有线电视传输前端主要设备的应用

张若南

(同江市人民广播电台，黑龙江 同江156400)

1 天线放大器

1.1 天线放大器对提高输出信号载噪比的贡献

为了得到满意的接收效果，实际生活中往往把电视接收天线架得很高，经过很长的电缆传输到前端，这样信号电平就变得很低。天线在接收大气中电磁波信号时，也接收到空间、地表和大气产生的噪声，放大器在放大信号时噪声也同时被放大，故对天线放大器噪声系数和安装位置提出了较高的要求。天线放大器对提高输出信号载噪比的贡献可以概括为两点：(1)天线放大器的噪声系数比较小，整条通路的等效噪声系数主要取决于天线放大器。(2)天线放大器安装在紧靠天线的位置，消除了天线至前端机房的电缆衰减对等效噪声系数的膨响。

1.2 对于天线放大器增益大小的具体要求

减小噪声系数和提高增益在技术上是一对矛盾。很小的噪声系数的获得往往是以牺牲增益为代价的。那么，对天线放大器的总体增益是不是就可以不要求？天线放大器的增益是一个至关重要的指标，它对等效噪声系数的贡献也起着相当重要的作用。对于天线放大器增益大小的具体要求，主要基于以下两点考虑：(1)天线放大器的增益受最大输出电平的限制，即受非线性失真指标的限制(上限)。(2)天线放大器的增益需保证级联放大器的噪声系数在总等效噪声系数中可忽略不计(下限)。

2 频道放大器

频道放大器是进行单频道放大的器件，它是组成共用天线系统前端的重要设备。频道放大器的作用有三点：(1)抑制带外信号分量以减小输出信号中的交调和互调失真。(2)对单频道信号进行放大，以获得较高的输出电平。(3)进行各频道电平的分别调整，使输出信号中各频道电平基本一致，并进行电平控制，以获得稳定的输出电平。

3 频道变换器

进行频道变换的目的主要有两个：(1)为了传输目的而进行频道变换。在比较大的共用天线系统中，常常把UHF电视信号转换成VHF电视信号，或把较高端的UHF电视信号变换成较低端的UHF电视信号进行传输。由于信号频率低有利于缩小传输信号的总带宽，容易保证信号的传输质量，降低系统的造价。有线电视系统中，为了充分利用频道资源而采用增补频道进行传输时，也必须使用频道变换设备。综合系统中要实现双向传输时，也必然要采用频道变换技术。(2)为改善信号传输质量而进行频道变换。在强场强区，一般采用变换频道的办法使传输频道躲开强信号开路频道，以防止直射波串扰而引发前重影。

4 信号处理器

4.1 信号处理器的作用

信号处理器也称频道处理器，它是一种功能更全、结构更为复杂、指标更高的频道变换器。采用邻频传输方式的有线电视系统，满足邻频道传输的特殊要求，得到令人满意的图像质量。

4.2 信号处理器的分类

信号处理器可分为两类：一是外差变换器型；二是解调一调制型。解调一调制型信号处理方式主要用于需要通过微波中继或进行高质量加扰的大型复杂系统。该方案非常复杂，突出优点是可以采用视频处理设备以提高信号质量和进行基带加扰。常用的信号处理器是外差变换器型。工程应用上，根据输出频率是否可调，信号处理器又有固定频道型和捷变频型。

5 调制器

综合系统的前端要处理的信号来源复杂，除普通开路电视信号和开路调频广播信号，还有电视节目信号、卫星电视信号、微波传送电视信号等。普通开路信号可用相应的信号处理器进行处理。实际应用中，甚至出现了用解调器一调制器组合取代信号处理器来处理开路信号的趋势。前端中用到的调制器一般有三种，即电视调制器、调频立体声调制器和数字调制器。

5.1 电视调制器

电视调制器的输入视音频信号来自摄像机、录像机、影碟机或其它视音频播出设备，有经过卫星接收机和微波接收机解调的视音频输出，也有其它视音频处理设备的输出。经过电视调制器的视音频信号即可视同开路接收的标准电视信号，对电视调制器的要求类同于对电视发射机的性能要求，制式标准都必须符台我国的电视发射标准，二者之间的明显差别仅在于一个是大功率、一个是微功率。

从调制方式上划分，电视调制器可分为直接调制(或称商频调制)和中频调制两类，类似于频道变换器的直接变换和中频变换之分。此分类方法与性能、价格相关。凡是电气性能要求较高的场合都采用中频调制方式，而一些简易调制器则采用直接调制方案。

5.2 调频立体声调制器

调频立体声调制器的作用是把高质量的立体声音频信号转换成适合有线电视系统传输的射频信号。在有线电视系统中可利用87-108 MHz的调频波段传送调频广播节目，其终端设备不再是电视接收机，而是调频接收机。因此，在带有调频广播功能的有线电视系统中，其用户终端盒必须带有TV和FM两个插座，实现分路的方法可以用功分法和频分法。频分法采用分渡滤波器在终端盒进行TV和FM的分离，只适用于系统中没有五频道电视节目的场合，否则较难确定频率分割点。功分法则采用分支器进行分离，基本不受什么限制，应用较为广泛。尽管调频立体声广播在我国目前的有线电视系统中还不普及，社会需求也不迫切，但在宾馆、饭店、学校等一些特定场所还是具有比较大的实用价值。现有的有线电视系统几乎无一例外地为FM广播预留了频段，随着要求增加，高质量的调频立体声广播必然在有线电视系统中逐渐使用。

6 导频信号发生器

在传统的有线电视系统中，广泛使用同轴电缆进行传输，其衰减量随着温度和频率而变化。信号在同轴电缆干线中传输时，由于干线有时长达数公里，而且随着四季的气温变化，传输信号的衰减值和幅频特性的倾斜度都要出现变化。要使信号电平保持稳定，需在干线放大器中进行自动增益控制(ACC)和自动斜率控制(ASC)，以补偿温度变化的影响。要使干线放大器能输出稳定的电平，必须在复合信号中混入一到两个固定频率的载渡信号。产生导频信号的装置称之为导频信号发生器，它是采用同轴电缆作为传输手段的大系统前端的重要组成设备之一。为使干放能较好地补偿电缆衰减的温度特性，根据实际需要采用两种方法：即单导频控制法和双导频控制法。比较而言，单导频控制法简单一些，但控制精度不高，这是由热敏元件的局限性决定的。单导频控制法一般只适用于较小系统或者在要求不高的场合作为一种辅助手段。而双导频控制法则控制精度高，尽管复杂一些，成本也较高，但在要求比较高的系统中已被广泛采用。

导频频率的选择以对系统传输频带的最低端和最高端处的控制量相当为原则，这样才能保证干线放大器的幅频特性保持平衡。在单导频控制时，导频频率通常选择在系统传输频带的中点附近；在双导频控制时，导频频率则选择在频带的高、低两端，用低导频信号控制斜率，高导频信号控制增益。在具体应用中，双导频控制容易做到对高端和低端的控制量比较接近，而单导频控制则往往会出现高端控制量不足而低端控制量过大的现象。