BR112020005198A2

BR112020005198A2 - dispositivo receptor para receber sinais captados por uma antena de satélite

Info

Publication number: BR112020005198A2
Application number: BR112020005198-5A
Authority: BR
Inventors: Romain DEJARDIN; Eric Levecque
Original assignee: Sagemcom Broadband Sas
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2020-09-15
Also published as: US20200287642A1; CN111149310B; FR3071683A1; CN111149310A; US11057133B2; EP3688896B1; WO2019063191A1; FR3071683B1; EP3688896A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo para receber sinais capturados por uma antena de satélite, compreendendo um circuito de entrada (11) e um circuito digital (12), o circuito de entrada e o circuito digital sendo galvanicamente isolados um em relação ao outro por meios de isolamento, o circuito de entrada (11) compreendendo um primeiro aterramento elétrico (M1), uma porta de entrada (13), um componente de alimentação de cabeçote universal (14), e um módulo de saída (16b) de uma fonte de alimentação de modo de comutação (16) do componente de alimentação de cabeçote universal, o circuito digital (12) compreendendo um segundo aterramento elétrico (M2), uma porta de saída, componentes de recepção (27) dispostos para adquirir os sinais de entrada, de modo a convertê-los em sinais de saída e aplicar os sinais de saída na porta de saída (26), um módulo de entrada (16a) da fonte de alimentação de modo de comutação (16) e um componente de controle disposto para gerar sinais de controle destinados ao componente de alimentação de cabeçote universal (14).

Description

“DISPOSITIVO RECEPTOR PARA RECEBER SINAIS CAPTADOS POR UMA ANTENA DE SATÉLITE” CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se ao campo de dispositivos receptores para receber sinais captados por uma antena de satélite.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Com referência à Figura 1, uma instalação de televisão por satélite compreende, de a montante à jusante: uma antena de satélite 1, uma rede de distribuição 2, um aparelho decodificador 3, e um aparelho de TV 4.

[0003] Um cabeçote universal, também conhecido como conversor de baixo ruído (LNB), é montado na antena de satélite 1. O cabeçote universal é alimentado e controlado pelo aparelho decodificador 3. O cabeçote universal modela os sinais captados pela antena de satélite 1 e os transpõe para uma banda de recepção predefinida, tipicamente na faixa de 950 megahertz (MHz) a 2350 MHz.

[0004] A rede de distribuição 2 convencionalmente compreende um cabo coaxial que conecta o cabeçote universal ao aparelho decodificador 3. O aparelho decodificador 3 e o aparelho de TV 4 são conectados juntos por um cabo de transmissão digital, por exemplo, um cabo HDMI, um cabo USB, um cabo Ethernet, etc.

[0005] A rede de distribuição 2 pode ser uma rede de distribuição individual, como mostrado na Figura 1, mas poderia igualmente ser uma rede de distribuição comunitária. A título de exemplo, uma rede de distribuição comunitária pode ter um cabeçote universal com uma pluralidade de saídas conectadas a uma pluralidade de aparelhos decodificadores.

[0006] Em geral, a rede de distribuição 2 e a antena de satélite 1 estão conectadas à terra 5 e à rede elétrica principal 6, assim como o aparelho de TV 4. A terra 5 à qual a rede de distribuição 2 e a antena de satélite 1 estão conectadas, e a terra 5 à qual o aparelho de televisão 4 está conectado, às vezes podem apresentar grandes diferenças de potencial.

[0007] Como uma regra geral, o aparelho decodificador 3 não está conectado à terra.

[0008] Assim, quando o aparelho decodificador 3 está conectado à rede de distribuição 2, uma vez que o aparelho decodificador 3 está conectado ao aparelho de TV 4, os terras elétricos do aparelho de TV 4, do aparelho decodificador 3 e do equipamento na rede de distribuição 2 são levados ao mesmo potencial pelo cabo de transmissão digital. Isso produz loops de terra 7. As grandes diferenças de potencial mencionadas acima dão origem a grandes correntes, que podem destruir certos componentes no aparelho decodificador 3 ou que podem aquecer os conectores dos cabos incluídos nos loops de terra 7 (e, em particular, os conectores do cabo de transmissão digital).

[0009] Além disso, em alguns países, a rede elétrica às vezes é organizada de tal maneira que uma interrupção no ponto neutro de uma linha da rede elétrica pode gerar grandes correntes no terra elétrico. Essas grandes correntes também podem igualmente destruir certos componentes do aparelho decodificador 3, aquecer os conectores dos cabos, e possivelmente também levar à degradação externamente visível do aparelho decodificador 3, como um resultado do aquecimento.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0010] Um objetivo da invenção é melhorar a proteção de um dispositivo receptor para receber sinais captados por uma antena de satélite contra os fenômenos descritos acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] De modo a atingir esse objetivo, é fornecido um dispositivo receptor para receber sinais captados por uma antena de satélite, o dispositivo compreendendo um circuito frontal para conexão a um cabeçote universal montado na antena de satélite e também um circuito digital para conexão com o equipamento de destino, o circuito frontal e o circuito digital sendo eletricamente isolados um do outro por meios de isolamento, o circuito frontal tendo um primeiro terra elétrico, uma porta de entrada disposta para receber sinais de entrada vindos do cabeçote universal, um componente de alimentação de cabeçote universal, e um módulo de saída de uma fonte de alimentação de modo de comutação para o componente de alimentação de cabeçote universal, o circuito digital tendo um segundo terra elétrico, uma porta de saída, componentes de recepção dispostos para adquirir os sinais de entrada e transformá- los em saída sinais de saída e para aplicar os sinais de saída à porta de saída, a um módulo de entrada da fonte de alimentação de modo de comutação, e um componente de controle disposto para produzir sinais de controle para o componente de alimentação de cabeçote universal.

[0012] O circuito frontal e o circuito digital são isolados eletricamente um do outro, e o primeiro terra elétrico e o segundo terra elétrico são distintos e independentes um do outro.

[0013] Isso serve para bloquear o fenômeno do loop de terra (“boucle de masse” em francês) descrito acima. Além disso, tanto o circuito digital quanto os cabos e equipamentos situados à jusante do dispositivo receptor é protegido contra picos de corrente ou surtos de tensão provenientes da antena de satélite, do cabeçote universal, da rede de distribuição ou da rede elétrica.

[0014] Também é fornecido um aparelho decodificador, incluindo um dispositivo receptor similar ao descrito acima.

[0015] Outras características e vantagens da invenção aparecem na leitura da descrição a seguir de uma modalidade particular e não limitante da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] Referência é feita aos desenhos em anexo, nos quais: A Figura 1 mostra uma instalação de televisão por satélite da técnica anterior. A Figura 2 mostra um dispositivo receptor da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0017] Com referência à Figura 2, o dispositivo receptor 10 da invenção neste exemplo é integrado em um aparelho decodificador.

[0018] O aparelho decodificador é conectado por um cabo coaxial a um cabeçote universal, montado em uma antena de satélite. A antena de satélite capta os sinais transmitidos por satélite, que neste exemplo contêm programas de TV.

[0019] O aparelho decodificador é um decodificador de televisão de acordo com o padrão de satélite DVB-S, DVB-S2 ou DVB-S2X.

[0020] Neste exemplo, o aparelho decodificador é conectado a um aparelho de TV por um cabo HDMI.

[0021] O aparelho decodificador recebe os sinais de entrada S_e vindos do cabeçote universal e transforma os sinais de entrada S_e em sinais de saída S_s para o aparelho de TV.

[0022] Neste exemplo, os sinais de saída S_s são sinais de TV digital transmitidos usando o protocolo TS-MPEG.

[0023] O dispositivo receptor 10 compreende um circuito frontal 11 e um circuito digital 12, que são mostrados separados na Figura 2 por uma linha em negrito 33.

[0024] O circuito frontal 11 é conectado ao cabeçote universal. O circuito digital 12 é conectado ao aparelho de TV.

[0025] O circuito frontal 11 e o circuito digital 12 são eletricamente isolados um do outro: não há elemento condutor conectando o circuito frontal 11 e o circuito digital 12.

[0026] O circuito frontal 11 tem um primeiro terra elétrico M1, que é usado como uma referência para todos os componentes do circuito frontal 11. O circuito digital 12 tem um segundo terra elétrico M2, que é usado como uma referência para todos os componentes do circuito digital 12.

[0027] O primeiro terra elétrico M1 compreende um primeiro plano de terra do dispositivo receptor 10. O segundo terra elétrico em M2 compreende um segundo plano de terra do dispositivo receptor 10.

[0028] O circuito frontal 11 também tem uma porta de entrada 13 conectada ao cabeçote universal através de um condutor central do cabo coaxial. Assim, a porta de entrada 13 é disposta para receber os sinais de entrada S_e vindos do cabeçote universal.

[0029] O circuito frontal 11 também tem um componente de fonte de alimentação para alimentar o cabeçote universal 14, componente esse que fornece uma tensão de alimentação V1 para o cabeçote universal através do condutor central do cabo coaxial. A tensão de alimentação V1 é uma tensão CC de +13 volts (V) ou +18 V, que corresponde à configuração selecionada para a antena de satélite.

[0030] O componente de fonte de alimentação para o cabeçote universal 14 também fornece sinais de comando S_p para o cabeçote universal para controlá-lo. Os sinais de comando S_p são formados por meio de uma portadora a 22 kilohertz (kHz) modulada usando Modulação por Chaveamento On-Off (OOSK). Os sinais de comando S_p são sobrepostos na tensão de alimentação V1. Os sinais de comando S_p compreendem tanto mensagens de controle para controle do cabeçote universal, quanto mensagens de estado. Em particular, as mensagens de controle contêm mensagens de seleção de banda para selecionar a banda de recepção predefinida na qual os sinais captados pela antena de satélite devem ser transpostos.

[0031] O componente de alimentação de cabeçote universal 14 é alimentado por uma fonte de alimentação de modo de comutação 16, especificamente um conversor flyback. A fonte de alimentação de modo de comutação 16 fornece uma tensão CC V2 de +12 V para o componente de alimentação de cabeçote universal 14.

[0032] A fonte de alimentação de modo de comutação 16 compreende um módulo de entrada 16a e um módulo de saída 16b. O módulo de entrada 16a da fonte de alimentação de modo de comutação 16 está localizado no circuito digital 12, enquanto o módulo de saída 16b da fonte de alimentação de modo de comutação 16 está localizado no circuito frontal 11.

[0033] O módulo de entrada 16a recebe uma tensão CC V3 de +12 V, e o módulo de saída 16b reduz a tensão CC V2 de +12 V. A fonte de alimentação de modo de comutação 16 fornece, assim, na tensão CC V2, a energia necessária para habilitar o componente de alimentação de cabeçote universal 14 para operar.

[0034] A fonte de alimentação de modo de comutação 16 inclui um primeiro transformador 17. Um primeiro enrolamento 17a do primeiro transformador 17 está localizado no módulo de saída 16b da fonte de alimentação de modo de comutação 16 (ou seja, no circuito frontal 11), enquanto um segundo enrolamento 17b do primeiro transformador 17 está localizado no módulo de entrada 16a da fonte de alimentação de modo de comutação 16 (isto é, no circuito digital 12).

[0035] Um terminal do primeiro enrolamento 17a do primeiro transformador 17 é conectado ao primeiro terra elétrico M1. Um terminal do segundo enrolamento 17b do primeiro transformador 17 é conectado ao segundo terra elétrico M2.

[0036] Na fonte de alimentação de modo de comutação 16, o isolamento elétrico entre o circuito frontal 11 e o circuito digital 12 é assim fornecido pelo primeiro transformador 17.

[0037] O componente de alimentação de cabeçote universal 14 recebe sinais de controle a partir do circuito digital 12, que sinais controlam a operação do componente de alimentação de cabeçote universal 14.

[0038] Os sinais de controle compreendem tanto sinais de gerenciamento S_g para gerenciar o componente de alimentação de cabeçote universal 14 quanto os sinais de comando mencionados acima S_p.

[0039] Os sinais de comando S_p são para transmissão para o cabeçote universal por meio do componente de alimentação de cabeçote universal 14.

[0040] Os sinais de gerenciamento S_g são transmitidos através de um barramento de Circuito Inter-Integrado (I2C) 19 compreendendo uma linha serial de dados (SDA) 19a e uma linha serial de clock 19b (SCL).

[0041] Os sinais de gerenciamento S_g são transmitidos através de dois primeiros optoacopladores 20 do dispositivo receptor 10.

[0042] Os sinais de comando S_p são transmitidos através de um segundo optoacoplador 21 do dispositivo receptor 10.

[0043] Os primeiros optoacopladores 20 e o segundo optoacoplador 21 servem para isolar eletricamente o circuito frontal 11 do circuito digital 12. A comunicação digital é assim estabelecida entre o circuito frontal 11 e o circuito digital 12 do dispositivo receptor 10 através dos primeiros optoacopladores 20 e do segundo optoacoplador 21.

[0044] Cada um dos primeiros e do segundo optoacopladores 20 e 21 apresenta uma tensão de isolamento de 2500 V.

[0045] O componente de alimentação de cabeçote universal 14 aplica uma tensão de alimentação V1 e injeta os sinais de comando S_p na porta de entrada 13 através de um indutor L1 e um capacitor C1.

[0046] O indutor L1 é um afogador (“bobine d’arrêt”, em frânces), com indutância de 40 nanohenries (nH) e uma corrente de saturação de 4 amperes (A). O capacitor C1 é um capacitor de desacoplamento, com capacitância de 100 microfarads (µF) e uma tensão de operação de 250 V.

[0047] Dever-se-ia observar que o circuito frontal 11 inclui um tubo de descarga de gás (GDT) 22. O tubo de descarga de gás 22 é conectado entre a porta de entrada 13 e o primeiro terra elétrico M1. O tubo de descarga de gás 22 apresenta uma tensão de descarga de 90 V, e é disposto para absorver picos de corrente de até 2,5 kiloamperes (kA).

[0048] O dispositivo receptor 10 também tem um transformador 23.

[0049] Um primeiro enrolamento 23a do segundo transformador 23 está localizado no circuito frontal 11. Um segundo enrolamento 23b do segundo transformador 23 está localizado no circuito digital 12.

[0050] Um terminal do primeiro enrolamento 23a do segundo transformador 23 é conectado ao primeiro terra elétrico M1. Um terminal do segundo enrolamento 23b do segundo transformador 23 é conectado ao segundo terra elétrico M2.

[0051] Um capacitor C2 é conectado em série entre a porta de entrada 13 e o terminal do primeiro enrolamento 23a do segundo transformador 23 que não está conectado ao primeiro terra elétrico M1.

[0052] O capacitor C2 é um capacitor de ligação que tem uma tensão operacional que é adaptada à tensão apresentada na porta de entrada 13, e tem impedância selecionada para corresponder à banda de passagem dos sinais captados pela antena de satélite. A banda de passagem está tipicamente na faixa de 950 MHz a 2350 MHz. O capacitor C2 também rejeita o componente CC da tensão presente na porta de entrada 13, juntamente com a portadora a 22 kHz produzida pelo componente de alimentação de cabeçote universal 14.

[0053] Os sinais de entrada S_e são aplicados aos terminais do primeiro enrolamento 23a do segundo transformador 23.

[0054] O circuito digital 12 tem uma porta de saída 26 e componentes de recepção 27 que adquirem os sinais de entrada S_e e que os transformam em sinais de saída S_s.

[0055] Os componentes de recepção 27 são conectados ao segundo enrolamento 23b do segundo transformador 23.

[0056] Para receber e adquirir sinais de entrada S_e, o isolamento elétrico entre o circuito frontal 11 e o circuito digital 12 é, portanto, fornecido pelo segundo transformador 23.

[0057] Os componentes de recepção 27 compreendem um filtro passa-banda 28 e um receptor 29 compreendendo um sintonizador 30 e um demodulador 31.

[0058] O filtro passa-banda 28 é conectado ao terminal do segundo enrolamento 23b do segundo transformador 23 que não está conectado ao segundo terra elétrico de M2.

[0059] Neste exemplo, o filtro passa-banda 28 é um filtro de quinta ordem com rejeição de 20 decibéis (dB), e serve para transmitir os sinais captados pela antena de satélite a uma frequência situada na faixa de 950 MHz a 2350 MHz.

[0060] O sintonizador 30 é conectado à saída do filtro passa-banda 28. O demodulador 31 é conectado à saída do sintonizador 30.

[0061] O demodulador 31 atua em particular como um componente de controle que produz os sinais de controle, isto é, os sinais de gerenciamento S_g e os sinais de comando S_p.

[0062] O demodulador 31 transmite os sinais de gerenciamento S_g através do barramento I2C 19 para o componente de alimentação de cabeçote universal 14 através dos primeiros optoacopladores 20.

[0063] O demodulador 31 transmite os sinais de comando S_p através dos segundos optoacopladores 21 para o componente de alimentação de cabeçote universal 14.

[0064] O demodulador 31 aplica os sinais de saída S_s à porta de saída 26.

[0065] Também dever-se-ia observar que o primeiro e o segundo terra elétrico M1 e M2 são conectados juntos por um capacitor C3. O capacitor C3 suporta altas tensões, mas apresenta impedância de baixa e alta frequência (normalmente na faixa de 30 MHz a 6 gigahertz (GHz)). O capacitor C3 serve para manter o primeiro terra elétrico M1 e o segundo terra elétrico M2 com potencial igual em alta frequência, a fim de satisfazer restrições e requisitos de compatibilidade eletromagnética. Neste exemplo, o capacitor C3 apresenta capacitância de 180 picofarads (pF) e uma tensão operacional de 1000 V.

[0066] Naturalmente, a invenção não está limitada à modalidade descrita, mas cobre qualquer variante que se enquadre no âmbito da invenção, conforme definido pelas reivindicações.

[0067] Afirma-se acima que o dispositivo receptor está integrado em um aparelho decodificador que constitui um decodificador de TV. No entanto, o dispositivo receptor poderia ser conectado ao equipamento usado para uma finalidade que não a TV, e os sinais captados pela antena de satélite poderiam ser outros sinais, por exemplo, sinais de telecomunicação ou sinais de rádio por satélite.

[0068] Embora na descrição acima os sinais de comando utilizem uma portadora a 22 kHz e sejam transmitidos apenas do aparelho decodificador para o cabeçote universal, essa comunicação pode ser bidirecional. O cabeçote universal também pode transmitir dados para o aparelho decodificador usando uma portadora a 22 kHz.

[0069] Naturalmente, o dispositivo receptor pode incluir componentes que não são descritos aqui e pode executar funções que não são mencionadas. Por exemplo, o dispositivo receptor pode incluir componentes eletrônicos para controle de equipamentos de acordo com o padrão DisecQ1.x (para comunicação unidirecional) ou com o padrão DisecQ2.x (para comunicação bidirecional).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo receptor para receber sinais captados por uma antena de satélite, caracterizado pelo fato de que compreende tanto um circuito frontal (11) para conexão a um cabeçote universal montado na antena de satélite quanto um circuito digital (12) para conexão a um equipamento de destino, o circuito frontal e o circuito digital sendo eletricamente isolados um do outro por meios de isolamento, o circuito frontal (11) tendo um primeiro terra elétrico (M1), uma porta de entrada (13) disposta para receber sinais de entrada (S_e) vindos do cabeçote universal, um componente de alimentação de cabeçote universal (14), e um módulo de saída (16b) de uma fonte de alimentação de modo de comutação (16) para o componente de alimentação de cabeçote universal, o circuito digital (12) tendo um segundo terra elétrico (M2), uma porta de saída (26), componentes de recepção (27) dispostos para adquirir os sinais de entrada, transformá-los em sinais de saída e aplicar os sinais de saída à porta de saída, um módulo de entrada (16a) da fonte de alimentação de modo de comutação (16), e um componente de controle disposto para produzir sinais de controle para o componente de alimentação de cabeçote universal (14).

2. Dispositivo receptor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de isolamento compreendem um primeiro enrolamento (17a) e um segundo enrolamento (17b) de um primeiro transformador (17) integrado na fonte de alimentação de modo de comutação (16), o primeiro enrolamento do primeiro transformador estando localizado no módulo de saída (16b) da fonte de alimentação de modo de comutação e o segundo enrolamento do primeiro transformador estando localizado no módulo de entrada (16a) da fonte de alimentação de modo de comutação.

3. Dispositivo receptor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de isolamento compreendem um primeiro enrolamento (23a) e um segundo enrolamento (23b) de um segundo transformador (23), o primeiro enrolamento do segundo transformador estando localizado no circuito frontal (11), o segundo enrolamento do segundo transformador estando localizado no circuito digital (12), os sinais de entrada (S_e) sendo aplicados aos terminais do primeiro enrolamento do segundo transformador, e o segundo enrolamento do segundo transformador estando conectado aos componentes de recepção (27).

4. Dispositivo receptor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de isolamento compreendem pelo menos um optoacoplador (20, 21) através do qual os sinais de controle são transmitidos.

5. Dispositivo receptor, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os sinais de controle compreendem sinais de gerenciamento (S_g) para gerenciar o componente de alimentação de cabeçote universal (14), sinais de gerenciamento que são transmitidos através de dois primeiros optoacopladores (20), e sinais de comando (S_p) transmitidos através de um segundo optoacoplador (21), os sinais de comando sendo transmitidos para o cabeçote universal pelo componente de alimentação de cabeçote universal (14).

6. Dispositivo receptor, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os sinais de comando (S_p) são formados por uma portadora modulada em OOSK a 22 kHz.

7. Aparelho decodificador, caracterizado pelo fato de que inclui um dispositivo receptor conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

8. Aparelho decodificador, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que é um decodificador de TV.