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1、有线电视系统质量指标的极限裕量分析零星用户发生数字电视 “马赛克” 故障的原因， 主要是用户室内分接多台电视时线路处 理不当， 导致电平过低、 載噪比劣化或阻抗失配引入干扰引起， 也有一些是户内私接低档放 大器劣化了失真指标引起；而成片用户发生数字电视“马赛克”故障的原因， 除了前端处理 技术上的问题以外， 主要是网络质量波动引起系统失真指标或載噪比指标劣化造成的。 虽然 数字电视对网络的失真指标和載噪比指标要求比模拟电视低得多， 但也无法承受质量指标大 范围的波动；特别是收视数字电视节目时一旦出现“马赛克” ，用户就看不好、甚至看不到 电视，必然当即投诉，也不能容忍维修拖延时间。因此，数字电
2、视整体平移转换以后，对系 统质量指标稳定性的要求就大大提高了。 提高系统质量指标稳定性， 可以采取综合性的措施， 而设法增加系统 “指标裕量”则是其中的一条重要措施。 因此作者认为，在当前数字电视整 体平移转换工作在全国各地已经起步或即将起步这个时期，讨论 “有线电视系统质量指标 的极限裕量”问题是很有必要的，特提出来与有兴趣的同仁一起研讨。1 有线电视系统质量指标极限裕量的基本概念和标示方法有线电视系统的失真指标劣化到一定程度时， 数字电视就会出现“马赛克” 现象， 导致 无法收看。 作者试把有线电视系统的失真指标劣化到刚刚使数字电视出现 “马赛克” 现象时 的失真指标，称作“有线电视系统的
3、极限失真指标” ；将系统实际失真指标与“极限失真指 标”的差距，称作“有线电视系统失真指标的极限裕量” ，简称“失真极限裕量”或“上裕 量”。由于大多数地方没有失真指标测量设备， 即使有测量设备， 使用它准确地测量失真指标 也有相当大的难度， 因此用失真指标数值来标示系统“上裕量”的大小是困难的、 没有实际 推广应用意义的。那么用什么参数来标示“上裕量”的大小比较简单而且适用呢？目前， 有线电视系统的总前端或分前端都设置有光发射机， 由于提高光发射机的输入电 平会劣化光链路的失真指标， 同时会使这台光发射机以下的全部光接收机和放大器的输出电 平提高，致使它们的失真指标劣化，结果造成这台光发射机
4、以下整个系统的失真指标劣化， 劣化程度和光发射机输入电平的提高量相关。因此， 作者提议采用前端或分前端光发射机输入电平的“最大容许提高量” ，来标示某总前端系统或分前端系统的 “上裕量”；在使用光调 制度自动恒定型或电平 AGC 型光发射机的地方，可以临时改成 MGC 状态并调试至光接收 机输出电平为常规值时测试；也可以用光接收机或 （第一台） 放大器的输出电平“最大容许 提高量”来标示其下属系统的“上裕量” 。比如，将某乡镇分前端的光发射机输入电平，在 常规实际数值上再提高 5dB 时，系统末端刚出现“马赛克”现象，则判定该乡镇有线电视 系统的“上裕量”为5dB ;若将另一个乡镇分前端的光发
5、射机输入电平在常规实际数值上再 提高 2dB 时，系统末端刚出现“马赛克”现象，则判定该乡镇有线电视系统的“上裕量” 为2dB ;并可以判定前者的“上裕量”比后者优3 dB。有线电视系统的 C/N 指标劣化到一定程度时， 数字电视就会出现“马赛克” 现象，导致 无法收看。 作者试把有线电视系统的 C/N 指标劣化到刚刚使数字电视出现 “马赛克” 现象时 的C/N指标，称作“有线电视系统的极限C/N指标”；将系统实际C/N指标与“极限C/N指标”的差距，称作“有线电视系统 C/N 指标的极限裕量” ，简称“ C/N 极限裕量”或“下裕 量”。根据前面同样道理，作者提议采用前端或分前端光发射机输入
6、电平的“最大容许降低 量”，来标示某总前端系统或分前端系统的“下裕量” ，在使用光调制度自动恒定型或电平 AGC 型光发射机的地方，可以临时改成 MGC 状态并调试至光接收机输出电平为常规值时 测试;也可以用光接收机或（第一台）放大器的输出电平“最大容许降低量”来标示其下属 系统的“下裕量”。比如，将某乡镇分前端的光发射机输入电平， 在常规实际数值上调低 10dB 时，系统末端刚出现“马赛克”现象，则判定该乡镇有线电视系统的“下裕量”为10dB;若将另一个乡镇分前端的光发射机输入电平，在常规实际数值上调低6dB 时，系统末端刚出现“马赛克”现象，则判定该乡镇有线电视系统的“下裕量”为6dB;并
7、可以判定前者的“下裕量”比后者优 4 dB。用以上方法测量标示 “上裕量” 和“下裕量” 的 dB 数值愈大，分别表示系统的失 真指标和 C/N 指标愈好、系统质量指标的稳定性愈好。因此也是一种鉴定系统质量指标优 劣的方法，既简单方便，又有实用意义。2 系统指标“上裕量” 和“下裕量”的测量方法现场观察人员从光接收机以下最末级用户放大器输出口线路中取出有线电视信号，接到如图1所示的测量线路中的可调衰减器 AT的信号输入口；先调节可调均衡器 EQ,使场强 仪（最好用高、低端双显示者）高、低端的读数基本相等；然后调节可调衰减器AT,使电平读数为60 dB左右，并在整个测量过程中保持电平读数不低于5
8、0 dB、不高于70 dB，以防止机顶盒因输入电平过高或过低而出现意外的“马赛克”而影响测量结果；再开通机顶盒和电视机电源，密切观察数字电视画面质量，并打开手机与前端实验操作人员随时保可调袞减器可调均衡器EQ P204图1有线电视指标极限裕量测量器件连接图持联系，一旦发现电视画面刚出现“马赛克”现象时立即报告，以便让前端操作人员及时纪录此时光发射机输入的电平数值。在测试前可以预先将各级放大器的输出电平按常规值调 准，也可以不调，只需进行测量比较的各个地方做法统一，便于比较。前端操作人员首先测量纪录常规运行时光发射机输入电平的实际数值，然后缓慢调高发射机输入电平，当接到现场观察人员报告电视画面刚
9、出现“马赛克”现象时立即停止，测量、纪录此时光发射机的输入电平，算出电平的提高量即“上裕量”值。再重新试验测量，从光 发射机输入电平的常规实际运行数值开始缓慢调低发射机输入电平，当接到现场观察人员报告电视画面出现“马赛克”现象时立即停止，测量、纪录此时光发射机的输入电平，算出电 平的降低量即“下裕量”值。3系统指标“上裕量”降低原因分析作者从长期的有线电视系统设计、调试和管理维护实践中体会到，在现实中，造成有线电视系统失真指标劣化的原因有两个大方面：其一是在线性区内正常运行的各个器件失真产物的累积，即“累积失真”；其二是个别运行在非线性区（或附近）器件的失真产物“爆发” 形成的“爆发失真”。（
10、1）关于累积失真现以三次差拍比 CTB指标来说明系统累积失真问题。三次差拍比CTB指标的原始计算公式是：CTB指标值=20lg （指定频道图像载波电压 /落入该频道CTB产物加权电压）=20lg图像电压-20lg CTB产物电压=图像电平-CTB产物电平即: CTB指标值=图像电平-CTB产物电平（1）或：CTB产物电平=图像电平-CTB指标值（2）550MHz推挽放大模块的输出电平在104 dB （查表得出图像载波电压为158.5mV ）、59个频道时的CTB指标值CTB104=59.3 dB ,根据算式（2）计算得出此时的 CTB产物电平为 44.7 dB （104-59.3）,查表得出
11、CTB产物加权电压为 177卩V。当上述放大模块的输出电平在96 dB时（查表得出图像载波电压为63.1mV ） , CTB指 标值为75.3 dB 59.3+2 X （104-96 ），根据算式（2）计算得出此时的 CTB产物电平为20.7 dB（ 96-75.3），查表得出 CTB产物加权电压为 11卩V。光链路的CTB指标值通常为65 dB，如果光接收机的输出电平为95 dB （查表得出图像载波电压为56.23mV ），那么根据算式（2）计算得出此时的 CTB产物电平为30 dB （95-65）, 查表得出CTB产物加权电压为 31.62卩V。以上例子中的放大器和光发射机，都是工作在通常
12、所说的 “线性区”范围内， 前面已经 计算出它们所产生出的失真产物具体数量值， 证明工作在线性区的范围内的各个有线电视器 件也都会产生少量的失真产物 （因为实际上放大器不可能有绝对不产生失真的纯粹线性区），这些失真产物最终会汇聚累积在系统的输出口，即本文所说的“累积失真”。如果系统的指标设计和调试都搞得很好，系统的输出口的CTB指标能够达到设计值 55 dB,当系统出口电平为65 dB （查表得出图像载波电压为1.778mV ）时，根据算式（2）计算得出此时累积的CTB产物电平为10 dB （65-55）,查表得出 CTB产物加权电压为 3.162卩V。此时由于图 像电平远远高于 CTB 产物
13、的电平， 图像信号掩盖了 CTB 产物的干扰信号， 因此从电视机屏 幕上一般看不出明显的失真； 但是，如果在总前端将加在调制器上的电视视频信号撤除， 那 么从电视机屏幕上就可以清晰地看出各类失真产物的干扰信号， 这些干扰信号就是系统中各 个器件累积的失真产物。系统的“累积失真”愈严重， “上裕量”数值必然降低得愈多。现实中“累积失真”超 过设计指标要求的情况， 在多级光缆系统中是比较普遍的， 其人为方面的原因， 主要是由于 业界有一些同仁误以为“有线电视器件工作在线性区内是不会产生失真的”，因而放松了指标设计和器件选择的要求、忽视了指标的具体落实和核算。比如在前端、分前端使用30 dB增益的放
14、大器， 采用高电平输出光接收机实行区域有线电视联网， 高电平输出的用户放大器 多级串联使用，光发射机的输入电平超过规定标准等等。（ 2）关于“爆发失真” 当放大器和光发射机工作在线性区的范围内时，虽然也会产生少量的失真产物，此时CTB指标的量值符合工作电平变化1 dB、CTB指标变化2 dB的规律，可应用相应的计算公式来计算出具体的数值。 但是当这些器件的工作电平提高到某种程度而进入非线性区时， 失 真产物就会“爆发性”地增加,其量值的变化远远超过“工作电平变化1 dB、 CTB 指标变化2 dB的规律”，因此作者试把此时的失真称为“爆发失真”。在有线电视系统中，只要有一个器件进入“爆发失真”
15、的非线性工作区,那么其下面的整个系统的失真指标都被毁坏, “上裕量”就有可能被“挤光” 。造成这种 “爆发失真” 的原因, 作者亲身接触过或在实际工作中了解到的主要有以下几类：第 1 ,没有施工图纸安装电缆网络引起。早些年, 通常都在没有施工图纸的情况下安装电缆网络, 干线放大器的间距通常由技术人员根据（放大器增益十电缆衰减量） 估算出一个长度数值交代施工人员去实施，如果一台干线放大器带一条干线一般不会出问题， 倘若向左、向右、向前共带三条干线，施工人员往 往也按规定长度定间距，结果这台放大器必须提高输出电平才能满足信号供应。无图纸施工时， 用户放大器的安放位置由施工人员在现场确定， 在农村用
16、户高度分散而 且远距离分配的条件下， 施工过程中就可能出现信号不够分配的情况， 只能以提高放大器的 输出电平来解决。无图纸施工时， 不可能留下穿插发展有线电视用户的余地， 早年有线电视初装入户率很 低，当地只有 40%左右，沿海、山区更低，经过几年的穿插发展用户以后，插入点以下用 户电平必然降低，只有采取提高放大器输出电平来解决。以上几种情况都有可能使放大器进入 “爆发失真” 的临界状态， 一旦网络电平稍有波动， 就可能发生“爆发失真” 。第 2，光发射机输入电平过高。具有 AGC 功能或失真指标恒定功能的光发射机，厂家都标明（比较大的）输入电平的 容许范围， 只要开通这些功能， 使用时一般不会出问题； 没有上述两种功能的普通型光发射 机，
