电视信号传输中载噪比的测量

崔丽华　李晓峰

（[1]陕西广电网络咸阳分公司长武支公司 陕西·咸阳 712000；

[2]陕西广电网络咸阳分公司 陕西·咸阳 712000）

摘 要：无论是模拟电视信号还是数字电视信号，载噪比都是衡量信号质量的一项重要指标。主要描述在电视传输中载噪比的测试方法。

关键词：电视信号 频谱分析仪 载噪比（C/N）

中图分类号：TN943.6 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-100-02

在电视信号的采集、调制、放大、传输过程中，不可避免地会产生“噪声”（代号N，英文Noise的第一个字母），随着放大级数的增加，噪声会逐步增大。噪声就像鱼缸水中的泥沙，会使清晰度降低，模拟信号下会在电视画面上出现雪花点，数字信号下则会出现马赛克。本文主要描述用频谱分析仪测试载噪比的方法。

1 CATV载噪比（C/N）的定义

载噪比：表示高频载波与噪声的相对强度，是恒量射频信号通道传输质量的重要指标，也是反映音、视频信号经过传输解调后的信号质量。用C/N表示。在有线电视系统中，C/N数值愈大，说明载噪比愈高，电视画面清晰度愈好。根据技术规范，全系统的载噪比C/N≥43dB。

C/N= Pc/（Pn+∑Pnn）

式中：Pc：系统输入信号功率

Pn：系统输入噪声功率

∑Pnn：整个系统产生的噪声等效折合到输入的噪声功率总和。用分贝表示则为：（C/N）dB=10lg Pc-10lg （Pn+∑Pnn）

按照功率叠加原则，假设各个分系统的载噪比为CN1，CN2...Cni，则系统总的载噪比为：1/（C/N）=1/（C/N）1+1/（C/N）2+...1/（C/N）i

2 使用频谱分析仪测量步骤

（1）测量方框图如图1所示。

图1 C/N比测试方框图

（2）调整分析仪找到被测的图像载波，并置于屏幕的正中心。

（3）调整频谱分析仪使其处于如下状态，并同时测量图像载波电平。

中频分辨率带宽：300kHz；

视频滤波器带宽：300kHz最小；

对数标度：2dB/div；

扫频宽度：1MHz/div；

扫描时间：自动。

（4）微调分析仪，使图像载波位于显示屏的正中心。

（5）调整基准电平控制使图像载波峰位于分析仪的顶刻度线下，此时的基准电平就是图像载波电平值，并记为A。

（6）测量噪声，调整分析仪并保持其处于如下状态：

中频分辨率带宽：30kHz（宽带也可以用）；

视频滤波器带宽：100Hz（≤300Hz）；

对数标度：10dB/div；

扫频宽度：1MHz/div；

扫描时间：自动。

（7）调整分析仪使被测的噪声位于屏幕的中央位置。

测到的噪声电平记为B：

（C/N）=A-B （1） 未修正

近来有些频谱分析仪智能化程度比较高，可以自动进行计量和修正某些或全部结果，详细情况应查询仪器使用说明书，测试起来更为方便。

3 C/N比计算

图2 修正系数C4曲线

用以上测量的结果减去下面的修正系数：

（1）应按以下方式计算带宽修正系数：

B1

C1=lolg ---

B2

式中：B1-规定的噪声带宽（对于PAL-D为5.75MHz）

B2-测量仪器的中频分辨带宽

（2）对数检波瑞利（Rayieigh）噪声：C2=+2.5dB。

（3）C3为中频等效噪声带宽差异修正系数，如中频带宽是下降3dB处的带宽时，则C3=-0.53dB。

（4）C4为被测噪声与频谱分析仪底噪声相差小于10dB时的修正系数，C4可从图2修正曲线上查出。

（5）载噪比修正按下式计算：

C/N=（C/N）未修正-（C1+C2+C3+C4）

对于CATV 300MHz系统至少应测量6个频道，450MHz系统应测7个频道，550MHz系统应测8个频道。其中应包括系统最高和最底频道。

4 实例举例

采用频谱仪测量结果如图3所示。

图3 采用频谱仪测C/N比特性曲线

由图3可见图像载波电平C=-30dBm，噪声电平N=-90dBm

即：N =（Nsys+Na）=-90dBm，由图可见Nsys-Na=5dB，通过这个差值可在修正曲线上找到修正量C4 为1.7dB，所以系统噪声应为：

Nsys = N - Nc= -90 dBm - 1.7dB= -91.75dBm

带宽修正系数C1计算如下（IF=300KHz）：

5.75MHz 5.75MHz

C1 = lolg--------- = lolg--------- =12.8dB

300KHz 0.3MHz

因此，5.75MHz 带宽内的噪声如下：

Nsys-12.8dB = -91.7dBm + 12.8dB= -78.9 dBm

纵向标度为对数，修正系数C2为-2.5dB；修正系数C3为+1dB，最终的噪声应是：

N=-78.9+2.5+1.0 = -75.4dB

经过上述修正。最终的载噪比C/N是：

C/N = -30dBm-（-75.4dBm）= 45.4dBm

由此可以看出，用普通的频谱分析仪测载噪比时，结果并不是显示屏上显示的60dB，而是45.4dB。有的频谱分析仪能自动进行上述修正，但是应注意带宽。

5 结束语

测试载噪比除过频谱分析仪外还可采用选频电压表和场强仪，具体采用哪一种设备要根据使用环境和精度要求来决定。