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弱电广播电视信号的失真原因

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-04-19  浏览次数:349
 信号的失真可分两类:线性失真和非线性失真。这是两类性质不同的失真,如果信号的失真与系统输入信号的幅度无关,而是由传输通道特性形成的,这时系统产生的失真称为线性失真。


为进一步说明,以UU分别表示系统的输入信号和输出信号(包含信号幅度和相位),则二者有着如下的关系:U = KU,式中K称为传输系数,它可以是频率(或时间)的函数,但不是U的函数,即KU无关。这样,上式不存在二次项和更高次项。输出信号与输入信号相比,输出信号的幅度和相位随频率的分布会有些变化,但却不会出现新的频率成分。我们把系统输出信号中是否产生了新的频谱成分,作为区分线性失真与非线性失真的重要标志(并非唯一的标志)


线性失真是由系统中电抗元件(LC)而引起的,双向传输交互网中,用户端的频段滤波分路器就有电抗元件,这些电抗元件对信号的作用与信号频率有关,使信号的幅度或相位随频率而变,从而引起输出信号振幅频率特性和相位频率特性的失真。

系统的振幅频率特性,又称系统的频率响应特性,简称频响、和相位频率特性(在时域波形中,则表现为视频信号中的色度/亮度时延差)的失真,都属于线性失真。

非线性失真是由于信号通过放大器之类的非线性元件,不仅使各分量的幅度和相位发生

变化,而且产生新的频率成分,对有用的信号进行干扰。在有线电视系统中,高频传输通道内存在的交调、互调、复合三次差拍等非线性失真,对系统质量产生极大的影响。


可以证明,当有N个频道经过放大器(非线性元件)时,会产生N个三次谐波项, 2NN-1)个三次互调(IM)分量项,NN-1)个交调(CM)分量项,2/3NN-1)(N-2)个三次差拍项。

随着频道数的增多,三次差拍项增加得最快,落入有用频道的干扰项也增加得很快。这就是通常考虑网络的非线性指标时,主要就看三次差拍失真指标是否合格的原因所在。

32表明了在不同的系统中,三次非线性失真最严重的频道内,非线性失真的分布情况。

32

系统频道数

失真最严重频道

图像载频(MHz

三次谐波

三次互调

三次差拍

交调

12

CH 9

192.25

1

3

29

11

28

Z 7

160.25

0

17

198

27

47

CH 11

208.25

0

31

781

46

59

Ch 12

216.25

0

45

1281

58

三次差拍失真也是互调失真。互调失真的大小与放大模块的输出电平高低有直接关系。互调失真表现为在电视画面上有网纹干扰,严重时会把图像淹没。

交扰调制干扰(失真)虽然不是产生新的频率所致,但它也是系统或器件的非线性造成的。它是某个信号的调制成分在有用的载波上产生的无用调制;它是在原来的频道中窜入了别的图像信号,比如窜入A频道的有BC频道的图像、窜入B频道的有AC频道的图像,它们是相互干扰的,即当有N个频道,对于任何一频道都会有(N1)个频道的图像串入,而且窜入的图像极性是相反的,即黑色变为白色,白色变为黑色。由于不同频道的信号是不同步的,因此表现为在一幅图像的背景里有另外图像在缓慢移动,即通常称为类似“雨刷状”的干扰。

造成交扰调制干扰的内在原因是系统的非线性,但是它与输入放大模块的相邻频道信号的电平值是否接近有密切的关系。从数学分析和工程实际可知:如果有相邻AB两个频道,当B频道的电平高,A频道的载波交扰调制比就变坏,而B频道的电平低,A频道就变好。所以,电平高的频道一般要窜入电平低的频道,而电平低的频道窜入电平高的频道相对比较少。为了对每个频道都具有相同的指标,所以各相邻频道的电平原则上都应该相等。

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