有线电视系统发生电平意外波动的故障时,绝大多数情况下都必须对干线系统的各个相关部位进行电平检测才能判明发生故障的原因和位置。因此,透彻了解电缆和接头发生各种故障时对系统电平的影响,有助于我们快速、正确判断发生故障的原因和位置,不仅可以节省维修时间,减轻工作量,而且可以减少盲目性,避免误判、少走弯路。为此,笔者曾经和同事们一起,做过各种故障的室内模拟实验,基本上搞清了电缆和接头发生各种故障后对系统电平的影响的规律,并把试验结果写成《有线电视干线电缆及接头故障对系统电平的影响》一文刊登在《中国有线电视》2003年15期上,现把故障模拟试验数据摘录如下,供大家参考。
1. 有线电视放大器输出口负载特性试验
我们采用如图1的接线,其中信号源是两台没有调制视音频信号(可以使场强仪电平读数稳定)的捷变频调制器,后面再接图中的“信号源放大器”,并分别使用1CH、5CH、Z5、8CH、12CH、Z12、Z18、Z25、Z31、13CH、18CH、22CH等12个频道的电视讯号分别进行试验,得出如表2所示的结果(12个频道平均值)。
图1 放大器输出口负载特性和电缆及接头故障试验接线图
试验分6个项目进行。将场强仪接在讯号源放大器的输出电平测试口上读取电平用作记录。首先在放大器输出口接上75Ω负载电阻①,调讯号源放大器的增益和斜率调节器或调制器输出调节钮,使某两个讯号的电平读数都为80dB,作为参考值;然后拆除75Ω代负荷电阻,读取空载电平②;再接上短路器读取短路电平③;再改接上300米-7物理发泡电缆并让电缆末端一分支器主出口接75Ω代负荷电阻读取电平④;然后再将末端负载电阻除去读取空载电平⑤;最后末端接短路器读取短路电平⑥。做完上述试验后,将调制器改成另外两个频道后继续试验,直至完成12个频道的试验。
我们用多台同型号放大器及-9物理发泡电缆348米,-5物理发泡电缆100米做过试验,都得出相近的结果,具体数据从略。
表 2 放大器输出口负载特性试验纪录
注:偏差电平是指与放大器输出端口接 75Ω负载时的电平( 80dB)的差值
从以上试验可以得出初步结论:当有线电视放大器的负载发生各种故障时,从放大器输出电平测试口测量出的电平读数不会发生明显的变化(由于其变化量小于视音频讯号调制引起测量读数变化值,因此现场测量时是难于觉察出来的)。因此这个电平读数只能表示放大器的输出电平而不能反映出放大器主输出口负载的故障。
我们千方百计找来一只1995年同厂生产的同型号放大器做实验,结果意外发现这只放大器做出的结果与以前的实验相比不仅正负偏差方向不同,而且偏差值特大,空载时22CH电平升高2dB,短路时22CH电平下降4dB。仔细查找原因时发现此放大器输出口测量分支器Br口多用1只3.9pF的电容器接地(还在另外几个地方加接电容器和一个电感),剪除此电容器后22CH电平读数立即升高5dB。于是我们分析认为:这个测量分支器的变压比设计可能不太准确,靠增接这3.9pF补偿电容来校正22CH电平读数。我们设想,由于变压比设计不准会使分支器的隔离特性变差,造成输出口负载变化时电平读数偏差值变大和偏差方向变异。于是我们拆除这只测量用分支器,换上近期放大器的测量用分支器重新做试验,试验结果与近期放大器就一样了,这就初步证实了我们的设想。
通过这一事例,我们作出这样的初步结论:放大器输出口负载发生变化时,引起输出电平测量口电平测量读数变化的方向和大小数值基本上是由测量分支器的品质特性决定的。因此,不同厂家,不同牌号,不同时期出厂的放大器可能都有些差别。各乡镇广电站有条件时可以做一做试验使自己心中有数,以免现场测试时误判。
2 有线电视电缆及接头发生故障时的电平变化特性
试验接线如图1所示,将300米-7电缆接入讯号源放大器之输出口,输出电平测试口接场强仪1,测量记录放大器输出电平。-7电缆末端接Z120分支器in,分支器主出 口out接75Ω代负荷电阻,分支口Br接场强仪2,测量记录电缆末端电平。由于放大器负载发生变化时1CH和22CH输出电平测量值偏差最大,因此这个试验就选用1CH和22CH来做,先在放大器输出口附近电缆(距接头约5cm)上扎进φ0.7mm钢针,使外导体和内芯短路①,然后将已扎针的电缆倒过头连结②,模拟扎针偷接故障。两次试验结果相似,电缆末端电平1CH降低40dB左右,22CH电平降低20dB左右(我们改用-9电缆做试验时结果一样)。试验完毕拔掉钢针复原,再将放大器输出口之电缆接头退出,内部塞进一团浸水药棉,然后旋进放大器输出口③(有多余水滴出),测量电平后将电缆倒过头来连结④,再测量记录电平,模拟放大器接头进水故障,两次试验结果相近,电缆末端1CH电平降低1.5dB左右,而22CH电平降低8-10dB,以负载端接头进水电平下降更大些(用-9电缆试验结果相近)。因此,当系统高端电平下跌严重而低端轻微时,首先要考虑放大器及接头进水问题。
电缆接头氧化而尚插在接头口内,形成接头接触不良故障,相似于在电缆芯线上串接一个小电容,我们设法在距放大器出口电缆端口5cm处切断芯线,接上[FS:Page]一个6pF的电容做试验⑤,然后倒过头来连接再做试验⑥,此时两次试验的结果相近,1CH电平下降14dB左右,而22CH电平下降4dB左右。
电缆接头进水长久造成外导体铜编织网霉断、或者铝管电缆外导体断裂时,由于断头交叉相当于串联一小电容,我们环剥电缆外导体一圈(约0.5cm),再在断开外导体间搭接一个6pF的电容来模拟,先做放大器出口一头的试验⑦,再将电缆倒过头来做试验⑧,结果相似,1CH电平下跌7—10dB,而22CH电平仅下跌3.5左右。
因此一旦发现系统电平低端下跌严重,而高端轻微时,在放大器用220V供电时,要考虑电缆接头接触不良和接头边电缆外导体霉断两种可能性。而当放大器用60V电源实行电缆馈电时,前一故障首先反映在供电中断而率先被发现,因此只有后一种故障的可能,因为此时钢绞线及接地线可代替电缆外导体供电,使供电不会中断。
通过这些试验我们有这样的体会:在检查干线故障时,要测量和记录相关放大器的两组数据:输出电平So之高端和低端数值,输入口电平Si口之高端和低端值,用以判断和分析故障。
放大器输入口电平Si口一定要从放大器输入端口的测试点直接测量出来,不能用Si-G来推算得出,因为Si-G=Si为放大器的输入电平,其值小于Si口,以低端尤甚。Si口高、低端的正常值要根据前级放大器输出电平减去电缆高、低端衰减总量估算出来。
当最后查出某放大器的输出电平So正常,而其下一只放大器的输入口电平Si口不正常,那么故障就在连结这两只放大器的电缆或接头上了。
【本文摘编自《有线电视干线电缆及接头故障对系统电平的影响 》(《中国有线电视》2003年15期)
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