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【摘 要】数字电视信号在传输过程中会产生各种各样的故障，而这些故障现象反映到用户端又比较单一，大多数表现为马赛克现象、停屏现象和黑屏现象。要对表征单一的故障现象进行分析和排除，除了借助仪器仪表的测量外，还需要积累一定的实践经验和对故障的判断分析能力。在数字电视网络传输的过程中，要经过各种有源和无源器件的放大和衰减，会产生非线性失真、阻抗失配、信号不均衡、衰减过大、以及各种干扰等。本文将对在工作实践中遇到的典型维修个案进行分析，希望通过以点带面的方式，对数字电视信号在传输过程中常见故障及排除做一了解。
【关键词】数字电视 马赛克 停屏 非线性失真 阻抗失配
我县自去年年初已经开展了高清数字电视业务，而随着业务量的不断增大，对数字电视信号的测量与调试，以及对各种故障现象的分析与维修工作已日渐重要。下面对日常维护中遇到的几点故障现象，以及针对各种故障做出的判断和处理做一简单介绍，希望对我们的广大基层技术人员能有点借鉴和帮助。在数字电视传输网络中，数字电视信号的平均功率、调制误差率、误码率、星座图和突发噪声等从多个角度描述了数字电视信号的传输质量。只有当以上所有技术指标都同时得到满足且符合数字电视机顶盒的接收要求时，电视机上的图像才能得到正常接收。有线数字电视的复杂程度就体现在这里，特别是在模数混传的系统中，还存在着模拟与数字信号相互干扰的问题。
一、马赛克和停屏现象之一
东苑小区2号楼的住户普遍反映数字电视有马赛克和停屏现象，测量用户端平均功率电平在70dBμV左右，属正常范围，而误码率MER却达到了10-4，低于用户端接收要求。测量该单元的放大器后发现，该放大器输出口电平达到了110dBμV，超出了该放大器的额定输出电平要求。遂将其降至102dBμV，再测用户端MER时，已经降到了10-8水平，图像质量恢复，马赛克现象消失。总结该故障原因，是由于放大器输出电平超出指标要求，使其工作在了非线性区，产生了非线性失真所致。对于64QAM调制的数字电视信号而言，单个64QAM信号在频谱仪上看是在中心频率两侧、均匀分布在限定带宽内，顶部有细小幅度跳动的，就像一个被抬高的噪声平台。由于它是平衡调幅，抑制掉了载波，所以它没有模拟信号中的图像、伴音载波及色副载波，其能量也不像模拟电视信号那样在谱线上呈离散簇状群聚于图像载频附近，而是平均弥散于整个限定的带宽内。由于这个特点，在有线电视网络中存有非线性失真的情况下，所产生的交互调产物落在数字电视频道时，它就不再是以离散簇状群聚于带内某处，而是呈白噪声性质，在被干扰频道内弥散分布，从谱线上可见到弥散着新的频率成分，使被干扰频道噪声增加，劣化了载噪比C/N。虽然这时被干扰频道的信号电平并没有降低，但误码率BER已升高。使得数字电视节目中出现马赛克或图像停顿现象。引起非线性失真的主要原因往往是网络中的有源器件接口电平配置不当或其性能欠佳，工作在非线性区域。在数模兼容的传输网络中，这些产物可能落于数字电视频道或模拟电视频道，除用频谱仪检测外，还可以根据模拟电视节目画面的干扰现象进行判别。一般这种情况发生在非线性失真器件以后的所有用户的某个或某几个频道上。
二、马赛克和停屏现象之二
翡翠山居一区有用户反映数字电视有马赛克，严重时图像停顿，经测量用户端电平基本正常，但误码率升高。走访用户，判断故障影响范围就在这一个单元，检查线路后发现进该单元的电缆、F头以及分支器进水，并且老化锈蚀严重，因是老小区，楼内支线没有设计管道，线缆裸露布设于地下室，经过工作人员对电缆重新布设，换掉锈蚀的F头和分支器后，故障消失。究其原因，是网络阻抗失配造成的该故障。有线电视网络中的同轴电缆及无源器件接口的特性阻抗均要求为75Ω，如果网络中某处匹配不良，就会造成信号在传输路径上的反射，这样到达数字电视机顶盒的信号就不只有直射波，还有反射波，且两者存在一定时间差。从载波上讲，直射波和反射波同时在同轴电缆中传输时，其幅度按矢量相加。当两者的时差使相位改变2π弧度时两者同相，直射波和反射波的幅度相加；当两者相位相差π时，相位相反，其幅度相抵消，引起传输链路中某些点或区域的幅频特性严重不平。当相位相同时引起幅度上凸出现鼓包，又有可能使放大器进入非线性工作区域，产生更加有害的非线性失真；当相位相反时又出现幅度下凹，引起C/N指标变坏。这两者均能引起数字电视传输码流的误码率升高，从频谱仪上则可观察到被干扰频道的谱线顶部不再是平坦状，而是凸凹不平，出现明显的起伏或倾斜。
三、单个用户反映不能正常收看数字电视节目
计量局家属院一用户反映部分台不能正常收看，在用户家中检查发现，不能收看的几个台在同一个频点331MHZ上，该频点的电平在32dBμV，误码率高于10-5，而户外分支口的电平值和误码率测量正常，怀疑用户家中电缆老化或有内部损伤，更换电缆后故障消失。像这样单用户故障的原因还有很多，比如用户私自接终端；采用非75Ω终端匹配器；自己加装劣质放大器；自己加装不合格的分支分配器；机顶盒与电视机连接不当；接头不规范有干扰等等。遇到单用户故障不好判断时，可用一段75Ω同轴电缆作为临时用户线，直接连接户外分支和用户端机顶盒，可以比较直观的来判断是否是用户室内电缆故障。
四、结束语
总之，引起数字电视不能正常收看的原因很多，但是在用户端表现出的故障现象却很单一，它不像模拟电视信号表现的故障现象那么丰富，而只是表现出部分台或全部台有马赛克和停屏现象，严重时出现黑屏。当所有台有马赛克时，测量平均功率电平一般是不达标（用户端要求40dBuv-80dBuv之间），一般造成全部数字频道出现马赛克或停屏现象的原因有：线路传输中的有源设备或无源设备损坏造成的电平过低，误码率和载噪比的参数达不到标准要求；有源设备输出电平设置不当或设备损坏产生的非线性失真；也有可能是用户家中的机顶盒高频头故障引起的。部分台出现马赛克或停屏现象的原因是由于线路或用户家中的器材、电缆、接头不标准，使用的连接器不规范，接头氧化接触不良，阻抗不匹配，信号电平偏低等引起。为了能比较直观的对故障进行分类和判断，在模数共网的系统中，也可以借鉴模拟信号所表现出的故障现象来进行故障分析、判断和维修。
【关键词】数字电视 马赛克 停屏 非线性失真 阻抗失配
我县自去年年初已经开展了高清数字电视业务，而随着业务量的不断增大，对数字电视信号的测量与调试，以及对各种故障现象的分析与维修工作已日渐重要。下面对日常维护中遇到的几点故障现象，以及针对各种故障做出的判断和处理做一简单介绍，希望对我们的广大基层技术人员能有点借鉴和帮助。在数字电视传输网络中，数字电视信号的平均功率、调制误差率、误码率、星座图和突发噪声等从多个角度描述了数字电视信号的传输质量。只有当以上所有技术指标都同时得到满足且符合数字电视机顶盒的接收要求时，电视机上的图像才能得到正常接收。有线数字电视的复杂程度就体现在这里，特别是在模数混传的系统中，还存在着模拟与数字信号相互干扰的问题。
一、马赛克和停屏现象之一
东苑小区2号楼的住户普遍反映数字电视有马赛克和停屏现象，测量用户端平均功率电平在70dBμV左右，属正常范围，而误码率MER却达到了10-4，低于用户端接收要求。测量该单元的放大器后发现，该放大器输出口电平达到了110dBμV，超出了该放大器的额定输出电平要求。遂将其降至102dBμV，再测用户端MER时，已经降到了10-8水平，图像质量恢复，马赛克现象消失。总结该故障原因，是由于放大器输出电平超出指标要求，使其工作在了非线性区，产生了非线性失真所致。对于64QAM调制的数字电视信号而言，单个64QAM信号在频谱仪上看是在中心频率两侧、均匀分布在限定带宽内，顶部有细小幅度跳动的，就像一个被抬高的噪声平台。由于它是平衡调幅，抑制掉了载波，所以它没有模拟信号中的图像、伴音载波及色副载波，其能量也不像模拟电视信号那样在谱线上呈离散簇状群聚于图像载频附近，而是平均弥散于整个限定的带宽内。由于这个特点，在有线电视网络中存有非线性失真的情况下，所产生的交互调产物落在数字电视频道时，它就不再是以离散簇状群聚于带内某处，而是呈白噪声性质，在被干扰频道内弥散分布，从谱线上可见到弥散着新的频率成分，使被干扰频道噪声增加，劣化了载噪比C/N。虽然这时被干扰频道的信号电平并没有降低，但误码率BER已升高。使得数字电视节目中出现马赛克或图像停顿现象。引起非线性失真的主要原因往往是网络中的有源器件接口电平配置不当或其性能欠佳，工作在非线性区域。在数模兼容的传输网络中，这些产物可能落于数字电视频道或模拟电视频道，除用频谱仪检测外，还可以根据模拟电视节目画面的干扰现象进行判别。一般这种情况发生在非线性失真器件以后的所有用户的某个或某几个频道上。
二、马赛克和停屏现象之二
翡翠山居一区有用户反映数字电视有马赛克，严重时图像停顿，经测量用户端电平基本正常，但误码率升高。走访用户，判断故障影响范围就在这一个单元，检查线路后发现进该单元的电缆、F头以及分支器进水，并且老化锈蚀严重，因是老小区，楼内支线没有设计管道，线缆裸露布设于地下室，经过工作人员对电缆重新布设，换掉锈蚀的F头和分支器后，故障消失。究其原因，是网络阻抗失配造成的该故障。有线电视网络中的同轴电缆及无源器件接口的特性阻抗均要求为75Ω，如果网络中某处匹配不良，就会造成信号在传输路径上的反射，这样到达数字电视机顶盒的信号就不只有直射波，还有反射波，且两者存在一定时间差。从载波上讲，直射波和反射波同时在同轴电缆中传输时，其幅度按矢量相加。当两者的时差使相位改变2π弧度时两者同相，直射波和反射波的幅度相加；当两者相位相差π时，相位相反，其幅度相抵消，引起传输链路中某些点或区域的幅频特性严重不平。当相位相同时引起幅度上凸出现鼓包，又有可能使放大器进入非线性工作区域，产生更加有害的非线性失真；当相位相反时又出现幅度下凹，引起C/N指标变坏。这两者均能引起数字电视传输码流的误码率升高，从频谱仪上则可观察到被干扰频道的谱线顶部不再是平坦状，而是凸凹不平，出现明显的起伏或倾斜。
三、单个用户反映不能正常收看数字电视节目
计量局家属院一用户反映部分台不能正常收看，在用户家中检查发现，不能收看的几个台在同一个频点331MHZ上，该频点的电平在32dBμV，误码率高于10-5，而户外分支口的电平值和误码率测量正常，怀疑用户家中电缆老化或有内部损伤，更换电缆后故障消失。像这样单用户故障的原因还有很多，比如用户私自接终端；采用非75Ω终端匹配器；自己加装劣质放大器；自己加装不合格的分支分配器；机顶盒与电视机连接不当；接头不规范有干扰等等。遇到单用户故障不好判断时，可用一段75Ω同轴电缆作为临时用户线，直接连接户外分支和用户端机顶盒，可以比较直观的来判断是否是用户室内电缆故障。
四、结束语
总之，引起数字电视不能正常收看的原因很多，但是在用户端表现出的故障现象却很单一，它不像模拟电视信号表现的故障现象那么丰富，而只是表现出部分台或全部台有马赛克和停屏现象，严重时出现黑屏。当所有台有马赛克时，测量平均功率电平一般是不达标（用户端要求40dBuv-80dBuv之间），一般造成全部数字频道出现马赛克或停屏现象的原因有：线路传输中的有源设备或无源设备损坏造成的电平过低，误码率和载噪比的参数达不到标准要求；有源设备输出电平设置不当或设备损坏产生的非线性失真；也有可能是用户家中的机顶盒高频头故障引起的。部分台出现马赛克或停屏现象的原因是由于线路或用户家中的器材、电缆、接头不标准，使用的连接器不规范，接头氧化接触不良，阻抗不匹配，信号电平偏低等引起。为了能比较直观的对故障进行分类和判断，在模数共网的系统中，也可以借鉴模拟信号所表现出的故障现象来进行故障分析、判断和维修。