1、卫星电视接收技术试验指导书长春工业大学卫星电视接收技术实验指导书专 业：教育技术学专业方向：教育技术学信息传播工程学院二00六年八月实验一 测试仪器使用一、 实验目的1 熟悉场强仪、万用表等设备的原理，掌握其使用方法。2 了解电视信号电场强度、频率范围等参数值。二、 实验学时2学时三、 实验器材场强仪、万用表、连接电缆四、 实验说明1 不同厂家不同型号的场强仪使用和调整有差别，应根据具体情况进行操作。2 根据测试场合的不同，更换不同的连接电缆和F头。五、 实验内容和步骤1 认识场强仪的构造，了解测试原理1）场强仪外观简述 ：（1）、场强电平指示 （2）、75高频输入 （3）、40dB高频衰减器
2、 （4）、20dB中频衰减器 （5）、FM频段 （6）、VHF低频段 （7）、VHF高频段 （8）、UHF频段 （9）、音频/场强音响选择 （10）、AM/FM解调器选择（11）、电源开关/音量调节 （12）、接收频率调谐钮（13）、频率显示 （14）、外接直流电插座（15）、电源选择开关 （16）、充电指示灯 2）、主要技术指标。a、频率：5862、9002150、频率/频道调谐。b、电平范围：电视频段20130dBuv 卫星频段30120dBuv 自动搜索最低电平30dBuvc、电平1.5dB3）场强测量及场强仪（1）、场强的定义单位长度导体在空中某点处感应的电场（电压）uV/m（2）、场
3、强与电压的区别uV/m、mV/m、dBuv/m、dBmV/m与uV、V、dBuv、dBm（3）、场强仪由电平表和天线组成。电平表、频谱仪、专用测试仪。（4）、目前CATV称的场强仪既为电视信号电平表。（5）、电视信号的特点视频调制、场强峰值检波。（6）、电视场强测量的要求频率搜索、灵敏度、图像、场强。电视信号空中场强测量示意图其他场合的测试，把连接电缆的F头连接到待测点即可。2 认识场强概念场强是电场强度的简称，它是天线在空间某点处感应电信号的大小，以表征该点的电场强度。其单位是微伏/米(v/m)，为方便起见，也有用dBv/m(0dB=1v)。众所周知，电平表是以分贝（dB）作单位，如dBV、
4、dBmV、dBm，而电压表则是以伏特（V）作单位，如V、mV、V、KV等。其实电平、电压都是同一个物理量，因此，在很多场合这两种单位在一个仪器中同时标出，这从某种意义上来说，电压表也是电平表，电平表也是电平压表，只不过习惯上把它分开称呼而已。场强仪故名思意是测量场强的仪器。场强仪的量值是V/m作单位，它里面有一个长度单位m。从原理上来说，电平表（或电压表）它量度的电压值是在仪表的输入端口，而场强仪所量度的电压（或叫电势）是天线在空中某一点感应的电压。严格来说，场强仪是由电平表和天线组成。3操作说明a 把天线引入线用P80匹配器接到75高频输入端2号b 选择您所需频段5、6、7、8号键c 开启1
5、1号电源开关d 根据天线高频输入电平，选择适合高/中频衰减器3、4号键e 选择正确AM/FM解调器10号键，及选择音频输出与节目声音/场强音响提示9号键f 可用12号键接收频率调谐钮，调校所选频段中的任何频率，如果接收频道不详，则可在整个频段内搜索，但要注意1号场强电平指示。如果接收频道已知，可把13号频率显示预调到正确频率。g 测试载波电平可由1号场强电平指示读出，总电平要加上衰减器值及加或减修正图表值。h 修正图表应用，例如：在1号场强电平指示读出的dB值为+35dBV例加上3号40dB高频衰减器值+40dBV再加或减修正图表值-例如测试频率在610MH+2dBV总场强电平值= 77dBV
6、附注：根据实践经验所得，如能把电视场强电平保持在60-80dBV范围内，电视机就能保证有理想效果的画面。3 万用表的使用1）万用表的使用的注意事项(1)在使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时 ，使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。(2)在使用万用表过程中，不能用手去接触表笔的金属部分 ，这样一方面可以保证测量的准确，另一方面也可以保证人身安全。(3)在测量某一电量时，不能在测量的同时换档，尤其是在测量高电压或大电流时 ，更应注意。否则，会使万用表毁坏。如需换挡，应先断开表笔，换挡后再去测量。(4)万用表在使用时，必须水平放置，以免造成误差。同时， 还要注意到避免外界磁场
7、对万用表的影响。（5）万用表使用完毕，应将转换开关置于交流电压的最大挡。如果长期不使用 ，还应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内其它器件。2）欧姆挡的使用（1）选择合适的倍率。在欧姆表测量电阻时，应选适当的倍率，使指针指示在中值附近。最好不使用刻度左边三分之一的部分，这部分刻度密集很差。（2）使用前要调零。（3）不能带电测量。（4）被测电阻不能有并联支路。（5）测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时，必须注意两支笔的极性。（6）用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时，测出电阻值是不相同的。这是由于各挡位的中值电阻和满度电流各不相同所造成的，机械表中，一般倍率越小，测出
8、的阻值越小。3）万用表测直流时（1）进行机械调零。（2）选择合适的量程档位。（3）使用万用表电流挡测量电流时，应将成用表串联在被子测电路中，因为只有串连接才奶使流过电流 表的电流与被测支路电流相同。测量时，应断开被测支路，将万用表红、黑表笔串接在被子断开的两点之间。特别应注意电流抄录能并联接在被子测电路中，这样做是很危险的，极易使万表烧毁。（4）注意被测电量极性。（5）正确使用刻度和读。（6）当选取用直流电流的2.5A挡时，万用表红表笔应插在2.5A测量插孔内，量程开关可以置于直流电流挡的任意量程上。（7）如果被子测的直流电流大于2.5A，则可将2.5A挡扩展为5A挡 。方法很简单，使用者可以
9、在“2.5A”插孔和黑表笔插孔之间接入一支0.24欧姆的电阻 ，这样该挡位就变成了5A电流挡了。接入的0.24A电阻应选取用2W以上的线绕电阻 ，如果功率太小会使之烧毁。六、 实验报告要求1 小结实验心得体会，按实验报告单的格式将测试内容、步骤、测得数据详细列出。2 实验完成情况，还存在不足，有没有创新建议一并列出。实验二 接收设备性能测试一、 实验目的1了解馈源、高频头、接收机等设备的工作原理，熟悉它们的性能指标。2 了解模拟接收机与数字接收机的差别及使用情况。二、 实验学时2学时三、 实验器材馈源、高频头、接收机、功分器四、 实验说明1 不同厂家不同型号的接收机使用和调整有差别，应根据具体
10、情况进行操作。2 馈源和高频头是分体结构还是一体结构。馈源是单极化还是双极化。注意在使用上的差别。五、 实验内容和步骤1 认识接收机的构造、外观及技术指标参数，了解其工作原理用于接收卫星数字电视广播的卫星数字电视接收机简称DVB-S，用于接收地面数字电视广播的地面数字电视接收机简称DVB-T，用于接收有线数字电视广播的有线电视数字接收机简称DVB-S从工作原理上分析，模拟卫星接收机和数字卫星接收机都是属于超外差式接收机，其变频、中放、自动增益控制（AGC）等部分的功能和构成类似。卫星接收机输入信号的大小很不稳定，为了确保输出信号的质量，在卫星接收机中一般设置自动增益控制（AGC），其主要作用有
11、：当输入信号在较大范围内变化时，确保输出信号相对稳定。提供卫星接收机的信号强度指示，作为调整卫星接收天线的依据。卫星接收机输入的是第一中频信号（通常记为RF），输出的是音频信号、视频信号、广播和数据信号。为滤除带外干扰和镜像干扰，LNB信号进入接收机后，要经过带阻跟踪滤波器（跟踪所要接收的每一节目的第一中频信号）和带通滤波器；然后经二混频，输出第二中频信号。这里需要强调的是，二中频频率固定，这就要通过AFC调整第二本振。第二中频信号经带通滤波器进一步滤除带外干扰，其后面信号处理部分数字信号接收和模拟信号接收有所不同：模拟卫星接收机中放后面是调频解调器（通常为鉴频器），它的输出为基带信号（BB）
12、，基带信号由视频信号和伴音副载波两部分组成。使用低通滤波器将视频信号分离出来，进行去能量扩散和检波等视频处理；使用高通滤波器将伴音副载波分离出来，然后进行伴音变频，生成伴音中频，进而进行伴音解调、音频去加重、音频放大，最后得到音频信号。数字卫星接收机的变频和中放部分与模拟卫星接收机是相同的，然后经过QPSK解调、信道解码和信源解码，输出模拟的视频信号和音频信号，带有ASI接口的，还可以输出TS流信号。 数字接收机 高频头 四功分器 馈源主要视频指标：亮度色度增益不等（）雪和亮度色度时延不等（）：一个亮度分量波形，一个色度分量波形，将这两个在幅度和时间上都有确定关系的分量组合成一个完整的复合信号
13、，通过数字机后，输出和输入之间色度分量和亮度分量的幅度比的改变称为亮度色度增益不等；在时间关系上的变化称为亮度色度时延不等。主要影响视频输出彩色图像的色饱和度，标准规定该项指标5。如果5，色度信号增益大于亮度信号增益，则会出现对比度暗淡，轮廓不分明而颜色过浓，给人一种不真实的感觉；如果30，色度信号和亮度信号不能同时到达显示端，会使重显电视图像颜色与亮度变化黑白轮廓不相重合，好像套色印刷不准确的彩色图片，在图像的水平方向出现颜色镶边，严重影响视觉效果。微分增益失真（）和微分相位失真（）：在亮度阶梯信号上叠加等幅的彩色副载波信号，通过数字机后，副载波幅度的变化称为微分增益失真，相位的变化称为微分
14、相位失真。、是衡量色度信号幅度失真和相位失真的两项指标，色度信号幅度代表电视图像色饱和度即浓度，相位代表色调。如果此两项指标达不到标准要求，图像显示颜色过浓或过淡，颜色失真，影响彩色效果。视频频率响应：在视频频带（06）范围内，数字机视频输出电平的波动。人眼对彩色细节分辨率小于对亮度细节分辨率，在传送电视图像时，色度信号用窄带传送，只传送较粗线条的彩色，色度信号的高频部分由同一亮度信号的高频部分来补充。所以在视频频带内，色度信号能量集中在高端。频带内输出电平如果波动很大，色度信号和亮度信号的幅度比就会改变，致使“亮度色度增益不等”指标变差。系数：系数评价法是把各种波形失真按人眼视觉特性给出不同
15、评价的基础上，度量图像损伤的一套系统方法。包括场时间波形失真50、行时间波形失真、2正弦平方波与条脉冲幅度比、2正弦平方波失真。这些波形失真会引起色饱和度的变化，还可产生亮度、色度增益误差，严重时图像受损，画面紊乱。（二）主要音频指标伴音谐波失真：数字机音频通道输出信号各次谐波分量总和的均方根值，标准规定在6010范围内1。伴音谐波失真是反映音质失真度的一项重要指标，这项指标越好，音质效果就越好，听起来越自然、逼真，无失真、变调的感觉。伴音信噪比：数字机音频通道输出的信号功率与空闲噪声功率之比，反映数字机音频通道抗噪声干扰的能力。信噪比越高，抗干扰能力越强，音质越清晰，无杂音现象。左右声道电平
16、差和左右声道相位差：数字机有左右两个声道，具有立体声效果。在数字机输入端输入相同频率、相同相位、相同电平的信号，其输出端左右声道的电平差值，即为左右声道电平差；左右声道的相位差值，即为左右声道相位差。左声道和右声道两路声音信号不同步，在相位上差很多，会使声音出现重声，或两路声音信号高低不同，都会严重影响立体声效果。（三）其他主要指标输入频率范围：数字机在输入信号频带的高低端之内，均能正确解出图像和声音的频率范围，衡量接收机工作频带的宽窄。标准要求数字机输入频率范围为：9501750（可扩展到950 2150），目前所有数字机均能达到2150 。解调门限（0）：0为每有用比特能量和单位赫兹噪声能
17、量之比。随着0的减小，误码率增高，在接收机刚好能正确解出图像和声音时的0值，即为解调门限值。解调门限是衡量接收机接收微弱卫星信号的能力，解调门限值越低，灵敏度越高，说明接收机接收微弱卫星信号能力越强。由于现在环境噪声比较大，所以数字机解调门限也不宜太低。2高频头的性能指标 室外单元的高频头是卫星接收系统的关键部件之一，它直接决定接收机的灵敏度，主要有以下几项性能指标：a. 噪声特性（Noise Figure）,表示信号经高频头后损失的信噪比，对接收系统整体性能起着至关重要的作用。以噪声系数或噪声温度来描述。二者可以换算。KU波段一般要求噪声系数为1.20.6db，即噪声温度9243? K；C波
18、段噪声系数一般要求在0.3db，即噪声20?K以下。b. 功率增益（Conversion Gain）, 为弥补线路衰减及噪声影响，高频头必须具有较高的功率增益，一般要求大于60db。c. 输出电压驻波比（Output VSWR），驻波比过大，会引起较强的反射，降低传输功率及稳定性，通常要求小于2.5：1。3馈源和极化选择馈源的主要功能是将天线收集的信号聚集送给高频头，并进行极化选择。它在接收系统中的作用是非常重要的，一个适配不好的馈源会给整修系统带来大量噪声，有时还可能造成接收信号交叉极化，即信号中同时具有两种极化信号，彼此干扰。馈源的主要功能有2个，其1是将天线接收的信号收集起来，转化为信号
19、电压，实现矩园过渡，供给LNB；其2是对接收的信号进行极化选择。双极化馈源可同时选择2种极化波。在卫星电视接收系统中，一体化馈源和高频头得到广泛应用。其优点是安装方便，性能稳定，一致性好。目前一体化馈源LNB有3种1）C波段，单极性，单输出；2）C波段，双极性，双输出；3）C/Ku双波段。4卫星信号功分器 由卫星天线的高频头（LNB）送来的9501750MHz信号。它包含有多个频道的电视节目（水平极化共6套节目），可提供多个卫星接收机选取所需节目。他们之间必须插入有源或无源功分器。将LNB送来的信号功率均匀的分配给众多卫星接收机。这样一来，可以使多台卫星接收机共用一套天线和高频头，不但节约大量
20、投资，也节省了天线占用的场地。 功分器可分为无源功分器和有源功分器两类。无源功分器具有一定损耗，分支愈多，损耗愈大。有源功分器内置宽带放大器，可以补偿馈线及分支的损耗，给卫星接收机提供更大的信号电平。有源功分器的主要技术参数有： （1）输入频率范围 9501750MHz （2）增益 4db （3）输出路数 28路 （4）输入驻波比 2 六、 实验报告要求1 小结实验心得体会，按实验报告单的格式将各种设备认识过程、步骤、掌握的内容详细列出。实验三 卫星接收系统安装、调试一、 实验目的1掌握卫星接收系统的构成，熟悉安装、调试过程。2了解太空卫星分布情况，能正确进行选址。二、 实验学时4学时三、 实
21、验器材天线、馈源、高频头、接收机、功分器、各种工具四、 实验说明1 分工完成个环节工作，主要技术环节要合作进行。2 注意各种器材的技术说明，操作时注意安全。五、 实验内容和步骤1 制作音频，视频连接电缆注意不同规格F头的制作工艺，加工手法，每位同学都进行操练室内外布线常用的视频传输线缆为75系列的细同轴电缆，但是不同线径的同轴电缆对视频信号的衰减程度也是不一样的，线缆越粗、衰减越小。同轴电缆系列的特性参数如表1所示。要求依据表1选择线缆。表1 同轴电缆系列的特性参数从表1中可以看出：电缆的线径越粗则衰减越小，越适合长距离的传播。布线施工时严格按照综合布线系统设计规范的有关条款进行施工对布线的要
22、求：（1）强电与弱电分开布线，走各自的管路；（2）强电与弱电管路在水平方向同向走线时保持1030的距离；（3）强电与弱电管路垂直交叉时，各自套管，以避免强电对弱电的干扰；（4）各种线的两端均作标记（5）信号线、视频线中间不允许有端接点；（6）电源线原则上中间不允许有接续点，万一出现时必须加过线盒；（7）信号线、数据线、电源线等在各自的槽管中要平直，没有扭曲、打结的现象；（8）软管与硬管连接时，软管、硬管进槽时要牢固、可靠。各种线缆布敷后，均按布线标准的要求，对其性能进行测试并符合规定的技术指标。卫星接收系统的组成卫星接收系统主要完成对卫星信号的接收，由卫星接收天线、高频头、第一中频电缆、功分器
23、和卫星接收机等几部分组成，有时还包括线路放大器。模拟卫星接收系统和数字卫星接收系统的组成形式是完全一样的，因为两种接收机接收的都是第一中频信号，而第一中频信号为已调波，它属于模拟信号的范畴。卫星接收系统可以分成室外和室内两部分：室外部分包括卫星接收天线、高频头、第一中频电缆，有时还设有线路放大器；室内部分包括功分器、模拟卫星接收机和数字卫星电视机。其典型连接方框图如下所示。 卫星接收天线将广播卫星传送的电磁波接收下来，然后送入高频头。高频头的作用有两个：低噪声放大。下变频。由于卫星到地面接收地点的距离在36000km左右，因此卫星天线接收的信号是十分微弱的，故高频头一定要有相当高的增益，同时为
24、了保证接收的质量，高频头内部产生的噪声一定得非常小。在高频头的内部设有低噪声放大器（LNA），它产生的噪声很小，同时又具备足够高的增益，从而兼顾了低噪声和高增益两方面的要求。经过高频头下变频的信号在卫星接收系统中称为第一中频信号，其频率范围是9501450MHz或9501750MHz、带宽为500MHz或800MHz，以分别满足C波段和Ku波段转发器的需求，并通过同轴电缆从室外传输到室内。第一中频的频率选择要考虑到地面电视广播的影响，对于我国来说，地面电视广播的上限频率为958MHz，因此我国的卫星接收系统的技术标准选定的卫星接收机的第一中频为9701470MHz。第一中频电缆的作用是将卫星信
25、号从室外传送到室内，同时卫星接收机为高频头提供的18V直流电源也是通过第一中频电缆传送的。通常第一中频电缆的长度不超过50m，若卫星天线和前端的距离确实比较远，为了弥补第一中频电缆的衰减，可以安装线路放大器，其供电也由第一中频电缆来提供天线系统安装先将室外部件安装好，然后按信号流程关系，把高频头和室内部件的接收机用传输线连接起来，把接收机解调输出的图象视频信号和伴音信号，送到调制器调制到某一电视频道上）室外部件的安装选好站址，按天线生产厂家的要求做好地基，按天线的安装步骤，装好接收天线。天线位置的选择应当考虑视野条件，电磁干扰，交通，管理，地质和气象条件等 因素，选出最佳位置。）室内部件的安装
26、室内部件与室外单元的配置，一般根据系统的大小和所接收的卫星电视信号要求而定。如接收多星电视信号，就需多套卫星接收天线，一套接收一颗星的电视信号。如用多台接收机接收一颗星不同极化的卫星电视节目，可用两套接收天线，一套接收水平极化卫星电视节目，另一套接收垂直极化卫星电视节目，然后 用两只功分器把不同极化的卫星电视信号分配给接收机。也可用一套卫星电视接收天线，用一个双极化馈源和两只高频头来接收。卫星电视接收系统的调试）、接收天线的调试 主要是指天线的方位角、仰角以及馈源焦距和极化变换器的调整。 “常规法”是通过计算接收天线的方向角、仰角、使接收天线对准所要接收的卫星。）极化方式的调整调整时主要看馈源
27、矩形波导口窄边和地平面的位置，平行为水平极化，垂直为垂直极化）方位角调整天线方位角的粗调是以天线的立柱脚为中点，确定正南方向后，用量角器量出方位角度，转动天线指向方位角的大致位置）仰角的粗调 用一个半径较大量角器和有重锤的细长绳制作一个仰角测量仪。用一根长绳将天线口径分成两个半圆，把测量仪的始边靠在天线口径的绳上，调整天线的仰角。使重锤线所指示的角度等于天线的仰角。）馈源极化角的调整 一般以转动馈源、高频头，使IRD菜单上信号强度显示最大、作为调好的标准。）接收机的调试 抛物面接收天线调试结束后，连接好高频头与室内接收机的功分器，根据欲接收的卫星电视节目，把接收机调到所接收的频道上。 目前的接
28、收机大多为微处理器控制 ，数字调谐、节目频道和有关参数在出厂时都已调整并储存好了的，只要按说明进行操作就可以使用。在调试过程中要注意极性开关的正确选择、以免画面出现扭曲图案。还要注意对半音带宽和伴音去加重网络的正确选择，确保伴音质量。）天线对星简便方法 因一般家庭用户不可能置备专用的对星仪器，用下述简便的方法可以把天线又快又准地指向所要接收的电视卫星。1. 用一块刻度明显的量角板，在圆心打个小孔（用大头针在打火机上烧红亦能扎出小孔），然后用线穿过小孔，一头打结，一头绑一二个钮扣，即做成一个既方便又实用的量角器。2. 将俯式支撑的天线座架放平稳。把天线朝向要接收卫星大致方向。调节俯仰螺杆，并用上
29、述量角器在天线适当的部位（如反射面托架、馈源的中心支撑杆或馈源上）进行检测，使天线的仰角符合对星要求。然后缓缓转动天线的方位指向，在装置连接正确和频道预置恰当的情况下，一般能收到卫星电视信号。接着再细调仰角和方位角，使图像质量不断改善。3. 天线对星准确与否可根据电视画面上雪花点的多少来判别。雪花点愈少天线对星愈准。当雪花点完全消失时，为了进一步调准天线指向，可用一块湿布包住天线的馈源，由于电波被湿布衰减，这时电视画面上又出现雪花点。再调整天线的仰角和方位角，使雪化点减至最少。调整完毕要记住去掉湿布，并锁定方位角和仰角。当然，有的接收机有信号电平数字显示，可根据显示的电平数字进行准确对星。也可
30、用数字万用表接在接收机背后的AGC输出端子上检测，使对星方便、准确。由于AGC输出电压通常有几V或十几V，而细调天线指向时输出电压的变化只有零点几V。若用指针方式万用表则不容易看出变化。还有一点要注意：在地面微波干扰圈套的地区，有时会出现AGC输出很大，而图像并不好的情况，因为噪声大时AGC电压也增大。因此，比较保险的做法是边看图像边根据AGC的指示来调整天线的对星。经以上反复调整后，可以保证天线较准确对准卫星。六、实验报告要求1 小结实验心得体会，按实验报告单的格式将安装过程、步骤、收获的内容详细列出。2 写出具体星的方位角、星距、仰角的计算过程实验四 卫星接收系统的信号调试及常见故障处理一、 实验目的1掌握卫星接收系统的信号调试过程。2了解和掌握系统常见故障的判断、处理方法。二、实验学时2学时三、实验器材天线系统一套、各种常用工具四、 实验说明不同厂家不同型号的接收机使用和调整有差别，应根据具体情况进行操作，操作时注意安全。五、 实验内容和步骤1、进行系统连接，熟悉卫星接收机遥控器的使用。2、天线设置1、 按Menu菜单键，出现主菜单。偏爱 频道 安装 配置 CA设定语言设置 频道管理 天线设置 电视配置 ca接口屏幕显示
