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毕业论文有线电视系统设计
2017毕业论文-有线电视系统设计
2017毕业论文-有线电视系统设计河南城建学院本科毕业设计（论文）第一章绪论第一章绪论1.1有线电视系统概述在智能建筑工程设计中，有线电视接收系统是适应人们使用功能需求而普遍设置的基本系统，该系统将随着人们对电视收看质量要求的提高和有线电视技术的发展，在应用和设计技术上不断的提高。
从目前我国智能化大楼的建设来看，此系统已经成为必不可少的部分。
电视文化是绝大多数中国人的休闲文化，看电视已经成为城乡居民的主要休闲娱乐方式。
而有线电视信号可为千家万户的百姓传送高质量的电视信号，使人们尽情享受电视这一消闲娱乐资源，正因如此，有线电视接入社区、家庭、宿舍自然成为我国城乡居民对住宅提出的必备条件之一。
有线电视系统（CableAntennaTelevision-CATV）是利用同轴电缆进行宽频传输的图像传输系统，也可在大楼内，通过节目源设备（录像机、影碟机、有线电视机顶盒等）播放的影视信号及来自本地有线电视网的电视信号，该系统通过同轴电缆分配网络将电视图像信号高质量地传送到楼层各用户终端。
本设计在大楼每层相应房间设置电视点，约60个点。
采用860MHz传输系统，为用户终端传送高质量电视信号和优秀丰富的电视节目，为适应数字电视技术的发展及充分考虑到将来的扩充，将本系统设计成单向传输系统，并预留自办节目调频节目信道，以满足休闲学习需要。
1.2有线电视系统的发展有线电视系统采用一套专用接收设备，用来接收当地的电视广播节目，以有线方式（目前一般采用光缆）将电视信号传送到建筑或建筑群的各用户。
这种系统克服了楼顶天线林立的状况，解决了接收电视信号时由于反射而产生重影的影响，改善了由于高层建筑阻挡而形成电波阴影区处的接收效果。
但是，在智能建筑中，人们并不满足于有线电视系统仅接收传送广播电视信号这种单一的功能，而还需要它能传送其它信号，例如用录像机和影碟机自行播放教育节目、文娱节目以及调频广播等。
有线电视（CATV）系统在我国发展很快，现已发展到城市联网、地区联网阶段，并有发展成为宽带综合信息传输通道的明显趋势。
它不仅能够为智能建筑提供丰富多彩的电视及语言广播节目，而且必将成为其与外界信息交换的重要手段。
CATV系统目前已做到了1GHz甚至更高的带宽，为日后的双向通信奠定了基础。
早期的CATV系统主要用来改善接收电视台所发射的高频电视信号的效果，其规模不大，接收的高频电视信号的频道也不多，但是随着广播电视事业和科学技术的发展，各地新建的电视台也越来越多，特别是卫星电视的发展，使系统能获得节目源的渠道增多。
另一方面系统的规模也越来越大，不仅用户终端数多，而且信号覆盖面越来越广，故信号传输的距离也越来越远。
对若干个CATV系统互相联网，进行信息交换的技术已成熟，今后的发展方向是考虑全市性和地区性的联网。
有线电视系统前端在发展的过程中，从早期的对编到分编，从早期的影碟机播放、磁带播放到现在的硬盘播出，大大提高了视频的质量和效率。
1.3设计内容1.3.1工程概况本次有线电视系统的设计是针对市区某小区居民楼进行的，该楼宇共计20层，每层有二十户居民，共计400家用户。
要求每家用户都能方便高效完整的接收到高质量的电视信号。
1.3.2设计依据本系统依据《电缆电视广播系统技术规范》、《民用电视广播系统技术规范》、《30MHZ～1000MHZ声音和电视信号电缆分配系统技术标准》并结合该小区居民楼具体情况进行规划设计,主要包括：
①设备选材：
选择品质优良、功能齐全、实用可靠、价格合理的系统设备，通过对系统及设备进行合理规划、配置，做到物尽其用，充份发挥系统的最佳使用效能。
②实用性：
本系统规划了足够数量的电视频道以提供选择。
电视频道包括自办节目以及省直有线电视等共套电视节目频道。
③先进性：
为了满足发展需要，本系统按双向传输方式设计。
网络器材采用宽带产品。
其中放大器、分支分配器和用户终端采用“双向”产品。
④兼容性：
本系统与广州有线电视共网传输，今后可作为有线电视HFC综合网独立的服务区使用，系统网络不需作改造，只需在用户终端增设相应双向传输设备即可。
⑤可靠性：
为了保证系统运行可靠，除了系统前端选择优质、可靠的产品设备外，对系统传输网络进行合理的规划十分重要。
为了提高系统网络的可靠性，本系统传输系统按分区传送方式，这种方式可有效地避免因温度变化而导致系统带内高低端信号电平出现的不平衡，同时还可避免由于传输网络某部分出现故障而影响系统整体运作的情况。
此外，本系统在整体布局、方便维护和操作等方面均作了综合的考虑。
35河南城建学院本科毕业设计（论文）第二章有线电视系统的分类与组成第二章有线电视系统的分类与组成2.1有线电视系统的分类①按系统规模大小分类，可分为：
（1）：
用户数10000户以上，传输距离1Km以上
（2）：
用户数2000－10000户以上，传输距离500－1000m以上（3）：
用户数300－2000户以上，传输距离500m以下（4）：
用户数300户以下，单幢楼无干线系统②按频道范围分类，可分为：
（1）VHF频段共用天线电视系统，仅限于VHF频段1－12频道相间隔传输；
（2）全频道共用天线电视系统，仅限于VHF、UHF频段内的电视信号传输；（3）300MHz内邻频传输系统，仅限于VHF频段内1－12频道邻频传输；（4）300MHz内增补频道间置传输系统，增补A、B两个波段，860Mhz邻频传输；③按传输方式分类，可分为：
（1）：
同轴电缆单向传输；
（2）：
同轴电缆双向传输；（3）：
用光缆传输信号；④按传输网络结构分类，可分为：
（1）：
按树枝形结构布线，连接用户方便，较经济
（2）：
按星形结构布线，由中心向四方传输，有利于计算机控制。
星形结构一般采用光纤传输，而且双向传输提供了更大的灵活性。
（3）：
按树－星混合结构布线，既考虑了目前正在建设的电缆电视系统的需要，同时也为今后更新改建为光缆传输、双向传输、数据传输提供方便，今后若需改建，只要更换某一段干线就可以了。
2.2有线电视系统的组成有线电视一般是由接收信号源部分、前端系统、干线传输系统和用户分配网络几个部分构成。
接收信号源部分的主要功能是接收无线电波，并将接收到的高频电视信号馈送给前端系统。
接收信号源部分处于整个有线电视系统的最前端，它对最终用户接收到的图像质量有非常重要的影响。
前端设备位于天线和干线传输网络之间，它的主要功能是将来自天线的高频电视信号和电视台自己开办节目的电视信号进行必要的处理，比如滤波、调制、频率转换等,然后对所有这些高频电视信号进行混合并将混合后的信号发送到用户分配网络。
由此可以看出用户分配网络的主要功能是接收干线上的高频电视信号将将其分配到千家万户。
用户分配网络通常是由延长分配放大器、分支器、分配器、串接单元分支线、分支线、用户线和用户终端盒构成的。
下面将这四个部分逐一介绍。
①接收信号源部分共分为三个部分
（1）卫星信号：
通过卫星天线将接收来的信号用功率器输入各个卫星接收机，接入调制器；
（2）有线电视信号，通过接入市、县有线信号接入放大器接入；（3）自办节目：
自办节目信号源可分为影碟机或者放像机和硬盘播出系统信号。
硬盘播出，真正实现无人值守，播放方便，硬盘播下面由非编和上载系统接入。
最后接入终端发射设备。
②本系统前端由卫星电视信号前端和有线电视信号前端组成
（1）卫星电视信号前端。
卫星电视信号前端的信号处理方式通常采用“解调/调制”方式。
解调器包括解调接收机、解码接收机和解压接收机。
对于接收不同电视节目，应采用不同类型的解码接收机和解压接收机。
（2）有线电视频道的信号处理。
本系统规划传送的有线电视频道共48套，电视信号处理方式采用滤波选频/变频方式，将所需电视频道选出后再进行中频处理，使其变为输出稳定的标准电视频道。
③传输干线的功能是传输信号信号在电缆中传输是要衰减的，传输距离越远，衰减量越大；电缆的频率特性又使不同频率的信号在电缆中衰减的程度不同，频率越高的信号衰减的程度越大。
所以，在传输干线设计时，既要考虑到对信号衰减进行补偿，又要考虑对频率不同的信号其补偿程度要有所不同，频率高的信号要补偿得多些。
因此，在传输干线部分除了选用传输损耗小的电缆外，对放大器的使用也有其特殊的一面。
既然在传输干线部分使用了放大器，就要使其对系统的信号载噪比及交调的影响减小到最小程度。
④分配网络部分的介绍分配网络是通过分配器、分支器和电缆给系统的每一个用户终端提供一个适当的信号电平（有时还要通过放大器）。
分配网络的工程设计任务是根据系统用户终端的具体分布情况来确定分配网络的组成形式，进而确定所有部件的规格和数量。
本系统用户分配网络采用分配-分支方式，这是分配网络中使用最广泛的一种。
来自前端的信号先经过分配器，将信号分配给分支电缆，再通过不同分支损耗值的分支器向用户端提供符合《系统技术规范》要求的信号。
这种网络形式特别适合在楼房内使用。
用户线采用SYWV-75-5屏蔽同轴电缆。
河南城建学院本科毕业设计（论文）第三章前端系统的设计第三章前端系统的设计3.1系统组成前端系统主要有解调器、频率变换器和频道处理器、均衡器三部分组成。
3.1.1解调器在有线电视系统中，解调器是用来接收本地开路电视信号（主要是V段和U段信号）的设备，其作用是将来自V段和U段天线的电视射频信号解调为视频音频信号输出给系统，它与调制器的工作过程恰好相反，如果与调制器配合使用，可以完成对信号的处理。
解调器输入射频电视信号（VHF,UHF及补增频段），输入电平范围是60-90dBμV,输出的视频，音频信号的幅度应满足调制器输入信号幅度电平的要求。
解调是调制的逆过程。
调制方式不同，解调方法也不一样。
与调制的分类相对应，解调可分为正弦波解调（有时也称为连续波解调）和脉冲波解调。
正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调，此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。
同样，脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。
对于多重调制需要配以多重解调。
调制解调器的性能及速率直接关系到联网以后传输信息的速度，调制解调器的速率有14.4K、19.2K、28.8K、33.6K和56K等，目前56K使用较为普遍。
CCITT建议调制解调器的V.34标准，其最大的特点是“自适应速率传输“，即在传输过程中，根据当地用户线路的质量好坏，产品有自动调节传输速率的功能，这样能使所在地区线路不佳的联网用户也可以享受到高速传输的连接效果。
而V.37标准具有9600~128000bps信号速率、四线全双工通信方式、同步、单边带调制方式和60~108kHz基群电路等功能；V.42标准具有56000bps信号速率、全双工通信方式、同步和拥有数据压缩及差错控制技术等功能。
3.1.2频率变换器和频道处理器有线电视前端放大器主要有频道放大器和宽带放大器两类。
前者一般用在混合器前，对每一个频道的信号分别进行放大；后者则用在混合器后，把各频道的信号同时放大到足够高的电平输出。
由于频道放大器只放大一个特定频道的信号，可以较好地解决前端中由于放大器非线性引起的交调、互调、三次差拍等非线性失真。
其原理与单频道天线放大器类似，也要在宽带放大器输入端加滤波电路，但其具有下面三个特点：
①其输入电平低（约60dBμV），输出电平高（约115～120dBμV），要求增益能达到60dB左右，常用3～4级放大电路来组成。
因为是单频道工作，虽然因输出高而不需要大功率管，但末级晶体管要求动态范围大、线性好。
好的频道放大器还有自动增益控制（AGC）电路。
②因为只放大一个频道信号，带通滤波器的通带特性好，具有选样性高、抑制干扰能力强的特点，阻带阻耗可达30dB以上。
有的频道放大器在各级放大器前加谐振回路，可以得到更好的选择性，但调整比较困难。
③频道放大器的输出阻抗对本频道信号很低（可以匹配37.5Ω的负载电阻），对其他频道很高，因而各频道信号可以直接混合输出，而省去专门的混合器。
但因为频道放大器输出的幅频特性不是非常陡峭的矩形幅频特性，在邻频传输时，不能用频道放大器直接混合，而需要使用信号处理器。
在具有频道放大器的前端中，由于频道放大器已把各频道信号放大到足够高的电平，故不需要再加宽带放大器，而是把从频道放大器输出的信号混合后直接送入干线系统。
频道处理器又称为电视信号处理器，实际上是一种多功能更健全性能指标更高的频率变换器。
它是一种将空间信号引入有线电视系统的多功能设备，其功能主要包括自动增益控制，图像伴音功率比调整，图像和伴音的邻频处理及频道变换等。
它能够对各种不同的空间信号进行处理，使其达到邻频传输的要求，一般用于大中型有线电视系统，若用在小系统或隔频传输系统则造价会高一些。
现在由于邻频传输的优越性，以及有关邻频传输设备的系列化，越来越多的有线电视系统中也不再使用专门的频道处理器取而代之的是性能指标更完善，使用更方便的频道调制器。
3.1.3均衡器均衡器的作用是用来弥补电缆的频率特性造成的量的不平衡。
通常当干线的长度超过50m时，就应考虑使用均衡器。
安装位置应靠近干线放大器的输入端或传输干线的末端。
对于带有自动斜率控制功能的干线放大器，因其内部设有均衡网络，所以在传输干线上不使用均衡器。
3.2系统功能系统的前端部分的主要任务是对送入前端的各种信号进行技术处理，将它们变成符合系统传输要求的高频电视信号，最后将各种电视信号混合成一路，传送至系统的干线传输部分。
根据前端的任务性质，其使用的主要设备和部件有：
放大微弱高频电视信号的天线放大器（有时该放大器装在天线杆上），衰减强信号用的衰减器、滤除带外成分的滤波器、将信号放大的频道放大器和宽带功率放大器、将视音频信号变成高频电视信号的调制器、对卫星电视信号进行解调的卫星接收机、转换频道用的频道转换器、对高频电视信号处理的信号处理器以及将多路高频电视信号混合成一路的混合器。
3.3工作原理与设计依据前端部分是系统使用设备最多的一个部分，因此其产品质量的优劣，直接关系到信号传输的质量，这就要求产品性能稳定可靠，且具有较大的灵活性。
美国PBI公司是世界上最早提供卫星广播电视接收设备的大型企业之一，其产品畅销全球，拥有30%以上的市场占有率，并在中国得到了广泛的应用。
根据用户的要求可组合成为各种类型及档次的前端。
邻频系统输出的频道节目最多达59个节目以上，即使将来要升级或增加节目也无须改动原主体结构。
积木式组合设计按最优化的组合达到低成本、高性能、高可靠、灵活多变的目的。
德国保利通（Polytron）公司的前端产品质量较高，已在中国得到了广泛的应用。
POLYTRON公司最新一代MKK邻频前端沿用传统的积木结构，每个单元均采用压铸合金外壳，外壳电镀完全符合联邦德国标准，且电气元件结构与生产技术采用世界最先进的电气元件SMT生产技术，整个生产过程全部实现自动化，从而使每个单元的品质性能可靠而且耐用。
MKK系列前端采用积木式结构，全部硬件连接，使系统更可靠美观。
新出品的MKK系列采用数字化频率合成技术，比一般的石英晶体的稳定性有所提高。
并率先采用中央恒温锁相，令各频道的相位一致同步。
大大提高前端系统的稳定度（稳定度在0.2ppm/年），减小邻频系统内产生的差拍干扰，统一控制各振荡器的频率漂移，上下抖动相位一致新系列MKK前端特别是在邻频前端的开路信号无须进行解调处理，采用直接中频处理方法，直接控制其伴音幅度以减少解调和调制的额外失真，提高频道内的图像/伴音质量，并带有SAWF声表面滤波器给与每个频道提供边带衰减特性，抑制带外杂波，提高载噪比，符合邻频的要求。
先进独特的相位处理技术对频道内的伴音载频加上自动增益控制（AGC），消除伴音载频电平的变化，减少邻频系统的频道之间的差拍干扰。
有线电视的前端是各种信号源（包括来自卫星电视接收设备、MMDS接收设备、地方电视信号接收天线以及有线电视机顶盒、录像机、计算机等）与电缆传输分配系统之间的线路设备。
系统的前端是传输信号的第一个加工处理环节，其设计任务主要包括：
前端类型的选择、天线输出电平的估计、确定前端输出电平、载噪比和交调的计算等。
有线电视系统作为爱尔宿舍的一部分，设计内容为前端部分、传输干线部分和分配网络部分，前端系统每栋每单元采用一个全频道混合放大器和均衡器。
前端系统的设计依据《电缆电视广播系统技术规范》、《民用电视广播系统技术规范》、《30MHZ～1000MHZ声音和电视信号电缆分配系统技术标准》以及该居民楼的实地情况进行设计。
例如，了解服务区的基本情况，确定前端的位置，一般一个有线电视台通常只有一个本地前端，这一前端能使传输的信号较好的覆盖到整个服务区；根据用户要求确定前端功能，有线电视系统的功能主要体现在前端系统的功能上，前端系统的功能要依据系统规划来进行，首先确定基本的功能或前期功能，同时为后期的功能扩展留有接口；确定邻频系统带宽，合理安排电视频道，目前比较成熟的邻频传输系统的带宽有450MHz、500MHz、750MHz等，理论上可分别传送47套、59套、和85套节目，而系统频道越宽，成本越高，需综合考虑；根据用户要求，考虑最佳信号源，信号源的好坏是建设高质量有线电视台的决定因素。
河南城建学院本科毕业设计（论文）第四章传输系统的设计第四章传输系统的设计4.1同轴电缆传输系统4.1.1同轴电缆系统的组成和特性①组成。
常用的同轴电缆由内导体、绝缘层、屏蔽层和外保护层四个部分组成。
内导体电缆中主要起信号传导作用，常采用实心铜导线。
大直径电缆可以增大机械强度，也有采用铜包钢作为内导体。
屏蔽层由铜丝编制而成，它起着导电和屏蔽双重作用，使用时金属屏蔽端应接地。
绝缘体处于内导体和金属屏蔽层之间，要求采用高频损耗小的绝缘介质，制成类似莲藕心的结构。
绝缘体的支撑作用使内导体与屏蔽层同心，故称为同轴电缆。
外保护层是由橡胶、聚乙烯等材料制成，包裹在屏蔽层之外，有机械保护的密封防潮、防腐蚀的功能。
②特性。
同轴电缆的主要技术指标是特性阻抗、衰减特性、温度特性和回波损耗。
特性阻抗是同轴电缆系统的重要参数，因为在有线电视系统中，凡是电缆连接的地方均要求各个部分达到阻抗匹配。
同轴电缆的特性阻抗与同轴电缆的内导体直径、金属屏蔽层的内直径和绝缘材料的介电常数有关。
衰减特性反映了电缆传输信号的损耗大小，通常以每100米衰减的dB数来表示，衰减越小，电缆的中继距离就越长。
温度特性反映了电缆的衰减量随温度变化的情况，电缆质量越好，受温度影响就越小。
回波特性是由于电缆特性阻抗不均匀而导致反射波和衰减量的增加，这对图像清晰度影响较大。
同轴电缆性能的差异主要取决于中心导体的直径、绝缘层的制造工艺等因素。
简单地说，直径导体直径越大，同轴电缆的衰减特性会越小。
从同轴电缆绝缘层的制造工艺来看，主要经历了实心结构、化学发泡、藕心发泡和物理高发泡几个阶段。
由于绝缘层中包含有大量的微型气泡，相互隔开，所以不容易吸潮。
物理高发泡电缆的损耗很低，阻抗均匀，使用寿命长，是质量最优的电缆。
传输干线的功能是以同轴电缆为传输介质，利用干线放大器来补偿和均衡电缆的衰减特性和温度特性，使传送的信号保持适当的电平值。
RF信号在电缆中传输的衰减量随传输距离延长而增大，同轴电缆的衰减特性使不同频率的信号在电缆中衰减的程度不同，因此，在传输干线中，要对信号进行电平补偿和均衡，故要选用传输特性好的电缆和性能优良的干线放大器，由于使用了有源器件放大器，就要把系统的截噪比、交调的影响减少到最小。
为了增加距离，在传输干线部分必须选用衰减量小的频率特性好的同轴电缆。
通常选用物理高发泡同轴电缆。
在信号频率为200MHZ时的每百米的衰减量分别为10.8dB、5.7dB、4.5dB。
有时甚至选用更粗的同轴电缆作为传输干线使用，但随之而来的是价格变得极为昂贵。
根据有线电视系统的实际情况，干线传输部分采用SYWV-75-7屏蔽同轴电缆，用户线采用SYWV-75-5屏蔽同轴电缆。
干线和户内传输部分的屏蔽同轴电缆均穿管暗敷。
表4.1电缆技术指标结构尺寸电气性能型号规格内导体外径（mm）绝缘体外径（mm）特性阻抗（Ω）电容Pf/m绝缘电阻（M/Ωkm）回波损耗（dB）衰减常数（dB/100m）VHFUHF50MHz200MHz300MHz450MHz550MHzSYWY-75-9-7b2.159.007550.8>5000>20>182.45.06.27.78.5SYWV-75-5-7b1.004.8055.84.88.711.614.516.0干线放大器，同轴电缆是构成同轴电缆传输系统的主要设备和材料，其质量的好坏将直接影响到传输信号的质量和稳定性。
因此，在传输系统中一定要选用技术性能好，品质优良的设备和器材。
同轴电缆的型号，长度及干线放大器的型号，台数，则与系统规模，传输频道及带宽等因素有关，需要进行合理设计。
采用同轴电缆做传输媒介的有线电视系统，其干线传输系统一般采用树枝形结构。
树枝形网络结构类似于树的形状，树干是系统中的干线部分，树枝即分出的支线，分配线部分。
常用的同轴电缆由内外导体构成，分内导体，绝缘介质，外导体和护套4部分，绝缘介质使内外导体绝缘且保持抽芯重合。
4.1.2同轴电缆传输系统的优缺点该系统最大的优点是结构简单，使用的器件相对较少，且花费低，适合用户较少，用户对所接收的信息要求不高的场所；各接头处理工艺要求较低，较少的价格昂贵的器件，使施工和维修较为方便。
缺点是有较大的损耗，传输频带较窄、容量小，质量低、保真度不高，抗干扰能力低、保密性较低等。
4.2光缆传输系统4.2.1光缆传输系统的组成光缆传输系统是以光波作为载波，以光缆作为传输媒介的通信系统。
光缆传输的主要过程是从电到光、再从光到电的传输转换过程，在这个过程中所需要的主要设备和部件有光缆、光发射机、光分路器、光中继站、光接收机及用于连接的跳线、尾纤、光配线盒、光接续盒等。
光端机是光纤通信系统的核心设备，光端机分为光发射机和光接收机，它们的性能直接影响整个通信系统的传输质量。
光纤通信系统中对来自信息源的信号传送到发送端的光端机，光发射机则是将光源通过电信号调制成光信号，输入光纤传输至远方；接收端的光端机内有光检测器将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、再生后恢复还原输出。
对于长距离的光纤通信系统还需中继器，其作用是将经过长距离光纤衰减和畸变后的微弱光信号经放大、对失真的脉冲波形进行整形、校正生成一定强度的光信号，继续向前方以保证良好的通信质量。
4.2.2光缆传输系统各部分功能①光发射机：
光发射机是实现电/光信号转换的光端机。
它由光源、驱动器和调制器组成。
其功能是将来自于信号源（视频、音频或射频）的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光
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