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有线电视系统中的噪声干扰及抑制

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:993

一、噪声对有线电视系统的危害

有线电视系统是一个弱电传输系统。相对而言,它具有较高的灵敏度,很容易受外界或内部一些无规则信号的干扰。特别是噪声在有线电视系统中的干扰,是一个很重要的指标,因为它直接影响到终端接收机接收的图像效果。

有线电视系统在接收、频道变换、调制、放大信号时所应用的有源器件,直接产生和放大着噪声信号。如果放大器等有源器件没有噪声千扰的存在,则无论有用信号多么微小,总可以通过放大器放大倍数的提高来把它放大到我们所希望的大小。而实际上,放大器等有源器件的噪声干扰始终存在,若这些噪声信号的大小可以与有用信号相比较时,则在放大器的输出端有用信号将被噪声信号淹没,或者是噪声信号分量和有用信号分量很难分辨而阻碍了对有用信号的观察和测量。因此,噪声干扰在有线电视系统中的危害将成为一个严重问题。其最直接的危害是影响图像的质量。轻者满屏雪花,重者图像杂乱无章,甚至无法收看。

在双向传输的有线电视系统中,互动用户所用的回传有源器件及上行传输信号所用的有源器件产生和放大的噪声信号,将通过“漏斗效应”汇集到前端,又通过下行信号通道放大及叠加,将更加严重地影响终端收视效果。在数字有线电视互动操作时,将使系统传输的数码率降低,误码率增高,致使“信息高速公路”受堵。因此,抑制有线电视系统中的噪声干扰,将是一个非常重要的工作。

二、有线电视系统中的噪声源

所谓噪声,是指外来的和有线电视系统内部产生的紊乱的、时断时续的、随机的杂波信号。外部噪声源是指工业噪声干扰蒯如汽车点火装置,热合焊机,高频电炉所产生的噪声以及宇宙空间噪声和大气噪声等。直接的内部噪声源是在有线电视系统中使用的器件器材所产生的噪声,主要是器件电路中的电阻热噪声和三极管内部产生的噪声,实际上是杂乱的,无规则变化的电压和电流。下面我们来分别讨论各种电路中的噪声。

1.电阻的热噪声

任向电阻即使不与电源接通,在电路中它的两个端口仍有电压存在。这是由于导体中组成传导电流的自由电子无规则的热运动而产生的。这样瞬间向一个方向运动的电子可能比向另一个方向运动的电子数目多。这种电流流过电阻就会产生一个正比于电路电阻的电压。这个电压是由于电子无规热运动而产生的、随时间而变化的噪声电压(即热噪声电压),也即有线电视系统中的基础热噪声,它是固定存在的,与外部信号无关,只与无源器件的温度有关。

由于热噪声电压本身是一个非周期变化的时间函数,故它的频率范围很宽且与频带成比例增长。所以在有线电视系统中,宽频带放大器所受的噪声干扰比单频道放大器要大得多,这是宽带放大器灵敏度受限制的一个主要原因。放大器处处存在电阻,因而到处都会产生热噪声。但这些噪声对放大器的输出端所起的作用是不同的,其中各种放大器的输人电阻对输出端的噪声起着主要作用,因为它的噪声电压将会逐级放大。因此,各种宽带放大器的输人电阻必须要小,、才能将热噪声电压限制在一定的范围之内。

2:晶体三极管产生的噪声

当电流流过半导体三极管时,就要产生噪声,其主要来源有三种:‘热噪声。是由于载流子不规则热运动时通过三极管内部的体电阻时产生的。b.散粒噪声。通过三极管发射结注人到基区的载流子数目,在各瞬间均不一样,从而引发了发射极电流或集电极电流有一个无规则的波动,这样的波动就产生了散粒噪声。如果放大器负载为rlr在rl两端就要产生一个ilxrl的散粒噪声电压.c.颤动噪声。三极管产生颤动噪声的机理目前还没有十分弄清,可以设想为载流子在晶体管表面的产生和复合引发的。因而,与半导体材料及制造工艺水平有一定的关系。颤动噪声与频率成反比,故也称为1脚桑声。在有线电视系统中,低频端将比高频端所受颤动噪声影响大。

以上三种噪声在有线电视系统中也分别称为散弹噪声、分配噪声和闪烁噪声。在有线电视系统中,不仅有放大器等有源器件,还有电缆、滤波器、混合器、衰减器、场衡器等无源器件•,它们也会产生噪声,在研究噪声时,要将所有的噪源产生的噪声进行叠加为总噪声来加以探讨。

三、系统中噪声的表述和计量

在有线电视系统中,噪声的表述及大小分别用噪声系数、载噪比、信噪比等物理概念来表述和计量。

1.噪声系数f。通常用噪声系数f来衡量噪声的大小。纂表达式是:f二输人端信号噪声比/输出端信号噪声比。在有线电视系统中,放大器不仅把输人端的噪声信号放大,而且放大器本身也存在着噪声。故输出端的信号噪声比必然小于输人端的信号噪声比。放大器本身噪声越大,输出端信号噪声比就越小于输人端,噪声系数f就越大。

2.信噪比s/n。即噪声干扰波对电视图像的损伤程度。用视频信号与噪声干扰信号之比来表述。信噪比是在电视接收中经过检波转换为视频信号才出现的。因此,该项指标主要是用收视

一、噪声对有线电视系统的危害

有线电视系统是一个弱电传输系统。相对而言,它具有较高的灵敏度,很容易受外界或内部一些无规则信号的干扰。特别是噪声在有线电视系统中的干扰,是一个很重要的指标,因为它直接影响到终端接收机接收的图像效果。

有线电视系统在接收、频道变换、调制、放大信号时所应用的有源器件,直接产生和放大着噪声信号。如果放大器等有源器件没有噪声千扰的存在,则无论有用信号多么微小,总可以通过放大器放大倍数的提高来把它放大到我们所希望的大小。而实际上,放大器等有源器件的噪声干扰始终存在,若这些噪声信号的大小可以与有用信号相比较时,则在放大器的输出端有用信号将被噪声信号淹没,或者是噪声信号分量和有用信号分量很难分辨而阻碍了对有用信号的观察和测量。因此,噪声干扰在有线电视系统中的危害将成为一个严重问题。其最直接的危害是影响图像的质量。轻者满屏雪花,重者图像杂乱无章,甚至无法收看。

在双向传输的有线电视系统中,互动用户所用的回传有源器件及上行传输信号所用的有源器件产生和放大的噪声信号,将通过“漏斗效应”汇集到前端,又通过下行信号通道放大及叠加,将更加严重地影响终端收视效果。在数字有线电视互动操作时,将使系统传输的数码率降低,误码率增高,致使“信息高速公路”受堵。因此,抑制有线电视系统中的噪声干扰,将是一个非常重要的工作。

二、有线电视系统中的噪声源

所谓噪声,是指外来的和有线电视系统内部产生的紊乱的、时断时续的、随机的杂波信号。外部噪声源是指工业噪声干扰蒯如汽车点火装置,热合焊机,高频电炉所产生的噪声以及宇宙空间噪声和大气噪声等。直接的内部噪声源是在有线电视系统中使用的器件器材所产生的噪声,主要是器件电路中的电阻热噪声和三极管内部产生的噪声,实际上是杂乱的,无规则变化的电压和电流。下面我们来分别讨论各种电路中的噪声。

1.电阻的热噪声

任向电阻即使不与电源接通,在电路中它的两个端口仍有电压存在。这是由于导体中组成传导电流的自由电子无规则的热运动而产生的。这样瞬间向一个方向运动的电子可能比向另一个方向运动的电子数目多。这种电流流过电阻就会产生一个正比于电路电阻的电压。这个电压是由于电子无规热运动而产生的、随时间而变化的噪声电压(即热噪声电压),也即有线电视系统中的基础热噪声,它是固定存在的,与外部信号无关,只与无源器件的温度有关。

由于热噪声电压本身是一个非周期变化的时间函数,故它的频率范围很宽且与频带成比例增长。所以在有线电视系统中,宽频带放大器所受的噪声干扰比单频道放大器要大得多,这是宽带放大器灵敏度受限制的一个主要原因。放大器处处存在电阻,因而到处都会产生热噪声。但这些噪声对放大器的输出端所起的作用是不同的,其中各种放大器的输人电阻对输出端的噪声起着主要作用,因为它的噪声电压将会逐级放大。因此,各种宽带放大器的输人电阻必须要小,、才能将热噪声电压限制在一定的范围之内。

2:晶体三极管产生的噪声

当电流流过半导体三极管时,就要产生噪声,其主要来源有三种:‘热噪声。是由于载流子不规则热运动时通过三极管内部的体电阻时产生的。b.散粒噪声。通过三极管发射结注人到基区的载流子数目,在各瞬间均不一样,从而引发了发射极电流或集电极电流有一个无规则的波动,这样的波动就产生了散粒噪声。如果放大器负载为rlr在rl两端就要产生一个ilxrl的散粒噪声电压.c.颤动噪声。三极管产生颤动噪声的机理目前还没有十分弄清,可以设想为载流子在晶体管表面的产生和复合引发的。因而,与半导体材料及制造工艺水平有一定的关系。颤动噪声与频率成反比,故也称为1脚桑声。在有线电视系统中,低频端将比高频端所受颤动噪声影响大。

以上三种噪声在有线电视系统中也分别称为散弹噪声、分配噪声和闪烁噪声。在有线电视系统中,不仅有放大器等有源器件,还有电缆、滤波器、混合器、衰减器、场衡器等无源器件•,它们也会产生噪声,在研究噪声时,要将所有的噪源产生的噪声进行叠加为总噪声来加以探讨。

三、系统中噪声的表述和计量

在有线电视系统中,噪声的表述及大小分别用噪声系数、载噪比、信噪比等物理概念来表述和计量。

1.噪声系数f。通常用噪声系数f来衡量噪声的大小。纂表达式是:f二输人端信号噪声比/输出端信号噪声比。在有线电视系统中,放大器不仅把输人端的噪声信号放大,而且放大器本身也存在着噪声。故输出端的信号噪声比必然小于输人端的信号噪声比。放大器本身噪声越大,输出端信号噪声比就越小于输人端,噪声系数f就越大。

2.信噪比s/n。即噪声干扰波对电视图像的损伤程度。用视频信号与噪声干扰信号之比来表述。信噪比是在电视接收中经过检波转换为视频信号才出现的。因此,该项指标主要是用收视

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