CATV干线放大器的工作原理分析

发布时间:2019/4/25 11:06:37     来源:万胜电子

在有线电视RF射频信号传输/分配系统中,为了补偿线路损耗和降低系统噪声,需要正确地使用CATV干线放大器。目前广泛使用的干线放大器采用的是飞利浦588/788系列放大模块。本文通过分析干放的结构及基本工作原理,希望对同行维修和调试工作有所补益。

  一、干线放大器基本构成与原理,
  
  1.整体布局
  
  干线放大器一般采用铸铝全金属屏蔽外壳,它具有一个RF射频输入口,两个RF射频输出口(阻抗均为75Ω)。配有三个防雨高频连接F头,另外一个螺纹接口用于外接220V市电。其内部方框图见图1。采用60V‘交流集中供电时,此口用专用螺纹金属堵头封死不用。壳内上半部为高频放大区,左下部安装电源变压器,右下部为桥式整流和稳膻线路分布区。高频参考地为底座上边沿。电源地在稳压块连接凸台处。盒盖密封时,屏蔽网橡胶线接点应选在电源地处,外壳内部分布图见图2。

  2.EQ均衡器
  
  均衡器为干放之关键线路。常采用SJ-B 75Ω 200dB可调衰减器。

  它三而围有金属片支架(见图3),其背面有一铜铆钉,为衰减器内部接地处。即衰减器高频主地。均衡器电原理罔见图4。为了展宽频带,可用三回路并联谐振回路实现(如图5所示)。为了减小分布电容,应将并联谐振回路接在中点,回路的高频地喧靠近上边沿(单面板时),见图6。

  平衡变压器B有两种绕法,见图7,(a)绕法不易安装。另外带宽有限;(b)绕法易安装,带宽也很宽。磁芯型号为TSK6.5×3×3×1.5,材料为R2K。

  3.ATT可调衰减器
  
  应注意SJ-B 75Ω 200dB外金属壳中点应面向上边沿高频地。它与EQ线路相结合,可灵活解决电平平坦问题。

  4.温度补偿电路
  
  单面板550C采用无源热敏电阻温补电路,如图8。也可用四脚直通插头跳过该线路。双面板750B采用PIN二极管V99和LM358运放的自动温度补偿线路,见图9。

  5.放大模块
  为了散热。模块底面涂有散热硅脂。放大模块在单面板上安装时,应使用眺线使高频良好接地。因模块输入输出均处于零电平,故可不用电容隔离,直接用跳线代替。跳线设计应符合电磁场TEM波传输原理。国产模块耗电流为210mA,进口模块电流为300mA,模块供电为直流。电压为24V。国产模块最大输出电平102dBμV(550MHz系统)。

  6.后置EQ固定均衡
  
  其原理《电子报》曾有专文介绍。不再多述。应注意并联谐振回路接地点应靠近上边沿。后置均衡器一般为8~10dB,电原理图见图lO、图11。也可用4脚直通插头跳过该线路。

  7.一分支FZl10/二分配FP204选择插片一分支FZllO捅片
  
  见图12,二分配FP204插片见图13。

  早期的FP204捅片的阻抗匹配线圈为1.5匝/3.5匝,后用电桥法发现,1.5匝/4.5匝为最佳选择。插片均为单面印制板。FP204插片输入匹配线圈1.5匝应夹绕在4.5匝正中间。二分配FP204插片若采用小面积分布高频地线,则C可不接,因其分布电容能很好地满足要求。FZ110设计与理论略有差异。所用双孔磁芯与均衡器所用的磁芯相同。

  8.供电扼流圈
  
  初期多采用510Ω电阻法匹配扼流圈,见图14。后用电桥法检测,发现它在高频600MHz处有吸收点。

  后期多用阻尼扼流圈,线路见图15,其对高频呈高阻开路状态,无吸收点。阻尼电阻为75Ω 1/8W小电阻,夹绕在第三和第四圈之间,产生耦合阻尼。电阻两引脚都焊在扼流圈两端。此扼流圈高频插损小,制作容易。适用于1000MHz以下的高频扼流圈。

  9.供电
  
  60V交流供电时,采用30/40/50/60V:28V变压器,容量为15VA,初级有四挡电压可选。电源布线应尽量与电磁波传播方向垂直,必要时采用长跳线扩大高频接地面积。

  220V市电供电时,变压器次级输出电压为28V。经四只1N4007桥式整流。一只50V/1000μF电解电容滤波后,输出+33V直流电压,再经稳压块LM7824稳压供+24V/200~400mA直流输出。高频旁路电容用字标103。

  二、干放的调试
  
  对于588/788系列模块来说,只要输入阻抗为75Ω,干放输入就是匹配的。从模块插件上取下模块,用一个1/8W 75Ω小电阻插在模块输入口排插上,用电桥测试干放输入反向损耗,调整参数,使带内反射损耗达到要求。

  干放输入端口的反射损耗为干放调试参数定型关键。关于输出反射损耗测试,《电子报》2006年第30期有专文提及,请读者参考。

  三、干放使用
  
  1.若采用60V AC集中供电时,首先应选定供电电压挡位。为安全起见,未调试干放之前,挡位应处于60V挡位。因为此时初次级电压比为60/28,降压比最大;待确认了干放供电电压过低时,再依次选择较低的电压挡位,提高变压器次级电压。使之满足LM7824的稳压输出条件,以免导致LM7824稳压块输入电压过高而烧毁。

  2.应使干放输出电平达到设计上限(国产模块为102dBμV)。还应灵活发挥前置、后置均衡电路的作用。使传输特性平坦。

  3.检查橡胶密封圈和屏蔽网橡胶线是否完好到位。拧紧密封螺栓,以防雨防潮。如有条件,最好将干放机壳接地防雷。

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