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模拟前端(AFE)

模拟前端处理的对象是信号源给出的模拟电视、模拟声音信号,其主要功能包括以下几个方面:

信号放大:当接收到的信号过于微弱,满足不了系统载噪比要求时,在前端要采用低噪声放大器进行放大,以提高载噪比。

频率变换:为了实现传输频道的某种配置,有时也为了避开某种干扰,前端需要对某些频道进行变换。例如,早期的有线电视系统基本上在VHF频段内传输信号,对于个别在UHF频段内播出的节目,可使用频道变换器,将其从UHF频段转换到VHF频段。另外,对于距离电视发射塔较近的地区,由于电视信号很强,用户的电视机会直接感应到强信号,该信号与有线电视前端接收下来的同一电视信号都会进入电视机,但两者存在时间差,将在电视机图像上形成不易消除的重影,因此,也需要将该频道信号转换成另一频道信号。

调制、解调:在接收卫星、微波信号时,需先对其进行解调,恢复视、音频信号,然后再将其调制为选定频道的射频信号;自办节目也需要经过调制后才能进入混合器;另外,一些开路信号也采用解调-调制的变换方式来进行处理。

邻频处理:有线电视系统采用邻频传输可以充分利用频谱资源,在有限的频带范围内尽可能多地传输节目,但同时也会造成邻频干扰问题。因此需要在前端采用各种技术措施来进行邻频处理,最大限度地消除邻频干扰。邻频处理主要包括声表面波滤波、锁相环路(PLL)频率合成技术、图像和伴音分通道处理、A/V比可调技术等,用来完成调制、解调、频率变换、混合等功能。

电平调整与控制:用于各频道的电平进行调整和控制,使频道内和频道间的电平波动不超过要求的范围。

混合:混合的目的是将所有处理后的信号复合在一起,以便用一条线路传输。

image:bk070814j-1.jpg

邻频传输系统的模拟前端构成

由图可见,卫星接收机将收到的信号以视、音频方式输出到调制器,调制到VHF、UHF或增补频道的某一设定频道,然后送入混合器。自办节目也输入到调制器进行调制。调制器的工作原理与模拟地面广播相同,先将视音频信号调制到中频,经过中频处理后再上变频到射频。地面VHF和UHF信号由天线接收后要经带通滤波器将带外信号滤除干净,然后进入信号处理器将频率变换到设定频道。频率变换的过程是先将信号下变频到中频,进行中频处理之后上变频到所需频率。调频广播信号经过带通滤波后送入FM信号处理器进行相应处理,然后送入混合器。导频信号发生器用于产生导频信号。在使用同轴电缆传输的传统有线电视系统中,信号的衰减量和幅频特性的斜率会随着温度的变化而变化。为了保持输出信号电平稳定,必须在干线放大器中进行自动增益控制(AGC)和自动斜率控制(ASC),以补偿温度变化的影响。为了给AGC和ASC电路提供参考信号,在有线电视前端专门产生一到二个固定频率的载波信号,此载波信号就是所谓的导频信号。导频信号同电视信号一起进入到干线传输系统,通过干线放大器放大,然后在放大器输出端被提取出来,经处理后对放大器增益特性和均衡特性进行自动控制,从而保证输出电平稳定。

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