建筑电气基础课件―建筑弱电系统

第十六章建筑弱电系统16.1有线电视系统16.2火灾自动报警系统16.3智能建筑与综合布线16.4施工图中常用图例、符号本章主要内容16.1有线电视系统主要内容：16.1.1概述16.1.2信号接收与信号源16.1.3前端系统16.1.4传输系统16.1.5分配系统16.1.6用户终端16.1.1概述一、基本概念⒈定义与分类有线电视系统是采用缆线作为传输媒质来传送电视节目的一种闭路电视系统CCTV（ClosedCircuitTelevision），所谓闭路，指是不向空间辐射电磁波。按照用途分，有线电视系统有广播有线电视和专用有线电视（即应用电视）两类。⒉传输方式电视信号在传输过程中普遍采用两种传输方式。一种是射频信号传输，又称高频传输；另一种是视频信号传输，又称低频传输。⒊工作频段及频道有线电视的工作频段及频道指的是在干（支）线中传输的信号的频段及频道。⒋特性及功能有线电视的发展之所以迅速，主要在于它具有高质量、带宽性、保密性和安全性、反馈性、控制性、灵活性，以及发展性等特性。二、有线电视系统的构成⒈基本组成有线电视系统一般由接收信号源，前端处理，干线传输，用户分配和用户终端几部分组成，而各个子系统包括多少部件和设备，要根据具体需要来决定，如图16-2所示。⒉基本类型按系统规模和用户数量来分，有线电视有大型，中型，中小型和小型系统。如图16-3所示。按工作频段分，有VHF系统，UHF系统，VHF+UHF系统等几种。按功能分，有线电视系统有一般型和多功能型两种。16.1.2信号接收与信号源一、信号接收⒈开路电视信号的接收开路电视信号的接收指的是对地面广播电视系统信号的接收。⒉卫星电视信号的接收卫星电视信号的接收是采用卫星接收机。⒊卫星电视接收系统基本组成由抛物面天线、馈源、高频头（LNB亦称降频器）、卫星接收机组成。图16-6卫星电视接收方框图二、信号源简单的信号源只有一台录像机，复杂的信号源可包括多台录像机，摄像机，电视电影机（将记录在胶片上的电影图片转换成电视图像信号的设备），字幕机以及整套演播室设备提供的视频和音频信号。16.1.3前端系统⒈前端系统中的放大器⑴天线放大器。它工作于弱场强区，用以改善系统输出信噪比。其主要指标是噪声系数NF。一般有两种，及频道型和宽带型天线放大器。如图16-7所示。图16-7用宽带型天线放大器和频道滤波器组成频道型天线放大器⑵频道放大器。它的作用是频道放大，抑制带外干扰和进行电平控制，有的还具有AGC功能。如图16-8所示。图16-8频道放大器工作原理⑶高电平输出放大器。功率放大器一般为宽带放大器，其主要目的是提高前端输出电平，从而提高前端的带载能力。其主要指标是非线性失真和输出电平。⒉频道转换器频道转换器是只进行载频搬移而不改变频谱结构的频率转换器。⒊频道处理器频道处理器有两种类型，即外差型和解调——调制型。与二次变频的频道转换器相比，它主要多了中频处理器和中频AGC两部分。解调——调制型频道处理器主要用于通过微波中继的超大型系统，而一般常用的是外差型。⒋调制器调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置，他常与录像机，摄像机，卫星接收机等配合使用。调制器有高频（直接）调制和中频调制两种方案。中频调制是把视频和音频信号调制成中频信号，然后再用上变频器将中频信号变成射频信号。它的线性好，微分增益和微分相位失真小，干扰也小，但输出电平底。⒌混合器混合器是把两路或多路信号混合成一路输出的设备。混合器分为无源和有源混合器两种。无源混合器又分为滤波器式和宽带变压器式两种。⒍导频信号发生器在前端就需要提供一个或两个反映传输电平变化情况的固定频率（幅度也要稳定）的载波信号（导引信号），即导频。导频信号发生器实际上是一个频率和幅度都很稳定的正弦波振荡器。其中的振荡器通常采用晶体振荡器，输出具有AGC功能。导频信号发生器的组成框图如图16-9所示。图16-9导频信号发生器框图⒍导频信号发生器在前端就需要提供一个或两个反映传输电平变化情况的固定频率（幅度也要稳定）的载波信号（导引信号），即导频。导频信号发生器实际上是一个频率和幅度都很稳定的正弦波振荡器。其中的振荡器通常采用晶体振荡器，输出具有AGC功能。导频信号发生器的组成框图如图16-9所示。16.1.4传输系统一、传输媒质⒈射频同轴电缆同轴电缆是用介质使内，外导体绝缘且保持轴心重合的电缆，其基本结构是由内导体（单实芯导线/多芯铜绞线），绝缘体（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯/实芯、半空气、空气绝缘），外导体（金属管状、铝塑复合包带、编织网或加铝塑复合包带）和护套（室外用黑色聚乙烯、室内用浅色的聚氯乙烯）四部分组成。如图16-10所示。⒉光缆光波在光纤中的传播是光缆传输的基础。光纤是像头发丝那样细的传输光信号的玻璃纤维，又称光导纤维，它有两种不同的玻璃制成。构成中心区的是光密物质，即折射率较高的，低衰减的透明导光材料，成为纤芯；而周围被光疏物质所包围，即折射率较低的包层。纤芯与包层界面对在纤芯中传输的光形成壁垒，将入射光封闭在纤芯内，光就可在这种波导结构中传输。光缆断面图如图16-11所示。图16-10同轴电缆基本结构图16-11光缆断面图⒊微波以微波作为传输媒质的除了国家微波干线的大微波和卫星外，还有单路与多路FM（调频）微波，AM（调幅）微波以及多路微波分配系统MMDS。二、传输方式传输方式有有线传输、无线传输及混合传输等方式。有线传输主要指电缆传输和光缆传输。三、传输设备⒈放大器在电缆传输系统中使用的放大器主要有干线放大器，干线分支（桥接）放大器和干线分配（分路）放大器。⒉均衡器（EQ）均衡器是一个频率特性与电缆相反的无源器件，通常为桥四端网络。⒊光端机光端机包括光发射机和光接收机，它有单路和多路两类。单路光端机主要用于电视台机房与发射塔之间，多路光端机主要用于有线电视网。⒋其它设备⑴光分路（耦合）器光分路就是指光从一根光纤输入，分成若干根光纤输出。其原理是利用光纤芯外的衰减场相互耦合，使光功率在两根光纤中相互转换。⑵光纤活动连接器光纤活动连接器（活接头、光纤连接器），是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件。16.1.5分配系统一、作用、组成、特点分配系统的作用主要是把传输系统送来的信号分配至各个用户点。分配系统由放大器和分配网络组成。分配网络的形式很多，但都是由分支器或分配器及电缆组成。分配系统具有如下特点：⑴用户电平和工作电平高。这是有线电视系统中唯一需要高电平工作的地方。只有这样，才能提高分配效率，增加服务数。通常用户电平可取70dBμV。⑵系统长度短，放大器级联级数少（通常只有一二级），且放大器可不进行增益和斜率控制。二、分配方式⒈串接分支链方式这是分配网络中常用的分配方式，如图16-19所示。图16-19串接分支链方式⒉分配－分配方式（如图16-20所示）图16-20分配－分配方式⒊分支－分支方式在这种方式中使用的都是分支器，见图16-21。图16-21分支－分支方式图16-22分配－分支方式⒋分配－分支方式（如图16-22所示）⒌分配－分支－分配方式（如图16-23所示）图16-23分配－分支－分配方式三、放大器、分配器和分支器⒈放大器作用是提高信号电平。⒉分配器分配器是将一路输入信号均等或不均等地分配为两路以上信号的部件。⒊分支器分支器是连接用户终端与分支线的装置。16.1.6用户终端一、常用终端技术⒈有线电视接收机方式这是一种专用接收技术，它在接收机内部采用特殊的电路和处理方法。⒉集中群变换方式以某一集中区域为单元，用一个电视频率变换站来控制该区域中的用户终端。⒊上变换方式这种方式以用户为单元，在其电视接收机前加装机上变换器。⒋电视接收机直接收看方式这是目前常用的一种方式，虽然质量不很好，节目容量有限，但这是一种最简单方的方法。二、机上变换器⒈机上变换器的组成⑴高中频双变频式机上变换器（如图16-26所示）⑵解调－调制式机上变换器（如图16-27所示）图16-26高中频双变频式机上变换器的组成图16-27解调－调制式机上变换器组成原理图⒉机上变换器的类型⑴从上限频率来分上限频率指的是换器所能接收和处理的最高信号频率，目前有300MHz，450MHz，550MHz等几种。上限频率越高，可接收的频道数越多。⑵从调谐方式来分从变换器组成可以看出，变换器中都有调谐部分，目前的变换器几乎均为数字调谐。数字调谐有两种方式，即电压合成数字调谐和频率合成数字调谐。16.2火灾自动报警系统主要内容：16.2.1触发器件16.2.2火灾报警控制装置16.2.3火灾警报装置16.2.4消防连动控制装置16.2.5电源16.2.6火灾自动报警系统的基本形式16.2.1触发器件在火灾自动报警系统中，用于检测火灾特征信息，产生火灾报警信号的器件称为触发器件，包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。火灾探测器是指能够感受到火灾特征信息，火灾探测器有感温火灾探测器、感烟火灾探测器、感光火灾探测器、气体火灾探测器、复合火灾探测器等五种基本类型。一般火灾探测器的主要技术参数有：⒈额定工作参数火灾探测器的额定工作参数包括工作电压、工作电流、报警电流。⒉灵敏度灵敏度指探测器对火灾信息的灵敏程度，是影响火灾报警系统性能的重要因素。⒊警戒范围警戒范围指探测器对火灾信息敏感的有效范围，也称监视范围。⒋使用环境使用环境指探测器能够正常工作的环境。根据建筑的火灾防范要求、国家有关规范、火灾探测器的技术性能，可以选择不同类型的火灾探测器，构成多层次、多形式的火灾检测体系。触发器件中，还有一类是手动火灾报警按钮，在火灾时以手动方式产生火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的装置，这也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分。16.2.2火灾报警控制装置在火灾自动报警系统中用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其他辅助功能的控制指示设备称为火灾报警控制装置。火灾报警控制器一般分为区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器、控制中心火灾报警控制器三种基本类型，但随着模拟量火灾探测器的应用、总线制控制技术的发展，智能化火灾探测报警系统的逐渐应用，火灾报警控制器已不再分为区域、集中和控制中心三种类型，而统称为火灾报警控制器。16.2.3火灾警报装置所谓火灾警报装置是指在火灾自动报警系统中，能够发出区别于一般环境声、光的警报信号的装置，用以在发生火灾时，以特殊的声、光、音响等方式向报警区域发出火灾警报信号，警示人们采取安全疏散、灭火救灾措施。16.2.4消防连动控制装置在火灾自动报警系统中，当接收到来自触发器件的火灾报警信号时，能够自动或手动启动相关消防设备并显示其运行状态的装置设备，称为消防连动控制装置。消防连动控制装置一般设在消防控制中心，以便实行集中统一控制，统一管理，也有将消防连动控制装置设在被控消防设备所在现场，但其动作信号则必须返回消防控制室，实行集中与分散相结合的控制方式。16.2.5电源火灾自动报警系统对供电的要求较高，除主电源外，还要求配备独立的备用电源，其主电源由消防电源双回路电源自动切换箱提供，备用电源采用蓄电池，主电源和备用电源能自动切换。16.2.6火灾自动报警系统的基本形式在早期的火灾自动报警与消防连动系统中，触发器件与火灾自动报警系统采用N＋1连线方式，即系统中有N个触发器件，就需有N＋1条导线连到报警系统，这种方式使系统中的连线数量庞大，设计、施工极为不便，故障率较高。根据现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》规定，火灾自动报警系统的基本形式有三种：区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。⒈区域报警系统图16-28区域报警系统示意图⒉集中报警系统集中报警系统由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器、火灾触发器件、火灾警报装