CN101553983A - 有源分布式信号分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种有源分布式信号分离装置(100，200，300)具有有利于成本效益的扩展性的结构，并且提供了改进的特征，例如包括针对输出信号的独立的频率选择。根据示例性实施例，所述装置(100，200，300)包括输入信号的源和多个输出点。包括场效应晶体管(Q1)的信号分离器耦接在所述输入信号的所述源与所述多个输出点之间。与所述场效应晶体管(Q1)相关联的所述输出点之一包括滤波器(10)。

Description

有源分布式信号分离装置
技术领域
本发明通常涉及信号分离装置，更具体地涉及具有有利于成本效益的扩展性(expandability)的结构和改善的特征(例如针对输出信号的独立频率选择)的有源分布式信号分离(active distributed signal splitting)装置。
背景技术
信号分离装置为现有技术公知。通常，信号分离装置提供相应于给定输入信号的多个输出信号。传统信号分离装置的示例示于美国专利No.4,668,920和5,168,242中。这种传统装置由于各种原因被认为不太完善。例如，美国专利No.4,668,920中公开的信号分离装置的不足在于它的结构不利于扩展性。具体地，该信号分离装置采用树状结构，其中每个新的2路分离器部分必须连接到主2路分离器部分的输出。这类结构的缺点在于每个输出处的总噪声指数(noise figure)随着结构被扩展而明显地恶化。而且，这类结构需要附加的电路来构建具有奇数个输出的信号分离装置。
传统信号分离装置，诸如在美国专利No.5,168,242中所公开的，由于他们不能提供期望的特征也是不完善的。例如，这种传统信号分离装置没有提供针对输出信号的独立频率选择。同样，传统信号分离装置提供有限的功能性。因此，需要一种改进类型的信号分离装置。本发明解决了这些和/或其他问题。
发明内容
根据本发明的一方面，公开了一种有源分布式信号分离装置。根据示例性实施例，所述装置包括输入信号的源和多个输出点。包括场效应晶体管的信号分离器耦接在所述输入信号的所述源与所述多个输出点之间。与所述场效应晶体管相关联的所述输出点之一包括滤波器。
根据本发明的另一方面，公开了一种使用有源分布式信号分离装置来处理输入信号的方法。根据示例性实施例，所述方法包括步骤：接收输入信号；使用包括场效应晶体管的信号分离器提供对应于输入信号的多个输出信号；和过滤所述输出信号之一以便提供过滤的输出信号。
根据本发明的另一方面，公开了另一种有源分布式信号分离装置。根据示例性实施例，所述装置包括：用于从输入信号中提供多个输出信号的部件，该部件包括场效应晶体管；和用于过滤所述输出信号之一的部件。
附图说明
通过参考结合附图的本发明的实施例的下列描述，本发明的上述和其它特征和优点、以及获得它们的方式将变得更加明显，并且本发明将更好理解，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的有源分布式信号分离装置的电路图；
图2是根据本发明另一示例性实施例的有源分布式信号分离装置的电路图；和
图3是根据本发明再一示例性实施例的有源分布式信号分离装置的电路图。
具体实施方式
此处阐述的范例图示了本发明的优选实施例，并且所述范例并不应当被理解为以任何方式限制本发明的范畴。
现在参考附图，更具体地参考图1，示出了根据本发明示例性实施例的有源分布式信号分离装置100的电路图。如图1所示的，有源分布式信号分离装置100包括：输入点(INPUT)、多个n-沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)Q1-Q3(每个具有相关的输出点A-C)、多个滤波器10-30、多个电感器L1-L5、和电阻器R1。有源分布式信号分离装置100采用一种成本效益高的扩展性而在每个输出不会明显地恶化噪声指数的结构。
通常，电感器L1-L5以及电阻器R1的值可被作为设计选择的事务而选择，并且可以取决于各种因素，例如额定分布式线阻抗、期望的输入信号带宽、以及取决于MOSFET Q1-Q3的栅极-源极电容和杂散电容的分布式线电容。根据示例性实施例，电感器L1和L4的值可以是电感器L2和L3的值的一半(即，电感器L1和L4中的每一个等于X亨利，而电感器L2和L3中的每一个等于X/2亨利)。电阻器R1例如可以具有50或75欧姆的值。根据设计选择也可以使用其它值。
在操作中，有源分布式信号分离装置100的输入点(INPUT)接收输入信号，该输入信号穿过MOSFET Q1-Q3的各个栅电极。根据示例性实施例，接收的输入信号可以是表示多个电视信号的宽带信号。一旦MOSFET Q1-Q3的各个栅电极接收到输入信号，该输入信号被耦接并传送到如表示为输出点A-C的各个漏电极。如图1所示，MOSFET Q1-Q3的漏电极分别耦接到滤波器10-30，并且MOSFET Q1-Q3的每个源电极耦接到地和各个晶体管的本体。
滤波器10-30可操作来分别对经由MOSFET Q1-Q3的漏电极接收的信号进行滤波，从而提供经过滤波的输出信号(OUTPUT 1-OUTPUT 3)。根据示例性实施例，滤波器10-30彼此独立地操作，因此每个滤波器可以具有不同的通带。例如，如果有源分布式信号分离装置100接收到的输入信号表示多个电视信号，则从滤波器10-30提供的经过滤波的输出信号可以每一个表示电视信号的不同的一个，或者可以表示不同的电视频率范围，例如VHF、UHF1、UHF2等等。
能够接收VHF、UHF1和UHF2频率范围的传统电视调谐器被典型地配置，使得这些频带中的每一个并行地连接到调谐器输入。因为多个频率选择性电路连接到同一点，为了在调谐器输入处(尤其在宽频率范围上)提供良好阻抗匹配，这种类型的传统设计带来了挑战。相反，有源分布式信号分离装置100的结构避免了这一问题，并且提供了一种在整个频率范围上具有良好输入阻抗匹配的简化电路。
滤波器10-30的通带可以是固定的，可以经由控制信号(附图中未示出)被动态地调节，或者可以是前面两者的组合。例如，滤波器10-30可以都具有固定的通带，或者都可以被动态地调节。作为另一个示例，滤波器10和20可以具有固定的通带，而滤波器30可以被动态地调节，反之亦然。根据设计选择可以使用固定通带与可调节通带的任意组合。以这种方式，滤波器10-30可以独立地提供不同被选频率(宽带和窄带)的经过滤波的输出信号(OUTPUT 1-OUTPUT 3)，这是有源分布式信号分离装置100的结构的一个重要优点。
有源分布式信号分离装置100也包括经由控制信号允许滤波器10-30的输出独立地接通和断开的接通/断开特征。该特征可被用来提高有源分布式信号分离装置100的能量效率。为了示例和解释目的，信号分离装置100如图1中所示仅对于滤波器10的输出(即，OUTPUT 1)包含该接通/断开特征。然而，滤波器20和30的输出(即OUTPUT 2和OUTPUT 3)也可以包括这一特征。同样为了示例和解释目的，信号分离装置100如图1所示包括三个(3)MOSFET Q1-Q3和三个(3)滤波器10-30。然而，对于本领域技术人员来说直观的是，根据设计选择也可以使用不同数量的这种元件。具体地，通过附加的MOSFET(如果期望，还有滤波器)，能够以成本效益高的方式扩展有源分布式信号分离装置100，而不明显恶化每个输出处的噪声指数。
参考图2，示出了根据本发明另一示例性实施例的有源分布式信号分离装置200的电路图。图2的有源分布式信号分离装置200类似于图1的有源分布式信号分离装置100，并且包括许多由共同参考符号表示的相同或类似元件。然而，图2的有源分布式信号分离装置200显示出电路的不同级可能物理地位于不同的位置并且经由具有等于分布线的特征阻抗的阻抗的传输介质(例如，如图2中所示的同轴电缆)连接。在图2中，例如，MOSFET Q1、滤波器10以及电感器L1、L5和L6物理地位于一个位置，并且经由诸如同轴电缆的传输介质耦接到另一位置中的剩余元件。
参考图3，示出了根据本发明再一示例性实施例的有源分布式信号分离装置300的电路图。图3的有源分布式信号分离装置300类似于图1和图2的有源分布式信号分离装置100和200，并且包括许多由共同参考符号表示的相同或类似元件。然而，图3的有源分布式信号分离装置300显示出MOSFET Q1-Q3中的每一个可被配置有双栅电极，其中一个栅电极接收输入信号，另一个栅电极接收增益控制信号AGC1-AGC3。
根据图3所示的示例性实施例，每个MOSFET Q1-Q3可以经由分离的增益控制信号AGC1-AGC3来独立地控制，该增益控制信号改变施加到适用的栅电极的电压。以这种方式，在输出点A-C处提供的信号的单独增益可被独立地控制。尽管图3示出了所有三个MOSFET Q1-Q3接收增益控制信号，但是该示例性实施例的变型可以包括其中MOSFET Q1-Q3中的至少一个不接收增益控制信号的情况。也要注意，可以组合图1-3所示的示例性实施例的各方面。例如，示出了电路的不同级可以物理地位于不同位置并且可以经由传输介质连接的图2的实施例可以与其中MOSFET Q1-Q3中的至少一个接收增益控制信号的图3的实施例组合。
如此处所描述的，本发明提供了具有有利于扩展性的结构和改善的特征(例如包括针对输出信号的独立频率选择)的有源分布式信号分离装置。尽管本发明已经被描述为具有优选设计，但是在本公开的精神和范畴之内可以进一步修改本发明。例如，尽管此处特别参考MOSFET描述了本发明，但是根据本发明的原理也可以使用其它类型的FET技术(例如，CMOS、GaAs等)。而且，能够以各种方式来实现本发明，例如一个或多个集成电路(IC)或者分立组件分离器。因此，使用其一般原则，本申请意在涵盖本发明的任意变化、使用或改编。此外，本申请意在涵盖那些背离本公开而落入本发明所属领域的已知或惯例实践内并且在所附权利要求的限定之内的内容。

Claims (27)

1.一种装置(100，200，300)，包括：
输入信号的源；
多个输出点；
包括场效应晶体管(Q1)的信号分离器，其耦接在所述输入信号的所述源与所述多个输出点之间；和
其中与所述场效应晶体管(Q1)相关联的所述输出点之一包括滤波器(10)。
2.如权利要求1所述的装置(100，200，300)，其中所述场效应晶体管(Q1)包括用于接收增益控制信号(AGC1)的点。
3.如权利要求1所述的装置(100，200，300)，其中所述滤波器(10)的输出响应于控制信号而接通和断开。
4.如权利要求1所述的装置(100，200，300)，其中所述滤波器(10)耦接到所述场效应晶体管(Q1)的漏电极。
5.如权利要求1所述的装置(100，200，300)，其中所述场效应晶体管(Q1)的栅电极耦接到所述输入信号的所述源。
6.如权利要求1所述的装置(100，200，300)，其中所述输入信号表示多个电视信号，并且所述滤波器(10)选择与所述电视信号之一对应的频率。
7.如权利要求1所述的装置(100，200，300)，其中所述信号分离器包括耦接在所述输入信号的所述源与所述多个输出点之间的多个场效应晶体管(Q1-Q3)。
8.如权利要求7所述的装置(100，200，300)，其中所述场效应晶体管(Q1-Q3)中的至少两个包括用于接收分离的增益控制信号(AGC1-AGC3)的点。
9.如权利要求7所述的装置(100，200，300)，其中与所述场效应晶体管(Q1-Q3)相关联的所述输出点中的至少两个包括滤波器(10-30)。
10.如权利要求9所述的装置(100，200，300)，其中所述输入信号表示多个电视信号，并且每个所述滤波器(10-30)独立地选择与所述电视信号的不同一个相对应的频率。
11.一种装置(100，200，300)，包括：
用于从输入信号中提供多个输出信号的部件，其包括场效应晶体管(Q1)；和
用于对所述输出信号之一进行滤波的部件(10)。
12.如权利要求11所述的装置(100，200，300)，其中所述场效应晶体管(Q1)包括用于接收增益控制信号(AGC1)的部件。
13.如权利要求11所述的装置(100，200，300)，其中所述滤波部件(10)的输出响应于控制信号而接通和断开。
14.如权利要求11所述的装置(100，200，300)，其中所述输入信号表示多个电视信号，并且所述滤波部件(10)选择与所述电视信号之一对应的频率。
15.如权利要求11所述的装置(100，200，300)，其中所述用于从所述输入信号中提供所述多个输出信号的部件包括多个场效应晶体管(Q1-Q3)。
16.如权利要求15所述的装置(100，200，300)，其中所述场效应晶体管(Q1-Q3)中的至少两个包括用于接收分离的增益控制信号(AGC1-AGC3)的部件。
17.如权利要求15所述的装置(100，200，300)，其中所述场效应晶体管(Q1-Q3)中的至少两个具有用于过滤所述输出信号中的至少两个的相关部件(10-30)。
18.如权利要求17所述的装置(100，200，300)，其中所述输入信号表示多个电视信号，并且每个所述滤波部件(10-30)独立地选择与所述电视信号的不同的一个相对应的频率。
19.一种方法，包括步骤：
接收输入信号；
使用包括场效应晶体管(Q1)的信号分离器来提供对应于所述输入信号的多个输出信号；和
对所述输出信号之一进行滤波，以便提供经过滤波的输出信号。
20.如权利要求19所述的方法，还包括步骤：经由所述场效应晶体管(Q1)的电极接收增益控制信号。
21.如权利要求19所述的方法，其中所述经过滤波的输出信号响应于控制信号而接通和断开。
22.如权利要求19所述的方法，其中所述输入信号表示多个电视信号，并且所述滤波步骤选择与所述电视信号之一对应的频率。
23.如权利要求19所述的方法，其中所述信号分离器包括多个场效应晶体管(Q1-Q3)，并且所述场效应晶体管(Q1-Q3)中的至少两个提供所述输出信号中的至少两个不同的信号。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述场效应晶体管(Q1-Q3)中的每一个接收分离的增益控制信号(AGC1-AGC3)。
25.如权利要求23所述的方法，其中所述场效应晶体管(Q1-Q3)中的每一个具有用于对所述输出信号之一进行滤波的相关滤波器(10-30)。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述输入信号表示多个电视信号，并且每个所述滤波器(10-30)独立地选择与所述电视信号的不同的一个相对应的频率。
27.一种装置(100，200，300)，包括：
输入信号的源；
多个输出点；
耦接在所述输入信号的所述源与所述多个输出点之间的信号分离器，所述分离器包括在输入信号的所述源与所述多个输出点中的相应的输出点之间耦接的多个场效应晶体管(Q1，Q2，Q3)；和
多个滤波器(10，20，30)，其耦接在所述场效应晶体管(Q1，Q2，Q3)的漏电极(A，B，C)与所述多个输出点中的所述相应的输出点之间，所述多个滤波器(10，20，30)在频域中展示不同的滤波特性。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20091007