干线放大器对有线电视系统中三大指标的影响

干线放大器对有线电视系统中三大指标的影响

作者：山东省苍山县广播电视局 王保民

     摘要：介绍干线放大器在ＣＡＴＶ系统中对Ｃ／Ｎ、Ｃ／ＣＳＯ、Ｃ／ＣＴＢ三大指标的影响及干线放大器在使用中应注意的几点事项
    关键词：ＣＡＴＶ、干线放大器、Ｃ／Ｎ、Ｃ／ＣＳＯ、Ｃ／ＣＴＢ
    载噪比（Ｃ／Ｎ）、载波组合二阶差拍比（Ｃ／ＣＳＯ）和载波组合三阶差拍比（Ｃ／ＣＴＢ）是有线电视系统中的三大指标。干线放大器是有线电视传输网络中的重要设备。故就干线放大器对三大指标的影响作一分析，供有线电视工作者在系统设计和调试中作一参考。
      一、干线放大器对Ｃ／Ｎ的影响
      载噪比又称信噪比，是衡量信号优劣的一个重要指标，其定义为载波功率和噪声功率的比值，即
     Ｃ／Ｎ＝１０ｌｇ（Ｐｃ／Ｐｎ）（ｄＢ）   
  式中Ｐｃ表示载波信号的功率，Ｐｎ表示噪声信号的功率，显然这是两个功率的分贝差。为了使客户得到满意的收视效果，要求到达客户电视机的信号载噪比大于４３ｄＢ。
      ㈠干线放大器的接入必然导致系统载噪比变差。
      无论是干线放大器还是其他器件、设备或导体材料，当电子在其间运行时，由于电子和材料晶格的非规格碰撞，将会产生一种白噪声。这种白噪声是导致系统载噪比变差的主要原因之一。有人认为，放大器可以使信号得到放大。误认为可以提高载噪比，事实上是错误的。因为放大器在放大有用信号的同时也放大了噪声，仅从这一点来讲，是不能改善载噪比的。好的办法是选择载噪比指标较高的干线放大器，这样，可以减少干线放大器对系统载噪比的影响。
      ㈡干线放大器输入信号越低，系统载噪比越差。
      从载噪比的定义式可以看出，在噪声功率Ｐｎ不变的情况下，信号功率Ｐｃ越大，载噪比越好，所以适当提高干线放大器的输入信号电平是可以提高载噪比的，但输入信号电平过高，将会导致其他指标的劣化。
     ㈢尽可能地降低干线放大器的级数ｎ。
      系统载噪比的劣化与干线放大器的级数有关。一般按１０ｌｇｎ大小劣化。其中ｎ表示放大器的级数。因此，当系统载噪比不够时，应适当减小放大器的级数。
       二、干线放大器对Ｃ／ＣＳＯ、Ｃ／ＣＴＢ的影响
      ㈠ ＣＴＢ、ＣＳＯ产生的原因。
      ＣＳＯ、ＣＴＢ称二、三次组合差拍干扰，这种有害成分是怎样产生的？大家知道，无论是干线放大器或其他有源器件，最基本的放大单元是晶体管，从晶体管的输入输出特性上看，如图１所示， 放大区域在一定范围是线性的，而更多区域内是非线性的。                     
  
  在小信号的情况下，它的动态范围是在线性区内，但当工作大信号的时候，而动态范围进入非线性区，从而引起非线性失真。如图２所示：  
  
     当输入一个正弦波时，由于非线性失真，输出变成了一个非正弦周期性波。
    根据数学变换，可以展成幂级数，即
     Ｕ０＝Ａ０＋Ａ１Ｖｉ＋Ａ２Ｖｉ２＋……＋ＡｎＶｉｎ＋……式２
     其中Ｖｉ为输入信号，Ｖｏ为输出信号?熏Ａ０、Ａ１……Ａｎ……为常数。
     实际应用中输入信号Ｖｉ为多频率宽带信号，所以，输出信号Ｖｏ中将会含有各种组合频率干扰，我们仅以Ｖｉ为两个频率成份时来分析。
      设Ｖｉ＝Ｖｉ１＋Ｖｉ２＝Ｕ１ＣＯＳω１ｔ＋Ｕ２ＣＯＳω２ｔ?熏Ｕ１、Ｕ２分别为Ｖｉ１、Ｖｉ２的幅频，ω１、ω２分别为Ｖｉ１、Ｖｉ２的角频率，代入式?
  Ｖｏ＝Ａ０＋Ａ１(Ｖｉ１＋Ｖｉ２) ＋Ａ２(Ｖｉ１＋Ｖｉ２)２ ＋……＋Ａｎ(Ｖｉ１＋Ｖｉ２)ｎ＋……
   ＝Ａ０＋Ａ(Ｕ１ＣＯＳω１ｔ＋Ｕ２ＣＯＳω２ｔ)＋Ａ２(Ｕ１ＣＯＳω１ｔ＋Ｕ２ＣＯＳω２ｔ)２＋……＋ＡＮ(Ｕ１ ＣＯＳω１ｔ＋Ｕ２ＣＯＳω２ｔ)Ｎ＋…… 式３
       将其展开，即可看到输出信号中含有直流项、一次项、Ｎ次项和Ｎ次组合项。
       Ｎ＝２……∞
       其中一次项即为有用分量?熏其他多次项则为组合干扰?熏其中二阶分量称为二阶组合差拍ＣＳＯ、三阶分量称为三阶组合差拍ＣＴＢ?熏通常定义
         Ｃ／ＣＳＯ＝１０ｌｇ?穴Ｐｃ／∑Ｐｏ２?雪 式４
         Ｃ／ＣＴＢ＝１０ｌｇ?穴Ｐｃ／∑Ｐｏ３?雪 式５
         式中Ｐｃ输出信号功率∑Ｐｏ２二阶分量功率之和，∑Ｐｏ３三阶分量功率之和。
         由于ＣＳＯ、ＣＴＢ分量距有用信号分量较近?熏且幅度较大?熏故危害较大?熏而其他分量则因幅度较小?熏且远离信号频率?熏故可忽略。
          ㈡干线放大器对Ｃ／ＣＳＯ、Ｃ／ＣＴＢ的影响
  从前面的分析中可以看出，由于有线电视系统中的干线放大器通常工作在较大信号的情况下，所以产生ＣＴＢ、ＣＳＯ干扰，为减小干线放大器对Ｃ／ＣＳＯ、Ｃ／ＣＴＢ的影响，通常做法是：
        １． 选择Ｃ／ＣＳＯ、Ｃ／ＣＴＢ指标较高的放大器。
        ２．干线放大器的输入输出信号电平不宜过高。
        综上所述，有线电视系统中干线放大器的接入造成三大指标的劣化是必然存在的，如何将其影响减少到最小，一是选择指标较高的放大器，二是适当调整放大器的输入和输出信号电平，一般放大器都给出标称输入输出电平?熏可供参考。■

少用放大器最好

少用放大器，减少级联数就解决了。

我就搞不懂，这篇文章虽然乱七八糟，但是还是可以看出其计算公式的错误。首先放大器对三大指标的劣化必须讲前提条件。否则上述公式不成立。还有结尾：综上所述，有线电视系统中干线放大器的接入造成三大指标的劣化是必然存在的，如何将其影响减少到最小，一是选择指标较高的放大器，二是适当调整放大器的输入和输出信号电平。明显结论错误：首先是先计算指标后根据指标要求选择放大器，避免投入浪费，节约资源。适当调整放大器的输入和输出信号电平，就会改善指标吗？能否满足要求，放大器输入电平决定C/N，输出电平决定CTB,CSO。只有选择合适增益的放大器及具有级间均衡衰减调节的的才能改善指标