射频同轴电缆传输系统的设计与维护
电缆衰减倾斜特性,信号经过电缆传输后,高、低端频道的信号产生电平差,须用均衡器来补偿这个电平差,以保证输出电平稳定在一定的斜率内。宽带电视信号进入系统传输后,电缆对信号的衰减程度与所传输信号的频率的平方根成正比,造成高端频道电平高的现象。要解决高低端电平差,一般是采用电平均衡补偿法,即在线路中根据信号传输距离和所用的电缆的衰减特性,利用干线放大器的可调均衡器来补偿电缆对各频道信号衰减的不均匀性,使干放的输出信号保持在合适的斜率内。
干线放大器的作用是补偿和均衡干线电缆的损耗和频率失真,用来对信号进行长距离的传输,其特性是增益适中、输出电平中等、工作频带宽、有良好的频响特性和非线性失真性能,模块干线放大器具有较好的传输特性,其平坦度较优良。
传输干线采用集中供电方式,一般采用低压交流60 V进行集中供电,频率为50 Hz。在放大器中有电感扼流圈和隔直电容,电源电流可流经电感扼流圈加到放大器里去,但不能通过隔直电容;RF信号可通过隔直电容馈入放大器,但不能通过电感扼流圈,因而各有一条通路,只在电缆中合成一路。集中供电方式便于系统设计和技术维护,所以得到广泛应用。
温度补偿是利用负温度系数热放电阻来维持电平稳定的电子控制工作方法。它所用元件的温度特性与电缆的温度特性相反,即当温度下降时,电缆的衰减常数β变小,干线放大器的输入电平变大,相应温补元件衰减量变大,使放大电路的输入电平趋于稳定;当温度上升时,电缆的衰减常数β变大,干线放大器的输入电平变小,相应温补元件衰减量变小,使放大电路的输入电平趋于稳定。这样,系统传输就达到了温度补偿的目的。具有温补的干线放大器分为单温补式和双温补式,后者为最理想。CATV工程设计时应选择具有温补电路的干线放大器,以方便技术维护。
2.2 传输干线放大器的级联间距
干线放大器级联的间距取决于放大器的增益、电缆的衰减特性和被传输信号的频率。干线放大器的增益一般在20~32 dB之间,输出电平在95~105 dB之间。两个放大器的间距(L)可用下式计算:
L=GB式中:L——传输间距(m);
G——干放实际利用的增益(dB);
B——电缆的衰减常数(dB/100 m)。
在工程设计中,干线放大器的增益应保留有一定的提升裕量,以便满足日后技术维护的需要。
2.3 传输干线工作方式
根据干线放大器的输入、输出信号电平与信号频率的高低的相互关系,在工程上,可将传输干线分为全倾斜、平坦输出和半倾斜3种工作方式。
(1)全倾斜工作方式
全倾斜方式实质上是平坦输入方式。在干放的输入端的信号中,电平值是一致的,而在输出端的信号中,高端的电平值高于低端的电平值。输入信号的电平值相等,有利于减小交调,但输出信号的斜率不能太大,应小于10 dB。
(2)平坦输出工作方式
平坦输出方式和全倾斜方式相反。在干放的输出端的信号中,电平值是一致的,而在输入端的信号中,低端的电平值高于高端的电平值。这种工作状态,高端信号的载噪比会较低,且易出现交调,故应避免采用这种方式。
(3)半倾斜工作方式
半倾斜方式是上两种工作方式的折中。在干放的输入端的信号中,低端的电平值略高于高端的电平值,而在输出端的信号中,高端的电平值略高于低端的电平值。
在传输干线中,应尽量采用全倾斜工作方式或半倾斜工作方式。最低电平是指干线放大器的最低输入电平,最高电平是指干线放大器的最高输出电平。
3 分配网络设计技术
分配网络的设计任务是根据用户终端的分布情况来确定分配网络的组成形式及所用部件的规格和数量,其要求是保证用户终端的信号电平符合系统技术规范,所用的材料数量最少。
分配网络的设计方法基本有两种。一种是由前向后逐点进行计算,得出所用分配器、分支器和放大器的规格、数量,另一种是由后向前推进,逐点计算,得出所用部件的规格、数量,最后求出进入分配网络的电平值和用户终端的电平值。在设计中,抓住各分配点的信号电平变化是关键,因此就要了解清楚分配器的分配损耗、分支器的接入损耗和电缆的损耗量,设计时可参
考下列数据:
二分配器4 dB三分配器6 dB
四分配器8 dB六分配器10 dB
一分支器8 dB二、三、四分支器10 dB
在实际应用中,每串接一个分支器,VHF―L频段电平下降1 dB,UHF频段电平下降3 dB。
3.1 分配网络的基本组成形式
(1)分配——分配形式。这种形式采用的部件是分配器。使用这种形式时,每个端口
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