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文檔簡(jiǎn)介

第10章電視廣播系統(tǒng)10.1概述10.1.1電視廣播系統(tǒng)的構(gòu)成(P270)1、信號(hào)源端:制作并播出符合一定標(biāo)準(zhǔn)的電視節(jié)目。2、傳輸部分:將播出的電視節(jié)目以可靠的方式經(jīng)適當(dāng)?shù)膫鬏斖ǖ纻魉偷浇邮斩?,傳輸方式可分為有線方式(電纜、光纜)和無(wú)線方式(衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)、微波中繼、地面超短波覆蓋等)。

3、接收端:利用適當(dāng)?shù)慕邮赵O(shè)備接收傳輸通道送來(lái)的電視信號(hào),并正確重現(xiàn)出原始的圖像及伴音。3電視廣播系統(tǒng)的基本組成(P270)4電視信號(hào)的傳播方式(P270)1、定向性傳播:從一個(gè)地點(diǎn)到另一個(gè)地點(diǎn)的傳輸。如從電視中心到發(fā)射臺(tái)或衛(wèi)星地面站的傳輸,實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)到電視臺(tái)的傳輸?shù)龋?、覆蓋性傳播:由點(diǎn)到面的傳輸(廣播)。如在地面電視廣播中,電視信號(hào)是以超短波形式沿地面進(jìn)行傳輸?shù)?,傳輸時(shí)以發(fā)射天線為中心向四面八方輻射出去。5電視廣播系統(tǒng)(P270)1、地面電視廣播:電視信號(hào)經(jīng)調(diào)制后,以無(wú)線電波形式沿地表進(jìn)行傳輸覆蓋;2、衛(wèi)星電視廣播:利用地球同步衛(wèi)星對(duì)電視信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的傳輸和大面積的覆蓋;

3、有線電視廣播:利用有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電視信號(hào)的傳輸和分配。610.1.2電視信號(hào)傳輸方式電纜傳輸光纜傳輸微波傳輸衛(wèi)星傳輸?shù)孛娉滩▊鬏?1、電纜傳輸

同軸電纜的結(jié)構(gòu)(P271)8電纜傳輸(P271)電纜傳輸:用同軸電纜傳輸電視信號(hào)。主要特點(diǎn):1、可用于近距離和遠(yuǎn)距離的傳輸。2、衰減特性與所傳信號(hào)的頻率有關(guān),一般要設(shè)置相位及幅度均衡電路。3、可采用直接基帶傳輸,或調(diào)制后頻帶傳輸。4、需注意阻抗匹配問題。9各種同軸電纜的外形結(jié)構(gòu)102、光纜傳輸(P271)光纜傳輸:用光纜來(lái)傳輸電視信號(hào),傳輸介質(zhì)是光纖。優(yōu)點(diǎn):(1)損耗低,傳輸距離長(zhǎng)。光纖的無(wú)中繼傳輸距離在20公里以上,因此可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸;(2)傳輸容量大。一根多芯光纜可傳輸幾百套電視節(jié)目;(3)傳輸質(zhì)量高,沒有電磁輻射,也不受其它外界電磁場(chǎng)干擾;(4)體積小,重量輕,使用壽命大大超過電纜。11中心管式光纜截面示意圖12光纜的外形結(jié)構(gòu)133、微波傳輸(P272)微波:波長(zhǎng)為1米至1毫米或頻率為300兆赫至300吉赫范圍內(nèi)的電磁波。特點(diǎn):1、成本低、工期短、收效快、維護(hù)方便,更改線路容易。2、可組成一個(gè)大規(guī)模微波網(wǎng)絡(luò)將城市網(wǎng)絡(luò)連接,也便于現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目回傳。3、直線視距傳播,遇到障礙物時(shí),會(huì)發(fā)生反射、折射、衍射等現(xiàn)象。進(jìn)行長(zhǎng)距傳輸時(shí),需要采用接力方式,進(jìn)行多次中繼轉(zhuǎn)發(fā)。14微波天線154、衛(wèi)星傳輸(P272)衛(wèi)星傳輸:利用地球同步衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器(中繼站)進(jìn)行信號(hào)的傳輸?shù)奈⒉ㄖ欣^傳輸系統(tǒng)。組成:上行地球站,衛(wèi)星接收站,衛(wèi)星測(cè)控站,衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。優(yōu)點(diǎn):1、覆蓋面積很大;2、電波不會(huì)受到障礙物的阻擋,傳輸質(zhì)量較高。16衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)175、超短波傳輸(P273)超短波傳輸:利用超短波段(30~1000MHz)的電磁波來(lái)傳輸廣播電視信號(hào)。主要用于:1、甚高頻VHF(頻率30~300MHz,波長(zhǎng)10~1m)和特高頻UHF(頻率300~3000MHz,波長(zhǎng)1~0.1m)地面電視廣播。2、聲音調(diào)頻廣播。特點(diǎn):1、需利用地面架高天線進(jìn)行大功率輻射,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸或大面積的覆蓋。2、天線塔高和發(fā)射功率的大小受服務(wù)區(qū)域的限制。18多層蝙蝠翼天線在VHF頻段使用。在水平面內(nèi)的方向圖與單層的基本相同,近似為一個(gè)圓。在垂直方向上,方向圖與層數(shù)有關(guān);層數(shù)越多,垂直方向性越尖銳,增益提高,遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)增加。19上海東方明珠發(fā)射塔2010.2電視調(diào)制技術(shù)頻帶傳輸:將電視信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后再送入信道傳輸。不論是地面開路廣播,還是衛(wèi)星廣播或有線電視廣播,都要使用頻帶傳輸,即在傳輸之前,需要對(duì)電視信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。10.2.1殘留邊帶調(diào)幅VSB-AM(P273)

(VestigialSideBand-AmplitudeModulation)殘留邊帶調(diào)幅(VSB-AM):一種將一個(gè)雙邊帶調(diào)幅信號(hào)通過一個(gè)濾波器濾掉一部分下邊帶,形成殘留邊帶信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)奶厥庹{(diào)幅技術(shù)。優(yōu)勢(shì):1、可大大節(jié)省頻帶。只傳輸了上邊帶和一部分下邊帶。2、接收端易于實(shí)現(xiàn)。接收端可從接收到的殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)中恢復(fù)出完整的調(diào)制信號(hào)。22殘留邊帶調(diào)幅(P273)形成過程:調(diào)制信號(hào)首先經(jīng)過普通調(diào)幅,得到雙邊帶調(diào)幅信號(hào),然后再通過一個(gè)殘留邊帶濾波器進(jìn)行濾波,得到殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)。23伴音信號(hào)的調(diào)頻我國(guó)規(guī)定伴音己調(diào)信號(hào)的最大頻偏為50kHz(調(diào)頻廣播為75kHz)已調(diào)伴音信號(hào)的帶寬B為

B=2(Δfm+fm)=2(50+15)=130kHz。24殘留邊帶調(diào)幅后的電視信號(hào)頻譜25射頻全電視信號(hào)26電視發(fā)射機(jī)主要指標(biāo)標(biāo)稱射頻頻道寬度:8MHz。伴音載頻與圖像載頻的頻距:±6.5MHz。頻道下限與圖像載頻的頻距:-1.25MHz。圖像信號(hào)主邊帶標(biāo)稱帶寬:6MHz。圖像信號(hào)VSB標(biāo)稱帶寬;0.75MHz。圖像信號(hào)調(diào)制方式及調(diào)制極性:振幅調(diào)制負(fù)極性。伴音調(diào)制方式:調(diào)頻,Δfm=50kHz,預(yù)加重時(shí)常數(shù)為50μs。圖像發(fā)射機(jī)與伴音發(fā)射機(jī)的功率比:10:l~15:1,2710.2.2相移鍵控PSK(P274)

(Phase-ShiftKeying)相移鍵控PSK:一種載波的相位隨調(diào)制信號(hào)狀態(tài)不同而改變的數(shù)字調(diào)制方式。分類:1、二進(jìn)制PSK(2PSK或BPSK),2、多進(jìn)制PSK(MPSK)。特點(diǎn):1、載波的振幅不變,只是相位改變。2、可用星座圖描述。星座間的距離越大,信號(hào)的抗干擾能力就越強(qiáng),接收端判決再生時(shí)就越不容易出現(xiàn)誤碼。28正交相移鍵控(QPSK)特點(diǎn)QPSK是一種調(diào)相技術(shù),它規(guī)定了四種載波相位,分別為45°,135°,225°和275°。QPSK中每次調(diào)制可傳輸2個(gè)信息比特,這些信息比特是通過載波的四種相位來(lái)傳遞的。解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號(hào)的相位來(lái)判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。QPSK是一種二維調(diào)制技術(shù),它有同相和正交兩個(gè)載波,分別對(duì)應(yīng)于星座圖上的I和Q坐標(biāo)。同相載波指載波本身,正交載波指相位旋轉(zhuǎn)90o的載波。29PSK信號(hào)矢量圖在星座圖中,星座間的距離越大,信號(hào)的抗干擾能力就越強(qiáng),接收端判決再生時(shí)就越不容易出現(xiàn)誤碼。抗干擾能力,2PSK>QPSK>8PSK3010.2.3正交調(diào)幅QAM(P276)

(QuadratureAmplitudeModulation)正交調(diào)幅QAM(QuadratureAmplitudeModulation):用兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)頻率相同、相位正交的兩個(gè)載波進(jìn)行調(diào)幅,然后將已調(diào)信號(hào)加在一起進(jìn)行傳輸或發(fā)射的數(shù)字調(diào)制技術(shù)。31正交調(diào)幅(QAM)的特點(diǎn)1、載波的幅度和相位一樣被調(diào)制。2、既有較高的頻帶利用率和較好的功率利用率。3、數(shù)字輸入信號(hào)分成兩個(gè)分離的通道。用符號(hào)I和Q代表。4、增加成組組合的比特位數(shù)可減少調(diào)制信號(hào)帶寬,但對(duì)相同的誤比特率要求更高的載噪比。采用前向糾錯(cuò),一個(gè)理想的誤比特率可在較低的載噪比時(shí)獲得。32多進(jìn)制QAM調(diào)制MQAM=x2QAM=2nQAMM:調(diào)制狀態(tài)數(shù)、調(diào)制符號(hào)數(shù)、星座圖上的星點(diǎn)數(shù)X:符號(hào)的進(jìn)制數(shù)。n:每次調(diào)制(每個(gè)符號(hào))所攜帶的比特?cái)?shù)。3316-QAM星座圖341001*1000*0001*0000*1011*1010*0011*0010*1101*1100*0101*0100*1111*1110*0111*0110*45315225135(16symbolsperquadrantfor64-QAM)270180900/360QAM信號(hào)星座圖35Constellationdiagramfor16-QAM星座圖Constellationdiagramfor64-QAM星座圖Q-axisI-axis1001*1000*0001*0000*1011*1010*0011*0010*1101*1100*0101*0100*1111*1110*0111*0110*****************************************************************Q-axisI-axis10.2.4正交頻分復(fù)用OFDM(P276)(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)正交頻分復(fù)用OFDM:將調(diào)制信號(hào)分成多路,對(duì)多個(gè)在頻率上等間隔分布且相互正交的子載波進(jìn)行調(diào)制,然后經(jīng)頻分復(fù)用組合在一起的多載波調(diào)制方式。應(yīng)用:地面數(shù)字視頻廣播(DVB-T)和數(shù)字音頻廣播(DAB)。36正交頻分復(fù)用OFDM特點(diǎn)1、抗多徑干擾能力強(qiáng)。符號(hào)周期遠(yuǎn)大于反射波和直射波之間的時(shí)間間隔,則由反射波引起的符號(hào)間干擾對(duì)符號(hào)判決的影響就會(huì)大為降低。2、載波數(shù)量很大。各個(gè)載波上的信號(hào)頻譜是相互重疊的。3、必須保證各個(gè)載波在整個(gè)符號(hào)周期內(nèi)正交,以保證接收端正確解調(diào)。4、條件是各子載波間的最小間隔等于符號(hào)周期倒數(shù)的整數(shù)倍。為了實(shí)現(xiàn)最大頻譜效率,一般選取最小載波間隔為符號(hào)周期的倒數(shù)。5、采用快速離散傅立葉變換(FFT),實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)。37OFDM調(diào)制器原理框圖要傳送的數(shù)據(jù)流經(jīng)過串-并轉(zhuǎn)換后被分裂成K組數(shù)據(jù)流,分別對(duì)相應(yīng)數(shù)目的K個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制,調(diào)制時(shí)可采用QAM或PSK。調(diào)制后的各路信號(hào)混合在一起,實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。38OFDM頻譜實(shí)現(xiàn)正交的條件:各子載波間的最小間隔等于符號(hào)周期倒數(shù)的整數(shù)倍。為了實(shí)現(xiàn)最大頻譜效率,一般選取最小載波間隔為符號(hào)周期的倒數(shù)。頻譜特點(diǎn):雖然各個(gè)子載波上的頻譜互有重疊,但每個(gè)子載波均處于其它子載波的過零點(diǎn)位置,因此不會(huì)相互影響。3910.3地面電視廣播系統(tǒng)地面電視廣播:利用超短波進(jìn)行傳輸、覆蓋的一種廣播方式。10.3.1系統(tǒng)構(gòu)成在發(fā)送端,將電視信號(hào)經(jīng)專用傳輸線路由電視中心傳送到地面發(fā)射臺(tái),調(diào)制到射頻后由發(fā)射天線以空間電磁波的形式向周圍空間輻射;在接收端,空間電磁波經(jīng)接收天線變成感應(yīng)電流,并在接收機(jī)中進(jìn)行解調(diào),變成原始的視、音頻信號(hào)。41地面電視廣播系統(tǒng)的特點(diǎn)1、一個(gè)頻道帶寬為8MHz。2、使用超短波頻段廣播。甚高頻波段(VHF)的48~223MHz(有12個(gè)頻道)和特高頻波段(UHF)的470~960MHz(有56個(gè)頻道),共安排了68個(gè)模擬頻道。3、模擬電視廣播中,圖像采用殘留邊帶調(diào)幅(VSB-AM),伴音采用調(diào)頻(FM)。4、數(shù)字電視廣播中,采用OFDM或8-VSB調(diào)制方式。4210.3.3數(shù)字地面電視廣播

DVB-T系統(tǒng)發(fā)送端原理框圖(281)4310.4衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng):以衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)為主要傳輸方式的廣播系統(tǒng)。1、系統(tǒng)組成(P283)組成:廣播衛(wèi)星、上行地球站、地球接收站、測(cè)控站。廣播衛(wèi)星:在赤道上空的同步軌道上運(yùn)行的人造衛(wèi)星,也稱靜止衛(wèi)星。45衛(wèi)星電視廣播4610.5有線電視廣播系統(tǒng)有線電視CATV(CableTelevision)用射頻電纜、光纜、多路微波或及其組合來(lái)傳輸、分配和交換聲音、圖像及數(shù)據(jù)信號(hào)的電視系統(tǒng)。10.5.1、系統(tǒng)構(gòu)成

有線電視系統(tǒng)構(gòu)成原理框圖48有線電視系統(tǒng)的組成1、信號(hào)源部分:產(chǎn)生或接入系統(tǒng)所需的信號(hào)。包括傳統(tǒng)的廣播電視節(jié)目,多媒體信息和數(shù)據(jù)等。2、前端:對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換、交換、復(fù)用、調(diào)制、混合處理,并將各路處理過的信號(hào)轉(zhuǎn)換成一路寬帶復(fù)合信號(hào)送入傳輸系統(tǒng)。3、傳輸系統(tǒng):延續(xù)距離、擴(kuò)大系統(tǒng)覆蓋范圍。使用的傳輸媒介可以是射頻同軸電纜、光纜、微波或它們的組合,目前使用最多光纜和同軸電纜的混合網(wǎng)(HFC)。4、用戶分配網(wǎng):連接各個(gè)終端。通常使用同軸電纜作為傳輸媒介。5、終端:用戶端口。通過機(jī)頂盒連接到電視機(jī),收看到數(shù)字電視節(jié)目;通過電纜調(diào)制解調(diào)器(CableModem)與計(jì)算機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入、IP電話等信息查詢和雙向通信業(yè)務(wù)。49現(xiàn)代有線電視系統(tǒng)組成框圖50我國(guó)現(xiàn)有主要的CATV系統(tǒng)上限頻率 標(biāo)準(zhǔn)頻道 增補(bǔ)頻道 可傳套數(shù)(TV)300MHz DS-6~DS-12 Z-1~Z-16 23 450MHz DS-6~DS-12 Z-1~Z-35 42 550MHz DS-6~DS-22 Z-1~Z-37 54750MHz DS-6~DS-42 Z-1~Z-42 79862MHz DS-6~DS-56 Z-1~Z-42 9351頻率規(guī)劃圖525~65M:數(shù)據(jù)上行,87~108M:調(diào)頻(FM)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)111~223M:A頻段223~463M:B頻段,又分為B1、B2兩個(gè)頻段,463~470M:未用470~566M:C頻段,又分為C1、C2兩個(gè)頻段566~862M:D頻段862~958M:E頻段,待定上行通道UPPATH下行通道DOWNPATH56587108566111223463470862958RFMEDAB1B2C2C1f[MHz]有線數(shù)字電視下行頻道的五個(gè)頻段53頻段包括頻道頻率范圍(MHz)備注AZ-1~Z-7111~167Z-1禁用,Z-2~Z-4避用,Z-5~Z-6可能受固定通信業(yè)務(wù)干擾DS-6~DS-12167~223BZ

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