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文檔簡介

頻譜儀使用中的帶寬設(shè)置問題在測量一些CATV系統(tǒng)指標(biāo)中,常常要用到頻譜儀,為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確,在頻譜儀的使用上常涉及到一個(gè)分辨帶寬設(shè)置的問題。要弄清這個(gè)問題,得要知道一些頻譜儀的基本原理。圖1是頻譜儀的基本原理框圖。圖中的中頻頻率(輸入信號(hào)通過與本振信號(hào)的和頻或差頻產(chǎn)生),本振受斜波發(fā)生器的控制,在斜波發(fā)生器的控制下,本振頻率將從低到高的線性變化。這樣在顯示時(shí),斜波發(fā)生器產(chǎn)生的斜波電壓加到顯示器的X軸上,檢波器輸出經(jīng)低通濾波器后器輸出端的低通濾波器稱為視頻濾波器,用在分析掃描時(shí)對響應(yīng)進(jìn)行平滑。1、分辨帶寬在頻譜分析儀中,頻率分辨率是一個(gè)非常重要的概念,它是由中頻濾波器的帶寬所確定的,這個(gè)帶寬決定了儀器的分辨帶寬。例如,濾波器的帶寬是100KHZ。那么譜線頻率就有100KHZ的不定性,也即在一個(gè)濾波器的帶寬頻率范圍內(nèi),出現(xiàn)了兩條譜線的話,則儀器不能檢出這兩條譜線,而只顯示一條譜線,此時(shí)儀器所反映的譜線電平(功率)是這兩條譜線的電平功率的疊加。因此會(huì)出現(xiàn)測量誤差。所以,對于兩條緊密相關(guān)的譜線,其分辨力取決于濾波器的帶寬。我們以測量載波電平為例,對儀器的分辨帶寬設(shè)置加以比較,圖2是分辨帶寬分別是(由下到上)30KHZ、300KHZ、3MHZ的頻譜曲線(輸入為單個(gè)載波信號(hào)),在設(shè)置分辨帶寬時(shí),我們考慮的是儀器是否能充分響應(yīng)輸入信號(hào)時(shí)有足夠的帶寬,正確的方法是展寬濾波器的帶寬,當(dāng)在屏幕上觀察到信號(hào)載波幅度不再增加時(shí),就表示中頻濾波器對輸入信號(hào)的響應(yīng)已有足夠的帶寬了。在圖中我們看到,當(dāng)分辨帶寬在300KHZ到3MHZ變化時(shí),顯示的信號(hào)幅度沒有變化,這就可以認(rèn)為300KHZ帶寬已經(jīng)足夠了。另外,分辨帶寬在300KHZ和3MHZ之間設(shè)置時(shí),對于單個(gè)載波情況下的信號(hào)幅度沒有變化,但是在實(shí)際測量CATV系統(tǒng)圖象載波電平時(shí)卻不能將分辨帶寬設(shè)為3MHZ,這是因?yàn)樵趯?shí)際中圖象載波附近存在相鄰頻道的伴音載波(相距1.5MHZ),3MHZ帶寬則不能把相鄰伴音載波的能量濾掉,這樣相鄰伴音載波的能量會(huì)加到正在測量的圖象載波上,使測到的電平值比實(shí)際的高。

2、視頻濾波器在圖1中的檢波器之后的濾波器稱為檢波濾波器又叫視頻濾波器,它是一個(gè)低通濾波器,它的作用可以減少檢波器輸出的噪聲變化,揭示一些已被掩蓋且接近本底噪聲的信號(hào),如果是測量噪聲功率,它還有助于穩(wěn)定測量。檢波器輸出端往往存在直流分量和交流分量,直流分量代表著中頻帶寬內(nèi)存在的能量,所以通過視頻濾波器可達(dá)到提取直流分量去除一些交流分量,這樣能給出更穩(wěn)定的無噪聲輸出。圖3是不同視頻帶寬下,檢波器輸出的信號(hào)圖,圖3a采用寬帶視頻濾波器,圖3b采用窄帶視頻濾波器,由圖中可看出,采用寬帶濾波器時(shí)噪聲的波動(dòng)較大,采用窄帶濾波器時(shí)波動(dòng)顯著減少,兩者的噪聲平均值卻一樣,也就是說濾波器不會(huì)降低平均噪聲電平,但能減少噪聲的峰值電平。因而能暴露出用較寬視頻濾波器不能看到的低電平信號(hào)。但在某些情況下,如分析一些特殊的噪聲信號(hào)時(shí),我們則需要較寬的視頻濾波器帶寬,以便觀察和分析,所以我們可根據(jù)不同的情況來設(shè)置視頻濾波器的帶寬。視頻濾波器的帶寬和分辨帶寬的關(guān)系是:檢波前的噪聲可以通過較窄的分辨帶寬來降低,從而降低檢波器的噪聲輸出電平;檢波后的噪聲則通過窄帶視頻濾波器來平滑減少噪聲波動(dòng),但不能降低噪聲的平均功率電平。思維稿CATV系統(tǒng)中模擬你信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的相互影響當(dāng)今的CATV系統(tǒng)都同時(shí)傳送模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào),模擬信號(hào)所產(chǎn)生的失真產(chǎn)物(CSO、CTB)如果落在數(shù)字頻道上將會(huì)使數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生誤碼,即影響了數(shù)字信號(hào)的誤碼率。同樣,當(dāng)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生失真時(shí)也影響著與它相鄰的模擬頻道的C/N值,使這些模擬頻道的C/N變差,在現(xiàn)在的CATV系統(tǒng)中,數(shù)字頻道被安排在系統(tǒng)的高端頻率上,而模擬頻道則安排在低端頻率上。在模擬頻道中,由于數(shù)字信號(hào)失真使得其帶內(nèi)噪聲功率變高,我們將由于失真使其它頻道噪聲增加的那部分噪聲功率稱為CIN,頻道固有的噪聲功率稱為N,那么在存在數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)相互影響的那些頻道上的載噪比應(yīng)是:C/(N+CIN)。一、 數(shù)字信號(hào)的失真對模擬信號(hào)的影響通過在CATV系統(tǒng)中傳送24路、12路、6路的數(shù)字頻道對系統(tǒng)進(jìn)行測試,實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)數(shù)值頻道電平的降低,C/N也隨之降低。傳輸?shù)臄?shù)字頻道越少,CIN也越少,CIN對高端的幾個(gè)模擬頻道(與數(shù)字頻道的低端相鄰的頻道)影響最嚴(yán)重。因此,如果能夠在這些頻道中保持理想的C/(N+CIN)設(shè)計(jì)值,那么這個(gè)設(shè)計(jì)值也將能夠滿足模擬頻道中其它頻道的要求,通常在電纜部分,C/N的分配指標(biāo)是49db,要達(dá)到此指標(biāo)值,數(shù)字信號(hào)要比模擬信號(hào)低6db以上。二、 模擬信號(hào)失真對數(shù)字頻道的影響我們知道,當(dāng)CATV系統(tǒng)的輸入電平過高時(shí),系統(tǒng)的失真指標(biāo)(CSO、CTB)將會(huì)變壞,例如:如果輸入電平提高1db。那么CTB將會(huì)變壞2db,這些失真產(chǎn)物將會(huì)落在數(shù)字頻道中,使得數(shù)字信號(hào)的誤碼率BER變高,從而影響數(shù)字電視的接收效果。在HFC網(wǎng)中,光設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍遠(yuǎn)比放大器小,在一般的模擬信號(hào)傳輸系統(tǒng)中,如果加入數(shù)字信號(hào)的傳輸將會(huì)使激光器的激勵(lì)電平變高,使得輸入激光器的平均功率增加,因而引起激光器的削波,其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致BER值迅速變高,這樣一來導(dǎo)致數(shù)字解調(diào)器瞬間失去同步。所以在模擬與數(shù)字混合傳輸?shù)腃ATV系統(tǒng)中,輸入到激光器的平均功率電平要相對合理,減少數(shù)字信號(hào)的BER值。從上可見,數(shù)字信號(hào)的失真會(huì)對模擬信號(hào)的C/N值產(chǎn)生影響;同時(shí),數(shù)字信號(hào)又會(huì)受到CSO、CTB及光設(shè)備的削波影響,這樣數(shù)字信號(hào)的設(shè)置就要在這兩者中折衷考慮:1、減少模擬頻道產(chǎn)生的干擾。2、增加數(shù)字信號(hào)的抗干擾性。測試結(jié)果表明,當(dāng)數(shù)字信號(hào)功率增加時(shí),它會(huì)對激光器產(chǎn)生影

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