在光缆混合网(HFC系统)光节电之后的电缆网络,一般传输半径范围较大,所用电视电缆以及有源器件较多,加之这些网络长期在室外恶劣的环境中运行。极易造成电缆网络对电视信号的直接损伤,从而使传输的电视信号电平不均衡,影响用户收视效果,故有必要分析其产生原因,并找出行之有效的对策。
一、影响均衡的因素
1.不同频率电平衰减不同
电视电缆对电视信号各种频率电平衰减不一。因此会造成各频道的电视信号电平的不均衡。电视电缆的电特性是:在信号传输过程中,电缆会对信号有一定的衰减作用。而对电视信号电平衰减的规律是与信号频率f的平方根(即)成正比。这就是电视电缆的斜率特性。由此可知,电视电缆系统越大,即传输半径越大,传输电缆越长,频率越高,这种衰减作用越明显。也就是说,越是高频段的电视信号被衰减越多。而越是低频段的电视信号被衰减越少,这样就造成了在整个传输网络的各频道信号电平的强弱不均衡。高低端电平将相差很多。
2.环境温度的影响
由于网络电缆大多暴露在室外,环境温度变化使其信号电平的衰减也产生变化;衰减量随着环境温度的升高而增大。此种衰减量是由电缆的温度系数所决定的,故从理论上看对高低端频率电平的衰减变化是一样的。但是,我们在实践中数次测得,环境温度越高,对高频端信号电平衰减比对其低频端大了很多。因此,环境温度的变化也可能是造成电缆电视网络信号电平不均衡的一个值得注意的问题。
3.器件特性不良的影响
由于电缆电视网络中所用的有源器件和无源器件数量极大,受其幅频特性不良的影响,会造成电视信号电平的“鼓包现象”。即在所传输的电视信号频带内,电平会出现异常波动,在某一频段内电平量偏离正常值,在高低频段内正常而在中间频段带动向上凸起即“鼓包”。这是电视信号电平产生的另外一种不均衡的形式。
通常在分析电缆电视信号电平的均衡问题时。仅对其第一种不均衡现象加以讨论。笔者认为也应十分重视第二、第三种形式的不均衡,并施以各种技术手段给予校正,使其达到整个网络的信号电平均衡传输。在第一二种情况下,信号电平在高频段过弱。使载噪比大大降低,使终端收视户接收信号的画面出现雪花等现象。而在低频段又太强,载噪比也很好,但其他指标特别是非线性失真指标将变差。在出现“鼓包现象”的网络中,中间频段由于电平向上凸起,使网络非线性失真指标变差,严重的将使向上凸起的高电平频道干涉低电平频道图像,也就是说,低电平频道高频载波包络将受到高电平频道同步信号的调制而产生干扰,使终端收视不到正常图像。因此,这三种不均衡情况要加以抑制,终端才能收视到符合指标的图像。
二、抑制不均衡的对策及措施
根据实际经验,抑制电缆电视网络信号电平不均衡的手段,以及变通方法如下。
1 .使用倾斜式放大器
在各个频道都具有相等的输入电平时,某输出电平却不是平坦的。在传输网络中使用这种放大器,实际上是对电缆衰减特性给予适当补充,即通过对放大器的适当设计来取得,使放大器具有与电缆完全互补的增益特性。这正是与平坦形放大器的不同点。如下图所示:输入电平从最低频f到最高频fb的频带内都是平坦的,而输出电平则是低频段的较低而高频段的较高,中间部分是平坦的倾斜关系来设计的。其中,高频段输出电平和低频段输出电平之差值为△dB.称为倾斜量。这种倾斜量即是对电缆损耗的补充幅度。从理论上来说,在载噪比大体不变,输出电平也不变的条件下,复合三次差拍比(CTB)可以提高△dB,复合二次差拍比(CSO)可以提高(1/2)AdB。从实际使用的情况来看,也基本如此。但是,倾斜量不是可以任意增加的。因为此种类型放大器的模块都是平坦型的。太大的倾斜量会造成最后一级放大模块的低频信号输入过低,从而使低频载噪比变坏,得不偿失。所以,在使用时要根据实际情况选择放大器倾斜量。通常倾斜式放大器使用两个以上模块构成,是为了可以将倾斜电路插在两模块的中间,使前面的模块保持载噪比不变。而使后面的放大模块非线性指标变好。倾斜式放大器的输出电平是非平坦的,基本上是高频段输出高电平。低频段输出低电平。但经过一段电视电缆之后。由于电视电缆的衰减特性,在到达下一级放大器后,输入电平又是平坦的了。在使用时,可直接将其送入用户,虽然最后一级的输出电平是不平坦的,但经过放大器到用户之间电视电缆的部分损耗后,使前面的用户收到的是高频段略高而低频段略低的信号。而在远端。后面的用户则收到的是高频段电平略低而低频段电平略高的信号。这样,用户收视的电视信号的电平差就变小了。完全可以正常接收信号。