用场强仪应急测量电缆衰减特性的方法

用场强仪应急测量电缆衰减特性的方法林挺逵浙江省台州市路桥区乡镇广电站退休职工基层台站如果怀疑同轴电缆的衰减特性有问题，想测量一下它的衰减特性而又没有专门的仪器设备时，可以用手边的场强仪来测量。不过测量方法要得当，否则准确性很差。笔者在职期间曾和同事一起专门做过实验，摸索出准确度比较好的测量方法，现拿出来发在论坛上，专供有需要的网友参考。1、测量设备配接方法调制器输出的电视信号经过待测电缆到达末端以后，其中的大部分信号进入接在电缆末端的场强仪信号输入口，这部分信号叫“直射波”；由于传输线和设备输出、入端口的阻抗不可能完全匹配，必然会有一部分信号反射回调制器、再由调制器反射到场强仪输入口，这就是“反射波”。虽然反射波经过两个器件端口“反射损耗”的衰减、电缆上来回两次衰减以后电平值已经很低了，但它叠加直射波上以后还会影响场强仪的电平读数。当两种“波”的相位相同时，场强仪的电平读数增加；当两种“波”的相位相反时，场强仪的电平读数减少。传输线和设备输出、入端口的阻抗匹配愈好，反射波的强度愈小，对场强仪读数的影响也愈小。我们常用的有线电视线缆和设备标称阻抗都是75Q，阻抗偏差虽然不可避免，但通常不会很大，因而由此造成场强仪测量读数偏差通常不会很大，比如零点几个dB或1、2个dB，虽然这种读数的偏差对常规的电平（用户电平70dB左右、放大器电平100dB左右）测量来说可以忽略不计；但用场强仪测量电缆衰减量时，由于要计算电缆输入电平和输出电平的差值，而这差值仅仅只有几个dB至十几个dB，计算结果有（零点几个dB或1、2个dB）X2的偏差量显然是不能容许的。因此，用场强仪测量电缆衰减量时，必须设法尽量减少反射波对场强仪电平读数的影响，这就需要精心设计测量方法，我们做了许多实验去寻找办法。1、1设备配接方法通过实验遴选以后，我们采用调制器和待测电缆之间设置二分配器的测量方法，具体做法是：用一台捷变频调制器（柏卫PM-520SL-PLUS），在其音、视频输入口分别接一只75Q负载电阻，使调制器输出没有调制音、视频讯号的电视讯号供测试用。调制器的电视信号输出口接上一段3米长-5电缆，电缆末端再接一只二分配器P204,二分配器一个端口用来接待测量的电缆，另一个端口作为待测电缆输入信号电平测量口，测量时接场强仪（天津德力DS1240），不测量时接75Q负载电阻。待测电缆的末端接上一个对冲接头，用作电缆输出电平测量接口，测量输出电平时接场强仪，不测量时接75Q负载电阻，全部接线如图1所示。1、2测量设备配接说明第一，捷变调调制器的音、视频输入口如果送入音、视频调制讯号，场强仪的读数会随着图像亮度化而不断变动，十分位读数通常一刻都难以稳定，甚至个位读数也要变动，偏差可达到土1dB，个别频道甚至更多，所测电平值的准确性比较差。如果仅仅用这种讯号测量电平值，这样的误差可能是允许的；如果要计算出两次测量数的差值，而且差值只有几个dB,那么相对误差就会很大，这样的信号就不行了。图1测量设备配接图因此，捷变调调制器的音、视频输入口不能输入讯号，使场强仪输出没有调制音、视频的电视讯号，场强仪测出电平读数的稳定性就很高，测量时绝大多数频道的电平读数连十分位都可保持较长时间不变。第二，场强仪的信号输出口通常是英制接头，大多数地方没有购置粗电缆的英制接头，难于对接。在场强仪的信号输出口加接一段3米长-5电缆后再接上二分配器P204就解决了这个问题，而且和待测电缆连接起来也容易得多。另外，调制器的输出讯号频道改变以后，其输出电平也会改变，全部频道的输出电平高低差值最大可达5dB以上。因此每变换一次频道，都必须重测一下待测电缆的输入电平，将二分配器P204的另一个端口作为电缆输入电平的测量口就方便得多了。要逐个（测量需用）频道测量检验二分配器P204两个输出端口的输出电平误差，不得大于0.1dB，大部分二分配器能达到这个要求.第三，电缆的输入电平和输出电平必须用同一台场强仪轮流测量得出，这样测量的准确性最好。不能分别用两台场强仪测量，因为即使型号相同的各台场强仪的信号输入口对信号的反射特性可能有点差别，会造成很大的测量误差，试验得出的结果是，曲线上下偏差峰峰值可能大于电缆实际衰减值，画出曲线要占用很大篇幅，因此从略。另外，两台场强仪几乎每个频道的读数都可能有些差异（精确到十分位时），而且在测各种电缆时差异会有点变化，很难一一校对，即使校验出误差值，最后计算时又要对所有测量结果逐一进行修正，相当麻烦。2、测量方法2.1测量准备工作第一，预热捷变频调制器。测量前捷变频调制器要经过数小时的开机预热，以提高输出电平的稳定度。能够在测量的前一天就开机预热那就更好。第二，设定调制器输出电平。将调制器设定在任意频道，场强仪显示电平读数后调节调制器的输出电平为最大值（如115dB），然后稍调小一些（如112dB左右）定下，以后在整个测量过程中无论各频道输出电平如何变化都不必再调整调制器的输出电平。因为调制的输出调节旋钮是经不起经常调节的，要将各频道的输出电平都调在同一个数值上（连十分位也相同）是很费时间、而且也是很难做到的。第三，选定测量频道。测量电缆的衰减量要根据所要求的测量精度来确定测量频道间隔，一般没有必要逐个频道测量，我们选择间隔一个频道测量，并事先做好测量数据记载表，以便填写和计算结果。2.2测量过程先从最低端或最高端频道开始测量，如果先测量输入电平，则输出电平测量口必须接上75Q负载电阻，记录场强仪读数后，尽快将其转接到输出电平测量口测量（此时输入电平测量口必须接上75Q负载电阻），记录读数，并当即计算得出所测电缆衰减值。此时，该频道的测量就完成了。接下去将调制器设置成下一个要测量的频道，这时就应该先测量记录输出电平读数，因为场强仪还接在电缆输出口，然后再测量记录输入电平读数，并计算出被测电缆的衰减值，并与上一个频道的衰减值比较一下。如果递增（或递减）规律正常，则可转到再下一个频道测量；如果不正常，则先查看一下空端口是否已经接上75Q负载电阻，若未接上，应该接上负载电阻重测；如果已经接上，也可重新测量该频道，以确认所测出的数值。空端口没有接上75Q负载电阻，测量结果读数会偏差0.2dB左右，尤其P204空端口未接负载电阻时影响最为明显。测量结果分析处理我们这一次总共做了十几个项目的电缆测试，把其中7个项目的测量结果绘制成图2的曲线，这7个测量项目的详情记载在表1之中。表1电缆样品和测量情况表曲线编号被测电缆样品设定输入电平（dBpV）电缆样品长度（米）型 号类 型①SYWV-75-5(A)-5四屏蔽112左右200②SYWV-75-5-5二屏蔽112左右300③SYWY-75-7(A)-7四屏蔽112左右300④SYWY-75-7-7二屏蔽112左右300⑤SYWY-75-9-9二屏蔽112左右600⑥SYWY-75-12-12二屏蔽112左右1000⑦ANDREWF540540铝管112左右10003.1关于测量方法通过这次测量，我们得出了的初步结论是：用场仪测量有线电视电缆衰减特性时，待测电缆的长度越长越好，输入电缆端口的电平以高值为宜。从图2中可以看出，待测电缆长度愈短，测出衰减数值愈离散，特性曲线愈曲折起伏；而长度愈长，则曲线愈平滑，愈接近电缆的实际衰减特性曲线。因此，用场强仪测量电缆的衰减特性，选取的电缆样品愈长愈好（以最高端的输出电平场强仪能显示为度）。-5电缆长度不得短于300米，-7电缆最好不短于600

米，-7以上电缆应有1000米长度。3.2测量结果绘图处理先将测量结果绘制成如图3的原始曲线，然后再进行后续处理，方法是：先将个别偏差特别大的频道数据取消（如Z36频道，此频道的电平不稳定）；对其它稍有上下偏差的曲线段可分小段进行“裁曲取直”处理，即沿着上下偏差的中间画出直线来代替，就可得出平滑的衰减特性曲线。我们在这里只画出根据测量数据得出的原始曲线，让有兴趣的读者复印出来进行后续处理。_4①/-5四屏藏电缆'200米样品测1^5二辟蔽电缆300米样品测.南-7四屏献电缆

0300米样品测1rT命-12二屏蔽电缆回1000米样品测"⑦公.7二屏蔽电缆/@300米样品测- rF540铝管电缆1000米样品测ftfiiiititiDSDSDSDS18202224262830323436381416182022_4①/-5四屏藏电缆'200米样品测1^5二辟蔽电缆300米样品测.南-7四屏献电缆

0300米样品测1rT命-12二屏蔽电缆回1000米样品测"⑦公.7二屏蔽电缆/@300米样品测- rF540铝管电缆1000米样品测ftfiiiititiDSDSDSDS18202224262830323436381416182022图2测量得出的电缆衰减特性原始曲线图3.3测量结果与厂家送检结果比较我们测出的电缆衰减数值与厂家送到广电部有线电视系统质量监督检测测试中心、电子工业部信息传输监督检测中心的检验结果相近，具体情况见表2。，表2试验测出的电缆衰减数值与厂家送检结果比较表电缆型号SYWV-75-5SYWY-75-7SYWY-75-9SYWY-75-12试验编号测试频率MHz50200550502005505020055050200550技术要求4.89.716.83.26.410.72.45.08.51.93.96.7本次测量4.738.4714.92.975.339.62.424.287.471.703.456.11临安天力送检4.408.9715.72.635.379.302.104.277.37970529烟台新牟送检4.308.4014.52.605.208.902.304.507.801.613.436.1597032401问题讨论通过对电缆衰减特性的测试，我们对几个问题了解不深或者一时没有条件继续探索，特提出来请读者共同研究探讨。4.1四屏蔽电缆衰减值偏大问题我们这次测量过-5和-7两种四屏蔽电缆的衰减特性。它们的曲线分别为图2中的①和③与二屏蔽电缆（曲线②、④）相比较，22频道的衰减值分别要高2至3dB。而碰巧四屏蔽电缆和二屏蔽电缆不是同一个厂生产的，因此，我们还不清楚造成衰减值差异的