问：CATV电放大器指标的测试和载噪比指标的计算问题

关于CATV电放大器指标的测试

开发CATV电放大器的厂家在出厂测试时，对于载噪比（C/N）、CSO、CTB等这些指标如何测试？信号源是用多路信号源吗？

      理论上应该是多路信号源。

      但是实际上很少有放大器生产厂家测试放大器的（C/N）、CSO、CTB指标，通常只是用扫频仪 测试增益是否达到、平坦度是否达到就可以了。因为放大器的（C/N）、CSO、CTB指标主要由里面的放大模块决定的，只要放大模块质量过关，这些指标就基本上不会成问题。

     有一个著名厂家，声称他们生产的放大器，逐一通过这几项质量指标的测试才能出厂。
     我对他们说:"不见得吧！你们在说明书中标示的失真指标，比所用放大模块（换算）的指标还要高8dB，怎么可能测得啊！？"

     南方有一个著名厂家，反复强调他们生产的输出电平108dB的光接收机，包括光链路和内部的放大模块的CTB总指标是65dB，是通过检测得出的。
     我对他说：“不见得吧！光链路的CTB指标就是65dB、你那种光接收机电放大器的CTB指标远低于65dB，合成的总指标怎么可能测得是65dB啊”

      

首先谢谢林老。如果厂家无法测C/N、CSO、CTB，而这些指标对系统的指标影响是很重要的，光凭测试增益和平坦度是无法得出对系统指标的影响的，那么我们该如何选购放大器呢？怎么知道采购的放大器能否满足要求？

      这些指标不是无法测试，而是可以测试，就是按照放大器的技术标准规定的办法去测试。只不过会去测试的厂家非常少而已。

      我们使用者，可以用很简单的方法来判别比较放大器的质量指标的好坏。在系统多级光链路末端的用户放大器下，用分支器分支出80-85dB光景的电视信号，作为信号源，将它通进待测放大器，待测放大器下用分支器分支出65dB、55dB光景的信号分别给模拟监视器和机顶盒（注意在调试过程中设法使这个电平不要变化过大，以免过低或过高），然后逐渐调高待测放大器的输出电平，分别记录模拟电视出现可见的失真网纹、出现自激横细纹和数字电视刚出现马赛克时放大器输出电平值。这些电平数值越高，说明放大器的失真指标质量越好。
      多级光链路末端的用户放大器输出的信号，已经在国标输出口规定质量指标附近了，下面接的待测放大器，输出电平稍微高一些就会出现明显的失真，容易观测判别待测放大器的质量指标。笔者在职时检查维修以后放大器的质量指标、判别新购入放大器的质量指标，都是这么做的。在笔者的修理间构建的测试台，一款容易发生自激的放大器，在输出电平达到105dB就可以看出自激的电视图像；失真指标好的放大器在输出电平超过110dB时才出现明显的失真网纹，差些的达不到这个数值。
      各地“末级用户放大器”输出信号质量指标不同，前述电平数值也会不同。
      
      而比较载噪比指标的好坏，可以在调低输出电平时，直接用场强仪的C/N指标测试档测出数据。电视图像可做参考。

您说的信号源是用广电运营商的有线电视网络实际送过来的电视信号吗？

林老在4楼的测试方法是不是有些牵强？

信林老的永生！要进那里的货一般不会随我们技术人员的意志而转移，领导买什么设备就用什么设备吧。只能祈祷设备不要太垃圾。:lol

:handshake

yin7chenshu 发表于 2012-10-18 18:58
林老在4楼的测试方法是不是有些牵强？

      这是没有办法的办法，仅仅是横向比较，测不出实际的指标值，对于我们使用者来说，足够了。

      因为我们各单位多年应用放大器，总会有质量指标很好的品牌，将目前采购的放大器用这种方法和它比较一下，好坏立见分晓！！如果测出出现网纹的电平相差1dB，那么它们的CTB指标就相差2dB。

林老，给推荐几家CATV放大器做的比较好的厂家吧？谢谢

林老，我看有线电视系统放大器的相关标准，上面没有放大器的载噪比指标，这个是不能直接测试？而且标准中给的载波组合二次、三次差拍比的测量方法中，怎么就用了两个信号发生器？

       通常放大器只标示噪声系数NF，就可以计算出在不同输入电平值时，放大器自身的载噪比指标，方便设计运算。因此不需要标示载噪比指标。 当然在理论上来说，也是可以标示出输入电平在某个数值时的载噪比指标的，但是这样做，反而增加运用的麻烦、增加设计运算工作量（要先从中换算出噪声系数）。
       放大器的失真指标，没有类似的简便表示方法。因此技术说明书只好标示出一定测试条件下（频道数目和输出电平）的失真指标。比如，550MHZ的放大器，通常标示59个频道、104dB（进口模块和放大器则为77个频道、44dBmV）输出电平时的CTB、CSO指标.
      
       放大器自身载噪比 计算公式是：

      放大器自身的载噪比指标  C/N放=输入电平 Si - 噪声系数 HF-2.4
      或者
                                         C/N放= 输出电平 So- 增益 G -噪声系数 NF-2.4
     
        以上计算公式说明，放大器的输入电平减去噪声系数和基础热噪声2.4dB以后，就是它自身的载噪比指标，可见这个输入电平中是没有（包括）噪声的，纯粹是载波信号电平。这自然是为了简化计算而设定的理想状态下的计算式，是从载噪比的定义中推导出来的计算式。

       电视中噪声的轻重程度用“载噪比”（代号C/N）来表征，单位是dB，它就是“载波功率与噪声功率之比的分贝值”：
                                        C/N=10lg（载波功率/噪声功率）  （单位：dB）
       我们在计算单个放大器的载噪比时，可以先不考虑输入信号的“噪声功率”，认为输入放大器的仅仅是信号的“输入载波功率”，此时这个放大器自身的“噪声功率”只有两项：由于器件中电子不规则热运动而产生的“基础热噪声”和因放大器放大而使噪声增加的“噪声增量”。这样，单个放大器C/N指标的计算式就是：
                               C/N单=10lg［输入载波功率/放大器的噪声功率］
                                        =10lg［输入载波功率/（噪声增量×基础热噪声）］
                                        =10lg输入载波功率-10lg噪声增量-10lg基础热噪声  
        由于“10lg输入载波功率”就是放大器的“输入电平”（代号Si，单位dB），“10lg噪声增量”就是放大器的“噪声系数”（代号NF，单位dB）,“10lg基础热噪声”按我国的电视制式换算出来的数值是2.4dB（20℃时）。因此，前面的算式就成为：
        （C/N）单=输入电平Si-噪声系数NF-2.4
        即：
        （C/N）单=Si-NF-2.4  （dB）            （1.1-1）


        由于用放大器载噪比指标计算公式计算载噪比时，没有考虑输入信号中的噪声，因此计算出来的载噪比指标数值，仅仅是放大器自身的载噪比数值，不是输出口信号的载噪比指标值。我们在计算放大器输出口信号载噪比指标的时候，必须将输入信号中的噪声考虑进去，具体方法笔者在下面的跟帖中给出。

     

放大器的噪声系数指标上都标着7dB左右，那是不是说信号经过放大器后载噪比恶化7dB？

学习，学习。

yin7chenshu 发表于 2012-10-19 12:25
放大器的噪声系数指标上都标着7dB左右，那是不是说信号经过放大器后载噪比恶化7dB？

    不是这样。
    放大器的噪声系数是计算放大器本身的载噪比指标时用的参数，不能直接和输入信号的载噪比指标加减计算。

    放大器自身的载噪比指标   C/N放=输入电平Si-噪声系数HF-2.4
            或者
                                              C/N放 =输出电平So-增益G-噪声系数NF-2.4

       放大器输出口信号的载噪比指标，等于“输入信号的载噪比指标”和“放大器自身的载噪比指标”累加值。下面试计算几例输入放大器的信号载噪比不同指标值时，输出口载噪比指标的降低数值。

       下面用最简便的计算方法——“K法”（系统指标占用系数分析法）来做计算举例，来说明这样一个事实问题：放大器输出口信号的载噪比指标，不仅仅与放大器自身的载噪比指标有关、还与输入信号的载噪比指标有关，是它们两者的累加值。输入放大器信号的载噪比指标越高，通过放大器以后，输出口信号载噪比指标数值降低的dB数越大；反之则小。

       设放大器的噪声系数为7.0dB，输入电平为72dB，那么
       放大器自身的载噪比指标    C/N放=72 -7-2.4=62.6 ， 指标占用系数K C/N放=  0.0138

      1、 若输入信号的载噪比指标=52dB，指标占用系数 KC/N信=  0.158
那么，总K值=0.158+0.0138=0.1718      即放大器输出口信号的载噪比指标 C/N出=51.7dB。
       显然，信号通过这台放大器以后，载噪比指标仅仅降低了0.3dB   （52-51.7）

      2、 如果输入放大器的信号载噪比指标是 58dB (KC/N信=0.0398)
那么，总K值=0.0398+0.0138=0.0536      即放大器输出口信号的载噪比指标 C/N出=56.7dB。
       显然，信号通过这台放大器以后，载噪比指标降低了1.3dB   （58-56.7）

      3、 如果输入放大器的信号载噪比指标是 62.6dB (KC/N信=0.0138)
那么，总K值=0.0138+0.0138=0.0276      即放大器输出口信号的载噪比指标 C/N出=59.6dB。
       显然，信号通过这台放大器以后，载噪比指标降低了3.0dB   （62.6--59.6）

       4、 如果输入放大器的信号载噪比指标是72.6dB (KC/N信=0.00138)
那么，总K值=0.00138+0.0138=0.0158      即放大器输出口信号的载噪比指标 C/N出=62.0dB。
       显然，信号通过这台放大器以后，载噪比指标降低了10.6dB   （72.6--62）

      详见笔者发的下列帖子：
      2008.05.31        有线模拟电视基础知识新编 第一章 有线电视放大器
http://www.ccbn.com.cn/catvbbs/thread-74615-1-1.html
      2008.06.30        有线模拟电视基础知识新编 第二章 系统指标占用系数分析法
http://www.ccbn.com.cn/catvbbs/thread-75628-1-1.html
      来自：《有线电视基础理论和基本实践及基础理论更新帖子汇总表》
http://www.ccbn.com.cn/catvbbs/thread-88416-1-1.html

噪声系数是指信噪比的恶化量。从噪声系数的定义式来看，总觉得是输入信噪比-输出信噪比，像楼上这样计算总觉得怪怪的，还有谁有什么高见？

yin7chenshu 发表于 2012-10-19 12:25
放大器的噪声系数指标上都标着7dB左右，那是不是说信号经过放大器后载噪比恶化7dB？

      如果有线电视总前端输出信号的载噪比指标，达到设计指标分配值0.1（就是总前端占用10%指标，这是常用的设计值），就是输出信号的载噪比指标达到54dB，在下面串接一台噪声系数是7dB的放大器，如果楼主的提问答复是肯定的，那么放大器输出信号载噪比指标就是47dB了；再接一台这样的放大器，输出信号就是40dB了。这就低于国标要求的系统出口的载噪比指标（43dB），也就是说，总前端下面，整个有线电视系统中，串接两台放大器都不能允许！！
      这显然不符合实际情况啊！

我在网上看到过很多林老的文章，这种指标系数占用法好像是出自林老，也没看到其他人提出同样观点，最多是引用林老的文章，总觉得这种算法和噪声系数的定义式相违背，说明：噪声系数定义式为：输入信噪比（dB）—输出信噪比（dB）

yin7chenshu 发表于 2012-10-22 19:07
我在网上看到过很多林老的文章，这种指标系数占用法好像是出自林老，也没看到其他人提出同样观点，最多是引 ...

      笔者提出来的“K法”（系统指标占用系数分析法），是一种有线电视指标设计、指标分析、指标计算的新方法，和传统的方法相比，所遵循的理论依据完全一样，计算的结果完全一样，只是具体方法不同而已。好比2+2+2+2+2+2=12的算法，改为2*6=12一样。
      笔者在15帖中的4个载噪比指标累加计算题，如果改用常规的指数幂算式来计算，计算结果完全相同，不会有一丝一毫的差别。有兴趣的网友，可以计算一下。

      多级放大器载噪比累加计算，和放大器自身噪声系数值的计算，根本是两回事，不能混淆啊。

我分析下林老在15楼举的例子：

林老举的例子中，放大器噪声系数是7dB，再看15楼中的第1个小标题，放大器输入信号的载噪比是52dB，那么根据噪声系数定义式：
               噪声系数=输入信号载噪比—输出信号载噪比 （到这里没错吧？）
                           7=52-输出信号载噪比                   （到这里没错吧？）
      那么：输出信号载噪比=52-7=45dB                      （到这里没错吧？）
而根据林老的指标系数占用法，算出的输出载噪比是51.7dB。
那么请问：如果按照林老的计算方法，此种情况下，放大器的输入载噪比是52dB，输出载噪比是51.7dB，此时，放大器的噪声系数7dB还有什么意义？？？
林老，这就是我迷惑的地方！！！