有線電視傳輸前端主要設備的應用

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

為了得到滿意的接收效果，實際生活中往往把電視接收天線架得很高，經過很長的電纜傳輸到前端，這樣信號電平就變得很低。天線在接收大氣中電磁波信號時，也接收到空間、地表和大氣產生的噪聲，放大器在放大信號時噪聲也同時被放大，故對天線放大器噪聲系數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可以概括為兩點：(1)天線放大器的噪聲系數比較小，整條通路的等效噪聲系數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房的電纜衰減對等效噪聲系數的膨響。

1.2 對于天線放大器增益大小的具體要求

減小噪聲系數和提高增益在技術上是一對矛盾。很小的噪聲系數的獲得往往是以犧牲增益為代價的。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至關重要的指標，它對等效噪聲系數的貢獻也起著相當重要的作用。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的限制(上限)。(2)天線放大器的增益需保證級聯放大器的噪聲系數在總等效噪聲系數中可忽略不計(下限)。

2 頻道放大器

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

3 頻道變換器

進行頻道變換的目的主要有兩個：(1)為了傳輸目的而進行頻道變換。在比較大的共用天線系統中，常常把UHF電視信號轉換成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量，降低系統的造價。有線電視系統中，為了充分利用頻道資源而采用增補頻道進行傳輸時，也必須使用頻道變換設備。綜合系統中要實現雙向傳輸時，也必然要采用頻道變換技術。(2)為改善信號傳輸質量而進行頻道變換。在強場強區，一般采用變換頻道的辦法使傳輸頻道躲開強信號開路頻道，以防止直射波串擾而引發前重影。

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、結構更為復雜、指標更高的頻道變換器。采用鄰頻傳輸方式的有線電視系統，滿足鄰頻道傳輸的特殊要求，得到令人滿意的圖像質量。

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；二是解調一調制型。解調一調制型信號處理方式主要用于需要通過微波中繼或進行高質量加擾的大型復雜系統。該方案非常復雜，突出優點是可以采用視頻處理設備以提高信號質量和進行基帶加擾。常用的信號處理器是外差變換器型。工程應用上，根據輸出頻率是否可調，信號處理器又有固定頻道型和捷變頻型。

5 調制器

綜合系統的前端要處理的信號來源復雜，除普通開路電視信號和開路調頻廣播信號，還有電視節目信號、衛星電視信號、微波傳送電視信號等。普通開路信號可用相應的信號處理器進行處理。實際應用中，甚至出現了用解調器一調制器組合取代信號處理器來處理開路信號的趨勢。前端中用到的調制器一般有三種，即電視調制器、調頻立體聲調制器和數字調制器。

5.1 電視調制器

電視調制器的輸入視音頻信號來自攝像機、錄像機、影碟機或其它視音頻播出設備，有經過衛星接收機和微波接收機解調的視音頻輸出，也有其它視音頻處理設備的輸出。經過電視調制器的視音頻信號即可視同開路接收的標準電視信號，對電視調制器的要求類同于對電視發射機的性能要求，制式標準都必須符臺我國的電視發射標準，二者之間的明顯差別僅在于一個是大功率、一個是微功率。

從調制方式上劃分，電視調制器可分為直接調制(或稱商頻調制)和中頻調制兩類，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、價格相關。凡是電氣性能要求較高的場合都采用中頻調制方式，而一些簡易調制器則采用直接調制方案。

5.2 調頻立體聲調制器

調頻立體聲調制器的作用是把高質量的立體聲音頻信號轉換成適合有線電視系統傳輸的射頻信號。在有線電視系統中可利用87-108 MHz的調頻波段傳送調頻廣播節目，其終端設備不再是電視接收機，而是調頻接收機。因此，在帶有調頻廣播功能的有線電視系統中，其用戶終端盒必須帶有TV和FM兩個插座，實現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行TV和FM的分離，只適用于系統中沒有五頻道電視節目的場合，否則較難確定頻率分割點。功分法則采用分支器進行分離，基本不受什么限制，應用較為廣泛。盡管調頻立體聲廣播在我國目前的有線電視系統中還不普及，社會需求也不迫切，但在賓館、飯店、學校等一些特定場所還是具有比較大的實用價值。現有的有線電視系統幾乎無一例外地為FM廣播預留了頻段，隨著要求增加，高質量的調頻立體聲廣播必然在有線電視系統中逐漸使用。

6 導頻信號發生器

在傳統的有線電視系統中，廣泛使用同軸電纜進行傳輸，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，由于干線有時長達數公里，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變化。要使信號電平保持穩定，需在干線放大器中進行自動增益控制(ACC)和自動斜率控制(ASC)，以補償溫度變化的影響。要使干線放大器能輸出穩定的電平，必須在復合信號中混入一到兩個固定頻率的載渡信號。產生導頻信號的裝置稱之為導頻信號發生器，它是采用同軸電纜作為傳輸手段的大系統前端的重要組成設備之一。為使干放能較好地補償電纜衰減的溫度特性，根據實際需要采用兩種方法：即單導頻控制法和雙導頻控制法。比較而言，單導頻控制法簡單一些，但控制精度不高，這是由熱敏元件的局限性決定的。單導頻控制法一般只適用于較小系統或者在要求不高的場合作為一種輔助手段。而雙導頻控制法則控制精度高，盡管復雜一些，成本也較高，但在要求比較高的系統中已被廣泛采用。

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