有线电视线务员教案.docx

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有线电视线务员教案

第1章有线电视系统概述

1．1有线电视系统发展概况

1.1.1什么是有线电视

有线电视也叫电缆电视（CableTelevision，缩写CATV），是用射频电缆、光缆、多频道微波分配系统（缩写MMDS）或其组合来传输、分配和交换声音、图像及数据信号的电视系统。

它是相对于无线电视（开路电视）而言的一种新型广播电视传播方式，是从无线电视发展而来的。

有线电视系统最初是为了解决偏远地区收视或城市局部被高层建筑遮挡影响收视而建立的公用天线系统。

真正意义上的CATV出现在20世纪50年代后期的美国，人们利用卫星、无线、自制等节目源通过线路单向广播传送高清晰、多套的电视。

进入90年代后，我国CATV建设如雨后春笋般发展起来。

1.1.2各国有线电视发展概况

美国是世界上开办有线电视最早的国家。

1948年，美国偏远农村曼哈尼，用一副公用天线接受电视信号，并用同轴电缆将信号传送到用户，以解决当地居民收看电视难的问题，这是最早的有线电视。

美国和加拿大有线电视覆盖率分别为98%和96%

德国利用HFC网于1995年2月在柏林向交互业务统一网正式提供了全球第一交互电视业务，德国的电视台到2010年全部完成从模拟到数字的转变。

1994年日本政府决定允许有线电视跨地区经营，日本的有线电视系统有61606个，有线电视用户达1030万户。

1.1.3我国有线电视系统的发展概况

我国有线电视的发展大致可以分为四个阶段。

（1）准备阶段

1964年，原中央广播事业局专门立项，研究共用天线系统，拉开了中国发展有线电视的序幕。

（2）初级阶段

1974年，原中央广播事业局设计院等单位在北京饭店安装中国第一个共用天线电视系统，标志着中国有线电视的诞生。

1974年至1983年，随着开路电视节目的增多，共用天线出现在各个居民楼上或平房的屋顶上。

3）发展阶段

1983年至1990年，原广播电影电视部地方宣传局于1983年批准北京燕山石化1万多户的有线电视网络建设。

1985年沙市有线电视网络开通为标志，有线电视跨出了共用天线阶段，步入了有线电视的网络发展阶段。

（4）成熟阶段

1990年之后，有线电视从各自独立的、分散的小网络公共天线电视（MATV）、共用天线电视、闭路电视，向以部、省、地市（县）为中心的部级干线、省线干线和城域联网发展的有线电视系统CATV；从单一以传输广播电视业务为主。

1990年11月2日广播电影电视部颁布《有线电视管理暂行办法》，中国有线电视进入到了规范和法制的发展轨道。

1991年广播电影电视部陆续批准建立有线电视台，中国的有线电视真正走上正轨。

1998年，国家信息化建设规划把有线电视网络的建设纳人国家信息基础设施建设的范围，开拓了有线电视技术的发展方向。

截止2001年底，我国有有线电视台2000余个，有线电视用户已达1亿

1.2.1有线电视的特点

（1）收视节目多，图像质量好。

（2）有线电视系统可以收视卫星上发送的我国以及国外C波段及Ku波段电视频道的节目。

（3）有线电视系统可以收视当地有线电视台（或企业有线电视台）发送的闭路电视。

（4）有线电视系统传送的距离远，传送的电视节目多，可以很好地满足广大用户看好电视的要求。

（5）根据地方有线电视台和企业有线电视台的经验，有线台可以极大地丰富节目内容。

（6）有线电视随着技术的不断发展，还可以实现双向传送功能，利用多媒体技术把图像、语言、数字、计算机技术综合成一个整体进行信息交流。

1.2.2频道划分

（1）标准频道

标准频道是国家无线电管理委员会划分给广播电视用、可以对空间发射的频道。

我国国家标准频道一共有68个频道，最低频率是48.5MHz，最高频率是958MHz，每个频道的带宽都是8MHz。

1.3.1系统的组成

有线电视系统是一个复杂的完整体系，它由许多各种各样的具体设备和部件按照一定的方式组合而成。

1.前端系统

位于信号源和传输系统之间，对传输信号进行各种技术处理的设备组合。

它是系统信号处理的中枢，由卫星地面站以及由天线接收的各种无线广播信号和自办节目信号的设备，是整个系统的心脏。

包括天线放大器、频道放大器、频道变换器、频率处理器、混合器以及需要分配的各种信号发生器等。

现在广泛使用的前端设备其主要技术特点为：

在前端采用中频38MHz调制、A/V可调、幅频稳定技术、信号邻频配置、增补频道启用、增量相关载波IRC和谐波相关载波HRC技术的应用，使系统减少了干扰，提高了稳定度，频道容量也大大增加。

宽带网络采用300MHz（28个频道）、450MHz（47个频道）、550MHz（59个频道、750MHz（84个频道）、860MHz（98个频道）邻频传输技术。

2.干线传输网络

同轴电缆的干线传输是我国大部分地区所用的干线传输方式。

由于它形如树枝，因此称为“树枝型”结构。

3.用户分配网络

用户分配网络是整个系统的最后部分，它以最广的分布直接把来自干线传输系统的信号，合理地分配给各个用户。

分配网中使用的器件有分支放大器、分配器、分支器和用户盒等，分支线上串接一连串分支器，由它们的分支输出端引出用户线给用户。

1.3.2系统的分类

按用户数量可分类：

A类系统（10万户以上的系统）

B类系统（10万户以下的系统）

按干线传输方式可分类：

全电缆系统、

光缆与电缆混合系统、

微波与电缆混合系统、

卫星电视分配系统等。

邻频传输系统按最高工作频率分类：

300MHz系统

450MHz系统

550MHz系统

750MHz系统

1000MHz系统

第2章有线电视系统的理论基础

2.1无线电波的理论基础

2.2电视信号的产生与传播

2.3增益

2.4噪声电平和载噪比

2.5非线性失真

2.6反射与重影

2.7视频信号特性参数

2.1无线电波的理论基础

1.无线电波波段的划分

无线电波的传输速度极快，与光速相同，约为3×108m/s。

2.无线电波传播途径

地波是指无线电波沿地球表面传播的方式。

天波是指无线电波向天空辐射进入大气层后被电离层反射回地面的传播方式。

直接波又叫空间波传播、视距传播，是指发射天线辐射电波通过空间直接到达接收天线的传播方式。

2.2电视信号的产生与传播

2.2.1电视信号的产生

1.电视视频信号

又称全电视信号，黑白全电视信号包括图像信号、复合消隐信号、复合同步信号。

彩色全电视信号除包括上述信号外，还包括色度信号和色同步信号。

1）图像信号

图像信号是由摄像管将明暗程度不同的景物，经电子扫描和光电转换而得到的信号，也称亮度信号。

2）复合消隐信号

复合消隐信号提供电子束消隐宽度、视频信号基准电平的信息。

3）复合同步信号

图像传送时，为了能恢复原图像，接收端的扫描必须同发射端完全同步，因而信号中要有传送同步信息的信号。

4）色度信号

色调与饱和度合称为色度。

在彩色电视系统中，传输彩色图像，实质上是传输图像像素的亮度信号和色度信号。

三基色原理：

是对颜色进行分解与合成的重要原理，它为彩色电视技术奠定了理论基础，简化了电视信号传送处理。

三基色为红（R）、绿（G）、蓝（B）。

三个基色的混合比例，决定了混合色的色调和饱和度。

混合色的亮度等于构成该混合色的各个基色的亮度之和。

5）色同步信号

其作用是为了在接收端解调色度信号时，给同步检波器提供具有准确频率和相位的本地副载波振荡信号，以保证色度信号的解调不失真。

2.电视音频信号

也称为电视伴音信号，它是采用调频的方式调制在伴音载波上的音频信号，用来传送电视画面的伴音。

3.电视射频信号

电视视频信号由电视台发出后，一般要经过长距离的传输才能送到用户终端。

为使电视视频信号在自由空间传播的更远，并实现多个电视台节目同时传送，需将全电视信号变换成高频电视信号，即将全电视信号调制到50~1000MHz的射频载波上，称为电视射频信号，通过天线变换成电磁波辐射。

4.电视制式

所谓制式，就是电视台和电视机共同实行的一种处理视频和音频信号的技术标准。

1）NTSC

NTSC制是最早的彩电制式，1952年由美国国家电视标准委员会制订。

美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等均采用这种制式。

其优点是解码线路简单、成本低。

2）SECAM

是由法国制订的一种彩电制式。

使用SECAM制的国家主要集中在法国、东欧和中东一带。

其优点是在三种制式中受传输中的多径接收的影响最小，色彩最好。

3）PAL

是当时的西德制订的彩色电视广播标准，西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港、澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式。

其优点是对相位偏差不敏感，并在传输中受多径接收而出现重影彩色的影响较小，是最成功的一种彩电制式，但电视机电路和广播设备比较复杂。

三.电视信号的传播

1.无线电波的极化

极化是为描述不同类型辐射源产生的电磁波或者通过不同途径传输的电磁场的时-空特性而引入的概念。

2.电视信号的传播

传播电视信号的无线电波为甚高频（VHF）和特高频（UHF），属于超短波和微波的范围，故只能采用视距传播。

视距传播的距离与发射天线和接收天的高度有关。

2.3增益

1.电压增益和功率增益

增益是衡量CATV系统中放大器等有源器件放大信号能力大小的参数。

2.分贝

分贝可以表示放大器的增益、系统中任意一点的电压、功率值。

读写方便且便于运算。

有线电视系统中，当指定1W、1mW、1mV或1μV作为基准来计算某点的传输功率或电平时，以分贝表示分别为dBW、dBm、dBmV和dBμV。

2.4噪声电平和载噪比

2.4.1噪声电平

电阻的热噪声是由电阻内部自由电子的热运动产生，从而产生无规则电流。

称为起伏电流或噪声电流。

2.4.2 载噪比

1.载噪比

定义为图像载波电平有效值与规定带宽内系统噪声电平均方根值之比，用dB表示。

2.噪声系数

对于一个线性双端口网络，其噪声系数定义为网络输入端信噪比和输出端信噪比的比值。

3.单台放大器的载噪比

4.n台放大器串接时的载噪比

5.载噪比的分配

6.信噪比与载噪比关系

2.5非线性失真

1.非线性失真的产物

电视信号经过放大器放大以后，除了原信号得到放大之外，还会产生许多种类新频率的无用信号，这是由于放大器的非线性特性造成的，因此称之为“非线性失真”产物。

非线性失真产物与电视信号相互作用以后在电视画面上形成横条、竖条或各种各样的网纹干扰。

二阶互调产物的总和通称为组合二阶失真（CSO）。

交调干扰是由三次失真产生的；互调干扰则是二次、三次失真都产生。

交调失真和互调失真一般同时产生。

2.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”。

3.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对视频信号形成斜纹干扰，称“网纹干扰”。

4.复合三次差拍比CTB

在当今的大型有线电视系统中，由于传输的频道数多，交调干扰会因为相位的不同而和主观感觉不一样，给测量上带来误差，因此用一个称为复合三次差拍比来取代交扰调制比。

2.6反射与重影

1.开路接收时波的反射与重影

直射波和反射波两种信号全被电视天线接收到了，就会在电视屏幕上出现图像重影。

2.系统内部的反射

有线电视系统内部的各个设备与设备之间，或者设备与传输线之间，甚至传输线与传输线之间连接不妥，其输入、输出阻抗不匹配，往往会在内部造成波的反射。

3.反射时延量与反射量

1）反射损耗

在CATV系统中，各设备之间的输入、输出端的匹配程度用反射损耗来衡量。

2）时延量

所谓时延量，就是反射波走过二个反射程（2l）的时延。

3）反射量

假设负载端的反射损耗为L’，信号源端的反射损耗为Ls。

2.7视频信号特性参数

1.微分增益

当亮度信号幅度不同时，其上所叠加的色度信号的幅度相对于色同步信号幅度发生变化的相对比例。

2.微分相位

当亮度信号幅度不同时，其上所叠加的色度信号的相位相对于色同步信号相位发生变化的相位角度。

3.色/亮度时延差

亮度信号、色度信号不同时到达彩色电视机的显像管，这样会造成在电视机屏幕上出现彩色画面和黑白画面不重合。

这种现象称为色/亮度时延差。

第3章电视信号的接收

3.1天线的基本原理和主要参数

3.2常用天线

3.3引向天线

3.4接收天线的选择与安装

3.1天线的基本原理和主要参数

3.1.1天线的基本原理

天线是一种向空间辐射电磁波或者从空间接收电磁波能量的装置。

电视接收天线作为有线电视系统接收开路信号的必备装备，其作用是将空间接收到的电磁波转换成在传输线中传输的射频电压或电流。

二．接收天线的功能

1）接收电磁波的能量

2）增加接收电视信号的距离

3）提高接收电视信号的质量

3.1.2天线的主要参数

1．输入阻抗

天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。

2．频带宽度

天线输送到馈线的功率下降到最大输出功率的一半时，所对应的频率范围称为天线的频带宽度，也称通频带。

3．天线增益

天线增益指天线在特定方向接收远处电视信号的能力。

在有线电视系统中，天线增益采用相对增益表示，即相对于基本半波振子的功率增益（把半波振子天线的增益视为1或为0dB）。

4．电压驻波比

当天线与馈线不匹配时，从接收天线向馈线传输能量过程中就有一部分被反射，在天线中形成驻波，这个驻波的最大电压与最小电压之比称为天线的电压驻波比。

5．方向性

天线的方向性是指天线对来自空间不同方向的电磁波的相对接收能力。

3.2常用天线

3.2.1基本半波振子天线

3.2.2折合半波振子天线

折合半波振子天线的输入阻抗高，当天线工作频率变化或接收的电视频道改变时，天线输入阻抗相对变化少，易于与馈线匹配。

3.2.3天线与馈线的连接

3.3引向天线

3.3.1引向天线的结构

引向天线是由一个长度约等于半个波长的有源振子和一个长度略大于1/2波长的反射器和n个长度略小于1/2波长的引向器组成，称为n+2单元天线。

3.3.2引向天线的设计

1）计算高、低端波长和中心波长

2）确定天线的单元数目N

振子数目可根据天线的增益算出，引向天线的增益G与单元数目N有如图3-9所示的关系，利用该曲线，根据要求的天线增益值。

3）确定引向器的长度和间距

引向器的长度2l1可取（0.4～0.45）

引向器之间的距离可选取：

d=（0.15～0.4）λ2

第一根引向器距有源振子之间的距离d1应取得小一些，有利于增加频带宽度，可取：

d1=（0.6～0.7）d

一般在VHF频段，取d≤0.3λ2，d1=0.7d；在UHF频段，取d=（0.2～0.25）λ2，d1=0.6d。

4）确定反射器的长度和间距

反射器的长度2lr一般2lr=（0.5～0.55）λ1

反射器与有源振子之间的距离dr通常取：

dr=（0.15～0.23）λ1

5）确定振子的直径和材料

一般在VHF频段取直径Ф=8～20mm的金属管材；在UHF频段取直径Ф=3～6mm的金属管材。

3.3.3组合天线

1．均匀排列天线阵

2．分集接收天线

3．差值天线

4．移相天线

3.4接收天线的选择与安装

一．有线电视系统对接收天线的要求

1）接收天线要有较高的增益，以提高系统的接收质量；有较好的方向性，以提高系统接收的抗干扰能力；有良好的阻抗匹配特性，以减少反射干扰。

2）接收天线的结构、材料要满足规定的力学强度要求，以提高天线抗风和抗冰负荷和防腐蚀等能力。

3）接收天线要有安全的防范措施。

二、接受天线的架设

目前我国无线电视台发射的信号通常是水平极化方式。

第4章卫星电视

4．1卫星电视广播概述

4．2卫星电视广播的制式

4．3卫星电视地面接收设备

4．4卫星电视接收系统的主要参数

4．5卫星电视接收系统的安装与调试

4.1卫星电视广播概述

4.1.1卫星电视广播

我国1970年发射了第一颗人造地球卫星——东方红一号。

卫星电视广播是指利用卫星来转发电视节目的广播系统，通过卫星先接收地面发射站送出的电视信号（上行信号），再利用转发器把电视信号送回到地球上指定区域（下行信号），从而实现电视信号的传播。

卫星电视广播与地面电视广播相比具有很多的优点：

1．覆盖范围大，传输距离远

2．图象质量高

3．频带宽，传输容量大

4．投资省，见效快。

4.1.2卫星电视广播系统的组成

利用人造地球卫星进行声音广播和电视广播所用各种设备的组合，称为电视广播系统。

卫星电视广播系统由上行发射站、电视广播卫星、地球控制站、地球接收站等几部分组成。

4.1.3卫星电视广播的频率范围和频道划分

国际电联把世界划分为三个频率区域：

Ｉ区—包括非洲、欧洲、土耳其、阿拉伯半岛及原苏联亚洲部分和蒙古区域；Ⅱ区—包括南北美洲区域；Ⅲ区—包括亚洲的大部分、大洋洲和南太平洋洲区域。

我国属于第Ⅲ区。

国际电联在1971年举行的世界无线电行政大会，第一次对卫星广播业务使用的频率进行了分配。

4.2卫星电视地面接收设备

4.2.1卫星电视接收天线

卫星接收天线多种多样，最常用的接收卫星电视信号的天线是抛物面天线。

抛物线天线根据馈源的安装位置，可分为前馈式天线和后馈式天线两种。

1.前馈抛物面天线

前馈（正馈）抛物面卫星接收天线类似于太阳灶，为一次反射型天线，由抛物面形状的反射面和馈源组成。

2.后馈抛物面天线

后馈抛物面天线又称为卡塞格伦天线，它是二次反射型天线，克服了前馈抛物面天线的缺陷，由主反射面、双曲面副反射面和馈源组成。

与前馈抛物面天线相比，后馈抛物面天线的效率提高10%-15%。

3偏馈天线

偏馈天线是相对于正馈天线而言，是指偏馈天线的馈源和高频头的安装位置不在与天线中心切面垂直且过天线中心的直线上。

4.2卫星电视地面接收设备

4.2.2高频头

通常高频头紧紧连接着馈源，又称为室外单元或低噪声下变频器。

4.2.3功率分配器

功率分配器简称功分器，是将一路卫星电视第一中频输入信号分成几路信号输出的设备，使一副卫星接收天线能同时带多台卫星电视接收机，即功率分配器将每一路输出接一台卫星电视接收机。

4.2.4馈源

主要功能一是将天线接收的信号收集起来，转变成信号电压，供给高频头；二是对接收的电磁波进行极化（圆极化或线极化）选择。

4.2.5卫星电视接收机

4.3卫星电视接收系统的主要参数

1.有效全向辐射功率（EIRP）

它是天线发射功率PT与天线增益GT的乘积（单位W），通常用EIRP表示，即：

EIRP=PT×GT

2.自由空间传播损耗

自由空间损耗描述了电磁波在空气中传播时的能量损耗，信号由卫星至地面接收站的自由空间传输损耗Lf为：

Lf=92.44＋20lgd＋20lgf（dB）

式中：

d—卫星至地面接收站的距离，km；

f—工作频率，GHz。

3.载噪比

卫星电视接收机输入端的载噪比：

C/N＝EIRP－L＋G－10lg（kTB）

式中：

EIRP—卫星有效全向辐射功率，dBW；

L—卫星至地面接收站的自由空间传播损耗，dB；

G—卫星电视接收天线的增益，dB；

k—波兹曼常数，k=1.38×10-23W／（Hz·K）；

T—总噪声温度；

B—接收系统带宽，MHz，B＝27MHz。

4.信噪比和图像质量

信噪比：

S/N＝C/N十IFM十ID（dB）

式中：

C/N—接收系统的总载噪比，dB；

IFM—调频改善系数，dB；

ID—去加重系数，约为2dB。

在5MHz频带内测得的视频信噪比S/N与主观质量等级Q之间存在着下列关系：

（S/N）＝23－Q＋1.1Q2

4.4卫星电视接收系统的安装与调试

天线仰角及方位角计算

仰角是指天线对准卫星时，波束主轴与地平面之间的夹角。

方位角是指波束主轴在地面上的投影与天线架设点的正南（特指北半球）方向线之间的夹角。

4.4.1卫星电视接收天线的安装

4.4.2卫星电视接收系统的调试

1.检查高频头

2.接收机频道存贮

3.天线极化方式的调节

4.调整天线的仰角和方位角。

第5章有线电视系统的前端设备

5.1邻频前端系统组成

5.2前端放大器

5.3解调器与调制器

5.4混频器

5.5其他设备

5.1邻频前端系统组成

5.1.1邻频前端系统的结构

所谓邻频传输就是连续每隔8MHz频率安置一个频道。

5.1.2频道处理器

5.1.3邻频传输的技术要求

1.邻频道抑制

是工作频道图像载波电平与该频道中心频率fo±4.25MHz频率点处无用信号电平之差。

我国标准规定：

邻频道抑制≥60dB。

2.带外寄生输出抑制

是工作频道图像载波电平与该频道中心频率fo±4MHz以外寄生输出信号电平之差。

我国标准规定：

带外寄生输出抑制≥60dB。

3.图像-伴音载波功率比（V/A）可调

在实现邻频道传输时，对用户电视机而言，存在着1.5MHz、-50dB的互调干扰，不满足国标规定的IM≥57dB。

因此，必须在信号处理器、调制器等邻频前端设备中，对伴音信号电平再压低7dB左右，使前端输出的图像伴音功率比≥17dB以上。

4.镜像抑制

是对镜像频率信号的抑制能力。

5.2前端放大器

1.天线放大器

是安装在接收天线上用于放大空间微弱信号的低噪声放大器。

2.频道放大器

一般用在进入混合器前，对每一个频道的信号分别进行放大。

3.宽带放大器

在邻频前端放大电路中，当混合器输出端信号电平偏低时，需要设置宽带放大器来放大信号。

5.3解调器与调制器

5.3.1解调器

1.电视解调器的工作原理

2.电视解调器的主要技术参数

输入频道：

电视解调器输入的是空间开路电视信号，输入频率范围很宽，通常VHF、UHF、Z1~Z37频率段的电视信号均在其工作频率范围之内。

射频输入电平：

解调器射频输入电平范围多数在50~85dBμV之间。

视频输出信号幅度与极性：

电视解调器输出的视频信号电平幅度均为1Vp-p。

即视频信号的最大亮度电平与同步头电平之差为1V，正极性。

音频输出电平：

幅度为0dBmW，即1mW。

按600Ω阻抗计算，为755mV。

输出阻抗：

视频输出阻抗为75Ω不平衡输出，音频输出阻抗为600Ω不平衡输出。

信噪比：

视频信噪比≥50dB，音频信噪比≥50dB。

微分增益：

电平在发生变化时，所引起的彩色副载波增益变化。

微分相位：

是视频信号的亮度信号电平在发生变化时，所引起的彩色副载波相位变化。

色亮度时延差：

在视频信号中，色度信号与亮度信号之间的时延差。

5.3.2调制器

1.调制器的分类

数字调制器、射频调制器；

邻频调制器、隔频调制器；

中频调制器、高频调制器；

捷变频调制器，固定频调制器；

标