尹春茂

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1 系統(tǒng)噪聲

1.1 系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生及分類

噪聲是指能使圖像及伴音遭受損傷且與傳輸信號(hào)本身無(wú)關(guān)而產(chǎn)生的干擾的總稱。它是一種紊亂且隨機(jī)的電磁振動(dòng)現(xiàn)象，圖像表現(xiàn)為雪花狀干擾，對(duì)信號(hào)傳輸危害極大。噪聲主要分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲。外部噪聲是由系統(tǒng)外部串進(jìn)來產(chǎn)生的各種形式的干擾，如來自宇宙空間的噪聲、大氣噪聲；雷達(dá)和各類發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波；工業(yè)高頻設(shè)備的射頻泄漏；雷電、汽車點(diǎn)火系統(tǒng)以及熒光燈的串?dāng)_等等。內(nèi)部噪聲是由系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備和部件所產(chǎn)生的干擾，一種是非固有內(nèi)部噪聲，這是可以消除的；另一種則為本身固有內(nèi)部噪聲，不可能被消除。

1.2 基礎(chǔ)熱噪聲

根據(jù)理論研究可以知道，任何一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，不管電路多么復(fù)雜，也不管是何種結(jié)構(gòu)，它在運(yùn)行時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較恒定的熱噪聲功率，這個(gè)噪聲功率稱為基礎(chǔ)熱噪聲功率，它是固定存在的，和外部信號(hào)沒有關(guān)系，基礎(chǔ)熱噪聲功率由下式?jīng)Q定：

式中，Pno 為熱噪聲功率（W）；K 為常數(shù)，其值為1.38×10-23；T 是絕對(duì)溫度，對(duì)于常溫可取293K；B 是噪聲的頻帶寬度，根據(jù)我國(guó)規(guī)定的噪聲帶寬應(yīng)為5.75×106HZ，所以熱噪聲功率：

有線電視的阻抗規(guī)定為75Ω，則基礎(chǔ)熱噪聲電壓：

有線電視系統(tǒng)中常取1μV為0dB 電平，為此用dB 表示電壓電平時(shí)采用dBμV 為單位（有的國(guó)家基準(zhǔn)電壓取為1mA，采用dBmV 為單位，則0dBmV 相當(dāng)于60dBμV）用分貝表示，則基礎(chǔ)噪聲電平為：

因此，溫度不同，頻帶寬度不同，基礎(chǔ)熱噪聲電平就不同。

1.3 噪聲系數(shù)

一臺(tái)有噪聲的有源設(shè)備，其噪聲大小是以噪聲系數(shù)來衡量的，它是設(shè)備的一個(gè)重要參數(shù)，有源設(shè)備的噪聲不僅僅是基礎(chǔ)熱噪聲，還有晶體管等器件所產(chǎn)生的噪聲，這里所研究的是設(shè)備的總噪聲，而不問其來源。

點(diǎn)噪聲系數(shù) F（f）的表達(dá)式為：

其中，So（f）為單位頻帶內(nèi)的總噪聲功率；Sio（f）為單位頻帶內(nèi)信號(hào)源內(nèi)阻產(chǎn)生在輸出端的噪聲功率。

上式 F（f）為點(diǎn)噪聲系數(shù)，它是頻率的出數(shù)，在實(shí)際中，為了測(cè)量和工程應(yīng)用的方便，噪聲系數(shù)的定義可以簡(jiǎn)化，用分貝來表示噪聲系數(shù)，即

1.4 信噪比（S/N） 和載噪比（C/N）

信噪比定義為高頻信號(hào)解調(diào)后所得的視頻信號(hào)功率與噪聲功率之比，常用分貝表示為：

信噪比指數(shù)的大小對(duì)圖像的質(zhì)量起著決定性的作用，它能直接反映圖像質(zhì)量的好壞，用主觀評(píng)價(jià)法觀察圖像質(zhì)量，可分5 級(jí)，如表1 所示。

表1

信噪比與圖像等級(jí)的數(shù)值關(guān)系可近似用下式計(jì)算：

如，當(dāng)Q=4（等級(jí)為良時(shí)），代入上式：

（S/N）dB=23-4+1.1×4×2=36.6dB

實(shí)際中，射頻系統(tǒng)常用載噪比來描述系統(tǒng)的噪聲性能，用分貝表示：

（C/N） dB=10Lg （Pc/Pn）=20Lg（Uc/Un）

其中，Pc 為輸入載波功率；Pn 為輸入端噪聲功率，Uc、Un 分別代表輸入端載波功率和噪聲功率。

載噪比和信噪比都能用來衡量系統(tǒng)的噪聲性能，載噪比和信噪比分別是解調(diào)前高頻載波電平和解調(diào)后的視頻信號(hào)電平與噪聲電平之差，它們之間存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于我國(guó)電視制式則有：

（S/N）dB=（C/N）dB-6.4dB

即解調(diào)后的信噪比要比解調(diào)前的載噪比低6.4dB。

2 故障分析

載噪比不合格會(huì)出現(xiàn)雪花狀干擾，其原因可能是某級(jí)電平過低所致。如在某級(jí)放大器前圖像正常而放大器后出現(xiàn)雪花，則可能是該級(jí)放大器輸入電平過低或線路之間接觸有問題。比如無(wú)線增益低，方向不對(duì)，載噪比下降；放大器輸入電平低，可能是設(shè)計(jì)不合理，調(diào)試不準(zhǔn)確，線路開路、短路；各接插件接觸不良，氧化銹蝕等等。

載波互調(diào)比不合格，可能是放大器輸出電平過高。

載波交流聲不合格，則可能是放大器輸出電平過高。

電纜彎曲處不可折的過死，串接單元壓接處不得過死，屏蔽層與芯線間過近，使高頻信號(hào)旁路，使主信號(hào)變?nèi)?，以致高頻段信號(hào)出現(xiàn)雪花干擾。

由于噪聲不僅累加還逐級(jí)放大，且很難消除。所以，無(wú)線放大器系統(tǒng)的第一級(jí)放大器一定要用低級(jí)噪聲放大器，否則噪聲干擾會(huì)使信號(hào)質(zhì)量嚴(yán)重惡化。

3 結(jié) 論

噪聲是一種分子運(yùn)動(dòng)的基本特征，在有線電視傳輸系統(tǒng)中，噪聲的存在確定了本系統(tǒng)中信號(hào)幅度的下限，所以在有線電視傳輸系統(tǒng)中增強(qiáng)有用信號(hào)，降低噪聲非常必要。但是，要想降低噪聲影響，必須對(duì)系統(tǒng)噪聲有清楚的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)有線電視傳輸中的故障進(jìn)行認(rèn)真分析，應(yīng)用測(cè)量的手段對(duì)系統(tǒng)中存在噪聲進(jìn)行量化，才能有針對(duì)性地找出降低噪聲的有效對(duì)策，從而確保有線電視圖像質(zhì)量等級(jí)達(dá)到4 級(jí)以上。