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1、第六章 建筑弱电系统所谓弱电，是针对建筑物的动力、照明用电而言的。一般把像动力、照明这样输送能量的电力称为强电；而把传播信号、进行信息交换的电能称为弱电。强电系统可以把电能引入建筑物，经过用电设备转换为机械能、热能和光能等；而弱电系统则完成建筑物内部和内部及内部和外部间的信息传递与交换。 本章主要从电缆电视系统、建筑电话通信系统、建筑电气消防系统和保安系统四部分内容讲述建筑弱电系统。第一节 电缆电视系统一、教学目标1、了解电缆电视系统的发展概况2、了解电缆电视系统的组成与分类3、知道一些常用的术语4、认识电缆电视系统中的主要器件的功能和电气特性5、掌握电缆电视系统的施工与安装二、过程与方法1、
2、通过了解观察日常生活中的电缆电视系统，结合教材知识将理论与实际结合起来2、通过比对建筑物电视电缆系统的施工，结合教材内容查看实际工程的做法 。三、情感态度与价值观1、通过对电缆电视系统发展的学习，增强学生对现代电子行业发展的认识。2、通过对电视电缆系统施工的学习，增强学生实际动手的能力。具有按照规范施工的意识。四、教学重点及难点1、系统的组成2、系统的施工与安装五、教学方法使用多媒体与生活中的闭路电视相结合讲解 教学内容：一、电缆电视系统的发展概况1、CATV系统（共用天线电视系统）电缆电视系统早期被称为共用天线电视系统，其英文缩写为 CATV。顾名思义，共用天线电视系统就是允许多台用户电视机
3、共用一组室外天线来接收电视台发射的电视信号，经过信号处理后通过电缆将信号分配给各个用户系统。特点：（1）是电缆电视系统的早期形式世界上第一套最早出现于二十世纪40年代美国。我国起步较晚，于1974年电子工业部第三研究所与武汉无线电厂共同为北京饭店试制安装了我国第一套电缆电视系统。（2）改善了接收效果（3）用户少。由于功能单一，技术制约，服务半径小，用户不多。（4）节目少。由于功能单一，技术的制约，传送的信号数目较少。（5）频式.由于电子技术的制约，为了防止邻频干扰，只能使用隔频道传送电视方式。（6）单相信号传送。该系统采用由前端向用户传送电视信号的单相信号传递方式。2、电缆电视系统是由早期的共
4、用天线电视系统发展而来的。他除了利用电缆传送电台发射的开路信号以外，又传送卫星信号、微波信号、录像和摄像信号、自办节目等，并对信号进行放大和处理。由于他是使用电缆传送的因此称为电缆电视系统。3、电缆电视系统发展的趋势（1）大规模，多频道。（2）多功能，多媒体。包括：收费节目播出、观众收视率调整、观众参与性节目、利用系统购物、观众点播节目等。（3）光纤传送（4）卫星传送、微波传送。（5）MMDS（微波多路分配系统）+AML（调幅微波链路）（6）数字电视4、电缆电视系统的作用与功能（1）改善“弱强场区”、“阴影区”的收视条件（2）抗干扰性能强。（3）满足人们的生活、娱乐、工作的需要。二 电缆电视系
5、统的组成和分类1、系统的组成任何一个电缆电视系统无论多么复杂，均可认为是由前端、干线传输、用户分配网络三个部分组成。如图所示。 (1) 前端部分前端是由天线、天线放大器、混合器和宽带放大器组成。它的功用是把收到的各种电视信号，经过处理后送入分配网络。而分配网络的作用是使用成串的分支器或成串的串接单元，将信号均匀分给各用户接收机。 (2) 干线传输部分组成该部分的主要器件包括：干线放大器、电缆或光缆、斜率均衡器、电源供给器、电源插入器等。干线传输部分的任务是把前端输出的高质量信号尽可能保质保量地传送给用户分配系统，若是双向传输系统，还需把上行信号反馈至前端部分。(3) 用户分配系统主要的部件有：
6、线路延长放大器、分配放大器、分支器、分配器、用户终端、机上变换器等，对于双向系统还有调制器、解调器、数据终端等设备。该部分是把干线传输来的信号分配给系统内所有的用户，并保证各个用户的信号质量，对于双向传输还需把上行信号传输给干线传输部分。电缆电视系统的基本组成如图所示。 2、系统的分类1) 按工作频率分类(1) 全频道系统。该系统工作频率为48.5958MHz，其中VHF频率段有DS1DS12频道，UHF频段有DS13DS68频道，在理论上可以容纳68个标准频道。(2) 邻频传输系统。由于国家规定的68个标准频道的频率是不连续的、跳跃的，因此在系统内部可以利用这些不连续的频率来设置增补频道，用
7、Z来表示。750MHz系统最多可以传输79个频道的信号，其中有DS1DS42标准频道、Z1Z37增补频道。 2) 按系统规模分类(1) 小型系统：传输距离小于1.5km，人口数量为几万人以下，适用于乡、镇、厂矿企业及居民区等。(2) 中型系统：传输距离为515km，人口数量在50万人左右，适用一般中等城市。(3) 大型系统：传输距离大于15km，人口在100万左右，适用于省会级城市。(4) 特大型系统：传输距离大于20km，人口在100万以上，适用于大城市。 3) 按系统传输方式分类(1) 全同轴电缆传输系统。该系统适用于小型系统。(2) 光缆和同轴电缆相结合的传输系统。适用于中型系统。(3)
8、 光缆传输系统。该系统从干线到用户终端均采用光缆，是今后发展的方向。(4) 混合型传输系统。该系统除采用光缆和电缆外，在地形复杂或不易设置电缆的地区采用微波传输信号。一般大中型系统均采用这种形式。三 技术术语1、 分贝（1）定义在电视技术中常用dB（分贝）的概念以简化电压、电流和功率的增益量或衰减量的计算过程。其计算基于对数运算。分贝的定义是：表示两种电或声功率之比的一种单位，它等于功率比的常用对数的10倍缩写为dB。例如一个放大器，如果输出功率为Po，输入功率为Pi，则其功率放大倍数为KP=Po/Pi。用分贝来表示，功率放大倍数的dB数为（2）功率增益GP为了与功率放大倍数KP相区别，通常将
9、KP（dB）叫做“功率增益”，用GP表示。由于P=U2/R 故当两功率P1、P2的负载相同，同为电阻R时，分贝又可以定义为：两种电压或电流值或类似声量(如声压或质点速度)之比的一种单位，等于电压或电流比的常用对数的20倍，如果两种电压或电流是在相同电阻上测得的话。 例1：有1、2两个放大器串联（图）。放大器：输入100V时，输出为 200V；输入为300V时，输出为600V。放大器：输入200V时，输出为2mV；输入为600V时，输出为6mV。求其总的增益。解：对放大器1： U2/U1=200/100=600/300=2将其代入分贝定义式得：GP1=20lg(U2/U1)20lg26dB即放大
10、器1的增益为6dB。对放大器2：U2/U1=21000/200=61000/600=10GP220lg(U2/U1)20lg1020dB即放大器2的增益为20dB。两放大器总增益：GP=GP1+GP2=6+2026dB例2：当从天线上输入的信号电压为100V，天线至放大器的线路损耗为3dB，放大器的增益为24dB，由放大器到用户插座处的线路损耗为9dB，试求用户处所得到的信号电压（图）。解：从天线到用户插座的总的增益为GP=-3+24-912dB求得：电压比=Uo/Ui=4/1故当输入电压为100V时， 其输出电压则为400V。2、 标准参考电平如果在电压增益的表示式中，将输入信号Ui设定为一
11、标准电平，那么此时的dB数值便可相对表示出输出信号Uo电平的大小。在电缆电视系统中，其标准电平为1V（微伏）（在75条件下），当输出电平为1V时相应分贝数，称为0dBV。 例如一个相对电平为10V的信号电压，可视为较标准电平（1V）增大了10倍，这个10V即可表示为20dBV，称为20dB的分贝增益。 表给出了几个dBV值与电平值的对应关系。 分贝增益值（dBV）电平值分贝增益值（dBV）电平值01V40100V62V601mV103V8010mV145V100100mV2010V1201000mV（1V）3、 插入损耗与分支衰减下图是一个一分支器接入主线路的示意图。其中（x-y）dBV称为插
12、入损耗。它为将分支器插入电路后，在主线输出中所引起的信号电平的衰减量，表示接入分支器后损失能量的多少，分支器的插入损耗越小越好。图中的（x-z）dB为分支衰减，它表示信号电平经分支器后，在分支线输出中所引起的衰减量（以分贝计算）。 4、 反向隔离和分支隔离（1）反向隔离反向隔离亦称为反向耦合衰减量，它表示从一个分支输出端加入信号时，转移到分支器输出端所出现的损失。这个值越大，表示抗干扰能力越强，分支器的反向隔离一般要求在25dB以上。（2）分支隔离分支隔离也称为相互隔离，它为分支端间耦合衰减量，表明分支器分支端子间相互产生干扰程度的量。当一个分支器有几个分支输出端时，在其中一个分支输出端加入的
13、信号电平与另一个分支端得到的信号电平之差，即为分支隔离。 5、长线和短线凡传输线的几何长度等于或大于所传送的交流电的波长时称长传输线，简称长线；几何长度小于所传送的交流电的波长时，称短传输线，简称短线。同一根馈线，因传输的电磁波的波长不同可能是短线，也可能是长线。在长线上，沿线各点的电流及电压在同一时间是大小不等、相位不同的，因此不服从欧姆定律和基尔霍夫定律。可以把长线看成是由许多分布电感、分布电容、电阻和电导组成的链式网络，其等效电路如下图所示。6、馈线与负载的匹配馈线的特性阻抗Z0与负载阻抗ZL相等，称馈线与负载相匹配。此时由馈线始端送出的信号全部被负载所吸收，馈线上只有入射波而不存在反射
14、波，这时馈线上传输的波是沿馈线行进的，称为行波。其合成波是驻定作周期性上下振动的波，这种波的最大值（波腹）与最小值（波节）出现的位置是固定的，不随时间而变，称为驻波。见图。当馈线终端接上不等于特性阻抗的任意负载时，负载不能全部吸收自馈线始端输入来的高频能量，只有一部分被吸收而另一部分则反射回去。于是吸收的部分在馈线上形成行波，反射的部分与入射波叠加后在馈线上形成驻波。见图。令驻波波腹电压（或电流）幅度对波节电压（或电流）幅度之比称为驻波系数。 7、 交扰调制和互扰调制（1）交调交调一般是由高电平频道的同步信号调制到低电平频道的电视信号上，当采用同一个放大器放大多个信号时，由于放大器的非线性影响而产生的干扰信号。交调在电视机画面上的表现为白而宽的条带，从左向右移动，即所谓“擦窗机现象”（2）互调互调干扰是由于多个频道的相互混频而形成了新的频率成分，而这些新的频率成分又会对某些特定频道的信号产生干扰，这种干扰在电视机画面上呈网状干扰图像。互调与输出电平有关，输出电平越高互调会越坏。四 主要器件的功能和电气特性1、天线及前端设备（1）天线的作用天线是接收空间电视信号的元件，提高接收天线的输出电平，它的输入电平一般为5060dB，输出电平一般为90dB。（2）前端设备的组成主要包括天线放大器、混合器、主干放大器等。图给出了较为典型的一种前端方案。（3）混合
