加扰论文.doc

有线电视的加扰技术研究姓 名： 阿里木胡达拜地 专 业： 电子信息工程 毕 业 院 校： 西南民族大学 所 属 学 院： 电气信息工程学院 指导工程师： 王一冰 提 交 时 间： 2012 年 5 月 5 日学位论文摘 要目前，在有线电视系统特别是在中小型有线电视系统的经营管理上，普遍存在着收费难、费用流失严重、网络安全性差、管理手段落后等问题，在数字电视时代到来之前，在有线电视网络中应用加解扰系统是一种解决上述问题的技术手段。所谓的有线电视信号的加、解扰系统，是一个在有线电视网的前端对所需控制的节目信号实施加扰处理、而在受权用户的电视机前实施对加扰信号的解扰处理的控制系统，即在前端设有信号加扰器，而在用户电视机前则设有解扰器。 加扰方法多采用成品加扰设备, 一个节目必须采用一路加扰设备, 这样总造价非常高, 为此, 介绍一种简单经济的U波段节目加扰方法, 可解决没有增补频道的老式电视机接收部分增补频道的问题。 关键词：有线电视，扰频方式，非扰频方式，信噪比，混频器，同频干扰ABSTRACT At present, the cable television system, particularly in the management of small and medium-sized cable systems, the prevalence is difficult charges, the cost of a serious drain on network security, backward management and other issues before the arrival of the digital age of television, cable television network application and descrambling system is the technical means to address these problems. Increase of the so-called cable TV signal descrambling system, a signal control program required the implementation of scrambling to deal with the front end of the cable television network, while scrambling signal descrambling before the authorized user of the TV. control system has a signal scrambler in front-end user in front of the TV has a descrambler. Currently mostly scrambling tool adopt the finished product scrambling equipment, this kind of tool must have a set of scrambling equipment for every program channel. So the cost will be very high. In-troduces a kind of simple and economic segment program scrambling scheme, resolving the problem that old Television can not receive supplement channel.Key words：Scrambling, Non-scrambler, Mixer, Signal to Noise ratio, Channel interference目 录第1章 第一章 绪论11.1 1.1有线电视及中国有线电视业的发展11.1.1 1. 1. 1中国付费电视的由来及有线电视业的发展1第2章 第二章 常用的加解扰技术分析42.1 2. 1有线电视加解扰技术的必要性42.1.1 2. 1. 2有线电视加解扰技术的分类42.1.2 2.2.1非扰频方式42.1.3 2.2.2 模拟基带电视信号加扰方式42.1.4 2.2.4频率变换（频带转移）加扰技术方式42.1.5 2.2.5 模拟电视信号数字处理的加扰技术方式52.1.6 2.2.6 数字电视信号的加扰技术方式52.2 2.3 各种加解扰技术的比较5第3章 第三章 有线电视常用的加解扰技术的原理63.1 3.1 概述63.2 3.2 模拟处理加扰方式63.3 3.3数字处理加扰方式11第4章 第四章 有线电视加扰的方案设计154.1 4.1 设计要求154.2 4.2工作原理15第5章 第五章 有线电视加扰电路实现以及调试175.1 5.1系统结构175.2 5.2加扰系统主要组成部分介绍175.2.1 5.2.1分配器175.2.2 5.2.2混合器175.2.3 5.2.3LC振荡器185.2.4 5.2.4混频电路235.3 5.3设计方案的仿真与调试255.3.1 5.3.1 振荡器部分255.3.2 5.3.2 混频器部分275.4 本章总结33参考文献34附录35第1章 第一章 绪论1.1 1.1有线电视及中国有线电视业的发展1.1.1 1. 1. 1中国付费电视的由来及有线电视业的发展1. 付费电视的由来 在广播电视领域中，付费电视又称收费电视，或叫做预订电视 。即收费者只有在满足一定条件时，才能收看到电视节目，以确保CATV系统运行所需经费来源 ，并防止非法收视。这是有线电视发展到一定阶段时，为了促使有线电视事业的正常发展，必须在节目供应单位、有线电视经营者与有线电视用户之间，按合同保持一定制约关系的最好选择。2. 有线电视业的发展中国的有线电视经历了30多年的发展后，有线电视用户总量己经达到了近9000万 ，从而超过美国成为世界第一大有线电视用户国。目前，我国有线电视网络的里程也已超过了240万公里。有线电视以其频带宽的特点被世界各国专家公认为“信息高速公路的最后一公里” ，具有巨大的产业开发价值。当前，中国的有线电视正在向数字化、多功能化、产业化和全国联网的方向发展。未来的中国有线电视作为新兴的网络媒体的支柱，必将成为我国社会经济生活中一个新的经济增长点。 中国有线电视的发展大致可以分为以下四个阶段。第一阶段:1964年至1974年，在这十年中，主要进行技术研究和系统建设的准备。1964年，原中央广播事业局专门立项，研究共享天线系统，拉开了中国发展有线电视的序幕 。1974年在原中央广播事业局设计院等单位在北京饭店安装中国第一个共享天线电视系统，标志着中国有线电视的诞生。第二阶段:1974年至1983年，随着开路电视节目的增多，共享天线系统进入了寻常百姓家。这一阶段是有线电视发展的初级阶段共享天线阶段。该阶段的技术特点是全频道隔频传输，一个共享天线系统可以传输五、六套电视节目。第三阶段:1983年至1990年，原广播电影电视部地方宣传局于1983年批准北京燕山石化1万多户的有线电视网络建设，同时以1985年沙市有线电视网络开通为标志，有线电视跨出了共享天线阶段，步入了有线电视的网络发展阶段。由于当时有线电视大多为区域性或企业性的闭路系统，因此，这一阶段可称为闭路电视阶段。该阶段发展的技术特点是以电缆方式为主的企业或城域网络，采用邻频传输方式，传输的节目套数一般在十套左右。有的地方开始应用光缆作远程传输。第四阶段:从1990年11月2日广播电影电视部颁布有线电视管理暂行办法开始，中国有线电视进入到了规范和法制的发展轨道 。随着1991年广播电影电视部陆续批准建立有线电视台，中国的有线电视真正走上正轨。目前中国有线电视正向网络产业化改造的方向发展。 事实上，从1995年以来我国有线电视网络产业化改造工作进展飞快。首先，鉴于我国各级有线电视台分散经营的局面 ，由国家广电总局规划的全国广电主干网从1995年开始建设，已于1999年8月全面竣工，各省市有线电视网也随之实现全程联网 ，从而形成拥有近9000万用户的世界有线电视第一大网，光纤干线也超过26万公里，这进一步加强了有线电视网的用户和网络优势;其次 ，网通公司(指旧的网通)的成立是对有线电视网络资源进行的必要整合。该公司首先实施一项名为“中国高速互联网络示范工程“的重大项目。该项目不仅含有有线电视网的功能，还能够提供节目点播、上网、电话、图文信息定制、多媒体通信等诸多服务。网通的成立将扩展有线电视网的业务范围，加强有线电视网的市场竞争力，是中国有线电视网络发展的新的里程碑。另外，经过近四十年的努力，中国有线电视已具备相当大的规模。目前，经国家广播电影电视总局批准的有线电视台将近1300座，各类有线电视系统4000多个。2000多个县建设了有线电视网络，其中有600多个县已实现了光缆到乡镇或到村。有线电视也由最初的共享天线系统，经过闭路电视系统阶段，再到今天的全新的光纤同轴电缆混合( HFC)网络系统。并以实践证明了HFC网络系统的技术优势所在。四五年前有不少通信专家还对HFC网的生命力提出质疑，今天这种议论早已消失了。 HFC网络是在当今的经济技术环境下 ，能够为有线电视用户提供更好传输质量和更高可靠性的传输手段。光缆网起到高速连接的作用，电缆网起到方便和价格低廉的高速连接的作用，两者的有机结合，构成了有线电视网的基础 。HFC网的存在，数字压缩技术和高效数字调制技术在HFC网上的应用，又大大拓展了有线电视网络的技术实力和多功能服务的能力 。例如 ，在一个常规模拟电视频道中可以传输8-10套数字压缩的标准电视节目 ，所以有线电视网络具备了开展三一四百套数字电视节目和开展诸如视频点播( VOD)类高级视频业务的能力。同时采用其它先进技术还可以实现在有线电视网络中传数据、话音和接入因特网服务。HFC结构的有线电视网能够直接把750MHz甚至1 GHz的带宽送入用户家中，提供了开展多种业务的频道资源。由于有线电视网络在HFC传输体制的基础上支持数字通信和计算机通信等多种先进的传输体制，使得有线电视网络可以在开展有线广播和有线电视节目的基础上，提供诸如视频点播、音乐点播、远程教育、远程医疗、家庭办公、网上商场、网上证券交易、高速因特网接入、会议电视、物业管理等多种类型的宽带多媒体业务的前景。其中高速因特网接入、远程教育、数据广播等业务己经到了大规模商用的阶段 。综上所述，中国有线电视行业经过几十年的发展，已经步入了一个崭新的时期。产业化改革促进了全国有线电视的联网 ，HFC网的建设促进了节目源的丰富以及服务质量的提高。但是 ，新事物的出现必将引发新的问题 ，在实行行政区域为服务范围的联网过程中 ，联网后会遇到的各台利益重新分配等问题，在推广使用HFC网机顶盒的问题上为避免用户重复投资，有线电视经营者希望能与加解扰问题统一考虑；网络规模的扩大，使得人工管理收费更加困难，一方面电视台花费较大的资金为用户提供了更加丰富多彩的电视节目及其它服务，另一方面电视台因收不上费所造成的经济损失会进一步加大，从而形成恶性循环等等。这些问题都在呼唤着有线电视技术加解扰技术的使用和发展。3. 有线电视加解扰技术的发展前景发展前景的分析有线电视信号的加方式很多，但大致可归纳为模拟方式和数字方式两大类。模拟方式加扰，大多是对视频信号的幅度、极性作伪随机变化处理；例如，变化视频信号的同步幅度，使图像不能同步而呈现扭曲、滚动，或倒转视频信号的极性，使图像混乱；这些变化可单独施加，亦可混合使用，再用伪随机编码控制这些变化，使这些加扰方法较难破译，只有在订户电视机前接有解扰器，才能恢复正常收看。近十年来，随微电子技术、计算机技术、数字技术的突破性进展，这类模拟方式的加解扰系统的安全性受到冲击，发生破译事故，使有线电视经营者蒙受巨大经济损失，于是数字方式加解据系统应运而生。数字加解忧系统，是将模拟电视信号转变成数字信号后进行加解扰处理，然后再转变成模拟信号的转变成数字信号后进行加解扰处理，然后南转变成模拟信号的技术系统；由于其加扰处理通常是将行扫描线作分段切割、位移等变化，且受控于伪随机码，因而极难破译，有很高的安全性；又由于其加解扰专用处理芯片的成本不断下降，使其解扰器的价格不比模拟的贵多少，因而应用前景十分看好。第2章 第二章 常用的加解扰技术分析2.1 2. 1有线电视加解扰技术的必要性有线电视加解扰技术的原因有以下几个方面: 1.加解扰系统是有线电视运营机制的保证。 2.采用加解扰技术是国内有线电视事业向高层次发展的必由之路。 3.国内CATV引入加解扰已成为当务之急： （1）国内有线电视台当前面临呃待解决的几个问题：人工管理收费困难。 （2）国家管理部门的大力推动。 （3）加解付费电视市场起步和发展的契机。 2.1.1 2. 1. 2有线电视加解扰技术的分类 有线电视加解扰技术常见的有以下几种方式： 2.1.2 2.2.1非扰频方式带阻虑波器方式，用带阻滤波器把收费电视频道从送给用户的全部电视频道滤除，使未获授权的用户不能收看。控制的方法有两种：一种是人工插入滤波器的方法，一种是用电子电路控制滤波器的接入和去除。 2.1.3 2.2.2 模拟基带电视信号加扰方式（1） 行同步信号压缩（抑制）的技术方式。 （2） 行同步信号移位的技术方式。 （3） 行同步信号宽带改变的技术方式。 （4） 行同步信号倒相的技术方式。 （5） 场同步信号压缩（抑制）的技术方式。 （6） 行视频信号伪随机位移的技术方式。 （7） 行视频信号非正弦调制位移的技术方式。 2.2.3 射频电视信号加扰技术方式（1） 叠加干扰的技术方式。（2）射频行同步信号抑制的技术方式。 （3）射频行同步信号期内射频相位调制的技术方式。 （4）射频行同步信号抑制和相位调制共用的技术方式。 2.1.4 2.2.4频率变换（频带转移）加扰技术方式（1）转换频带的技术方式 （2）转换为非广播频道，这里是把电视信号用增补频道传输，这样普通电视接收机便无法收看。 2.1.5 2.2.5 模拟电视信号数字处理的加扰技术方式（1）全场行顺序搅乱的技术方式。 （2）一场内分组行顺序搅乱的技术方式。 （3）行切割分段交替的技术方式。 （4）行位移技术方式。 （5）行逆向扫描技术方式。 这几种方式在解扰时都需要把信号存贮起来才能解扰，因此都需要把模拟电视信号转换为数字电视信号，以便于存贮和解扰。 2.1.6 2.2.6 数字电视信号的加扰技术方式（1）数字码率压缩的技术方式。 （2）叠加伪随机扰码的技术方式。 （3）密码控制的技术方式。 2.2 2.3 各种加解扰技术的比较 加解扰技术方式和设备，大体上可以分为两大类型。 （1） 对模拟电视信号和音频信号进行处理的各种加解扰技术方式。在使用过程中不断有被破译的情况发生，所以当前正在向把模拟信号进行数字化处理的加解扰计数方式过渡，其优点是生产技术比较容易，价格也便宜。 （2） 对模拟电视信号进行数字化处理后，再进行加解扰技术的方式。目前常见的是把扫描行顺序搅乱，或把扫面行切割分段交替位置的加解扰技术方式，以及把这二种技术方式复合使用的第三种技术方式。这几种技术方式都属于第二种类型。其特点是首先把模拟电视信号，经模/数（A/D）转换电路转变为数字信号，再进行加扰处理，得到加扰的数字电视信号再D/A后，在现有的电视频道中传送给用户的终端解扰器。在解扰器中再把模拟电视信号，经模/数（A/D）电路转变成数字信号，进行解扰处理，得到数字电视信号，再经数/模（D/A）电路转变成模拟电视信号，在电视机中显示出正常的电视图像。它的加扰级别较高，安全性好，图像质量好，其信噪比技术指标比加扰前还好一点。第3章 第三章 有线电视常用的加解扰技术的原理3.1 3.1 概述 一个完整的电视信号是由图像信号以及行，场同步脉冲和行，场消隐脉冲等及部分组成。为了使图像能正确地传输，使收端和发端的信号同步，必须有上述脉冲信号。如果这些脉冲中任何一个丢失，失真或移位，就会使恢复电视图像发生困难，以至完全不能收看。而电视信号的加扰正是利用这一原理，在发端对电视信号进行编码，改变电视信号的某一关键环节，如去掉同步脉冲，扰乱图像信号的顺序，加入干扰波等；在收端设计一个相应的解扰电路，使电视信号恢复正常。付了费的用户，买了解扰器，便可以收看加扰电视节目。3.2 3.2 模拟处理加扰方式 1.极性反转方式 极性反转方式可以分为视频极性反转方式和射频（或中频）处理方式。 （1） 视频极性反转方式:视频极性反转方式又称为视频倒相方式，或者为倒极性方式。视频信号极性的反转非常容易，如一级共发射极晶体管放大器或者一级从反相端输入的运算放大器，就能使信号反相。因此，静态的视频反转（倒相）作为加扰用安全性太低，实用的解决办法之一是采用动态倒相，加扰时在不倒置和倒置两种状态中交替，如图3-1所示。图3-1 视频倒相加扰示意图图3-2是一种解扰器的解扰原理框图，该图中的开关信息是经由伴音通道副载波传送的。在某些系统中，也采用场逆程传送。图3-2 解扰原理框图 这种加扰方法中，部分视频经两次倒置而恢复正常时，其平均亮度是否能与正常行匹配是影响图像恢复质量的一个重要因素。如两者平均亮度不一致，则将引起图像闪烁，严重影响观看。解决这个问题的办法之一是在发送端发送黑白基准信号，在接受端通过钳位电路来校正。 （2）射频（或中频）处理方式：这种射频极性加扰方式是采用了精密匹配的声表面波(SAW)滤波器技术，用于改变已调制射频的相位和幅度。由于射频波的相位变化造成了色度信号的相位颠置和伴音信号的失真。这样既增加了这种加扰技术方式的加扰效果，也增加了安全性，同时又保证了采用这种技术的低成本。2.叠加干扰波方式 叠加干扰波方式通常与滤波器和陷波器方式配合使用，它属于射频加扰方式。在发送端的图像载波信号和伴音副载波信号之间加入一个或两个干扰波已调信号，于是该频道的电视节目将受到严重干扰，无法正常收视。改变所加干扰信号的强度，就可使加扰深度可调。一般干扰载波信号电平与图像载波信号电平相比大于-40dB以上，就会产生明显的干扰效果；如果干扰载波信号电平与图像载波信号电平相等，那就看不清图像了。干扰载波的调制信号一般是采用1KHZ和1.5KHZ信号合成后调制在干扰载波上。这种干扰波的表现形式为：1KHZ 信号是一条横跨在荧光屏上的水平线，而且使音频输出产生tweety bird（鸟叫声）。1.5KHZ的干扰信号的谐波会影响垂直扫描，使图像产生滚动和抖晃，它还损害自动增益控制作用和色信息电路。 图3-3为叠加干扰波方式的加解扰工作原理方框图。该图中，EE-2001是加扰器，当把它接入调制器中频（IF=38MNZ）环路以后，即在所传送频道的图像载频信号和伴音载波信号之间加入了一个或者二个干扰载频信号。ETD是特殊设计的窄带滤波器，不同的加扰频道需要具有各自滤波特性的窄带滤波器。图3-3 叠加干扰波方式基本原理 这种设备简单，易于仿造，因此保密性和安全性都比较差。但由于这种加解扰方式的设备造价低廉，目前在一些小型有线电台中还有应用。频率越高，解码陷波器的宽带相应扩展，带来的视频损伤越大，补偿起来也越困难，故目前这种加扰方法一般用在300MHz以下系统中。3.抑制同步信号方式抑制同步信号方式可以在视频电视信号上处理，也可以在射频电视信号上实施。视频处理方法有许多种，下面仅介绍常用的正弦波叠加法，门控同步脉冲加扰法和去同步脉冲加扰法。 （1） 正弦波叠加法：把频率与电视信号行频率相同，负峰值又与电视信号中同步脉冲顶对应的正弦波与电视信号叠加，输出的将是同步脉冲被压缩到图像信号的峰值以下，如图3-4（a）所示。对于这种同步脉冲被抑制了电视信号，电视接收机中的同步分离电路就无法分离出同步信号，于是显像管荧光屏上的图像画面会不断地翻滚和抖动。同时，由于色同步信号也被抑制，将造成画面彩色丢失，或色不同步，无法正常收看，达到了图像加扰的目的。 对于叠加正弦波的加扰电视信号的解扰方法，如图3-4（b）所示。经视频检波后，在全电视信号中取出加扰视频信号，并将它与相位和加扰正弦波相反，幅度适中的正弦波信号叠加，就可以恢复正常的电视信号。解扰用的正弦波信号可以从伴音检波后的信号中取得，不过要求这时伴音的副载波频率是行频的整数倍，如行频为15625HZ，取伴音副载频率为行频的两倍，即31.25KHZ，则经过锁相电路（PLL）可以取出隐藏在伴音信号中的行频信号。也可以采用调幅的方法把解扰用的正弦信号“幅度调制”在“调频的伴音载波”上，当然调制适度中（一般不超过15%）。图3-4 正弦波叠加法加解扰原理 （2）门控制同步脉冲加扰法：门控同步脉冲加扰和正弦波叠加法相似，也是通过改变同步脉冲幅度和图像信号幅度之间的关系来达到加扰的目的。图3-5（a）就是这种加扰方法的基本原理。它是将频率和行频相同。宽度等于行消隐脉冲宽度的一系列负脉冲串，与视频信号叠加，结果也是出现输出同步脉冲顶值比图像信号峰值低的现象，其效果和叠加正弦波加扰方式一样。 要解扰门控同步脉冲加扰的电视信号，也需要在解扰译码器中获得一个频率的行频相同，幅度适中的正弦性脉冲串与加扰叠加。这个脉冲串也可以通过锁相环路（PLL）从伴音信号中获取，其工作原理如图3-5（b）所示。为了提高安全性，可以将同步脉冲压缩幅度按伪随机码方式进行，其压缩值是可以随机变化的，一般压缩6dB-10 dB。压缩的时间和周期也可以随机变化。还可以对同步脉冲的宽度进行压缩，压缩后使图像发生抖动，无法正常收看。图3-5 门控同步脉冲加解扰框图 （3）去同步脉冲加扰法：图3-6所示是去同步脉冲加扰法原理方框图。全电视信号A经同步分离电路取出同步信号B，经放大倒相获得正极性同步信号C，只要适当控制放大量，就可以在加法器中完全抵消由射极输出的全电视信号中的同步信号，最后获得完全没有同步信号的视频图像信号。这个信号和放大以后的正极性同步信号D，同时通过电视信号发生器，就可以分别变换成没有同步脉冲的射频电视信号和被正极性同步脉冲调制的射频信号，发送出去。 去同步脉冲后的射频电视信号和正极性同步脉冲调制的射频信号，经接收端选频。放大和变换，分别解调出没有同步脉冲的视频信号和负极性的同步脉冲信号，只要适当控制它们的电平，经加法器后就可以还原出全电视信号，再经调制器输送到电视接收机的调谐器，在电视机屏幕上就可以显示出正常的节目图像。去同步脉冲法解扰过程如图3-7所示。 无论是采用压缩同步脉冲还是去同步脉冲，由于这些加扰方式中都没有破坏图像信号，所以，解扰后不会对图像质量有明显的影响。但由于目前电视机接收机本身的同步功能已经可以做得十分稳定，经常在没有外来同步时，图像仍能稳定好，故这种方式的安全性不高。图3-6 去同步脉冲加扰法原理方框图与波形 图3-7 去同步脉冲法解扰原理3.3 3.3数字处理加扰方式 模拟传输方式中数字处理加扰技术，较典型的有行切割旋转方式，行位移加扰方式，行顺序搅乱方式和逆向扫描加扰方式这四种。 1行切割旋转加扰方式行切割旋转加扰方式的工作原理：行切割旋转加扰方式，首先是将视频电视信号经模/数（A/D）转换电路，将模拟电视信号转换成数字电视信号，再将每一行数字电视信号随机的选取一个或两个切割点，然后把切割后的分段信号位置随机替换（即相当于各个分段信号作了一次旋转），就可以得到许多不同的组合，这样就破坏了换免得完整性，达到了对电视信号加扰的目的。每一行数字电视信号中只选取一个切割点在旋转的方式称为单切割行旋转加扰。而一行中选取两个切割点再旋转地方式就称为双切割行旋转加扰。很显然，双切割行旋转加扰深度要优于单切割行旋转加扰。图3-8（a）和（b）分别为单切割行旋转加扰和双切割行旋转加扰技术的基本原理。从理论上讲，所取的切割点越多，图像加扰就越深，破译的难度就越大，加扰系统工作安全性就更强。但是，切割点越多，技术难度，生产成本和设备费也会大幅度增加。而且分割点越多，图像质量劣化的可能性就越大，所以通常所说的行切割旋转加扰都是指单切割行旋转技术。（a） 单切割行旋转加扰（b）双切割行旋转加扰图3-8 行切割旋转加扰法 行切割旋转加扰技术中有两个突出的出问题需要解决：首先要保护切割点，因为切割点往往处于图像信号的中间部分，如果切割点附近信号失真，必然会影响图像质量；其次要隐蔽切割点。切割点左右信号交替之后，要使拼接信号变得光滑，不易被发现，从而提高安全性。 2.行顺序搅乱加扰方式 行顺序搅乱加扰方式又称为行顺序扰乱方式，或称为行转移方式。是一种把扫描的顺序进行大乱的方式，这种加扰方式是把电视信号图像方向的画面搅乱。由于对每一行视频信号来说是完整的，只是将扫面行整行的上下位置进行变换，整个图像信号没有切割的痕迹，所以解扰后的图像质量不可能受到损伤，这种方式显然比行切割旋转方式好。因此，国际上，许多大公司都采用这一种技术。 行顺序搅乱加扰方式也是属于数字处理方式，它也必须将模拟视频基带信号通过经模/数（A/D）变换电路变化成数字视频基带信号，然后将一场扫面行排列的顺序随机的进行重新排列，。如原来扫描行排列的顺序为32，34，36，38。这样，在一场中就将原来图像的组合打乱，达到了图像加扰的目的。然后，再将扫描行顺序搅乱的图像信号经数/模（D/A）变换电路，变换成加扰后的模拟视频信号，经过放大，调制发送出去。 3.行位移（JETTER）加扰技术 为了增加在垂直线上图像相同的视频信号的加扰效果，往往还采用另一种数字加扰技术，即行位移（JETTER），在视频有效行的有效图像信号期间内（PAL行是52Us），按左右随机取向固定地使行位移。 现简述其工作原理：行顺序搅乱的加解扰系统是对基带模拟信号进行加扰，整个视频行是完整的。也就是一行从行同步信号的下降沿算起（设为0像素点），整个行周期（64us）采样点为1024点，对每一点采用8位量化，一行视频信号量化后刚好存在1K*8bit的SRAM中。如果一行从0像素开始写入，也从0像素开始读出，各个像素点没有偏离原位，那么行位移就是零（0）。 这种行位移（JETTER）加扰技术方式，必须设计有精确的PLL电路，保证主时钟PCLK信号的下降沿与行同步下降沿对齐，才能保证加解扰正确。为此，对加扰节目源要求其行频偏离值不能太大，行同步的上升与下降沿必须是陡峭的。如果使用家用录像机作为节目源，那就要求启用时基校正器。 4.逆向扫描加解扰方式由于模拟电视信号数字化后存在存储器里，如果读出时不按原来的顺序从左到右而是从右往左，而行顺序读出不是从上倒下而是从下往上，那么还原出来的图像则是上下颠倒，左右颠倒，这也是一种数字式的加扰技术。当然，通常逆向变换也是采用伪随机码控制，这样无解扰的图像信号就被扰乱，也无法正常收看。解扰器的关键是按正确的顺序恢复正确扫描方向即可。第4章 第四章 有线电视加扰的方案设计4.1 4.1 设计要求 此处所讲的有线电视加扰技术是为了应用于区域用户的频道限制。如在学校在原有的有线电视再接收几个境外台，调制在U波段在系统前端混入原来的系统中。根据上级规定, 此节目只供教职工收看, 而学生不能观看, 由于学生宿舍与教师宿舍参差分布, 必须对系统作一定的改造, 方案有二: 一是用原系统传输市有线台信号, 另设一个系统传输混合后的信号; 二是在用户放大器处对所有要限制的节目进行加扰。考虑本单位宿舍区分散而受限用户又相对集中的特点, 采用第二种方案无疑是可取的。4.2 4.2工作原理加扰方案示意图如图所示。加扰方案示意图在实施第二种方案时, 如果采用市面上的加扰设备，每路信号需要一套加扰设备，再加上需要加扰的放大器很多，这样费用非常高。但是如果采用下面的方法进行加扰，同样可以使受限用户不能正常收看U波段节目，并且所有U波段节目只用一套设备，成本非常低廉。这种加扰方法的基本思想是将所有频道统一上移一个破频段，同时再提供一条通道传输没有频移的频道，用混合器八两路信号混合，使得频移后的部分V波段与没有频移的U波段的频带相重叠，造成深度同频干扰，从而实现对U波段节目的加扰。频移后的Um波段由于其频率远超过放大器的带宽上限而被滤掉。如图所示加扰原理图第5章 第五章 有线电视加扰电路实现以及调试5.1 5.1系统结构加扰电视信号按照设计要求该加扰系统将电视信号分为两路等功率信号，一路经过混频器将此信号的频率完成频率搬移。下混频变频器（由LC振荡器和三极管混频器构成）混合器电视信号分配器5.2 5.2加扰系统主要组成部分介绍5.2.1 5.2.1分配器分配器是将一路输入信号均等或不均等地分配为两路以上信号的部件。常用的有二分配器，三分配器，四分配器，六分配器等。 分配器的类型很多，由电阻型，传输线变压器型和微带型；有室内型和室外型；有VHF型，UHF型和全频道型。 分配器的电器特性主要有分配损耗Ls，端口隔离度（通常要大于20dB），输入，二分配器的原理电路图输出阻抗（75），电压驻波比（小于2）和工作频率范围等。5.2.2 5.2.2混合器 电视信号混合器将两套以上的不同频率的射频信号混合在一起形成一路宽带的射频信号多频道节目输出的器件为混合器。电视信号混合器是为有线电视多频道的邻频前端系统设计的专用混频设备。 在这个设计中的主要部分为变频器的设计，鉴于此，该设计中所用电视信号分配器和混合器直接可从市场买到指标合格的成品应用。5.2.3 5.2.3LC振荡器 LC振荡器电路种类繁多，为了能更好的应用于变频器的本机振荡电路，要选取合适的振荡电路。首先要考虑振荡电路的起振条件，以及起振的难易程度。再看振荡电路的频率稳定性。 电容三点式（考比兹）由于反馈电压取自电容，而电容对晶体管的非线性产生的高次谐波呈现低阻抗，能有效地滤除高次谐波，因而输出波形好。晶体管的极间电容与回路电容并联，可并入回路电容中考虑。若直接用极间电容代替回路电容，工作频率可大大提高。其缺点是反馈系数与回路电容有关。如果用改变电容的方法来调整振荡频率，将改变反馈系数，甚至可能造成电路停振。 电感三点式是通过改变电容的来调整频率，基本上不会影响反馈系数F。但是电路能够振荡的最高频率较低，因为电感三点式电路中，晶体管的极间电容与回路电感并联，高频工作时，可能会改变支路电抗特性，破坏相位平衡条件而无法振荡。另外，由于反馈电压取自电感，而电感线圈对高次谐波呈高阻抗，使输出中含有较大的谐波电压，导致输出波形失真较大，波形较差。考虑过振荡器的影响因素后可选择改进型的电容三点式振荡电路，一般称之为克拉泼振荡器。1 克拉泼（Clapp）振荡电路因为考比兹(Colpitts)振荡器存在不足，有必要对其进行改进，所以产生了克拉泼（Clapp）振荡电路考比兹(Colpitts)振荡器虽然有电路简单，波形好的优点，在许多场合得到应用，但从提高振荡器频率稳定性的角度考虑，电容三点式振荡器存在以下需要完善的不足之处。原因：晶体管的极间电容直接和谐振回路电抗元件并联，极间电容（即结电容）是随环境温度、电源电压和电流变化的不稳定参数，它的变化会导致谐振回路谐振频率的变化，因为振荡器的振荡频率基本上由谐振回路的谐振频率决定，回路谐振频率的不稳定，将直接影响振荡器频率的稳定性。结果：三点式振荡电路的频率稳定性不高。一般在量级，为提高频率稳定度，必须设法减小晶体管极间电容的不稳定性对振荡器频率稳定度的影响，改进的方法：串联改进型电容三点式振荡器克拉泼（Clapp）振荡电路。图（a）给出克拉泼振荡器的实用电路， 与普通电容三点式(Colpitts)电路相比，其区别仅在于b-c间的电感支路串入一个小电容，满足，这就是串联改进型电路命名的来由。图（b）是其高频等效电路。克拉泼振荡电路的组态：图中输入端（反馈接入端）与发射极相连，输出回路与集电极相连，基极通过旁路电容接地，所以电路为共基组态。用于分析振荡频率的简化等效电路如下图所示。该电路满足“射同（、）基反（串联呈现感抗）。振荡频率的分析振荡频率由选频回路决定，选频回路由和串联，再与并联构成。谐振回路的总电容满足 所以有 注意：串联电容的总电容取决于小电容，而并联电容的总电容取决于大电容。 振荡器的振荡频率 （4.1）结论：由式（4.1）可知：当满足时，几乎不受晶体管极间电容（即输入输出电容）的影响，越小，晶体管极间电容对振荡频率的影响就越小。电路的频率稳定性就越好。实际电路设计中谐振回路中元件的取值规则根据需要的振荡频率确定的值，的取值应远大于。仅从振荡频率的稳定度考虑，越小越好，但过小会影响振荡器的起振。综上分析，Clapp振荡电路有以下几点不足：）在减小以提高振荡频率的同时，使环路增益减小，减小到一定程度会导致电路无法起振，这就限制了振荡频率的提高；）Clapp振荡电路不适合作波段振荡器。波段振荡器要求振荡频率在一定区间内可调，且输出信号的振荡幅值基本保持不变。由于Clapp电路是通过改变来调节振荡频率的， 的改变，导致变化，致使共基电路的增益变化，最终导致输出信号的幅值发生变化，使所调波段频率范围内输出信号的幅度不平稳。所以Clapp电路可以调节的频率范围不够宽，只能用作固定振荡器或波段覆盖系数（）较小的可变频率振荡器。一般Clapp电路的波段覆盖系数为1.21.3。2 西勒（Seiler）振荡电路在对Clapp振荡电路的不足之处进行改进的基础，产生了西勒电路。图（a）给出Seiler振荡电路的实用电路，Seiler电路是在克拉泼电路中的电感两端并联了一个可变小电容,且满足、远大于，这就是并联改进型电路命名的来由。图（b）是其高频等效电路。S