有的有
9、效零的个数”。例如，数字1中没有有效零，因此1的对数时0；数字10中有1个有效零，因此10的对数是1；数字100中有2个有效零，因此100的对数是2。根据同样的到里可得：1000的对数是3，10000的对数是4，100000的对数是5，1000000的对数是6，等等。在数学中，用“lg”表示对数，因此前面对那些数字的对数表述可以写成以下算式：lg1=0，lg10=1，lg100=2，lg1000=3，lg10000=4，lg100000=5，lg1000000=6，等等。在上述的对数运算式中，有效零前面的数字都是1，如果不是1，而是2、3、4、5、6、7、8、9时就需再用小数点以下的数字来表示
10、，具体数值见表1.1-1。表1.1-1 1至9的对数值数值123456789对数00.30.480.60.70.780.850.90.95根据表1.1-1，我们可以很快得出：lg2=0.3，lg20=1.3，lg200=2.3，lg2000=3.3， lg20000=4.3，等等。lg5=0.7，lg50=1.7，lg500=2.7，lg5000=3.7， lg50000=4.7，等等。lg8=0.9，lg80=1.9，lg800=2.9，lg8000=3.9， lg80000=4.9，等等。求数字的对数，读者在阅读本书的过程中只要懂得以上算法基本上就可以了。对于像lg 8653=？一类的算式
11、，或者求小数的对数，需用函数计算器或查对数表得出结果，具体方法请看其他参考书。1.1.2对数的基本运算 两数相乘的对数值，等于两数分别取对数的和，例如：lg（1000001000）=lg100000+lg1000=5+3=8。 两数相除的对数值，等于两数分别取对数的差，例如：lg（1000001000）=lg100000-lg1000=5-3=2。 某数n次乘方的对数值，等于某数的对数再乘以n,例如：lg10002=2lg1000=23=6。以上运算结果，读者不难自行检验。通过以上例子的计算，使我们了解到，用对数可以将很大数的乘除运算，变成很简单数的加减运算。这是对数运算的优点。1.1.3 对
12、数的基本应用举例先打个比方来初步了解对数的应用。在三个各盛水2000的金鱼缸中，悬浮在水中的泥沙微粒数量分别是：A缸0.1，B缸0.01，C缸0.001。那么三缸水中泥沙含量的比例分别为：A缸2万分之一，B缸20万分之一，C缸200万分之一。其中以A缸的泥沙含量最高，水的清晰度最低，C缸的泥沙含量最低，水的清晰度最高。以上用泥沙含量来表征水的清晰度时，泥沙含量与水的清晰度之间呈负相关，而且是分数或者是小数，很不方便。如果改用水是泥沙的多少倍的倍数来表征，就可变成正相关了，这时水与泥沙之比分别为：A缸2万倍，B缸20万倍，C缸200万倍。A缸倍数最小，水的清晰度最低，C缸倍数最大，水的清晰度最高
13、。但还存在数值过大的问题，可以再用取对数的办法来解决：A缸：水/沙比的对数=lg（20000/1）=4.3（单位：贝尔，Bel）B缸：水/沙比的对数=lg（200000/1）=5.3 （Bel）C缸：水/沙比的对数=lg（2000000/1）=6.3 （Bel）这里又存在两个问题，其一是各缸水沙比递增10倍的关系看不出来，算出来的对数值仅仅相差1；其二是还有一个小数点。怎样解决这两个问题呢？ 在日常生活中我们通常将“零点几斤”用“几两”来表示、将“零点几米（m）”用“几分米（dm）”来表示。这种表示方法的实质就是“将数值乘以10，使其扩大10倍”然后“用原单位的十分之一单位作为新单位，使量级缩
14、小为原来的十分之一”。这样就去掉了小数点，结果还是等效。如0.3斤=3两，0.5m=5dm。因此我们就可以将上面的算式乘以10，再用单位“贝尔”（代号Bel）的十分之一的单位“分贝”（ “分贝尔”的简称，代号dB）来作为新单位。这样，以上三个算式就可以写成：A缸：水/沙比的（分贝为单位的）对数=10lg（20000/1）=43（dB）B缸：水/沙比的（分贝为单位的）对数=10lg（200000/1）=53（dB）C缸：水/沙比的（分贝为单位的）对数=10lg（2000000/1）=63（dB）这样做的结果不仅数值大小适中，而且水沙倍数比提高10倍，对数值就增加10dB的关系就很明确。因此在有线
15、电视的指标运算中广泛使用以“分贝”（dB）为单位的对数运算。读者只要懂得以上介绍的对数运算的基本原理就可以了，不一定要去掌握复杂的、难度较高的对数和指数幂运算。因为本书中推出的有线电视质量指标核算和设计新方法叫做“系统指标占用系数分析法”（简称“K法”），是采用查表和加、减、乘、除四则运算来进行有线电视系统的指标分析、指标设计和指标核算，基本上不用复杂的、高难度的对数和指数幂运算。1.1.4 用对数表示功率比和电压比两个功率P1和P2的数量比为10000倍，那么它们用对数表示的“分贝比”为：10lg（P1/P2）=10lg10000=40 （dB）因为功率P和电压U之间有如下的关系：P=U2/
16、Z。在有线电视系统中，阻抗Z=75，因此下面的算式中Z1=Z2=75。所以功率P1/P2的分贝比，可按下式变换成电压U1/U2的分贝比：10lg（P1/P2）=10lg（U12/Z1）/（U22/Z2）=10lg（U12 Z2/U22Z1）=10lg（U12 /U22）=10lg（U1/U2）2=20lg（U1/U2）所以，用功率比表示时，前面乘的系数是10；用电压比表示时，前面乘的系数是20。1.1.5 用对数表示电平有线电视系统中某点的电平，是指该点的功率P（或电压U）对某一基准功率P0（或基准电压U0）的分贝比:10lg（P/P0）=20lg（U/U0）当基准单位P0为1w时，对应的电平
17、为10lg（P/Iw）,单位纪为“分贝瓦dBw”;当基准单位P0为1mw时，对应的电平为10lg（P/Imw）,单位纪为“分贝毫瓦dBmw”，通常将“分贝毫瓦”简写为“dBm”;当基准单位U0为1mv时，对应的电平为20lg（U/Imv）,单位纪为“分贝毫伏dBmv”;当基准单位U0为1v时，对应的电平为20lg（U/Iv）,单位纪为“分贝微伏dBv”，通常将“分贝微伏”简写为“dB”。电平四个单位dBw、dBmw、dBmv、dBv之间的换算关系见表1.1-2。表1.1-2 四单位电平换算表新单位原单位dBwdBmwdBmvdBvdBw0+30+78.5+138.5dBmw-300+48.75
18、+108.75dBmv-78.5-48.750+60dBv-138.5-108.75-6001.2 有线电视的载噪比每套电视节目信号中都包含有图像和亮度信号、伴音信号、色度信号、行和场同步信号、色同步信号等，这些信号各为几十赫之（Hz）到几千赫之（KHz）、几兆赫之（MHz）不等，不能直接进行远距离传输，必须将它们按一定的规律调制到高频电波上载运发送，而且不同节目内容的电视信号必须调制到不同频率（即不同的频道）的高频电波上载运发送，承载电视信号的高频电波就叫做“电视信号载波”，简称“载波”，代号C（英文Carrier的第一个字母）。在电视信号的采集、调制、放大、传输过程中，不可避免地会产生“噪
19、声”（代号N, 英文Noise的第一个字母），随着放大级数的增加，噪声会逐步增大。噪声就像鱼缸水中的泥沙，会使清晰度降低，轻微时在电视画面背景上均匀地密布不规则的细微噪动点，严重时则变成粗大的雪花点。电视中噪声的轻重程度用“载噪比”（代号C/N）来表征，单位是dB，它就是“载波功率与噪声功率之比的分贝值”：C/N=10lg（载波功率/噪声功率） （单位：dB）C/N数值愈大，说明载噪比愈高，电视画面清晰度愈好。国家标准GY/T106-92中规定有线电视系统（出口）的C/N指标要求43dB（显然，此时载波功率是噪声功率的20000倍），通常在作系统设计时取C/N=44dB为设计值，留1dB设计裕
20、量。我们在计算单个放大器的载噪比时，可以先不考虑输入信号的“噪声功率”，认为输入放大器的仅仅是信号的“输入载波功率”，此时这个放大器自身的“噪声功率”只有两项：由于器件中电子不规则热运动而产生的“基础热噪声”和因放大器放大而使噪声增加的“噪声增量”。这样，单个放大器C/N指标的计算式就是：C/N单=10lg输入载波功率/放大器的噪声功率 =10lg输入载波功率/（噪声增量基础热噪声） =10lg输入载波功率-10lg噪声增量-10lg基础热噪声 由于“10lg输入载波功率”就是放大器的“输入电平”（代号Si，单位dB），“10lg噪声增量”就是放大器的“噪声系数”（代号NF，单位dB）,“10
21、lg基础热噪声”按我国的电视制式换算出来的数值是2.4dB（20时）。因此，前面的算式就成为：（C/N）单=输入电平Si-噪声系数NF-2.4即：（C/N）单=Si-NF-2.4 （dB） （1.1-1）（1.1-1）式就是单个放大器C/N指标基本计算公式。从这个算式中可以看出，放大器的输入电平Si提高（降低）1dB，其C/N指标随之提高（降低）1dB，是1对1的正相关。当n台放大器级联使用，而它们的输入电平Si、噪声系数NF都相同时，其总载噪比（即最后一级放大器输出信号的载噪比）（C/N）总可由下式算出：（C/N）总=Si-NF-2.4-10lgn （dB） （1.1-2）（1.1-2）式说
22、明，放大器级联数愈多，C/N指标愈差，当两只放大器级联时，C/N指标降低3dB（10lg2=3）；当3只放大器级联时，C/N指标降低4.8dB（10lg3=4.8）；当10只放大器级联时，C/N指标降低10dB（10lg10=10），等等。由于放大器的输入电平Si一般情况下是无法测量得出的，因此算式（1.1-1）、（1.1-2）仅仅是理论分析算式，一般不能用于实际计算。实际工作中通常要根据放大器的输出电平来计算其C/N指标，具体算式将在后面有关章节中介绍。实际上放大器使用时，输入信号不可能仅仅是“输入载波功率”，必然会将噪声一起输进去，因此放大器输出的噪声中必然还包含其前面所有器件所产生的噪声
23、，所以此时的载噪比就要进行“级联累加”计算。设输入放大器信号的C/N指标值为C/N信，不考虑输入信号C/N指标时单台放大器自身的C/N指标按（1-1）式计算出来的数值为C/N单，包括输入信号C/N指标时单台放大器输出信号的实际C/N指标为C/N实际，那么它们的计算关系式是：C/N实际-10lg 10-(C/N信)/1010-(C/N单)/10就是输入信号的载噪比C/N信 和单台放大器自身载噪比C/N单的累加值。这是按传统方法计算时的计算公式，比较难懂，这里不作详细的说明，因为本书使用的“K法”计算方法非常简单，而且通俗易懂，将在后面的有关章节里介绍。如果对放大器的C/N指标有一个具体数值要求的
24、话，那么对它的输入电平Si的最低值就有一个相应的数值要求，就是说它的最低输入电平Si低不能低于某个数值。这时可以将（1.1-1）、（1.1-2）式移项变换一下，即可得到：Si低=C/N单+NF+2.4 （dB） （1.1-3）Si低=C/N单+NF+2.4+10lgn （dB） （1.1-4）（1.1-3）、（1.1-4）式分别是单个和多个放大器级联时最低输入电平的基本计算公式。1.3 有线电视的主要失真指标电视信号经过放大器放大以后，除了原信号得到放大之外，还会新产生许多种类无用的信号，叫做失真产物，这是由于放大器的非线性特性造成的，因此称之为“非线性失真”产物。非线性失真产物与电视信号相互
25、作用以后在电视画面上形成横条、竖条或各种各样的网纹干扰。每个频道的电视信号都具有两大基本特征：第一是幅度特征，简单地说就是同一频道内各种信号总和的电平，如果用字母A来表示它，那么第1频道就是A1、第2频道就是A2、第3频道就是A3、第X频道就是Ax、第Y频道就是Ay、第Z频道就是Az；第二是频率特征，简单地说就是不同频道的频率不同，如果用希腊字母来表示电视频道的频率，那么第1频道就是1、第2频道就是2、第3频道就是3、第X频道就是x、第Y频道就是y、第Z频道就是z。因此，要同时表征电视信号的两大基本特征，则第1频道就可以用A11来表示、第2频道就可以用A22来表示、第3频道就可以用A33来表示
26、、第X频道就可以用Axx来表示、第Y频道就可以用Ayy来表示、第Z频道就可以用AZZ来表示。这就好比一个人的名字，由“姓”和“名”两部分组成。下面就简单介绍三种最重要的非线性失真指标。1.3.1二次差拍比CSO当电视信号通过放大器放大以后，其中任意两个频道的信号Axx和Ayy相互作用可产生以下非线性失真产物：K2AxAy（xy）以上式子中的“K2AxAy”表示，这种非线性失真产物幅度是原来两个电视信号幅度Ax和Ay乘积的K2倍，由于各频道电平幅度相等，因此单纯从幅度上看（即不考虑调制在里面的信号内容），AxAy=Ax2=Ay2，即K2AxAy就是原电平幅度的二次方的K2倍，就是失真产物的幅度“
27、与原电平幅度的二次方成正比”，所以将这种失真叫做“二次失真”。由于K2是远小于零的小数，因此K2AxAy的（功率或电压）数值仅仅是有用电视载波信号（功率或电压）数值的几百到几万分之一。以上式子中的“xy”表示，失真产物的频率是原来两个信号频率的和或者差，即两个频率的“差拍”。如果原信号中一个频道的频率是200MHz，另一个频道的频率是150MHz,那么失真产物的频率有两个，一个是它们的和为350MHz，另一个是它们的差为50MHz。由于有线电视系统中频道数有几十个，每两个组合起来的组数很多，所产生的二次差拍失真产物也很多，那些频率相近的二次差拍失真产物组合在一起落在某一个电视频道上，对这个频道
28、形成网纹干扰，这就是“组合（复合）二次差拍”失真。表征这种失真指标的高低用“载波/组合二次差拍比C/CSO”，本书简写为“二次差拍比CSO”，就是指在系统的指定点，电视信号载波电平与在频带内成簇集聚的二次差拍产物组合电平之比的分贝值，单位dB。CSO数值愈大，说明指标愈好，国标要求有线电视系统出口的CSO指标54dB，通常在作系统设计时取CSO=55dB为设计值，留1dB设计裕量。1.3.2三次差拍比CTB当电视信号通过放大器放大以后，其中任意三个频道的信号Axx、Ayy和AZZ相互作用可产生以下非线性失真产物：K3AxAyAZ（xyZ）以上式子中“K3AxAyAZ”表示，这种非线性失真产物幅
29、度是原来三个信号幅度Ax、Ay和AZ乘积的K3倍，由于各频道电平幅度相等，因此单纯从幅度上看，AxAyAZ=Ax3=Ay3=Az3，即K3AxAyAZ就是原电平幅度的三次方的K3倍，就是失真产物的幅度“与原电平幅度的三次方成正比”，所以将这种失真叫做“三次失真”。由于K3是远小于零的小数，因此K2AxAyAZ的（功率或电压）数值仅仅是有用电视载波（功率或电压）数值的几百到几万分之一。以上式子中的“xyZ”表示，失真产物的频率是原来三个信号频率的和或者差，即三个频率的差拍。如果原信号中一个频道的频率是300MHz，另两个频道的频率是200MHz、50MHz，那么失真产物的频率就有550MHz、4
30、50MHz、150MHz、100MHz和50MHz等。由于有线电视系统中频道数有几十个，每三个组合起来的组数很多，所产生的三次差拍失真产物比二次失真产物更多，是最主要的失真。那些频率相近的三次差拍失真产物组合在一起落在某一个电视频道上，对这个频道形成网纹干扰，这就是“组合（复合）三次差拍”失真。表征这种失真指标的高低用“载波/组合三次差拍比C/CTB”，本书简称为“三次差拍比CTB”，就是指在系统的指定点，电视信号载波电平与在频带内成簇集聚的三次差拍产物组合电平之比的分贝值，单位dB。CTB数值愈大，说明指标愈好，国标要求有线电视系统出口的CTB指标54dB，通常在作系统设计时取CTB=55d
31、B为设计值，留1dB设计裕量。1.3.3 交扰调制比CM当电视信号通过放大器放大以后，其中任意三个频道的信号Axx、Ayy和AZZ相互作用可产生六种非线性失真产物，先写出其中之一：-K3Ay2 Axx显然这也是三次失真，因为单纯从幅度上看，Ay2Ax=Ax3=Ay3；这个失真产物的频率和X频道（Axx）完全一样，可以叠加在X频道上；但是与原来X频道不同的是，在它的幅度调制信号中窜进了Y频道调制信号的负像（-K3Ay2）,因此我们在看X频道节目时可以隐约看到另外的Y频道节目的负像（鬼影）和同步信号的负像（白色的粗竖条“雨刷”）。另外几个失真产物-K3AZ2Ax x、-K3Ax2Ay y、-K3A
32、Z2Ay y、-K3Ax2AZ Z、-K3Ay2AZ Z也是同样道理，都是一个频道的信号受到另外频道负像信号的交叉干扰调制，因此把它称为“交扰调制失真”。表征这种失真的大小用“交扰调制比”简称“交调比”，代号CM，就是指在系统的指定点，有用调制信号峰峰值与交扰调制成份峰峰值之比的分贝值，单位dB。交调比CM指标，只在有线电视发展的初期阶段、系统内仅仅只有10个左右频道时用于系统指标的设计，现在通常都已经用不着它了。1.3.4 非线性失真与系统内频道数目的关系从前面的讨论中可知，有线电视系统中的非线性失真产物主要是二次失真和三次失真两大类，由于放大器中普遍采用的推挽放大模块对二次失真有抵消抑制作
33、用，因此影响最严重的就是三次失真了（光链路不能抵消抑制二次失真，因此二次失真亦很重要）。所以我们在早年一般根据三次失真中的交调比CM指标来设计系统，而近年则根据组合三次差拍比CTB指标来设计系统。为什么近年和早年有所区别呢？这是因为早年系统内频道数量少，只有十来个，以交调失真为主；近年系统内频道数量增多，达二十个以上，三次差拍失真成为最主要的失真了。当有N个频道输入放大器时，由于放大器的非线性失真，会产生N（N-1）个交调分量项，（2/3）N（N-1）（N-2）个三次差拍分量项。随着频道数目N的增加，三次差拍项增加得很快，落入有用频道的干扰项也增加得很快。当系统内的频道数N分别为12、28、4
34、7、59个时：交调分量项的总数分别为132、756、2162、3422项，其中落入失真最严重的某一个频道内的项数分别是11项（9频道）、27项（增补7频道）、46项（11频道）、58项（12频道）；三次差拍项总数分别为880、13104、64860、130036项，其中落入失真最严重的某一个频道内的项数分别是29项（9频道）、198项（增补7频道）、781项（11频道）、1281项（12频道）。所以当系统中频道数达到20个以上时，三次差拍失真是系统中最严重的失真，我们就得根据组合三次差拍比C/CTB指标来设计系统的失真指标，系统的C/CTB指标合格了，其他的失真指标通常都能合格。第二节 有线电
35、视放大器质量指标的图解分析2在无线电技术中，对元器件性能参数的分析以数学分析法和图解分析法最为常用，数学分析法可以计算出各种参数的准确数值，而图解分析法则可以直观地展示出各项参数变化的规律和相互关系。两种分析法结合使用，有利于对元器件的性能作出全面、直观的深刻了解，便于正确运用。晶体管输入、输出特性曲线图是图解分析法应用最典型的事例之一，参照这种曲线图，试对有线电视放大器性能参数进行图解分析，现把初步结果阐述如下，供读者参考。1.2.1 有线电视放大器输出特性分析图设某型号干线放大器的增益G=20dB,噪声系数NF=7.0dB，在标称输出电平Sa=92dBV时的三次差拍比CTBa=89dB。当
36、这只放大器的输出电平So分别为80、90、100、110、120dBV时的输入电平Si、三次差拍比CTB值和噪声总和NF总可由下列几个式子算出来：S i = SoG；CTB = CTBa + 2 （SaSo）；NF总=NF +NT式中：NT为基础热噪声，其值为2.4dB。算出来的结果如表1所示：表1.2-1 有线电视放大器参数采样试算表采样顺序12345输出电平So（dBV）8090100110120输入电平Si（dBV）60708090100三次差拍比CTB（dB）11393735333噪声总和NF总（dB）9.49.49.49.49.4在直角坐标系中, 用Y轴代表分贝值dB，用X轴代表采样
37、顺序。分别在X=1、Y=80, X=2、Y=90，X=3、Y=100，X=4、Y=110，X=5、Y=120的位置上标出输出电平So的各个点, 然后将各点连结起来就得出输出电平曲线(So曲线), 用同样方法可以得出输入电平曲线(Si曲线)、三次差拍比曲线(CTB曲线)和噪声总和曲线(NF总曲线)，结果如图1所示。从图1.2-1可以看出，输出电平So曲线与输入电平Si曲线是平行的倾斜直线，他们的截距是放大器的增益G，这是有线电视放大器一个非常重要的特性；而CTB曲线则是与上述两曲倾斜方向相反的直线，噪声总和曲线则是与X轴平行的直线。由于以上曲线都是直线，因此通常只要有两个采样点就可以作出来。如果
38、我们在输出电平So曲线上左边一端，即输出电平比较低的地方，选取放大器的工作点Q1，过Q1点作平行于Y轴的一条虚线，它与CTB曲线相交于A1点，与Si曲线相交于B1点，与NF总曲线相交于C1点，与X轴相交于O1点。那么线段A1O1所对应的dB值即图1.2-1 有线电视放大器输出特性分析图为放大器工作点处于Q1点时的CTB值，Q1O1为其时放大器的输出电平值，B1O1为其时放大器的输入电平值。Q1B1为放大器的增益G，B1C1为其时放大器的C/N值。如果将放大器的工作点向右移到Q2点，过Q2点作平行于Y轴的虚线分别相交于B2、A2、C2、O2各点。从图中很容易看出来，工作点右移、即输出电平So提高
39、以后，输入电平Si相应提高，放大器的C/N值增加、CTB值降低；工作点左移、即输出电平So降低以后，输入电平Si相应降低，C/N值降低、而CTB值提高。这是放大器又一个非常重要的特性。1.2.2 利用放大器输出特性分析图求作放大器工作点欲利用放大器输出特性分析图求作放大器的工作点Q，先要设计计算出该放大器的C/N指标值和三次差拍比CTB指标值，设其值分别为C/N单=56.5dB， CTB单=82dB。由于放大器要求达到56.5dB的载噪比, 加上噪声总和NF总为 9.4dB，我们要在放大器输出特性分析图（图1.2-2）上作一条Y=56.6+9.4=65.9的水平虚线为C/N指标线，与Si曲线相
40、交于B1点，再过B1点作平行于Y轴的虚线A1O1与So曲线相交于Q1点。Q1点即为满足C/N指标要求时放大器最低输出电平工作点。由于放大器要求达到的CTB指标为82dB，可在放大器输出特性分析图（图1.1-2）上作一条Y=82dB的水平虚线为CTB指标线，与CTB曲线相交于A2点，再过A2点作平行于Y轴的虚线Q2O2与So曲线相交于Q2点。Q2点即为满足CTB指标要求时放大器最高输出电平工作点。图1.2-2 有线电视放大器工作点的图解确定放大器的工作点可以在Q1Q2之间选取，如果我们将工作点选在Q1的位置上，此时C/N指标刚好满足要求（B1C1间数值），而CTB指标有富裕（富裕量为A1A2间数
41、值）；如果将工作点选在Q2的位置上，此时CTB指标刚好满足要求（A2O2间数值），而C/N指标有富裕（富裕量为B2B1间数值）。通常我们应当将放大器的工作点选在Q1Q2的中间位置，这样，C/N指标和CTB指标都有富裕。1.2.3 放大器多级串联后的图解分析n级放大器串联后的载噪比C/Nn与三次差拍比CTBn以下面两式求得：C/Nn=SoGNF2.410lgnCTBn = CTBa + 2(SaSo)20lgn与单台放大器的算式相比，此时求载噪比的算式多了一项(-10lgn), 我们把这一项称作“噪声串联积累值”，可以把它直接加进噪声总和之中。此时噪声总和NF总为：NF总 = NF+ NT +1
42、0lgn此时在分析图中所作的NF总线要比单台放大器高出一截（图1.2-3），其高出的值即为10lgN（噪声串联积累值）。与单台放大器的算式相比,此时求三次差拍比的算式多了一项(-20 lgn)，我们把这一项称作“三次差拍比串联累积劣化值”。与作NF总相似的方法在图中作一条y= 20 lgn的水平直线来表示，把此线称作“CTB串联累积劣化曲线”，简称“CTB劣化线”。为了方便使用，现将噪声串联累积值10lgn与三次差拍比串联累积劣化值20lgn列成表1.2-2。图1.2-3 多只放大器串联的输出特性分析图表1.2-2 噪声串联累积值与三次差拍比串联累积劣化值串联数n234567891011121
43、0lgn3.05.06.07.08.08.59.09.510.010.410.820lgn6.010.012.014.016.017.018.019.020.020.821.6设使用上节例子的放大器,要求串联10级以后的CTB指标值达到65dB, 试求作工作点Q2 (最高输出电平工作点)。先查表2得出串联10级放大器以后的CTB累积劣化值为20dB，在图3中作Y=20dB的CTB劣化曲线。然后以CTB指标值65dB加上串联累积劣化值20dB的数值作Y=65+20=85dB的CTB指标线与CTB曲线相交于A点，过A点作平行与Y轴的虚线，此线与So、CTB、Si、NF总曲线和CTB劣化曲线分别相交
44、于Q2、A、B、C和D点。Q2点即为所求作的工作点（So=94dB）。10节放大器串联后的CTB值即为AD间距所对应的dB数（65dB）(注意:不再是AO间的dB数值！)。以满足C/N指标要求为目的，求作多级放大器串联以后的工作点Q1（最低输出电平工作点）的方法与求单级放大器工作点方法相同，只是在作NF总曲线时要加上“噪声串联累积值”10lgn。具体计算从略。以上是对某一种型号增益为20dB的放大器们作的输出特性分析图，对于其他型号和增益的放大器，读者可参照本文介绍的办法自行制作分析图。对于有线电视放大器输出特性分析图的改进和其它运用，请大家一起来进一步探讨。第三节 有线电视放大器的各项电平指
45、标和斜率当前有线电视网络上使用的放大器通常都是由专用放大模块来制造的，其结构大致如图1.3-1所示，本节就据此图来分析放大器的各项电平指标和相关参数。图1.3-1 放大器结构简图1.3.1 放大器的几个电平指标4 输入口电平Si口放大器的“输入口电平Si口”，是指电视讯号通过电缆输送到放大器输入端口的电平。绝大多数品牌的放大器在其输入端口设置有电平测试口，日常安装、维修时从中测量换算出来的电平就是放大器的“输入口电平Si口”。而习惯上我们往往都把它称之“输入电平”，严格来讲这是不准确的，特别要千万注意在分析和计算放大器的质量指标时绝对不可将它当作放大器的“输入电平Si”！ 输入电平Si放大器的
46、“输入电平Si”，是指电视讯号经过“输入衰减器AT”和“均衡器EQ”的衰减和均衡以后到达放大模块信号输入口的电平。如果在放大模块信号输入口设置一个电平测量口，那么测量出来的电平才是真正的放大器“输入电平Si”！但是几乎没有一种放大器在这里设置电平测量口，因此，放大器“输入电平Si”通常是无法用场强仪测量出来的，只能用相关的计算公式计算出来！输出电平So放大器的“输出电平So”，是指电视信号经过放大模块放大以后输出的电平。通常在放大器输出端口设置有输出电平测量口，用场强仪从此测量换算出“输出电平So”数量值。1.3.2 放大器几个电平指标之间的数量关系11按常规，在没有特别说明的时候，我们在分析放大器各项电平指标的时候，通常都是指系统最高频率频道的电平，因此，从图中可以得出放大器各项电平之间的数量关系是： 输入电平Si=