1、有线电视放大器的输入输出电平有线电视放大器的输入输出电平及信号调试逸叶小舟在有线电视传输网络中,信号电平不能太高,也不能太低。它主要受两种因素制约,即载噪比限制了最低电平,放大器的非线性造成的交扰调制和互调限制了最高电平。这两个因素的具体体现就是放大器的最小输入电平和最大输出电平。下面我们就来进行具体分析。1 放大器的最小输入电平有线电视信号在传输网络中传输时,由于电缆的损耗,电平将越来越低。当电平低到某一限度时,就必须用放大器进行放大,使电平再提高。因此传输网的干线上串接有多台干线放大器。为了保证信号的载噪比,必须使各级放大器的输入电平不低于放大器的最小输入工作电平。理论上传输网络干线的载噪
2、比为:C/N= Si -10lgn-F-2.4(式中C/N-干线载噪比,Si-放大器输入电平,n-放大器台数,F-噪声系数,2.4-基础热噪声)。从上式可知,在 C/N 和 F 给定的条件下,所有放大器的输入电平 Si要随着台数 n 的增加而增加,并且按 10lgn 的规律增加。在要求的C/N 值下,可以求得最小的输入电平 Si= C/N+10lgn+F+2.4,考虑到环境温度对输入电平带来的变化,如高温下电缆损耗增大,使输入电平降低,Si 就必须加余量 dBV,在不使用 ALC 干线放大器时,余量最大不超过 5dBV。如过大会使用户电平变化太大而影响指标,在使用 ALC 干线放大器时,余量可
3、取 3 dBV。例如:有 10 台放大器相串联,线段间损耗相等,且每台放大器的噪声系数为 8dB。按照设计要求,传输网干线的载噪比为 46 dB,则放大器的最小输入电平 Si 应为 Si46+10lg10+8+2.4=66.4(dBv),如考虑余量=3dBv,则 Si69.4 dBv;如为 20 台串联,则 Si69.4 dBv,同样的加余量,则 Si72.4 dBv。由上例可知,传输距离越远,放大器台数越多,输入电平要求越高,这也是是限制放大器串接台数的一个重要因素。在我所在地区的实际维护中,曾经因某段-9 型电缆老化,放大器的输入电平只有 50 dBv 左右,外线工为图方便,简单地在原放大
4、器后再串接一台放大器使输出电平达到要求。这样一来输出电平虽然升高了,但由于载噪比低,使图像雪花严重。另外我们在 300MHz 改造为 550MHz 时,由于传输电缆高频损耗较大,使原有的放大器输入电平达不到要求,当时由于时间紧,只是简单地在原有放大器后再加一级放大器,以提高输入电平,结果使放大器的载噪比降低, 图像雪花严重。因此,网络在升级改造时,必须对干线网重新设计,对放大器安装位置重新布置。2 放大器的输出电平在有线电视传输网络中,人们总是希望信号传输得越远越好,这就要求放大器的输出电平越大越好。但是由于交扰调制比限制了放大器输出电平的提高。同时,干线放大器的输出电平又和放大器的级数有关,
5、随着台数的增加,工作输出电平又会减少。从理论得知,交扰调制是三次谐波失真造成的,它的信号载噪比在电平降低 1dBv 时,能提高到 2dBv。换句话说,当放大器输出电平降低 1dBv,则交扰调制比就能提高 2dB。同时,传输干线的总交扰调制比和放大器的台数 n 有关,实质上是 n 台放大器的交扰调制比相叠加的结果。理论上,传输干线的总交扰调制比:CM=48+2(Smax-S)-20lgn(式中Smax-放大器最大输出,S-实际工作的输出电平,48-最大输出电平时放大器的交扰调制比,n-台数)故工作输出电平 S 应符合下式:SSmax-1/2(CM-48)-10lgn若考虑到环境温度的影响,上式还
6、应减去余量,通常为 3dBv。在实际应用中,由于频道的数量 N 造成交扰调制比降低 10lg(N-1)dB,所以放大器工作输出电平应为:SSmax-1/2(CM-48)-10lgn-5lg(N-1)-dB从上式可以看出,放大器的工作输出电平随着串接台数的增加可用的输出电平 S 就越低。同时,随着频道数量的增加,可用的输出电平 S 就越低。例如:某传输网络干线共有 10 台放大器串联,放大器最大输出电平为 124 dBv,工作 频道为 21 个,干线的交扰调制比设计为 52dB ,那么放大器的工作输出电平:SSmax-1/2(CM-48)-10lgn-5lg(N-1)-dB即 S124-1/2(
7、52-48)-10lg10-5lg(21-1)-3=99 dBv若为 20 台放大器串联,则 S89 dBv。由此可见,虽然干线放大器的最大输出电平很高,但实际可用的输出电平却很低。在我们的实际应用中,曾因某片区的电平偏低,图像出现雪花,增大放大器的增益后,结果又因放大器的非线性失真产生交互调,使图像变得更差。综上所述,为保证交扰调制比,必须降低干线放大器的输出电平;为保证载噪比,必须升高干线放大器的输入电平。并且它们都和串接的放大器台数有关,随着台数的增加,输入输出电平之间的差值越小。也就是说干线放大器的增益不能超过这个差值。一般的干线放大器的增益都在 2027dB 范围内。三、干线放大器的
8、调试那么,我们在对干线放大器的调试过程中应该怎样做呢?1 既要测试放大器输出电平也要测试其输入电平。理论分析与实际测试都证明:放大器的输入电平过低(当低于 65 dBv 时) ,加上衰减器、均衡器等插入损耗,其载噪比小于45dB(对单台放大器) ;过高(当高于 85 dBv 时) ,则在多频道(频道数大于 25)系统里,对质量稍差一些的模块,其个别频道则将出现交调,尤其在电缆远距离传输中,由于 200MHZ 附近的“凸”起,此现象较为严重。为此一般规定,输入电平为 7080dBv。2 既要测试放大器输入输出电平也要测试其工作电压适当的工作电压范围是保证放大模块正常工作的先决条件。电压高于 75
9、V 时(60V 的内供电干放) ,则电源稳压块发热严重,一旦击穿则有可能烧坏模块;当低于 28V 时,电源的波纹比变会增加。严重时,则会引起交流调制(在电视屏幕上出现上下移动的黑条或出现交流声) ,故应正确选择。3 对 200MHZ 附近出现“凸起”的输入信号电平进行预校正。在多频道(当频道数大于 20 时) 、电缆长距离传输的系统里,由于均衡差的积累,在 200MHZ 附近会出现“凸起” ,有时会高出高低端10dBv 以上,以致使个别频道出现交调(限制了信号传输距离) 。为此可选择具有“凸波”校正功能的干放。调试时,使用场强仪的扫描功能,以监测各频道的电平。5 注意电缆接头及各种插件是否接触
10、不良。干线放大器与-12、-9、-7 型电缆相连,有的用电缆接头,有的直接接入放大器 F 座,造成 F 座内孔变大。用-5 线作测试线测量时会产生接触不良,引起误差。另外,电缆防水接头与电缆的内外导体,均衡插片,供电插件等长时间使用极易氧化,我们在调整干放时,对已氧化的部位一定要除去氧化层,消除故障隐患。我们知道,一旦形成氧化层,就相当于在回路中增加了一个电容,对低频信号的阻碍作用就大于高频信号,出现低频信号变弱,同时也使一些外界干扰信号“趁虚而入” ,这也是“凸波”产生的又一重要原因。6 搞好放大器输出电平的“倾斜”调试我们知道电视信号在同轴电缆中传输时,频率越高,电缆对它的阻碍作用越大,我们可以使放大器的输出电平低频道略低于高频道,以减小下一级放大器的均衡量,一般取值为 2dBv。