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标题: 有线电视系统中无源器件的损耗指标 [打印本页]

作者: tyty55567 时间: 2011-3-11 12:33
标题: 有线电视系统中无源器件的损耗指标
无源器件在有线电视系统中使用量最大，范围分布很广，规格型号也最多，包括分配器、分支器、均衡器、滤波器、衰减器、终端用户盒等。各种无源器件在系统中的功能各不相同，但有一个共同指标，那就是损耗指标。由于数量众多的无源器件的各类损耗，对系统影响很大。故有必要分门别类加以研究。　　一、无源器件的损耗分类无源器件的损耗一般分为两类：由无源器件的电特性产生的不可避免的损耗；为了达到某种功能，人为引入的各类损耗。　　就其在有线电视系统中的影响而言，无源器件的损耗可分为三种情况：　　1 .对电视信号起有害作用的损耗，这种损耗应做到越小越好； 2 .根据无源器件的功能，专门引入的恰当大小的损耗。例如分支器的分支损耗； 3 .对电视信号起积极作用的损耗，这种损耗应越大越好，例如反射损耗。　　因此，无源器件的损耗并不都是有害的，应视其在系统中的作用分别对待。　　二、各类损耗特性 1 .输入损耗输入损耗表示信号在传输过程中所消耗的功率，即负载直接接在有线电视系统的信号源上所得到的能量与接入无源器件后负载所得能量之比，用 dB 表示。输入损耗消耗系统信号能量，应做到越小越好。　　2 .分配损耗分配损耗是分配器所特有的分配损失（分配衰减）。在理论上来说，分配器每一路输出有线电视信号的能量，应是输入信号的几分之一。但在实际上。分配器总有一定的损耗，与理想情况相比，输出信号的功率还要低一些，这是分配器的电性能所决定的。因此。分配损耗是指负载直接接在信号源上所得的功率与接入分配器后所得到的功率之比，用 dB 表示。分配器的分配损耗实际值、理想值与分配输出端数 n 之间的关系见附表。由表可知，分配损耗由两部分组成，一部分是等分信号的损耗，即 Lf（分配衰减）=10lgn（n 为分配器输出端口数）。这一部损耗是不可避免的。而另一部分则是由分配器本身引入的损耗，也即插入损耗。这部分衰减是我们不希望有的，因此，它的大小在一定程度上反映了该分配器质量的好坏。　　3. 分支损耗是指负载直接接在有线电视系统信号上所得到的功率和信号从主线输入端输入，负载接在分支器分支输出端所得功率之比，用 dB 表示。分支损耗表示分支输出端输出多少信号，它是根据分支端需要多少输出信号来决定的。并非越大或者越小越好，应该是根据需要越精确越好。能够引入准确的分支损耗，才是性能优良的分支器。因为这才能使终端用户得到适合的电平。　　分支器的分支损耗与其插入损耗有着密切的关系（如附图所示）；分支损耗大，插入损耗就相应的小；而分支损耗小的分支器，其插入损耗就大。这种特性的具体应用，下面将详细讨论。　　4 .反射损耗反射损耗是衡量有线电视系统传输的电视信号质量好坏的一个重要指标，。它表示有线电视系统中所有器件与电视电缆的阻抗匹配程度，因此此种损耗就反映在各种器件的输入端和输出端口。反射损耗是电缆有线电视所有有源器件和无源器件共有的特性，只是由于无源器件使用得特别多，自然就有特别重要的地位。从理想状况来讲，只有器件的输入输出阻抗与它们相连接的电缆的阻抗相同（都是 75 Ω ），才能完全相匹配，这时的反射损耗将是最大的，约大于 28dB 。若反射损耗很小，则表明有线电视系统所传输的电视信号在器件的输入端或输出端产生了反射，此时的反射波与入射波产生的时延量，会使有线电视终端用户所接收的图像产生重影等不良收视故障，还会涉及到有线电视系统的信号电平的不平度。因为人射的电视信号功率进入各类器件时，有一部分功率将会反射回去，通过器件的电视信号功率就要减少而使增益降低。而一般的器件的反射损耗是与频率有关联的，有的频率反射大，而有的频率反射小，故有的电视频道增益高一些，而另一些频道低一些，这样就造成了系统信号电平的不均衡。

　　三、科学合理地应用各种损耗综上所述，无源器件的各种损耗，有的是需要尽量避免。有的是要尽可能大的引入。　　1 .单位增益概念的应用由于同轴电缆及众多无源器件存在损耗，这样，就必须在系统中加装信号电平放大器以增益形式来弥补这些损耗，也就是说，放大器前面的损耗加上放大器的增益应为零。换句话说，在某一主干线或某一分配干线上，全部放大器都应具有同一输入电平，也有同一输出电平。这样，各个传输区间没有净损耗，也没有净增益，这就是所谓的单位增益或称为零增益。单位增益也可以理解为有线电视传输系统中各传输区间的损耗与增益之比为 1 。这对于设计者、维护维修者来说，是要时时树立的概念。　　系统设计者不但要遵循这个概念，更要合理利用这个概念。在设计中既要尽量减少总的损耗，也要减少总的增益。若无源器件每只减少 0 . 1dB 的损耗，系统用 2000 只无源器件，则总的损耗减少了 200dB 。若每只放大器增益为 25dB, 则可减少 8 只放大器。这样不但可降低系统建造成本，更重要的是可提高系统非线性失真指标。　　另一方面，设计者要合理使用无源器件，在保证信号传输正常的情况下，尽量少使用无源器件。例如能够使用一只四分配器的分配点，决不使用三只二分配器。这样，在 V 段可减少分配损耗 3 . 6dB ，而在 U 段可减少 4dB 的分配损耗。　　在系统维护维修过程中，也要遵循单位增益的原则。不得任意提高或降低增益而使系统偏离单位增益原则。在有的传输区域，发现无源器件损耗增大，也决不能用调高放大器增益来僵硬地适应单位增益原则。依笔者经验而言，这种情况绝大多数不是无源器件损坏或变质，而是由于环境的原因，致使电缆接头和无源器件接头芯线表面被锈蚀，使之接触不良而产生电平信号损耗。这时只要清洁接头芯线表面或重做电缆接头，即可达到立竿见影的效果。　　2 .合理利用分支损耗由于分支器的功能以及分支损耗与插入损耗的关系，决定了分支器分支损耗的作用。在系统主干线放大器输出口使用分支器，应采用分支损耗大而插入损耗小的，这样才能保证主干线有足够的信号输出电平，而在用户系统使用分支器时，合理使用分支损耗的原则是：要保证每户用户有足够的电平，尽可能使同一分支线路上的用户电平达到基本相同。即在分支线路前面的用户可用分支损耗较大的分支器，而在分支线路后面的用户由于线损等原因，应逐户减小分支损耗，这样可基本达到在同一分支线路上的入户电平相差很小。这里特别反对在同一分支线路上不管前后均采用分支损耗相同的分支器。　　3 .科学应用反射损耗从理论上讲，反射损耗无穷大。表示没有反射，表明器材与电缆完全匹配；而反射损耗为 O ，则表示全反射。因此，尽可能做到器件（特别是用量极大的无源器件）与电缆的阻抗匹配，是合理利用反射损耗的基本原则。　　一般来说，反射指标原则上不会加减，但在系统干线上长度基本相等的电缆，很有可能将反射集中在一起，形成叠加效应（当然不是电压或功率相加）。为了减少这种效应，在设计时要尽可能不采用相等长度段的干线走线线路。由于电视电缆的各段长度和特性都不太可能随设计者的意愿改变，而可能做到的只是选用反射损耗大的器件特别是无源器件。所以，系统干线放大器和其他器件，反射损耗最少应达到 16dB ；而在分配线路上。分配放大器可以降到 12dB 。在用户分配系统中。所使用的无源器件特别多，反射损耗最低要达到 16dB 的器件才合格。当然，在高频端要求低一些，而在低频端则要求要高一些。如分配器的反射损耗指标在低频端则要求要高一些。如分配器的反射损耗指标在 V 段大于 16Db, 而在 U 段只要求大于 10dB. 由于科学技术进步，无源器件做到的反射损耗是完全没有问题的，这给合理应用反射损耗，达到很好的匹配创造良好的条件。

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