有线电视基础知识和技术
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CATV图像质量主观评价表
⽤户端图像质量的主观评价是采⽤五级损伤标准,应参照国际GB7401第4.2条五级损伤制标准执⾏,4级图像是CATV系统的设计标准。
对于中国电视制式 C/N=N+6.4dB,图像等级4级(S/N=36.6dB)对应C/N=43dB。
CATV双向系统频率分割配置
典型频谱安排建议
常⽤电缆相关特性
常⽤电缆枝术特性及参数(20℃)
常⽤电缆结构特性
注:上述-5、-7、-9、-12为物理发泡电缆
同轴电缆的频率特征为:
L-电缆在某⼀频点的电平损耗,K-系数(-12,k≈0.3;-9,k≈0.38-0.4;-7,k≈0.5-0.55),F-信号频率
对同⼀种电缆,有如下近似关系:
通过此关系式,可近似求出表中未列出各频点电缆衰减值。电缆最⼩弯曲半径应⼤于电缆外径10倍,电缆衰减量的温度系数为2‰,电缆环路直流电阻的温度系数为4‰,上表列出的为常温⼀(20℃)电缆的衰减量和电阻值,在温度为t℃电缆衰减和阻值计算公式如下:
L衰减=L(20℃)×[1+2‰×(t-20℃)]
R电阻=R(20℃)×[1+4‰×(t-20℃)]
光缆设计基本数据
1、单模光纤损耗
1310nm≤0.35dB/㎞(熔接头损耗计⼊后为0.4dB/㎞)
1550nm≤0.22dB/㎞(熔接头损耗计⼊后为0.25dB/㎞)
2、光连接器损耗0.5dB/个(连接器型号为SC/APC或FC/APC)
3、光分路器插⼊损耗:L=10lgλ%(λ-分光⽐)
4、光分路器附加损耗
⼀般设计按0.5dB计算
5、发射机输出光功率mw与dB转换表 dBm=10lg(mw)
6、C/N与调制度m的关系:C/N=K1·nm(2次⽅)
当光发射功率,光接收功率⼀定时, K为定值常数, m⼀单个频道调制度,当频道数为n时,
总调制度为,⼀般总调制度为20%⼀30%。频道数n愈⼤,必然降低每个频道的调制度m,但调制度过低⼜使系统C/N变坏,通常n=40时,m≈5%;n=60时,m≈3%。
7、在C/N⼀定情况下,光发射机输⼊电平与传输频道数n的关系:
光接收机的输出电平V同光发射机的输⼊电平Vo成正⽐V=K2·Vo(K2⼀⽐例数)
V2A=V1A+10lg(n1/n2),V2A-实输⼊电平, n2-实际频道数, V1A-额定输⼊电平, n1-额定频道数
8、光调制度m与光发射机输⼊电平Vo的关系:m=K·Vo K-⽐例常数
9、光接收机输出电平与光输⼊功率和光发射机输⼊电平的关系
光接收机输⼊功率变化1dBm, 光接收机输出电平变化2dB。光发射机输⼊电平变化1dB, 光接收机输出电平约变化1dB。
10、光接收机输⼊光功率与光链路C/N关系
当光发射机功率及光发射机RF输⼊电平⼀定时,光链路C/N正⽐于光接收机输⼊光功率。当光链路中串有光分路器等⾮光缆损耗时,每1dB损耗约可提⾼C/N 0.1dB(相对完全光缆传输)。
11、CATV使⽤单模光纤
a) 常规型单模光纤(G652光纤):零⾊散在1310附近, 既可⼯作在1310nm,⼜可⼯作在1550nm。
b) ⾊散位移单模光纤(G653光纤): 零⾊散在1550nm附近,⼯作在1550nm波长,适合长距离光传输。
12、光波频率及波长
中⼼波长带宽(Hz)=C/λ(2次⽅)
有线电视系统主要技术指标解析
有线电视系统测量项⽬共16项,计有:系统输出⼝电平、任意频道间电平差、相邻频道间电平差、图像/伴⾳电平差、频道内频响、载噪⽐、载波复合三次差拍⽐、交扰调制⽐、交流声调制、微分增益、微分相位、⾊度/亮度时延闭幕、回波值、图像载频准确度、图像/伴⾳载频间距和系统输出⼝相互隔离度。主要技术指标为:载噪⽐、载波复合三次差拍⽐、义扰调制⽐、义流声调制、回波值、微分增益、微分相位、频响和⾊度/亮度时延差,共计9项。下⾯将逐项介绍这9个指标对图像质量的影响以及指标劣化产⽣原因和瓶少影响的办法。由于篇幅所限,定义和物理意义及测量⽅法省略,各项技术指标见有关国家标准。
⼀、载噪⽐
1、噪声对图像质量的影响
噪声使电视屏幕上出现⼤量细⼩亮点,,犹如下雪开飘落的雪花⼀样;使图像结构粗糙,清晰度降低,对⽐度变差,层次减少。在彩⾊电视上表为⼤量醒⽬的亮点。
2、产⽣的原因和瓶少的办法
噪声产⽣的原因:前端接收信号场强较太弱,系统所⽤设备噪声系数过⼤事系统输出⼝电平过低。
减少噪声影响的办法:当接收场强较弱时,就在接收天线下直接接低噪声天线放⼤器,放⼤后的信号再由电缆送出,这样可提⾼载噪⽐。有线电视系统线路设计合理,使⽤户端信号电平不⾄于过低,也能避免载噪⽐下降。
⼆、载波复合三次差拍⽐
1、对图像质量的影响
复合三次差拍表现为在电视机屏幕上出现横向差拍噪波,这是⼀种⽔平波纹状的噪波⼲扰。当C/CTB=54dB时,在电视接收机屏幕上刚刚发现横向差拍噪波,最初为横向细⼩的⽔波纹状噪波,对⽐度较⼩,稍有察觉但不令⼈讨厌。当C/CTB=35dB时,横向差拍⽐噪波⼲扰严重、很讨厌,以时横向差拍噪波,为较粗横向⽔波纹,且对⽐度变⼤,使观看者很难接受。
2、产⽣的原因和减少影响的办法
载波复合三次差拍⽐较低的原因有两个:其中⼀为放⼤器本⾝⾮线性指标未达标;其⼆为放⼤器输出电平过⾼。在⼀定范围内,随着放⼤器输出电平的提⾼,载波复合三次差拍⽐按线性降低,欲达到⼀定载波复合三次差拍⽐,只能选选适当的输出电平。
三、交扰调制⽐电视机颜不正常
交扰调制是指两个电视频道或多个电视频道之间信号的相互串扰。
1、对图像质量的影响
在串扰信号不⽮真,且与被串信号基本同步时,则在⼀个画⾯上将看到⼀个弱信号,如彩条、格⼦等;当两个信号不同步时,串⼊图像将产⽣漂动,其影响更⼤。当串⼊信号有⽮真时,画⾯上会出现杂乱⽆章的⿇点,或移动不规则的花纹。
2、产⽣原因和减少影响的办法
交扰调制产⽣的原因是有线电视系统中有⾮线性失真产⽣。
减少交扰调制的办法:放⼤器应选择质量较好的,⾮线性⽮真达标,且放⼤器输出电平不能过⾼;频道安排要适当,由于某些原因容易串扰的频道尽量不⽤。
四、交流声调制
交流声调制指在1KHz以内50Hz电源的交流声及其谐波的⼲扰。⼲扰现象为在图像上出现50周滚道。交流声调制要求不⼤于3%。
1、对图像质量的影响
交流声调制使电视机屏幕上出现上、下滚动的⽔平⿊道或⽩道。再严重会影响同步,使图像垂直⽅向出现扭动。最严重会破坏同步,使图像画⾯混乱。
2、产⽣原因:交流供电电压过低;直流稳压电源滤波不好;系统地线不好基接地电阻过⼤。减少办法:直流稳压电源要达标,电源波纺⼩,以减⼩50周交流分量;有线电视系统接地电阻要⼩;信号线(特别是视频信号线)不能与主电源供应线长距离并⾏在⼀起,以免50周交流声串进去。
五、回波值
传输介质不均匀时,信号会产⽣反射波,使图像左边出现重影。系统回波值要求不⼤于7%。
1、对图像质量的影响
回波的存在会在图像右边出现⼀个反射波的重影或幻像。当重影与正常信号延时不⼤时,两个图像接近重合,引起⾃然镶边现象,对图像质量的影响较⼩;当重影与正常信号延时较⼤时,幻影就很明显,使清晰度下降,严重影响图像质量。
2、产⽣原因和减少影响的办法
产⽣原因:电缆质量不好,反射损耗低或接壮举匹配不好都会产⽣回波。
减少⽅法:选⽤合格的质量较好的电缆作传输线;传输电缆与放⼤器中间的接头(电缆头)质量要好,电缆接头应安装牢固以保证接触良好。
六、微分增益
微分增益应理解为微分增益⽮真。微分增益⽮真使图像在不同亮度处彩⾊饱和度发⽣变化。
1、对图像质量的影响
微分增益⽮真使在不同亮度收饱和度不⼀样,如在电视画⾯上演员从暗处⾛到亮处,肤⾊和服饰的饱和度不⼀样。
2、产⽣原因和减少影响的办法
产⽣原因:产⽣微分增益⽮真的设备是调制器。原因是调制特性曲线的⾮线性或视频放⼤器的⾮线性引起的⽮真。
减少影响的⽅法:采⽤合格的质量较好的调制器。
七、微分相位
微分相位应理解为微分相位⽮真。微分相位⽮真使图像在不同亮度处颜⾊发⽣变化。
1、对图像质量的影响
微分相位⽮真使图像在不同亮度处颜⾊发⽣变化。例如⼀个演员由暗处⾛到亮处,红⾊服装会由暗红⾊变为绛紫⾊。
2、产⽣原因和减少办法
产⽣原因:产⽣微分相位的主要设备是调制器,其相位特性⾮线性引起相位⽮真,其它设备对此影响很⼩,可以忽略不计。
减少影响的办法:采⽤合格的质量较好的调制器。
⼋、频道内频响
频道内频响应为从图像载频到图像载频加6MHz范围内的射频的幅频特性,频道内频响应≤±2dB。
1、对图像质量的影响
幅频特性下降过多,使⾼频分量幅度变⼩,图像清晰度下降。⽽幅频特性提升过⾼,⾼频分量增加,使图像变得⽐较⽣硬(类似勾边电路产⽣的现象)。
2、产⽣原因和减少影响的办法
产⽣原因:调制器幅频特性⽋佳。
减少影响的办法:采⽤质量较好的调制器。
九、⾊度/亮度时延差
⾊度/亮度时延差使图像中⾊度信号与亮度信号不重合,产⽣彩⾊镶边。
1、对图像质量的影响
使图像在⽔平⽅向上产⽣彩⾊镶边,严重时使彩⾊和⿊⽩轮廓分家,类似画报中出现套⾊不准的情形,使彩⾊清晰度下降。
2、产⽣原因和减少影响的办法
产⽣原因:主要是调制器中频滤波器做的不好,幅频特性下降过陡,使相位特性起伏较⼤。次要原因是
频道处理器的中频滤波器做的不好。
减少影响的办法:系统中选⽤合格的质量较好的调制器和频道处理器。
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