1、數位訊號電平和模擬信號電平的區別
模擬電視載波調製是VSB, 即殘留邊帶調製, 圖像內容是通過幅度調製來傳送的, 圖像內容是隨時變化的, 信道的功率不斷地變化, 所以模擬電視的信道功率取決於圖像內容, 模擬電視行/場同步脈衝電平相對穩定, 故我們把峰值電平作為判別模擬電視信號強弱的標準。
數位電視信號採用QAM 調製方式, 具有類似雙邊帶的特徵, 既對載波的振幅進行調製又對載波的相位進行調製, 又由於是平衡調幅, 抑制了載波, 因此一個數位電視頻道沒有所謂的圖像載波伴音載波。一個數字頻道的已調信號的能量是均勻分布在整個限定帶寬內的,信道功率相對穩定, 不隨內容隨機變化, 所以數位電視用有效帶寬內射頻或中頻信號的平均功率電平來表示本頻道的功率, 數位電視信號的平均功率電平也稱作信道功率, 這與模擬電視電平是完全不同的概念。
2、數位訊號電平的測量方法
根據數位電視信號的頻譜結構, QAM 數字頻道的電平是用被測量頻道信號的平均功率來表達的, 即數字頻道平均功率, 測量方法是對整個頻道掃描、抽樣,把每一個抽樣的功率值取平均, 然後在信道的帶寬內進行積分, 得到信道的平均功率, 這需專用的數位訊號測量儀器才能測量。
目前絕大多數中小有線運營商只有簡單的模擬信號測試手段, 在排除網絡故障時, 最常用的方法是測量信號電平, 但數位電視信號的數位訊號的功率不能用峰值功率測量來完成, 因為信道功率是和帶寬有關的,帶寬越寬, 信道的平均功率越高, 下面介紹一種用模擬場強儀估算數位訊號電平的方法。
在有線電視HFC 網絡中同時傳輸模擬電視信號和數位電視信號時, 一般是按照每一個電視信號頻帶的電平值相同的條件傳輸, 如果用一般的場強儀分別測量模擬信號和數位電視信號的電平值, 就會發現數位電視信號的電平值比模擬電視的電平值低十幾個dB, 這是由於模擬信號和數位訊號在特定帶寬內能量分布特點不同造成的。模擬信號電平值是在規定的帶寬( 300 kHz)內對模擬電視信號的載波用場強儀測量的結果, 因為這個帶寬內的載波集中了電視信號在頻道內的主要能量(超過98% ), 可以認為是載波的測量結果代表了信號在頻道內的電平值。模擬信號的峰值出現在載頻點, 而數位電視信號在頻譜上是看不出載頻點的, 所以對數位電視信號的測量類似於噪聲的測量。在模擬傳輸中載噪比的定義: C /N = 20 Ig(圖像載波電平有效值/噪聲電平均方根值(規定帶寬內) ), 均方根值的測量是與測量帶寬有關的。由此, 我們就可以理解模擬信號和數位電視信號在用模擬場強儀測量中所呈現的差異。因為模擬電視信號的能量集中在300 k的頻帶內(並且又集中在中心), 其頻譜能量集中圖形的峰值幅度很高, 而8 M帶寬數位電視信號的全部能量呈均勻分布的圖形, 分布在大約6. 4M 的頻帶內, 頻譜能量分散, 峰值幅度就比較低, 有效能量帶寬大約是模擬電視信號帶寬的20 倍, 換算近似為11~ 14 dB, 有一點誤差是場強儀的中頻掃描帶寬、中頻濾波器的波形係數、滾降率等造成的, 所以用模擬場強儀估測數位訊號電平時, 實際電平(功率)和顯示電平(功率)的簡單換算公式如下：
S = SO + 10 lg (RBW /B ) +K
式中: S——實際電平值;
SO ——場強儀顯示的電平值;
RBW ——等效中頻掃描帶寬, 即- 3 dB 信號帶寬, 一般取*00 kH z
(理論上, 數位電視信號的帶寬與QAM 調製的階數、符號率及滾降係數有關, 具體公式為: BW (實際頻譜帶寬) = F (符號率) * [ 1+ a(滾降係數) ]。我國採用歐洲標準, 8 MH z帶寬, 一般使用64 QAM 調製、6. 875MB aud的符號率, 滾降係數為0. 15。代入上面的公式, 得到實際信號頻譜帶寬為7. 906 25MH z。在這裡, - 3 dB 信號帶寬取6. 4 MH z。理論計算得出的數位電視信號的帶寬, 並不一定與實際的數位電視信號帶寬一致, 各品牌QAM 調製器的信號帶寬會略有差別。)
B—— 場強儀設定的分辨帶寬(以kH z為單位),一般為300 kH z。
K——修正係數, 此修正值對不同的儀器是不相同的, 一般為1. 7 dB。
代入上述各值: S = S0 + 10 lg ( *00 /300) + 1. 7= SO + 15
3、數位訊號電平的確定
在CATV 系統中, 一般數字頻道被安排在系統的高端頻率上, 而模擬頻道則安排在低端頻率上。當CATV 系統的輸入電平過高時, 系統的非線性失真指標( CSO、CTB ) 將會變差, 例如如果輸入電平提高1dB, 那麼CTB 將會變差2 dB, 這些失真產物將會落在數字頻道中, 使得數位訊號的誤碼率BER 變高, 從而影響數位電視的接收效果。在HFC 網中, 光設備的動態範圍遠比放大器小, 在一般的模擬信號傳輸系統中,如果加入數位訊號的傳輸將會使雷射器的激勵電平變高, 使得輸入雷射器的平均功率增加, 因而引起雷射器的削波, 其結果會導致BER 值迅速變高, 這樣一來導致數字解調器瞬間失去同步。數位訊號的失真會對模擬信號的C /N 值產生影響, 同時數位訊號又會受到CSO、CTB 及光設備的削波影響, 這樣數位訊號的設置就要在這兩者中折中考慮: ( 1)減少模擬頻道產生的幹擾; ( 2)增加數位訊號的抗幹擾性。測試結果表明,當數位訊號功率增加時, 它會對雷射器產生影響, 經驗告訴我們, 將64QAM 信號的電平設置低於模擬信號10 dB, 如果採用的是256QAM 的調製方式, 那麼可能需要提高電平值。
國家標準推薦, 在數字和模擬兼容傳輸的網絡中,數字頻道的電平比模擬頻道應當低10 dB, 其目的是減少數位訊號的非線性失真, 經過測量, 數位電視用戶收看數位電視的最低門限電平可達到35 dB。
關鍵字：數位訊號 電平 測試方法 編輯：什麼魚 引用地址：http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016082516910.html推薦閱讀
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