有線電視傳輸前端主要設(shè)備的應(yīng)用

張若南

(同江市人民廣播電臺，黑龍江 同江156400)

1 天線放大器

1.1 天線放大器對提高輸出信號載噪比的貢獻(xiàn)

為了得到滿意的接收效果，實(shí)際生活中往往把電視接收天線架得很高，經(jīng)過很長的電纜傳輸?shù)角岸耍@樣信號電平就變得很低。天線在接收大氣中電磁波信號時(shí)，也接收到空間、地表和大氣產(chǎn)生的噪聲，放大器在放大信號時(shí)噪聲也同時(shí)被放大，故對天線放大器噪聲系數(shù)和安裝位置提出了較高的要求。天線放大器對提高輸出信號載噪比的貢獻(xiàn)可以概括為兩點(diǎn)：(1)天線放大器的噪聲系數(shù)比較小，整條通路的等效噪聲系數(shù)主要取決于天線放大器。(2)天線放大器安裝在緊靠天線的位置，消除了天線至前端機(jī)房的電纜衰減對等效噪聲系數(shù)的膨響。

1.2 對于天線放大器增益大小的具體要求

減小噪聲系數(shù)和提高增益在技術(shù)上是一對矛盾。很小的噪聲系數(shù)的獲得往往是以犧牲增益為代價(jià)的。那么，對天線放大器的總體增益是不是就可以不要求？天線放大器的增益是一個(gè)至關(guān)重要的指標(biāo)，它對等效噪聲系數(shù)的貢獻(xiàn)也起著相當(dāng)重要的作用。對于天線放大器增益大小的具體要求，主要基于以下兩點(diǎn)考慮：(1)天線放大器的增益受最大輸出電平的限制，即受非線性失真指標(biāo)的限制(上限)。(2)天線放大器的增益需保證級聯(lián)放大器的噪聲系數(shù)在總等效噪聲系數(shù)中可忽略不計(jì)(下限)。

2 頻道放大器

頻道放大器是進(jìn)行單頻道放大的器件，它是組成共用天線系統(tǒng)前端的重要設(shè)備。頻道放大器的作用有三點(diǎn)：(1)抑制帶外信號分量以減小輸出信號中的交調(diào)和互調(diào)失真。(2)對單頻道信號進(jìn)行放大，以獲得較高的輸出電平。(3)進(jìn)行各頻道電平的分別調(diào)整，使輸出信號中各頻道電平基本一致，并進(jìn)行電平控制，以獲得穩(wěn)定的輸出電平。

3 頻道變換器

進(jìn)行頻道變換的目的主要有兩個(gè)：(1)為了傳輸目的而進(jìn)行頻道變換。在比較大的共用天線系統(tǒng)中，常常把UHF電視信號轉(zhuǎn)換成VHF電視信號，或把較高端的UHF電視信號變換成較低端的UHF電視信號進(jìn)行傳輸。由于信號頻率低有利于縮小傳輸信號的總帶寬，容易保證信號的傳輸質(zhì)量，降低系統(tǒng)的造價(jià)。有線電視系統(tǒng)中，為了充分利用頻道資源而采用增補(bǔ)頻道進(jìn)行傳輸時(shí)，也必須使用頻道變換設(shè)備。綜合系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)雙向傳輸時(shí)，也必然要采用頻道變換技術(shù)。(2)為改善信號傳輸質(zhì)量而進(jìn)行頻道變換。在強(qiáng)場強(qiáng)區(qū)，一般采用變換頻道的辦法使傳輸頻道躲開強(qiáng)信號開路頻道，以防止直射波串?dāng)_而引發(fā)前重影。

4 信號處理器

4.1 信號處理器的作用

信號處理器也稱頻道處理器，它是一種功能更全、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、指標(biāo)更高的頻道變換器。采用鄰頻傳輸方式的有線電視系統(tǒng)，滿足鄰頻道傳輸?shù)奶厥庖螅玫搅钊藵M意的圖像質(zhì)量。

4.2 信號處理器的分類

信號處理器可分為兩類：一是外差變換器型；二是解調(diào)一調(diào)制型。解調(diào)一調(diào)制型信號處理方式主要用于需要通過微波中繼或進(jìn)行高質(zhì)量加擾的大型復(fù)雜系統(tǒng)。該方案非常復(fù)雜，突出優(yōu)點(diǎn)是可以采用視頻處理設(shè)備以提高信號質(zhì)量和進(jìn)行基帶加擾。常用的信號處理器是外差變換器型。工程應(yīng)用上，根據(jù)輸出頻率是否可調(diào)，信號處理器又有固定頻道型和捷變頻型。

5 調(diào)制器

綜合系統(tǒng)的前端要處理的信號來源復(fù)雜，除普通開路電視信號和開路調(diào)頻廣播信號，還有電視節(jié)目信號、衛(wèi)星電視信號、微波傳送電視信號等。普通開路信號可用相應(yīng)的信號處理器進(jìn)行處理。實(shí)際應(yīng)用中，甚至出現(xiàn)了用解調(diào)器一調(diào)制器組合取代信號處理器來處理開路信號的趨勢。前端中用到的調(diào)制器一般有三種，即電視調(diào)制器、調(diào)頻立體聲調(diào)制器和數(shù)字調(diào)制器。

5.1 電視調(diào)制器

電視調(diào)制器的輸入視音頻信號來自攝像機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)或其它視音頻播出設(shè)備，有經(jīng)過衛(wèi)星接收機(jī)和微波接收機(jī)解調(diào)的視音頻輸出，也有其它視音頻處理設(shè)備的輸出。經(jīng)過電視調(diào)制器的視音頻信號即可視同開路接收的標(biāo)準(zhǔn)電視信號，對電視調(diào)制器的要求類同于對電視發(fā)射機(jī)的性能要求，制式標(biāo)準(zhǔn)都必須符臺我國的電視發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)，二者之間的明顯差別僅在于一個(gè)是大功率、一個(gè)是微功率。

從調(diào)制方式上劃分，電視調(diào)制器可分為直接調(diào)制(或稱商頻調(diào)制)和中頻調(diào)制兩類，類似于頻道變換器的直接變換和中頻變換之分。此分類方法與性能、價(jià)格相關(guān)。凡是電氣性能要求較高的場合都采用中頻調(diào)制方式，而一些簡易調(diào)制器則采用直接調(diào)制方案。

5.2 調(diào)頻立體聲調(diào)制器

調(diào)頻立體聲調(diào)制器的作用是把高質(zhì)量的立體聲音頻信號轉(zhuǎn)換成適合有線電視系統(tǒng)傳輸?shù)纳漕l信號。在有線電視系統(tǒng)中可利用87-108 MHz的調(diào)頻波段傳送調(diào)頻廣播節(jié)目，其終端設(shè)備不再是電視接收機(jī)，而是調(diào)頻接收機(jī)。因此，在帶有調(diào)頻廣播功能的有線電視系統(tǒng)中，其用戶終端盒必須帶有TV和FM兩個(gè)插座，實(shí)現(xiàn)分路的方法可以用功分法和頻分法。頻分法采用分渡濾波器在終端盒進(jìn)行TV和FM的分離，只適用于系統(tǒng)中沒有五頻道電視節(jié)目的場合，否則較難確定頻率分割點(diǎn)。功分法則采用分支器進(jìn)行分離，基本不受什么限制，應(yīng)用較為廣泛。盡管調(diào)頻立體聲廣播在我國目前的有線電視系統(tǒng)中還不普及，社會需求也不迫切，但在賓館、飯店、學(xué)校等一些特定場所還是具有比較大的實(shí)用價(jià)值。現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng)幾乎無一例外地為FM廣播預(yù)留了頻段，隨著要求增加，高質(zhì)量的調(diào)頻立體聲廣播必然在有線電視系統(tǒng)中逐漸使用。

6 導(dǎo)頻信號發(fā)生器

在傳統(tǒng)的有線電視系統(tǒng)中，廣泛使用同軸電纜進(jìn)行傳輸，其衰減量隨著溫度和頻率而變化。信號在同軸電纜干線中傳輸時(shí)，由于干線有時(shí)長達(dá)數(shù)公里，而且隨著四季的氣溫變化，傳輸信號的衰減值和幅頻特性的傾斜度都要出現(xiàn)變化。要使信號電平保持穩(wěn)定，需在干線放大器中進(jìn)行自動增益控制(ACC)和自動斜率控制(ASC)，以補(bǔ)償溫度變化的影響。要使干線放大器能輸出穩(wěn)定的電平，必須在復(fù)合信號中混入一到兩個(gè)固定頻率的載渡信號。產(chǎn)生導(dǎo)頻信號的裝置稱之為導(dǎo)頻信號發(fā)生器，它是采用同軸電纜作為傳輸手段的大系統(tǒng)前端的重要組成設(shè)備之一。為使干放能較好地補(bǔ)償電纜衰減的溫度特性，根據(jù)實(shí)際需要采用兩種方法：即單導(dǎo)頻控制法和雙導(dǎo)頻控制法。比較而言，單導(dǎo)頻控制法簡單一些，但控制精度不高，這是由熱敏元件的局限性決定的。單導(dǎo)頻控制法一般只適用于較小系統(tǒng)或者在要求不高的場合作為一種輔助手段。而雙導(dǎo)頻控制法則控制精度高，盡管復(fù)雜一些，成本也較高，但在要求比較高的系統(tǒng)中已被廣泛采用。

導(dǎo)頻頻率的選擇以對系統(tǒng)傳輸頻帶的最低端和最高端處的控制量相當(dāng)為原則，這樣才能保證干線放大器的幅頻特性保持平衡。在單導(dǎo)頻控制時(shí)，導(dǎo)頻頻率通常選擇在系統(tǒng)傳輸頻帶的中點(diǎn)附近；在雙導(dǎo)頻控制時(shí)，導(dǎo)頻頻率則選擇在頻帶的高、低兩端，用低導(dǎo)頻信號控制斜率，高導(dǎo)頻信號控制增益。在具體應(yīng)用中，雙導(dǎo)頻控制容易做到對高端和低端的控制量比較接近，而單導(dǎo)頻控制則往往會出現(xiàn)高端控制量不足而低端控制量過大的現(xiàn)象。