CN2332130Y - 多段可寻址受控放大用户集线器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为多段可寻址受控放大用户集线器,其特征在于载有控制信号的射频信号经衰减器ATT,放大器A1,分支器B1后分为两路,一路经分配器A3到开关矩阵A4,另一路经解调器A2,微处理器A5,译码器A6后控制开关矩阵A4的通断。开关矩阵A4由1－n个电子开关组成,并连于A4的两端。并接受A6的B端输出电压控制。电子开关1由二极管D1－D4构成,电子开关(2－n)由二极管D5－D8和滤波器G构成。

Description

多段可寻址受控放大用户集线器

本实用新型与有线传输及分配网络有关，尤其与可寻址受控用户集线器有关。

目前，有线电视采用频分多路技术达到传输多频道信号的目的，我国有线电视工作频率范围在48.5MHZ～958MHZ之间，每个频段都包含若干电视频道，一个电视频道可传送一套电视节目。

目前，有线电视宽带网主要是48.5M～750MHZ系统，它可传送图像、声音、数字信号等综合业务，由于有线电视频率资源是一个宽带综合业务网，就有必要对频率资源进行通道管理，多段可寻址受控放大用户集线器就是对有线电视频率资源进行通道管理的设备。

已有可寻址受控放大用户集成器，只能对整个有线电视(45MHZ～750MHZ)频率资源的信号通道进行两种状态选择，一种是对整个信号通道全开。一种是对整个信号通道全关，随着有线电视系统向宽带信息网综合利用方向发展，对整个信号通道仅仅有两段选择，要么全开，要么全关，是不利于对整个频率资源的管理，不利于有线电视系统向宽带信息网综合利用的方向发展。

本实用新型的目的是提供一种对信号通道实行分频段开关控制，可进行多种状态选择的集线器。

本实用新型的另一个目的是提供一种保密性好，不会因信号被破坏而使控制失效的集成器。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型多段可寻址受控放大用户集线器，在于载有控制信号的射频信号经支线通过信号衰减器ATT后进入放大器A1把信号放大，再通过分支器B1分成两路信号，一路信号经分配器A3再经开关矩阵A4输出，另一路信号经数据解调器A2解调出射频信号所载的控制信号效据，然后经微处理器A5程序处理后通过译码器A6译码来控制开关矩阵A4的射频信号通断状态，开关矩阵A4由(1-n)个分段电子开关组成，分段电子开关分别并连于A4的输入和输出端之间，这n个分段电子开关分别接A6的B1-Bn端输出的VC1-VCn控制电压，电子开关1为全信道电子开关，由二极管D1-D4构成，其中D1,D4的阳极和D2,D3的阴极接于B1点，D2,D3的阳极接于固定偏置电压H点，D1,D4的阴极分别接于M,N点，电子开关(2-n)分别由二极管D5-D8和高通滤波器G构成，二极管D6,D8的阳极和D5,D7的阴极接于滤波器G的D,F两点和B端，D5,D7的阳极接固定偏置电压H点，D6,D8的阴极分别接于M、N两端，滤波器G为n阶LC高通滤波器。

本实用新型滤波器G为LC四阶高通滤波器，开关矩阵A4由电子开关1和2组成或由电子开关1,2,3组成。

本实用新型的开关矩阵为多态开关矩阵，采用分段控制，其原理如图2所示，1,2,……n个分段电子开关分别并连于RFIN、RFOUT之间，这n个分段电子开关分别受VC1、VC2……VCn个控制电压的控制，当需要选择开通某个频段电子开关时，只需把需要开通那个频段的电子开关的控制电压送上5V电压，其它控制电压送上0V即可。G1、G2……Gn这分别是n个不同频段的滤波器，它实质是一个LC四阶高通滤波器，变换L、C电感、电容的参数，就可以做成不同频段的高通滤波器，D5、D6、D7、D8是PIN二极管，在二极管D5、D6和D7、D8之间的虚线框G是LC分段滤波器，它的作用就是分割频率资源，H端为2.5V固定偏置电压，VC为0/5V控制电压，分别作用于D、F两点，电视信号通过RFIN输入、RFOUT输出，当控制电压VC输出为5V控制电压时，二极管D6、D4导通，D5、D7截止，此时电子开关处于开通状态，就开通了分段滤波器G；当控制电压VC输出为0V控制电压时，二极管D6、D8截止，D5、旁路，电子开关处于关断状态，就关断了分段滤波器G。控制电压由微处理器控制，这样就实现了微处理器对端口进行分段控制，如果只需对整个信道进行开、关控制，所示，在D1、D2和D3、D4之间不加分段滤波器即可。实现对整个信道的开关控制。即多段受控放大用户集线器不仅实现了对整个信道的开关控制，还可根据需要对信道进行分段控制，这有利于有线电视对整个信道的综合管理。

一旦输入的射频信号被破坏A6所有输出端口为零伏，从而使所有端口无电视信号输出。

如下是本实用新型的附图：

图1为本实用新型的原理框图。

图2为多态开关矩阵框图。

图3为三段开关矩阵电路原理图。

图4为数据解调器及其外围电路图。

图5为分段滤波器原理图。

图6为四段开关矩阵电路原理图。

图7为有线电视全信道二态示意图。

图8为有线电视全信道三态示意图。

图9为有线电视全信道四态示意图。

如下是本实用新型的实施例：

实施例1：

三段开关矩阵实现过程：

如图8所示：三段为一：45MHZ～750MHZ全开通，二：45MHZ～750MHZ全关断：三：350MHZ～750MHZ开通。

如图3所示：射频信号通过RFIN端输入，射频信号通过RFOUT输出。全信道电子开关1,350MHZ～750MHZ开关2，并连于RFIN和RFOUT之间。

(1)45MHZ～750MHZ全信道电子开关，由二极管D1～D4构成，D1、D4的阳极和D2、D3的阴极相接于B点，D2、D3的阳极接于2.5V固定偏置电压于H点，D1、D4的阳极分别接于RFIN,RFOUT，控制电压VC1作用于B1点：

(2)350MHZ～750MHZ分段滤波器电子开关，由二极管D5～D8和350MHZ～750MHZ高通滤波器G1构成：二极管D6、D8的阳极分别接于滤波器两侧D、F两点，D5、D7的阴极接于滤波器G的两侧的D、F两点，D5、D7的阳极接2.5V固定偏电压：D6、D8的阴极分别接于RFIN和RFOUT两端。

三段开关电路的流向变化过程如下：

射频信号通过RFIN输入，分成两路，一路通过电容C1耦合到D1～D4组成的电控射频开关网络，其中，I1、I2、I3起阻高频，通直流，就是阻止射频信号通过I1到直流电压2.5V端，而2.5V直流电压通过I1，加到二极管D1的阴极上，R1、R2、R3、R4分别是D1、D2、D3、D4的限流电阻，C2,C17分别是D2、D3的旁路电容，VC1输入是译码器输出的0/5V直流控制电压，其中C5是滤波电容，R5是发光二极管L2的限流电阻，当译码器输出5V时的直流电压通过限流电阻R5激励发光管L2亮，若输出0V时，发光管不亮，射频信号通过射频开关网络C，再通过电容C4耦合到RFOUT端输出，电感I8起滤波作用。

另一路通过电容C12(阻直流通高频)耦合到D5～D8构成的350～750MHZ高通网络：其中电感I6、I7起通直、阻高频，2.5V通过电容C18滤波，通过电阻R10、R9、R8、R7、分别是D6、D5、D7、D8的限流电阻，C11、C13是D5、D7的旁路电容，同样译码器输出的0/5V控制电压通过电感I4、I5(阻高频，通直流)分别加到D、F两点，C16是滤波电容，R6是发光管L1的限流电阻，当VC2输出5V电压时，L1发光，当VC2输出0V控制电压，发光管L1不亮，C10、C9、C8、C7、C6和I9、I10、I11、I12构成分段滤波器(即350MHZ～750MHZ)高通滤波器，此分段滤波器加在D5、D6、D7、D8构成的两级射频开关之间，这样阻抗匹配和隔离作用很好，也就是分段滤波器E和全信号射频开关C相互之间隔离作用和阻抗匹配好，射频曲线很好，射频信号通过分段开关(350MHZ～750MHZ)E，再通过电容C3耦合到RFOUT输出，这就是三段开关电路的流向变化过程：

三段控制原理过程如下：

(1)当VC1控制电压输出5V而VC2控制电压输出0V时，电子开关C的D1、D4导通，D2、D3截止，电子开关E的D6、D8截止，D5、D7旁路，此时实现整个信道开通，即全开状态。

(2)当控制电压VC1、VC2输出均为0V时，电子开关C和E的D1、D4、D6、D8截止，D2、D3、D5、D7旁路，此时，整个信道全关断状态。

(3)当控制电压VC1输出0V，而VC2输出5V时，有D6、D8导通，D5、D7截止，电子开关C的D1、D4截止，D2、D3旁路：此时，开通350MHZ～750MHZ高通滤波器。

本实用新型的ATT为0-10dB信号衰减器，A1为单向信号放大器(如用于双向传输，A1则用双向信号放大器)，可为BFR591或A1105晶体管或模块BGY588。A2为解调器，可用集成电路NE/SA625。微处理器A5为PIC16C57，译码器A6为74LS138。解调器集成块NE/SA625。其外围电路R8(51欧),C14(0.1VF)是射频信号输入匹配网络。R11(20K),R12(100K),R13(100K),R14(100K),R15(10K)，是数据比较调整和数据输出网络，R16(10K),R17(2K),R19(10K)可调电阻是输出门限调整网络。

当射频信号没有被破坏时，NE/SA625的18脚有正常的数据输出，一旦20脚的射频信号被破坏，此时，载波检测输出低电平(0V)，数据输出始终为高电平，利用载波检测输出低电平(0V)来控制译码器74LS138的使能端，使所有输出端口控制电压为0V，从而所有端口无电视信号输出。

实施例2：

四段开关电路实现过程：

如图9所示，四段：1为45MHZ～750MHZ全开通，2为45MHZ～750MHZ全关断，3为350MHZ～750MHZ开通，4为470MHZ～750MHZ开通，均并列于RFIN和RFOUT之间。

(1)45MHZ～750MHZ全信道电子开关由二极管D1～D4构成，D1、D4的阳极和D2、D3的阴极相接于B点，D2、D3的阳极接2.5V固定偏电压于A点，D1、D4的阴阳分别接RFIN、RFOUT、控制电压VC1作用于B点：(2)350MHZ～750MHZ分段滤波器电子开关，由二极管D5～D8构成，D6、D8的阳极分别接于D、F两点，D5、D7的阴极接于D、F两点，二极管D5、D7的阳极接2.5V的偏置电压于G点：D6、D8的阴极分别接于RFIN、RFOUT,(3)470MHZ～750MHZ高通滤波器H构成：二极管D9、D11的阳极分别接于J、K两点，D10、D12的阴极分别接于J、K两点，D10、D12的阳析接于2.5V固定偏置电压于I点，D9、D11的阴极分别接于RFIN、RFOUT。

四段开关电路流向变化过程如下：

射频信号通过RFIN输入，分成三路信号，一路信号通过电容C1耦合到二极管D1的阴极，通过射频开关网络D1～D4，其中I1、I2起阻高频，通直流，2.5V的偏置电压通过C18滤波，通过R1、R2、R3、R4限流电阻加到D1、D2、D3、D4起限流作用，C2、C17是旁路作用，当VC1加上5V于B点时，D1、D4导通，D2、D3截止，此时，D2、D3对高频起隔离作用，当VC1加上5V于B点时，D1、D4导通，如果有射频辐射，D2、D3对高频起隔离作用，当VC1加上0V于B点时，D1、D4截止，如果有射频辐射，D2、D3起旁路作用，使关断度更好，译码器输出的0/5V电压，限流电阻R6对发光管L1起限流作用，C3滤波作用，通过开关网络输出的射频信号，通过C0、C4耦合到射频信号输出端RFOUT。

二路信号通过电容C12耦合到射频开关网络L，同样I4、I5、I6、I7起阻高频，通直流的作用，2.5固定偏置电压分别通过电阻R10、R9、R8、R7分别加到二极管D6、D5、D7、D8起限流作用，电容C11、C13是旁路电容，VC2是译码器输出0V/5V直流控制电压，电容C16起滤波作用，R5起限流电阻，当VC2为5V时，发光管L2激亮，同时D、F两点加上5V直流电压，二极管D6、D8导通，此时，D5、D7起隔离主路作用，当VCZ是0V时，D5、D7对高频起旁路作用，电容C10、C9、C8、C7、C6和电感I9 、I11、I12构成350MHZ～750MHZ高通滤波器，它放在二极管D5、D6、D7、D8之间，射频开关D5、D6、和D7、D8分别放在分段滤波两侧，主要起阻抗匹配和多路开关之间的隔离作用，然后射频信号通过电容C5、C4耦合到RFOUT输出端。

第三路信号通过电容C19耦合到射频电子开关网络，其中I18、119、120、I21起阻高频，通直流的作用，2.5V偏置电压加在电阻R12、R11、R14、R13起限流作用，分别加在二极管D9、D10、D12、D11上，电容C14、C15起旁路作用，二极管D10、D12在VC2输出5V时加在J、K两点，起隔离作用，D10、D12在VC2输出0V时加中J、K两点，对高频起旁路作用，使D9、D11的关断度更好，电容C10、C9、C8、C7、C6，电感I9、I10、I11、I12构成高通网络，加在二极管D9、D10和D11、D12之间，这样加在高通滤波器两侧起阻苑配和分段滤波器之间的隔离作用，然后，射频信号通过耦合电容C26、C4到RFOUT端输出。

四段控制原理过程：

(1)当VC1控制电压输出5V，而VC2、VC3控制电压输出0V时，电子开关C的D1、D4导通，D2、D3截止，电子开关L、M的D6、D8、D9、D11截止，D5、D7、D10、D12旁路，此时实现整个信号开通，即全开状态。

(2)当控制电压VC1、VC2、VC3输出均为0V时，有D1、D4、D6、D8、D9、D11截止，D2、D3、D5、D7、D10、D12旁路，此时，整个信道全关，即全关断状态。

(3)当控制电压VC1、VC3输出0V，而VC2输出5V时，有D6、D8导通，D5、D7截止，电子开关C、M的D1、D4、D9、D11截止，D2、D3、D10、D12旁路，此时开通350MHZ～750MHZ高通滤波器。

(4)当控制电压VC1、VC2输出0V，而VC3输出5V时，电子开关M的D9、D11导通，D10、D12截止，电子开关C、L的D1、D4、D6、D8截止，D2、D3、D5、D7旁路，此时开通470MHZ～750MHZ高通滤波器。

这就是四段可寻址受控放大用户集线器的开关矩阵控制过程。

综上所述两例，可归纳出多段开关矩阵控制原过程如下：

如图2所示，多段开关矩阵电原图：

当控制电压VC1～VCn-1输出为0V，而控制电压VCn输出为5V时，即开通n段滤波器，这样，就实现了对有线电视信道资源的n段管理。

Claims (2)

1、多段可寻址受控放大用户集线器，其特征在于载有控制信号的射频信号经支线通过信号衰减器ATT后进入放大器A1把信号放大，再通过分支器B1分成两路信号，一路信号经分配器A3再经开关矩阵A4输出，另一路信号经数据解调器A2解调出射频信号所载的控制信号数据，然后经微处理器A5程序处理后通过译码器A6译码来控制开关矩阵A4的射频信号通断状态，开关矩阵A4由(1-n)个分段电子开关组成，分段电子开关分别并连于A4的输入和输出端之间，这n个分段电子开关分别接A6的B1-Bn端输出的VC1-VCn控制电压，电子开关(1)为全信道电子开关，由二极管D1-D4构成，其中D1,D4的阳极和D2,D3的阴极接于B1点，D2,D3的阳极接于固定偏置电压H点，D1,D4的阴极分别接于M,N点,电子开关(2-n)分别由二极管D5-D8和高通滤波器G构成，二极管D6,D8的阳极和D5,D7的阴极接于滤波器G的D,F两点和B端，D5,D7的阳极接固定偏置电压H点，D6,D8的阴极分别接于M、N两端，滤波器G为n阶LC高通滤波器。

2、根据权利要求1所述的集线器，其特征在于所说的滤波器G为LC四阶高通滤波器，开关矩阵A4由电子开关(1)和(2)组成或由电子开关(1),(2),(3)组成。

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