有线电视系统视讯量测技术.doc

Chapter 9 有線電視系統視訊量測技術 本章除了說明有線電視HFC網路特性、、、、9-1 導論 9-2 放大器工作原理 9-3 常用放大器的特性 9-4 量測項目 9-5 量測原理 9-6 量測方法 9-7 利用網路分析儀的量測法 9-8 實作項目及問題討論 ; Community Antenna TV）系統的設備與元件多而複雜，而同軸網路的主動元件又以放大器為大宗，因此放大器特性之良窳密切維繫系統的信號品質。 CATV網路架構使用的放大器依特性可概括分為幹線放大器（Trunk Amplifier）、橋式放大器（Bridge Amplifier）與延伸放大器（Line Extender），幹線放大器因距離用戶端較遠，品質必須較為優異以避免累積的雜訊影響後半段的信號品質，由於幹線多已被光纖所取代，目前幾乎不再使用幹線放大器。 因此本章討論的內容包括一般放大器工作原理、重要特性、相關參數與量測技術，量測技術可適用於任一種放大器，量測步驟稍加調整，亦能適用於網路系統的其它元件，量測數據與規格可相互比較，以驗證量測技術的準確性。 9-2放大器的工作原理 CATV系統的訊號頻帶很寬，下行頻帶從54MHz至650MHz（或750MHz甚至860MHz），上行控制信號依規定從5MHz至42MHz。其使用的放大器相對地也應具備雙向傳送的功能及高的頻寬，而且系統內為彌補信號之衰減，常串接許多放大器，由於放大器導致的失真及內部雜訊，因累積效應，將會被後級放大器放大而使S/N（信號與雜訊比）劣化，因此為維持良好的信號品質，CATV系統使用的放大器，其特性有別其它用途的放大器。 在CATV系統須先分辨C/N與S/N的意義，C/N定義為未調變的視訊載波rms（均方根）功率與4.2MHz頻寬的均方根雜訊功率之比值，另外之定義為RF（射頻）信號的通道頻帶（Channel Passband）內，RF載波與雜訊功率（均方根值）的比值，C/N量測在頻域內為之。S/N定義為不含同步脈衝的基頻強度信號電壓（total luminance signal voltage）與均方根雜訊電壓的比值，S/N量測在時域內為之，有時後兩者一齊使用。 相關雜訊的原理可參考實習四雜訊量測的內容，在此不再重述，僅提出以下例題計算雜訊量作為討論參考。 例題9.1：如下圖所示，天線經400呎同軸電纜連接到信號處理器（Signal processor），同軸電纜之衰減量為8dB，信號處理器的雜訊度NF=9dB，計算雜訊總量。 同軸電纜 信號處理器 雜訊度總量 NF=8dB NF=9dB F1=6.31 =10log50 = 17dB 解：如下圖所示的參數 前置放大器 同軸電纜 信號處理器 G = 20 dB NF2=8dB NF3=9dB NF1=4dB 雜訊總量為： NFt = 10log3 =4.8 dB。 在天線輸出端直接串接一個低雜訊高增益放大器，同軸纜線及後級設備的雜訊影響將微不足道，在本例題中僅增加0.8dB。 9-3：常用放大器的特性 依輸出端數目與信號放大的技術，列出數種常使用的放大器，並大略比較彼此間的C/CTB（Ratio of Carrier to Composite Triple Beat）、C/XM（Ratio of Carrier to Cross Modulation）與C/CSO（Ratio of Carrier to Composite Second Order）。當信號輸出增減1dB，C/CTB與C/XM相對增減2dB，而C/CSO則相對增減1dB，依此項準則，列出以下數種常見的放大器與對應的系統參數。 750MHz，110頻道，單埠輸出，功率倍增型放大器（Power Double，PD）44dBmV輸出 C/CTB = 67 dB C/XM= 72 dB C/CSO = 66 dB 750MHz，110頻道，四埠輸出，每埠維持44dBmV輸出 C/CTB = 51 dB C/XM= 56 dB C/CSO = 58 dB 750MHz，110頻道，單埠輸出，四倍功率型（Quadra Power，QP）放大器，44dBmV輸出 C/CTB =72 dB C/XM = 77 dB C/CSO = 68.5 dB