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1、课程设计任务书题目住宅小区有线电视系统设计学院(部) 电子与控制工程学院专业电气工程及其自动化班级 32040901 学生姓名杜旭学号 3204090101 月日至月日共 1 周指导教师(签字) 系主任(签字) 一、 设计内容及要求1确定系统模式和网络结构形式。2前端系统距离住宅小区约6km，接收6个频道的开路信号，两颗卫星各4路卫星信号和3套自办节目。对前端设备进行选型、电平计算、技术指标计算。3传输分配系统设计，干线传输既可用同轴电缆也可用光缆；根据用户规模和分布情况，选择合理的分配网络，计算各点电平值、验算技术指标。4CATV系统的防雷设计，主要考虑天线的和主干线的防雷设计。二、 设计原
2、始资料住宅小区楼群示意图如图所示。1234567891016号楼是6层3单元、每单元每层2户的住宅楼，外形15米80米25米；710号楼是12层、每层6户的小高层住宅楼，外形30米30米42米，层间间距均为3米，各个楼间距约80米。开路信号接收4、8、10、19、35、40频道，接收场强分别为75、65、78、86、82、72dB。技术指标：载噪比C/N44dB；CM46 dB或CTB54 dB；用户电平6272dB。气温变化量：30； 常温20。三、设计完成后提交的文件和图表1 计算说明书部分CATV系统设计方案概述。前端各个频道电平计算、C/N计算。传输分配系统各主要点的电平计算（只计算系
3、统最低和最高工作频率下的电平值）、用户电平计算（每个楼只计算一组电平）、C/N计算，CM或CTB计算。温度变化对用户电平的影响（只计算最长户外电缆的影响）。天线的防雷设计。2 图纸部分：CATV系统图四、进程安排1 参考资料查阅。2 CATV系统方案设计。3 绘制系统图。4 系统各个部分的设计计算。五、主要参考资料1有线电视工程设计与新技术应用科学出版社 20062有线电视工程设计、安装与调试人民邮电出版社 20043. 有线电视实用技术与新技术西安电子科技大学出版社 2010目 录前言.5一、前端系统.61、所选设备.62、前端系统图.83、国家标准分配给各系统的指标.84、电缆参数.95、
4、各频道输出电平计算.9二、电缆传输系统的设备选择与设计.111、所选设备.112、干线系统图.11三、分配系统.12四、温度变化对电平的影响.17五、天线的防雷设计.17六、主要元件明细表.18七、系统图.20前言本有线电视系统采用邻频传输，采用邻频传输使系统频道容量大、稳定性高、非线性失真小，前端系统主要有各种接收天线、调制器、解调、多路射频信号混合器组成。系统前端所用器件主要有：电视天线，卫星天线，解调器，调制器，混合器。传输系统主要用电缆进行信号传递。用户分配系统主要用电缆进行分配传输，把信号传递到各家各户，从而实现了设计题目的要求。整个CATV系统的总体方案如下图所示用户用户用户用户分
5、配器分配器混合器干线放大器器开路信号开路信号卫星信号开路信号自办节目开路信号图1、CATV系统总体方案 如上图所示，需要接收的开路信号，卫星信号通过天线接收器（卫星信号要通过功分器和卫星电视接收机）经放大后连同自办节目一起经过解调调制送入混合器，经混合器将各频道信号混合为一路输出，此为前端系统。前端输出后，进入干线系统，干线系统由同轴电缆和干线放大器组成，干线系统将信号传输到住宅小区即进入用户分配系统，在用户分配系统中采用分配器将信号分配到各个单元，再经由分支器分配给各个用户。各系统组成如下：前端信号处理 1）端信号处理：四部分组成：功率分配器，卫星接收机，调制解调器，混合器2）干线部分：采用
6、HFC网络结构，系统干线采用SYWV-75-12，支干线和分配网落采用SYKV-75-9。3）分配系统的组成：(1)分配器:分配器之分配损耗随分配数数增加而加大,频率范围:5MHZ-550MHZ及适合回输路径,相互隔离不小于20 dB。(2)分支器:分支器具有定向传输的特性，根据其于分配系统中所处的位置选择适当插信损耗和分支损耗的分支器使用户输出口的电平趋于均匀。频率范围：5MHZ-550MHZ及适合回输路径。（3)同轴电缆:电缆须用铜内外导体的同轴电缆，电缆须符合相应的标准，特性阻抗75。（4）终端电阻：在系统所有之路的末端及分配器，分支器的空置输出均需接入75终端电阻。一、前端系统1、所选
7、设备卫星天线：查询所给数据根据各个频道，可选择SRA3000-A型接收天线功分器：参照所给数据，如下图所示，可以选择FPD-II卫星接收机：参照所给数据，如下图卫星接收机可以选择SP4S-1/2高频头开路信号天线：查询VHF天线特性参数，可以选择天线如下：4频道：V4LH5T 8频道：V8LH12T10频道：V10LH12T 19频道：U20LH17T 35频道：U34LH20T 40频道：U20LH17T天线放大器型号：SB-7530MZ1解调器所选型号：MIC-8003（频率范围48-870MHz,输入电平55-85dBV）调制器所选型号：SXT199（附SXT199技术参数 微分增益：5
8、 信噪比（SN）：55dB频率准确度：5KHz 输出频道：47-860MHz 图像载波输出电平：110dBV ）混合器所选型号：HD16-1（无源）。2、前端系统图图2、前端系统图3、国家标准分配给各系统的指标系统各项指标分配项目系统名称比例dB值C/N前端系统7/1045.5C/N干线系统2/1051C/N分配系统1/1054CM干线系统4/1055CM分配系统6/1051.5IM干线系统4/1066IM分配系统6/1062.44、电缆性能参数型号SYKV-75-5-7-9-125MHz1.61.00.80.5583MHz6.64.43.62.7211MHz11.07.05.84.5300M
9、Hz13.08.67.15.4450MHz16.112.09.06.950 MHz17.012.69.37.5550MHz17.813.210.08.0860MHz24.015.212.510.01000MHz26.017.014.011.5查询参数，前端系统电缆选用SYKV-75-9型纵孔电缆。5、各频道输出电平计算天线的特征参数接收频道4810193540频率f MHZ77.25184.25200.25519.25687.25727.25接收场强E756578868292天线增益G6.88.511161716馈线衰减a3.395.345.629.5711.1111.43La0.681.07
10、1.121.912.222.29设定天线到前端放大器的距离为20m，选用SYKV-75-9型电缆传输，各种设备技术参数计算如下所示：4频道载波频率为77.25MHz，1=C/f=3x108/77.25x106=3.88m馈线衰减常数为a= 3.39dB/100m8频道载波频率为184.25MHz，2=C/f=3x108/184.25x106=1.63m馈线衰减常数为a= 5.34dB/100m10频道载波频率为200.25MHz，3=C/f=3x108/200.25x106=1.50m馈线衰减常数为a= 5.62 dB/100m19频道载波频率为519.25MHz，4=C/f=3x108/51
11、9.25x106=0.58m馈线衰减常数为a= 9.57dB/100m35频道载波频率为 687.25MHz，5=C/f=3x108/687.25x106=0.44m馈线衰减常数为a=11.11dB/100m40频道载波频率为 727.25MHz，6=c/f=3x108/727.25x106=0.41m馈线衰减常数为a=11.43dB/100m4频道接收场强 75dBV4LH5T 天线增益：6.8dB4频道输出电平：U0=75+6.8+20lg3.88-La-18=74.92dB；8频道接收场强 65dB V8LH12T 天线增益：8.5dB8频道输出电平：U0=65+8.5+20lg1.63
12、- La -18=58.63dB；10频道接收场强 78dB V10LH12T 天线增益：11dB10频道输出电平：U0=78+11+20lg1.50- La -18=73.48dB；19频道接收场强 86dB U20LH17T 天线增益：16dB19频道输出电平：U0=86+16+20lg0.58- La -18=77.35 dB；35频道接收场强 82dB U34LH20T天线增益：17dB35频道输出电平：U0=82+17+20 lg0.44- La-18=71.65dB；40频道接收场强 72dB U20LH17T天线增益：16dB40频道输出电平：U0=72+16+20 lg0.41
13、- La-18=59.97dB；由于MIC-8003解调器的输入电平标称为55-85 dB，所以满足要求，可以选用。STX-199调制器频率范围为47-860MHz，满足要求，调制器载波输出电平为110dB,信噪比(S/N)为55dB，设置其输出电平为115dB,信噪比S/N=60dB.单频道载噪比：C/N1=S/N+6.4=66.4dB前端总载噪比验算：C/N总=C/N1-10lgn=58.62dB所以C/N总44dB（技术指标），满足要求。二、电缆传输系统的设备选择与设计1、所选设备干线放大器选择SB-7530MZ1，由于实际增益要小于标称增益，故先假定取G=26dB，干线选用高发泡电缆S
14、YWV-75-12。SB-7530MZ1SYKV-75-122、干线系统图图3、干线系统图3、相关参数计算如下查得高电平a=6.09 dB/100m，低电平a=1.47 dB/100m则相邻放大器之间的距离：S=G/a=(26/6.09)100=426m，留取一定得裕量取S=400m，则所需干放级联数为：n=6000400=15级干线放大器在常温的最低输入电平Ui为：Ui=（C/N）a+10lgn+F+2.4=51+7.78+7+2.4=68.18 dB为了提高干线放大器的载噪比，由此取Ui=72 dBU0= Ui+G=84+26=98 dB级间均衡器=（6.09-1.47）(400/100)
15、=18.48 dB前 端一级干线 十五级干线92/72dB98/98dB 92/72dB98/9干线系统载噪比：（C/N）a= Ui-10lgn- F-2.4 =72-10lg6-7-2.4=54.82 dB51 dB干线系统交调比：CMa= CMo+2（Uomax- U0）-20lgn-10lg(N-1) =48+2(117-98)-20lg6-10lg5 =63.44 dB55 dB干线系统互调比：IM= IMO+（Uomax- Uo）-15lgn = 77+（117-98）-15lg6=84.33 dB66 dB各项指标均符合要求三、分配系统1、干线放大器输出电平98dB，即总分配器的输
16、入电平为98dB，各楼楼栋放大器的型号均为：SB-30MZI，可以手动增益，斜率控制。为使楼房输出电平为110 dB，设置放大器增益为22 dB。分配系统图如图4所示图4、分配系统图2、一级总分配器到各楼楼房距离如下表：项目#1#2#3#4#5#6一级总分配器160m100m160m160m160m160m#1,# 3,#4,#5,#6号楼相同，以1号楼为例：l 传输到一号楼楼放的电平=98-10-1.67.73=75.6 dB（98-10-1.62.25=84.4 dB）楼房内设置均衡器的均衡量=（7.73-2.25）1.6=8.8 dB设置楼放输出电平为110 dB/100dB,即G=11
17、0-75.6=34.4 dB载噪比：C/N=75.6-7-2.4=66.2 dB54 dB 符合要求l 传输到二号楼楼放的电平=98-10-17.73=80.3 dB （98-10-12.25=85.8 dB）楼房内设置均衡器的均衡量=（7.73-2.25）1=5.5 dB设置楼放输出电平为110 dB/100dB,即G=110-80.3=30 dB载噪比：C/N=80.3-7-2.4=71 dB54 dB 符合要求二级总分配器到各楼楼房距离如下表：项目#7#8#9#10二级分配总器200m160m160m200ml 传输到7号楼楼放的电平=98-10-27.73=72.5 dB（98-10-
18、22.25=83.5 dB）楼房内设置均衡器的均衡量=（7.73-2.25）2=11 dB设置楼放输出电平为110 dB/100dB,即G=110-72.5=37.5 dB载噪比：C/N=72.5-7-2.4=63.1 dB54 dB 符合要求l 8号楼和9号楼与1号楼相同，10号楼与7号楼相同3、#1，#2，#3，#4，#5，#6楼各楼电平相同，电平计算如下：本楼分配器输出电平=110-6=104 dBl 一单元和三单元电平计算如下： 一层分支器输入电平=104-0.57.73=100.1 dB （94-0.52.25=92.9 dB）用户端口电平=100.1-27-0.114.72=71.
19、6 dB （92.9-27-0.14.4=65.5 dB）二层分支器输入电平=100.1-1.2-0.037.73=98.8 dB （92.9-1.2-0.032.25=91.8 dB）用户端口电平=98.8-27-0.114.72=70.3 dB （91.8-27-0.14.4=64.3dB）三层分支器输入电平=98.8-1.2-0.037.73=97.6 dB （91.8-1.2-0.032.25=90.7dB） 用户端口电平=97.6-27-0.114.72=69.1dB （90.7-27-0.14.4=63.86dB） 四层分支器输入电平=97.6-1-0.037.73=96.37 d
20、B （90.7-1-0.032.25=89.6 dB） 用户端口电平=96.37-24-0.114.72=70.9 dB （89.6-24-0.14.4=65.16 dB） 五层分支器输入电平=96.37 -1-0.037.73=95.1 dB （89.6-1-0.032.25=88.5 dB） 用户端口电平=95.1-24-0.114.72=69.6 dB （88.5-24-0.14.4=64.1 dB） 六层分支器输入电平=95.1-1-0.037.73=93.9 dB （88.5-1-0.032.25=87.4dB） 用户端口电平=93.9-24-0.114.72=68.4 dB （87
21、.4-24-0.14.4=63 dB） l 二单元电电平计算如下：一层分支器输入电平=104-0.37.73=101.7dB （94-0.32.25=93.3dB）用户端口电平=101.7-30-0.114.72=70.2dB （93.3-30-0.14.4=63 dB）二层分支器输入电平=101.7-1-0.037.73=100.5 dB （93.3-1-0.032.25=92.2 dB）用户端口电平=100.5-27-0.114.72=72 dB （92.2-27-0.14.4=64.7dB）三层分支器输入电平=100.5-1-0.037.73=99.3 dB （92.2-1-0.032.
22、25=91.1 dB）用户端口电平=99.3 -27-0.114.72=70.8 dB （91.1-27-0.14.4=63.7dB）四层分支器输入电平=99.3-1-0.037.73=98.1 dB （91.1-1-0.032.25=90 dB）用户端口电平=98.1-27-0.114.72=69.6 dB （90-27-0.14.4=62.6dB）五层分支器输入电平=98.1-1-0.037.73=96.9 dB （90-1-0.032.25=88.9 dB）用户端口电平=96.9-24-0.114.72=71.4 dB （88.9-24-0.14.4=64.5 dB）六层分支器输入电平=
23、96.9-1-0.037.73=95.7 dB （88.9-1-0.032.25=87.8dB）用户端口电平=95.7-24-0.114.72=70.2dB （87.8-24-0.14.4=63.4 dB）4、#7,#8,#9,#10楼各楼电平相同，以7号楼为例，电平计算如下：本楼分配器输出电平=110-4=106 dB一层至六层和七层至十二层电平分配一致,电平计算如下：一层分支器输入电平=106-0.37.73=103.7dB （96-0.32.25=95.3dB） 用户端口电平=103.7-30-0.1514.72=71.5dB （95.3-30-0.154.4=64.6 dB） 二层分支
24、器输入电平=103.7-1-0.037.73=102.5 dB （95.3-1-0.032.25=94.2 dB）用户端口电平=102.5-30-0.1514.72=70.3 dB （94.2-30-0.154.4=63.5dB）三层分支器输入电平=102.5-1-0.037.73=101.3 dB （94.2-1-0.032.25=93.1 dB）用户端口电平=101.3-30-0.1514.72=69.1 dB （93.1-30-0.154.4=62.44dB）四层分支器输入电平=101.3-1-0.037.73=100.1 dB （93.1-1-0.032.25=92 dB）用户端口电平
25、=100.1-27-0.1514.72=70.9 dB （92-27-0.154.4=64.3dB）五层分支器输入电平=100.1-1-0.037.73=98.9 dB （92-1-0.032.25=90.9 dB）用户端口电平=98.9-27-0.1514.72=70 dB （90.9-27-0.154.4=62.8 dB）六层分支器输入电平=98.9-1-0.037.73=97.7 dB （90.9-1-0.032.25=89.8dB）用户端口电平=97.7-24-0.1514.72=71.5dB （89.8-24-0.154.4=65.1 dB）四、温度变化对电平的影响在分配系统中，户外
26、电缆最大长度为5号楼到7号楼200m，计算值均按常温20计算，温差变化为常温下30。电缆衰减值为：300.2% dB， L=27.73=15.46 dB，a=LKtT=15.460.2%30= 0.93 dB考虑温度影响后的载噪比C/Nt=C/N-a=63.1-0.93=62.2 dB 54 dB综上所述，温度在30变化时，系统指标仍符合设计要求。五、天线的防雷设计卫星天线自身带有防雷装置，故不必再做接地处理，只需按说明书要求安装天线即可。开路天线自身无防雷装置，因此，要在其顶部安装避雷针，上部天线必须在避雷针的保护角内（一般约为45以内），且距离不小于3m，估算得避雷针的架设高度约为7m。避
27、雷针的接地端必须与前端的接地端分开，引两根引下线，其接地电阻不大于即可。1、天线立杆及天线基座应有两个不同方向与建筑物的避雷带相连，以确保接地可靠，加强避雷安全。 避雷针的高度计算：有VHF天线3个,UHF天线1个，最低架设3m，每个上下间距0.5m，所以最高天线架设5m。单个天线的保护角45度，估算避雷针=8m。2、天线馈线必须通过天线避雷器后，方可与前端设备相连,以防雷电毁坏设备。 3、所有放大器外壳均可靠接地，且放大器的交流输入输出端接有浪涌冲击保护器。4、供电器的输入输出接有压敏电阻。室外的卫星电视接收天线把接收到的电视信号通过电缆传输到电视机房，通过避雷器保护后，将其输出端的信号通过
28、螺旋滤波器滤波，输出符合要求的信号。六、主要元件明细表设备名称型号数量备注开路天线V4LH5T1接收频道4CH开路天线V8LH12T1接收频道8CH开路天线V10LH12T1接收频道10CH开路天线U34LH20T 1接收频道35CH开路天线U20LH17T2接收频道19CH，40CH卫星天线SRA3000_A2天线口径3.0m卫星电视接收机SP4S-1/22功分器FPD-II2解调器MIC-80036调制器SXT-19917混合器HD16-1（无源）1输入路数24干线放大器SB-7530MZ116分支放大器SB-30MZ110二分配器HSP7724三分配器HSP7736六分配器HSP7742二分支器HDC-172-10108六分支器HDC-172-1448参考文献：1，有线电视工程设计与新技术应用 科学出版设 20062，有线电视工程设计、安装与调试 人民邮电出版设 2004