電視信號(hào)傳輸中載噪比的測(cè)量

崔麗華　李曉峰

（[1]陜西廣電網(wǎng)絡(luò)咸陽分公司長(zhǎng)武支公司 陜西·咸陽 712000；

[2]陜西廣電網(wǎng)絡(luò)咸陽分公司 陜西·咸陽 712000）

摘 要：無論是模擬電視信號(hào)還是數(shù)字電視信號(hào)，載噪比都是衡量信號(hào)質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。主要描述在電視傳輸中載噪比的測(cè)試方法。

關(guān)鍵詞：電視信號(hào) 頻譜分析儀 載噪比（C/N）

中圖分類號(hào)：TN943.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）006-100-02

在電視信號(hào)的采集、調(diào)制、放大、傳輸過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生“噪聲”（代號(hào)N，英文Noise的第一個(gè)字母），隨著放大級(jí)數(shù)的增加，噪聲會(huì)逐步增大。噪聲就像魚缸水中的泥沙，會(huì)使清晰度降低，模擬信號(hào)下會(huì)在電視畫面上出現(xiàn)雪花點(diǎn)，數(shù)字信號(hào)下則會(huì)出現(xiàn)馬賽克。本文主要描述用頻譜分析儀測(cè)試載噪比的方法。

1 CATV載噪比（C/N）的定義

載噪比：表示高頻載波與噪聲的相對(duì)強(qiáng)度，是恒量射頻信號(hào)通道傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是反映音、視頻信號(hào)經(jīng)過傳輸解調(diào)后的信號(hào)質(zhì)量。用C/N表示。在有線電視系統(tǒng)中，C/N數(shù)值愈大，說明載噪比愈高，電視畫面清晰度愈好。根據(jù)技術(shù)規(guī)范，全系統(tǒng)的載噪比C/N≥43dB。

C/N= Pc/（Pn+∑Pnn）

式中：Pc：系統(tǒng)輸入信號(hào)功率

Pn：系統(tǒng)輸入噪聲功率

∑Pnn：整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲等效折合到輸入的噪聲功率總和。用分貝表示則為：（C/N）dB=10lg Pc-10lg （Pn+∑Pnn）

按照功率疊加原則，假設(shè)各個(gè)分系統(tǒng)的載噪比為CN1，CN2...Cni，則系統(tǒng)總的載噪比為：1/（C/N）=1/（C/N）1+1/（C/N）2+...1/（C/N）i

2 使用頻譜分析儀測(cè)量步驟

（1）測(cè)量方框圖如圖1所示。

圖1 C/N比測(cè)試方框圖

（2）調(diào)整分析儀找到被測(cè)的圖像載波，并置于屏幕的正中心。

（3）調(diào)整頻譜分析儀使其處于如下狀態(tài)，并同時(shí)測(cè)量圖像載波電平。

中頻分辨率帶寬：300kHz；

視頻濾波器帶寬：300kHz最小；

對(duì)數(shù)標(biāo)度：2dB/div；

掃頻寬度：1MHz/div；

掃描時(shí)間：自動(dòng)。

（4）微調(diào)分析儀，使圖像載波位于顯示屏的正中心。

（5）調(diào)整基準(zhǔn)電平控制使圖像載波峰位于分析儀的頂刻度線下，此時(shí)的基準(zhǔn)電平就是圖像載波電平值，并記為A。

（6）測(cè)量噪聲，調(diào)整分析儀并保持其處于如下狀態(tài)：

中頻分辨率帶寬：30kHz（寬帶也可以用）；

視頻濾波器帶寬：100Hz（≤300Hz）；

對(duì)數(shù)標(biāo)度：10dB/div；

掃頻寬度：1MHz/div；

掃描時(shí)間：自動(dòng)。

（7）調(diào)整分析儀使被測(cè)的噪聲位于屏幕的中央位置。

測(cè)到的噪聲電平記為B：

（C/N）=A-B （1） 未修正

近來有些頻譜分析儀智能化程度比較高，可以自動(dòng)進(jìn)行計(jì)量和修正某些或全部結(jié)果，詳細(xì)情況應(yīng)查詢儀器使用說明書，測(cè)試起來更為方便。

3 C/N比計(jì)算

圖2 修正系數(shù)C4曲線

用以上測(cè)量的結(jié)果減去下面的修正系數(shù)：

（1）應(yīng)按以下方式計(jì)算帶寬修正系數(shù)：

B1

C1=lolg ---

B2

式中：B1-規(guī)定的噪聲帶寬（對(duì)于PAL-D為5.75MHz）

B2-測(cè)量?jī)x器的中頻分辨帶寬

（2）對(duì)數(shù)檢波瑞利（Rayieigh）噪聲：C2=+2.5dB。

（3）C3為中頻等效噪聲帶寬差異修正系數(shù)，如中頻帶寬是下降3dB處的帶寬時(shí)，則C3=-0.53dB。

（4）C4為被測(cè)噪聲與頻譜分析儀底噪聲相差小于10dB時(shí)的修正系數(shù)，C4可從圖2修正曲線上查出。

（5）載噪比修正按下式計(jì)算：

C/N=（C/N）未修正-（C1+C2+C3+C4）

對(duì)于CATV 300MHz系統(tǒng)至少應(yīng)測(cè)量6個(gè)頻道，450MHz系統(tǒng)應(yīng)測(cè)7個(gè)頻道，550MHz系統(tǒng)應(yīng)測(cè)8個(gè)頻道。其中應(yīng)包括系統(tǒng)最高和最底頻道。

4 實(shí)例舉例

采用頻譜儀測(cè)量結(jié)果如圖3所示。

圖3 采用頻譜儀測(cè)C/N比特性曲線

由圖3可見圖像載波電平C=-30dBm，噪聲電平N=-90dBm

即：N =（Nsys+Na）=-90dBm，由圖可見Nsys-Na=5dB，通過這個(gè)差值可在修正曲線上找到修正量C4 為1.7dB，所以系統(tǒng)噪聲應(yīng)為：

Nsys = N - Nc= -90 dBm - 1.7dB= -91.75dBm

帶寬修正系數(shù)C1計(jì)算如下（IF=300KHz）：

5.75MHz 5.75MHz

C1 = lolg--------- = lolg--------- =12.8dB

300KHz 0.3MHz

因此，5.75MHz 帶寬內(nèi)的噪聲如下：

Nsys-12.8dB = -91.7dBm + 12.8dB= -78.9 dBm

縱向標(biāo)度為對(duì)數(shù)，修正系數(shù)C2為-2.5dB；修正系數(shù)C3為+1dB，最終的噪聲應(yīng)是：

N=-78.9+2.5+1.0 = -75.4dB

經(jīng)過上述修正。最終的載噪比C/N是：

C/N = -30dBm-（-75.4dBm）= 45.4dBm

由此可以看出，用普通的頻譜分析儀測(cè)載噪比時(shí)，結(jié)果并不是顯示屏上顯示的60dB，而是45.4dB。有的頻譜分析儀能自動(dòng)進(jìn)行上述修正，但是應(yīng)注意帶寬。

5 結(jié)束語

測(cè)試載噪比除過頻譜分析儀外還可采用選頻電壓表和場(chǎng)強(qiáng)儀，具體采用哪一種設(shè)備要根據(jù)使用環(huán)境和精度要求來決定。