有线电视信号跳跃式变化及其原因探讨.docx
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有线电视信号跳跃式变化及其原因探讨
有线电视信号跳跃式变化及其原因探讨
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有线电视信号跳跃式变化及其原因探讨
（信阳师范学院教育科学学院河南信阳464000）
内容提要：
有线电视常见故障比如交调、互调、重影、交流干扰等，其形成原因，许多专家都做过探讨，其日常处理措施也广为大家熟悉。
但对于从系统前端输出电平比较平坦的信号，经过一段距离后，除了具有一定的斜率外，还形成“跳跃式”变化的超常规情形。
这种超常规“跳跃式”变化的情形，似乎不可理解，情况严重时（指影响用户收看），维修技术人员变得束手无策，无法处理。
本文试图从理论上分析形成这一现象的原因，并从实践上提出避免这种现象的措施。
前不久，本人在给信阳市有线电视技术培训班上课时，有幸与工作在有线电视技术管理与维修一线的同志接触，从他们那里获得了许多信息，也交流了许多经验与看法。
尤其是维修一线的技术人员，给我提供了许多来自实践一线的素材与问题。
其中一个问题就是信号电平“跳跃式”变化的问题，即从机房送出来的电平比较平坦的信号，经过一段线路或几级放大后，并不只是出现高频段信号电平较低，低频段信号电平较高的常规情形，还出现了信号电平“跳跃式”变化的非常规情形；甚至出现某一频道前一级信号电平较高的信号，到下一级按常理还应该高的信号则变低了；而本来前一级信号电平较低的信号，按常理，经过一段距离后，还应该偏低，却出现了比本来应该高的信号还高的现象。
而且这种现象还不只是某一时，或某一地，让人匪夷所思，不可理解，理论上也感到不好解释。
对于这一问题，本人也是第一次听说，在我的记忆当中，也没有发现哪些书里或文章里有介绍或记载。
一些技术人员通过各种渠道向有线电视专业生产厂家的技术人员咨询，也没有什么结果。
有些厂家技术人员提出了显然是不切实际的解决办法，即采用解调，再重新调制的办法，这无异于再建一个前端，很显然，这是不可行的。
既然这种现象普遍存在，而且从维修上感到无能为力，因此有必要对这种现象进行大胆的理论假设，并将理论与实践结合起来进行综合分析，然后才能从实践中找出解决办法。
经过慎思，我们对这种现象，做如下解释，以供与各位专家商榷。
一、 施工不规范形成。
有线电视线路施工比起其他线路（如照明线路等）施工，有其特殊的要求和规范。
而有线电视线路工程施工人员，由于行业的迅速发展，队伍的迅速壮大，大部分没有经过正规技术培训或基本操作技能训练，而是跟着老同志，由这些同志带一带的人员，直接投入工作的现象普遍存在。
而这些老同志中大部分也没有经过正规的技术培训，大部分也是在凭过去的经验和自己的体会施工，新一代维修技术人员又在这些老同志的经验基础上，省去了许多环节，或施工粗枝大叶。
因而造成凭经验办事，凭感觉施工的现象普遍存在，给线路的管理与维修留下了许多隐患，制造了许多困难。
这些不规范的施工主要包括以下几个方面：
1、 F头的做法不规范：
由于F头的做法不规范，给线路中留下了许多直接电感或隐性电感。
比如，在施工时，由于剪刀不利，或用力拖泥带水，在剪去电缆铜芯线时，留下毛刺，或留下一个较深的剪痕，甚至留下一个很小的回钩（比如本人在《CATV运行中信号“凹陷”的物理机制几对策》（〈〈中国有线电视〉〉2001.8）一文中论述的对4频道信号衰减20dB的情况），这些毛刺、剪痕、回钩在一定条件下表现为隐
性电感，而在另一些条件下则表现为直接电感。
当表现为直接电感时，由于电缆本身存在结构电容，在信号线与参考地之间形成一串联谐振回路，其等效电路模型如图，其谐振频率为：
1
F=
2π√LC
电缆芯线
L
C
屏蔽网
讨论：
ⅰ、当这些毛刺、剪痕或回钩存在时，就可能形成电感，而电缆的结构电容是由电缆的本身决定的，是电缆的固有性质，它是始终存在的，只不过如果没有电感存在，就不可能形成谐振回路，也就不可能产生谐振频率，因而不造成对回路的影响。
如果线路是新安装的线路，各点的接触良好，电感就不存在，毛刺、剪痕或回钩所形成的电感则表现为隐性电感，因而新线路一般不会出现这种现象，这就是尽管一些技术人员施工不规范，新线路却不会马上出现这一类问题，因而也就不会怀疑是施工不规范造成的，所以尽管这类问题一再出现，却始终不会怀疑是施工问题，维修人员也只能从维修上找原因，因为新线路交工时没有这种现象，而这种现象从维修上是找不出原因的，除非是维修时的二次施工不规范。
ⅱ、当新线路运行一段时间后，由于自然因素的影响（如线路的老化，接触不是那么良好或其它不可预见因素），隐性电感就表现为直接电感，直接电感的存在就与电缆的结构电容形成谐振回路，就可能对线路的信号造成吸收衰减。
ⅲ、由于线路中的这些毛刺、剪痕或回钩所形成的电感，很显然其电感量是很小的，而电缆的结构电容也是很小的，因而所产生的谐振频率就很大（谐振频率与电感量和电容量的均方根成反比），至于是多少，是由这些毛刺、剪痕或回钩的大小、形状决定的。
如果其谐振回路的谐振频率等于或接近于某一频道图象载频时，就对该频道的图象信号造成吸收衰减。
情况不是很严重时，通过仪器测量其信号电平低于正常值；情况严重时，可直接影响用户收看。
ⅳ、由于线路施工的不规范，这些毛刺、剪痕或回钩是多处存在的，因而就产生许多的直接电感，形成许多的谐振回路，也就产生了许多谐振频率，这些谐振频率如果与某些频道的图象载频相同或相近，就可能造成对线路信号的多头吸收衰减，直接形成信号电平的“跳跃式”变化。
ⅴ、线路中的毛刺、剪痕或回钩所形成的电感与电缆的结构电容构成的谐振回路的谐振频率，有可能不直接对任何频道的信号造成影响，但当它与放大器输出的二次谐波或三次谐波（由于有线电视线路传输多路信号，其谐波成分是很多的）进一步合成（和频、差频、倍频等），形成许多新的谐波，这些新的谐波频率如果等于或接近于某些频道的频率时，就造成对这些频道信号的多头吸收衰减，形成信号电平的“跳跃式”变化。
2、 接头不规范形成。
有线电视线路中由于某种原因，往往需要连接电缆。
电缆的连接
必须用接头，接头的F头制作除了要规范外，一方面，接头内的卡片必须与电缆的铜芯紧密接触，以确保接触良好，否则，同样形成接触电感，因此，线路中必须使用高质量的接头；另一方面，接头做好后，必须检查拧紧，最好用老虎钳紧一紧，然后用蜡烛封闭，以防接触不良，形成电感。
另外，接头做好后，一般要留一个“Ω”型的回旋弯，其半径应大于线径的6~10倍以上。
二、 线路上使用的器材必须是高质量的。
线路上使用的器材主要包括放大器、电缆、接头、F头、分支分配器件等。
这些器件的质量将直接决定线路的运行质量，如果这些元器件的质量不好，尽管施工很规范，新线路经过一段时间运行后，也会由于各种原因，比如器件本身的某些螺旋结构、接触不良（我们就曾遇到过由于某放大器内部的一个螺丝变松，造成对17频道信号的吸收衰减的情况）等，都会形成多头电感，同样会造成对线路信号的多头吸收，形成线路信号电平的“跳跃式”变化。
三、 线路电缆变形引起。
线路上的电缆由于某种原因，导致其芯线变形，比如，我们就曾遇到过，线路电缆被汽车挂断，发现后用接头连接，出现信号电平“跳跃式”变化，无法均衡，信号无法正常传送的现象。
这是因为汽车不仅仅是把线挂断了，而是先将电缆拉变形，然后挂断。
变形的程度视天气的不同、温度的高低而不同。
夏天则变形比较严重，冬天则比较轻微。
夏天电缆的保护层塑料弹性比较好，伸缩性较大，拉断后变形严重；冬天电缆的保护层塑料的弹性较差，伸缩性较小，拉断后变形较小。
另外一种情况是线路电缆由于某种原因长期负重，比如其它线路搭靠，拐角没有固定等，时间长了，也会引起线路电缆变形。
线路电缆变形后，主要是影响了线路的驻波比，一部分信号的波传到变形的电缆处，其回波比较严重，而另一部分的回波则可能较轻，从而改变了线路整体信号的驻波比。
这种情况属于不可预见因素，一是根据天气判断电缆变形情况；二是根据线路本身的松紧程度判断；有条件的可以测一下回波值来判断。
如果变形较严重，就应及时更换电缆。
通过分析，笔者认为，形成有线电视线路信号电平“跳跃式”变化的主要原因，就是在线路中形成了多个电感，形成了多头谐振，造成对线路信号的多头吸收。
因而，只要在线路中避免这些直接电感或隐性电感，就可避免这类现象的发生。
解决这类问题，除了使用高质量的元器件外，还应注意以下两点：
1、 高度重视有线电视系统的规范施工。
有线电视系统的管理，往往是施工与维修分家，施工往往是只注意施工进度，对施工质量关注不够，或监督措施不力，没有具体的检查监督施工质量的办法，施工完成后，交给维修人员，以后就是维修人员的事了。
因此，领导应当下大力气提高施工队伍的整体素质，教育施工人员具有高度的责任心和质量意识，运用系统的观点，树立全局意识，大局意识，从小事抓起，从一点一滴抓起，规范施工要求。
施工质量抓好了，线路故障减少了，减小了维修成本，同样能给我们带来效益。
2、 要减少这种信号电平“跳跃式”变化的情形发生，就必须规范施工。
规范施工通过我们前面的分析得知，主要是减少线路中的隐性电感或直接电感的形成，也就是减少线路中F头芯线的毛刺、剪痕或回钩。
F头的规范做法应当是：
接分支分配器件的F头，其芯线露出长度一般应为3mm左右，接双阴头的F头，其芯线的露出长度一般应为5mm左右。
下剪前要先看好予留芯线的长度，如果拿不准，可先留长一点，发现长了，再减去一点，切不可盲目下剪，压了一下，发现可能不够长，又放长一点，从而在芯线上留下剪痕。
以一个合适长度减断后，应检查一下剪口处是否留下毛刺，如有毛刺，应当沿剪痕的垂直方向重剪一下，以确保不留毛刺或剪痕，然后用砂布对剪口处沿芯线的圆周打磨，以彻底消除毛刺或剪痕，同时也能保证F
头与接插件接触良好。
线路中的回钩往往是在线路施工当中，在接F头时将芯线插入器件后，由于某种原因又放手了，由于线的重力影响造成电缆下坠，或手不小心又碰了一下电缆，就可能使电缆的铜芯弯曲而形成回钩，施工人员又顺手将F头插入器件中，致使这一回钩存在于线路中。
因此遇到这种情况，施工人员应当将电缆铜芯重新抽出来，检查一下是否有回钩，再重新插入器件中。
当然，施工中还有其他一些规范要求，由于本文探讨的是信号电平“跳跃式”变化的原因，故这里不再赘述。
内容提要：
本文根据本人十几年来的维修与管理有线电视线路的经验，结合与信阳有线电视台工程技术人员的交流情况，并参考相关资料，对有线电视线路常见的交流带电故障做一系统综述，以供广大有线电视工作者参考。
有线电视线路交流（带电）故障在有线电视故障检修中虽然占的比例较小（约占有线电视线路故障10%），但线路一旦带电,轻则烧坏电视机或其它器件,严重时会危及人的生命安全。
安全是第一要务，平时我们的工作做的再好，如果出现了安全事故，所有的成绩都将付诸东流。
因此,我们必须重视这类故障，一方面，施工中要精雕细作，避免这类故障的发生；另一方面，如果发现线路交流带电故障,必须尽快处理，以免出现安全事故或其它一连串的故障。
本文就有线电视线路电源交流成分串入有线电视高频信号，使有线电视高频传输线路带电，直接影响用户接收的各种情况做一系统归纳与分析，以供有线电视线路维修与管理人员参考。
一、 放大器不良，致使电源交流成分串入有线电视高频传输线路，造成线路故障，直接影响用户收看。
有线电视线路放大器内部工作原理主要分为两大块，一是电源部分，二是高频放大部分；也可以把它分为两个通路，即交流电源通路和高频信号放大通路。
交流电源通路主要是降压、整流、滤波和稳压作用，提供一个直流电压，给高频放大部分提供放大信号的能量；高频信号放大通路主要是接受交流电源通路提供的能量，把交流电源通路提供的能量转化为高频信号的能量，对高频信号进行放大、提升。
前者为直流成分，后者为高频成分，二者同在一个“屋檐”下，并且为了同一个目的而共同工作，但却要求二者工作后的严格分离。
一方面，交流电源通路提供的直流成分必须是稳定的、没有脉动的直流；一个不稳定的直流或脉动的直流会混入高频放大通路，对高频信号造成直接影响；另一方面，放大后的高频信号同样不能混入电源通路，否则，通过电源通路又反串到高频放大通路，使高频放大电路二次收到同样的高频信号，因而造成同频干扰、延时重影、多次谐波等问题，同样会使系统无法正常运行。
综合放大器不良，造成对线路信号的影响的情况主要有以下几种：
1、放大器电源滤波电容被击穿。
放大器的电源滤波电容被击穿，电源部分不滤波，形成100HZ的干扰纹波电压。
由于放大器的两个通路的既隔离又有紧密的联系，主要是采用电容和电感的隔离与耦合作用来实现的。
一方面电源通路送出的直流通过电感耦合到放大三极管的两个PN结，使放大器正常工作；另一方面，高频放大通路的上下级之间是采用电容的“隔直流”特性来实现对直流的隔离，对交流高频信号的藕合。
放大器的电源部分给放大器三极管PN结提供的必须是完全的直流，一旦出现交流成分，这个交流成分不仅会通过直流通路进入放大三极管的输入端，也会通过电容进入下一级高频放大通路，造成对高频信号的直接影响。
放大器电源部分的滤波电容被击穿后，经过整流后的半正弦波无法实现滤波，致使100HZ的半正弦波无法变成直流，导致100HZ的纹波直流直接串入视频信号通道，与视频信号叠加在一起，在电视画面上形成两条水平黑带干扰，当此纹波电压的频率与场扫描频率同步时，画面上出现的是固定的水平条纹；当纹波电压的频率与场扫描频率不同步时，每一场图象上水平条纹出现的位置就不同，相对图象来说，水平条纹将沿一定的方向移动，这就是“滚道”。
一般地，如果是某一片区所有频道都出现这类故障，就应该怀疑是这一片区的放大器电源部分的滤波电容被击穿；如果是整个网络的某一频道出现这类故障，则应该怀疑是该频道调制器的电源滤波电容问题。
2、放大器稳压管击穿：
放大器的稳压管击穿，造成放大器输出纹波电压增高，使该放大器所负载的所有用户信号均出现横向黑带干扰,有时伴有交流声。
这种情况也应该怀疑是放大器的电源部分，应先检查放大器的滤波电容，如果滤波电容良好，就应该是电源部分的稳压管输入、输出端击穿,即内部ＰＮ结短路。
3、放大器电压档位不正确：
采用档位电源的放大器,由于放大器电源变压器初级有多档电压可调,根据变压器的电压变换关系:
Ｖ1Ｖ2=Ｎ1Ｎ2,即初次级的电压比等于线圈的匝数比。
当初级圈数减少而电压又过高时,次级必感应更高的电压输出。
这样很容易超出三端集成稳压器的稳压范围,使稳压输出的直流工作电压波纹系数大,滤波不良,造成50Ｈｚ基波和100Ｈｚ谐波的交流干扰,特别是100Ｈｚ分量干扰严重,结果在电视画面上有白横道滚动。
反之,若电缆馈送到放大器的ＡＣ工作电压过低,而档位开关在高档位时,放大模块将产生交流声调制（ＨＭ）,反映在图像上有黑白滚道干扰，如一主干线上多数用户电视图像均有白横道滚动,严重时图像有轻微的Ｓ形扭曲。
对主干线上的放大器调试检测时,发现第4级“干放”供电电源是档位电源。
用ＡＴ7872型场强仪电压测量功能检测电缆馈电电压,输入干放有ＡＣ55Ｖ馈电电压,而此时“干放”电源档位在40Ｖ,因此初步怀疑“干放”供电档位不正确引起电源干扰。
重新调整电源档位后,故障排除。
4、放大器变压器漏电：
用户放大器电源变压器初级线包击穿与硅钢片短路后,通过放大器外壳与线路Ｆ头相通或感应，轻者造成黑带干扰，重者造成线路带电，损坏器件，甚至伤人。
二、 电视机射频插座漏电，：
终端电视机射频（ＲＦ）输入回路隔离电容短路损坏,电视机热底板与射频入口直接相通，ＣＡＴＶ电缆的外层屏蔽网对地产生100Ｖ电压。
此电压是电视机220Ｖ的工作电压经过整流、滤波、稳压产生的。
若接地网不符合要求，或者线路使用时间过长，接地电阻变大，使电缆屏蔽网对地有一个较大的接地电阻，一旦终端用户的隔离电容短路,就会通过射频入口沿电缆线路漏电,使线路放大器和分配分支器外壳对地有一个附加电压,构成回路,造成ＣＡＴＶ元器件的损坏。
如某一小区闭路电视信号突然中断。
在维修中发现用户放大器不工作（工作指示灯不亮），且内部保险管已烧毁。
用万用表检测本地220Ｖ交流电源正常,试换保险管即被熔断,初步怀疑放大器已坏。
更换放大器,信号电平输出正常,但下级依然无信号输出,用户无信号。
用场强仪检测，下级分配器已坏。
在更换分配器时用手摸电缆Ｆ头有触电感,由此断定电缆网络上有外电侵入。
用万用表测电缆屏蔽网对地约有100Ｖ的直流电压,依据所带电的电缆顺线查找故障根源,最后发现是某一用户电视机漏电,导致电缆长距离大面积带电。
三、 其他
1、 接地不良：
接地不良一般分为两种情况。
一种是有线电视前端机房的主放大器接地不良，主放大器接地不良，在放大器的公共地线中存在接触电阻和电感，有交流通过时，将呈现一定的阻抗，产生交变电压降，其一是当电路工作频率低、电流较大时地线的电阻起主导作用，产生电压降，造成与放大器电源滤波电容击穿相似的干扰，其二是当工作电流虽不大，但电流工作频率较高，地线的电感（感抗）起主导作用，造成的干扰本人在另文中做过讨论（《有线电视线路信号电平“跳跃式”变化原因试析》《中国有线电视》2003年第15期）；另一种情况是线路放大器接地不良，造成的干扰与上述情况类似，只不过范围不同，上述情况是整个网络都会出现这种干扰，而线路放大器出现的这种情况只是该放大器后面的区域出现这种干扰。
2、 照明线路搭靠：
由于各种条件的制约，大部分有线台的线路都是“借用”电力部门的杆路，到了用户分配网上,也难免不和用户的电力线有所接触，时间一长，线路老化，或线材质量不好，经过风吹雨蚀，造成照明线路与电缆线路直接接触或隐性接触，使线路直接带电或感应带电。
这种情况的发生是异常危险的，必须予以高度重视，轻者可能烧坏一系列元器件，重者可能造成对人身安全的伤害，要注意作好以下防范措施：
⑴线路带电的正确检查：
维修人员维修时除携带正常的有线电视维修工具和器材外，还应该随身携带试电笔，若怀疑是线路带电，在检修前应先用试电笔进行测试，如果情况特殊，确实没有携带试电笔，应先用手背中指关节部位轻触相关部位，若确实带电，一捏拳头，就可以避免电的吸力，避免触电；切不可用手去抓，因为人们在遇到险情时，习惯上是紧捏拳头来避免危险，用手抓的结果是捏拳头的力与电的吸力一致，很容易造成触电。
⑵接地问题：
接地处理应当引起我们的高度重视，许多有线电视台站对这个问题重视不够，或由于种种原因，地线的敷设不到位，其后果是严重的，比如器件损坏严重，安全事故不断，或遇雷击后，器件大面积损坏等。
接地处理好了，既可以避免很多损失元器件，又减少了许多维修任务；既可以防漏电，又可防雷击，更主要的是减少了许多安全隐患。
因此，无论是干线还是支干线，只要挂接有放大器的地方，一定要敷设接地线；接地线应当将钢绞线、电缆屏蔽网、放大器外壳有效连接，形成并联的接地点；接地电阻要符合理论值,一般小于4Ω。
⑶电缆的敷设：
电缆应远离市电供电变压器,不与电力线长距离并行和近距离交叉,。
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