CATV幹線放大器的工作原理分析

發布時間:2019/4/25 11:06:37     來源:萬勝電子

在有線電視RF射頻信號傳輸/分配系統中,爲了補償線路損耗和降低系統噪聲,需要正確地使用CATV幹線放大器。目前廣泛使用的幹線放大器采用的是飛利浦588/788系列放大模塊。本文通過分析幹放的結構及基本工作原理,希望對同行維修和調試工作有所補益。

  一、幹線放大器基本構成與原理,
  
  1.整體布局
  
  幹線放大器一般采用鑄鋁全金屬屏蔽外殼,它具有一個RF射頻輸入口,兩個RF射頻輸出口(阻抗均爲75Ω)。配有三個防雨高頻連接F頭,另外一個螺紋接口用于外接220V市電。其內部方框圖見圖1。采用60V‘交流集中供電時,此口用專用螺紋金屬堵頭封死不用。殼內上半部爲高頻放大區,左下部安裝電源變壓器,右下部爲橋式整流和穩膻線路分布區。高頻參考地爲底座上邊沿。電源地在穩壓塊連接凸台處。盒蓋密封時,屏蔽網橡膠線接點應選在電源地處,外殼內部分布圖見圖2。

  2.EQ均衡器
  
  均衡器爲幹放之關鍵線路。常采用SJ-B 75Ω 200dB可調衰減器。

  它三而圍有金屬片支架(見圖3),其背面有一銅鉚釘,爲衰減器內部接地處。即衰減器高頻主地。均衡器電原理罔見圖4。爲了展寬頻帶,可用三回路並聯諧振回路實現(如圖5所示)。爲了減小分布電容,應將並聯諧振回路接在中點,回路的高頻地喧靠近上邊沿(單面板時),見圖6。

  平衡變壓器B有兩種繞法,見圖7,(a)繞法不易安裝。另外帶寬有限;(b)繞法易安裝,帶寬也很寬。磁芯型號爲TSK6.5×3×3×1.5,材料爲R2K。

  3.ATT可調衰減器
  
  應注意SJ-B 75Ω 200dB外金屬殼中點應面向上邊沿高頻地。它與EQ線路相結合,可靈活解決電平平坦問題。

  4.溫度補償電路
  
  單面板550C采用無源熱敏電阻溫補電路,如圖8。也可用四腳直通插頭跳過該線路。雙面板750B采用PIN二極管V99和LM358運放的自動溫度補償線路,見圖9。

  5.放大模塊
  爲了散熱。模塊底面塗有散熱硅脂。放大模塊在單面板上安裝時,應使用眺線使高頻良好接地。因模塊輸入輸出均處于零電平,故可不用電容隔離,直接用跳線代替。跳線設計應符合電磁場TEM波傳輸原理。國産模塊耗電流爲210mA,進口模塊電流爲300mA,模塊供電爲直流。電壓爲24V。國産模塊最大輸出電平102dBμV(550MHz系統)。

  6.後置EQ固定均衡
  
  其原理《電子報》曾有專文介紹。不再多述。應注意並聯諧振回路接地點應靠近上邊沿。後置均衡器一般爲8~10dB,電原理圖見圖lO、圖11。也可用4腳直通插頭跳過該線路。

  7.一分支FZl10/二分配FP204選擇插片一分支FZllO捅片
  
  見圖12,二分配FP204插片見圖13。

  早期的FP204捅片的阻抗匹配線圈爲1.5匝/3.5匝,後用電橋法發現,1.5匝/4.5匝爲最佳選擇。插片均爲單面印制板。FP204插片輸入匹配線圈1.5匝應夾繞在4.5匝正中間。二分配FP204插片若采用小面積分布高頻地線,則C可不接,因其分布電容能很好地滿足要求。FZ110設計與理論略有差異。所用雙孔磁芯與均衡器所用的磁芯相同。

  8.供電扼流圈
  
  初期多采用510Ω電阻法匹配扼流圈,見圖14。後用電橋法檢測,發現它在高頻600MHz處有吸收點。

  後期多用阻尼扼流圈,線路見圖15,其對高頻呈高阻開路狀態,無吸收點。阻尼電阻爲75Ω 1/8W小電阻,夾繞在第三和第四圈之間,産生耦合阻尼。電阻兩引腳都焊在扼流圈兩端。此扼流圈高頻插損小,制作容易。適用于1000MHz以下的高頻扼流圈。

  9.供電
  
  60V交流供電時,采用30/40/50/60V:28V變壓器,容量爲15VA,初級有四擋電壓可選。電源布線應盡量與電磁波傳播方向垂直,必要時采用長跳線擴大高頻接地面積。

  220V市電供電時,變壓器次級輸出電壓爲28V。經四只1N4007橋式整流。一只50V/1000μF電解電容濾波後,輸出+33V直流電壓,再經穩壓塊LM7824穩壓供+24V/200~400mA直流輸出。高頻旁路電容用字標103。

  二、幹放的調試
  
  對于588/788系列模塊來說,只要輸入阻抗爲75Ω,幹放輸入就是匹配的。從模塊插件上取下模塊,用一個1/8W 75Ω小電阻插在模塊輸入口排插上,用電橋測試幹放輸入反向損耗,調整參數,使帶內反射損耗達到要求。

  幹放輸入端口的反射損耗爲幹放調試參數定型關鍵。關于輸出反射損耗測試,《電子報》2006年第30期有專文提及,請讀者參考。

  三、幹放使用
  
  1.若采用60V AC集中供電時,首先應選定供電電壓擋位。爲安全起見,未調試幹放之前,擋位應處于60V擋位。因爲此時初次級電壓比爲60/28,降壓比最大;待確認了幹放供電電壓過低時,再依次選擇較低的電壓擋位,提高變壓器次級電壓。使之滿足LM7824的穩壓輸出條件,以免導致LM7824穩壓塊輸入電壓過高而燒毀。

  2.應使幹放輸出電平達到設計上限(國産模塊爲102dBμV)。還應靈活發揮前置、後置均衡電路的作用。使傳輸特性平坦。

  3.檢查橡膠密封圈和屏蔽網橡膠線是否完好到位。擰緊密封螺栓,以防雨防潮。如有條件,最好將幹放機殼接地防雷。

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