有线电视放大器应用
有线电视放大器的输入输出电平及信号调试
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ΔdBμV,在不使用ALC 干线放大器时,余量最大不超过
5dBμV。
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,余量可取3 dB μV。
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Si≥46+10lg10+8+2.4=66.4(dBμv),如考虑余量Δ
=3dBμv,则Si≥69.4 dBμv;如为20台
串联,则Si≥69.4 dBμv,同样的加余量,则Si≥72.4 dBμv。
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 dB μv左右,外线工为图方便,简单地在原放大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,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1dBμv时,能提高到2dBμv。
换句话说,当放大器输出电平降低1dBμv,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:
S≤Smax-1/2(CM-48)-10lgn
若考虑到环境温度的影响,上式还应减去余量,通常为3dBμv。
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:
S≤Smax-1/2(CM-48)-10lgn-5lg(N-1)-ΔdB
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 dB μv,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:
S≤Smax-1/2(CM-48)-10lgn-5lg(N-1)-ΔdB
即S≤124-1/2(52-48)-10lg10-5lg(21-1)-3=99 dBμv
若为20台放大器串联,则S≤89 dBμv。
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20~27dB范围内。
三、干线放大器的调试
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 dBμv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 dBμv
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70~80dBμv。
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75V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10dBμv 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。