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简析有线电视信号放大器 评论(0) 收藏(0
所属分类:线性放大电路 视频放大
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放大器一般分为干线放大器和用户放大器,另有延长放大器、线路放大器等。干线放大器由电源部分,衰减器、均衡器、温补电路,放大模块及自动增益控制等电路组成。另外有些指标较高的,像ALC干放、桥放,前馈式放大器等应用较少。最常见的几种放大器为普通干放,温补干放及AGC干放及ASC放大器。

  电源供电分为交流60V和交流220V供电,经变压器转换为交流27V左右。变压器分EI型和R型,R型空载电流小,且效率高,为首选产品。交流27V经过桥式整流输出为30V左右的直流电压,经滤波后加在W7824输入端。W7824为三端稳压器,输出电压为24V,电流为1.5A。相互代换型号有AN7824、W7824等,输入输出端各有一避雷管,是为防止放大器遭雷击而设。对交流60V供电干放,输入及输出同时传送信号和电流。由于频率悬殊较大(电源为50Hz,信号为45MHz~550MHz)用电感和电容实现信号和交流60V分开。衰减器是一个0~20dB可调电位器组成网络见图一。其作用是使放大模块既有足够的信号加速度,又不过载。特点是无论衰减信号大小,从输入端看或输出端看此网络,电阻都是75Ω,以使电缆及放大模块输入端匹配。均衡器是为弥补电缆传输特性而设,见图二。在45MHz~550MHz电视信号通过传输电缆时,随着频率的升高衰减逐渐增大。为使信号输入放大模块前高低频率信号电平基本相等,特设此电路。均衡电路一般由固定均衡和可调均衡两部分组成,利于准确调整。均衡器均衡范围为24dB-0dB。其原理就是让高频信号顺利通过而对低频信号有一定衰减,这点与电缆衰减特性相反,其结果使不同频率信号在主干线上损耗其本一致。

  温度补偿器主要是用来补偿由于环境温度变化而引起的电平波动。因电缆损耗随温度变化而改变(国产电缆系数是0.002/℃进口电缆的系数为0.0015/℃),电平波动会使得指标受到影响,累积起来会使用户电平随温度变化波动较大,甚至无法收看。因此,放大器要加温度补偿电路,以抵消温度引起电缆损耗的改变。如图三所示,用热敏电阻进行补偿,这里使用NTC(负温度系数)UEI型热敏电阻。当温度升高时,热敏电阻阻值变小,损耗随之减小,这与电缆因温度变化带来的损耗相反,故得以补偿。虽精度较差,但电路简单,故障率低,不需加导频信号,系统造价低,一般用在中小型系统中,如乡镇、厂矿等。一般补偿量在40℃时为2-3dB。但温补器会带来3-4dB插入损耗,这点在应用时应加注意。

  干放一般采用进口美国摩托罗拉MHW6342、MHW6272、MHW6185、荷兰菲利蒲BGY588/04等。内部电路为前馈式或四级推挽放大器,使用低噪声,高频三极管等组成,增益约为35dB。频响为45MHz-550MHz和45MHz-750MHz。也有部分放大器采用两块相同模块组成功率倍增型。如MHW6185其原理相同,还有前馈型放大电路,它能抑制偶次谐波,使放大器指标更高。桥接型是在输出部分另加放大模块,使两路信号可同时以高电平输出(增加4dB)可以做干放,同时另一路兼做用户放大器。

  AGC(自动增益控制)干放能自动控制放大器输出电平,当某种原因引起输入电平变化时,AGC电路自动补偿此部分变化,使输出电平得以稳定,整条干线工作正常。原理是输入信号某一频率的电平为基准,检测其变化,并把此变化的电压信号放大后去控制2-3个变阻二极管,使二极管的损耗变化受输入信号控制,而二极管是串联在放大电路上的,从而引起放大器增益的变化,而这种变化方向与输入信号变化相反,所以可以保持输出电平不变。一般输入变化4dB时,输出变化为0.3dB。早期产品大都带有导频信号,即以某特定频率为基准信号。为简化电路,降低成本,现在的放大器采用某一电视频道电平为基准进行控制。

  ALC(自动电平控制)就是AGC+ASC(自动斜率控制)。ASC干放要有频率高低不同的两路导频信号,以此为基准,通过检测高低不同频率的电平变化,从而产生两组控制电压。此电压再加到由变容二极管组成的两个频率选择网络上,导致网络电容容量发生变化,网络阻抗随之改变,从而形成对某些频率阻抗的改变,其结果是调节放大器在不同频率上的增益,从而实现输出电平不变,以弥补电缆因传输频率不同造成的增益变化。ASC加上AGC组成ALC干放,ALC干放主要用在大中型网络上。如市县,其指标较高,但电路复杂,成本较高。

  用户放大器原理和干放基本相同,仅是指标较低,这主要是为降低成本,因用户是用在线路末端,覆盖户数较小,不需过高指标。作用是为提高输出电平,负载更多用户。一般分为分立元件户放,国产模块户放及进口模块户放。电源一般取自市电交流220V,也有部分是交流60V集中供电。变压器一般为EI型。放大部分供电电源为+12V和+24V两种。分立元件放大器有二级、三级和四级放大管组成。电路为普通高频放大电路,增益从20~35dB,最大输出电平一般小于105dB,三极管一般选用LP1001,NEC2SC3358、2SC3355、BFR91及BFR96等高频低噪声管。模块型主要是仿进口模块,但因工艺技术欠佳,一般都制装成体积较大的模块、电路是四级推挽放大,主要三极管有BFR91及BF96组成,使用片状阻容元件,此类输出电平较高,为首选产品,如万隆YB5134。另有个别产品采用三级或四级普通高频放大,电路组成封装在一个模块里,表面看为模块放大,实则为普通高放电路而成,此类放大器输出电平低、易出现交互调干扰,稳定性尚不如分立件户放高,应避免使用。另有“升达”等产品,采用较为先进的电路,组成二极放大,一级中既有电流放大又有电压放大,同时又抑制偶次谐波,使指标得以提高,但工艺和原材料等有待于进一步改进。

  另外还有近几年出现的双向放大器,回传频率原为5MHz-45MHz。它可以使用户与中心机房互传信号,能把用户视频信号或其它信号传到中心机房,实现双向传输,并且在此基础上实现视频点播,网上购物,数据回传等业务。但成本较高,仅在少数地方使用,随着社会发展,新科技、新技术必将会得到进一步发展,干放电器将会更加完善,参数指标将越来越好。


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