youxiandianshi

1 有线电视前端系统设备及其技术参数学习报告

有线电视及公共广播技术

姓名：

班级：

学号

时间：

2 摘要

数字电视已经走进了我们的生活。不论从节目制作设备，还是节目信号的传输也已是数字化了，给我们提供大量清晰、高质量的数字电视节目。

有线数字电视系统包括编解码、复用和传输等多个环节，整个过程涉及的技术指标较多，其中的关键参数影响着数字信号质量和整

个系统的稳定性，所以必须对重要的技术参数进行了解和相应的测试以保证信号的高质量播出。这也对广大的技术人员提出了更高的要求。

本次报告的主要内容为三部分，包括频道滤波器；陷波器；频道转换器。通过本次报告，可以让我对有线电视前端系统设备及其技术参数有一个初步了解，对我以后的学习产生很大的帮助。

关键词：有线电视 滤波器 陷波器 频道转换器

3 目录

一． 频道滤波器…………………………………………4

1.1滤波器简介……………………………………..4

1.2 滤波器的主要参数.中心频率…………….……5

二．陷波器………………………………………………...7

2.1陷波器简介………………………………………7

2.2陷波滤波器原理………………………..8

三．频道变换器…………………………………………...10

四．.参考文献……………………………………………...11

4 一．频道滤波器

1.1滤波器简介.

滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。

滤波器分为有源滤波器和无源滤波器。

主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。 滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号

利用这个特性可以选通通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。

滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波，而获得比较纯净的直流输出。最基本的滤波器，是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波。所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成。基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成，串联臂为电感器，并联臂为电容器。在电源及声频电路中之滤波器，最通用者为L型及π型两种。就L型单节滤波器而言，其电感抗XL与电容抗XC，对任一频率为一常数，其关系为

XL·XC=K2

故L型滤波器又称为K常数滤波器。倘若一滤波器的构成部分，较K常数型具有较尖锐的截止频率（即对频率范围选择性强），而同 5 时对此截止频率以外的其他频率只有较小的衰减率者，称为m常数滤波器。所谓截止频率，亦即与滤波器有尖锐谐振的频率。通带与带阻滤波器都是m常数滤波器，m为截止频率与被衰减的其他频率之衰减比的函数。每一m常数滤波器的阻抗与K常数滤波器之间的关系，均由m常数决定，此常数介于0～1之间。当m接近零值时，截止频率的尖锐度增高，但对于截止频的倍频之衰减率将随着而减小。最合于实用的m值为0.6。至于那一频率需被截止，可调节共振臂以决定之。m常数滤波器对截止频率的衰减度，决定于共振臂的有效Q值之大小。若达K常数及m常数滤波器组成级联电路，可获得尖锐的滤波作用及良好的频率衰减。

1.2 滤波器的主要参数（Definitions) 中心频率（Center Frequency）：

滤波器通带的中心频率f 0 ，一般取f 0 =（f 1 +f 2 ）/2，f

1 、f 2 为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 截止频率

中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的中心频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 6 截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。

通带带宽（BWxdB）：（下图）指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB

表征滤波器通带带宽参数。分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100%，也常用来表征滤波器通带带宽。

插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。

纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。

带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。

带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR＞1。对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR＜1.5：1的带宽一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。

回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10ρ|，ρ为电压反射系数。输入功率 7 被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。

阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法为fs处衰减量As-IL；另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标——矩形系数（KxdB＞1），KxdB=BWxdB/BW3dB，（X可为40dB、30dB、20dB等）。滤波器阶数越多矩形度越高——即K越接近理想值1，制作难度当然也就越大。

延迟（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即Td=df/dv。

带内相位线性度：该指标表征滤波器对通带内传输信号引入的相位失真大小。按线性相位响应函数设计的滤波器具有良好的相位线性度，但频率选择性很差，限于脉冲、或调相信号传输系统应用。

二．陷波器

2.1陷波器简介

陷波器是一种谐振电路，或者说是一种自动开关的感应器，在天线工程上应用它可以根据信号的频率，自动延长或缩短天线的长度。 8 无线电接收机中专门用于消除某些无用信号以减小对有用信号的干扰的滤波器。

陷波器用在电路上滤除不需要的频率的信号，比如在带通滤波器通频带的边缘外加陷波器，通常是串联一个并联谐振回路，或并联一个串联回路，它们的谐振频率就是要滤除的频率，在电视机电路中频部分很常见。

2.2陷波滤波器原理:

陷波器是一种特殊的带阻滤波器,其阻带在理想情况下只有一个频率点,因此也被称为点阻滤波器.这种滤波器主要用于消除某个特定频率的干扰,例如,在各种测量仪器和数据采集系统中用于消除电源干扰的工频陷波器.数字陷波器一般为IIR滤波器.由于陷波器频率特性的特殊性,它除了可采用双线性变换进行设计外,还可以采用所谓零极点配置的方法进行设计.

一个理想的点阻滤波器的频率特性要在消除的信号频率点处,其值等于零;而在其他频率点处,其值等于1.由于数字滤波器的频率特性就是其单位冲激响应在单位圆上的Z变 9 换,因此只需要在单位圆上相应于所需带阻滤波器阻带位置的频率处设置零点,就可以使滤波器的频率特性在所需阻带频率处为零.但是仅仅进行零点设置只考虑到了滤波器的阻带特性.为了得到非常陡峭的过渡带和常数幅度的通带特性,必须在Z平面上为每一个零点再配置一个相应的极点.Z平面单位圆附近的零点会在滤波器幅频特性的相应频率处产生陷落,零点离单位圆越近,陷落越深;而Z平面单位圆附近的极点会在滤波器幅频特性的相应频率处产生凸峰,极点离单位圆越近,凸峰越高.因此在完成了零点的配置后,为了抵消零点引起的陷落对滤波器通带范围内幅频特性的影响,还需要再配置相应的极点,由于滤波器稳定性的要求,极点必需配置在单位圆内,显然极点离单位圆越近则极点对零点的抵消作用越明显,得到的滤波器的阻带就越窄,过渡带就越陡峭.

公式为:

H(z)=(z-z01)(z-z02)/(z-zp1)(z-zp2)

10 三．频道变换器

频道变换器是一种将一个频道的信号转变到另一个频道的器件，有从U段转变到V段、从V段转变到U段、从V段转变到V段、从U或V段转变到中频几种。有时为了避开空中开路信号需要改变传输的频道，有时为了能长距离传输，需要将U段的信号变成V段，都要用到频道变换器。

频道变化器广泛应用于中、大型共用天线电视系统的前端中，其作用是将天线接收的开路电视信号的频道变化到系统所安安排的传输频道上去，即进行频谱的搬移。

进行频道变换的目的主要有以下两个: ①为了传输的目的而进行邻频调制器变换。在比较大的共用天线系统中常常将UHF电视 信号转换成VHF电视信号或者将较高端的UHF电视信号变换成较低端的UHF电视信 号进行传输。因为信号顿率低有利于缩小传输信号的总带宽，容易保证信号的传输质量 和降低系统的造价。有线电视系统中，为了充分利用频道资源而采用增补频道进行传输 时，也必须使用邻频调制器变化设备。另外，综合系统中要实现双向传输时也不可避免地要采用 频率变换技术。 ②为了改善信号传输质量而进行频道变换。在强场强区，常常采用变换邻频调制器的办法 来使传输频道躲开强信号开路频道，以避免直射波串扰而引起前重影。