CN103428452A - 有线电视系统的调制解调器 - Google Patents

Abstract

一种有线电视系统的调制解调器，包括电力转换单元、输出控制及盗接检知单元、上行控制单元、上行传送单元、混频器、下行接收单元、下行控制单元及数据连接单元，电力转换单元将输入电源转换成其它单元的所需电源，输出控制及盗接检知单元连接住户电视使用端，可产生包含至少盗接状态的上行讯息，而以ASK方式藉上行控制单元、上行传送单元、混频器及数据连接单元传送至电脑，且数据连接单元可将电脑的下行讯息经混频器、下行接收单元及下行控制单元，而以FSK方式而传送至输出控制及盗接检知单元，藉以控制住户电视使用端的有线电视讯号的播放。

Description

有线电视系统的调制解调器

技术领域

本发明是有关一种有线电视系统的调制解调器，尤其是对上行及下行数据分别使用振幅位移调变(Amplitude Shift Keying，ASK)及频率位移调变(Frequency Shift Keying，FSK)。

背景技术

有线电视是目前相当普遍的娱乐通道，尤其是有线电视的可容纳频道数远多于无线电视，且讯号相对稳定，因此一般消费者已逐步舍弃自备接收天线以接收无线电视的电视节目的收视模式。此外，有线电视系统还提供接收及传送的双向传输功能，因此，有线电视业者可藉回传机制以检视客户端的讯号质量，并能进一步监控及防止有线电视的缆线被剪接或盗用的情形。

在现有技术中，有线电视调制解调器所使用的上行讯息及下行讯息的传输皆为频率位移调变(FSK)方式，因此必须等待讯号稳定，所以上行讯息及下行讯息的传输速度很慢。比如原有方式所能传送的最高速率为9,600bps，远低于目前有线电视(CATV)频道所容许的传送速率。此外，用以进行数据传输的上行及下行收发模块一般皆使用石英晶体震荡以产生所需的基频，所以须重新更换石英晶体并调整带通及滤波电路的零件值，才能改变目标工作频率，导致实务上无法具体实现工作频率的随意改变。

因此，需要一种对上行及下行讯息分别使用ASK及FSK传输且具有锁相回路结构的有线电视系统的调制解调器，不仅可加速传输速率，并能轻易改变所需工作频率，藉以解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种有线电视系统的调制解调器，包括电力转换单元、输出控制及盗接检知单元、上行控制单元、混频器、上行传送单元、下行接收单元、下行控制单元以及数据连接单元，主要是由输出控制及盗接检知单元连接住户电视使用端，并检知住户电视使用端的有线电视讯号是否被盗接，而将盗接状态包含于上行讯息中，以ASK方式经上行控制单元、上行传送单元、混频器及数据连接单元而传送至电脑，同时，数据连接单元可将电脑的有线电视讯号以及下行讯息经混频器、下行接收单元及下行控制单元，而以FSK方式而传送至输出控制及盗接检知单元，藉以控制住户电视使用端的有线电视讯号的播放。此外，电力转换单元将比如市电的输入电源转换成适当的输出电源以供其它单元使用。

由于本发明的下行接收单元具有可编程锁相回路结构，因此可随时改变工作频率，增加应用上的弹性以及方便性，而且上行传送使用ASK方式，为不同于下行接收所使用FSK的方式，因此不须等待回传讯号稳定，便能直接回传数据，所以没有等待的问题，可改善有线电视系统的整体效率。

附图说明

图1为本发明有线电视系统的调制解调器的示意图；

图2为本发明电力转换单元的示意图；

图3为本发明混频器的示意图；

图4为本发明上行控制单元的示意图；

图5为本发明上行传送单元的示意图；

图6为本发明数据连接单元的示意图；

图7为本发明下行接收单元的示意图；

图8为本发明PLL单元的示意图；

图9为本发明下行控制单元的示意图。

主要组件符号说明

10电力转换单元

20输出控制及盗接检知单元

21混频单元

22低通滤波器

23高通滤波器

30上行控制单元

40上行传送单元

50数据连接单元

60下行接收单元

70下行控制单元

80锁相回路(PLL)单元

D1方向

D2方向

PC电脑

SD混频器

U1离线式开关控制芯片

U2光耦合组件

U3第一宽带放大器

U4第二宽带放大器

U5上行控制芯片

U6上行传送芯片

U7数据连接芯片

U8下行接收芯片

U9PLL芯片

U10下行控制芯片

Vin输入电源

Vout输出电源

X1晶体振荡器

X2晶体振荡器

X3晶体振荡器

X4晶体振荡器

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，以使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。

参考图1，为本发明有线电视系统的调制解调器的示意图。如图1所示，本发明有线电视系统的调制解调器包括电力转换单元10、输出控制及盗接检知单元20、上行控制单元30、上行传送单元40、数据连接单元50、混频器SD、下行接收单元60、下行控制单元70以及锁相回路(Phase-Locked Loop，PLL)单元80，用以提供有线电视系统的住户电视使用端以及电脑PC之间的双向传输功能。

电力转换单元10主要是将外部的输入电源Vin转换成具适当电压的输出电源Vout，其中输入电源Vin可为AC 60～90V，而输出电源Vout可包括一般电子组件所使用的DC 3.3V及5V直流电的至少其中之一，藉以供电给输出控制及盗接检知单元20、上行控制单元30、上行传送单元40、数据连接单元50、混频器SD、下行接收单元60、下行控制单元70以及锁相回路单元80。

参考图2，为本发明电力转换单元的示意图，其中电力转换单元10包括多个变压器、多个二极管、多个电容、离线式开关控制芯片U1以及光耦合组件U2，用以将输入电源Vin转换成输出电源Vout，其中图2所示的输出电源Vout是包括5V(比如图中的VCC)以及3.3V直流电的至少其中之一。离线式开关控制芯片U1可选用Power Integration公司的商品化TNY280芯片，而光耦合组件U2可选用夏普(Sharp)公司的商品化PC817芯片。

回到图1，输出控制及盗接检知单元20可用以输出有线电视讯号至住户电视使用端，同时可接收住户电视使用端的回送讯号以产生上行讯号，其中有线电视讯号是由电脑PC传送至数据连接单元50，并经由混频器SD、下行接收单元60以及下行控制单元70而进一步传送至输出控制及盗接检知单元20。上行控制单元30接收上行讯号，进行振幅位移调变(Amplitude Shift Keying，ASK)的解调变处理而产生ASK解调变讯号。上行传送单元40接收ASK解调变讯号，进行译码处理以产生上行讯息。混频器SD接收上行讯息，并传送至数据连接单元50，而数据连接单元50产生接收讯息，并由电脑PC接收。

因此，上行讯号可经由输出控制及盗接检知单元20、上行控制单元30、上行传送单元40、混频器SD及数据连接单元50，而以FSK方式传送至电脑PC。例如，当住户电视使用端发生有线电视讯号被盗接时，输出控制及盗接检知单元20接收到来自住户电视使用端的回送讯号，当作盗接检知讯号，而回传至电脑PC，使得电脑PC可立即采取必要措施，比如断讯或发出警示通知。

此外，数据连接单元50可接收由电脑PC所传送的传送讯息，进而产生下行讯息，并传送至混频器SD。混频器SD接收下行讯息并传送至下行接收单元60，而由下行接收单元60进行编码处理以产生下行传送讯息，同时锁相回路单元80产生频率位移调变(Frequency Shift Keying，FSK)基频讯号。下行控制单元70接收下行传送讯息，并藉FSK基频讯号以进行FSK调变处理而产生下行讯号，并传送至输出控制及盗接检知单元20。

输出控制及盗接检知单元20可依据下行讯号以控制是否输出有线电视讯号至住户电视使用端。例如，如果下行讯号包含断讯指令，则输出控制及盗接检知单元20停止输出有线电视讯号至住户电视使用端，而如果下行讯号包含特定频道断讯指令，则输出控制及盗接检知单元20停止输出有线电视讯号中的特定频道至住户电视使用端，比如该特定频道为收费频道，而住户已取消收视或未缴纳费用时。再者，如果下行讯号包含正常输出指令，则输出控制及盗接检知单元20正常输出有线电视讯号至住户电视使用端。

如上所述，本发明可达到将电脑PC的传送讯息以FSK方式正确传送至输出控制及盗接检知单元20，用以控制有线电视讯号的输出。

以下将详细说明本发明中其它单元的操作以及特征。

参考图3，为本发明混频滤波单元的示意图，其中混频器SD包括混频单元21、低通滤波器22以及高通滤波器23，且图中的方向D1表示上行传送路径的反向讯号方向，而方向D2表示下行接收路径的正向讯号方向。混频单元21连接有线电视讯号，低通滤波器22连接混频单元21以进行低通滤波处理，并产生下行讯号。高通滤波器23连接来自上行传送单元40的上行讯息，并进行高通滤波处理，混频单元21进一步连接高通滤波器23并进行混频处理。

低通滤波器22是由多个电容以及多个电感构成。高通滤波器23是由多个电容、多个电感、第一宽带放大器U3以及第二宽带放大器U4构成，其中第一宽带放大器U3可为日商NEC公司所贩卖的UPC1651G芯片，用以进行初级放大处理，而第二宽带放大器U4可为日商NEC公司所贩卖的UPC1677C芯片，用以进行后级放大处理。

参考图4，为本发明上行控制单元的示意图，其中上行控制单元30包括多个电容、多个电感、二极管、晶体振荡器X1以及上行控制芯片U5，且晶体振荡器X1产生基本频率，可为455KHz，并经上行控制芯片U5接收后进一步转换成中频讯号，用以对上行讯号解调出ASK解调讯号。上行控制芯片U5可为一般市售的ASK芯片，比如RX3400芯片，用以实现ASK解调功能。

参考图5，为本发明上行传送单元的示意图，其中上行传送单元40包括多个电容、多个电阻、晶体管、晶体振荡器X2以及上行传送芯片U6，且晶体振荡器X2产生工作频率以提供上行传送芯片U6当作系统频率用，上行传送芯片U6对上行控制单元30的ASK解调讯号以译码出上行讯息。上行传送芯片U6可为微控制器(Microcontroller，MCU)，比如一般商用的80C51芯片。

参考图6，为本发明数据连接单元的示意图，其中数据连接单元50包括多个电容、二反相器、连接器P1以及数据连接芯片U7，且数据连接芯片U7对上行传送单元40的上行讯息进行转换处理，并将所产生的接收讯息经连接至电脑的连接器P1而传送至电脑。数据连接芯片U7可为RS232收发芯片，比如美商Maxim Integrated Products公司所贩卖的MAX232E芯片。连接器P1可为RS232连接器。此外，电脑所产生的传送讯息可经连接器P1而传送至数据连接单元50，并转换成下行讯息。

参考图7，为本发明下行接收单元的示意图，其中下行接收单元60包括多个电容、多个电阻、四反相器、晶体振荡器X3以及下行接收芯片U8，且晶体振荡器X3产生工作频率以提供下行接收芯片U8当作系统频率用，而下行接收芯片U8接收数据连接单元50的下行讯息，进行编码处理以产生下行传送讯息。下行接收芯片U8可为一般商用的80C51微控制器芯片。

参考图8，为本发明PLL单元的示意图，其中PLL单元80包括多个电容、多个电感、二变压器、二极管、晶体振荡器X4以及PLL芯片U9，且晶体振荡器X4产生基频讯号，而PLL芯片U9接收基频讯号并进行倍频处理，比如64倍频，以产生高频震荡讯号，比如大于700MHz以上，并当作FSK基频讯号以供给下行控制单元70。由于PLL芯片U9具有可编程化设定讯号频率大小的功能，使得PLL单元80具有可编程化的锁相回路结构。PLL芯片U9可为美商摩托罗拉(Motorola)公司的PLL频率合成芯片，MC145158-2。

参考图9，为本发明下行控制单元的示意图，其中下行控制单元70包括多个电容、多个电感、多个电阻、可变电阻、二极管以及下行控制芯片U10，且下行控制芯片U10利用PLL单元80所提供的FSK基频讯号，将下行接收单元60的下行传送讯息转换成FSK的高频讯号，亦即下行讯号。下行控制芯片U10可为一般市售的FSK传送芯片，比如SSTX4930芯片，用以实现FSK传送功能。

要注意的是，图2至图9所示的电路只是用以说明本发明特征的示范性实例而已，并非用以限定本发明的范围，因此可使用其它组件以达成所需的电气功能。

本发明的上行讯息可包括来自客户端的监控讯息，比如可在有线电视缆线被恶意切断或转接盗用时产生该监控讯息，用以传送至电脑以进行实时监控，并提醒有线电视系统业者采取必要措施。此外，上行讯息可用以主动检视客户端的讯号质量。

在本发明中，电脑的传送讯息可经由下行传送至住户电视使用端，藉以控制使用端的有线电视讯号是否打开。因此，很容易对未继续付费的使用端关闭所有的有线电视频道，或打开或关闭使用端的特定有线电视频道，比如需额外付费的频道，而不需派员至使用端执行切断有线电视缆线。

本发明的特点在于利用ASK方式将上行讯息传送至电脑，同时利用FSK方式将下行讯息传送至输出控制单元，因此可改善整体的传输速率，并避免干扰使用端的有线电视讯号，进而提高收视质量。

此外，本发明的另一特点在于具有可编程的锁相回路结构，可随时改变工作频率，增加应用上的弹性以及方便性。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (9)

1.一种有线电视系统的调制解调器，是用以提供有线电视系统的住户电视使用端以及一电脑之间的传输功能，其特征在于，该有线电视调制解调器结构包括：

一输出控制及盗接检知单元，用以输出一有线电视讯号至该住户电视使用端，并接收该住户电视使用端的回送讯号以产生一上行讯号，且接收一下行讯号；

一上行控制单元，接收来自该输出控制及盗接检知单元的上行讯号，进行振幅位移调变(Amplitude Shift Keying，ASK)的解调变处理而产生一ASK解调变讯号；

一上行传送单元，接收该ASK解调变讯号，进行译码处理以产生一上行讯息；

一混频器，接收并传送该上行讯息，且接收并传送一下行讯息；

一数据连接单元，接收来自该混频器的上行讯息，并产生一接收讯息而传送至该电脑，且该数据连接单元接收由该电脑所传送的该有线电视讯号以及一传送讯息，并依据该传送讯息而产生该下行讯息，进一步将该有线电视讯号以及该下行讯息传送至该混频器；

一下行接收单元，接收来自该混频器的有线电视讯号以及下行讯息，并进行编码处理以产生一下行传送讯息，且传送该有线电视讯号以及该下行传送讯息；

一锁相回路单元，产生一频率位移调变(Frequency Shift Keying，FSK)基频讯号；

一下行控制单元，接收该有线电视讯号以及该下行传送讯息，并藉该FSK基频讯号，对该下行传送讯息进行FSK调变处理而产生该下行讯号，进而将该有线电视讯号以及该下行讯号传送至该输出控制及盗接检知单元，该输出控制及盗接检知单元依据该下行讯号以控制该有线电视讯号至该住户电视使用端的播放；以及

一电力转换单元，将外部的一输入电源转换成具适当电压的输出电源，用以供电给该混频单元、该上行控制单元、该上行传送单元、该数据连接单元、该下行接收单元、该下行控制单元以及该锁相回路单元，

其中，该输出控制及盗接检知单元为进一步用以在该住户电视使用端发生该有线电视讯号被盗接时，产生该回送讯号以当作一盗接检知讯号。

2.如权利要求1所述的调制解调器，其特征在于，该电力转换单元包括多个变压器、多个二极管、多个电容、一离线式开关控制芯片以及一光耦合组件，且该输入电源为AC 60～90V，而该输出电源包括DC 3.3V直流电及DC 5V直流电的至少其中之一。

3.如权利要求1所述的调制解调器，其特征在于，该混频单元包括一混频器、一低通滤波器以及一高通滤波器，该混频单元连接该有线电视讯号，该低通滤波器连接该混频单元以进行低通滤波处理，并产生该下行讯号，该高通滤波器连接来自该上行传送单元的上行讯息，并进行高通滤波处理，且该混频单元进一步连接该高通滤波器并进行混频处理。

4.如权利要求1所述的调制解调器，其特征在于，该上行接收单元包括多个电容、多个电感、一二极管、一晶体振荡器以及一上行接收芯片，且该晶体振荡器产生基本频率，并经该上行接收芯片接收后进一步转换成中频讯号，用以对该上行讯号解调出该ASK解调讯号。

5.如权利要求1所述的调制解调器，其特征在于，该上行控制单元包括多个电容、多个电阻、一晶体管、一晶体振荡器以及一上行控制芯片，且该晶体振荡器产生工作频率以提供该上行控制芯片当作系统频率用，该上行控制芯片对该上行接收单元的ASK解调讯号以译码出该上行讯息。

6.如权利要求1所述的调制解调器，其特征在于，该数据连接单元包括多个电容、二反相器、一连接器以及一数据连接芯片，且该数据连接芯片对该上行控制单元的上行讯息进行转换处理，并将所产生的该接收讯息经连接至该电脑的该连接器而传送至该电脑，而该电脑所产生的该传送讯息经该连接器而传送至该数据连接单元，并转换成该下行讯息。

7.如权利要求1所述的调制解调器，其特征在于，该下行控制单元包括多个电容、多个电阻、四反相器、一晶体振荡器以及一下行控制芯片，且该晶体振荡器产生工作频率以提供该下行控制芯片当作系统频率用，而该下行控制芯片接收该数据连接单元的下行讯息，进行编码处理以产生该下行传送讯息。

8.如权利要求1所述的调制解调器，其特征在于，该PLL单元包括多个电容、多个电感、二变压器、一二极管、一晶体振荡器以及一PLL芯片，且该晶体振荡器产生基频讯号，而该PLL芯片接收该基频讯号并进行倍频处理，产生该FSK基频讯号，并以供给该下行传送单元。

9.如权利要求1或8所述的调制解调器，其特征在于，该下行传送单元包括多个电容、多个电感、多个电阻、一可变电阻、一二极管以及一下行传送芯片，且该下行传送芯片利用该PLL单元所提供的该FSK基频讯号，将该下行控制单元的下行传送讯息转换成FSK高频讯号的该下行讯号。

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