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《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院第4章同轴电缆网络尹建新《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院同轴电缆网络本章重点：同轴电缆的结构和特性干线放大器的基本组成主要无源部件的工作原理传输网络的基本结构形式同轴电缆传输网络的工作状态无源分配网的组成方式与计算本章难点：干线放大器工作电平的确定《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院同轴电缆网络有线电视系统最根本的目的是要解决覆盖问题。传输分配网络在现代有线电视系统中扮演着极为重要的角色，同时也是系统规划、设计的重点和难点.在今后相当长的一段时间内，同轴电缆仍是有线电视网络不可或缺的组成部分.同轴电缆网络实际上是由同轴电缆、放大器以及各种无源分配部件按照实际需要、并遵循一定的原则组合而成的。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院全同轴电缆传输系统的典型组成干线放大器干线放大器干线放大器支线放大器支线放大器分配放大器支线支线支线用户分配干线系统支线系统第4章同轴电缆网络《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院第4章同轴电缆网络全同轴电缆传输系统的主要器件①射频同轴电缆②射频放大器干线放大器、支线放大器、用户分配放大器③无源器件④供电器件⑤同轴电缆铺设器件《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1同轴电缆同轴电缆：是传输线的一种，所谓同轴是指传输线的内导体的轴线与外导体的轴线相同。组成：同轴电缆是由内、外导体组成，两个导体同轴布置;传输信号完全限制在外导体内，外导体接地作为屏蔽层传输线，从而保证其屏蔽性能好、传输损耗小、抗干扰性强、使用频带宽。常被用于频率较高的信号的传输。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院《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、结构4.1.1同轴电缆的结构与类型《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院同轴电缆的典型结构（藕芯）4.1.1同轴电缆的结构与类型1、电缆结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.1同轴电缆的结构与类型1、电缆结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.1同轴电缆的结构与类型《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.1同轴电缆的结构与类型同轴电缆由：内导体、绝缘体、外导体（屏蔽层）和护套4部分组成。绝缘体（电介质）使内、外导体绝缘并保持轴心重合。1、电缆结构《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.1同轴电缆的结构与类型趋肤效应亦称为“集肤效应”。交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”;趋肤效应使导体的有效电阻增加;频率越高，趋肤效应越显著;当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大;(既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去，以节约材料。因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线)。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.1同轴电缆的结构与类型信号在电缆中怎么传输的？在同轴电缆中有线电视信号不是通过电子流动，而是通过被限定在同轴电缆有限制的区域内的电磁场传输的，它可以像行波一样逐点逐点地传递。（即有线电视信号在同轴电缆中，以电场、磁场形式交替传输）。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.1同轴电缆的结构与类型2类型按照同轴电缆的绝缘结构可以分成三种类型：①实心绝缘型：防潮防水性能好但衰减大；②半空气绝缘型：半空气贯通式：衰减小，但防潮防水不好；半空气封闭式：衰减小，防潮防水好；③空气绝缘型：衰减很小但防潮防水差且不易制造。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院我国电缆的统一型号编制方法4.1.1同轴电缆的结构与类型《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.1同轴电缆的结构与类型例如，“SYV-75-5-1”的含义：该电缆为同轴射频电缆、芯线绝缘材料为聚乙烯，护套材料为聚氯乙烯，电缆的特性阻抗为75Ω，芯线绝缘外径为5mm，结构序号为1。部分表示代表1字母电缆的代号、芯线绝缘材料、护套材料和派生特性。2数字电缆的特性阻抗(Ω)3数字芯线绝缘的外径(mm)4数字结构序号同轴电缆的统一命名《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院同轴电缆型号字母含义《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院⑴种类：耦芯电缆：性能较差，防潮差，较少使用。高发泡电缆：性能较好，成本较低。金属管状电缆：性能非常好，成本太高。⑵结构：内导体：单根实心导体，铜包钢，铜包铝，空心铜管（集肤效应好）绝缘层：采用聚乙烯绝缘材料。外导体：编织网与铝塑复合带纵包组合，金属管状。护套：室外采用黑色聚乙烯。室内采用白色聚氯乙烯。同轴电缆：4.1.1同轴电缆的结构与类型《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院SYV-75-5-1：绝缘外径5mm;实芯聚乙烯绝缘;聚氯乙烯护套;射频同轴电缆;SYDYC-75-9：绝缘外径9mm;聚乙烯垫片绝缘;聚乙烯护套;自承式射频同轴电缆;SYDLY-75-12：绝缘外径12mm;聚乙烯垫片绝缘;铝管聚乙烯双护套;射频同轴电缆。SIOV-75-5-A：绝缘外径5mm;聚乙烯藕芯绝缘;铝塑纵包;聚乙烯护套;射频同轴电缆。举例：4.1.1同轴电缆的结构与类型《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标(1)指标①电器性能:特性阻抗衰减常数相移常数屏蔽性能；②机械性能：最小弯曲半径最大拉力；③温度特性：衰减常数随温度的变化率；④防潮性能⑤成本及使用寿命《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特性阻抗(2)主要特性0RJLZGJC2f式中：0138lg()rDZd（4—1）利用上述阻抗计算公式，可以设计制造出实用的同轴电缆线4.1.2同轴电缆的特性和指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院特性阻抗的确定：最大传输功率最小反射损耗取决于电缆的特性阻抗—与系统中其它部件的匹配当同轴电缆的特性阻抗为77Ω时，单位长度的损耗最低；当同轴电缆的特性阻抗为30Ω时，其承受的功率最大；兼顾最小的损耗取算术平均值：77+30=53.5Ω最大的功率容量取几何平均值=48.06Ω50Ω为通信领域射频电缆特性阻抗4.1.2同轴电缆的特性和指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标广播电视中（有线电视及视频）不需要大的功率容量，重点考虑的是单位长度的损耗最低，因此同轴电缆采用75Ω特性阻抗。有线电视同轴电缆的特性阻抗一般认为是75Ω.但是在实际使用中，由于生产质量问题，同轴电缆的阻抗是个不定值，它与标称阻抗75Ω有误差，而且误差大小也不是一个常数，这是因为同轴电缆是属于高频传输线。生产厂家为保证同轴电缆的特性阻抗不变，可改变同轴电缆的内外导体的直径或中间绝缘介质，生产出各种不同规格的同轴电缆。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院例（1）：当D=5.4mm；d=1.0mm；ε=1.82时，)(92.74)0.14.5lg(82.1138Z例（2）：当D=6.8mm；d=1.5mm；ε=1.45时，)(23.75)5.18.6lg(45.1138Z上述计算结果表明，生产厂家由于生产工艺及制作水平不同，均会出现结构上的不均匀性，同时，电缆在包装运输中或在安装架设中，也会使电缆弯曲，使电缆的芯线可能偏离几何中心，这些因素必然会使同轴电缆的特性阻抗与标称阻抗75Ω发生偏差，偏差值一般有±2Ω。4.1.2同轴电缆的特性和指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标思考题：为甚麽射频同轴电缆无论粗细，其特性阻抗均为75?阻抗偏差的大小用反射损耗来衡量，反射损耗越大，即反射系数越小，也是驻波系数越小，表明同轴电缆的内部结构均匀性越好。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标式中：f为工作频率（MHz);Z0为特性阻抗（Ω）;D为外导体内径（cm）;d为内导体外径（cm）;K1、K2是由内、外导体的材料和形状决定的常数;ε为绝缘介质的相对介电常数;tgδ为绝缘介质损耗角的正切值;聚乙烯tgδ＝5×10^－2;发泡后tgδ＝2×10^－4;②衰减系数1203.56()9.13(/)fKKftgdBkmZDd《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标定义：α=10（1/L）lg（P2/P1）[dB/100m]规律：衰减由内外导体的损耗与绝缘材料的介质损耗之和构成。在低频段主要是导体的衰减，频率越高，介质引起的衰减就越大。衰减的频率特性曲线：评价电缆衰减指标最有效的依据，基本要求主要是：1.曲线上各频率点的衰减值要达到技术指标，且越低越好。2.曲线越光滑越平坦越好，不得有吸收点。电缆衰减规律：和频率的平方根成正比。α2[dB/100m]=1[dB/100m]（f2/f1）1/2α衰减常数《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院●这个公式在工程计算时经常用到。■由于电缆的衰减存在着斜率，因此，通常所说的电缆衰减值是指电缆在系统最高工作频率下的衰减值。1122/ff理想情况下，衰减斜率符合下式规律：（4—3）4.1.2同轴电缆的特性和指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标电缆型号5MHz15MHz30MHz50MHz65MHz100MHz750MHz75-51.82.63.64.75.36.71975-71.31.82.33.03.44.31375-90.91.31.82.32.63.31075-120.60.91.31.71.92.47.4•电缆一般选用：75-5用于入户，75-7用于楼层上下之间，75-9用于支干线，75-12用于干线。电缆的衰减系数[dB/100m]《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标③反射损耗我们这里所说的反射，不是指由于电缆特性阻抗与负载或信号源不匹配所产生的反射，而是电缆本身的原因所引起的内部反射，主要分以下两种情况：①同轴电缆的必要特性之一是在长度方向上的均一性。当断面尺寸或介质的性质在长度方向上有变化时，会造成特性阻抗的不均匀而使信号电波在电缆内部产生复杂的反射。②当施工引起电缆变形或电缆老化引起材质变化时，也会因特性阻抗的不均匀而造成内部反射。《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院同轴电缆的两种特性曲线图RG-178衰減對比图（1）电缆的衰减特性曲线；4.1.2同轴电缆的特性和指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院RG-178回波損耗測試圖形图（2）电缆的反射损耗曲线4.1.2同轴电缆的特性和指标同轴电缆的两种特性曲线图《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院取曲线上的8个测试点，所测数据如下表：测试点12345678频率（MHz）50100200300400500550860衰减量（dB）7.610.2814.4118.0421.3524.4125.8634.52反射损耗（dB）25.1439.5939.5736.7429.6438.3230.3523.894.1.2同轴电缆的特性和指标《有线电视技术》华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院4.1.2同轴电缆的特性和指标上表数据表明：（1）电缆的衰减量随着频率的升高而增大；（2）电缆的反射损耗是个变量，无明显