CN204634058U - 合/分路器及直流通路自适应选通电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直流通路自适应选通电路，包括合路端口和若干分路端口，各端口均经过各自的二极管接入电压转换器；所述的电压转换器，将馈入其中的电压进行变压后输出固定电压；对应每个分路端口设置的选通支路，每个选通支路包括运算放大器、机械开关、负相馈入支路、正相馈入支路以及检测支路；本实用新型还公开了一种合路器和分路器。本实用新型通过对分路端口进行直流短路检测，控制直流及控制信号通路的导通或断开，实现随应用场景自适应选通直流通路的目的，从而既避免了直流通路接错，也简化了合/分路器的生产和应用。

Description

合/分路器及直流通路自适应选通电路

技术领域

本实用新型属于移动通信设备领域，尤其涉及一种直流通路自适应选通电路，及采用该电路的合路器和分路器。

背景技术

移动通信自3G时代以来，基站塔顶设备普遍采用智能电调天线、RRU、塔顶放大器等有源设备。同时为充分利用资源，2G、3G、4G基站共用天馈的场景也日趋普遍。为了将直流及控制信号传输至塔顶有源设备，用于多个基站射频信号分/合路的无源合路器必须具备传输直流及控制信号的通路的功能。2G基站一般不需要直流及控制信号通路，3G或4G基站又需要该通路，如图1所示的两个基站共天馈系统的应用中，合路器(反过来使用即为分路器)的这条通路有多种连通形式。这条通路何时选通，通往哪个基站系统，往往成为设计人员和工程人员倍感困扰的问题，如果接错，就会造成直流短路，造成基站馈电电路损坏。同时，仅仅因为直流通路的不同，生产厂家需要命名多个不同的型号，以三频合路器为例，就需要命名八种型号，大大增加了管理成本。

现有解决方式一般为对合路器的各分路端口进行是否供电的检测，即该端口有电就将该端口与合路端口之间的直流及控制信号通路导通。此方式可以较好的解决电流由分路端口流向合路端口的场景，但对电流由合路端口流向分路端口的情况，即作为分路器使用的场景却无能为力，因为此时分路端口不能给出判断信息。

实用新型内容

本实用新型的首要目的是为了解决以上至少一个问题，提供一种直流通路自适应选通电路。

本实用新型的另一目的在于利用前一目的的选通电路提供一种合路器、分路器。

为了满足上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案：

本实用新型的一种直流通路自适应选通电路，用于对直流信号和控制信号进行选通，包括：

合路端口和若干分路端口，各端口均经过各自的二极管接入电压转换器，所述各二极管允许相应端口的电流单向输出；

所述的电压转换器，将馈入其中的电压进行变压后输出固定电压；

对应每个分路端口设置的选通支路，每个选通支路包括：

运算放大器，由电压转换器提供电压，用于比较其正相输入端和负相输入端的电压值，当正相输入端的电压值大于负相输入端时，运算放大器输出高电平；反之，运算放大器输出低电平；

机械开关，连接于合路端口与对应分路端口之间设置的直流支路中，受运算放大器控制；当接收到高电平时，导通该直连支路；接收到低电平时，断开该直连支路；

负相馈入支路，连接于电压转换器和运算放大器的负相输入端之间，用于经分压电阻将所述固定电压分压后馈入运算放大器的负相输出端；

正相馈入支路，连接于对应分路端口和运算放大器的正相输入端之间，用于经分压电阻将对应分路端口的电压分压后馈入运算放大器的正相输入端；

检测支路，连接于负相馈入支路与正相馈入支路之间，且相对运算放大器前置于各馈入支路的分压电阻实现连接，用于检测对应的分路端口是否短路。

具体的，所述检测支路包括直流电阻。

具体的，所述检测支路还包括二极管，其阳极与所述检测支路直流电阻相连接，阴极与对应的分路端口相连接，用于阻止对应分路端口的电流流入该支路。

较佳的，所述运算放大器的负相输入端还通过一电阻接地。

具体的，所述机械开关为单刀双掷开关。

较佳的，所述机械开关默认状态下为开路状态。

一种合路器，其内置有如上述权利要求中任一项所述的直流通路自适应选通电路。

一种分路器，其内置有如上述权利要求中任一项所述的直流通路自适应 选通电路。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下优势：

1、利用在需要导通直流及控制信号通路的应用场景中，该通路一定不会直流短路，而不需要导通该通路的应用场景中必然直流短路的特点，对合路端口进行直流短路检测，通过控制直流及控制信号通路的接通或断开，无需额外的开关控制信号，实现随应用场景自适应选通直流及控制信号通路。

2、提供的直流通路自适应选通的电路的端口直流阻抗跟电流流向无关，不仅能用于合路场合，还可以用于分路场合。

3、提供的直流通路自适应选通的电路适用于多频合/分路器，随着输入路数的增加，增加相应的开关通路即可，避免直流通路接错的同时简化合/分路器的生产。

附图说明

图1为现有技术中应用了合路器(分路器)的共天馈系统的两路信号的连通路径示意图；

图2为本实用新型直流通路自适应选通电路的具体实现电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

请参考图2，本实用新型一个直流通路自适应选通电路实施例中，包括合路端口和两个分路端口，两个分路端口分别对应设置两个选通支路，下面就所述直流通路自适应选通电路的具体构成及工作原理作详细说明。

合路端口Com经过其二极管D3接入电压转换器DC-DC，分路端口Input1和Input2分别经过其各自的二极管D1和D5接入电压转换器DC-DC，其中，二极管D1、D3与D5保证合路端口与两个分路端口相互隔离的同时，分别为电压转换器DC-DC提供持续的输入电压。所述电压转换器DC-DC将馈入的电压转换为固定电压输出。

电性连接于合路端口Com与分路端口Input1之间的选通支路，包括一个运算放大器，该运算放大器的负相输入端2与电压转换器DC-DC之间接 有负相馈入支路。所述负相馈入支路包含分压电阻R2，通过该负相馈入支路，电压转换器DC-DC将输出电压经过分压电阻R2馈入运算放大器的负相输入端2。此外，运算放大器的负相输入端2还通过一电阻R4接地。运算放大器的正相输入端3与分路端口Input1之间接有正相馈入支路，所述正相馈入支路包含分压电阻R3，通过该正相馈入支路，分路端口Input1的电压经分压电阻R3馈入运算放大器的正相输入端3。

负相馈入支路与正相馈入支路之间还接有检测支路，且相对于运算放大器所处的位置，前置于各馈入支路的分压电阻实现连接。所述检测支路包括直流电阻R1和二极管D2，用于检测分路端口Input1是否短路。具体检测方法为：通过电压转换器提供一个低电压，利用该低电压检测直流电阻R1是否为零进行判断。所述二极管D2的阴极接于分路端口Input1，阳极连接于直流电阻R1，用于阻止分路端口Input1的电流流入该检测支路。

合路端口与分路端口Input1之间设置的直流支路中连接有机械开关S1，所述机械开关为单刀双掷开关，其不动端与运算放大器的输出端1相连接，默认状态下为开路状态。运算放大器比较其正相输入端3和负相输入端2之间的电压值，如果正相输入端3的电压高于负相输入端2则输出高电平，S1的刀片弹开，成为闭合状态，导通合路端口Com与分路端口Input1之间的直流支路；如果负相输入端2的电压高于正相输入端3则输出低电平，S1为开路状态，断开合路端口Com与分路端口Input1之间的直流支路。

电性连接于合路端口Com与分路端口Input2之间的选通支路，包括一个运算放大器，该运算放大器的负相输入端6与电压转换器DC-DC之间接有负相馈入支路。所述负相馈入支路包含分压电阻R7，通过该负相馈入支路，电压转换器DC-DC将输出电压经分压电阻R7馈入运算放大器的负相输入端6。此外，运算放大器的负相输入端6还通过一电阻R6接地。运算放大器的正相输入端5与分路端口Input2之间接有正相馈入支路，所述正相馈入支路包含分压电阻R5，通过该正相馈入支路，分路端口Input2的电压经分压电阻R5馈入运算放大器的正相输入端5。

负相馈入支路与正相馈入支路之间还接有检测支路，所述检测支路包括直流电阻R8和二极管D4，用于检测分路端口Input2是否短路。具体检测方法为：通过电压转换器提供一个低电压，利用该低电压检测直流电阻R8是 否为零进行判断。所述二极管D4的阴极连接于分路端口Input2，阳极连接于直流电阻R8，用于阻止分路端口Input2的电流流入该检测支路。

合路端口与分路端口Input2之间设置的直流支路中连接有机械开关S2，所述机械开关为单刀双掷开关，其不动端与运算放大器的输出端7相连接，默认状态下为开路状态。运算放大器比较其正相输入端5和负相输入端6之间的电压值，如果正相输入端5的电压高于负相输入端6则输出高电平，S2的刀片弹开，成为闭合状态，导通合路端口Com与分路端口Input2之间的直流支路；如果负相输入端6的电压高于正相输入端5则输出低电平，S2为开路状态，断开合路端口Com与分路端口Input2之间的直流支路。

参考图2所示，以直流通路自适应选通电路作为合路器的应用为实施例对本实用新型进行说明。

所述合路器设有两个选通支路，第一条选通支路的分路端口Input1供电，导通二极管D1并将电压馈入电压转换器DC-DC，同时第二条选通支路的分路端口Input2供电，导通二极管D5并将电压馈入电压转换器DC-DC，电压转换器将馈入的电压进行变压后输出，向比较器U1的端口8供电。

电压转换器通过第一条选通支路的负相馈入支路向其运算放大器的负相输入端2馈入电压，且提供一个低电压给检测支路，检测支路通过该低电压检测直流电阻R1的电阻值是否为零，如果为零则分路端口Input1为短路状态。由于需要导通直流及控制信号通路的情况下，该选通支路一定不会直流短路，反之则必然会直流短路，因此通过判定分路端口Input1是否为短路状态可以确定是否需要导通直流及控制信号通路。分路端口Input1经第一条选通支路的正相馈入支路向运算放大器的正相输入端3馈入电压。运算放大器比较正相输入端3和负相输入端2的电压值，如果正相输入端3的电压值高于负相输入端2，则运算放大器的输出端1输出高电平，使得单刀双掷开关S1的刀片被弹开，将第一条选通支路的分路端口Input1与合路端口Com之间的直流支路导通，无需额外的开关控制信息，第一条选通支路的分路端口Input1的直流和控制信号即可以通过该支路进入合路端口Com。其中，当S1为闭合状态时，合路端口Com与分路端口Input1的电压一致，此时电压转换器DC-DC馈入运算放大器的负相输入端的电压失效，但由于此时由分路 端口Input1通过正相馈入支路馈入运算放大器的正相输入端3的电压值大于其负相输入端2设定的门限电压，从而运算放大器输出高电平，S1维持闭合状态。本实施例将该门限电压设定为0.5V，该门限电压可以根据实际情况设定。

同时，电压转换器通过第二条选通支路的负相馈入支路向其运算放大器的负相输入端6馈入电压，且提供一个低电压给检测支路，检测支路通过该低电压检测直流电阻R8的电阻值是否为零，如果为零则分路端口Input2为短路状态。由于需要导通直流及控制信号通路的情况下，该选通支路一定不会直流短路，反之则必然会直流短路，因此通过判断分路端口Input2是否为短路状态可以确定是否需要导通直流及控制信号通路。分路端口Input2经第二条选通支路的正相馈入支路向运算放大器的正相输入端5馈入电压。运算放大器比较正相输入端5和负相输入端6的电压值，如果正相输入端5的电压值高于负相输入端6，则运算放大器的输出端7输出高电平，使得单刀双掷开关S2的刀片被弹开，将第二条选通支路的分路端口Input2与合路端口Com之间的直流支路导通，无需额外的开关控制信息，第二条选通支路的分路端口Input2的直流和控制信号即可以通过该支路进入合路端口Com。其中，当S2为闭合状态时，合路端口Com与分路端口Input2的电压一致，此时电压转换器DC-DC馈入运算放大器的负相输入端的电压失效，但由于此时由分路端口Input2通过正相馈入支路馈入运算放大器的正相输入端5的电压值大于其负相输入端6设定的门限电压，从而运算放大器输出高电平，S2维持闭合状态。本实施例将该门限电压设定为0.5V，该门限电压可以根据实际情况设定。

由此，两条选通支路的分路端口的直流和控制信号可以分别通过其对应的导通支路进入合路端口Com，实现直流和控制信号的合路传输。

此外，由于本实用新型提供的直流通路自适应选通的电路的端口直流阻抗跟电流流向无关，故而还可以用作分路器。参考图2所示，作为分路器使用时，选通支路的构成及工作原理与合路器相同，合路端口Com供电，分路端口不供电，由运算放大器比较正相输入端与负相输入端的电压值，输出高低电平，高电平时则导通合路端口Com与分路端口Input1和分路端口Input2 之间的支路，Com端的直流和控制信号分为两路分别通过分路端口Input1和分路端口Input2实现分路传输。其中，由于做合路器使用时，Input1端口或Input2端口通电，且必然馈入Com端口，所以要先进行短路检测判断所述端口是否通电；而做分路器使用时，电源首先要经过Com端口，也就是说只要有天馈系统需要供电，Com端口一定有电，所以不需要再对Com端口进行短路检测。同理，对于多频合路器，当输入路数增加时，增加本实用新型所述的选通支路即可实现多路信号的分路传输。

推而广之，对于多频合/分路器，当输入路数增加时，增加本实用新型所述的选通支路即可实现多路信号的合/分路传输，各选通支路自适应导通，从而可以避免选通支路接错，同时也简化了合/分路器的电路结构，有利于生产。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直流通路自适应选通电路，用于对直流信号和控制信号进行选通，其特征在于，包括：

合路端口和若干分路端口，各端口均经过各自的二极管接入电压转换器，所述各二极管允许相应端口的电流单向输出；

所述的电压转换器，将馈入其中的电压进行变压后输出固定电压；

对应每个分路端口设置的选通支路，每个选通支路包括：

运算放大器，由电压转换器提供电压，用于比较其正相输入端和负相输入端的电压值，当正相输入端的电压值大于负相输入端时，运算放大器输出高电平；反之，运算放大器输出低电平；

机械开关，连接于合路端口与对应分路端口之间设置的直流支路中，受运算放大器控制；当接收到高电平时，导通直连支路；接收到低电平时，断开该直连支路；

负相馈入支路，连接于电压转换器和运算放大器的负相输入端之间，用于经分压电阻将所述固定电压分压后馈入运算放大器的负相输出端；

正相馈入支路，连接于对应分路端口和运算放大器的正相输入端之间，用于经分压电阻将对应分路端口的电压分压后馈入运算放大器的正相输入端；

检测支路，连接于负相馈入支路与正相馈入支路之间，且相对运算放大器前置于各馈入支路的分压电阻实现连接，用于检测对应的分路端口是否短路。

2.根据权利要求1所述的直流通路自适应选通电路，其特征在于，所述检测支路包括直流电阻。

3.根据权利要求2所述的直流通路自适应选通电路，其特征在于，所述检测支路还包括二极管，其阳极与所述检测支路直流电阻相连接，阴极与对应的分路端口相连接，用于阻止对应分路端口的电流流入该支路。

4.根据权利要求1所述的直流通路自适应选通电路，其特征在于，所述运算放大器的负相输入端还通过一电阻接地。

5.根据权利要求1所述的直流通路自适应选通电路，其特征在于，所述机械开关为单刀双掷开关。

6.根据权利要求5所述的直流通路自适应选通电路，其特征在于，所述机械开关默认状态下为开路状态。

7.一种合路器，其特征在于，其内置有如权利要求1-6中任一项所述的直流通路自适应选通电路。

8.一种分路器，其特征在于，其内置有如权利要求1-6中任一项所述的直流通路自适应选通电路。