42节有线电视放大器

《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器尹建新《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器放大器的作用：在满足载噪比和非线性失真指标的前提下，尽可能地把输入端的低电平信号放大到所需值。即：补偿传输电缆的衰减，确保信号优质、稳定的远距离传输。放大的本质：“复制”放大的特点：1、以小控制大，增益G（dB）0；完成功率转换任务。2.输入、输出波形相似。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器4.2.1放大器的类型和用途4.2.2放大器的基本组成4.2.3放大器的电路结构4.2.4提高放大器性能的措施4.2.1放大器的供电和保护4.2.1放大器的技术指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途1、放大器的分类（1）按工作频带分：45～450MHz、45～550MHz、45～750MHz、45～860MHz等单向传输放大器；5~750MHz、5～860MHz双向放大器等。（2）按在分配网络中的位置分：用户分配放大器（楼栋放大器）和延长放大器，在早期的电缆网中还使用干线放大器、桥接放大器等。（3）按使用环境分：室外防水型、室内型。（4）按电路的工作原理分：推挽放大器、功率倍增放大器、前馈放大器。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途根据使用的场合分类前端主放大器：接在无源混合器后的第一级放大器，也是性能指标要求最高的放大器。干线放大器：要能控制的低噪声、增益适当的放大器。优选22dB。桥接放大器：具有干线放大器特性和桥接模块的放大器。线路延长放大器：具有结构简单、输出电平较高的支干线放大器。分配放大器：具有增益较高、输出电平较高的用户分配放大器。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途按国家标准，根据放大器功能分类I类放大器：具有ALC（AGC、ASC）的双导频长距离干线放大器。II类放大器：具有AGC、单导频的中距离干线放大器。III类放大器：具有MGC、MSC的近距离放大器。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途依次技术由低到高分别为：推挽式、功率倍增式、四倍功率式、前馈式。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途●干线放大器从控制方式上分，有如下几种：（1）自动电平控制（ALC）或称自动增益斜率控制（AGSC）放大器（国标统称Ⅰ类干线放大器），它具有AGC和ASC两个功能，采用双导频信号控制，一般用于要求较高的大型CATV系统中。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途（2）自动增益控制（AGC）放大器（国标统称Ⅱ类干线放大器），采用单导频控制，其中又分为A类和B类。ⅡA类：带斜率自动补偿的AGC干线放大器；ⅡB类：无斜率自动补偿的AGC干线放大器。Ⅱ类干放一般用于要求不很高、电缆敷设条件不复杂的中、大型系统中。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途（3）手动增益控制和手动斜率控制放大器（国标统称Ⅲ类干线放大器）。也可分为两类：ⅢA类：与Ⅰ类干放间隔使用的干线放大器；ⅢB类：单独使用或与Ⅱ类干放间隔使用的干线放大器。其中ⅢB类单独使用时一般只能用于要求不高的小型系统中。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途●为了改善非线性失真性能指标，干线放大器的末级放大模块通常采用以下几种方式：（1）推挽型（PP型）（2）功率倍增型（PHD型）（3）前馈型（FT型)《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途2.放大器的用途两种放大器：在光节点用户小于500户的双向宽带HFC用户分配系统中，所用的放大器主要是用户分配放大器（楼栋放大器）和延长放大器。①用户分配放大器（楼栋放大器）：电缆传输最后一级放大器，主要用于在进入无源分配前将射频信号进行放大，补偿前级由于分支、分配、电缆衰减对射频电平的损耗，使用户终端输出电平符合要求。②延长放大器：补偿光节点至用户分配放大器支线损耗。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.1放大器的类型和用途放大器实物《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成（1）干线放大器手动增益（MGC）和斜率均衡干线放大器（ⅢA类）手动增益和手控斜率干线放大器（ⅢB类）自动增益控制（AGC）干线放大器（ⅡB类）带有斜率自动补偿的AGC干线放大器（ⅡA类）ALC干线放大器（ⅠA类）《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成（1)手动增益（MGC）和斜率均衡干线放大器(ⅢA类)《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成（2）手控增益和手控斜率干线放大器（ⅢB类）在ⅢA类干放的基础上增加了手控斜率的功能，使之对斜率随温度的变化具备了一定的调节控制能力。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院图4-5ⅡB类干线放大器（3）自动增益控制（AGC）干线放大器（ⅡB类）4.2.2放大器的基本组成《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院（4）带有斜率自动补偿的AGC干线放大器（ⅡA类）ⅡA类干线放大器4.2.2放大器的基本组成《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成图4-7Ⅰ类干线放大器方框图（5）ALC干线放大器（Ⅰ类）《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成采用自动斜率控制（ASC）与带有斜率自动补偿功能之间存在着本质的区别。这种区别在于：斜率补偿：没有误差校正作用，补偿误差直接由网络参数决定，势必会造成逐级累加。其补偿过程也无法准确、全面、及时地跟踪客观变化。ASC：具有自动误差校正作用，级联时补偿误差不会积累，且能及时准确地反映和补偿实际变化所带来的影响《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成图4-8干线放大器两个派生品种的方框图●干线分配放大器和干线桥接放大器《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成(2)分配放大器和延长放大器分配放大器延长放大器《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院(1)分配放大器4.2.2放大器的基本组成《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院（2）延长放大器4.2.2放大器的基本组成《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.2放大器的基本组成双向分离器双向分离器正向放大部分反向放大部分输入输出双向放大器示意图《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院双向放大器（two-wayamplifier）双向放大器：用于分离或合成正向通路和反向通路信号，并具有放大能力的装置。它主要由正向放大器、反向放大器和双向滤波器组成。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院衰减器均衡器均衡器A1A2电源-20dB检测输入输出-20dB检测放大器的工作原理典型放大器工作原理图《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器的工作原理《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器的工作原理•射频信号•放大器的输入端•可调衰减器（调整到合适的电平）•可调均衡器（补偿电缆的传输特性，保证输入到第一级放大模块的信号工作频带内频谱相对“平坦”）•第一级放大（A1）•级间均衡器（预均衡，使输出信号产生所需要的斜率）•第二级放大（A2）•输出放大后的射频信号。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器对电缆衰耗的补偿作用有两个方面既要补偿电缆衰减的频率特性，又要补偿电缆衰减的温度特性。利用放大器的增益补偿电缆衰减有两种办法一是针对频率高低引起的衰减差异由斜率均衡网络补偿；二是用控制放大器的增益和斜率来弥补由温度变化引起的衰减量的变化。放大器的工作原理《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器的工作原理主要作用：补偿电缆对传输信号所造成的损耗。放大器增益G（dB）=输出电平-输入电平为了保证失真指标，必须要降低放大器的输出电平，一般来说电平下降ldB，CTB的指标可提升2dB。为了保证噪声指标，必须提高放大器的输入电平，一般来说电平升高ldB，CNR指标可提升1dB。两者指标都和网络中所用的放大器台数N有关。V字形曲线图：把输人电平和输出电平及放大器台数N的关系画成的曲线。放大器的CNR（dB）=输入电平-噪声系数-2.4《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院放大器台数（n）与放大器增益的关系V形曲线：《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院典型线路延长放大器方框图《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院典型线路延长放大器电路特点分离：双向通道分离是由双向滤波器完成。下行：由均衡器、衰减器、预放模块、级间电路、主放模块、自动控制环路等组成。采用先均衡、后放大措施。上行：由输入衰减器、放大模块、均衡器、输出衰减器等组成。采用先放大、后均衡措施。配置：除配置双向滤波器外，同时在下行通道和上行通道输入和输出处都配置了测试点TP。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.3放大器的电路结构以双向ALC干线桥接放大器为例《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院模拟电缆:模拟电缆的等效长度+电缆实际长度=电缆理论长度（1）BON和均衡器4.2.3放大器的电路结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院均衡器：用来补偿电缆衰减的斜率4.2.3放大器的电路结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院（2）干线放大组件4.2.3放大器的电路结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院（3）AGSC组件4.2.3放大器的电路结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院（4）桥接放大组件4.2.3放大器的电路结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院（5）反向放大组件4.2.3放大器的电路结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.3放大器的电路结构（6）双向分离器双向分离器实质上是一个低通滤波器和一个高通滤波器的组合.双向分离器中另有一个端口，它利用截至频率很低的低通滤波器将同轴电缆中的低压交流电源取出来，一方面供本放大器的电源用，另一方面可再送至下一台放大器。这条电源支路是可逆的，实际使用时通过电源开关或插塞来确定放大器从哪端接受交流电源以及该交流电源是否要继续送入其它放大器《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.3放大器的电路结构（7）直流稳压电源作用：将同轴电缆所提供的交流电源转换为放大器工作所需的直流电源。一般输出为：DC24V.《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.3放大器的电路结构(7)直流稳压电源供电器：供给放大器电源的一个设备，此设备实际上是一个铁磁式的交流稳压器，输入市电220V的交流电压后,在其输出端将输出稳定的60V交流电压。线路供电方式放大器的电源电路：一般是采用开关式稳压电源，其电路结构是利用一个振荡器，产生几十kHz的振荡信号，经放大、稳压、整流处理后，产生放大器所需的工作电压。电路稳压范围宽,当外电源在35V～90V变化时都能输出稳定的工作电压，所以现在大多主干放大器或延长放大器都使用这种电源电路。电源插入器：供电器与线路间的接口器件。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.2.4提高放大器性能的措施1、推挽电路