【實作實驗室】頻道功率怎麼測？有線電視頻譜長這樣！

Posted By StrongPiLab on 12 月 12, 2024 in 實作派StrongPiLab, 教學文, 科普 | 0 comments

大家每天都會看的有線電視節目，它的訊號都是放在預先規劃好的頻道上，而這些訊號如果用儀器來看的話會是什麼樣子呢？另外每個頻道的功率Channel power又是多少呢？阿信助教就帶大家一起來看看吧。

https://www.youtube.com/watch?v=GWpasVnWbWI

由於有線電視的訊號頻率很高，涵蓋了從55 MHz 到1002 MHz 的範圍，所以基本上無法使用時域的示波器來觀察波形，就算真的有示波器可以觀察如此高頻的波形，在實務上來說也沒什麼太大意義，因為當我們在通訊領域討論頻率、頻譜的時候，討論的主題大都是頻段Band、臨頻功率ACP、訊號雜訊比SNR，所以使用的儀器就會是頻域的頻譜分析儀。

那我們難道都不需要看時域的訊號嗎？其實在某些情況下是需要看的，例如你想要觀察去除載波之後的基頻訊號Base band signal，就需要利用頻譜的Zero span來觀察，關於Zero span請參考【實作實驗室】頻譜儀變成示波器？原來零展頻這樣用，但頻譜的掃描速度不夠快，它天生的構造無法像示波器一樣有很高的掃描速度，所以Zero span的觀察方式只適合觀察低頻的訊號（如1 KHz 以內的音頻訊號），如果你想看的是數位調變的基頻訊號像是QAM、QPSK等，它們的串流資料速率都是以MHz為單位，遠遠超過頻譜的掃描速度，因此還是無法看到像QAM這樣的類比波形。

如果真想看QAM的波形，那還不如看QAM的星座圖Constellation或誤差向量幅度EVM來得實際，因為在數位調變內，只有星座圖才能視覺化調變波形的品質、EVM才能量化訊號的品質，像這樣的量測，通常都需要很高檔的向量網路分析儀(VNA)才辦得到，而這次我只需要頻道功率的量測，因此只要使用頻譜分析儀就好了。

單一頻道頻譜量測

馬上來看看有線電視的訊號，一般的有線電視訊號在調變之前會先經過能量分散Energy dispersal這個步驟，這麼一來這些原始訊號在頻譜上看起來就會像是白雜訊一般，也就是從低頻到高頻當中的所有頻率，都要是相同功率，而在台灣的有線電視的頻道頻寬是6 MHz，所以用頻譜來看訊號的話，軌跡應該要如下圖這樣，中間有6 MHz 寬度的訊號會浮起來，而且頂端還是平的。

單一頻道的頻譜（圖片來源：實作派提供）

其實剛才的訊號是用專門的QAM訊號產生器輸入給頻譜分析儀，因此你才能很清楚的看到單一Channel的頻譜軌跡，如果是真正的有線電視訊號，頻道之間是連續的安排，頻譜看起來會像是一條線，各位往下看就會看到。

這裡要提醒大家的是一般頻譜分析儀的輸入端都是N type 50 ohm 的接頭，如上圖的儀器接孔，但一般家裡的有線電視的接頭卻是F type 75 ohm如下圖，由於儀器和待測物兩者的阻抗不同，所以當 MHz級的訊號走在接頭裡面並跨過不同阻抗的介面時，就會產生反射進而影響量測數據。