毕业设计论文-有线电视系统设计

毕业设计论文-有线电视系统设计内容摘要：

光信号，输入光纤传输至远方；接收端 的光端机内有光检测器将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大 、再生后恢复还原输出。 对于长距离的光纤通信系统还需中继器，其作用是将经过长距离光纤衰减和畸变后的微弱光信号经放大、对失真的脉冲波形进行整形、校正生成一定强度的光信号，继续向前方以保证良好的通信质量。 系统各部分功能 ① 光发射机：光发射机是实现电 /光信号转换的光端机。 它由光源、驱动器 和调制器组成。 其功能是将来自于信号源（视频、音频或射频）的电信号对光源 发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光缆 去传输。 ② 光接收机：光接收机是实现光 /电转换的光端机。 它由光检测器和光放大器组成。 其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号（视频、音频或射频），然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到用户接收端去。 ③ 光缆 或光纤： 光缆 或光纤 构成光的传输通路。 其功能是将发射端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到接收端的光检测 器上去，完成传送信息任务。 ④ 中继器：中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。 它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行校正。 ⑤ 光缆 连接器、耦合器等无源器件：由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如 1Km)。 因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。 于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。 与电缆传输相比，光缆传输 主要有以下优点： ①损耗低，传输距离长。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 第四 章 传输系统的设计 13 ②传输频带宽、容量大。 ③传输质量高、保真度高。 ④抗干扰能力强、保密性好。 ⑤重量轻、敷设方便、可靠性高。 光缆传输的主要缺点如下： ①相对于同轴电缆传输，光缆及光端机的成本较高。 ②光缆的光接头处理工艺要求高，需要使用价格昂贵的专业设备，给施工和突发事件的抢修工作带来一定的困难。 本设计所用的传输系统 由于本次设计所针对的是城市小区的居民楼，所以要求在保证有线电视信号传输质量的同时尽量降低成本，因此大体上可以选用电缆传输系统进行有线电视信号的传输。 由于本 系统放大器与最终用户分支器间的距离最长不超过 120 米，且采用两级双向放大多级分配的网络结构，故选用 双向邻频 HFC 电缆电视传输网络系统(51GHZ)作主干，采用 RG6 四屏蔽电缆作用户分支电缆。 RG6 四屏蔽电缆的特点是：对 50MHz 以下的反向传输信号衰减小，抗干扰能力强，这对于 VOD 及未来三网合一的综合业务网的性能是至关重要的。 系统选用双向干线放大器，其技术特性为： 表 技术特性 频率范围： 47～ 750MHz 工作频道数 79 反向通路（可选） 430MHz 增益 30dB 可调均衡器 0～ 21 噪声系数 ＜ 8 工作输入电平 72dB 输出电平 102dB 反向增益 12dB 河南城建学院本科毕业设计（论文） 第五 章 分配系统的设计 14 第五章 分配系统的设计 分配系统的组成部分和特性 有线电视分配系统是由分配器，分支器，用户分配放大器和射频电缆组成的，它可以给每一个用户终端提供一个适当的电视信号的系统，它与用户最接近，分布也最广泛，使用的射频电缆，分支器分配器也最多。 分配器 分配器是有线电视系统中非常重要的器件，它可以实现把前段提供的高质量的信号传送给千家万户，并且 在传送的过程中，把一路信号分成多路传送。 由于射频有一定的特性阻抗，必须保持传输系统各部分之间有良好的阻抗匹配和相互隔离度。 通常用于放大器的输出端或把一条主线分成若干条支线，也可用于一条支干线的末端，通过它直接将信号分配到各个用户。 分配器的特性如下： ① 频率范围 ：分配器使用在整个有线电视网中，因此应具有宽带的频率特性；输入输出阻抗：有线电视网中的射频各种接口阻抗均应为 75 欧，以实现阻抗匹配，因此分配器输入端及输出端阻抗均应为 75 欧； ② 分配损失 ：在系统中总希望接入分配器损耗越小越好。 分配损失 Ls 的多少和分配路 数 n 的多少有关，在理想情况下 Ls=10lgn，当 n=2 时为二分配器分配损失为 3dB。 实际上除了等分信号的损失外，还有一部分是由于分配器件本身张衰减，所以总比计算值要大。 如在 550750MHz 时二分配器分配损失工程上常取值 ， 4 分配器损失常取值 8dB； ③ 相互隔离 ：相互隔离亦称分配隔离。 如果在分配器的某一个输出端加入一个信号，该信号电平与其它输出端 的 该信号电平之差即是相互隔离，一般要求分配器输出端隔离度大于 20dB 以上。 如果驻波比太大，则传输信号就会在分配器的输入端或者输出端产生反射，对图像质量产生 不良影响，如重影等。 分配器在工程中还分为过电型分配器、户外型分配器、户内分配器等。 ④ 驻波 比 ⑤ 反射损耗 ⑥ 射频特性 分支器 河南城建学院本科毕业设计（论文） 第五 章 分配系统的设计 15 分支器通常传接在分支线或干线的中途，由一个主输入端，一个主输出 端以及若干个分支输出端构成，其中分支输出端只得到主路输入信号的 小部分，大部分信号仍沿主路输出，继续向后传输。 分支器中信号传输具有：方向性：即只能由主输 入端向分支输出端传送信号，而不能由主输出端向分支输出端传送信号。 隔离性：只要在主输出口接有标准阻抗的同轴电缆或终端匹配电阻，分支口开路或短路对输入口的网络的影响 不大，有线电视网络运用这个特性来连接用户终端主输入口。 分支器的主要技术指标由插入损耗、分支损耗、分支相互隔离度、反向隔离、阻抗（ 75Ω）。 用户分配放大器 用户分配放大器的工作原理与干线放大器完全相同。 其主要作用是带动大量用户，由于它是处在最后一级射频放大，其技术指标要求相对于干线放大器要低一些，如平坦度 177。 ,反射损耗 12dB，且输出电平也可以稍高一些，一般要比 干线放大器高 610dB。 干线放大器与用户分配器在使用方面也有明显区别。 例如，在标准输入电平时，干线放大器的 C/N 比用户分配放大器好，用户分配放大器的载噪比比较低，不能用于干线放大。 干线放大器的最小输入电平是由系统的载噪比来确定的。 为了改善载噪比，可适当提高输入电平。 为了改善载波组合三次差拍比。 又必须减少输出电平，这是一对矛盾，要解决上述矛盾是很不容易的。 从实践中一般选用高质量、低增益的干线放大器。 干线放大器的增益是个恒定值。 有的人误认为放大器上衰减电位器可以改变放大器的增益，这是一种非常错误的认识。 放大器上的衰减器是用来改变放大器的输入电平。 放大器的实际输出电平减去放大器的增益等于放大器的输入电平。 用户分 配放大器的使用 有线电视用户放大器是担负用户分配任务的放大器，其输出电平较高、占用系统失真指标的份额较大，所以在使用时必须注意一点技巧，以获得最佳的分配效率，同时保证系统的质量指标。 有线电视网兴建初期，网络中只有用户放大器，那时，无论电缆网络有多长，用户放大器都得一级一级地串联下去。 用户放大器的串联级数 太 多了，其输出电平必然要降低，这很容易从当时的放大器输出电平计算公式中可以看出来： So＝ Somax－ 10 lg n－ lg（ N－ 1） ………………..( 51) 那个时候，各条电缆线路中用户放大 器的实际输出电平，的确是设计、调试在95dB 至 105dB 之间的某一个数值。 虽然时过境迁，那种放大器的设置、设计和调试河南城建学院本科毕业设计（论文） 第五 章 分配系统的设计 16 的观念已经过时，但是利用近期适用的放大器输出电平计算公式计算得出的结果，在某些地方也有可能是那么宽的电平范围。 因为电缆分配部分失真指标和载噪比指标的指标占用系数，是全系统的指标占用系数减去前端和各级光链路以后的剩余值，网络规模愈大、光缆级数愈多，电缆分配网络的指标占用系数愈少，而电缆分配网络里往往还有若干级延伸干线放大器要占用指标，因此各地区、各条线路用户分配放大器的失真指标和载噪比指标的指标 占用系数相差很大，即指标（分配）值相差很大，其中尤其是决定放大器最高输出电平的失真指标 CTB 差距更大。 近期适用的、传统的放大器输出电平设计算式和 CTB 指标值计算式是： So=Sa+（ 1/2） (CTBaCTB 分配值 )………………..( 52) CTB 指标值 = CTBa +2(Sa So) ….………………..( 53) 为了便于和下面提到的算式比较，将其变换成改进型的算式 [1]则是： So = 104+(1/2)( CTB104 CTB 分配值 ) ……………..( 54) CTB 指标值 =CTB104+2(104So) . . . .………………..( 55) 从算式 (2)至（ 5）中可以看出，用户放大器 CTB 指标的分配值决定用户放大器的输出电平值， CTB 指标的分配值差距大，设计出来的输出电平差距也大；要使用户放大器的 CTB 指标值符合设计要求值，只有通过改变放大器的输出电平才能达到。 最终就造成了用户放大器的输出电平设计选取范围高低相差很大的结果。 在没有进行用户放大器指标设计的地方，则反映在某些地方用户放大器的输出电平较高时，图像（失真）质量能达标；而另外一些地方要达到这样的图像质量，用户放大 器的输出电平要低得很多才行。 用户终端 用户终端作为系统输出口，安装于用户室内，是有线电视分配系统与用户电视机连接必不可少的装置。 它通常包括面板、接线盒，与用户电视机连接时还必须配用一段用户线和插头。 系统输出口按工作方式分终端式和串接式，串接式实际上就是串级分支器。 按输出口数目，终端分单输出口 （ TV） 、双输出口 （ TV、 FM、 DP） 3 种；同时又分成单向传输和双向传输两类。 输出口配用的插头有两种：一种是 75Ω 插头，另一种是 F 型插头。 终端安装方式育明装、暗装两种，明装适合于旧有系统改造；暗装适用于新 建楼房预埋好暗装电缆管道及盒的场合。 终端的主要技术指标 终端的主要技术指标有插入损耗、反射损耗、相互隔离度等。 国际 GBI 中对系统输出口的要求如下。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 第五 章 分配系统的设计 17 ①插入损耗。 TV 口对电视信号大约为 2dB， FM 口约为 10dB； ②反射损耗。 VHF 频段大于或等于 10dB， UHF 频段大于或等于 7dB； ③相互隔离度。 TV 口和 FM 口均大于或等于 22dB。 终端盒内必须接有耐高压（ ≥2020V）小电容器隔离，以保证人身和系统设备安全。 在有电磁干扰的地区，应该选用金属屏蔽型的终端。 TV 及 FM 口均应接上负载，使系统得以封闭。 常用终端 ①塑料面板终端。 塑料面板终端主要技术指标如下表所示。 塑料面板终端与接线盒装成一体，既可以用于明装（配明装地盒），也可用于暗装（直接用面板螺丝装在预埋盒上）。 表 主要技术指标 类型 频率范围 插入损耗 相互隔离度 反射损耗 单孔终端 45800 ≤ ≥10 双孔终端 45800 ≤ ≥25 ≥10 ②金属壳终端。 这种终端采用合金压铸外壳、金密封，电磁屏蔽大于 120dB。 其外形与某些分支器、分配器相似，标准 F 型端口输出，适用 于质量要求高的有线电视系统。 分配系统设计 分配系统的范围、组成 分配系统范围是在传输系统中除了干线和支干线之外的部分，包括用户分配放大器、无源分配网络（电缆、分支器、分配器）和用户终端。 其作用是把干线放大器的分支输出信号再放大传。