1.电缆传输干线
放大器的间距电缆传输干线一般由干线放大器和同轴电缆串接而成。放大器的主要作用是补偿同轴电缆对信号的损耗,即放大器的增益等于同轴电缆的损耗。放大器间隔的距离由系统传输的带宽、选用电缆的质量和放大器的增益决定。
若在 550 MHz 系统中,放大器的增益为 26 dB,采用美国 QR540 电缆,其在 550 MHz 衰减常数为 5.18 dB/100 m,放大器的间距为 502 m,采用珠海汉胜 75-12物理发泡电缆,其在 550 MHz 的衰减常数为 6.92dB/100 m,则放大器的间距为 376 m,若采用一般75-9 电缆,其在 550 MHz 的衰减常数为 8.86 dB/100m,则放大器的间距为 293 m,如果用同样的电缆(汉胜75-12)、相同增益的放大器(26 dB),则在300 MHz系统中放大器的间距为 619 m。
同轴电缆传输干线系统是一个零增益的系统,即每一级干线放大器的增益和它前面一段同轴电缆的损耗相等。也就是说,这段电缆的损耗是由放大器的增益来补偿。为了保证整个系统的电视图像质量,电缆干线的传输距离是有限的,也就是干线放大器串联的级数是有限制的。当输出信号的载噪比降低到某个限度时,干线就不能再延长了。
若一般情况放大器的增益低,可串接的级数多,放大器的增益高,可串接的级数少。当干线长度较短时,可使用高增益的干线放大器,这样可以减少放大器的数量,从而降低系统的总投资;当干线长度较远时,宜采用低增益的干线放大器,因为它的传输长度大,对系统特性有改善。
( 2) 放大器的最大输出电平
干线放大器的最大输出电平是由系统的非线性失真指标来确定的。其中,当频道数超过 20 个时,主要由载波组合三次差拍比(C/CTB)确定。有线电视初期由于传输频道量少,放大器的最大输出电平由交扰调制比来确定。随着电视频道的增加,放大器非线性失真会产生很多新的频率分量,即各项互调及差拍组合产物,这些新产生的互调和差拍产物直接影响了有线电视信号质量。
这些组合产物在一个频道内有几个簇,而且落在频道图像载波附近的一簇电平往往最高,因此对图像的干扰最严重。从有关文献的理论分析可知,当电视频道都为相邻排列时,三次差拍产物大多数在电视载波的附近,其总数为 2/3n(n-1)(n+1);当频道数较多即n≥1 时,其总数可近似为 2/3n3。
在 300 MHz 系统中,传输频道数最多为 28 个,最差频道的三次差拍组合数为 259 个,其幅度增加并落入图像载波附近的就有 24.1 个;在 550 MHz 系统中,传输频道数量为 59 个,最差频道的三次差拍组合数为1231 个,其幅度增加并落入图像载波附近的有 30.9个。这表明三次差拍产物在一个频道内的个数可达数百乃至上千个,虽然每个差拍幅度低于可见干扰的门限值,但这种很多的三次差拍的组合足以在图像上产生可见干扰,其干扰图纹是满屏幕的一种无规则的横向条噪波,严重时使图像无法收看。因此,干线放大器的输出电平一般宜控制在 98 dB 左右。用户放大器的输出电平一般宜控制在 105 dB 以下。
( 3) 放大器最小输入电平
干线放大器的最小输入电平是由系统的载噪比来确定的。为了改善载噪比,可适当提高输入电平,为了改善载波组合三次差拍比,又必须减少输出电平,这是一对矛盾,要解决上述矛盾是很不容易的。从实践中发现,解决上述矛盾的方法一般选用高质量、低增益的干线放大器。干线放大器的增益是个恒定值,有的人误认为放大器上衰减电位器可以改变放大器的增益,这是一种非常错误的认识,放大器上的衰减器是用来改变放大器的输入电平,放大器的实际输出电平减去放大器的增益等于放大器的输入电平。
若一个干线放大器的增益为 34 dB,其输出电平为 98 dB,则其输入电平为 98-34=64 dB,一般不能满足系统的载噪比指标,这时宜选用增益为 26 dB 的干线放大器,其输入电平为 98-26=72 dB。如果采用前一种增益为 34 dB 的放大器,放大器的输入口有 76 dB信号,为调试放大器输出电平为 98 dB,则用衰减器将输入电平从 76 dB 降低到 64 dB,损失的 12 dB 信号是衰减器作用,并没有将放大器的增益从 34 dB 降到22 dB,这一点务必引起调试放大器的人员高度重视。实践证明,干线放大器的输入电平宜控制在 72 dB 左右。
( 4) 集中供电的级数
有线电视系统干线放大器采用集中供电,这涉及到一个计算问题,即一台集中供电器单向能供多少级干线放大器,能供多远距离。
据资料介绍,在计算时要考虑到电缆的回路电阻、每级电缆的长度、放大器的功率、温度变化对回路电阻的影响等。
计算结果表明一台 60 V 集中供电器在一条线上一般只能给 6 级左右的干线放大器供电,即第 6级干线放大器的输入电压已经降至 32 V(国产干线放大器一般要求最低供给电压为 32 V)。
为了给更多的干线放大器供电,目前采用两种措施:一是将供电器设计在干线的中间,从两个方向给干线放大器供电。这样供电放大器的级数可达 10 级以上;二是将放大器的外壳接地,利用大地做交流电的回路,在计算时,忽略外导体的电压降,只考虑电缆芯线的电压降。