CN104348505B - 可在电源关闭状态下加强回波损耗的信号收发器 - Google Patents

Abstract

一种可在电源关闭状态下加强回波损耗的信号收发器。该信号收发器包括：连接器，用来接收信号；带通滤波器，耦接于连接器，用来过滤信号；前端模块，用来解调信号；阻抗转换电路，耦接于带通滤波器及前端模块之间，用来转换信号收发器的输入阻抗值，阻抗转换电路包括：输入端，耦接于带通滤波器，用来接收信号；输出端，耦接于前端模块，用来输出信号至前端模块；阻抗转换单元；以及第一电源输入电路，其一端耦接于阻抗转换单元，用来提供电源；其中，阻抗转换单元耦接于第一电源输入电路与输入端之间，用来转换信号收发器的输入阻抗值。本发明可在电源关闭状态下有效改善回波损耗以提升系统效能，且可进一步降低信号收发器的生产成本。

Description

可在电源关闭状态下加强回波损耗的信号收发器

技术领域

本发明涉及一种信号收发器，尤指一种可在电源关闭状态下加强回波损耗（return loss）的信号收发器。

背景技术

同轴电缆以太网络（Ethernet over Coax，EoC）是以太网络信号在同轴电缆上的一种传输技术，其目的在于利用现有有线电视的基础设施连接因特网或宽带数据传输，兼容现有的有线电视（或卫星电视）广播信号，达到同时在同一条同轴电缆上传输数据信号的目的。其中，多媒体同轴电缆联盟（Multimedia over Coax Alliance，MoCA）制定的多媒体网络标准具有无瑕疵（glitch-free）串流媒体所需的高速及高服务质量（QoS）功能等，通过现有同轴电缆，将信号送至每一客户端，客户端只需一信号收发器便可解调信号以取得服务内容。

请参考图1，图1为公知的一信号收发器10的示意图。信号收发器10包含有一连接器100、一带通滤波器（band-pass filter，BPF）102及一前端模块104。通常，信号收发器10以机顶盒（set-top box，STB）产品实现。连接器100连接一同轴电缆，用来接收通过同轴电缆传输的信号，包含有符合多媒体同轴电缆联盟的信号（以下称MoCA信号）。带通滤波器102用来过滤信号，以滤出一频带范围内的信号。举例来说，美国卫星电视服务供货商DIRECTVTM提供的MoCA信号的频带范围介于475MHz至625MHz之间。若只需保留此MoCA信号，则带通滤波器102的滤波频带范围应设定为475MHz至625MHz。前端模块104用以将通过带通滤波器102的信号解调。一般而言，前端模块104包含有传输接收器、功率放大器及衰减器等电路，且前端模块104通常被整合于一集成电路（integrated circuit，IC）内。

请参考图2A与图2B，图2A与图2B分别为信号收发器10在电源开启状态下与在电源关闭状态下，且在475MHz～625MHz的频带内，接上连接器100的一同轴电缆（图示未绘出）与连接器100之间的回波损耗的示意图。比较图2A与图2B可知，在475MHz～625MHz的频带内，信号收发器10在电源关闭状态下的最小回波损耗接近7.6dB，小于信号收发器10在电源开启状态下的最小回波损耗（接近11dB）大约3.4dB。由上述可知，若信号收发器10操作于电源关闭状态下，确实会导致系统效能变差。

因此，需要提供一种可在电源关闭状态下加强回波损耗的信号收发器来解决上述问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种信号收发器，其可在电源开启及关闭的状态下，皆维持良好的回波损耗。

本发明公开一种可在电源关闭状态下加强回波损耗的信号收发器，该信号收发器包含：一连接器，该连接器用来接收一信号；一带通滤波器，该带通滤波器耦接于该连接器，用来过滤该信号；一前端模块，该前端模块用来解调该信号；以及一阻抗转换电路，该阻抗转换电路耦接于该带通滤波器及该前端模块之间，用来转换该信号收发器的一输入阻抗值，该阻抗转换电路包含：一输入端，该输入端耦接于该带通滤波器，用来接收该信号；一输出端，该输出端耦接于该前端模块，用来输出该信号至该前端模块；一阻抗转换单元；以及一第一电源输入电路，该第一电源输入电路的一端耦接于该阻抗转换单元，用来提供一电源；其中，该阻抗转换单元耦接于该第一电源输入电路与该输入端之间，用来转换该信号收发器的该输入阻抗值。

本发明通过阻抗转换电路，转换带通滤波器与前端模块之间的阻抗，使信号收发器可在电源关闭状态下，有效改善回波损耗，以提升系统效能，并且，本发明可使用简单电路组件实现阻抗转换电路，因而可进一步降低信号收发器的生产成本。

附图说明

图1为公知的一信号收发器的示意图。

图2A为图1的信号收发器在电源开启状态下，且在一特定频带内，接上连接器的一同轴电缆与连接器之间的回波损耗的示意图。

图2B为图1的信号收发器在电源关闭状态下，且在一特定频带内，接上连接器的一同轴电缆与连接器之间的回波损耗的示意图。

图3为本发明实施例的一信号收发器的示意图。

图4A为图3的阻抗转换电路的示意图。

图4B为图3的信号收发器在电源开启状态下，电流方向的示意图。

图4C为图3的信号收发器在电源关闭状态下，电流方向的示意图。

图5A为图3的信号收发器在电源开启状态下，且在一特定频带内，带通滤波器与前端模块之间的回波损耗的示意图。

图5B为图3的信号收发器在电源关闭状态下，且在一特定频带内，带通滤波器与前端模块之间的回波损耗的示意图。

图6A为图3的信号收发器在电源开启状态下，且在一特定频带内，信号收发器的回波损耗的示意图。

图6B为图3的信号收发器在电源关闭状态下，且在一特定频带内，信号收发器的回波损耗的示意图。

主要组件符号说明：

10、30 信号收发器

100、300 连接器

102、302 带通滤波器

304 阻抗转换电路

104、306 前端模块

400 输入端

402 输出端

404、406 电源输入电路

408 阻抗转换单元

410 偏压电路

412 电源供应端

Vcc 输入电压

R1、R2、R3、R4 电阻

N1、N2 节点

T1 传输线

D1、D2 开关

P1、P2 箭头

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明实施例的一信号收发器30的示意图。信号收发器30包含有一连接器300、一带通滤波器302、一阻抗转换电路304以及一前端模块306。连接器300、带通滤波器302、前端模块306分别与公知的信号收发器10的连接器100、带通滤波器102、前端模块104相同，在此不赘述。阻抗转换电路304耦接于带通滤波器302与前端模块306之间，用来转换信号收发器30的一输入阻抗值。

关于阻抗转换电路304的实施方式，请参考图4A。阻抗转换电路304包含有一输入端400、一输出端402、电源输入电路404、406、一阻抗转换单元408、一偏压电路410以及一开关D1。输入端400耦接于带通滤波器302，用来接收通过带通滤波器302的信号。输出端402耦接于前端模块306，用来将通过带通滤波器302的信号输出至前端模块306。电源输入电路404、406用来提供输入电压Vcc。电源输入电路404、406分别包含有电阻R1、R2。电阻R1耦接于一电源供应端412与阻抗转换单元408之间，而电阻R2耦接于电源供应端412与输入端400之间，电阻R1、R2皆用来接收输入电压Vcc。阻抗转换单元408包含有一传输线T1及一电阻R3。传输线T1的一端耦接于电源输入电路404，其等效长度大致上等于所收发的信号的四分之一波长，可在信号收发器30的一工作频段下转换输入阻抗值。传输线T1的另一端耦接于电阻R3，电阻R3的一端耦接于输入端400。偏压电路410耦接于输入端400与输出端402之间，用来转换信号的电压值。偏压电路410包含有一电阻R4及开关D2。上述开关D1、D2较佳地可使用二极管来实现，而电阻R3的电阻值可根据连接至连接器300的一组件决定，例如可以是一同轴电缆的特征阻抗值（即75Ohm）。

图4B及图4C分别说明信号收发器30的一电源开启及关闭状态时，阻抗转换电路304的电流方向。如图4B所示，在电源开启状态下，开关D1、D2均为导通状态；此时，节点N1相当于短路（short circuit），为低阻抗，再经过四分之一波长的传输线T1转换阻抗之后，节点N2相当于开路（open circuit），为高阻抗，因此射频信号流经开关D2（流向如箭头P1所示），而传递至前端模块306。接着，如图4C所示，当信号收发器30的电源关闭时，开关D1、D2均为不导通状态；节点N1相当于开路，为高阻抗，再经过四分之一波长的传输线T1转换阻抗之后，节点N2相当于短路，为低阻抗，因此射频信号流经电阻R3及传输线T1（流向如箭头P2所示），不传送至前端模块306。换言之，当信号收发器30的电源关闭时，在输入端400所看到的输入阻抗值即大致等于电阻R3的值，因此可达到阻抗匹配的效果，进而改善在电源关闭状态下的回波损耗。

请参考图5A与图5B，图5A与图5B分别为信号收发器30操作于电源开启状态与电源关闭状态时，带通滤波器302与前端模块306之间的回波损耗的示意图。比较图5A与图5B可知，在475MHz～625MHz的频带内，在电源开启状态下信号收发器30的输入端400的最小回波损耗约为20dB，而在电源关闭状态下信号收发器30的输入端400的回波损耗可达12dB以上。由上述可知，信号收发器30操作于电源关闭状态下，带通滤波器302与前端模块306之间的回波损耗相比公知技术可被有效提升。

请参考图6A与图6B，图6A与图6B分别为信号收发器30操作于电源开启状态与电源关闭状态时，阻抗转换电路304的输入端400接上连接器300的一同轴电缆（图示未绘出）后，信号收发器30的回波损耗的示意图。比较图6A与图6B可知，在475MHz～625MHz的频带内，信号收发器30在电源开启状态下的最小回波损耗约为11dB，而信号收发器30在电源关闭状态下的最小回波损耗接近11.5dB。由上述可知，信号收发器30不论是操作于电源开启或关闭状态下，皆能维持良好的回波损耗。

应注意的是，本发明将包含传输线的阻抗转换电路耦接于带通滤波器与前端模块之间，以改善电源关闭状态下的回波损耗，并有效降低生产成本。本领域的普通技术人员应当可据以作不同的修饰，而不限于此。举例来说，传输线T1的特征阻抗可根据连接于连接器300的一组件（如同轴电缆等）决定，亦可适应性地调整为其他数值，只要输入阻抗值经过传输线T1可由低阻抗（如短路）转换为高阻抗（如开路），或由高阻抗（如开路）转换为低阻抗（如短路）即可。此外，传输线T1可为直线、蜿蜒线等，而其线段间距亦可适应性的调整，只要传输线T1可等效为四分之一波长的传输线即可。

再者，上述图5B及图6B仅绘示在475MHz～625MHz的频带内，信号收发器30在电源关闭状态下的最小回波损耗可有效增加。在本领域中的普通技术人员应当可根据不同频带调整各组件的特性，使在不同频带范围内的最小回波损耗可有效增加。

本发明实施例的阻抗转换电路304可为一独立电路，耦接于带通滤波器302与前端模块306之间。然而，应注意的是，阻抗转换电路304还可与前端模块306整合为一集成电路。

公知的信号收发器在电源关闭状态下，回波损耗会明显降低，导致系统效能变差。相比之下，本发明的信号收发器通过阻抗转换电路，转换带通滤波器与前端模块之间的阻抗，使信号收发器可在电源关闭状态下，有效改善回波损耗，以提升系统效能。此外，本发明可使用简单电路组件实现阻抗转换电路，因而可进一步降低信号收发器的生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种可在电源关闭状态下加强回波损耗的信号收发器，该信号收发器包括：

一连接器，该连接器用来接收一信号；

一带通滤波器，该带通滤波器耦接于该连接器，用来过滤该信号；

一前端模块，该前端模块用来解调该信号；以及

一阻抗转换电路，该阻抗转换电路耦接于该带通滤波器及该前端模块之间，用来根据一电源的电源状态转换该信号收发器的一输入阻抗值，该阻抗转换电路包括：

一输入端，该输入端耦接于该带通滤波器，用来接收该信号；

一输出端，该输出端耦接于该前端模块，用来输出该信号至该前端模块；

一阻抗转换单元，该阻抗转换单元包括一第一节点和一第二节点；以及

一第一电源输入电路，该第一电源输入电路的一端耦接于该阻抗转换单元，用来提供该电源；

其中，当该电源在电源开启状态下时，该第一节点处的阻抗相当于短路而该第二节点处的阻抗相当于开路，并且当该电源在电源关闭状态下时，该第一节点处的阻抗相当于开路而该第二节点处的阻抗相当于短路。

2.如权利要求1所述的信号收发器，其中该阻抗转换单元包括：

一传输线，其中该传输线的一端经由该第一节点耦接于该第一电源输入电路，并且该传输线的另一端耦接于该第二节点；以及

一第一电阻，该第一电阻的一端耦接于该输入端，并且该第一电阻的另一端耦接于该第二节点。

3.如权利要求2所述的信号收发器，其中该传输线为一四分之一波长传输线。

4.如权利要求2所述的信号收发器，其中该第一电阻的一电阻值根据连接于该连接器的一组件决定。

5.如权利要求1所述的信号收发器，其中该第一电源输入电路包括：

一第二电阻，该第二电阻耦接于一电源供应端与该阻抗转换单元之间。

6.如权利要求1所述的信号收发器，其中该阻抗转换电路还包括：

一第二电源输入电路，该第二电源输入电路的一端耦接于该输入端，用来提供该电源。

7.如权利要求6所述的信号收发器，其中该第二电源输入电路包括：

一第三电阻，该第三电阻耦接于一电源供应端与该输入端之间。

8.如权利要求1所述的信号收发器，其中该阻抗转换电路还包括：

一偏压电路，该偏压电路耦接于该输入端与该输出端之间，用来转换该信号的一电压值。

9.如权利要求8所述的信号收发器，其中该偏压电路包括：

一第一开关；以及

一第四电阻，该第四电阻的一端耦接于该第一开关及该输出端之间。

10.如权利要求1所述的信号收发器，其中该阻抗转换电路还包括：

一第二开关，该第二开关的一端耦接于该阻抗转换单元的该第一节点及该第一电源输入电路之间。