CN209201075U - 一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统 - Google Patents

Abstract

一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统，包括用于接收电源信号并对初始数据信号进行数据处理后，输出电信号和优化数据信号的发送单元，发送单元包括第一信号通道和第一电源通道；用于接收电信号和优化数据信号的接收单元，接收单元包括第二信号通道和第二电源通道；同轴电缆，连接于发送单元和接收单元之间，被配置为传输电信号和优化数据信号。上述双通道传输系统通过在发送单元将优化数据信号和接收单元所需的电信号混合后经同轴缆线传输至接收单元，接收单元无需从输电系统另外取电，从而避免了因一端关闭或者故障而另一端继续待机工作导致资源浪费和两端上电不一致引起信号传输异常，确保了信号的长距离和高保真延长传输。

Description

一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统

技术领域

本实用新型属于电子通信技术领域，尤其涉及一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统。

背景技术

目前，传统的同轴电缆信号传输技术在一条同轴电缆上只能传输数字电信号或者模拟电信号，其信号的发送端和接收端均需要从输电系统取电，具体请参阅图1。然而，随着通讯的需求，组网越来越庞大和越来越复杂，使得传统的同轴电缆传输技术存在的问题显得越来越突出：因一端关闭或者故障而另一端继续待机工作导致资源浪费和两端上电不一致引起信号传输异常。

因此，传统的技术方案中存在因一端关闭或者故障而另一端继续待机工作导致资源浪费和两端上电不一致引起信号传输异常、信号传输误码率高的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统，旨在解决传统的技术方案中存在的因一端关闭或者故障而另一端继续待机工作导致资源浪费和两端上电不一致引起信号传输异常、信号传输误码率高的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统，包括：

用于接收电源信号并对初始数据信号进行数据处理后，输出电信号和优化数据信号的发送单元，所述发送单元包括第一信号通道和第一电源通道；

用于接收所述电信号和所述优化数据信号的接收单元，所述接收单元包括第二信号通道和第二电源通道；以及

同轴电缆，连接于所述发送单元和所述接收单元之间，被配置为传输所述电信号和所述优化数据信号。

可选的，所述第一信号通道包括：

用于接收外部系统输出的所述初始数据信号的信号接收模块；

与信号接收模块连接的信号前置处理模块，被配置为对所述初始数据信号进行频段筛选和信号整形；

与所述前置处理模块连接的第一处理器模块，被配置为对频段筛选和信号整形后的所述初始数据信号进行模式转换；以及

与所述第一处理器模块连接的调制输出模块，被配置为对模式转换后的所述初始数据信号进行电平转换和放大，并输出所述优化数据信号。

可选的，所述第一电源通道包括：

第一电源模块，被配置为对所述信号前置处理模块、所述第一处理器模块以及所述调制输出模块进行供电，并输出所述接收单元所需的所述电信号。

可选的，所述发送单元还包括：

第一带通滤波模块，与所述调制输出模块和所述第一电源模块连接，被配置为将所述优化数据信号和所述电信号进行一并输出。

可选的，所述第一带通滤波模块包括：

变压器、第一双向瞬态抑制二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；

所述第一双向瞬态抑制二极管的第一端和第二端分别连接所述变压器的次级线圈的两端，所述第一电容与所述第一电阻以及所述第三电容串联，所述第一电容的第一端连接所述第一双向瞬态抑制二极管的第一端，所述第二电容和所述第二电阻串联连接，所述第二电容的第一端连接所述第一双向瞬态抑制二极管的第二端，所述第三电阻的两端分别连接所述第一电阻和所述第二电阻。

可选的，所述接收单元还包括：

高通网络模块，被配置为过滤和分离出由所述发送单元经所述同轴缆线传输的所述优化数据信号；和

低通网络模块，被配置为过滤和分离出由所述发送单元经所述同轴缆线传输的所述电信号。

可选的，所述第二信号通道包括：

与所述高通网络模块连接的信号放大整形模块，被配置为将所述优化数据信号进行放大和整形；

与所述信号放大整形模块连接的第二处理器模块，被配置为对放大和整形后的所述优化数据信号进行解调，以使所述优化数据信号与所述初始数据信号相一致；以及

与所述第二处理器模块连接的解调输出模块，被配置为对解调后的所述优化数据信号进行模数转换后进行输出。

可选的，所述第二电源通道包括：

与所述低通网络模块连接的第二电源模块，被配置为对所述电信号进行电压转换后对所述信号放大整形模块、所述第二处理器模块以及所述解调输出模块进行供电。

可选的，所述接收单元还包括分离模块，被配置为将所述同轴缆线传输的所述电信号和所述优化数据信号进行分离后传输至所述接收单元内部。

可选的，所述高通网络模块包括：

第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容以及第九电容；

所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端接地，所述第六电阻的两端分别连接所述第四电阻的第二端和所述第五电阻的第二端，所述第一电感与所述第四电容并联于所述第六电阻的两端，所述第二电感与所述第五电容串联，所述第二电感的第一端连接所述第四电容的第一端，所述第五电容连接所述第四电感的第一端，所述第三电感和所述第六电容串联，所述第三电感的第一端连接所述第四电容的第二端，所述第六电容的第二端连接所述第四电感的第二端，所述第七电容与所述第四电感并联，所述第五电感与所述第八电容串联，所述第五电感的第一端连接所述第七电容的第一端，第六电感与所述第九电容串联，所述第六电感的第一端连接所述第七电容的第二端。

上述的一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统通过在发送单元将优化数据信号和接收单元所需的电信号混合后经同轴缆线传输至接收单元，接收单元无需从输电系统另外取电并进行模数转换后用电，从而避免了因一端关闭或者故障而另一端继续待机工作导致资源浪费和两端上电不一致引起信号传输异常，确保了信号的长距离和高保真延长传输的同时，降低了同轴电缆对大电流在传输过程中的损耗和衰减，避免引起不必要的功率损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的同轴缆线通信系统结构框图；

图2为本实用新型的一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统的总框图；

图3为本实用新型发送单元的结构框图；

图4为本实用新型接收单元的结构框图；

图5为本实用新型前置处理模块的选频和隔离电路图；

图6为本实用新型调制输出模块的电路图；

图7为本实用新型第一带通滤波模块的电路图；

图8为本实用新型的分离模块与低通网络模块的电路连接图；

图9为本实用新型的高通网络模块的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图2，本实用新型实施例提供的一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统的总框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实用新型提供的一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统包括用于接收电源信号并对初始数据信号进行数据处理后，输出电信号和优化数据信号的发送单元1，其包括第一信号通道11和第一电源通道12；用于接收电信号和优化数据信号的接收单元2，其包括第二信号通道21和第二电源通道22；连接于发送单元1和接收单元2之间的同轴电缆3，被配置为传输电信号和优化数据信号。

本实用新型在假设电缆电路上化繁为简，改变传统的传输系统接收端取电的方式，在现有发送单元1取电的同时，经过同轴电缆3把优化数据信号和接收单元2需要的电信号一同供给到接收单元2，接收单元2因此能够自动上电工作，而无需再从输电系统另外取电并进行AC/DC转换后用电，从而避免了因一端关闭或者故障而另一端继续待机工作导致资源浪费和两端上电不一致引起信号传输异常，确保了信号的长距离和高保真延长传输的同时，降低了同轴电缆3对大电流在传输过程中的损耗和衰减，避免引起不必要的功率损耗。

请参阅图3，为本实用新型发送单元的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

发送单元1包括第一信号通道11、第一电源通道12和第一带通滤波模块13。其中，第一信号通道11包括信号接收模块111、信号前置处理模块112、第一处理器模块113以及调制输出模块114。信号接收模块111用于接收外部系统输出的初始数据信号；信号前置处理模块112连接信号接收模块111，被配置为对初始数据信号进行频段筛选和信号整形，并隔离差模干扰和强电流电压；第一处理器模块113连接前置处理模块112，被配置为按照IP协议对进行频段筛选和信号整形后的初始数据信号进行模式转换；调制输出模块114连接第一处理器模块113，被配置为对模式转换后的初始数据信号进行电平转换和放大，并输出优化数据信号。

信号接收模块111，以RJ45接口的形式呈现，所有以网络接口连接的数据和信号都可以经过调制后以同轴电缆为介质进行传输。

信号前置处理模块112由选频隔离电路和POE(Power Over Ethernet，有源以太网)输出电路及接口防护电路组成。请参阅图5，为选频和隔离电路图。需要传送的信号经过RJ45接口进入设备内部选频和隔离电路，经过信号前置处理模块112进行频段筛选和信号整形。该电路还有一个重要的功能是隔离，把经过长距离后网线上的差模干扰和强电流电压进行隔离，防止流入设备内部损坏设备；模块接口进行了防浪涌设计的同时还添加了POE输出电路,兼容对支持POE设备的数据源进行数据传输。

第一处理器模块113是采用型号为MSE510CE SOC的处理芯片，初始数据信号经过前置信号处理模块112后进入处理器模块113，按照IP协议进行数据处理，处理芯片内置D/A转换电路来实现网络与同轴电缆的模式转换,为方便后面接收单元在A/D前使用同轴电缆作为传输介质。

调制输出模块114进行电平转换和放大，请参阅图6，在具体应用中，调制输出模块114包括型号为ISL15100的解调芯片U3，电容C43、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50、电容C51、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电阻R48、型号为L0603的磁珠FB1、第二双向瞬态抑制二极管TVS2。电容C44串接在解调芯片U3的端口3的引出线上，电容C50串接在解调芯片U3的端口10的引出线上，电阻R42和电阻R45串联连接在电容C44和电容C50的两端，其中电阻R52的第一端与电容C44连接，电阻R45的第二端与电容C50连接。电容C45的第一端和电阻R44的第一端共点接地，电容C45的第而端和电阻R44的第二端共点接在电阻R42的第二端。电阻R41的第一端接12V电源，第二端接电阻R42的第二端。电阻R39和电容C49串联在解调芯片U3的端口2和端口16之间，电阻R48串联在解调芯片U3的端口11和端口13之间，电阻R40和电容C43串接在解调芯片U3的端口16的引出线上，其中电容C43的第一端与电阻R40相连，电容C43的第二端连接第二双向瞬态抑制二极管TVS2的第一端。电阻R46与电容C51串接在解调芯片U3的端口13的引出线上，其中电容C51的第一端与电阻R46相连，电容C51的第二端连接第二双向瞬态抑制二极管TVS2的第二端。电容C46的第一端、电容C47的第一端和电容C48的第一端连接在解调芯片U3的端口14的引出线上，容C46的第二端、电容C47的第二端和电容C48的第二端接地。磁珠FB1串接在电容C48和12V电源之间。解调芯片U3的端口1、端口4、端口5、端口6、端口12、端口15以及端口17接地。

请参阅图7，为本实用新型第一带通滤波模块13的具体电路图。第一带通滤波模块13包括变压器T1、第一双向瞬态抑制二极管TVS1、第一电容C34、第二电容C38、第三电容C35、第一电阻R29、第二电阻R32以及第三电阻R30；第一双向瞬态抑制二极管TVS1的第一端和第二端分别连接变压器T1的次级线圈的两端，第一电容C34与第一电阻R29以及第三电容C35串联，第一电容C34的第一端连接第一双向瞬态抑制二极管TVS1的第一端，第二电容C38和第二电阻R32串联连接，第二电容C38的第一端连接第一双向瞬态抑制二极管TVS1的第二端，第三电阻R30的两端分别连接第一电阻R29和第二电阻R32。

第一带通滤波模块13将优化数据信号和第一电源模块输出的直流电信号后经过同轴BNC接口(Bayonet Nut Connector，尼尔-康塞曼卡口)一并复用输出至接收单元2。在具体应用中，第一双向瞬态抑制二极管TVS1的型号为GBLC24C。

请参阅图4，为本实用新型接收单元的结构框图，接收单元2包括第二信号通道21、第二电源通道22、高通网络模块23和低通网络模块24。其中，高通网络模块23被配置为过滤和分离出从发送单元经同轴缆线传输的优化数据信号，低通网络模块24被配置为过滤和分离出从发送单元经同轴缆线传输过来的直流电信号。

高通网络模块23和低通网络模块24共同连接分离模块25，该分离模块25是以BNC接口的形式呈现的，电信号和优化数据信号经过同轴电缆复用传送到接收单元，是经过该BNC接口引入到设备内部的，高通网络模块23和低通网络模块24根据电信号和优化数据信号的相关频分特性进行高通和低通分离以及过滤。

请参阅图8，为本实用新型的分离模块25(BNC接口)以及低通网络模块24的电路连接图，包括电感L1、电感L2、电感L9、电感L10、电容C35、放电管D28、放电管D29、BNC接口J1以及BNC接口J2。电感L2的第一端与电感L1的第一端连接，电感L2的第二端接48V电源，电感L1的第二端连接放电管D29的第一端，放电管D29的第二端连接BNC接口J1的端口3和J2和端口4。电感L10的第一端与电感L9的第一端连接，电感L10的第二端接地，电感L9的第二端与放电管D28的第一端连接，放电管D28的第一端接入BNC接口J2的端口2，放电管D28的第二端接机壳地。BNC接口J1的端口1和J2的端口1共接，BNC接口J1的端口2和J2的端口2共接，BNC接口J1的端口3和端口4以及BNC接口J2的端口3和端口4接机壳地。电容C35串接在BNC接口J1的端口1上。其中，放电管D28和D29的型号为SPA090F。

请参阅图9，为本实用新型的高通网络模块23的具体电路图，包括第四电阻R31、第五电阻R38、第六电阻R35、第一电感L5、第二电感L3、第三电感L7、第四电感L6、第五电感L4、第六电感L8、第四电容C39、第五电容C37、第六电容C41、第七电容C40、第八电容C36以及第九电容C42。

第四电阻R31的第一端和第五电阻R38的第一端接地，第六电阻R35的两端分别连接第四电阻R31的第二端和第五电阻R38的第二端，第一电感L5与第四电容C39并联于第六电阻R35的两端，第二电感L3与第五电容C37串联，第二电感L3的第一端连接第四电容C39的第一端，第五电容C37连接第四电感L6的第一端，第三电感L7和第六电容C41串联，第三电感L7的第一端连接第四电容C39的第二端，第六电容C41的第二端连接第四电感L6的第二端，第七电容C40与第四电感L6并联，第五电感L4与第八电容C36串联，第五电感L4的第一端连接第七电容C40的第一端，第六电感L8与第九电容C42串联，第六电感L8的第一端连接第七电容C40的第二端。

经过高通网络模块23分离后的优化数据信号进入第二信号通道。然后对其进行放大和整形，送入第二处理器模块内部进行信号的解调，使其还原成与发送单元输入的初始数据信号相一致的信号，最后送入MSE510CE SOC芯片内部进行A/D转换解调成功的信号经过隔离电路耦合，从RJ45接口输出到系统终端，最终完成信号的长距离和高保真延长传输。

上述的一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统通过在发送单元将优化数据信号和接收单元所需的电信号经同轴缆线一并传输至接收单元，接收单元无需从输电系统另外取电并进行AC/DC转换后用电，从而避免了因一端关闭或者故障而另一端继续待机工作导致资源浪费和两端上电不一致引起信号传输异常，确保了信号的长距离和高保真延长传输的同时，降低了同轴电缆对大电流在传输过程中的损耗和衰减，避免引起不必要的功率损耗。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

Claims (10)

1.一种同轴电缆传输电信号和数据信号的双通道传输系统，其特征在于，包括：

用于接收电源信号并对初始数据信号进行数据处理后，输出电信号和优化数据信号的发送单元，所述发送单元包括第一信号通道和第一电源通道；

用于接收所述电信号和所述优化数据信号的接收单元，所述接收单元包括第二信号通道和第二电源通道；以及

同轴电缆，连接于所述发送单元和所述接收单元之间，被配置为传输所述电信号和所述优化数据信号。

2.如权利要求1所述的双通道传输系统，其特征在于，所述第一信号通道包括：

用于接收外部系统输出的所述初始数据信号的信号接收模块；

与信号接收模块连接的信号前置处理模块，被配置为对所述初始数据信号进行频段筛选和信号整形；

与所述前置处理模块连接的第一处理器模块，被配置为对频段筛选和信号整形后的所述初始数据信号进行模式转换；以及

与所述第一处理器模块连接的调制输出模块，被配置为对模式转换后的所述初始数据信号进行电平转换和放大，并输出所述优化数据信号。

3.如权利要求2所述的双通道传输系统，其特征在于，所述第一电源通道包括：

第一电源模块，被配置为对所述信号前置处理模块、所述第一处理器模块以及所述调制输出模块进行供电，并输出所述接收单元所需的所述电信号。

4.如权利要求3所述的双通道传输系统，其特征在于，所述发送单元还包括：

第一带通滤波模块，与所述调制输出模块和所述第一电源模块连接，被配置为将所述优化数据信号和所述电信号进行一并输出。

5.如权利要求4所述的双通道传输系统，其特征在于，所述第一带通滤波模块包括：

变压器、第一双向瞬态抑制二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；

所述第一双向瞬态抑制二极管的第一端和第二端分别连接所述变压器的次级线圈的两端，所述第一电容与所述第一电阻以及所述第三电容串联，所述第一电容的第一端连接所述第一双向瞬态抑制二极管的第一端，所述第二电容和所述第二电阻串联连接，所述第二电容的第一端连接所述第一双向瞬态抑制二极管的第二端，所述第三电阻的两端分别连接所述第一电阻和所述第二电阻。

6.如权利要求1所述的双通道传输系统，其特征在于，所述接收单元还包括：

高通网络模块，被配置为过滤和分离出由所述发送单元经所述同轴缆线传输的所述优化数据信号；和

低通网络模块，被配置为过滤和分离出由所述发送单元经所述同轴缆线传输的所述电信号。

7.如权利要求6所述的双通道传输系统，其特征在于，所述第二信号通道包括：

与所述高通网络模块连接的信号放大整形模块，被配置为将所述优化数据信号进行放大和整形；

与所述信号放大整形模块连接的第二处理器模块，被配置为对放大和整形后的所述优化数据信号进行解调，以使所述优化数据信号与所述初始数据信号相一致；以及

与所述第二处理器模块连接的解调输出模块，被配置为对解调后的所述优化数据信号进行模数转换后进行输出。

8.如权利要求7所述的双通道传输系统，其特征在于，所述第二电源通道包括：

与所述低通网络模块连接的第二电源模块，被配置为对所述电信号进行电压转换后对所述信号放大整形模块、所述第二处理器模块以及所述解调输出模块进行供电。

9.如权利要求6所述的双通道传输系统，其特征在于，所述接收单元还包括分离模块，被配置为将所述同轴缆线传输的所述电信号和所述优化数据信号进行分离后传输至所述接收单元内部。

10.如权利要求6所述的双通道传输系统，其特征在于，所述高通网络模块包括：

第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容以及第九电容；

所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端接地，所述第六电阻的两端分别连接所述第四电阻的第二端和所述第五电阻的第二端，所述第一电感与所述第四电容并联于所述第六电阻的两端，所述第二电感与所述第五电容串联，所述第二电感的第一端连接所述第四电容的第一端，所述第五电容连接所述第四电感的第一端，所述第三电感和所述第六电容串联，所述第三电感的第一端连接所述第四电容的第二端，所述第六电容的第二端连接所述第四电感的第二端，所述第七电容与所述第四电感并联，所述第五电感与所述第八电容串联，所述第五电感的第一端连接所述第七电容的第一端，第六电感与所述第九电容串联，所述第六电感的第一端连接所述第七电容的第二端。