CN110312090A - 分频全双工卫星电视系统中的电视信号接收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种配合分频全双工卫星电视系统中的前端电路运作的电视信号接收装置。一数字‑模拟转换电路接收将送往该前端电路的一请求信号,并输出经过转换所产生的一模拟请求信号。一多端低通滤波器具有第一端点、第二端点与第三端点。该第一端点是电性耦接至该数字‑模拟转换电路的输出端,该第三端点是电性耦接至该前端电路。该多端低通滤波器是用以滤除自该第一端点与该第三端点耦合至该第二端点的高频信号,亦滤除自该第一端点耦合至该第三端点的高频信号。该指令解析电路自该第二端点接收一过滤后信号,进行处理与解析。
Description
技术领域
本发明与卫星电视相关,尤其与分频全双工(frequency division full-duplex)卫星电视系统中位于用户端的电视信号接收装置相关。
背景技术
卫星电视的碟型天线通常会被同一建筑物中的多台电视共享。图1呈现一个卫星电视信号接收端的功能方块图。碟型天线110接收到的电视信号首先会被送往前端电路120进行初步的解调、低噪声降频等程序。多个电视信号接收装置140透过缆线130与前端电路120相连。实务上,电视信号接收装置140可能是机顶盒,也可能是内建机顶盒功能的电视设备。电视信号接收装置140的操作流程简述如下。首先,在开机之后,电视信号接收装置140经由前端电路120向碟型天线110发出注册请求。若注册成功,则电视信号接收装置140会经由前端电路120接收到系统相关的信息。根据上述系统相关的信息,电视信号接收装置140对其解调信号的相关电路进行设定(例如设定载波频点)。在完成设定之后,电视信号接收装置140便可向碟型天线110发送选台请求,并经由前端电路120自碟型天线110接收相对应的电视信号。
若采用分频全双工(frequency division ful l-duplex)的系统架构,以下几个信号会被配置在不同的频段同时透过缆线130进行传输:前端电路120传送给电视信号接收装置140的电视信号、碟型天线110向电视信号接收装置140发送的沟通信号(例如电视信号接收装置140开机完成后告知其电视信号专属频段或是上述的系统相关信息),以及电视信号接收装置140向碟型天线110发送的请求信号(例如上述的注册请求或选台请求)。举例而言,目前有一种卫星电视系统是令前端电路120送出的电视信号被安排为载于1吉赫(giga-Hertz)附近的频段传送、令碟型天线110向电视信号接收装置140发送的沟通信号被安排为载于6.5兆赫(mega-Hertz)附近的频段传送,令电视信号接收装置140向碟型天线110发送的请求信号被安排为载于4.5兆赫附近的频段传送。以下以此频率分配为例来进行说明。
图2呈现一个电视信号接收装置140的局部电路功能方块图。请求产生电路141属于电视信号接收装置140中的传送电路,其中包含信息处理电路141A、混波器141B、数字-模拟转换电路141C,以及低通滤波器141D。在有需要对碟型天线110发送请求时,信息处理电路141A会提供一串代表请求信号的数据位,交由混波器312与数字-模拟转换电路313转换为载于4.5兆赫的模拟信号。低通滤波器141D的功能是为了避免该模拟信号的高频谐波对其他电路造成干扰。以该模拟信号的二次谐波的频率为13.5兆赫来说,低通滤波器141D可被设计为滤除频率在8兆赫以上的信号。
分频器(diplexer)142、指令解析电路143与电视信号解析电路144属于电视信号接收装置140中的接收电路。分频器142可被视为包含两个带通滤波器142A、142B,分别过滤出提供给指令解析电路143的6.5兆赫模拟沟通信号,以及提供给电视信号处理电路144的1吉赫模拟电视信号。进入指令解析电路143的6.5兆赫模拟沟通信号会依序被模拟-数字转换电路143A转换为数字信号、被第一降频电路143B降频为基频信号、被低通滤波器143C滤除高频噪声,再交由解码器143D进行内容解析。进入电视信号处理电路144的1吉赫模拟电视信号则是会先被第二降频电路144A降频为基频信号、被模拟-数字转换电路144B转换为数字信号,再施以其他图像处理程序。
在透过缆线130进行传输的三种信号中,电视信号的频率较高,而沟通信号与请求信号的频率较低且频率差异不大。如图2所示,低通滤波器141D与分频器143是透过同一条线路连接到缆线130。为了避免低通滤波器141D向碟型天线110送出的4.5兆赫请求信号流入指令解析电路143构成干扰,带通滤波器142A的频带必须被设计得相当窄,也就是必须让6.5兆赫的沟通信号通过,但滤除4.5兆赫的请求信号。依照上述的技术需求,分频器142通常必须利用价格昂贵、体积庞大的芯片外元件来实现。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出一种新的电视信号接收装置电路架构。
根据本发明的一实施例为一种配合一分频全双工卫星电视系统中的一前端电路运作的电视信号接收装置。该前端电路提供一电视信号与一沟通信号。该电视信号接收装置包含一请求产生电路、一指令解析电路,以及一电视信号处理电路。该请求产生电路包含一信息处理电路、一混波器、一数字-模拟转换电路,以及一多端低通滤波器。该信息处理电路是用以产生代表一请求信号的一串数据位。该混波器是用以对该串数据位施以混波,以产生一混波结果。该数字-模拟转换电路是用以对该混波结果施以数字-模拟转换,以产生一模拟请求信号。该多端低通滤波器具有一第一端点、一第二端点与一第三端点。该第一端点是用以接收该模拟请求信号,该第二端点是电性耦接至该指令解析电路,该第三端点是电性耦接至该前端电路。该多端低通滤波器是用以滤除自该第一端点与该第三端点耦合至该第二端点的高频信号,亦滤除自该第一端点耦合至该第三端点的高频信号。该多端低通滤波器的截止频率是相关于该模拟请求信号的频率以及该前端电路提供的该沟通信号的频率。该指令解析电路是电性耦接至该多端低通滤波器的该第二端点,用以自该第二端点接收一过滤后信号,进行处理与解析。该电视信号处理电路是用以接收并处理该前端电路提供的该电视信号。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1呈现一个卫星电视信号接收端的功能方块图。
图2呈现一个现行电视信号接收装置的局部电路功能方块图。
图3为根据本发明的一实施例中的电视信号接收装置的功能方块图。
图4为根据本发明的多端低通滤波器的详细实施范例。
须说明的是,本发明的图式包含呈现多种彼此关联的功能性模块的功能方块图。该等图式并非细部电路图,且其中的连接线仅用以表示信号流。功能性元件及/或程序间的多种互动关系不一定要透过直接的电性连结始能达成。此外,个别元件的功能不一定要如图式中绘示的方式分配,且分布式的区块不一定要以分布式的电子元件实现。
符号说明
110:碟型天线 120:前端电路
130:缆线 140:电视信号接收装置
141:请求产生电路 141A:信息处理电路
141B:混波器 141C:数字-模拟转换电路
141D:低通滤波器 142:分频器
142A、142B:带通滤波器 143:指令解析电路
143A:模拟-数字转换电路 143B:第一降频电路
143C:低通滤波器 143D:解码器
144:电视信号处理电路 144A:第二降频电路
144B:模拟-数字转换电路 300:电视信号接收装置
310:请求产生电路 311:信息处理电路
312:混波器 313:数字-模拟转换电路
314:多端低通滤波器 320:带通滤波器
330:指令解析电路 331:模拟-数字转换电路
332:第一降频电路 333:数字低通滤波器
334:解码器 340:电视信号处理电路
341:第二降频电路 342:模拟-数字转换电路
900:缆线 R:电阻
C1~C7:电容 L1~L4:电感
具体实施方式
根据本发明的一实施例为一种分频全双工卫星电视系统中的电视信号接收装置,其功能方块图是绘示于图3。电视信号接收装置300包含一请求产生电路310、一带通滤波器320、一指令解析电路330,以及一电视信号处理电路340。请求产生电路310属于电视信号接收装置300中的传送电路,而带通滤波器320、指令解析电路330与电视信号处理电路340属于电视信号接收装置300中的接收电路。以下分述各电路的运作方式。
电视信号接收装置300透过缆线900与一前端电路(例如图1中的电路120,未绘示)连接。基于分频全双工系统的特性,图3中的混合信号SMIX可能同时包含前端电路传送至电视信号接收装置300的电视信号与沟通信号,以及电视信号接收装置300向前端电路送出的请求信号。为便于说明,以下实施例假设电视信号是透过1吉赫附近的频段传送,前端电路向电视信号接收装置300发送的沟通信号是透过6.5兆赫附近的频段传送,而电视信号接收装置300向前端电路发送的请求信号是透过4.5兆赫附近的频段传送。
请求产生电路310中包含一信息处理电路311、一混波器312、一数字-模拟转换电路313与一多端(multi-terminal)低通滤波器314。在有需要对前端电路发送请求时,信息处理电路311会提供一串代表请求信号的数据位,交由混波器312以及数字-模拟转换电路313转换为载于4.5兆赫的一个模拟请求信号。如图3所示,多端低通滤波器314具有一第一端点T1、一第二端点T2以及一第三端点T3。第一端点T1电性耦接至数字-模拟转换电路313,第二端点T2电性耦接至指令解析电路330,而第三端点T3是电性耦接至缆线900(藉此连接至前端电路)。多端低通滤波器314滤除来自第一端点T1,且可能耦合至第三端点T3的高频信号,并且滤除分别来自第一端点T1与第三端点T3,且可能耦合至第二端点T2的高频信号。更具体地说,多端低通滤波器314的作用之一是滤除数字-模拟转换电路313产生的模拟请求信号中的高频谐波,避免该等高频谐波自第一端点T1耦合至第二端点T2与第三端点T3。多端低通滤波器314的作用之二则是在于滤除来自前端电路的电视信号,避免其耦合至第二端点T2,对指令解析电路330造成干扰。
因此,多端低通滤波器314的截止频率可根据数字-模拟转换电路313产生的请求信号的频率以及前端电路送入电视信号接收装置300的沟通信号的频率来设定。以请求信号的频率为4.5兆赫、沟通信号的频率为6.5兆赫的情况来说,多端低通滤波器314的截止频率可被设定为阻挡频率高于8兆赫的信号耦合至第二端点T2与第三端点T3。
图4呈现一个多端低通滤波器314的详细实施范例,其中包含一个电阻、七个电容,以及四个电感。第一电容C1是电性耦接于第一端点T1与第二端点T2之间。电阻R与第二电容C2并联耦接于第一端点T1与接地端之间。第一电感L1与第三电容C3并联耦接于一第一内部节点N1与第一端点T1之间。第四电容C4电性耦接于第一内部节点N1与接地端之间。第二电感L2与第五电容C5并联耦接于第一内部节点N1与一第二内部节点N2之间。第六电容C6电性耦接于第二内部节点N2与接地端之间。第三电感L3电性耦接于第二内部节点N2与一第三内部节点N3之间。第七电容C7电性耦接于第三内部节点N3与一第四内部节点N4之间。第四电感L4电性耦接于第四内部节点N4与第三端点T3之间。若以达成「阻挡频率高于8兆赫的耦合至第二端点T2与第三端点T3」为目标,可将电阻R的大小设定为75欧姆,将电容C1~C7的大小分别设定为0.1微法拉(micro-Farad)、1奈法拉(nano-Farad)、0.22奈法拉、2.2奈法拉、0.12奈法拉、2奈法拉、0.1微法拉,并将电感L1~L4的大小分别设定为3.9微亨利(micro-Henry)、4.7微亨利、4.7微亨利、0.16微亨利。
如图3所示,指令解析电路330包含模拟-数字转换电路331、第一降频电路332、数字低通滤波器333以及解码器334。信号ST2会依序被模拟-数字转换电路331施以模拟-数字转换程序、被第一降频电路332施以降频转换程序、被数字低通滤波器333施以低通滤波程序,然后再进入解码器334进行内容解析。须说明的是,各种卫星系统对于沟通信号的格式可能各有不同的规范,其内容解析方式不对本发明的范畴构成限制,因而于此不赘述。
虽然,由于多端低通滤波器314的作用,在第二端点T2上的信号ST2已不包含前端电路送入电视信号接收装置300的电视信号。但是信号ST2中仍包含两个载波信号,分别是4.5兆赫的请求信号以及6.5兆赫的沟通信号。第一降频电路332会根据沟通信号的频率(6.5兆赫)透过混波进行降频转换程序,令信号ST2中的6.5兆赫沟通信号被转换为出现在频谱上的基频(频率为零)以及13(=6.5+6.5)兆赫。另一方面,信号ST2中的4.5兆赫请求信号会被转换为出现在频谱上的-2(=4.5-6.5)兆赫以及11(=4.5+6.5)兆赫。为了取得经降频转换后位在基频的沟通信号,数字低通滤波器333必须滤除上述出现在-2兆赫、11兆赫以及13兆赫的信号,尤其是距离基频最近的-2兆赫信号。由以上说明可看出,数字低通滤波器333的截止频率是相关于请求信号与沟通信号的频率差异。实务上,可透过适当设计低通滤波器333的抽头(tap)的数量来强化对于-2兆赫信号的衰减。
另一方面,带通滤波器320负责过滤出提供给电视信号处理电路340的1吉赫电视信号。进入电视信号处理电路340的1吉赫电视信号会依序被第二降频电路341降频为基频信号、被模拟-数字转换电路342转换为数字信号,再施以其他图像处理程序。须说明的是,电视信号的图像处理程序为本领域的技术人员所知,于此不赘述。
由以上实施例可看出,电视信号接收装置300不需要使用先前技术中的分频器,而是改为让请求产生电路310与指令解析电路330共享一个多端低通滤波器。如此一来,电视信号接收装置300即可免除先前技术必须利用价格昂贵的芯片外元件来实现分频器的问题。
藉由以上实施例的详述,是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神,而并非以上述所揭露的实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地,其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求书的范畴内。
Claims (3)
1.一种配合一分频全双工卫星电视系统中的一前端电路运作的电视信号接收装置,该前端电路提供一电视信号与一沟通信号,该电视信号接收装置包含:
一请求产生电路,其中包含:
一信息处理电路,用以产生代表一请求信号的一串数据位;
一混波器,用以对该串数据位施以混波,以产生一混波结果;
一数字-模拟转换电路,用以对该混波结果施以数字-模拟转换,以产生一模拟请求信号;以及
一多端低通滤波器,具有一第一端点、一第二端点与一第三端点,该第一端点是用以接收该模拟请求信号,该第三端点是电性耦接至该前端电路,该多端低通滤波器滤除自该第一端点与该第三端点流向该第二端点的高频信号,亦滤除自该第一端点流向该第三端点的高频信号,该多端低通滤波器的截止频率是相关于该模拟请求信号的频率以及该沟通信号的频率;
一指令解析电路,电性耦接至该多端低通滤波器的该第二端点,用以自该第二端点接收一过滤后信号,进行处理与解析;以及
一电视信号处理电路,用以接收并处理该前端电路提供的该电视信号。
2.如权利要求1所述的电视信号接收装置,其特征在于,该指令解析电路包含:
一模拟-数字转换电路,电性耦接至该多端低通滤波器的该第二端点,用以对该过滤后信号施以一模拟-数字转换程序,以产生一数字信号;
一降频电路,电性耦接至该模拟-数字转换电路,用以根据该沟通信号的频率对该数字信号进行一降频转换程序,以产生一降频后信号;以及
一数字低通滤波器,电性耦接至该降频电路,用以对该降频后信号施以一低通滤波程序,且其截止频率是相关于该请求信号与该沟通信号的频率差异。
3.如权利要求1所述的电视信号接收装置,其特征在于,该多端低通滤波器包含:
一第一电容,电性耦接于该多端低通滤波器的该第一端点与该第二端点间;
一电阻,电性耦接于该多端低通滤波器的该第一端点与一接地端之间;
一第二电容,电性耦接于该多端低通滤波器的该第一端点与该接地端之间;
一第一电感,电性耦接于一第一内部节点与该多端低通滤波器的该第一端点之间;
一第三电容,电性耦接于该第一内部节点与该多端低通滤波器的该第一端点之间;
一第四电容,电性耦接于该第一内部节点与该接地端之间;
一第二电感,电性耦接于该第一内部节点与一第二内部节点之间;
一第五电容,电性耦接于该第一内部节点与该第二内部节点之间;
一第六电容,电性耦接于该第二内部节点与该接地端之间;
一第三电感,电性耦接于该第二内部节点与一第三内部节点之间;
一第七电容,电性耦接于该第三内部节点与一第四内部节点之间;以及
一第四电感,电性耦接于该第四内部节点与该多端低通滤波器的该第三端点之间。
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