CN104601134A - 信号分支电路及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种信号分支电路及装置,包括:输入匹配单元、低噪放大器单元以及分支单元;信号输入到信号匹配单元,信号匹配单元实现输出阻抗降为输入阻抗的一半,然后输出到低噪放大器单元。低噪放大器单元对信号进行预设的放大,输出到分支电路。分支电路对信号进行等分输出,这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半,再按照预设增益值进行放大后进行等分分支。本发明实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗,具备良好的性能,从而保证了信号分支效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路,尤其涉及一种信号分支电路及装置。
背景技术
目前,数字电视和有线调制器二网融合已经成为应用趋势。数字电视和有线调制器需要共用一个射频信号输入端口,需要对信号进行分支。然而,传统的信号分支方式,存在增益低、噪声系数大、隔离度差、反射损耗不佳等性能问题,严重影响信号分支效果,同时设计复杂,价格高昂,带来极大的成本和浪费。
发明内容
有鉴于此,有必要针对上述信号分支方式存在性能问题,严重影响信号分支效果的问题,提供一种信号分支电路及装置。
本发明提供一种信号分支电路,包括:输入匹配单元、低噪放大器单元以及分支单元;所述输入匹配单元接收信号输入进行阻抗匹配,使输出阻抗降为输入阻抗的一半,所述低噪放大器单元接收所述输入匹配单元输出的信号,将信号按照预设增益值进行放大,所述分支单元接收放大后的信号,将信号进行等分,将信号分支成两路并输出。
在其中的一个实施方式中,所述输入匹配单元实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗为37.5ohm。
在其中的一个实施方式中,所述输入匹配单元包括电连接的高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器,所述高通椭圆滤波器接收信号输入。
在其中的一个实施方式中,所述高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器均为7阶滤波器。
在其中的一个实施方式中,所述预设增益值为10dB。
在其中的一个实施方式中,所述低噪放大器单元包括三极管、第一电感、第二电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容;所述低通椭圆滤波器的输出端与三极管的基极连接,所述第一电感一端连接供电电源,另一端连接三极管的集电极,所述第二电感一端连接三极管的集电极,另一端连接第一电阻的一端,第一电阻的另一端连接第二电阻,第二电阻的另一端三极管的基极,所述第一电容与第一电阻并联,所述第三电阻一端与三极管的发射极连接,另一端接地,所述第二电容与第三电阻并联连接。
在其中的一个实施方式中,所述低噪放大器单元还包括第三电容和第四电容;所述第三电容一端连接供电电源,另一端接地,所述第四电容连接在三极管的集电极和输出端之间。
在其中的一个实施方式中,所述分支电路包括一个共模电感以及一个隔离电阻;所述共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端,以将信号等相位、等幅度的分开,所述隔离电阻两端分别连接两个输出端,进行隔离。
在其中的一个实施方式中,所述隔离电阻为150ohm。
本发明还提供一种信号分支装置,包括信号分支电路,所述信号分支电路为上述的信号分支电路。
本发明信号分支电路及装置,信号输入到信号匹配单元,信号匹配单元实现输出阻抗降为输入阻抗的一半,然后输出到低噪放大器单元。低噪放大器单元对信号进行预设的放大,输出到分支电路。分支电路对信号进行等分输出,这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半,再按照预设增益值进行放大后进行等分分支,实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗,具备良好的性能,从而保证了信号分支效果。
附图说明
图1是一个实施例中的信号分支电路的结构图;
图2是一个实施例中输入匹配单元的结构图;
图3是一个实施例中的低噪放大器单元的结构图;
图4是一个实施例中的分支单元的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1是一个实施例中的信号分支电路的结构图,如图1所示,该信号分支电路包括输入匹配单元100、低噪放大器单元200以及分支单元300。输入匹配单元100接收信号输入进行阻抗匹配,使输出阻抗降为输入阻抗的一半。低噪放大器单元200接收输入匹配单元100输出的信号,将信号按照预设增益值进行放大。分支单元300接收放大后的信号,将信号进行等分,将信号分支成两路并输出。这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半,再按照预设增益值进行放大后进行等分分支,实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗,具备良好的性能,从而保证了信号分支效果。
在该实施例中,输入匹配单元100进行阻抗匹配,使输出阻抗降为输入阻抗的一半,实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗37.5ohm。
在进一步的实施方式中,结合图2,输入匹配单元100包括电连接的高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120,高通椭圆滤波器110接收信号输入。输入信号经过高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120,由高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120进行阻抗匹配,使得由低通椭圆滤波器120输出信号的输出阻抗降至输入阻抗的一半。同时,另外还能够滤除数字电视系统频带外的噪声信号,包括EOC信号、MoCA信号等,增强系统的稳定性。进一步的,高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120均为7阶滤波器,以实现经过>10dB以上增益的低噪放大器单元200之后的噪声信号仍然能够衰减30dB以上。
结合图3,低噪放大器单元200包括三极管Q1、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。低通椭圆滤波器120的输出端与三极管Q1的基极B连接。第一电感L1一端连接供电电源,另一端连接三极管Q1的集电极C。第二电感L2一端连接三极管Q1的集电极C,另一端连接第一电阻R1的一端,第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2,第二电阻R2的另一端三极管Q1的基极B。第一电容C1与第一电阻R1并联。第三电阻R3一端与三极管Q1的发射极E连接,另一端接地。第二电容C2与第三电阻R3并联连接。其中,第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1和第二电阻R2组成直流偏置电路,第二电感L2、第一电容C1和第二电阻R2组成集电极C到基极B的负反馈电路,第三电阻R3和第二电容C2组成发射极E的RC反馈电路。通过直流偏置电路、负反馈电路以及RC反馈电路,实现对信号进行预设增益值的放大。进一步的,预设增益值为10dB,即低噪放大器单元200将信号放大10dB。
更进一步的,低噪放大器单元200还包括第三电容C3和第四电容C4。第三电容C3一端连接供电电源,另一端接地。第四电容C4连接在三极管Q1的集电极C和输出端之间。优选的,为获得更高的增益线性度,供电电源为3.3V-5V
结合图4,分支电路300包括一个共模电感以及一个隔离电阻R4。共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端,以将信号等相位、等幅度的分开。隔离电阻R4两端分别连接两个输出端,进行隔离。为保证能够等相位、等幅度的分开,在输出阻抗为37.5ohm时,隔离电阻R4为150ohm。
该信号分支电路,信号输入到信号匹配单元100,信号匹配单元100实现输入阻抗75ohm到输出阻抗为37.5ohm,然后输出到低噪放大器单元200。低噪放大器单元200对信号进行10dB的放大,输出到分支电路300。分支电路300对信号进行等分,由于隔离电阻R4是输入阻抗的2倍,使得能够进行高隔离的等分,保证了信号分支效果。经实际测算,该信号分支电路实现高达20dB以上的隔离度;实现有线信号均分,同时带外噪声信号滤波30dB以上;75ohm输入阻抗下小于-10dB的反射系数,具有高增益低噪声系数特性,能够满足良好的输入功率范围,并且增益平坦度在整个带宽内小于1dB。
同时,本发明还提供一种信号分支装置,包括信号分支电路。如图1所示,该信号分支电路包括输入匹配单元100、低噪放大器单元200以及分支单元300。输入匹配单元100接收信号输入进行阻抗匹配,使输出阻抗降为输入阻抗的一半。低噪放大器单元200接收输入匹配单元100输出的信号,将信号按照预设增益值进行放大。分支单元300接收放大后的信号,将信号进行等分,将信号分支成两路。这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半,再按照预设增益值进行放大后进行等分分支,实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗,具备良好的性能,从而保证了信号分支效果。
在该实施例中,输入匹配单元100进行阻抗匹配,使输出阻抗降为输入阻抗的一半,实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗37.5ohm。
在进一步的实施方式中,结合图2,输入匹配单元100包括电连接的高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120,高通椭圆滤波器110接收信号输入。输入信号经过高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120,由高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120进行阻抗匹配,使得由低通椭圆滤波器120输出信号的输出阻抗降至输入阻抗的一半。同时,另外还能够滤除数字电视系统频带外的噪声信号,包括EOC信号、MoCA信号等,增强系统的稳定性。进一步的,高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120均为7阶滤波器,以实现经过>10dB以上增益的低噪放大器单元200之后的噪声信号仍然能够衰减30dB以上。
结合图3,低噪放大器单元200包括三极管Q1、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。低通椭圆滤波器120的输出端与三极管Q1的基极B连接。第一电感L1一端连接供电电源,另一端连接三极管Q1的集电极C。第二电感L2一端连接三极管Q1的集电极C,另一端连接第一电阻R1的一端,第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2,第二电阻R2的另一端三极管Q1的基极B。第一电容C1与第一电阻R1并联。第三电阻R3一端与三极管Q1的发射极E连接,另一端接地。第二电容C2与第三电阻R3并联连接。其中,第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1和第二电阻R2组成直流偏置电路,第二电感L2、第一电容C1和第二电阻R2组成集电极C到基极B的负反馈电路,第三电阻R3和第二电容C2组成发射极E的RC反馈电路。通过直流偏置电路、负反馈电路以及RC反馈电路,实现对信号进行预设增益值的放大。进一步的,预设增益值为10dB,即低噪放大器单元200将信号放大10dB。
更进一步的,低噪放大器单元200还包括第三电容C3和第四电容C4。第三电容C3一端连接供电电源,另一端接地。第四电容C4连接在三极管Q1的集电极C和输出端之间。优选的,为获得更高的增益线性度,供电电源为3.3V-5V
结合图4,分支电路300包括一个共模电感以及一个隔离电阻R4。共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端,以将信号等相位、等幅度的分开。隔离电阻R4两端分别连接两个输出端,进行隔离。为保证能够等相位、等幅度的分开,在输出阻抗为37.5ohm时,隔离电阻R4为150ohm。
该信号分支电路,信号输入到信号匹配单元100,信号匹配单元100实现输入阻抗75ohm到输出阻抗为37.5ohm,然后输出到低噪放大器单元200。低噪放大器单元200对信号进行10dB的放大,输出到分支电路300。分支电路300对信号进行等分,由于隔离电阻R4是输入阻抗的2倍,使得能够进行高隔离的等分,保证了信号分支效果。经实际测算,该信号分支电路实现高达20dB以上的隔离度;实现有线信号均分,同时带外噪声信号滤波30dB以上;75ohm输入阻抗下小于-10dB的反射系数,具有高增益低噪声系数特性,能够满足良好的输入功率范围,并且增益平坦度在整个带宽内小于1dB。
本发明信号分支电路及装置,信号输入到信号匹配单元,信号匹配单元实现输出阻抗降为输入阻抗的一半,然后输出到低噪放大器单元。低噪放大器单元对信号进行预设的放大,输出到分支电路。分支电路对信号进行等分输出,这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半,再按照预设增益值进行放大后进行等分分支,实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗,具备良好的性能,从而保证了信号分支效果。同时,大大降低了成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种信号分支电路,其特征在于,包括:输入匹配单元、低噪放大器单元以及分支单元;所述输入匹配单元接收信号输入进行阻抗匹配,使输出阻抗降为输入阻抗的一半,所述低噪放大器单元接收所述输入匹配单元输出的信号,将信号按照预设增益值进行放大,所述分支单元接收放大后的信号,将信号进行等分,将信号分支成两路并输出。
2.根据权利要求1所述的信号分支电路,其特征在于,所述输入匹配单元实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗为37.5ohm。
3.根据权利要求2所述的信号分支电路,其特征在于,所述输入匹配单元包括电连接的高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器,所述高通椭圆滤波器接收信号输入。
4.根据权利要求3所述的信号分支电路,其特征在于,所述高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器均为7阶滤波器。
5.根据权利要求4所述的信号分支电路,其特征在于,所述预设增益值为10dB。
6.根据权利要求5所述的信号分支电路,其特征在于,所述低噪放大器单元包括三极管、第一电感、第二电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容;所述低通椭圆滤波器的输出端与三极管的基极连接,所述第一电感一端连接供电电源,另一端连接三极管的集电极,所述第二电感一端连接三极管的集电极,另一端连接第一电阻的一端,第一电阻的另一端连接第二电阻,第二电阻的另一端三极管的基极,所述第一电容与第一电阻并联,所述第三电阻一端与三极管的发射极连接,另一端接地,所述第二电容与第三电阻并联连接。
7.根据权利要求6所述的信号分支电路,其特征在于,所述低噪放大器单元还包括第三电容和第四电容;所述第三电容一端连接供电电源,另一端接地,所述第四电容连接在三极管的集电极和输出端之间。
8.根据权利要求6所述的信号分支电路,其特征在于,所述分支电路包括一个共模电感以及一个隔离电阻;所述共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端,以将信号等相位、等幅度的分开,所述隔离电阻两端分别连接两个输出端,进行隔离。
9.根据权利要求8所述的信号分支电路,其特征在于,所述隔离电阻为150ohm。
10.一种信号分支装置,包括信号分支电路,其特征在于,所述信号分支电路为上述权利要求1至9任一所述的信号分支电路。
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