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1、课程名称：,智能楼宇控制系统设计与实现,刘文利,项目四 有线电视与卫星接收系统,4.3有线电视系统用户分配网的设计,学 习 目 标,复习：1、有线电视的定义,有线电视系统是采用缆线作为传输媒质来传送电视节目的一种闭路电视系统(CCTV)，它以有线的方式在电视中心和用户终端之间传递声，像信息。所谓闭路，指是不向空间辐射电磁波。 国内常常使用CATV,卫星电视天线接收设备,1室外设备 (1)天线。用于聚集空间电磁场能量。,卫星电视天线接收设备,(2)馈源。俗称喇叭口，装在接收天线上，上有磁耦台探针。馈源的作用是完成能量转换过程，把场能转化成交流电流。,卫星电视天线接收设备,(3)高频头。又称低噪声
2、降频放大器(缩写为LNB)。其作用是把微波信号的频率由高频降为中 频(中频的频率范 围是9502 150 MHz)，再将中频 信号送人功率分配 器。,卫星电视天线接收设备,2.室内设备 (1)功分器。功率分配器的简称，功分器的作用是把中频信号(9501 450 MHz)均等地分成若干路，以实现一个卫星天线能够同时接收几个电视节目或供多个用户使用。功分器按分配的 路数有：2路、3路、 10路等，故又称2功 分器，3功分器、10 功分器等。,卫星电视天线接收设备,(2)卫星电视接收机。 卫星电视接收机的作用是把中频信号解调后还原成视音频信号。,卫星电视接收机,对应每一个频道，有一台接收机。 接收机
3、一般分为模拟卫星电视广播接收机和数字卫星电视广播接收机两类。 模拟或数字卫星电视广播接收机解出的图像信号和伴音信号，用调制器调制到VHF、UHF或增补频段的某一频道上，送人有线电视系统后，用户就可以观看卫星电视节目了。,调制器,(3)用一个信号去改变载波特征参数的设备叫做调制器。 调制器的作用是把自办节目或卫星电视接收机输出的视频 音频信号调制到 中频载波上。有 多少台卫星接收 机，就有同样多 的调制器。,卫星电视天线接收设备,(4)混合器。在有线电视系统中，把2个或2个以上的输入信号混合在一起，馈送到一根电缆的设备，称为混合器。对混合器的基本要求： 一是具有滤除干扰和杂 波的能力； 二是要实
4、现设备之间， 设备和电缆之间的阻 抗匹配。,连接线缆,SYWV-75-5，SYWV-75-7，SYWV- 75 -9电缆，从高频头引下有一定长度要求，进入室内应接避雷器。,有线电视的组成,有线电视系统一般由接收信号源、前端处理、干线传输、用户分配和用户终端几部分组成，如图1所示，其主要部分是由前端、干线传输和用户分配网络三部分组成。,图1有线电视组成框图,有线电视的组成,17,前端设备的主要任务是进行电视信号接收后的处理，这种处理包括信号放大、混合、频谱交换、电平调整以及干扰信号成分的滤波等。组成前端系统的主要设备有天线放大器、混合器、频道转换器、调制器和用于自动电平调整和自动斜率调整的导频信
5、号发生器等，如图2所示。,前端设备,图2 前端系统组成方框图,前端设备,19,前端设备对接收信号进行处理，保证电视信号质量，以达到最好的图像质量和音响效果，故要求前端设备具有以下技术性能： （1） 保证输出的电视信号具有一定的信噪比； （2） 抑制频带外的干扰信号和频带内的同频干扰信号，保证不会出现重影现象； （3） 保证分配系统所需要的输出电平，以及传输系统具有合适的信号频谱分布。,前端设备,20,传输分配系统的作用是把前端输出的电视信号送至各个用户。本节主要针对单栋建筑物如宾馆、办公楼、住宅楼等，因其范围小，用户比较集中，传输干线较短，因此信号质量比较容易保证，所以把传输分配系统主要放在用
6、户分配系统上。,传输分配系统和传输线,21,用户系统也称为分支系统，它是干线分支后的分支信号传输系统，它把干线系统分支后的电视信号合理地分配给各电视用户。它一般由分配器、分支器、支线放大器、串接单元、终端器等组成。支线传输电平的计算与干线系统的计算基本相 。,一、用户分配系统设计,用户分配系统,23,1.用户电平的确定 用户电平是设计用户分配系统的重要依据。用户电平太高时，电视接收机的高频放大部分全工作在非线性区内，易产生互扰调制和交扰调制；用户电平太低时，又会使接收机的内部噪声起作用，形成雪花干扰。按国家标准GB 502001994的规定，CATV系统提供给用户的电平范围为6080 dBV。
7、,二、用户分配系统的设计要点,24,2.用户电平的计算 用户电平是设计分配系统的重要依据，用户电平的计算方法有顺算法和倒算法。对于前者是从前往后算，由放大器输出电平开始，分别减去分配器的分配损失、分支器插入损耗、电缆损耗等计算出用户电平，当然如果电平不合适就需要调整设计或分支器分配器的型号，使用户端电平达到要求。倒算法是先利用系统允许的最低电平确定距离远处的用户电平，加上分配损失、分支损失、电缆损耗等得到放大器的输出电平。,二、用户分配系统的设计要点,25,（1） 分配器的作用是将射频电视信号功率均等地分配给各路,且分配损耗要小，这样有利于高电平输出。但是应当注意，分配器的输出端不能开路（不接
8、负载），否则会造成输出端的严重失配，同时还会影响到其他输出端。因此，分配器输出端不适合直接用于用户终端。在系统中当分配器有输出端空余时，必须接75 负载电阻。,2.用户电平的计算,26,（2） 分支器是将射频电信号功率不等地分配给各路，即有主路和支路之分，且支路有各种不同的衰减量，从而构成一个系列。 插入损耗等于输入与输出电平之差，即主路干线在接入分支器后的能量损失。 分支损耗也称分支衰减，等于分支器主路输出端电平与分支输出端电平之差，它表示支路从主路上耦合能量的多少。分支损耗越大,说明支路从干线上耦合到的能量越小。,2.用户电平的计算,27,因此,对大楼（如高层建筑）从上至下进行分配时，一般
9、上层的分支衰减量应取大一些，下层的分支衰减量应小一些，这样才能保证上、下层用户端的电平基本相同。同时，分支器的主输出口空余时，也必须接75 的负载。,2.用户电平的计算,28,（3） 分配器、分支器尽可能安装在建筑物内，但不论安装在室内还是室外，均应装入防护盒内且应符合电波泄露标准。安装在户外时，距地面一般在2.5 m左右。 用户终端盒的安装高度可取其下沿距地面30150 cm。,2.用户电平的计算,29,3. 用户分配系统的信号分配方式 用户分配系统将干线传输来的信号分配给各个用户，它主要由放大器、分配器、分支器、串接单元、用户终端盒等组成。由于系统有大、中、小之分，器材有厂家之别，所以分配
10、方式差异很大。其基本信号分配方式如下：,二、用户分配系统的设计要点,30,（1） 分配-分配方式 这种方式指系统全采用分配器的分配方式， 如图3(a)所示。这种方式适用于以前端为中心向四周扩散的结构形式。如果各路电缆长度相等，则各路输出电平也都相等。这种系统的分配损失较小，整个分配系统的损失为二分配器与四分配器的分配损失之和再加上电缆的损失。其缺点是如果某一路空载，对其他几路影响较大，因此当某一路输出端暂时不用时，一定要接上一个75 的匹配负载。这种方式多用于干线分配。,3. 用户分配系统的信号分配方式,31,图3 分配器的分配方式 (a) 分配-分配方式,3. 用户分配系统的信号分配方式,（
11、2） 分支-分配方式 这种分配方式是在分 支器的分支输出端再接 分配器，如图3（b） 所示。因此它具有分配 -分配方式的特点，但终 端不宜空载，适用于分 段平面辐射形分配系统。,图3 分配器的分配方式 (b) 分支-分配方式,3. 用户分配系统的信号分配方式,（3） 分支-分支方式 如图4(c)所示,这种方式指系统全部使用分支器的分配方式，适用于结构分散、干线较长的情况。为了使各分支器的输出电平尽可能接近，需要选用不同损耗的分支器，靠近前端的分支器插入损耗应小些，分支损耗大一些；靠近终端的分支器插入损耗应大些，分支损耗小一些；在中间部分的分支器损耗介于两者之间。为了使系统匹配，这种方式需要干线
12、终端接入75的匹配电阻，因此它的损耗比分配分配方式大，但当一路空载时对整个系统匹配的影响比前一种小，特别是对插入损耗小、分支损耗大的分支器更是如此。因此，这种方式多用于输出端常常空载（不接电视机）的系统中。,3. 用户分配系统的信号分配方式,图4 分配器的分配方式 (c) 分支-分支方式,3. 用户分配系统的信号分配方式,在多层住宅中还常用串联单元分配方式。串接单元实际上是无需用户线的分支器，它是将分支器和用户盒做成一体的部件，能串接一分支器和二分支器。使用时直接挂在墙壁上，电缆线由上到下将这些串接单元串接起来，不需横向走线，因此结构简单、费用低、安装容易。其缺点是灵活性差，维修不方便，一处发
13、生故障会影响到整串分配线的正常工作，而且需要有较高的电平，对串接单元的数量有一定限制。,3. 用户分配系统的信号分配方式,36,（4） 分配-分支方式 分配-分支方式如图5（d）所示，这种方式先将前端输出的信号送入分配器均分为多路后，再分给各分支实施分配。同样，为使各用户端电平接近，应选用不同损耗的分支器。由于各干线终端接有75 的匹配电阻，因而对每一条干线基本上可以保持匹配，不会出现完全空载的状态。这种方式适用于高层建筑，用户数量多而且用户点的分布不规则，以及允许横向布线的场合。此外，这种方式使用、维修比较方便。,3. 用户分配系统的信号分配方式,图5 分配器的分配方式 (d) 分配-分支方
14、式,3. 用户分配系统的信号分配方式,38,4. 传输线 前端经过处理的电视信号源传送到分配网络后，经由各干线和支线送至用户端。作为分配网络的载体，传输线路主要有同轴电缆和光纤两种。 同轴电缆传输方式主要适用于系统规模较小、传输距离近、不大于2000户的系统。 光纤、同轴电缆混合传输方式（HFC）是指主干线采用光纤，分配网络采用同轴电缆的传输方式。这是当前住宅小区CATV建设和老系统改造的主要传输方式。 全光纤传输方式（FTTH方式）是指主干线和分配网络均采用光纤。我国目前应用FTTH较少，今后是一种必然趋势，当条件（资金、技术、使用等）具备时应采用这种传输方式。,二、用户分配系统的设计要点,
15、（1）同轴电缆 同轴电缆性能的好坏不仅直接影响到信号的传输质量，还能影响到系统规模的大小、寿命的长短和合理的造价等。 射频同轴电缆如图6所示。它的作用是在电视系统中传输电视信号。它是由同轴结构的内外导体构成，内导体（芯线）用金属制成并外包绝缘物，绝缘物外面是用金属丝编织网或用金属箔制成的外导体（皮），最外面用塑料护套或其他特种护套保护。,4. 传输线,图6 射频同轴电缆 1内导体;2绝缘层（聚乙烯）;3外导体屏蔽层;4绝缘保护层,（1）同轴电缆,41,同轴电缆的衰减特性是一个重要的性能参数,它与电缆的结构、尺寸、材料和工作频率等均有关系。 （1） 电缆的内外导体的半径越大，其衰减(损耗)越小。
16、所以，大系统长距离传输多采用内导体粗的电缆。 （2） 同一型号的电缆中绝缘物外径越粗，其损耗越小。即使绝缘外径相同，但只要型号不同，则因绝缘物的材料和形状以及结构不同，其损耗也不同。 （3） 同一同轴电缆的损耗与工作频率的平方根成正比，传输频率越高损耗也越大。 （4） 电缆的衰减与温度有关，随着温度的升高损耗也会增大。,（1）同轴电缆,42,选用同轴电缆时，要选用频率特性好、衰减小、传输稳定、防水性能好的电缆。目前国内生产的CATV用同轴电缆的类型可分为实芯和藕芯两种。芯线一般用铜线，外导体有两种：一种是铝管，另一种为铜网加铝箔。绝缘外套又分单护套和双护套两种。 在CATV工程中，以往常用SYKV型同轴电缆，近年来由于宽带的发展要求，常用SYWV型同轴电缆。干线一般采用SYWV-75-12型（或光缆），支干线和分支干线多用SYWV-75-12或SYWV-75-9型，用户配线多用SYWV-75-5型。其中，75表示特性阻抗为75 ；9表示屏蔽网的内径为9 mm；5表示屏蔽网的内径为5 mm。 表1给出了部分同轴电缆的主要技术指
