深度剖析CATV干线放大器

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75欧姆，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压线路分布区。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-B75欧姆 20dB可调衰减器。它三面围有金属片支架(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。均衡器电原理图见图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，回路的高频地应靠近上边沿(单面板时)，见图6。平衡变压器B有两种绕法，见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-B75欧姆 20dB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，应用跳线使高频良好接地。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。后置均衡量一般为8～10dB，电原理图见图10、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FZl10插片见图12，二分配FP204插片见图13。

    

早期的FP204插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匝应夹在4.5匝正中间。分配器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。FZl10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510欧姆电阻法匹配扼流圈，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75欧姆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。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。经四支1N4007桥式整流，一支50V，,1000μF电解电容滤波后，输出+33V直流电压，再经稳压块LM7824稳压为+24V／200～400mA直流输出。高频旁路电容用字标103的。

    

二、干放的调试

    

     对于588/788系列模块来说只要输入阻抗为75欧姆，干放输入就是匹配的。从模块插件上取下模块，用一个1／8W75欧姆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60VAC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。

    

结束语

    

     本文通过介绍550／750系列干线放大器的原理设计和使用，为HFC网络提供了一个完整的解决方案。由于现代有线电视系统的主干线完全由光发射机和光接收机取代，相信该系列干线放大器会广泛用于HFC网络的传输／分配系统中。