有线电视2章汇总Word下载.docx

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�行业标准行业标准CY/T121-1995和GY/T106-1999规定C/N:

43.0dB（噪声带宽为5.75MHz。

�载噪比的客观测试与主观评价的关系:

评价有线电视系统图像质量可通过客观测试指标,也可以对电视接收机屏幕上的图像质量进行主观评价,一般采用五分制。

客观测试与主观评价是统一的,两者之间的关系见表1。

�3.噪声对图像质量的影响

�噪声使电视接收机屏幕上出现大量细小亮点,犹如飘雪花,使图像结构粗糙,清晰度降低,对比度变差,层次减少。

在彩色电视画面上出现大量醒目的彩色亮点,对图像质量影响更为严重。

�4.指标劣化的原因和减少影响的办法

�（1噪声产生的原因:

前端接收信号场强太弱,系统所用设备噪声过大或系统输出口信号电平过低。

�（2减少噪声影响的办法:

�前端接收开路信号时,若接收天线到放大器之间用十几米到几十米电缆来传送信号,会加大信号衰减,使信噪比变坏。

因此,应在天线下接低噪声天线放大器,

放大后的信号再用电缆送出,这样可提高载噪比。

�有线电视系统干线放大器、分配放大器或用户放大器都应选择噪声系数达标的放大器。

前端调制器的信噪比应达标。

�有线电视系统线路应合理设计,使用户端信号电平不至于过低,避免载噪比下降。

�一条由多个放大器串接而成的CATV电缆网络,后一级放大器的输入载噪比肯定比前一级放大器输入载噪比低,这就是为什么在有些CATV系统中,为保证载噪比的指标,越后级的放大器的输入电平要求就越高的原因。

多级同一型号放大器串接链路救噪比的计算公式是:

C/N=Vi-F-l0lgn-2.4（dB

�C/N=V

�Vi为输入电平;

F为放大器的噪声系数;

n是串接的放大器级数:

2.4是常温下的热噪声功率。

（1032.275.52931038.114230WMHzKfkTPn−−×

=×

×

=∆=

（1032.1751032.261400VRPUnn−−×

==�对于一个无论多么复杂的无源网络,在常温时即在20℃时,它所产生的噪声功率应为恒定值。

�如阻抗为75Ω,则基础热噪声电压为:

�用分贝表示,则基础噪声电平为:

V

dBUNnµ

4.2lg2000==

�2.1.2载波复合三次差拍比

�非线性失真会产生新的频率分量,即产生各次谐波和各次互调产物,其数量随有线电视系统传输频道的增加而急剧增加。

这些谐波和互调产物中的绝大部分聚集在图像载波频率或频道内某几个频率附近较窄的频带内形成簇,这就是复合差拍产物。

在一个频道内可能有几个簇,一般在图像载频附近的一簇最大,对图像的干扰也最严重。

�复合产物主要由二次失真和三次失真引起,为了便于分析和采取对策,将复合产物分为复合二次产物和复合三次产物。

在HFC中,光接收机的末级放大器采用推挽电路,且分配网的放大器也用推挽电路,推挽电路能抑制偶次谐波,使复合二次产物电平降低,复合三次产物成为主要问题。

�1.定义和物理意义

�载波复合三次差拍比（C/CTB是指某个图像载波电平与聚集在该频道的图像载频附近形成簇的复合

�三次差拍产物之比,用dB表示。

�C/CTB=

C/CTB=图像载波电平/聚集在载波频率附近复合三次差拍产物峰值电平

�该指标是有线电视系统非线性失真引起的三次互调失真的总和。

在一般使用的线性范围内,系统输出电平每降低1dB,载波复合三次差拍比提高2dB;

而输出电平提高1dB;

载波复合三次差拍比降低2dB。

�2.指标

�行业标准CY/T121-1995和GY/T106-1999规定:

载波复合三次差拍比不小于54dB.

�3.对图像质量的影响

�一般认为,复合三次差拍是本频道图像载波附近产生一簇或几簇单频干扰,在图像上产生网纹干扰。

载波复合三次差拍比对图像质量的影响为:

图像中产生水平间隔条纹。

多次实验的结果为:

复合三次差拍均表现为在电视接收机屏幕上出现横向差拍噪波,这是一种水平水波纹状的噪波干扰,像是噪波叠加在水波纹上的干扰。

它不是系统载噪比低引起的,而是图像载频附近较窄的频带内形成的一簇复合三次差拍产物在电视机里经视频检波形成的低频干扰。

由于干扰频率很多,且相位有一定随机性,叠加起来形成的复合差拍干扰的幅度和相位变化类似噪波干扰。

所以,横向差拍噪波是一种具有一定随机性的低频组合差拍干扰。

�当C/CTB=54dB时,在电视接收机屏幕上刚刚发现横向差拍噪波,最初为横向细小的水波纹状噪波,当对比度较小时稍有察觉,但不会令人讨厌。

按主观评价5分制,这时可达4分。

当C/CTB:

35dB时,横向差拍噪波干扰严重,很讨厌,此时横向差拍噪波为较粗的横向水波纹,使观众很难忍受。

这时,主观评价相当2分。

�载波复合三次差拍比较低的原因有:

①放大器本身非线性指标未达标;

②放大器输出电平过高。

�原来,宽带放大器的非线性指标只测三音交调和二阶互调,即使这两项指标都达标,但载波复合三次差拍比仍不好。

传送30套以上电视节目时,非线性失真严重。

因此,在选择放大器时,一定要检查载波复合三次差拍比。

�在一定范围内,随着放大器输出电平的提高,载波复合三次差拍比按二次方关系降低,欲达一定载波复合三次差拍比,只能选适当的输出电平。

�5.指标计算

�在CATV电缆传输网中C/CTB与放大器的输出电平关系是:

每个频道电平提高1dB,C/CTB指标将降低2dB。

�C/CTB与放大器串接数n的关系是:

�C/CTBC/CTB===C/CTBC/CTB1-20lgn=-20lgn=C/CTB

C/CTB0+2（S0t-S0-20lgn�C/CTB0（dB为设备在测试电平S0t（dBμV的值;

C/CTB1为单设备在实际工作电平S0（dBμV的值;

�C/CTB与所传输的频道数是20lg（M/m的关系（其中M是系统传送的最大频道数,m是实际传送的频道数,即传输的频道数越少C/CTB指标越高。

在习惯上,我们常说的CTB就是指C/CTB指标。

�2.1.3载波复合二次差拍比

�1.定义和物理意义

�（1定义:

图像载波电平与在带内成簇聚集的二次差拍产物的复合电平之比,以dB表示。

该指标是图像载波电平与有线电视系统非线性失真引起的二次互调失真的总和之比。

�2.指标

�行业标准GY/T106-1999规定,C/CSO≥54dB。

�3.对图像质量的影响

�载波复合二次差拍比使电视接收机屏幕上产生网纹干扰。

�4.指标劣化的原因和减少影响的办法

�有线电视系统的放大器一般采用推挽电路,推挽电路能抑制偶次谐波,故放大器对C/CSO指标影响不大。

�HFC光传输链路中,由于光纤色散会产生新的光谱分量,从而增加了光链路的载波复合二次差拍比。

因此,在HFC中,选光纤时,要注意色散问题。

�在CATV电缆传输网中C/CSO与放大器的输出电平关系是:

每个频道电平提高1dB,C/CSO指标将降低1dB。

�C/CSO与放大器串接数n的关系是:

�C/CSOC/CSO===C/CSOC/CSO1-15lgn=-15lgn=C/CSO

C/CSO0+（S0t-S0-15lgn�C/CSO0（dB为设备在测试电平S0t（dBμV的值;

C/CSO1为单设备在实际工作电平S0（dBμV的值;

�C/CSO与所传输的频道数是10lg（M/m的关系（其中M是系统传送的最大频道数,m是实际传送的频道数,即传输的频道数越少C/CSO指标越高。

在习惯上,我们常说的CSO就是指C/CSO指标。

�2.1.4交扰调制比

�交扰调制是指两个电视频道或多个电视频道之间信号的互相串扰。

C/CM。

在被测频道需要的调制包络峰一峰值与被测载波上转移调制包络峰一峰值之比,用dB表示。

交扰调制就是串台,其他频道电视节目的图像串到本频道上。

C/CM1-10lg（N-1

�C/CM=

C/CM=C/CM

�式中:

N-频道数,C/CM1频道数是任意频道对测试频道的交调比

�在串扰信号不失真,且与被串信号基本同步时,则在一个画面上将看到另一个节目的弱信号,如:

彩条、格子等:

当两个信号不同步时,串入图像将产生漂动,其影响更大;

当串入信号有失真时,画面上会出现杂乱无章的麻点,或不规则移动的花纹。

�（1交扰调制产生的原因是有线电视系统中有非线性失真产生。

�（2减少交扰调制的办法:

应选择质量较好的、非线性失真达标的和输出电平不能过高的放大器。

在有线电视系统中,频道安排要适当,由于某些原因,个别容易被串扰的频道尽量不用。

�2.1.5交流声调制

�交流声调制是在图像上出现50Hz滚道。

交流声调制是指在1kHz以内,50Hz电源的交流声及其谐波的干扰。

在有线电视系统中,50Hz及其谐波较大,在电视图像上出现滚道。

�行标规定:

HM≤3%

�交流声调制使电视接收机屏幕上出现上、下滚动的水平黑道或白道。

交流声调制干扰严重时会影响同步,使图像垂直方向产生扭动;

最严重时会破坏同步,使图像画而混乱。

�（1交流声调制劣化的原因:

①交流电网供电电压过低;

②直流稳压电源滤波不好:

③有线电视系统地线不好或接

地电阻过大。

�（2减少影响的办法:

①直流稳压电源要达标,电源波纹小,以减少50Hz交流分量;

②有线电视系统地线要用宽铜带连接起来,连接处焊接良好,接地电阻要小;

③信号线（特别是视频信号线不能与主电源供应线长距离并行在一起,以免50Hz交流声串进去。

�2.1.6回波值

回波值为被测系统对2T正弦平方脉冲的响应,用百分数表示。

传送电视信号的高频载波在传输过程中,当传输介质不均匀或发生变化时,都会产生反射波。

用反射波的大小来衡量所造成的影响,此反射波也叫回波。

�回波值不大于7%。

�回波会在图像右边出现一个反射波的重影或幻像。

当重影与正常信号延时不大时,两个图像接近重影与正常信号延时较大时,幻影就很明显,使清晰度下降,严重影响图像质量。

�4.产生的原因和减少影响的办法

�（1产生的原因:

电缆质量不好反射损耗低或接头匹配不好都会产生回波。

在有线电视系统中,选用优质合格的电缆作传输线;

传输电缆与放大器中间的接头（电缆头要选用合乎标准的优质产品,电缆接头应安装牢固以保证接触良好。

�2.1.7微分增益

�微分增益失真使图像在不同亮度处彩色饱和度发生变化。

微分增益应理解为微分增益失真。

微分增益是不同亮度电平下的色度信号幅度的变化,用百分数表示。

小幅度的等幅彩色副载波在由黑到白不同亮度电平（亮度五阶梯上,由于系统的非线性所引起的彩色副载波幅度的变化称为微分增益。

�微分增益不大于10%。

�3.对图像质量的影响

�微分增益失真使在不同亮度处饱和度不一样,如在电视画面上演员从暗处走到亮处,肤色和服饰的饱和度不一样,给人一个很不自然的感觉。

�4.产生的原因和减少影响的办法

产生微分增益失真的器件是调制器,原因是调制特性曲线的非线性或其前边视频放大器的非线性引起失真。

采用合格的质量较好的调制器;

系统工作一段时间后,发现微分增益失真应先检查调制器是否出了问题。

�2.1.8定义和物理意义

微分相位是在不同亮度电平上彩色副载波相位的变化,用度表示。

等幅的小幅度彩色剐载波,在由黑到白的不同亮度电平上,由于系统的非线性所引起的彩色副载波相位的变化称微分相位。

�微分相位不大于10

10°

°

。

�微分相位失真使图像在不同亮度处颜色发生变化。

例如一个演员由暗处走到亮处,红色服装会由晴红色变为酱紫色,给人很不协调的感觉。

在有线电视系统中,产生微分相位的主要是调制器,因为调制器具有非线性的相位特性,从而造成相位失真。

系统工作一段时间后发现微分相位失真大时,应先检查调制器是否出了问题。

�2.1.9频道内频响

�频道内频响是从图像载频到图像载频加6MHz范围内的射频的幅频特性。

频道内频响系指系统输出口的电视频道内的幅频特性,以分贝（dB表示。

频道内频响是从图像载频到图像载频加6MHz范围内的幅度——频率特性,即频道内的平坦度。

�频道内频响为±

2dB。

�幅频特性下降过多,使高频分量幅度变小,图像清晰度下降。

而幅频特性抬升过高,高频分量增加,使图像变得比较生硬（类似勾边电路产生的现象。

在有线电视系统中,频道内频响不好主要是调制器幅频特性欠佳引起的。

采用质量较好的调制器。

系统工作一段时间后,发现某个频道幅频特性不好应检查该频道调制器的幅频特性。

�2.1.10色度/亮度时延差

�色度/亮度时延差使图像中色度信号与亮度信号不重合产生彩色镶边。

电视信号中色度和亮度分量通过有线电视系统后,它们的延时不同称为色度/亮度时延差,用ns表示。

色度/亮度时延差是把色度分量和亮度分量的调制包络作比较,如果两个波形相应部分在时间关系上输出端与输入端不同,则被称为色度/亮度时延差。

�色度/亮度时延差不大于100ns。

�当色度信号和亮度信号传输时间不一致时,产生时延差。

它使图像在水平方向上产生彩色镶边,严重时使彩色和黑白轮廓分家,类似画报中出现的套色不准,使彩色清晰度下降。

在有线电视系统中,产生色度/亮度时延差的主要原因是调制器中频滤波器做得不好,幅频特性下降过陡使相位特性起伏较大:

次要原因是频道处理器里的中频滤波器做得不好。

系统中选用合格的质量较好的调制器和频道处理器。

2.2有线电视数字传输系统的技术指标

�数字信号包括DVB数字电视广播信号、CMTS下行信号以及用于其他功能的QAM及QPSK信号。

�在数字信号传输中,用来表示每一个信码的数字单元称为码元,码元的物理表示称为符号。

一个码元持续时间称为码元长度。

�码元中所包含的信息的多少用信息量来衡量,单位为“b（比特”。

在通信系统中规定每1位二进制码元携带1b的信息量,而1位m进制码元所携带辟的信息量为�N=log2m（b

�信息传输的有效性以信息传输速率来衡量。

�RbRb===RsRsRslog2m（log2m（log2m（b/sb/sb/s（

（比特率与波特率之间的关系

�数字信号更能够容忍信噪比的劣化,但对系统相位噪声、相干干扰、周期性干扰和增益压缩等的更加敏感。

数字信号表征量在原先模拟系统的基础上带来很多新的变化。

数字系统最基本的测量是传输错误率,传输错误率通常用比特误码率（BER来表示。

另外还有一些参数:

信号电平、误差矢量幅值（EVM、调制误码比（MER、信噪比等。

�1.信号电平

�数字信号的电平与模拟信号的电平不同。

对数字信号来说,信号电平就是指有效带宽内射频或中频信号的平均功率电平。

�数字信号电平可以直接用专用数字信号场强仪（如天津德力DS1191A或频谱仪测量。

�在用频谱仪测试时需要注意以下几点:

正确连接系统,校准仪器,确保阻抗匹配;

调节频谱仪中心频率到被测频道,选择合适的扫宽和电平显示,使频谱仪能够显示整个频道;

�2.星座图（Constellation

�在QAM调制方式中,同时利用载波的幅度和相位来表示被调制数据。

纵轴矢量“I”串流和横轴矢量“Q”串流可描绘为九十度相位差形成的格子,代表“I”乘“Q”数的可能状态,此格子通常称为“星座图”。

星座图中反映了QAM调制技术的两个基本参数,载波的幅度和相位。

Q

I64QAM星座图

I

载波幅度

载波相位

座点位置

�1良好的星座图

�在测试仪器上星座点被很合理的定义和定位在正方形内,表明系统又良好的增益,相噪及调制差错比,如图所示。

信号良好的时星座图

�2非连续无规律的噪声干扰（IncoherentNoiseInterference形成云雾状星座图。

�在实际的网络系统中,QAM信号一直遭受一些如马达、继电器、电力设备与分配网络上的传输装置所产生的随机性噪声干扰。

噪声导致所显示的符号落在星座图方框内正常位置的周围,经累积一段时间后,统计一特定方框内所有符号的落点就会形成如云雾状的星座点分布,每个符号表示噪声干扰些微的差异。

如果有更多的噪声干扰星座图会显示一些符号超过判断门坎而形成的误码（biterrors。

星座点的伸展表明高噪声和很可能的显著错误,如图所示。

�3连续有规律性噪声的干扰（CoherentInterference�内调制设备、计算机设备的时基电路以及广播的发射机都可能是连续周期性有规律噪声的干扰来源,在特定方框内所显示的符号形成明显的圆圈图形,表明网络存在相干干扰源,如图所示。

�4相位噪声（PhaseNoise形成旋转型星座图

�相位噪声是一段期间振荡器其相对的相位不稳定的情况,如果此振荡器是用于信号处理（例如本地振荡器,这些相位不稳定会影响在信号上,在信号处理设备内的振荡器在设计上是只会对所处理的信号增加非常微小的相位噪声,然而不良的调制器或处理器可能增加非常可观的相位噪声在信号上,结果在星座图上显示出绕着图形中央旋转的现象,如图9所示。

出现这种情况说明系统中出现严重的相位噪声。

相位噪声可能是由下/上变频器造成的。

�5增益压缩（GainCompression形成压缩形星座图。

�增益压缩是在信号传送路径上因有源器件（放大器或信号处理器过度驱动或不良的有源器件所导致的信号失真,结果在星座图上若显示外部的点被拉进中心而中间的点不受影响,四个角落被扭曲造成四边弯成如弓形的现象,而不是正常的四方形形状,则说明系统中有出现有源器件增益压缩的现象,如图所示。

增益压缩可能是由IF和RF放大器或是上、下变频器不良等造成的。

图

�6孤立点星座图。

�星座图上出现一些孤立远离主簇的点表明干扰是周期性的,如图所示。

引起周期性干扰可能的因素如下:

激光削波,由于模拟同步脉冲的排队造成激光的偶尔过载;

被破坏或松散的连接;

扫描系统干扰,来自扫描系统的扫描脉冲设置了空谱扫描;

颤噪效应,头端设备的数字抖动也能够造成周期性错误。

图11周期干扰引起的孤立点星座图

�3.比特误码率BER（BitErrorRatio

�BER是符号被推挤进入相邻符号范围从而导致那些符号

被误解的概率。

可用误比特

率Pb或误符号率Ps来表示。

通常以10的n次方来表示,例如测量得3E-5表示在十万次传送码有3个误码,误码数目在阈值内,可以通过信道编码来纠错,达到E-11以上。

落在邻区的错误码传送总比特数

错误比特数

=

b

P

传送总码元数

错误码元数

s

�数字信道条件变坏有悬崖效应

�4.调制误码比MER（ModulationErrorRatio

�数字系统中的调制误码比（MER（MER

是指平均矢量幅度与误差幅度的有效值的比值,结果以dB表示,MER的值越大代表越好。

�其定义式为:

�

式中:

是各星座点的矢量坐标;

是到对应理想星座点的矢量偏差。

∑∑∑∑====∆+∆+=∆+∆+=N

jjjN

jj

j

N

jdBQIN

QINQIN

QI

NMER1

221

22122

（1

（1log

20

102jI2jQ2j

I∆2jQ∆

是星座点矢量模的均方根值。

∑∑∑===∆+∆=∆+∆+=NjjjrmsNjjjN

jjjratioQINCQINQINMER1

221221

22（1（1（1rmsC

参考信号矢量

实测信号矢量

误差矢量

�MER不仅考虑到幅度噪声,也考虑到相位噪声。

测量信号的MER值是判定通路失效边界（系统失效容限的关键部分。

它不象在模拟系统中图像质量会随着载噪比性能的下降明显降低,通常情况下较差的MER对数据传输的影响上并不显著,只有在低于系统MER门限值的情况下,才严重影响数据传输。

�MER是一个统计测量,其主要局限是不能捕捉到周期性的瞬间的测量。

在周期性的干扰下测得的MER可能很好,但BER值却很差。

但总的来说MER还是一个很好的反映QAM信号的指针,同时也是一个相当有用的故障排除辅助工具,MER是一个很多传送码的平均值,所以它不像BER是一个判断数据错误的好工具。

�5.误差矢量幅值EVM（ErrorVectorMagnitude

�它的定义式为:

是发射信号的理想的测量分量I（同相位和Q（正交相位

（称为基准信号“R”与实际