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1農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸優(yōu)勢

農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸?shù)膬?yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）成本低：采用共纜傳輸?shù)脑O計方式，布線較少，成本較低，視頻與音頻信號可經(jīng)同一電纜傳播，電纜用量可顯著減少，維護難度也將有所降低。（2）圖像清晰度高：共纜傳輸要求借助頻分復用技術而實現(xiàn)，目前，我國對該技術的應用已較為成熟，因此，廣播以及電視信號的頻譜特性均不會受影響，圖像以及音頻清晰度能夠得到保證[1]。（3）抗干擾能力強：共纜傳輸技術，布線方式以樹型結構為主，高頻段部分，干擾信號少，干擾強度小。發(fā)生干擾后，信號載波頻點可立即對其進行躲避，用戶觀看電視以及收聽廣播的連續(xù)性較強。

2農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸技術

2.1頻分復用技術。頻分復用技術，為農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸技術的一種。該技術要求將多個相互獨立的信號相互合并，使其處于同一信道。以調頻廣播為例：農村調頻廣播所接收以及傳輸?shù)男盘?，以音頻信號為主，頻率范圍為300~3400Hz[2]。應用頻分復用技術后，各信號的頻譜，均可被調制至不同頻段，繼而相互合并，實現(xiàn)傳輸。待達到接收端后，各信號可相互分離。頻分復用技術的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在頻帶利用率高。將該技術應用到農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸改革過程中，能夠有效減少電纜的使用量，使成本得以降低。此外，因信道所提供的寬帶相對較寬，因此，信息的傳輸質量及速率同樣能夠得到保證。對共纜傳輸方案進行設計的過程中，有關人員可利用該技術，通過單邊帶調制的方式對信號的傳輸途徑進行調整，提高信號傳輸質量。2.2調制解調技術。雙規(guī)雙邊帶調幅（AmplitudeModulation，AM）技術，可對高頻正弦波幅度進行控制，使其能夠與信號的變化規(guī)律一致[3]。已被調制的信號，時域與頻域均可發(fā)生一定的變化，三者之間的關系可采用以下模型表達：Sm（t）=[m（t）cosWct]×h（t）上述模型中，m（t）代表調制信號，Sm（t）代表已經(jīng)調制的信號，h（t）代表沖激響應。通過上述模型可以看出，調制信號的幅度，可隨信號的變化而發(fā)生一定的變化。上述變化，往往具有線性規(guī)律。以該技術為基礎，對農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸方案進行設計，能夠使信號的調制與解調水平得以提升，使不同信號的共纜傳輸成為可能。2.3總線技術。在農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸方案中，總線技術的功能主要在于對單片機進行控制，從而實現(xiàn)對調制器與解調器的控制。本課題所設計的共纜傳輸方案，總線由數(shù)據(jù)線SDA與時鐘SCL構成，為串行總線。有線電視及調頻廣播運行的過程中，總線可實時對數(shù)據(jù)進行發(fā)送與接收，使信號的傳輸效率得以提升。共纜傳輸系統(tǒng)中，CPU與總線之間可相互連接，總線與總線之間，可雙向發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)及信號傳輸?shù)倪^程中，總線中的主控器以及發(fā)送器可共同發(fā)揮功能，實現(xiàn)對信號的處理。為確保信號傳輸?shù)刂氛_，系統(tǒng)CPU可借助地址碼完成選址的過程。本控制線路共包括3條，均分布于同一總線中，但相互獨立、無干擾，有線電視以及調頻廣播可相互獨立使用。

3農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸方案的設計與實現(xiàn)

3.1系統(tǒng)構成?！肮怖|”指“共用電纜”，要求利用同軸電纜寬帶的特性，結合頻分復用技術，將電視與廣播信號調制至不同頻率的載波中，繼而借助信號耦合器，對多信號復用至同一寬頻同軸電纜中，使兩類信號可經(jīng)同一電纜傳輸。通常情況下，農村有線電視每一套電視節(jié)目所占頻率資源，均處于8MHz左右。假設電視節(jié)目共30套，則電纜頻率范圍需達30×8=240MHz方可滿足居民收看電視的需求。為達到上述目的，本課題設置了共纜傳輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)由“調制器”“解調器”“混合器”“高頻電纜線”等部分構成。各部分中，調制器功能在于利用調制芯片，對電視與廣播信號進行調制。解調器功能，在于對信號進行重新分配?；旌掀骺蓪V播與電視信號混合至同一電纜中，高頻電纜線則負責對信號進行傳輸。3.2軟件設計。通信軟件為農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸系統(tǒng)的主要軟件類型，功能在于為信號的傳輸提供通路。本系統(tǒng)傳輸及接收的信號，包括“開始信號”“結束信號”“應答信號”3種。對后者進行設計時，應將數(shù)據(jù)控制在8bit以上。數(shù)據(jù)發(fā)送后，CPU可向控制單元發(fā)送一信號，而控制單元則可于接收數(shù)據(jù)后，向CPU發(fā)出應答信號。此時，CPU將根據(jù)應答信號，對系統(tǒng)的通信狀況進行判斷。如未收到信號，則表明系統(tǒng)信號傳輸存在故障。本系統(tǒng)的信號，由主控器發(fā)起。通信啟動后，信號以S代表，通信結束時，信號以P代表。經(jīng)系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，無字節(jié)限制。啟動信號發(fā)出后，地址字節(jié)將隨之發(fā)出。采用上述方法對共纜傳輸系統(tǒng)軟件進行設計，能夠有效提高廣播及電視信號的傳輸效率。3.3硬件設計。3.3.1調制器設計。本課題所設計的農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸系統(tǒng)，調制器由調制芯片、單片機、放大器、濾波器等構成。系統(tǒng)運行的過程中，有線電視的視頻信號，將經(jīng)攝像頭采集，并隨之進入調制芯片中。而高頻廣播信號，則可將音頻硬件采集，同樣進入調制芯片。調制器的芯片，可受微控制單元（MicrocontrollerUnit，MCU）智能化控制而發(fā)揮功能。當兩種信號進入后，MCU可立即對頻道數(shù)值進行讀取，并對調制芯片的分頻比進行調整，繼而通過總線，將調整命令發(fā)送至調制芯片。接受命令后，調制芯片可立即對廣播與電視信號進行分頻，將視頻與音頻信號與混合電路進行阻抗匹配，并使兩者在相互獨立的情況下，經(jīng)同一電纜傳輸至接收端。采用上述方法設計調制器，可使有線電視與調頻廣播信號相互分離，避免出現(xiàn)干擾。3.3.2解調器設計。本課題所設計的農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸系統(tǒng)，解調器由解調芯片、模擬開關、控制芯片等構成。經(jīng)共纜傳輸?shù)碾娨曅盘柵c廣播信號，經(jīng)調制器發(fā)出后，可進入分配器，形成2路射頻信號，繼而進入至解調芯片中。此時，解調芯片將發(fā)揮功能，對信號進行解調，使其分別以視頻及音頻的形式被發(fā)送至信號接收端，使用戶達到收看電視、收聽廣播的目的。解調器中，控制芯片的功能最為重要。設計過程中，有關人員應通過串行總線的方式，對該芯片進行控制。此外，還需對外圍電路進行擴展，使芯片的功能能夠滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆檫_到上述目的，本課題設計了C8051F340MCU控制芯片，該芯片為混合信號片上系統(tǒng)型MCU，具有完全集成的優(yōu)勢，應用價值顯著。3.4系統(tǒng)性能測試。3.4.1調制器性能測試。農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸系統(tǒng)中，調制器的性能決定著信號的傳輸質量。為改善居民收看電視以及收聽廣播的體驗，對其性能進行測試較為重要。本課題測試的過程中所用的調制器，最大輸出電平為112dB，微分增益＜5%、載波頻率準確率＜5%。調制器性能測試的流程如下：（1）對有線電視以及調頻廣播的信號發(fā)生器進行測試，使其輸出信號。（2）對調制器的可調衰減器進行調節(jié)，當電平輸出達到112dB時停止調整。（3）對載波頻率進行調整。通過對測試結果的觀察發(fā)現(xiàn)，當載波頻率為49.75MHz時，電視圖像與廣播載頻的準確率為49.75MHz。當載波頻率為120.62MHz時，電視圖像與廣播載頻的準確率為120.5941MHz。隨著載波頻率的升高，準確率有所下降，但仍能夠滿足系統(tǒng)對調制器性能的要求。3.4.2解調器性能測試。農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸系統(tǒng)中，解調器的功能主要在于輸出原始信號。本課題測試的過程中所用的解調器，最大輸出電平為74±4dB，微分增益＜10%、載波頻率準確率＜10%。性能測試的流程如下：（1）對信號發(fā)生器進行調整，使廣播與電視信號能夠輸出。（2）對調制器的圖像調制度進行調整，使其達到87.5%。（3）借助視頻分析儀，對輸出電平的參數(shù)進行測試。（4）對載波頻率進行調整。通過對測試結果的觀察發(fā)現(xiàn)，當載波頻率為49.75MHz時，視頻與音頻的信噪比為44.6dB。當載波頻率為120.62MHz時，視頻與音頻的信噪比為44.5dB。隨著載波頻率的升高，信噪比下降，但對解調器性能基本無影響。

4結語

本課題所設計的農村有線電視與調頻廣播共纜傳輸方案，能夠滿足居民收看電視及收聽廣播的需求，圖像質量高、數(shù)據(jù)傳輸速率達標、干擾小，應用價值顯著。未來，建議有關領域將上述共纜傳輸方案推廣應用到農村有線電視與調頻廣播的設計中，降低設計成本，提高設計水平，使農村居民的生活質量得以進一步提升。

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[3]王超.有線電視環(huán)網(wǎng)的思考和建設—以鹽都廣播電視網(wǎng)絡信息有限公司為例[J].電腦知識與技術，2015（25）：7-8.

作者:金晶 單位:雅溪文化廣播電視中心站