前端信号处理设备课件
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2.3 前端信号处理设备
主要包括： １。频道处理器（又称信号处理器） ２。频道调制器 ３。导频信号发生器 ４。混合器 ５。电源 ６。调频广播调制器
１。频道处理器：用于接收空间电视信号和对 空间电视信号进行必要的处理的设备。
包括下变频器、中频处理器和上变频器。是 一种将空间电视信号引入有线电视系统的多 功能设备。
带内杂散分量：本频道以内的分量，会对本频道造成干扰；
带外杂散分量：本频道以外的分量，对其它频道产生干扰，必须严
格控制其输出。
（3）伴音控制特性：输入伴音载频电平变化时，该指 标反映频道处理器对伴音载频电平变化的控制能力。
国标规定：当输入信号图像伴音功率比变化±10dB， 其输出信号的图像伴音功率比变化不大于±1dB，否 则影响图像质量，或出现相邻频道干扰。
C种干扰是对相邻近频道的干扰。改善变换器 的滤波性能即可克服。
（2）二次变频方案（即高本振，取差频的二次变 频方案）
优点：a.图像质量容易保证，拍频干扰小； b.品种少，易于系统配套。
缺点：成本高，体积大
2。频道处理器
又称电视信号处理器，实际上是一种功能更全面、 性能指标更高的频率变换器。能够对各种不同的空 间信号进行处理，使其达到邻频传输的要求，一般 用于大中型的采用邻频传输方式有线电视系统。目 前也很少专门使用频道处理器，取而代之的是性能
４。混和器：将前端多路射频信号进行混合，有较好的 相互隔离度。
５。调频广播调制器：用于自办立体声调频广播节目。
2.3.1 频率变换器和频道处理器 １。频率变换器
1）频率变换器的作用：进行频谱搬移，只改 变载频而不改变频谱结构，频率变换的目的有 两个------
（1）为了传输的目的而进行频率变换。例如， U/V转换器，在比较大的系统中将UHF的电视 信号转换成VHF的电视信号，以利于信号的传 输，降低系统造价。又例如，为了提高频带利 用率，采用增补频道技术，在双向CATV系统 中常常用到频率变换技术。
（5）对带外噪波的抑制比要求比较高。要求有严格的 边带特性，使本频道的边带在8MHz以外小于-60dB。
（6）输出放大器的动态范围足够大，否则会因失真 产生难以用滤波器滤除的互调分量，对相邻频道产 生干扰。
4）频道处理器的工作方式(两种)
超外差型（即在中频进行处理）
调制解调型（主要用于通过微波中继的超大型系统）
更完善使用更方便的频道调制器。
1）作用：是把天线接收到的VHF和UHF频段开路电 视信号或者从其它系统传送过来的VSB-AM（幅度 调制光缆传输 ）电视信号，经过处理后再变换到有 线电视系统工作频段所指定的频道上。既能满足邻 频道传输的特殊要求，又能得到令人满意的图像质 量。
2）组成： ①射频→中频变换器：即所谓的下变频器，完成
3）频道处理器的工作特点
（1）在中频处理中对图像和伴音分别处理。 为了得到理想的滤波特性，图像和伴音分别用声表
面滤波，以得到良好的相邻频道抑制（要求对相邻频 道的干扰抑制大于60dB），消除本频道信号在进入 系统后对上下相邻频道的干扰。
（2）良好的自动增益控制电路。在邻频系统中，要求 信号幅度十分稳定，即图像电平和伴音电平十分稳定。 因此在频道处理其中加入图像和伴音的自动控制增益， 以便达到良好的幅度控制特性和稳定的图像伴音功率 比。
（4）边带抑制：指频道处理器对边带处信号电平的抑 制能力。若此项指标较差也会出现邻频干扰。
（2）为了改善信号质量而进行频率变换。例 如，在强场强区，为了克服重影往往采用频率 转换器。
2）工作原理与变频方案
工作原理：无论是一次变频或是二次变频都必须保 证频谱不能倒置，也就是说，变频后的伴音载频必 须高于图像载频，实现这种频谱搬移的方式有一次 变频和二次变频两种。
两种变频方案的优缺点： （1）一次变频方案（即低本振，取差频的一次变换方案）
功能：具有自动增益控制、图像伴音功率 比调整、图像和伴音的邻频处理以及频道变 换等功能。
２。频道调制器：用于自办节目和卫星接收。
包括一个中频调制器、一个中频处理器、一 个上变频器。
功能：先将视频信号和音频信号调制在中频载频上， 经中频处理后在经上变频器变换到输出频道上。
３。导频信号发生器：为干线放大器提供自动增益控制 和自动斜率控制的参考电平。目前一般不使用导频信 号发生器，因干线放大器有自动温度补偿功能。
选频和转换成中频的功能。 ②中频处理器：完成残留边带滤波、图像伴音分
离、电平调整、陷波、AGC等功能。 ③交、直流馈电系统：提供各放大器正常工作所
需的稳定直流电压。 ④中频→射频变换器：即所谓上变频器，将中频
转换到所选定的频道上。 ⑤辅助设备（图中虚线部分）：如群延时校正和
幅度均衡器、中频（IF）转换开关、锁相电路 等，较简单的信号处理器不一定设置。
（3）图像和伴音电平分别调整。图像伴音功率比可调。 调整范围为-10~-20dB。图像电平要比伴音电平高 17dB，以减少邻频伴音对本频道图像的干扰，但空 间图像信号只比伴音信号电平高10dB，不符合此要 求。所以要求图像与伴音电平分别调整，以达到系统 所要求的电平和图像伴音功率比。
（4）频率变换精度应在20kHz内，超过这个数值，将 影响邻频的性能。因此要求本振频率偏差小，只能采 用以晶振为基准的锁相频率合成器为本Βιβλιοθήκη Baidu源。
目前多用外差式，采用二次变频方案，中频信号处理。
5）主要技术指标
（1）邻频道抑制：指频道处理器对输入电视频道 的上下频道电视信号的抑制能力。若该项指标较差， 则说明频道处理器对带外的相邻频道信号的抗干扰 能力较差，即容易受相邻频道信号的干扰。
（2）带外杂散输出：指除有用信号外的其它无用分量 称为带外杂散输出。分两种------
优点：廉价和体积小 缺点：存在若干种干扰。 例如，a.接收频道中，图像载频，伴音载频和本振 频率三者之间的组合差拍干扰，使得图像上会形成 宽的垂直条文干扰。
b.谐振差拍干扰，会影响色度性能。 c.当一次变频设备频带过宽时还可能产生UHF的 邻近频道干扰。 其中，a,b属于拍频干扰，是对本频道的固有干扰。 属于方案本身的产物，很难排除。
主要包括： １。频道处理器（又称信号处理器） ２。频道调制器 ３。导频信号发生器 ４。混合器 ５。电源 ６。调频广播调制器
１。频道处理器：用于接收空间电视信号和对 空间电视信号进行必要的处理的设备。
包括下变频器、中频处理器和上变频器。是 一种将空间电视信号引入有线电视系统的多 功能设备。
带内杂散分量：本频道以内的分量，会对本频道造成干扰；
带外杂散分量：本频道以外的分量，对其它频道产生干扰，必须严
格控制其输出。
（3）伴音控制特性：输入伴音载频电平变化时，该指 标反映频道处理器对伴音载频电平变化的控制能力。
国标规定：当输入信号图像伴音功率比变化±10dB， 其输出信号的图像伴音功率比变化不大于±1dB，否 则影响图像质量，或出现相邻频道干扰。
C种干扰是对相邻近频道的干扰。改善变换器 的滤波性能即可克服。
（2）二次变频方案（即高本振，取差频的二次变 频方案）
优点：a.图像质量容易保证，拍频干扰小； b.品种少，易于系统配套。
缺点：成本高，体积大
2。频道处理器
又称电视信号处理器，实际上是一种功能更全面、 性能指标更高的频率变换器。能够对各种不同的空 间信号进行处理，使其达到邻频传输的要求，一般 用于大中型的采用邻频传输方式有线电视系统。目 前也很少专门使用频道处理器，取而代之的是性能
４。混和器：将前端多路射频信号进行混合，有较好的 相互隔离度。
５。调频广播调制器：用于自办立体声调频广播节目。
2.3.1 频率变换器和频道处理器 １。频率变换器
1）频率变换器的作用：进行频谱搬移，只改 变载频而不改变频谱结构，频率变换的目的有 两个------
（1）为了传输的目的而进行频率变换。例如， U/V转换器，在比较大的系统中将UHF的电视 信号转换成VHF的电视信号，以利于信号的传 输，降低系统造价。又例如，为了提高频带利 用率，采用增补频道技术，在双向CATV系统 中常常用到频率变换技术。
（5）对带外噪波的抑制比要求比较高。要求有严格的 边带特性，使本频道的边带在8MHz以外小于-60dB。
（6）输出放大器的动态范围足够大，否则会因失真 产生难以用滤波器滤除的互调分量，对相邻频道产 生干扰。
4）频道处理器的工作方式(两种)
超外差型（即在中频进行处理）
调制解调型（主要用于通过微波中继的超大型系统）
更完善使用更方便的频道调制器。
1）作用：是把天线接收到的VHF和UHF频段开路电 视信号或者从其它系统传送过来的VSB-AM（幅度 调制光缆传输 ）电视信号，经过处理后再变换到有 线电视系统工作频段所指定的频道上。既能满足邻 频道传输的特殊要求，又能得到令人满意的图像质 量。
2）组成： ①射频→中频变换器：即所谓的下变频器，完成
3）频道处理器的工作特点
（1）在中频处理中对图像和伴音分别处理。 为了得到理想的滤波特性，图像和伴音分别用声表
面滤波，以得到良好的相邻频道抑制（要求对相邻频 道的干扰抑制大于60dB），消除本频道信号在进入 系统后对上下相邻频道的干扰。
（2）良好的自动增益控制电路。在邻频系统中，要求 信号幅度十分稳定，即图像电平和伴音电平十分稳定。 因此在频道处理其中加入图像和伴音的自动控制增益， 以便达到良好的幅度控制特性和稳定的图像伴音功率 比。
（4）边带抑制：指频道处理器对边带处信号电平的抑 制能力。若此项指标较差也会出现邻频干扰。
（2）为了改善信号质量而进行频率变换。例 如，在强场强区，为了克服重影往往采用频率 转换器。
2）工作原理与变频方案
工作原理：无论是一次变频或是二次变频都必须保 证频谱不能倒置，也就是说，变频后的伴音载频必 须高于图像载频，实现这种频谱搬移的方式有一次 变频和二次变频两种。
两种变频方案的优缺点： （1）一次变频方案（即低本振，取差频的一次变换方案）
功能：具有自动增益控制、图像伴音功率 比调整、图像和伴音的邻频处理以及频道变 换等功能。
２。频道调制器：用于自办节目和卫星接收。
包括一个中频调制器、一个中频处理器、一 个上变频器。
功能：先将视频信号和音频信号调制在中频载频上， 经中频处理后在经上变频器变换到输出频道上。
３。导频信号发生器：为干线放大器提供自动增益控制 和自动斜率控制的参考电平。目前一般不使用导频信 号发生器，因干线放大器有自动温度补偿功能。
选频和转换成中频的功能。 ②中频处理器：完成残留边带滤波、图像伴音分
离、电平调整、陷波、AGC等功能。 ③交、直流馈电系统：提供各放大器正常工作所
需的稳定直流电压。 ④中频→射频变换器：即所谓上变频器，将中频
转换到所选定的频道上。 ⑤辅助设备（图中虚线部分）：如群延时校正和
幅度均衡器、中频（IF）转换开关、锁相电路 等，较简单的信号处理器不一定设置。
（3）图像和伴音电平分别调整。图像伴音功率比可调。 调整范围为-10~-20dB。图像电平要比伴音电平高 17dB，以减少邻频伴音对本频道图像的干扰，但空 间图像信号只比伴音信号电平高10dB，不符合此要 求。所以要求图像与伴音电平分别调整，以达到系统 所要求的电平和图像伴音功率比。
（4）频率变换精度应在20kHz内，超过这个数值，将 影响邻频的性能。因此要求本振频率偏差小，只能采 用以晶振为基准的锁相频率合成器为本Βιβλιοθήκη Baidu源。
目前多用外差式，采用二次变频方案，中频信号处理。
5）主要技术指标
（1）邻频道抑制：指频道处理器对输入电视频道 的上下频道电视信号的抑制能力。若该项指标较差， 则说明频道处理器对带外的相邻频道信号的抗干扰 能力较差，即容易受相邻频道信号的干扰。
（2）带外杂散输出：指除有用信号外的其它无用分量 称为带外杂散输出。分两种------
优点：廉价和体积小 缺点：存在若干种干扰。 例如，a.接收频道中，图像载频，伴音载频和本振 频率三者之间的组合差拍干扰，使得图像上会形成 宽的垂直条文干扰。
b.谐振差拍干扰，会影响色度性能。 c.当一次变频设备频带过宽时还可能产生UHF的 邻近频道干扰。 其中，a,b属于拍频干扰，是对本频道的固有干扰。 属于方案本身的产物，很难排除。