CN1879292A - 电视切换模块 - Google Patents

Abstract

一种切换电视高频信号输出线的电视切换模块，包括第一与第二输入线、分别放大输入信号的第一与第二放大器、输出放大信号的第一与第二输出线、用来分歧输入信号的分歧装置、切换信号线之继电器开关、使继电器开关进行切换动作之继电器开关控制手段、控制各放大器的电源供给并停止供给电源至置于未使用输入线中之放大器的电源控制手段。此外，只让必要的放大器动作，可使电力消耗降低。

Description

电视切换模块

技术领域

本发明系关于搭载于电视收讯器上的电视切换模块，尤其关于降低其消耗电力与稳定其电流的技术。

背景技术

过去以来，大众所熟知的是将有线电视(CATV；cable television)或地面电视(Air TV)等的复数个输入线信号切换输出至特定输出端子的电视切换模块(例如特开平7-15715号公报)。此种电视切换模块，一般内建于信号增幅放大用的放大器内，但是在上述公报中却没有该放大器的电力控制相关叙述。

此种放大器内建的电视切换模块如图11所示，说明如下。本电视切换模块具备有分别输入电视高频信号的两条输入线11、21(INPUT1、INPUT2)、放大输入信号的放大器12、22(AMP1、AMP2)、分歧输入信号的分歧装置13、23、后续用来任意选择切换连接信号输出线的两个继电器开关16、26(SW1、SW2)、两条输出线17、27(OUTPUT1、OUTPUT2)、以及于切换继电器开关16、26的同时供给电源至放大器12、22的电源/控制接口30。继电器开关16、26具有与经分歧装置13、23分歧后的线14、15及24、25分别连接的继电器切换接点以及继电器共通接点，该共通接点分别连接各输出线17、27。31为继电器控制线，32为放大器12、22的电源供给线。

本电视切换模块可利用继电器开关16、26，从四种组合中进行选择，两条输入线11、21可选择切换输出至两条输出线17、27。例如，当输入线11的信号输出至输出线17时，输入高频信号经放大器12、继电器开关16，输出至输出线17。此外，输入线21的信号输出至输出线27时，输入高频信号经放大器22、继电器开关26，输出至输出线27。当输入线11的信号输出至输出线27时，输入高频信号经放大器12、继电器开关26，输出至输出线27。此外，输入线21的信号输出至输出线17时，输入高频信号经放大器22、继电器开关16，输出至输出线17。选择以上路径时，放大器12与放大器22同时有高频信号输入。

另一方面，输入线11或输入线21的信号输出至输出线17、27时，从输入线11输入的高频信号经放大器12、继电器开关16及26，输出至输出线17与27。此外，从输入线21输入的高频信号经放大器22、继电器开关16及26，输出至输出线17与27。换句话说，输入线11输出至输出线17与27时，输入高频信号至放大器12，却不输入高频信号至放大器22。同样地，输入线21输出至输出线17与27时，输入高频信号至放大器22，却不输入高频信号至放大器12。

如同上述，一条输入线输出至二条输出线时，只运作输入高频信号的放大器，也就是说，只需供应电源给高频信号输入的放大器，即可减少消耗电力。

然而，过去的组成方式，乃是持续供应电源给各放大器，消耗必需以上的电力。此外，在过去的组成中，为了稳定放大用晶体管的电流，乃使用一般电阻回授电路方式，导致放大用晶体管的直流电流放大率的偏差或变化等电流稳定度不足的问题。因此，放大用晶体管的电流在必需电流以上，这也是造成消耗必需以上电力的原因。

在此，放大器电路12、22的具体范例如图12所示。本放大器电路乃是使用称为自偏压电路晶体管的放大器电路。由于晶体管的电流放大率hfe的变化，导致放大器电路的消耗电流产生偏差，为了尽可能减少其影响，必需在自偏压电路下功夫。

以下说明本放大器电路的运作原理。在本电路中，一旦集极电流Ic增加，就会产生电阻RL，电压大幅下降，随之流入电阻RB的基极电流IB减少，随之集电器电流Ic也会减少。因此，放大器电路的消耗电流可用以下关系式表示：

Ic+IB＝(hfe+1)·(Vcc-VBE)/(RL+RB+hfe·RL)

从本关系式可知，利用设定电阻RL变大或电阻RB变小，可减少hfe偏差的影响。然而，实际上，为了达到可忽视hfe变化所导致的电流偏差的程度，增大电阻RL或减小电阻RB时，电阻RL会导致电压严重下降，晶体管的集极需使用非常低的电压，而无法确保动态范围。因此，过去的运作需容许一定程度的电流偏差。

而且，一般习知是可在放大器电路追加电流镜(current mirror)电路，即使hfe产生偏差，仍可稳定消耗电流(例如特开平10-70419号公报)。该电路的组成是经由电流镜电路供应信号放大晶体管的偏压电流。使用电流镜电路时，需具备高频的晶体管与偏压的晶体管性能，尤其是基极、射极需维持同一电位VBE。为了达成此一目标，以上所有的晶体管需集中靠近在半导体上，若为集成电路则无问题，却不适合分离式的电路组成。因此，对于设计自由度较大的分离式电路组成，必须稳定消耗电流。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，系利用简单的组成，提供运作必备的放大器、可减低消耗电力的电视切换模块。此外，本发明提供的电视切换模块，藉由搭载稳定放大器电路消耗电流的电路，可确保设计的自由度，抑制因晶体管电流放大率的变化导致放大器电路消耗电流的偏差。

为了达到以上目的，本发明系为一种切换电视高频信号输出线的电视切换模块，包括：分别输入电视高频信号的第一与第二输入线、输出放大后之同一信号的第一与第二输出线、置于前述各输入线中，用以分别放大输入信号的第一与第二放大器、配置于前述第一或第二放大器的输入侧或输出侧处之至少一条线中，用来分歧输入信号的分歧装置、配置于前述另一条线中做为输出信号的输出线，用以切换经前述分歧装置切换后之分歧线或该线的继电器开关、因应外部操作进行前述继电器开关切换动作的继电器开关控制手段、以及控制前述各放大器的电源供给，停止供给电源至置于未使用输入线中之放大器的电源控制手段。

依据本发明，当输入其中一条输入线的信号输出至两条输出线时，供给电源给两个放大器，但是输入其中一条输入线的信号输出至单一输出线时，由于只需供给电源至必需的放大器而不供给电源至置于另一条线中的放大器，以使电视切换模块可达到省电的目的。

此外，放大器的电力供给若是与置有继电器开关且有高频信号通过的线重迭行进，即可兼用作输往放大器的电源开关与高频路径开关，同时可省略复杂的控制信号线配线，以达降低成本的目的。此外，附加主动电流稳定电路时，消耗电流可几乎维持一定。此外，利用置入电感装置，直流电流可与高频继电器电路重迭、分离，藉以供给电源至放大器，而停止供给电流至未运作的放大器，电路组成也较简单。

此外，藉由放大器备有的电流稳定电路，可无视晶体管hfe的变化，达到固定电力消耗的目标。因此，相较于习知的电路，也可抑制模块的最大耗电值。再加上此为设计自由度大的分离式电路组成，故可达成上述的作用。此外，由于电流稳定电路可使信号放大晶体管的集极电位Vc依参考电压运作，只要负载电阻的电阻值设定进行高精密度(一般偏差较少)设定，流经负载电阻的电流即可大致维持一定，达成固定电力消耗的目标。

此外，依据本发明的特征，前述分歧装置系配置于前述第一放大器输入侧的在线所组成之一装置。前述继电器开关系配置于前述第二放大器输入侧的在线所组成之一开关，具有与经前述分歧装置分歧后之一线与另一线分别连接的继电器切换接点，并具有继电器共通接点，该共通接点连接前述第二放大器输入侧的线，前述的电源控制手段持续供给电源至前述第一放大器，并透过备用电路供给电源至第二放大器。前述备用电源于电视的电源开关开启时对前述第二放大器供电，除此之外的待机时间停止供给电源。因此，在达到电视切换模块的低耗电的同时，例如当包含影像频宽以外的文字情报的电视信号输入至第一输入线时，第一放大器的输出线即使在待机状态下也可输出该文字情报信号。

附图说明

第一图为根据本发明第一实施例之RF模块之方块图。

第二图为同上RF模块之电路图。

第三图为根据本发明第二实施例之RF模块之电路图。

第四图为第一与第二实施例所用之放大器电路之表示图。

第五图为放大器之其它电路表示图。

第六图为第二图实施例中之第四图放大器电路之具体配置电路图。

第七图为根据本发明实施例之RF模块之放大器电路图。

第八图为同上放大器之一实例之电路表示图。

第九图为根据本发明第三实施例之RF模块之方块图。

第十图为同上RF模块之电路图。

第十一图为习用RF模块之构成图。

第十二图为习用RF模块之放大器之电路图。

具体实施方式

以下参照图式说明本发明电视切换模块(以下称为RF模块)之实施例。

(第一实施例)

第一图显示根据第一实施例之RF模块之方块构成，第二图显示同一RF模块之电路。RF模块101内建于电视中，具有分别输入电视高频信号的第一输入端子INPUT1与第二输入端子INPUT2、以及输出同信号之第一输出端子OUTPUT1与第二输出端子OUTPUT2。例如，第一输入端子INPUT1连接至有线电视(CATV)的电缆线，第二输入端子INPUT2连接至地面电视(Air TV)的天线。第一输入端子INPUT1与第二输入端子INPUT2之间为隔绝之故须保持一定间隔。第一输出端子OUTPUT1与第二输出端子OUTPUT2分别连接至调谐器(tuner)51、52。

RF模块101具备有与第一输入端子INPUT1连接之第一输入线11以及与第二输入端子INPUT2连接之第二输入线21、与第一输出端子OUTPUT1连接之第一输出线17以及与第二输出端子OUTPUT2连接之第二输出线27、各输入线11、21中置入用以将输入线11、21中输入之信号分别放大之第一放大器12(AMP1)与第二放大器22(AMP2)、将各放大器输出信号加以分歧之分歧装置13、23、以及切换输出线之第一继电器开关16(SW1)与第二继电器开关26(SW2)。此外，RF模块101尚具备有分别开闭供至该第一与第二放大器12、22之电源供给线32之电源开关33(SW3)与电源开关34(SW4)、以及电源/控制接口30(继电器开关控制手段/电源控制手段)。

第一与第二继电器开关16、26为经继电器(relay)机械式切换开关。分歧装置13的分歧线14、15以及分歧装置23的分歧线24、25系分别连接至两个继电器开关16、26的各继电器(relay)切换接点，而各继电器的共通接点分别连接至第一输出线17与第二输出线27。在此，各分歧装置13、23之分歧线15、25与另一线彼此交叉连接。继电器的控制信号线31系为针对第一与第二继电器开关16、26之控制信号线。线路连接至该放大器12、22者为供给电源之电源供给线32。电源开关33与电源开关34之开闭系藉由经电源控制信号线35、36传输之开闭控制信号35、36所控制。

电源/开关控制接口30针对必需的放大器供给电源，而针对未运作的放大器则不供给电流，亦即停止电源供应。因此，将第一输入线11所输入之信号输出至第一与第二输出线17、27时，仅第三开关33开启。另外，将第二输入线21所输入之信号输出至第一与第二输出线17、27时，仅第四开关34开启。

依此，本发明之一特征在于设计出与决定输出入组合之继电器开关16、26连动之放大器12、22之电源开关33、34。

上述电路构成之具体动作于以下进行说明。当第一输入线11的输入输出至第一输出线17，且第二输入线21的输入输出至第二输出线27时，该电源开关33、34同时开启，以对放大器12、22供电。另外，当第一输入线11的输入输出至第二输出线27，且第二输入线21的输入输出至第一输出线17时，同样地，该电源开关33、34同时开启，以对放大器12、22供电。但是，当第一输入线11的输入输出至第一与第二输出线17、27时，只有电源开关33开启。另外，当第二输入线21的输入输出至第一与第二输出线17、27时，较佳只有电源开关34开启。根据本构成之RF模块可使用最低限度之电力消耗。

(第二实施例)

第三图显示根据第二实施例之RF模块。此RF模块利用机械式开闭之继电器开关16、26达成上述第一实施例中通往放大器之电源开关33、34之功能。换言之，兼用作高频信号路径之开关。具体来说，电源经高频电源供给线32与高频信号通过之输出线17、27相重迭，并透过继电器开关16、26供给至第一与第二放大器12、22。

此实施例中，电源与高频信号线重迭系重点，可在继电器开关16、26为机械式继电器时采行。机械式继电器的情形下，除高频信号之外，供给至各放大器12、22之电源亦可重迭通过，重迭至高频信号在线之电源系透过继电器开关16、26供给至该放大器12、22。

根据此实施例，不仅可如同上述第一实施例般使用最低限度之电力消耗，而且不需使用针对各个放大器12、22所设之电源开关(第一实施例的33、34)。此外，电源开关用之控制信号(第一实施例的35、36)亦无必要，因此可达成减除电源开关的成本、减少配线简化布局的目的。

第四图显示根据上述第一与第二实施例中所使用放大器12、22之一电路示意图。此放大器电路可以与信号放大晶体管Tr之电流放大率变化无关的方式稳定消耗电流。同一晶体管Tr的基极为放大器电路的输入端RFin，集极为输出端RFout，同一晶体管Tr的集极与基极间连接有主动电流稳定电路。电流稳定电路包括电源Vcc、晶体管Tr1、Tr2、以及产生参考电压Verf用之分压电阻R1、R2等。晶体管Tr2的基极接收参考电压Verf，晶体管Tr1的射极连接至晶体管Tr的集极(集极电位Vc)，晶体管Tr1的集极透过电阻RB连接至放大晶体管Tr的基极。

说明此电流稳定电路的动作原理。当以晶体管Tr1的基极电位作为基准电位V’ref时，信号放大晶体管Tr的集极电位Vc可以Vc＝V’ref+Vbe1表示。此外，晶体管Tr1的基极电位V’ref可以V’ref＝Vref-Vbe2表示(其中，晶体管Tr2之基极电位为Vref)。此处，晶体管Tr1与Tr2为两个集积后之晶体管单元，假若但不限定Vbe1＝Vbe2时，则Vc＝V’ref+Vbe1＝Vref-Vbe2+Vbe1＝Vref。参考电压Vref由电阻R1、R2的精密度决定。

由此可知，只要电阻RL以及R1、R2的电阻值进行高精密度(一般偏差较少)设定，此电流稳定电路则可进行使信号放大晶体管Tr的集极电位Vc趋近参考电压Vref的动作。因此，流经电阻RL的电流(Ic+IB)几乎维持一定，此结果使得有动作的放大器的晶体管电流可设定至所需之最小值，并可防止因变化所致之不必要的电力耗费增加。

主动电流稳定电路亦可使用射极电流检出型者。第五图显示该实例。此电流稳定电路检出信号放大晶体管Tr的射极电流，将此电流控制在一定值，并具有晶体管Tr3、Tr4、以及二极管D1、D2。其中，晶体管Tr3的基极电位VB为VB＝VD+Vref，信号放大晶体管Tr的射极电位VE(＝VB-VD)近似于Vref，射极电流IE近似于Vref/RE，为一定值。

第六图所示为第三图之实施例构成中之第四图放大器电路之具体配置电路。于此详细显示出放大器22(AMP2)侧，而关于放大器12(AMP1)侧之详细图式则加以省略。透过继电器开关16、26供给之电源经由直流T接型装置(bias-T)40的串行式电感L组件与高频线路分离，供给至放大器22(AMP2)。直流电流经由电感与高频继电器电路重迭、分离，供给电源予放大器，停止供给电流予未动作之放大器，使得电路构成得以简化。

接着说明本发明实施例相关之RF模块中所使用之放大器电路。第七图显示放大器电路之构成。本电路系为进行工作以使信号放大晶体管Tr的集极电位Vc保持一定之主动电流稳定电路，于其信号放大晶体管Tr上附加定电压电路10，使流经负载电阻RL之电流保持一定。IN为信报输入端，OUT为信号输出端。此电路构成中，消耗电流的变化由外部所施加之电压Vcc、定电压电路的电压Vc之精密度、负载电阻RL之精密度所决定，与晶体管Tr的电流放大率hfe无关。

第八图显示放大器电路中定电压电路10的具体构成。以下说明定电压电路10的构成与动作原理。当以晶体管Tr1的基极电位作为基准电位V’ref时，电压Vc可以Vc＝V’ref+VBE1表示。此外，晶体管Tr1的基极电位V’ref可以晶体管Tr2之基极电位为Vref-VBE2表示。此处，晶体管Tr1及晶体管Tr2为两个集积后之晶体管单元，假若但不限定VBE1＝VBE2时，则Vc＝V’ref+VBE1＝Vref-VBE2+VBE1＝Vref。Vref系由电阻R1与电阻R2的精密度所决定。

由此可知，只要电阻RL以及R1、R2的电阻值进行高精密度(一般偏差较少)设定，此定电压电路10则可进行使信号放大晶体管Tr的集极电位Vc趋近参考电压Vref的动作。因此，流经电阻RL的电流(IC+IB)几乎维持一定，此结果使得有动作的放大器的晶体管电流可设定至所需之最小值，并可防止因变化所致之不必要的电力耗费增加。此外，与以往的电路相比，亦可压低最大消耗电力值。

具体来说，考虑对电阻RL以及R1、R2的电阻值进行例如1％精密程度之高精密度设定。电阻R1为101％，电阻R2为99％、电阻RL为99％时，消耗电流最大。在此情形下，与依规格之电阻值之情况相比，只增加2.02％的消耗电流。此外，本发明为设计自由度较大的分离式电路组成，更可得到上述之作用效果。

(第三实施例)

第九图显示根据本发明第三实施例之RF模块之方块构成。本实施例基本上与上述第一图所示之第一实施例有相等同的构成，但有一部分的构成与机能有所不同。换言之，第一实施例的RF模块101中，各两个分歧装置13、23与继电器开关16、26系分别配置于插置入两条线中之放大器12、22之输出侧，各分歧线在另一侧交叉连接。针对此部分，此第三实施例之RF模块102中，各分歧装置13与继电器开关26分别配置于插置入一线中之第一放大器12之输入侧以及插置入另一线中之第二放大器22之输入侧，仅一分岐线15连接至另一侧之线。而且，此RF模块102具有配置于第二放大器22输出侧之分歧装置230，并形成第二与第三输出线271、272，这些线的输出端子OUTPUT2与OUTPUT3上连接有调谐器52、53。

第十图显示如上第三实施例之RF模块之电路。分歧装置13配置于第一放大器12之输入侧之第一线11上。继电器开关26配置于第二放大器22之输入侧之在线，并具有分别与分歧装置13之分岐线15及另一第二输入线21连接之继电器切换接点(NC、NO)以及继电器共通接点，此共通接点连接至第二放大器22之输入侧之在线。

电源端子30C所接收之电源通过电源供给线32持续供给至第一放大器12中，电源供给线32中设有电子开关，透过备用电路302供给控制电源至第二放大器22中。备用电路302因应备用信号端子30B接收之信号而进行开闭动作。从备用信号端子30B所接收之信号使得当电视的电源开关开启时，备用电路302关闭(电源供给)，此外的待机时间内开启备用电路302(电源停止供给)。此等包含(电源供给)备用电路302的构成即构成控制放大器电源供给之电源控制手段。

继电器开关26为受继电器驱动电路301切换控制之电子开关。继电器驱动电路301因应送往控制信号端子30A之输入信号，经继电器控制信号线31加以控制。控制信号端子30A系根据使用者的操作指示信号而输入。继电器开关26的NC接点平常系将由第一输入线分叉出去的分岐线15连接至设置有第二放大器22之在线。于此，控制信号端子30A于接收使用者的操作指示信号时，继电器驱动电路301即进行动作，继电器开关26切换至NO接点侧，使第二输入线21与设置有第二放大器22之线相连接。如此一来，使用者可任意变更第二与第三输出线271、272之输出内容。

在具有如上构成之本实施例之RF模块102中，经常性供给电源予第一放大器12，而于待机时停止供给电源予第二放大器22，因而可以只有在必要时才供给电源，可达到降低RF模块102的消耗电力的目的。此外，由于经常性供给电源予第一放大器12，CATV信号由第一输入线11输入，即使于待机时间亦可由第一输出线17输出包含CATV影像频宽以外(out ofband)的文字情报。

本发明不限于上述之实施例构成，可有种种变化例，例如，电流稳定电路、其电源供给之构成等，均可采用任意之形态。此外，用于电源供给之电感器可以铁磁盘(ferrite piece)之类的在高频下几乎为无电阻状态的元素或者包含此种概念者取代串行式电感器。另外，例如电流稳定电路、其电源供给之构成等，均可采用任意之形态。

产业上的利用的可能性

本发明为利用有线电视、地面电视等复数条线的输入信号切换至特定的输出端子输出之RF开关模块。

Claims (11)

1.一种切换电视高频信号输出线的电视切换模块，其特征在于包括：

第一与第二输入线，分别输入电视高频信号；

第一与第二输出线，输出放大后之同一信号；

第一与第二放大器，置于前述各输入线中，用以分别放大输入信号；

分歧装置，配置于前述第一或第二放大器的输入侧或输出侧处之至少一条线中，用来分歧输入信号；

继电器开关，配置于前述另一条线中做为输出信号的输出线，用以切换经前述分歧装置切换后之分歧线或该线；

继电器开关控制手段，因应外部操作进行前述继电器开关切换动作；以及

电源控制手段，控制前述各放大器的电源供给，停止供给电源至置于未使用输入线中之放大器。

2.如申请专利范围第1项之电视切换模块，其特征为

前述分歧装置系由两个分别配置于各输入线中所插置之第一与第二放大器之输出侧之装置所形成；

前述继电器开关系由配置于各输入线中之第一与第二继电器开关所形成，各继电器开关具有与配置于一在线之前述分歧装置所得分歧线之一以及配置于另一在线之前述分歧装置所得分歧线之一分别连接之继电器切换接点，并具有继电器共通接点，该共通接点与前述各输出线相连接。

3.如申请专利范围第2项之电视切换模块，其特征为透过电源供给线供给电源至前述第一与第二放大器，前述电源控制手段包括开闭电源供给线之电源开关，以及用以传输开闭控制此电源开关之信号之电源控制信号线。

4.如申请专利范围第2项之电视切换模块，其特征为前述放大器之放大输出晶体管中附加有主动电流安定电路。

5.如申请专利范围第2项之电视切换模块，其特征为送往前述第一与第二放大器之电源系由输出线侧经前述继电器开关之接点供给。

6.如申请专利范围第5项之电视切换模块，其特征为前述放大器之放大输出晶体管中附加有主动电流安定电路。

7.如申请专利范围第6项之电视切换模块，其特征为前述放大器包括：

信号放大用晶体管，其基极有信号输入，其集极透过负载电阻与电源Vcc连接，并以集极作为信号输出端，其射极接地；以及

电流稳定电路，设置于该晶体管之集极与基极间，在使流经负载电阻的电流保持一定之作用下，使该晶体管的集极电位Vc保持一定。

8.如申请专利范围第7项之电视切换模块，其特征为前述电流稳定电路系由至少两个晶体管单元所形成，其所具有之电路构成之作用在于使电源Vcc电阻分压后所得之该电流稳定电路用之参考电压与信号放大用晶体管之集极电位Vc相等。

9.如申请专利范围第5项之电视切换模块，其特征为送往前述放大器之电源系由高频信号所流经之线经电感供给。

10.如申请专利范围第1项之电视切换模块，其特征为

前述分歧装置系由配置于前述第一放大器输入侧的线中之一装置所形成；

前述继电器开关系由配置于第二放大器输入侧的线中之一开关所形成，具有与前述分歧装置所得分歧线之一与另一线分别连接之继电器切换接点，并具有继电器共通接点，该共通接点连接与前述第二放大器输入侧的线相连接；

前述电源控制手段持续供给电源予第一放大器，前述第二放大器透过备用电路供给电源；

前述备用电路于电视的电源开关开启时供给电源予前述第二放大器，除此之外的待机时间停止供给电源。

11.如申请专利范围第10项之电视切换模块，其特征为当包含影像频宽以外的文字情报的电视信号输入至前述第一输入线时，前述第一放大器的输出线即使在待机状态下也可输出该文字情报信号。

Images