精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan教師學(xué)科教案[20–20學(xué)年度第__學(xué)期]任教學(xué)科：_____________任教年級：_____________任教老師：_____________市實驗學(xué)校育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan本學(xué)期教學(xué)的相法：1、要給學(xué)生進行分組，2、要充分高計一些問題讓學(xué)生組隊來完成〔如，教學(xué)樓的有線電視分配，工程設(shè)計，針對一顆衛(wèi)星，設(shè)計接收方式，材料的報價，性能解析，等〕3、要注意標準學(xué)生的報告格式，必要時提示范本；4、接合本學(xué)期學(xué)生可能提前走，提前設(shè)計一些議論方向，目的讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。第一章1.1有線電視的起源與展開一起源〔略〕1940年美國的共用天線二有線電視的特點有線電視系統(tǒng)的功能擁有以下特點1、改進了用戶電視的收視質(zhì)量擴大了電視的覆蓋范圍開路電視播送擁有直線流傳的特點，很容易受城市高大建筑和遙遠地域地勢的影響!而產(chǎn)生弱場強區(qū)和陰影區(qū)同時建筑物和頂峰等不單會阻截電波而且還能造成電波的屢次反射。因而產(chǎn)生對電視圖像的攪亂，其他，受電視臺發(fā)射功率限制和空間介質(zhì)對電視信號流傳的衰減，使得距發(fā)射臺較遠地域的信號強度大為降低。由于各電視發(fā)射臺的地址、高度和發(fā)射功率各不相同，用戶接收到的信號強度差別很大這些客觀因素存在使個體接收的用戶難以收看到高質(zhì)量的電視節(jié)目。但是對有線電視臺來說，那么可以經(jīng)過采用高增益天線，增加天線放大器、加高接收天線高度和選擇適宜的地址安裝天線等舉措提高接收信號的質(zhì)量，再通過有線電視系統(tǒng)傳輸給用戶，進而改進了處于不利地理地址和接收環(huán)境下用戶的收視效果進而擴大了電視的覆蓋范圍。2、用戶接收的電視節(jié)目數(shù)量顯著增加頻譜資源獲得充分利用有線電視系統(tǒng)本身是一個相對獨立的系統(tǒng)。它既不受開路電視信號的影響，也不會對其他系統(tǒng)產(chǎn)生攪亂。因而可最大限度地利用頻率資源，有線電視系統(tǒng)經(jīng)過采用先進的鄰頻辦理技術(shù)和啟用在開路電視中不可能使用的增補頻道。更進一步大大增加了系統(tǒng)內(nèi)傳送節(jié)目的數(shù)量，節(jié)目數(shù)達數(shù)十套之多。特別是近幾年來數(shù)字壓縮技術(shù)的展開，使有線電視系統(tǒng)可以傳送的節(jié)目數(shù)超過了上百套。3、有利于展開付費電視業(yè)務(wù)，知足不同用戶的收視要求有線電視系統(tǒng)節(jié)目傳送能力的不斷提高，為不同層次用戶提供多種特意內(nèi)容的節(jié)目并收取一定費用提供了有利條件。如開設(shè)體育、電影、音樂、商品信息等專用頻道、相對于無線電視播送，有線電視經(jīng)過采用加解擾技術(shù)使付費電視業(yè)務(wù)中的收費管理更簡略。進而取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。4、可擴展成多媒體寬帶網(wǎng)，提供多種效勞業(yè)務(wù)作為一個已進入千家萬戶的大型寬帶網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過對有線電視系統(tǒng)進行必要的擴大和實施以雙向化為代表的技術(shù)改造?？梢詫⑵鋽U展成為多媒體寬帶接入網(wǎng)。實現(xiàn)其綜合利用。經(jīng)過這一網(wǎng)絡(luò)不單可以為用戶提供已有的模擬電視播送，還可以提供數(shù)字電視播送、圖文廣播以及、電子信箱、Internet接入、視點播、交互式視頻游戲、遠程教學(xué)、遠程醫(yī)療、網(wǎng)上購物等綜合性效勞。三有線電視的展開四、有線數(shù)字電視什么是數(shù)字電視？指采集、制作、播出、存儲、接收采用數(shù)字技術(shù)的電視。頻道擴容，畫質(zhì)提高、交互式出現(xiàn)、增值業(yè)務(wù)。〔模糊媒體間的區(qū)別〕1.2有線電視的基礎(chǔ)知識一、電磁波流傳的根本知識1、電磁波育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan無線電波和其他電磁波同樣，其波長、頻率和流傳速度有如下關(guān)系c/f極化的觀點2、電磁波的劃分書上有進一步的細分。3、電磁波的發(fā)射與接收天線的可逆水平與垂直極化波的天線地址二、信號的分貝表示分貝的定義使用分貝的好處三電平的表示1、相對電平2、絕對電平3、幾種絕對電平的單位如dBmWdBuV及0dB10dB20dB的含義四噪聲信噪比與噪聲系數(shù)1、信噪比=10lg(S/N)=S-N2/載噪比=10lg(C/N)載噪比與信噪比之間的關(guān)系C/N=S/N+6.4dBVoIP〔VoiceoverInternetProtocol〕簡而言之就是將模擬聲音訊號(Voice)數(shù)字化，以數(shù)據(jù)封包(DataPacket)的型式在IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(IPNetwork)上做實時傳達。VoIP最大的優(yōu)勢是能廣泛地采用Internet和全球IP互連的環(huán)境，提供比傳統(tǒng)業(yè)務(wù)更多、更好育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan的效勞。VoIP可以在IP網(wǎng)絡(luò)上廉價的傳送語音、、視頻、和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，如統(tǒng)一消息、虛構(gòu)、虛構(gòu)語音/郵箱、查號業(yè)務(wù)、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、電視會議、電子商務(wù)、存儲轉(zhuǎn)發(fā)和各種信息的存儲轉(zhuǎn)發(fā)等。1.3有線電視系統(tǒng)歸納有線電視系統(tǒng)的構(gòu)造可以分成四個部份，這一節(jié)的內(nèi)容就是先從總體上來介紹有線電視系統(tǒng)的組成，要求注意的是本是一種歸納，是讓學(xué)生對有線電視系統(tǒng)有一個印像：育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan上圖是一個有線電視的系統(tǒng)根本構(gòu)造框圖一、信號源1、空間接收的信號如有：播送電視信號、衛(wèi)星電視信號、微波電視信號2、自辦的節(jié)目信號本教材的P9最后一段二射頻前端作用其作用是將從信號源來的信號，進行必要的辦理，將其轉(zhuǎn)變成適于傳輸?shù)纳漕l信號前端的作用有頻率轉(zhuǎn)變—調(diào)制—頻道變換—放大—混雜—混雜--分配三、干線傳輸系統(tǒng)作用是把前端的信號傳輸至用戶以傳輸?shù)拿劫|(zhì)分類有1、同軸電纜2、光纜3、微波四、用戶分配網(wǎng)絡(luò)由分配放大器、延放大器、分配器、分支器、用戶終端盒等組成育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan1.4有線電視的鄰頻道傳輸技術(shù)在這一節(jié)中我們主若是要議論，有線電視系統(tǒng)中的頻率利用與劃分問題。由于在一個時空中頻率資源是有限的，為此人們在傳輸電視信號時，對占用什么頻率有著規(guī)定。同時由于技術(shù)的進步，電視頻率的劃分還出現(xiàn)一些變化。主若是早期的隔頻傳輸與現(xiàn)在的鄰頻傳輸。為了解析頻道傳輸問題，我們首先回憶一下，人們對頻譜的劃分：一、有線電視傳輸頻譜劃分我國規(guī)定的無線播送電視頻率主要有48.5MHz～108MHz、167MHz～223MHz、470MHz～566MHz和606MHz～958MHz4個頻段，開路電視頻道一共有68個，每個頻道的帶寬都是8MHz，其頻率范圍由fV-1.25MHz到fV+6.75MHz，其中fV是圖像載頻，而伴音載頻fA比圖像載頻高6.5MHz圖電視頻道的頻譜散布圖有線傳輸系統(tǒng)的頻率配置方案基于無線電視播送頻率配置方案，并增加了有線電視專用的增補頻道。對于單向有線電視系統(tǒng)而言，各鄰頻系統(tǒng)擁有的頻率資源情況如下表鄰頻系統(tǒng)300MHz450MHz550MHz750MHz862MHz標準頻道DS1～DS12DS1～DS12DS1～DS22DS1～DS42DS1～DS56增補頻道Z1～Z16Z1～Z35Z1～Z37Z1～Z42Z1～Z42育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan共計〔個〕2847598498〔同時可參看書中P12圖1-5的表述〕二、隔頻傳輸這是一種老技術(shù)標準，在配置好的系統(tǒng)中，VHF段只用6個頻道，UHF段只能用10個頻道，其中UHF中的大局部不可用。這一技術(shù)現(xiàn)在只在一些小型自辦電視臺中使用如學(xué)校，廠礦對節(jié)目數(shù)要求不高的場合。隔頻傳輸?shù)亩x：系統(tǒng)所使用的頻道不相邊，而是間隔著使用。其原因是1、戰(zhàn)勝鄰頻的攪亂2、戰(zhàn)勝鏡像頻道攪亂；3、降低高頻的衰減不一致三、鄰頻傳輸即連續(xù)應(yīng)用標準電視頻道，的一種傳輸形式，是當前使用的。1、鄰道抑制度60DB最好全部抑制，但事實上不可行，下降60dB只是主觀上感覺不到鄰道的最低限度。2、帶外抑制度本頻道8MHz外的成分相對于基準電平小60dB.即有純的頻譜。3、圖像載波電平與伴音載波電平之比可調(diào)。17dB的要求，目的是使鄰道的伴音缺乏以本頻道的圖像。4、各頻道的電平相對一至，任意頻道間差小于10dB，相鄰的小于2dB.四、信號的辦理方式為到達以上的技術(shù)要求，對電視信號要進行辦理。由于對于RF信號頻率高不宜辦理，一般多采用中頻辦理方式。故這里所議論的是有線電視系統(tǒng)前端的一些問題。信號辦理器的組成：下變頻器、中頻信號辦理器與上變頻器三個局部。特點與功能：1、為解決A/V可調(diào)進行音視頻分別；2、為解決帶外抑制度用聲外表波濾波3、為解決各頻道的電平相對一致采用AGC電路4、為保證頻率的穩(wěn)定性采用晶振。五有線電視系統(tǒng)的頻率配置見P15表1-4第二章播送電視接收2.1有線電視接收系統(tǒng)的根本組成一、一些根本觀點1、開路電視電視節(jié)目經(jīng)過空間電磁波傳送的，其工作頻道是標準頻道。2、陷波器陷波器是一種諧振電路，也許說是一種自動開關(guān)的感覺器，在天線工程上應(yīng)用它可以根據(jù)信號的頻率，自動延長或縮短天線的長度。無線電接收機中特意用育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan于除掉某些無用信號以減小對有用信號的攪亂的濾波器。用在電路上濾除不需要的頻率的信號，比方在帶通濾波器通頻帶的邊緣外加陷波器，平時是串通一個并聯(lián)諧振回路，或并聯(lián)一個串通回路，它們的諧振頻率就是要濾除的頻率，二、開路電視的根本組成見書P17的圖2-1注意三個問題1、天線的方向?qū)?yīng)不同的極化信號2、加濾波器與陷波器的作用3、最終信號輸送給誰？2.2接收天線與饋線天線在播送電視中的作用：引入電磁波，是第一道門檻一、天線的根本參數(shù)1、輸入阻抗;天線經(jīng)過傳輸線與發(fā)射機相連，天線作為傳輸線的負載，與傳輸線之間存在阻抗匹配問題。天線與傳輸線的連接處稱為天線的輸入端，天線輸入端體現(xiàn)的阻抗值定義為天線的輸入阻抗(InputResistance)，即天線的輸入阻抗Zin為天線的輸入端電壓與電流之比：ZinUinRinjXinIin其中，Rin、Xin分別為輸入電阻和輸入電抗，它們分別對應(yīng)有功功率和無功功率。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan有功功率以損耗和輻射兩種方式耗散掉，而無功功率那么駐存在近區(qū)中。天線的輸入阻抗決定于天線的構(gòu)造、工作頻率以及周圍環(huán)境的影響。輸入阻抗的計算是比較困難的，因為它需要正確地知道天線上的鼓勵電流。除了少數(shù)天線外，大多數(shù)天線的輸入阻抗在工程中采用近似計算或?qū)嶒灉y定。2、天線方向性與方向圖是指在離天線一定距離處,輻射場的相對場強〔歸一化模值〕隨方向變化的曲線圖,平時采用經(jīng)過天線最大輻射方向上的兩個相互垂直的平面方向圖來表示。天線的輻射與接收作用散布于整個空間，因而天線的方向性即天線在各方向輻射〔或接收〕強度的相對大小可用方向圖來表示。以天線為原點，向各方向作射線，在距離天線同樣距離但不同方向上測量輻射〔或接收〕電磁波的場強，使各方向的射線長度與場強成正比，即得天線的三維空間方向散布圖。這樣的方向圖是一空間曲面，如圖2-6〔a〕所示。zrz1.01.0Ox1.0r(b)y1.0x

rsin2sinO1.0xy(a)(c)圖2-6天線空間與平面方向圖(a)天線空間方向圖;(b)E平面方向圖;(c)H平面方向圖3、主瓣寬度對于任一天線而言，無論是E面方向圖仍是H面方向圖，它們一般呈花瓣狀，故方向圖又稱為波瓣圖。最大輻射方向所的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣，處于主瓣正前方的波瓣稱為后瓣。見圖2－7。所謂主瓣寬度平時是指主瓣最大值兩側(cè)功率密度等于最大方向上功率密度一半的兩個方向間的夾角，以2θ0.5表示。當功率密度下降一半，場強那么相應(yīng)地降至0.707倍。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan4、天線的頻帶寬度與天線的尺寸有關(guān)，越大越寬5、天線的駐波比全稱為電壓駐波比，又名VSWR和SWR，為英文VoltageStandingWaveRatio的簡寫。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅Ｖmax，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Ｖmin，形成波節(jié)。其余各點的振幅值那么介于波腹與波節(jié)之間。這種合成波稱為行駐波。駐波比是駐波波腹處的聲壓幅值Vmax與波節(jié)處的聲壓Vmin幅值之比。在駐波管法中，測得駐波比，就可以求出吸聲材料的聲反射系數(shù)和吸聲系數(shù)。在無線電通信中，天線與饋線的阻抗不匹配或天線與發(fā)信機的阻抗不匹配，高頻能量就會產(chǎn)生反射折回，并與前進的局部攪亂會集發(fā)生駐波。為了表征和測量天線系統(tǒng)中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，人們建立了“駐波比〞這一觀點，SWR=R/r=(1+K)/(1-K)反射系數(shù)K=(R-r)/(R+r)(K為負值時說明相位相反)式中R和r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當兩個阻抗數(shù)值同樣時，即到達完全匹配，反射系數(shù)K等于0，駐波比為1。這是一種理想的狀況，實際上總存在反射，所以駐波比總是大于1的。二、幾種常有的天線1、半波振子〔有源〕2、折合振子3、引向天線〔4、組合天線三、饋線僅要考慮阻抗匹配而且還要進行平衡--不平衡變換。1、λ/4平衡變換器〔λ是信號頻率的波長〕λ/4平衡變換如圖1所示，半波振子的輸入阻抗是75歐的平衡負載，用75歐的同軸電纜與之配接雖然阻抗是匹配了，但平衡卻不匹配，必須參加一個平衡變換器。半波振子的一臂與主饋線外導(dǎo)體相連〔圖1中的A點〕，另一臂與λ/4導(dǎo)體上端和同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連接〔圖1中的B點〕，λ/4導(dǎo)體的下端那么通很短接金屬環(huán)與主饋線的外導(dǎo)體育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan相接〔圖1中的C點〕。那么A--?B點之間的距離為λ/2，所以，B點的信號送到A點時恰巧反相，這樣一來就把同軸線的不對稱變?yōu)閷ΨQ了。從A、B兩點向短接金屬環(huán)看進去是一段λ/4的短路線，其阻抗為無窮大，所以對阻抗匹配不會造成影響。2、不對稱U型環(huán)平衡變換如圖2所示，它由兩段特性阻抗均為75歐的同軸線組成，其中一段為λ/4，另一段為3λ/4，兩段同軸線的內(nèi)導(dǎo)體分別與半波振子的兩臂A、B相連，另一端與主饋電纜相連于C點，可見主饋線到振子兩饋電點路徑的波程相差為3λ/4-λ/4=λ，/2即兩饋電點的信號電壓大小相等，方向相反。因而保證了平衡饋電。阻抗匹配：由于半波振子是平衡式的，每個饋電點對地阻抗為75/2=37.5歐，饋電點A經(jīng)過λ/4的75歐電纜到C點的阻抗為：75平方/37.5=150歐，饋電點B經(jīng)過3λ/4〔λ/4的奇數(shù)倍〕75歐電纜到C點的阻抗為：75平方/37.5=150歐，那么C點的合成阻抗為：150/2=75歐。顯然和主饋電纜的阻抗是匹配的。3、λ/2平衡變換器育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplanλ/2平衡變換器又叫U型平衡變換器，如圖3所示，折合半波振子天線〔輸入阻抗為300歐〕與會75歐的同軸線連接時，二者阻抗不匹配，因此必須在它們之間加裝U型平衡變換器。從圖3可看出，饋電點A和B的對地阻抗為300/2=150歐，信號從主饋電纜傳至A點分成兩路，分別供給振子左右兩邊的負載。由于A、B兩饋電點的波程差為λ/2。因此，A、B兩饋電點的電源大小相等，方向相反，進而到達了平衡變換的目的。再看阻抗方面，由于A、B兩點的對地阻抗均為150歐，那么合成在一起后，A點的阻抗應(yīng)為兩饋電點的并聯(lián)值即150/2=75歐，所以阻抗也是匹配的。2.3廣電接收的其他設(shè)備1、天線放大器用于天線與饋線間的超高頻、寬帶、低噪聲放大器。用于增強因接收距離太遠而造成的較弱信號、補償天線與電視機間傳輸距離的損耗以及共用天線系統(tǒng)中保證分配器獲得必需的輸入功率，以提高接收質(zhì)量。2、頻道濾波器2、陷波器陷波器是一種諧振電路，也許說是一種自動開關(guān)的感覺器，在天線工程上應(yīng)用它可以根據(jù)信號的頻率，自動延長或縮短天線的長度。無線電接收機中特意用于除掉某些無用信號以減小對有用信號的攪亂的濾波器。用在電路上濾除不需要的頻率的信號，比方在帶通濾波器通頻帶的邊緣外加陷波器，平時是串通一個并聯(lián)諧振回路，或并聯(lián)一個串通回路，它們的諧振頻率就是要濾除的頻率，在電視機電路中頻局部很常有。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan3.1衛(wèi)星電視系統(tǒng)的根本組成衛(wèi)星電視播送就是利用靜止衛(wèi)星上的大功率轉(zhuǎn)發(fā)器向特定的地域傳送播送電視信號，用戶經(jīng)過相應(yīng)的接收設(shè)備直接收看電視和〔或〕收聽相應(yīng)的節(jié)目，一般地稱這種播送方式為衛(wèi)星電視播送。同步衛(wèi)星只能存在于地球赤道面上距地35800公里處的軌道上。僅從理論上解析，有三顆衛(wèi)星可進行全球通信覆蓋。一、衛(wèi)星電視播送系統(tǒng)的組成衛(wèi)星電視播送系統(tǒng)主要有上行地球站、播送衛(wèi)星、衛(wèi)星電視接收站、衛(wèi)星測控站四大個主要局部組成。下面是衛(wèi)星電視播送系統(tǒng)組成示意圖，〔1〕上行地球站〔簡稱上行站〕上行地球站的主要任務(wù)就是把電視播送中心的播送電視信號加以信號辦理，并經(jīng)過調(diào)制、上變頻，然后對輸出信號的功率進行放大辦理，再經(jīng)過定向發(fā)射天線向衛(wèi)星發(fā)送上行微波信號。同時也接收由衛(wèi)星下行微弱的微波信號，以監(jiān)測衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目質(zhì)量。平時將地面發(fā)送到衛(wèi)星的信號稱為上行信號，把衛(wèi)星傳送到地面的信號叫做下行信號。上、下行信號的載波頻率是不同樣的，這樣就防備了上行信號和下行信號育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan之間的相互攪亂。上行地球站可以是一個或多個，根據(jù)它們的功能的不同又可分為：①上行主站：上行主站是固定的衛(wèi)星電視信號發(fā)射中心，它擁有發(fā)射電視信號給衛(wèi)星和接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回來的電視信號的功能；其他，它還可以監(jiān)測衛(wèi)星傳輸?shù)男盘柡瓦b控衛(wèi)星的狀態(tài)以保證衛(wèi)星傳輸信號的質(zhì)量；②上行分站：上行分站的主要功能是和上行主站相似，當主站出現(xiàn)問題時，可以作為上行主站的備份，只但是上行分站不具備對衛(wèi)星信號的監(jiān)測功能和遙控功能；③上行移動站：上行移動站常用于現(xiàn)場直播或現(xiàn)場采訪。上行移動站安裝在專用的衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播車上，相當于一個移動的上行分站。其特點是設(shè)備移動性好，方便靈巧。〔2〕播送衛(wèi)星電視播送衛(wèi)星，它近似于一個電視差轉(zhuǎn)站，將設(shè)置在地球上的上行站發(fā)射的電視載波信號接收放大和頻率變換辦理后，再向所效勞的覆蓋地域轉(zhuǎn)發(fā)。為了實現(xiàn)播送電視信號的正常轉(zhuǎn)發(fā)，要求衛(wèi)星保持精確的姿態(tài)和軌道地址。并且衛(wèi)星相對于地球是靜止的，以便地面衛(wèi)星接收站正確地接收衛(wèi)星傳送的信號?！?〕衛(wèi)星電視接收站它主要用來接收播送衛(wèi)星下發(fā)的電視節(jié)目信號，由接收天線接收衛(wèi)星電視調(diào)頻載波信號，經(jīng)解調(diào)后送出電視視頻信號和伴音信號。各類接收站為用戶提供不同傳輸方式來收看衛(wèi)星電視節(jié)目。接收站可分為四各種類：①個體接收者：當衛(wèi)星向效勞區(qū)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)目信號，電波到達地面的功率足夠大時，用戶可以用小型的衛(wèi)星電視接收設(shè)備直接接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的電視節(jié)目。②集體接收站：它是一種較大天線的接收裝置，接收播送衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的節(jié)目，供集體用戶收看。如播送電視大學(xué)的遠程教學(xué)接收點或一些單位的辦公大廈等。③無線接收站：主要用來接收衛(wèi)星電視信號，作為電視節(jié)目源，供設(shè)在該地域的電視臺或轉(zhuǎn)播臺進行轉(zhuǎn)播，即無線轉(zhuǎn)播。④有線電視收轉(zhuǎn)站：將接收到的衛(wèi)星電視信號經(jīng)放大、變頻和調(diào)制變換后，以VHF或UHF調(diào)幅電視信號形式，經(jīng)過有線電視系統(tǒng)分送到各用戶收看衛(wèi)星電視節(jié)目?！?〕遙測遙控追蹤站該站的主要任務(wù)是測量衛(wèi)星的各種參數(shù)，監(jiān)測調(diào)整衛(wèi)星上所有設(shè)備的工作狀況。如衛(wèi)星內(nèi)部設(shè)備的電壓、電流、功率、溫度、壓力等；對衛(wèi)星實施各種功能狀態(tài)的變換。測控衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道地址，調(diào)整衛(wèi)星狀態(tài)以保證衛(wèi)星相對于地球靜止，并使衛(wèi)星天線波束對地球外表地覆蓋地域保持不變等等。二、衛(wèi)星電視播送的特點〔1〕覆蓋面積大，傳輸距離遠，能量散布平均，但信號弱。同步衛(wèi)星位于赤道上空約35786km的高空，一顆衛(wèi)星的視區(qū)可達全球面積的42.4%，三顆衛(wèi)星可覆蓋全球，由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器是利用定向天線把電波齊聚成窄波束，能比較平均的輻射到覆蓋地域內(nèi)，效勞區(qū)中心和邊緣地域的電場一般相差2～4dB，同時在效勞地域內(nèi)不受地理條件限制，是解決遙遠地域和山區(qū)的電視覆蓋的最好方法。特別是我國幅員遼闊，地域復(fù)雜，用一個轉(zhuǎn)發(fā)器就能平均地覆蓋整個國土。由于衛(wèi)星的輻射功率小，而且衛(wèi)星離地面距離遠，因此，到達地面的場強要比一般地面電視播送弱30dB以上，故要接收衛(wèi)星電視信號需要較大的天線和低育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan噪聲前置放大器。〔2〕衛(wèi)星電視播送質(zhì)量高、傳送節(jié)目套數(shù)多，信息容量大。衛(wèi)星電視播送采用的是調(diào)頻，因而抗攪亂能力強，輸出信噪比高，失真??；工作頻率高，受工業(yè)攪亂、無線電波等攪亂較小，而且可實現(xiàn)較寬的工作頻段。如：KU頻段〔11.7～12.2〕GHz、寬度達500MHz，能容納24個模擬頻道，每個頻道帶寬可達27MHz.；衛(wèi)星電視天線發(fā)射的波束窄，而且是直接視線接收，不存在向地面電視播送那樣屢次中轉(zhuǎn)和變換帶來的失真以及信噪比下降的情況，信號比較穩(wěn)定?！?〕投資少，收效高。根據(jù)亞洲播送結(jié)盟〔ABU〕估算，如果覆蓋1000萬平方公里的面積與微波中繼線路相比，總投資要節(jié)約60%，我國只需要一顆衛(wèi)星即可覆蓋全國，而相同條件下那么需要架設(shè)100米高的電視塔2400座和更多的微波中繼站，而且衛(wèi)星流傳還可以減少大量的維護人員。3.2衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的組成與工作原理1．衛(wèi)星地面接收站的組成衛(wèi)星地面接收站的根本組成可分為室外局部、室內(nèi)局部兩大局部。如圖10.2所示，育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan圖10.2衛(wèi)星電視地面接收站的根本組成室外局部主要有天饋系統(tǒng)和高頻頭組成，天饋系統(tǒng)包括拋物面接收天線、饋源、波導(dǎo)變換器等組成；室內(nèi)局部主若是衛(wèi)星電視接收機和接收終端組成。2．衛(wèi)星電視天線的作用衛(wèi)星電視接收天線是衛(wèi)星電視接收站的前端設(shè)備，它實質(zhì)上是一個電磁波收集器，它的作用就是把反射面內(nèi)收集到的衛(wèi)星傳送到地面的微弱的電磁波齊聚起來并變換成高頻電流，然后傳送至后邊的辦理電路辦理，它在衛(wèi)星電視播送系統(tǒng)中是不可缺少的局部，它的性能利害直接影響到整個系統(tǒng)的接收效果。3．常用的衛(wèi)星電視接收天線當前，在國內(nèi)外使用的衛(wèi)星電視接收天線的種類較多，它們的種類一般和工作頻段有關(guān)，在U波段常用反射面天線和平面天線，C波段常用反射面天線，L波段采用螺旋天線等。詳盡可以分為五種：①前饋天線：饋源位于天線反射面的正前方；②偏饋天線：饋源偏離反射面的口徑；③后饋天線：饋源位于天線反射面的前方；④螺旋天線：用螺旋線作為信號接收的導(dǎo)體；⑤微帶天線：用微帶做成天線的形狀。下面主要介紹種常用的衛(wèi)星電視接收天線。〔1〕拋物面天線拋物面天線是由金屬的旋轉(zhuǎn)拋物面形的反射鏡和放在焦點上的饋源組成。圖10.3拋物面天線示意圖如圖10.3所示，在xOy平面內(nèi)，O為拋物線極點，F(xiàn)為拋物線焦點，f為拋物線的焦距，那么拋物線方程為：x2=4fz〔10.1〕育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan拋物線繞Oz軸旋轉(zhuǎn)成拋物面的方程為：x2+y2=4fz〔10.2〕過F作一與x軸平行且足夠遠的直線MF作基準，拋物面擁有下述兩個特性：①自焦點F到拋物面上任一點P的距離FP和P點到口面的垂直距離PQ之和為常數(shù)；②從任意一點P作拋物線的法線PN，在作出和角NPQ角度相等的線，那么該線穿過焦點F。根據(jù)以上的原理可知，從衛(wèi)星發(fā)射出來到達天線的電磁波雖然為球面波，但是經(jīng)過長距離的傳輸后，到達衛(wèi)星接收天線時可看作是平行于天線軸向流傳的平面波，該波經(jīng)過拋物面反射后，聚焦到拋物面焦點上的饋源上，大大提高方向性和增益。所以，當天線的軸向?qū)市l(wèi)星時，能獲得電波能量的最大值。由于拋物面天線構(gòu)造簡單，制造、安裝、維護十分簡一方面，而且，性能穩(wěn)定可靠，該天線的本錢較低，所以，它是個體和小范圍使用是最為常用的一種衛(wèi)星接收天線?！?〕卡塞格倫天線標準的卡塞格倫天線是按照卡塞格倫望遠鏡制成的后饋式天線，構(gòu)造如下列圖10.4所示：育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan圖10.4卡塞格倫天線原理圖卡塞格倫天線的工作原理：卡塞格倫天線的主反射面和雙曲面的焦點重合在點上，并且位于軸線上，軸線對準衛(wèi)星，由于衛(wèi)星發(fā)送來的電磁波方向和軸線方向平行，當衛(wèi)星發(fā)射的電磁波到達時，首先由主反射面將電波進行反射到副反射面，再由副反射面發(fā)射到饋源上并且聚焦于饋源上，饋源的地址位于副反射面的另一個焦點上?？ㄈ駛愄炀€的優(yōu)點：天線各局部緊湊，減少了傳輸過程中產(chǎn)生的噪聲和損耗；主副反射面調(diào)整方便，效率高；拋物面的焦距很短，降低了整個天線的長度；能很好的抑制噪聲。它的缺點是：由于副反射面的繞射和遮擋，限制了天線效率的提高；小口徑天線的效果反而變差；價格昂貴，不是于家庭和小范圍使用?！?〕偏饋天線由于拋物面天線焦點周邊的饋源裝置的影響，卡塞格倫天線副反射面和支撐架遮擋的影響，進而致使天線的旁瓣增大，增益下降。為了減少這些因素的影響，經(jīng)常采用偏饋天線。偏饋天線的根本構(gòu)造如圖10.5所示，其中〔A〕是單反射面天線，〔B〕是雙反射面偏饋天線。圖10.5偏饋天線的示意圖偏饋天線并不是成心將饋源地址放偏，而是將拋物面天線的反射面截取一部分作為天線的反射面，饋源的相位中心仍在原拋物面的焦點上，但饋源的最大接收方向指向偏饋反射面的中心。當前KU頻段的接收天線較多采用偏饋式天線。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan4．高頻頭〔1〕室外單元的功能衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的室外單元，又稱之為高頻頭，它的地址是在室外衛(wèi)星電視接收天線的饋源之后。衛(wèi)星電視接收天線接收到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號經(jīng)過了約35786km左右的遠距離傳輸，所以其信號極其微弱，高頻頭將天線接收到的下行微弱的電磁波信號進行放大，并將它變成頻率為950～1450MHz〔或1750MHz，最高可達2150MHz〕的第一中頻信號，以便經(jīng)過射頻電纜將它送給室內(nèi)的衛(wèi)星電視接收機進行電視信號的解調(diào)。所以，整個室外單元主要任務(wù)是完成微波信號的低噪聲放大和降頻變換?！?〕室外單元的組成高頻頭的內(nèi)部主要有兩局部組成：微波低噪聲放大器和微波下變頻器，所以也稱為低噪聲下變頻組件，英文縮寫為LNB(LowNoiseBlock)。高頻頭的根本組成框圖如圖10.7所示，從圖中可以看出，高頻頭由波導(dǎo)—微帶變換器、微波低噪聲放大器、本機振蕩器、混頻器、前置中頻放大器、二次穩(wěn)壓器和直流—直流變換器等局部組成。圖高頻頭的根本組成框圖〔3〕高頻頭辦理信號的流程①波導(dǎo)—微帶變換器的作用是將波導(dǎo)口輸入的電磁波的場信號，變換成微育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan帶電路上的路信號，以便對信號進行放大和變頻；②微波低噪聲放大器一般有2～4級微波場效應(yīng)管〔FET，F(xiàn)ieldEffectTransistor〕放大器組成，提供約20～40dB的功率增益，以便將信號放大到足夠的水平，供給混頻電路進行下變頻辦理；③本機振蕩器一般采用介質(zhì)諧振器穩(wěn)頻的場效應(yīng)管振蕩器，產(chǎn)生高穩(wěn)定的固定振蕩頻率〔C頻段為5.15GHz，Ku頻段為10.75GHz〕，以便為混頻器提供所需的本振信號；④混頻器一般由微波二極管或微波場效應(yīng)管組成，它利用二極管或場效應(yīng)管的非線性特性，產(chǎn)生輸入信號與本振的差拍信號，并經(jīng)過低通濾波器選出所需的中頻信號；⑤前置中頻放大器一般由3～4級硅雙極性晶體管放大器或集成電路組成，工作與第一中屢次率〔950～1450MHz〕上，提供30～40dB的功率增益，以便將信號放大到足夠的強度，在經(jīng)過射頻電纜傳送到室內(nèi)接收解調(diào)單元；⑥因為高頻頭在室外工作，它的供電由室內(nèi)單元的衛(wèi)星接收機提供。為了戰(zhàn)勝不同長度電纜對直流供電產(chǎn)生不同壓降的影響，保證高頻頭各級電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定，并抑制外部攪亂，在高頻頭內(nèi)部要增加一個二次穩(wěn)壓電路。其他，由于高頻頭內(nèi)微波場效應(yīng)管電路平時需要負偏壓，故還需要一個直流—直流變換器，以便將正電源變換成負電源，供各級場效應(yīng)管電路使用。5、衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的室內(nèi)單元室內(nèi)單元又稱衛(wèi)星電視接收機，平時是指衛(wèi)星電視接收裝置中放置于室內(nèi)的那一局部。根據(jù)其辦理信號的種類，可分為模擬衛(wèi)星電視接收機和數(shù)字衛(wèi)星電視接收機。為適應(yīng)衛(wèi)星電視播送技術(shù)的展開和家庭使用的新要求，衛(wèi)星電視接收機在新功能的開發(fā)方面有了很大的進展。多頻道、多伴音、多制式、多功能的衛(wèi)星電視接收機已是展開的趨勢。下面主要介紹模擬衛(wèi)星電視接收機和數(shù)字衛(wèi)星電視接收機的根本組成和功能。1〕模擬衛(wèi)星電視接收機模擬衛(wèi)星電視接收機的根本功能是將室外單元經(jīng)過射頻電纜送來的第一中頻信號〔950～1450MHz或950～2150MHz等〕，經(jīng)變換辦理后獲得視頻和音頻信號并提供給用戶。模擬衛(wèi)星電視接收機平時包括以下幾個局部：電子調(diào)諧選臺器、中頻放大與解調(diào)器、圖像信號辦理器、伴音信號解調(diào)器和射頻調(diào)制器。其構(gòu)造框圖如下列圖。圖10.8模擬衛(wèi)星電視接收機的根本組成框圖育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan圖中各個局部的主要作用和信號流程簡介如下：〔1〕電子調(diào)諧選臺器其主要功能是從室外單元經(jīng)過射頻電纜送來的第一中頻信號〔950～1450MHz或950～2150MHz等〕中選出所要接收的某一衛(wèi)星電視頻道的頻率，并將它變換成固定的第二中屢次率〔平時是479.5MHz〕，送給后邊的中頻放大與解調(diào)器?！?〕第二中頻放大與解調(diào)器它將輸入的固定第二中頻信號經(jīng)過濾波、AGC放大后，再進行頻率解調(diào)，獲得包含圖像和伴音信號在內(nèi)的復(fù)合基帶信號，同時還輸出一個可以表征輸入信號大小的直流信號，用于控制前級放大電路的增益，也可用于指示信號電平的大小?！?〕圖像信號辦理器它從復(fù)合基帶信號中分別出視頻信號，并經(jīng)過去加重、能量去擴散和極性變換等一系列辦理之后，將圖像信號復(fù)原并輸出給監(jiān)察器或電視機?！?〕伴音信號解調(diào)器它從復(fù)合基帶信號中分別出伴音副載頻信號，并將它放大、解調(diào)后獲得音頻信號，再經(jīng)過去加重、音頻放大輸出推動揚聲器?！?〕射頻調(diào)制器為了使沒有視、音頻輸入接口的老式電視機可以看到衛(wèi)星電視節(jié)目，需將輸出的圖像和伴音信號再次調(diào)制在某一個電視頻道上，以便經(jīng)過電視機的射頻輸入端傳送給電視接收機。2〕數(shù)字衛(wèi)星電視接收機數(shù)字衛(wèi)星電視接收機是指數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)中放置于室內(nèi)的那一局部設(shè)備，故又稱為室內(nèi)數(shù)字接收單元，或稱為數(shù)字衛(wèi)星電視機頂盒〔Set-Top-Box〕，有時也稱綜合接收解碼器〔IRD，IntegratedReceiverDecoder〕等。其根本功能是將室外單元經(jīng)過射頻電纜傳送下來的第一中頻信號〔950～2150MHz〕，經(jīng)本機變換器辦理后輸出視頻和音頻信號，提供給用戶的電視機、監(jiān)察器或其他調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。與模擬衛(wèi)星電視接收機不同的是，為了適應(yīng)衛(wèi)星電視播送技術(shù)的展開、知足展開新的數(shù)字業(yè)務(wù)的需求和方便不同用戶的使用，數(shù)字衛(wèi)星電視接收機在接收和辦理數(shù)據(jù)能力上、新增的操作功能上、以及用戶交互界面的設(shè)計上都有了很大的進步。由衛(wèi)星接收天線接收的數(shù)字衛(wèi)星電視信號，經(jīng)高頻頭進行下變頻獲得頻率較低的第一中頻信號，經(jīng)過射頻電纜送給數(shù)字衛(wèi)星接收機。數(shù)字衛(wèi)星電視接收機的系統(tǒng)組成見圖。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan圖10.9數(shù)字衛(wèi)星電視接收機系統(tǒng)的根本組成框圖下面簡要介紹各局部單元電路的工作原理和信號流程：〔1〕電子調(diào)諧選臺器其主要功能是從室外單元經(jīng)過射頻電纜送來的第一中頻信號中選出所要接收的某一衛(wèi)星電視頻道的頻率，并將它變換成第二中頻或零中頻信號輸出。在早期，該模塊和模擬衛(wèi)星電視接收機的對應(yīng)調(diào)諧器同樣，也是由低噪聲放大器、追蹤濾波器、混頻器、本機振蕩器和聲外表濾波器等電路組成，輸出中屢次率為479.5MHz的第二中頻信號。但隨著技術(shù)的進步，該電路已經(jīng)漸漸被零輸出中頻方案所替代。所謂的零中頻方案，就是在混頻時，使本機振蕩器的輸出頻率與輸入信號頻率相同，進而使混頻電路的輸出信號為零中頻的基帶信號。該基帶信號可直接送到后邊的數(shù)字解調(diào)停解碼電路進行辦理。其好處就是節(jié)約了中頻辦理電路和聲外表濾波器等元器件，進而簡化了電路，降低了本錢?！?〕信道解調(diào)停解碼該模塊對應(yīng)于發(fā)射系統(tǒng)的信道解碼模塊，其功能是對輸入的零中頻的模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)變，并進行載頻和時鐘的恢復(fù)，校正在模數(shù)轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生誤差，產(chǎn)生正確的抽樣值。該模塊的另一個作用是糾正傳輸過程中產(chǎn)生的誤碼，提高傳輸?shù)目煽啃裕瑸榻舛喙?fù)用電路提供無誤的傳輸碼流，進而保證了圖像和伴音的信號質(zhì)量?！?〕解多工復(fù)用該模塊對應(yīng)于發(fā)射系統(tǒng)的多工復(fù)用模塊。它是根據(jù)傳輸碼流中所定義的特殊語法〔主若是利用PAT和PMT表的相互關(guān)系〕來進行解復(fù)用的。由于復(fù)用過程是分兩級進行的，故解多工復(fù)用過程也是兩個層次：先對傳送流解復(fù)用，獲得獨育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan立的節(jié)目流，接著對節(jié)目流進行解復(fù)用，分別出節(jié)目流中的視頻、音頻以及一些效勞信息數(shù)據(jù)，送給信源解碼模塊?！?〕信源解碼模塊該局部包含了視頻解壓縮和音頻解壓縮兩大局部。按照MPEG-2的解碼算法分別對壓縮的視頻碼流和音頻碼流進行編碼，進而獲得正常的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)碼流?！?〕視頻編碼和音頻數(shù)模變換視頻解碼器輸出的色差信號和亮度信號是數(shù)字化的碼流，它必須經(jīng)過視頻編碼器編碼產(chǎn)生PAL或NTSC制式圖像信號，以便送給普通的模擬電視機收看。音頻解碼恢復(fù)出的信號也是數(shù)字形式，也經(jīng)過D/A變換器將它轉(zhuǎn)變成模擬的音頻信號，送給電視機重現(xiàn)伴音?！?〕射頻調(diào)制器該模塊作用與模擬衛(wèi)星接收機的對應(yīng)模塊同樣，將視頻和音頻信號以殘留邊頻帶調(diào)幅方式調(diào)制在UHF或VHF頻段的載頻上，以便送入電視機的天線輸入口，使不帶AV輸入端子的電視機也能收看到數(shù)字衛(wèi)星電視節(jié)目?！?〕32bitCPU數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)是一個龐大的復(fù)雜的系統(tǒng)，各個模塊都有各自復(fù)雜的辦理算法，彼此之間的數(shù)據(jù)交換十分頻繁，數(shù)據(jù)的辦理和傳輸速度要求很高。其他，為了實現(xiàn)設(shè)備與用戶之間的優(yōu)異的交互性，也需要功能齊全的屏幕圖形交互界面。因此，需要采用速度快、功能強大的32bitCPU。它所要完成的主要功能有：控制電子調(diào)諧選臺、信道解調(diào)停解碼、解多工復(fù)用、信源解碼等模塊的工作，并保證這些模塊的相互協(xié)調(diào)，隨時響應(yīng)并辦理用戶的操作指令。隨著集成電路技術(shù)的展開，數(shù)字衛(wèi)星接收機的整機組成芯片數(shù)量越來越少。從七片方案到當前的單片方案，使得數(shù)字衛(wèi)星接收機的體積不斷減小，本錢不斷降低，而功能不斷增強。3.3衛(wèi)星電視接收技術(shù)的展開略主要內(nèi)容有：1、C波段向KU波段過渡；2、模擬向數(shù)字過渡；3、。。。。。。。。〔P34〕育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan4.1常用前端設(shè)備的根本構(gòu)造和工作原理有線電視的前端應(yīng)該稱為是有線電視系統(tǒng)的核心。前端的功能是把來自各種信號源的信號進行辦理，使其知足射頻傳輸?shù)囊?，最終合成一路信號輸出給電纜或光發(fā)射器等干線傳輸系統(tǒng)。前端的利害會直接影響有線電視系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量與收視效果。前端作為有線電視系統(tǒng)的核心，它的組成主要包括電視調(diào)制器、頻道辦理器、電視解調(diào)器、前端放大器、導(dǎo)頻信號發(fā)生器和多路混雜器等設(shè)備。根據(jù)組成的有線電視系統(tǒng)的不同，有選擇的使用以上的設(shè)備來組成前端。一、電視調(diào)制器調(diào)制器是將視頻和音頻信號變換成射頻電視信號的裝置,它常與錄像機、攝像機、衛(wèi)星接收機等配合使用。調(diào)制器有高頻(直接)調(diào)制和中頻調(diào)制兩種方案,在中高檔調(diào)制器中常使用后者。高頻直接調(diào)制方案的框圖如下列圖所示。調(diào)制電路大多采用三極管高電平調(diào)制方式,輸出幅度大,失真和攪亂也大?！沧ⅲ築PF在通信中〔band-passfilter〕，即帶通濾波器〕中頻調(diào)制的方式如下列圖示育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan二、頻道變換器與頻道辦理器頻道變換器是只進行載頻搬移而不改變頻譜構(gòu)造的頻率變換器,主要有以下幾種:●U-V變換器。將UHF的電視信號變換成VHF的電視信號,在VHF較低頻率上傳輸,容易保證信號質(zhì)量和降低系統(tǒng)本錢?！馯-Z變換器。采用增補頻道進行信號傳輸時需要U-Z變換器。●V-U變換器。在全頻道有線電視系統(tǒng)中,可以用V-U變換器把VHF的電視信號轉(zhuǎn)換為UHF的電視信號?！馰-V變換器。在強場強區(qū),為了戰(zhàn)勝空間波直接竄入高頻頭而形成前重影,往往采用V-V變換器。頻道變換器從工作原理上分,有一次變頻和二次變頻兩種。前者構(gòu)造簡單、體積小,但存在好多攪亂,而且涉及的品種多。后者攪亂少、品種也少,易實現(xiàn)系列化,但是體積大,本錢高。一次變頻的頻道變換器的原理框圖示如下。為保證頻譜不倒置,平時采用低本振取差頻方式,即fP2=fP1-fL。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan一次變屢次道變換器二次變屢次道變換器頻道辦理器有兩各種類,即外差型和解調(diào)-調(diào)制型。與二次變頻的頻道變換器相比,它主要多了中頻辦理器和中頻AGC兩局部。因此,它可以在中頻將圖像與伴音進行分別,并進行伴音電平的調(diào)節(jié);然后,再與圖像信號進行混雜。下列圖為一PAL/D·K制電視頻道辦理器框圖。解調(diào)-調(diào)制型頻道辦理器主要用于經(jīng)過微波中繼的超大型系統(tǒng),而一般常用的是外差型。頻道辦理器框圖三、電視解調(diào)器電視解調(diào)器的作用是：把接收的開路射頻RF信號，經(jīng)過辦理分別出音頻與視頻信號，育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan送入電視調(diào)制器等設(shè)備。其作用往往是用于改進原射頻信號中電視信號的品質(zhì)。四、多路混雜器多路混雜器是把兩路或多路信號混雜成一路射頻輸出的設(shè)備。其主要技術(shù)指標是:插入損耗(要小)、隔斷度(要大,一般要求＞20dB)、帶外衰減(要大)、輸入輸出阻抗(平時為75Ω)。混雜器分為二類：1是寬帶傳輸線變壓器式與2是濾波器式兩類。寬帶傳輸線變壓器式的優(yōu)點是用分支器與分配器組成，頻道變化不調(diào)整，使用方便，但其插入損耗大。見教材P40倒二段濾波器式混雜器，優(yōu)點是插入損耗小，但調(diào)試較困難，如圖此處應(yīng)注意幾個主要的技術(shù)觀點：如什么是插入損耗、什么是相互隔斷度、等見P41的4.3五、前端放大器前端系統(tǒng)中的放大器,按構(gòu)造和實用性可分天線放大器、頻道放大器和高電平輸出(功率)放大器等幾種。(1)天線放大器對于天線放大器，輸出信號可到達Sa≤57~60dBμV●寬帶型天線放大器同時接收幾個頻道，噪音系數(shù)較小，約2dB育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan●頻道型天線放大器一般可由寬帶天線放大器+頻道濾波器組成，或采用參差調(diào)諧放大器。頻道放大器放大頻道信號，要求線性好、帶外衰減大，能電平控制，擁有AGC功能、輸出信號電平較高，一般為110~120dBμV。NF比較大。擁有直接頻道信號放大或二次變頻方式。高電平輸出放大器為前端的輸出寬帶功率放大器，提高負載能力，主要指標是非線性失真和輸出電平。另，也可依據(jù)放大器的工作頻率對前端中的放大器進行分類，將其分為單頻、寬頻與多頻段放大器等〔見P41最后〕六、導(dǎo)頻信號發(fā)生器為了增加干線長度或補償由于溫度變化而引起電纜衰減量和放大器增益的變化,在干線中要進行自動增益控制(AGC)和自動斜率控制(ASC)。為此,在前端就需要提供一個或兩個反映傳輸電平變化情況的固定頻率(幅度也要穩(wěn)定)的載波信號(導(dǎo)引信號),即導(dǎo)頻。導(dǎo)頻信號發(fā)生器框圖當有線電視系統(tǒng)采用同軸電纜作為干線傳輸時，隨著四季的氣溫變化，會使同軸電纜的育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan衰減量產(chǎn)生變化。同時，由于干線可能長達幾千米，電纜中傳輸?shù)碾娨曅盘柕乃p和幅頻特性的傾斜都要發(fā)生變化。要使信號質(zhì)量保持不變，那么必須在干線放大器中進行自動增益控制和自動斜率控制。對應(yīng)電纜衰減量的變化來控制放大器的增益，它是自動電平控制的一種方式。由于一般的自動增益控制是以輸出信號電平恒定為條件工作的在干線放大器中，因為所用的信號不是恒定的，這就不能直接把輸出信號從放大器中取出來實現(xiàn)自動增益控制。采用了導(dǎo)頻信號發(fā)生器，就可以將導(dǎo)頻信號從前端同電視信號一起送入干線傳輸系統(tǒng)。經(jīng)過干線放大器，并在干線放大器的輸出端取出一小局部導(dǎo)頻信號經(jīng)辦理后，再對放大器增益特性進行自動控制。當導(dǎo)頻信號電平降低時，控制信號使放大器的增益提高；反之使放大器增益降低，以到達穩(wěn)定輸出電平的目的。在使用導(dǎo)頻上，假設(shè)對于小范圍的網(wǎng)絡(luò)可不用，假設(shè)是干線在5公里以下的可只用一個導(dǎo)頻；如果距離更那么考慮使用雙導(dǎo)頻制，其中一個導(dǎo)頻用于自動增益的控制，另一個導(dǎo)頻用于斜率的控制。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan4.2前端種類與組成形式傳統(tǒng)的有線電視系統(tǒng)前端的主要功能如下所述。1〕提高載噪比2〕頻率變換3〕抑制非線性失真和寄生輸出育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan4〕鄰頻辦理5〕調(diào)制-解調(diào)為此可以說，前端在有線電視系統(tǒng)中處于核心的地位，其性能的優(yōu)劣是直接影響整個系統(tǒng)的收視效果。根據(jù)實際的用途，前端的設(shè)計可有多種，但都應(yīng)具備上述的功能。一、小型系統(tǒng)使用的前端二、鄰頻前端育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan三、數(shù)字前端四、智能前端育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan五、綜合前端育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan5.1傳輸系統(tǒng)電纜傳輸干線傳輸系統(tǒng)是將前端輸出的信號不失真并穩(wěn)定地傳輸?shù)椒峙湎到y(tǒng)。在干線系統(tǒng)中,傳輸?shù)慕橘|(zhì)有多種，仿佛軸電纜、光纖、微波等。有線電視的初期一般育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan采用同軸電纜，但是干線長度一般不超過15公里。在傳輸距離較遠時，采用光纖或微波技術(shù)，當前應(yīng)用成熟的是HFC網(wǎng)絡(luò)，即干線采用光纖，用戶分配網(wǎng)絡(luò)仍采用同軸電纜的混雜式網(wǎng)絡(luò)。一、射頻同軸電纜1．同軸電纜的構(gòu)造同軸電纜的構(gòu)造對射頻信號的傳輸有著直接的影響。它是由內(nèi)導(dǎo)體〔芯線〕、絕緣層、外導(dǎo)體〔障蔽網(wǎng)筒〕及護套由里向外層層組合而成。如下列圖同軸電纜的典型構(gòu)造其中同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體用來傳送射頻信號，有時也傳送交流電。介質(zhì)絕緣層的作用是絕緣與支撐，但它的存在也形成了對電磁波傳輸?shù)淖杞刈饔谩Ｍ鈱?dǎo)體的作用是防備自己射頻信號的泄露和外部攪亂信號的侵入，同時它也是射頻信號和交流電源的“地〞，與內(nèi)導(dǎo)體一起組成完整的傳輸回路?！哺鶕?jù)障蔽效果與導(dǎo)體趨膚效應(yīng)的關(guān)系，趨膚深度越深，障蔽要求的導(dǎo)體越厚。所以同軸電纜的障蔽能力取決于外導(dǎo)體的密度和厚度?！惩庾o套僅起防備作用，用以增強電纜的抗磨損、抗機械損害、抗化學(xué)腐化的能力。、型號同軸電纜的種類和規(guī)格好多，在系統(tǒng)的不同場合采用不同種類和規(guī)格的同軸電纜來知足系統(tǒng)的要求育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan絕緣材料護套材料派生特性電纜代號符號含義符號含義符號含義符號含義S同軸射頻電D穩(wěn)定聚乙烯—空氣V聚氯乙烯P障蔽纜絕緣SE對稱射頻電W穩(wěn)定聚乙烯Y聚乙烯Z綜合纜SJ強力射頻電I聚乙烯—空氣絕緣F氟塑料C自承式纜SG高壓射頻電Y聚乙烯H橡套纜SG延遲射頻電BY泡沫聚乙烯M棉紗編織纜ST特性射頻電YD墊片式聚乙烯B玻璃絲編織纜SS電視射頻電YF發(fā)泡式聚乙烯VY聚氯乙烯聚乙烯纜雙護套F氟塑料LY鋁管聚乙烯雙護套X橡皮YY聚乙烯雙護套YK聚乙烯縱孔育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|ExcellentteachingplanIS繩管式IZ竹管式、同軸電纜的特性和指標1〕特性阻抗根據(jù)電磁學(xué)理論可求出同軸電纜的特性阻抗為138DZ0lgεrd有線電視系統(tǒng)中的同軸電纜的標準特性阻抗為75歐2〕衰減特性衰減系數(shù)反響了電磁能量沿電纜傳輸時的損耗程度，由內(nèi)、外導(dǎo)體的損耗αr和絕緣介質(zhì)的損耗αg兩局部組成可由下式進行計算3.56fK1K2)9.9εrftanZ0(Dd可見衰減常數(shù)與同軸電纜的構(gòu)造尺寸、介電常數(shù)、工作頻率等有關(guān)。見P49.〕溫度系數(shù)同軸電纜的衰減量隨溫度的變化而變化，優(yōu)質(zhì)電纜的衰減值的溫度變化量大體為0.1%～0.2%〔dB〕/℃，即溫度變化1℃衰減值變化0.1%～0.2%〔dB〕?！痴媳翁匦杂朔路鸫猴L(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan障蔽特性是權(quán)衡同軸電纜抗攪亂能力的參數(shù)。B20lgE20lgHdBEH障蔽系數(shù)=

E(障蔽場強)H(障蔽磁強)E(無障蔽場強)H(無障蔽磁強)它的倒數(shù)就是障蔽衰減系數(shù)?；芈冯娮杌芈冯娮枋侵竼挝婚L度內(nèi)外導(dǎo)體形成回路的電阻值，平時以/km表示回路電阻小，那么在對放大器供電時就能多供幾個放大器工作?！称溆鄥?shù)如最小彎曲半徑、老化、駐波系數(shù)與反射損耗、防水等。二、常用無源器件1、分配器分配器是有線電視系統(tǒng)中一種重要的無源器件，可應(yīng)用于前端、干線、支干線和用戶分配網(wǎng)絡(luò)。它的作用有兩個：一是將一路信號功率平均分配給幾路〔平時分為兩路、三路或四路〕；二是將輸入、輸出端倒過來使用，可將兩路信號、三路信號或四路信號混雜起來。平時使用的分配器有3種：二分配器、三分配器和四分配器，它們的符號如P51圖所示其電路原理如下育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|ExcellentteachingplanB1是阻抗匹配變壓器，B2為分配變壓器；R1為吸收電阻，C作高頻補償分配器的參數(shù)〕分配損耗〔失〕分配損失〔Ls〕是分配器的一項主要指標，它是指分配器輸入端的輸入電平Ui與輸出端的輸出電平Uo之差，即Ls=Pi-Po(dB)分配損失與分配器輸出端數(shù)目N的關(guān)系為〔理想〕Ls=10lgN(dB)2〕隔斷度隔斷度〔S〕是指信號從分配器的某一個輸出端〔可記為a端〕輸入，其他各個輸出端及輸入端均接匹配負載時，a端的輸入電平Ua和其他輸出端的輸出電平Uo之差，即S=Pa-Po(dB)〕輸入阻抗和輸出阻抗分配器的標稱輸入阻抗和輸出阻抗也是75。4〕電壓駐波比電壓駐波比〔VSWR〕又稱駐波比，它反響了阻抗匹配的狀況。≤VSWR≤2育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan、分支器分支器在系統(tǒng)中的根本作用是從一根同軸電纜中提取一小局部信號功率供給一個或幾個用戶終端。又稱它為定向耦合器。分支器和分配器的根本區(qū)別在于，分配器平均分配功率，而分支器是從電纜中取出一部分功率提供給用戶，而大局部功率持續(xù)向后邊傳輸。分支器由一個主路輸入端(IN)、一個主路輸出端(OUT)和假設(shè)干個分支輸出端(BR)組成。下圖所示為支器原理圖和符號。分支器的符號育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan原理圖分支器根據(jù)分支端數(shù)目的不同,平時有一分支器、二分支器和四分支器幾種。在分支器中信號的傳輸是有方向性的,因此分支器又稱定向耦合器,它可作混雜器使用。分支器的主要性能指標有插入損耗Ld、分支損耗Lc、相互隔斷度S和反向隔斷度Sr等,其中:PinLd10lg(dB)PoutLc10lgPin(dB)PBR、其余無源器件衰減器、平衡器、輸出口等P54-55附：1〕平衡器在有線電視系統(tǒng)中，電纜對傳輸信號的衰減量與信號頻率的平方根成正比，即電纜的衰減隨著信號頻率的升高而增加，平衡器那么是對同軸電纜的衰減特性進行頻率補償，也就是說平衡器是一個與電纜頻率特性相反的衰減器，對較低頻率的信號衰減較大，而對較高頻率的信號衰減較小。平衡器平時是由電感、電容和電阻組成的T型網(wǎng)絡(luò)組成，它的原理圖見圖4.19。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan圖4.19平衡器的原理圖L、C組成串通諧振，L、C組成并聯(lián)諧振電路，這兩個LC諧振電路是阻抗互為倒置1122的網(wǎng)絡(luò)，諧振頻率均在信號的高頻端。當高頻信號經(jīng)過此電路時，L1、C1串通回路和L2、C2并聯(lián)回路均諧振，因而衰減量較小，而隨著頻率的降低，L、C1的串通阻抗增大，L、12C2的并聯(lián)阻抗降低，因而平衡器在低頻時有較大的衰減。進而平衡了電纜對不同頻率的衰減量。平衡器按其平權(quán)衡是否可變分為固定式和可調(diào)式兩種。2〕衰減器在有線電視系統(tǒng)中，假設(shè)輸入或輸出電平超過規(guī)定的范圍，將會直接影響接收效果，而使用衰減器可以適合調(diào)節(jié)輸入、輸出端電平，使其保持在適宜的范圍內(nèi)。衰減器一般由電阻組成，沒有電抗元件，因此只有幅度衰減，沒有相移，能在很寬的頻率范圍內(nèi)正常工作。衰減器的電路構(gòu)造如圖4.20所示，它有不同的電路構(gòu)造，T型、H型、π型、O型、橋T型以及橋H型等，它們均由電阻組成，而且電路是對稱的，輸入端和輸出端可以互相對換。圖4.20衰減器的電路構(gòu)造圖衰減器電路簡單，制作方便，可靠性高，因此被廣泛用在有線電視系統(tǒng)中。它多用于育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan放大器的輸入端和輸出端，調(diào)節(jié)并控制放大器的輸入，輸出電平、也可以改進其阻抗特性。放大器、變頻器等輸入電平過高時會產(chǎn)生非線性失真，如果在輸入端參加衰減器即可保證系統(tǒng)指標正常。在擁有AGC、ALC的放大器中，除了自動控制增益外，都要參加衰減器以手動調(diào)節(jié)增益。衰減器還常用在分支器中使分支器獲得更大的分支衰減量。衰減器可以分為固定式衰減器和可調(diào)衰減器兩種，固定式衰減器經(jīng)常做成插件構(gòu)造，可直接插入放大器內(nèi)，其衰減量為3dB、6dB、9dB、12dB、15dB、20dB等，可調(diào)衰減器一般用于需要經(jīng)常改變的場合，可調(diào)范圍一般是0～20dB。三、干線放大器、干線放大器由電纜的特性可知：一方面衰減量隨溫度升高而增加，另一方面是衰減量與所傳輸信號的頻率有關(guān)，與信號頻率的平方根成正比，也就是說隨著頻率的增加，衰減量也越大。針對這兩個方面，干線放大器的任務(wù)不單要填補信號的平均損失，同時也要注意溫度和頻率的影響，所以一般高性能的干線放大器擁有自動增益控制〔AGC〕和自動斜率控制〔ASC〕實現(xiàn)溫度和頻率的自動補償。干線放大器的種類有多種，從對信號的控制上可以分為手控增益放大器、帶溫度補償?shù)氖挚卦鲆娣糯笃鳌?類干線放大器〕、自動增益控制〔AGC〕放大器〔2類干線放大器〕和自動斜率控制〔ASC〕放大器、自動電平控制(ALC)放大器〔1類干線放大器〕等等。選擇放大器，要根據(jù)干線的傳輸距離、系統(tǒng)的上限頻率、環(huán)境溫度的變化及投資建設(shè)等不同的要求來確定?！?〕自動增益控制〔AGC〕放大器為了使可變衰減器的變化能跟上電纜溫度的變化，可采用自動增益控制〔AGC〕放大器來實現(xiàn)。在自動控制過程中，一般都采用導(dǎo)頻信號來作為控制信號，導(dǎo)頻信號是由前端系育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan統(tǒng)中的導(dǎo)頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的〔在前一小節(jié)中已述及〕，與電視信號一起傳送下來。下列圖為自動增益控制〔AGC〕放大器的構(gòu)造框圖。自動增益控制〔AGC〕放大器的構(gòu)造框圖從分支器取出一局部干線信號，經(jīng)過帶通濾波器分別出導(dǎo)頻信號，然后對導(dǎo)頻信號放大、檢波，再送入比較放大器與參照電壓比較放大后，經(jīng)過低通濾波，用以控制可變衰減器。當溫度升高時，電纜衰減增大，導(dǎo)頻信號減弱，比較放大器輸出減少，使可變衰減器衰減變小，干線電平保持不下降?！?〕自動電平控制〔ALC〕干線放大器自動增益〔AGC〕放大器，只能控制增益，而自動斜率〔ASC〕放大器也只是在增益控制的基礎(chǔ)之上作一定程度的斜率補償。自動電平控制〔ALC〕放大器那么是分別控制可變衰減器和可變平衡器，擁有自動增益控制〔AGC〕和自動斜率控制〔ASC〕兩重功能，使各頻道的電平根本保持不變，因而稱其為自動電平控制放大器。自動電平控制放大器的構(gòu)造方框圖如圖4.24所示：從分支器取出的一局部信號，經(jīng)過兩個帶通濾波器將低導(dǎo)頻信號和高導(dǎo)頻信號分別出來，再經(jīng)過各自的放大、檢波、比較放大，分別控制可變衰減器和可變平衡器，保持各頻率電平根本不變，實現(xiàn)自動電平的控制。ALC放大器的兩個導(dǎo)頻信號，一般低導(dǎo)頻可采用65.75MHz〔3頻道的圖像載頻〕也許77.25MHz〔4頻道的圖像載頻〕；高導(dǎo)頻那么可采用448.25MHz。育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan自動電平控制〔ALC〕放大器框圖3〕干線橋接放大器和橋接放大器這兩種放大器是為了從干線上取出局部信號給分配系統(tǒng)，同時填補傳輸線路上的損耗。它們的作用與干線放大器近似，只但是多一個支出信號的作用。干線橋接放大器對干線信號和分支信號都提供放大，同時擁有干線放大器的自動增益或自動斜率的控制。干線橋接放大器的構(gòu)造框圖如下列圖所示：干線橋接放大器而橋接放大器對干線沒有放大作用，經(jīng)過定向耦合器在干線上提供分支點，只對支線的信號提供放大作用，為分配網(wǎng)絡(luò)提供足夠的信號電平。橋接放大器的構(gòu)造框圖如圖4.26所示：育人仿佛春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計|Excellentteachingplan圖4.26橋接放大器框圖2、干線放大器的特點由上述幾各種類的放大器可以看出，放大器有如下的幾個特點：〔１〕干線放大器是一個寬帶放大器。它的帶寬就是有線電視系統(tǒng)的帶寬，在這個頻率范圍內(nèi)盡可能實現(xiàn)平展輸出，對所有頻道的信號都進行放大。〔２〕干線放大器的增益是可調(diào)的。干線放大器的作用是為了填補電纜上的信號電平損失，實現(xiàn)干線傳輸?shù)牧阍鲆?。倘假設(shè)增益過小，補償就缺乏；倘假設(shè)增益過大，屢次級聯(lián)之后，會使放大器進入非線性區(qū)，產(chǎn)生非線性失真?！玻场掣删€放大器擁有自動增益控制和自動斜率控制的能力。4〕在雙向傳輸系統(tǒng)中，干線放大器還應(yīng)擁有雙向放大的功能，以實現(xiàn)下行信號和上行信號的零增益。5〕干線放大器因為在露天架設(shè)，還需有防水、防曬、防腐化、障蔽性能好的性能。3．干線放大器的供電放大器是一個