广电实训技术报告Word格式文档下载.docx

广电实训技术报告Word格式文档下载.docx

《广电实训技术报告Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广电实训技术报告Word格式文档下载.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

3.1前端系统的设计理论基础13

3.2前端系统的设计15

3.3前端系统的安装于调试15

第四章光纤与电缆干线传输系统17

4.1.光纤传输系统的基本理论17

4.1.2.光纤的传输系统的调测技术18

4.2.光纤系统方案设计18

4.3光纤传输系统工程实训18

4.4.干线传输系统基本理论19

4.5电缆干线系统实训任务19

第五章分配系统20

5.1分配系统组成20

5.2分配系统设计理论22

第一章有线电视理论基础

1.1有线电视的发展

有线电视是一种使用同轴电缆作为介质直接传送电视、调频广播节目到用户电视的一种系统。

电视系统首先出现于40年代的美国，最初的系统是用在公寓大夏的共享天线电视；

在公寓大夏的住户没有可能家家户户在自家的屋顶上安装天线，因此公共天线电视系统（MATV）应运而生。

共享天线很简单，由一部安装在主天线旁的共享天线电视放大器和铺往各住户的有线电缆组成。

进入21世纪以来，随着微波技术、光纤技术、卫星技术的发展，电视网络规模更加扩大，网络也由单向向双向多功能综合业务方向发展，数字电视日益普及。

目前，电视网、电信网、计算机网络的“三网合一”已成为信息社会组要的必然趋势。

近几年来，由于科学技术的发展与成熟，有线电视系统不断地被赋予更多的新内涵。

光纤传输技术、数字技术、数字视频压缩技术、双向传输技术、因特网互联技术等的采用，使得有线电视网所能传输的电视节目更远，传输的节目频道数更多，传输的节目质量更好；

更为有意义的是，实现了电视节目、数据信息的双向交互式传送，给有线电视网带来了一场革命，也为建立一个跨国、跨地区、跨城市交互式的高速、大容量的综合信息传输网成为可能。

有线电视网将把千家万户连结起来，把通信、计算机、广播电视节目传输都纳入这个综合信息服务网中。

　　各地市的有线电视网现正在进行网络改造，将原有的同轴电缆为主的树型结构网改造为以光纤为传输媒质的HFC网。

所谓HFC宽带综合信息网（Hybrid 

Fiber 

Coaxial）是以光纤作为有线电视传输干线，同轴电缆作为用户接入网的有线电视网，它不仅可以播送更多的电视节目，而且还可以接收用户的各类需求，是一个频带宽、抗干扰能力强、可靠性高的双向交互式网络。

1.2电磁波与电视信号

当把高频电流送入天线导体时，高频电流在导体周围产生变化的磁场，而这个变化的磁场又会激起变化的电场，变化的电场又产生变化的磁场，变化的电场和磁场便以馈电导体为中心，以周围的空气为媒介向远处传播，这种传播具有波动特性，所以称为电磁波。

电磁波可分为线极化波和圆极化波，极化波又可分为垂直极化波和水平极化波。

垂直极化波多用于中波广播、移动通讯、卫星电视广播等。

水平极化波大多用于短波广播、地面广播、调频广播、卫星电视广播等。

圆极化波广泛应用于卫星通信中。

国际上把电磁波的整个频率范围划分为许多波段，在各波段中，用于电视广播的是超短波和微波中的分米波，即甚高频（VHF）和特高频（UHF）。

1.3有线电视的频道配置

1.3.1无线广播电视得到频道划分与频率配置

我国规定的无线广播频率主要有48.5MHz~108MHz、167MHz~223MHz

470MHz~566MHz和606MHz~958MHz4个频段，开路电视频道一共有68个，每个频段都是8MHz，其频率范围由fV-1.25MHz到fV+6.75MHz，其中fV是图像载频高6.5MHz。

基本的有线电视系统主要有信号源、前端、干线系统、用户分配四部分组成。

信号源始提供传送广播电视信号节目源头，信号源通常包括卫星地面站，微波站，无线接收天线，有线电视网，电视转播车，录像机，摄像机，电视电影机，字幕机等。

前端设备是接在接收天线或其他信号源与有线电视传输分配系统之间的设备。

它对天线接收的广播电视，卫星电视和微波中继电视信号与有线电视信号或自办节目设备送来的电视信号进行必要的处理，然后再把全部信号经过混合网络送到干线分配系统。

干线传输系统是指把前端设备输出的宽带复合信号传输到用户分配网络的一系列传输设备。

通常，传输系统有以下3下种：

同轴电缆传输系统，微波传输系统和光缆传输系统。

用户分配网络是连接传输系统与用户终端的中间环节。

主要作用是将传输系统送来的信号合理地分配到各个用户。

主要包括延长放大器，分配器，串接单元，分支器，用户线等。

有线电视系统按带宽、使用器材、传输手段和结构类型等的不同可分成许多不同的种类。

1）按频道带宽分有邻频系统（300、450、750、860MHz）和隔频系统（全频道分段系统）。

2）按使用器材分有权同轴电缆和光缆同轴电缆混合网络（HFC），FTTSA，FTTC,FTTB,FTTH.

3）按传输手段分有光缆，电缆和微波网（FM,AML,MMD和LMDS）

4）按网络结构分有链型，星型，环型，网型和混合型。

5）按其他分有单向和双向，低分隔和中分隔，分散供电和集中供电。

1.5有线电视的主要技术指标

1.5.1电平

系统中某一点的电平是指该店的功率（或电压）对某一基准功率（或基准电压）的分贝比。

1）相对电平：

是指被测量电平与指定基准电平的比值。

2）绝对电平：

在相对电平中，指定为1mW、1mV或1uV作为基准电平来计算某点的传输电平时，其结果称绝对电平。

以分贝表示为dBmW或dBm、dBmV和dBuV。

1.5.2信噪比和载噪比

电视信号在传输过程中，噪声和干扰是影响图像质量的主要因素。

噪声值来自内部产生的连续随机杂波多有用信号的影响，用噪声系数NF或F表示；

干扰时指外界信号侵入和有源器件产生的谐波及杂波的影响。

外界的干扰有很多种，其中影响电视节目收看质量的主要有：

滚道干扰—50~几百Hz的市电和电源干扰；

网状干扰—几KHz~几十MHz的中、短波信号、BP机、手机、游戏机和空中无线电信号干扰。

雪花和横线干扰—由日光灯、发动机和高频设备产生。

1.5.3非线性失真

非线性失真可分交扰调制比CM和载波互调比IM。

交扰调制比CM是一个信号被另一个信号的振幅调制，并落在调制载波的同一个频道内，形成两个信号的相互干扰。

它没有产生新的频率。

俗称为“雨刷干扰”或“鬼影干扰”。

载波互调比IM是多个信号的载波互调后，落入某一个电视频道中视频信号形成斜纹干扰，条文的疏密与干扰频率离被干扰的频道的图像载频的远近有关（近疏远密），称“网纹干扰”。

1.6CATV网络调

1.6.1场强仪简介

在有线电视系统的安装、维护过程中，使用最多的测试仪器是场强测量仪。

电视场强测量仪，简称场强仪，是测量电磁波辐射场强和点平的仪器。

场强仪有：

机械调谐式场强仪、非锁相电子调谐式场强仪、PLL调谐式场强仪。

1.6.2电平测量

电平一般采用场强仪来测量比较简单。

测量步骤如下：

1）用测量线连接系统输出口和场强仪测量口；

2）调谐场强仪，找出被测图像载波信号比；

3）读载波电平值并记录载波电平数；

4）以同样的方法测量伴音载波信号；

5）所有频道测量完毕后，整理和分析数据，得到系统输出口电平、任意频道电平差，相邻频道电平差、图像|伴音电平等参数。

1.6.3载噪比测量

用更带有载噪比测量功能的场强仪较为简单。

按动载噪比测量键即可进入载噪比测量状态。

此时仪器将测量所选择的当前频道的图像载波的电平现实于右下角（电平值应大于85dBuV，小于85dBuV时在显示屏上方显示lo）,刻度也将显示载波的电平值，同时载噪比显示于显示屏上方。

第二信号源系统

2.1信号源理论基础

2.1.1开路信号源设计

接受天线是CATV信号系统的大门，它把所需要的电视信号的电磁波能量接收下来，并转换为高频电流能量，经过馈电系统传输到接收机。

接收天线按其接受哦、频率的不同可划分为甚高频接收天线（1~12频道）、超高频接收天线（13~68频道）和全频道接收天线（1~68频道）。

还可以细分为单频道接收天线、分频段接收天线、全频段天线和组合天线（也称复合天线）等。

接收天线位置、高度及方向的确定方法：

天线应在空旷处架设以避开电波传播方向上的遮挡物;

可架设在屋顶或小山上以提高接收天线的实际高度；

要求天线间有一定的距离使干扰减至最小；

要远离干扰源。

天线离地面（或屋顶）的高度不能小于一个波长，也不宜太高。

一般将天线最大接收方向朝向电视台方向，甚至可以接受反射波。

2.1.2卫星电视系统设计

卫星电视信号的接收是由卫星接收系统完成的。

卫星电视接收系统由电视信号接收天线、馈源、高频头、卫星接收机等组成的。

卫星电视信号是由视频，声音副载波组成的基带对在本再调频的微波信号。

卫星电视信号接收天线把来自空中的卫星信号能量汇聚成一点（焦点）。

有两种基本类型：

一是主焦点抛物面天线，它只有一个反射面，二是卡塞格伦天线，它除了住反射面（抛物面）外，还有副反射面，电波经两次反射后集中到一点。

卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，输出卫星电视图像信号和伴音信号。

卫星电视系统如图（2-1）

（2-1）

卫星接收机实物图

2.2卫星电视系统的安装与调试

2.2.1卫星电视接收系统的连接方法

1、

也就是把F头的固定环套入

2、

前方留1厘米左右的铜芯

这里留1毫米泡末，此处的金属网和锡纸全去掉

3、

前方出来1--2mm就可以了，不要太长

这里用钳子把固定加紧免得F头脱落

在馈线外皮与泡末之间用力插入F头，使其与中间金属网充分接触，但不能让金属网与铜芯短路，具体操作如下图

卫星电视接收系统的连接

2.2.2实训器材

1.抛物面天线两套

2.高频头（C、Ku）各一个

3.卫星电视接收机（模拟、数字）各一台

4.监视器一台

5.电缆若干

6.量角器一只

7.有重锤的细绳一条

2.2.3实训步骤

1.先观看相关卫星接收系统安装与调试的视频录像。

通过观看录像，熟悉整个安装和调试的环节，以减少在实际操作中的不必要的失误。

2.安装钱的准备

1）先天线选址，要考虑地理位置、视野范围、电磁干扰、地质和气象方面等的因素。

2）安装工具：

活动扳手、专用改锤、剪子、水平仪、防水胶布等。

3）按照说明书清点卫星天线的零件数是否正确。

4）准备12寸-14寸带AV输入的彩色或黑白电视机一台，视音频线（AV线）一套，同轴电缆，临时220V电源及插座。

3.卫星接收系统的安装

参照天线所附带的安装图分别进行组装，然后安装高频头，目前使用的Ku波段的高频头是和馈源做成一体的，应按照所收信号的极化方式进行安装。

当今，校园接收的教育宽带网是垂直线极化，一般使用的高频头在其端面上有一个UP标志，标有UP端面向上即为水平极化，旋转90度为垂直极化，装上高频头后，先不要紧固，还要调整极化角度。

极化角是天线馈源波导口相对于地面所形成的倾角，若为正值，则高频头顺时针旋转；

若为负，则高频头逆时针旋转。

从接收点仰望卫星的视线与水平线构成的夹角就是仰角。

由于偏馈式天线具有偏馈角，实际使用时要把计算的结果减去天线的偏馈角。

调整时将天线的底部托盘平面看作通过天线中心点的切面，配合量角器调整天线仰角使托盘面与天线垂直方向支架的角度等于计算出来的角度

接收点到卫星的视线在接收点的水平面上有一条正投影线，从接收点的正北方向开始，顺时针方向至这条正投影线的角度就是方位角。

实际使用时方位角以正南方向为0度角边，如方位角是正值为南偏西，负值为南偏东。

利用指南针确定正南方向，将高频头与天线纵向中心轴线所确定的平面作为调整方位角的基准平面，将天线对准正南方，配合指南针上的刻度调整天线方向，使其大致对准卫星所在方位。

准备一张纸上面写下你需要调的卫星所需要的三个角度和这颗卫星上的节目的信号最强参数（用于寻星），最弱参数（用于细调到最佳效果和固定）。

卫星接收机安装接线完成后，接收机能够自动寻找卫星转发器上的节目。

退出接收机的设置菜单后。

接收机能够自动到第一个接收节目的位置，通过接收机的频道选择按钮选择接收频道，用监视器可收看到该卫星上所有的电视节目和语音广播节目。

第三章前端系统

3.1前端系统的设计理论基础

3.1.1前端系统的组成与功能

前端是整个系统的中枢，是各种信号源采集信号的处理中心，是传输信号的第一个加工环节。

信号处理的主要环节有：

信号放大，频道变换，滤波，电平调整，调制，导频，混合等。

实现这些功能的设备分别为前端放大器、频道变换器、滤波器、调制器、导频信号发生器和混合器等。

前端放大器主要有同意安县放大器、频道放大器、多波段放大器、宽带放大器等多种。

天线放大器用于放大空间微弱信号的低噪声放大器，一般安装在接收天线杆上，有频段放大器和频道放大器。

频段放大器放大某一频段；

频道放大器放大某一频道，具有调谐回路，能提高选着性，对抑制邻频干扰有明显效果。

频率变换器是一种简单的信号处理器，主要为了改善信号传输质量或为了传输的目的而进行频道变换。

而信号处理器则是一种带中频处理功能，可满足临频使用要求的特殊频道变换器，多频道，大型，复杂，多功能及临频系统需选用信号处理器。

滤波器一方面让某个频道的电视信号能最大限度的通过，另一方面是对该频道的电视信号以外的成分进行最大限度的抑制。

调制器是CATV系统中用于将视频、音频信号调制成电视射频信号的专用设备，调制器的外观如图：

前端系统的功能如下：

1）将天线接收的各个频道电视信号分别放大到一定电平

2）将天线接收的UHF电视信号通过UHF-VHF变换器变换成VHF频段或增补频道的电视信号

3）将卫星接收天线接收的电视信号转换为VHF频道某一频道的电视信号

4）把自办节目调制为某一频道的电视信号

5）将各频道的电视信号调整至电平大致相等的合适值，经混合器混合在一起

6）把接收的微波信号转换为某一频道的电视信号

7）把经光导纤维传输来的光信号转换为，偶一频段的电视信号

8）将混合后的多频道电视信号经分配器分为多路，用于输出至传输干线和监视器

9）向传输系统的干线放大器提供用于自动增益控制和自动斜率控制的导频信号

3.1.2前端系统的类型与选择

根据系统发展和规模，前端有各种类型。

前端类型的选择要根据系统的具体情况而确定，应考虑多方面的因素，考虑用户的数目，工作频带、传输距离、信号来源，同时也应考虑设备的可靠性、器材的价格、是否便于维修等实际问题。

3.1.3信号源的选择与频道配置

1.为了避免出现重影和同频干扰，应避开当地的强信号电视台上网频道

2.尽量不使用标准频道DS-5，以避开当地的调频广播干扰

3.尽量避开落在增补频道Z-5范围内的当地无线电通讯干扰

4.优先使用标准频道和增补频道Z3-Z8、Z35-Z37等频道，与用户的彩色电视机的电调谐器相一致，即使老式电视机的调谐器也能收到这些增补频道节目

5.尽量避开交调及组合三次差拍比较严重的频道，例如：

9ch、11ch、12ch及z7ch等。

当然也不是绝对不能使用这些频道，应在具体试验的基础上决定取舍。

3.1.4前端的技术指标

有线电视信号的质量大部分取决于前端的性能指标的好坏。

在前端系统中，组要技术指标是前端的输出电平、载噪比与交扰调制比。

前端的、所有设备均运行在最佳工作状态，其输入、输出电平值应符合产品的额定电平，保证前端信号质量。

有些节目的输出电平时固定的，如微波接收机、摄像机、录像机和影碟机等，主要是对接收天线的输出电平进行估算，一般在工程设计过程中，天线的输出电平通常采用实测的办法。

3.2前端系统的设计

实训室的前端系统

3.3前端系统的安装于调试

3.3.1实训任务

1.通过实训进一步掌握前端系统工作的基本原理

2.学会前端系统设备安装方法及测试

3.掌握前端系统调试方法

3.3.2仪器设备

1.设备机柜一套

2.射频调制器四台

3.场强仪一台

4.混合器一台

5.衰减器一台

6.电视机一台

7.卫星接收天线一台

8.宽带接收机一台

9.卫星接收机四台

10.连接线接头若干

11.DVD一台

3.3.3前端调试

首先确保信号源（卫星电视接收机输出的视音频信号、自办节目输出的视音频信号、开路接收的射频信号）按要求送入电视调制器、频道处理器，前端设备供电正常。

（1）用场强仪测出各调制器输出电平，调节面板上的增益控制电位器使各频道调制器输出电平达到设计电平值（一般为98~110dB）。

（2）用场强仪测出开路电视信号电平，接入频道滤波器后将其调整到频道处理器输入所需的电平（一般为70±

15dB），置场强仪于频道处理器输出频道上测量输出电平，调节增益控制电位器，使输出电平达到设计电平值（一般为98~110dB）。

（3）图像伴音比（A/V）调试：

当调制器、频道处理器图像载波电平输出为设计电平时，将场强仪调谐到伴音载波频率上，在观察伴音载波电平的同时，调节面板上的A/V控制电位器，改变伴音载波电平，使A/V比为15~17dB，即图像载波电平比伴音载波电平高15~17dB。

（4）若为数字型场强仪，可去掉各频道的视音频信号和开路射频信号，再测试各频道图像和伴音载频频率，并注意观察频率偏差情况。

（5）检测各频道载波混合输出电平：

将场强仪接在混合器输出端，用场强仪依次测出各频道图像和伴音载波输出电平，并做记录。

依据国标，任意频道之间电平差值应≤10dB（60MHz内不大于8dB），相邻频道之间电平差值应≤2dB。

结合设计电平值，若输出电平和A/V比有差异，可调整相应的控制电位器，使其符合设计要求。

同时还应观察前端输出信号监视器上的各频道图像清晰程度和层次是否分明，有无明显拖尾、过冲、网纹，伴音是否清楚悦耳等。

若正常则将所测电平数据记录在前端电平表上，以便平时维护用。

（6）前端放大器电平检测：

用场强仪测前端放大器输入电平是否为放大器推荐值（一般为72~75dB），若输入电平过高可插入固定衰减器或调节可调衰减器使输入电平符合要求。

调节可调均衡器（ASC）使斜率为4~6dB，即使550MHz最高频道电平比最低频道电平高4~6dB。

将场强仪接入前端放大器输出端，调节增益控制电位器使输出电平为95~100dB，具体视设计值而定，但不宜过高。

用场强仪监测前端放大器输出各频道图像载频电平是否符合要求，并做记录。

因放大器非线性失真，个别频道电平值可能偏低，如有此现象，应调整该频道增益（电平）以满足设计要求。

前端放大器也可用性能较好的干线放大器代替，依经验若导频信号为某一电视频道载频，则最好置AGC开关于手动方式，否则输出电平可能受到影。

第四章光纤与电缆干线传输系统

4.1.光纤传输系统的基本理论

4.1.1.光纤传输系统的组成

在干线系统中，传输的介质有多种，入同轴电缆、光纤、微波等。

有线电视的初期一般采用同轴电缆，但是干线长度一般不超过15公里。

在传输距离较远时，采用光纤或微波技术，目前应用较为成熟的是HFC网络，即干线采用光纤，用户分配网络仍采用同轴电缆的混合式网络。

HFC网友5个基本要素：

光发设备、光纤设备、光纤传输设备、光收设备、电缆传输通道、放大器。

4.1.1.1.光纤和光缆

光纤是传输信息的主要介质。

目前通用的光纤是用石英玻璃制成的横截面很小的双层同心圆柱体。

光纤分为单模和多模型两种。

光缆是为了保证光纤能适应工程要求的敷设条件，使光纤能承受是用条件下的抗拉、抗冲击、抗弯、抗扭曲等，并保证光纤原有的良好的传输特性。

光缆按结构分有中心束管式光缆、层绞式光缆和带状光缆等。

光缆的接续：

光纤的连接是光缆线路工程中的一项关键性技术。

光纤接续质量的优劣不仅影响到光缆传输损耗的大小，影响传输距离的长短，而且影响系统使用的稳定性、可靠性。

因此对光纤的接续要求：

连接损耗要小，能满足设计要求；

具有足够的机械强度和使用寿命；

接续点要进行防水处理，保证接续点的安全性。

4.1.1.2.光发射机和光接收机

光发射机包括电源、激光器偏置电路、激光器慢启动电路、失真补偿电路、功率控制和制冷控制电路、过载保护和过驱动保护电路、光检测电路、用语光功率检测与自动功率控制的光检测器芯片、用于双向自动温度控制的半导体制冷器和热敏电阻。

光接收机输入的信号时光调制电视信号，输出的是射频电视信号。

光接收机的核心组件是光检测器，他将光信号转换为电信号。

由于光检测器的输出阻抗高，负载能力小，所以光检测机内有光带阻抗匹配网络，电信号经过匹配电路后再进入点放大器。

4.1.1.4.光放大器

光放大器的原理与激光器的原理相同，当共给激光媒体能量使起处于激励状态下时，即会产生光的受激辐射现象。

如果能满足使受激辐射持续进行的条件，并用输入光（波长与发送光一致）去感应，则能得到比其强的输出光，从而起到放大作用。

4.1.1.5光连接器

1.光纤活动连接器

光纤活动连接器是实现光纤（缆）之间活动连接的无源器件，他还有将光纤（缆）与悠远期间、光纤（缆）与其他无源期间、光纤（缆）与系统和仪表进行活动连接的功能。

光纤活动连接器的品种、型号很多。

在有线电视中用的最多的是FC系列的连接器。

2.光耦合器

光耦合器（COUPLER）是一种能使传输中的光信号在特殊结构的耦合区，并进行再分配的器件。

4.1.2.光纤的传输系统的调测技术

4.1.2.1.光功率计

光功率计是有线电视光纤传输和光纤通信中最基本、最重要的一种测量仪表，用来测量光源到检测器之间各点光功率的平均值，相当于电路测量最后的电压表或电流表。

4.1.2.2.光传输链路损耗的测量

（1）切断法

（2）插入损耗法

（3）后向散射法

4.2.光纤系统方案设计

工程需要：

前端：

工业中心

光节点一：

学生宿舍

光节点二：

距离4\3\2\1KM

光节点三：

距离5\6\7\8KM

光接收机输入光功率为0dbm

4.3光纤传输系统工程实训

4.3.1.实训内容

1.掌握光发射机、接收机、光无源器材的功能、应用及工作原理

2..