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探究分配器形成及原理

发布时间:2024-05-01 11:32:45 人气:562

       分配器是有线电视传输系统中分配网络里最常用的部件,是用来分配信号的部件。它的功能是将一路输入信号均等地分成几路输出,即每个输出口的衰减值一样大。分配器同分支器一样也是一种无源器件,可应用于前端、干线、支干线和分配网络。分配器由输入端IN和输出端OUT构成。

 1.分配器的分类

       根据输出的路数,通常有二分配器、三分配器、四分配器、六分配器等,图形符号如图7-1所示所示。分配器的基本类型是二、三、四分配器,凡是多于四个输出端口的分配器,实际都是由基本型分配器组合而成,如六分配器就是一个二分配器和两个三分配器的组合,九分配器就是四个三分配器的组合,仅仅是将这些基本器材组装到了一个外壳中而已,这种方式的分配器,只适合用于有线电视机房等需要对信号集中分配的场所,而不适用于楼层及分散用户的信号分配,在这些场合,还是以采用基本型的分支器和分配器最为妥当。

7-1.png

                            图7-1 分配器图形符号

       根据工作频率范围,通常有全频道型、5~550MHz、5~750MHz带宽型和1GHz宽带型。

       根据使用环境,通常有室内和野外防水型,馈电型(也称过流型或过电型)和普通型。

        根据盒体结构,通常有塑料型、金属型、压铸型、密封防水型、明装与暗装(通常是二分配板)等。

2.分配器主要技术指标

       在系统中总希望接入分配器损耗越小越好。分配损失Lp的多少和分配路数n的多少有关,在理想情况下Lp=10Lgn,当n=2时为二分配器分配损失为3dBm。实际上除了等分信号的损失外,还有一部分是由于分配器本身有衰减,所以总比计算值要大。如在50~750MHz时二分配器分配损失工程上常取值3.5dBm,四分配器损失常取值8dBm

        相互隔离:相互隔离也称分配隔离。是指在分配器的某一个输出端加入一个信号,该信号电平与其他输出端该信号电平之差即是相互隔离,一般要求分配器输出端隔离度大于20dBm以上。相互隔离越大,表示分配器各输出端之间的相互干扰越小。

        频率范围:分配器使用在整个有线电视网中,因此应具有宽带的频率特性。

输入/输出阻抗:有线电视网中的射频各种接口阻抗均应为75Ω。以实际阻抗匹配,因此分配器输入端及输出端阻抗均应为75Ω。

       反射损耗:是指负载直接接在信号源上所得到的功率和由于分配器匹配不好引起的反射功率之比,用dB表示。反射损耗反映的是分配器输入阻抗偏离标称值的程度。

       驻波比:全称为电压驻波比。驻波比是反射信号功率分贝之差,用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果驻波比=1,则表示发射传输给天线的电波没有任何反射,全部发射出去,这是最理想的情况。如果驻波经>1,则表示有一部分电波被反射回来,最终变成热量,使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压,有可能损坏发射台。如果驻波比太大,则传输信号就会在分配器的输入端或输出产生反射,对图像质量产生不良影响,如重影等。

3.分配器的工作原理

      分配器的工作原理如图7-2所示。分配器通常由匹配电路、分配电路和隔离元件组成。

7.2.png

                                 图7-2 分配器工作原理图

      以二分配器为例(四、六、九分配可由二、三分配器扩展而成):B1为阻抗变换,B2为功率分配器,R为隔离电阻,C为平衡电容。我们倒过来先看B2,B2是一个分配变压器,它是根据传输线原理用两根导线在环形磁芯上并绕数圈,将一根的尾和另一根的头相接作为中心抽头。从中心电路是对称的,所以这两个输出信号功率相等,相位也相等。两个输出端都接75Ω负载,中心抽头的阻抗为75Ω/2Ω,即37.5Ω。B1是阻抗变换变压器,也在环形磁心上绕成,输入端到地与抽头到地的匝数比是1.414:1,阻抗比是2:1,如前所说抽头负载是37.5Ω,输入端则是75Ω。由于结构上的原因,匝数比不可能正好是1.414:1,因此输入端阻抗只能近似为75Ω。电阻的作用是使得两个输出端相互隔离,如果输出1端上入信号,信号经B2流向B1,同时输出2端上感应出一个反向电流,但通过R有一和输出1同相的电流流向输出2,只要R的阻值为负载的两倍,这两个电流大小相等方向相反,正好抵消。也就是说,任何一个输出端上送入的信号不会从另一输出端输出,只能流向输入端。电容C的作用是补偿B1、B2间连续的电感,保证频率特性。

       输入端送入的信号等分别到两个输出端,每个输出端上得到一半功率,即3dB的损耗,实际上加上导线和磁芯的损耗,总的损耗约4dB。两个输出端再各接一个二分配器,就成了四分配器,损耗为8dB。四分配器的其中两个输出端再各接一个二分配器,又成了六分配器,六分配器有两个输出端的损耗为8dB,其余四个输出端损耗为12dB。

     根据传输线的原理,B1、B2线圈的展开长度应远小于波长,否则高频频响不好。展开长度短了圈数必然减少,电感量也必然减小,导致低频频响变坏,因此要求磁芯的磁导率要高,高频损耗要小,只有这样才能保证分配器的带宽。


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