ES2207396B1 - Perfeccionamientos introducidos en la patente de invencion n 9950031 regulador de conexion de amplificadores introduciendo sistema de rec.-dist. para distribucion de señales en banda ancha. - Google Patents

Abstract

Perfeccionamientos introducidos en la patente de invención n° 9950031. Regulador de conexión de amplificadores para, emplear en un sistema de transmisión por cable "headend" (receptor- distribuidor de señales) que dispone de amplificadores, pistas de entradas y de salida de los amplificadores, un selector de entrada para tomar muestras de una señal combinada y para medir el nivel en la señal de entrada, un selector de salida para tomar muestras de la señal combinada amplificada, así como para medir el nivel de la señal de salida. El sistema incluye, además del regulador de conexión de amplificadores, un dispositivo monitorizador con pantalla y conectado por medio de circuitos de transmisión de datos a distancia con el regulador para mostrar información sobre el estado el mismo. También incluye receptores de señales de TV de diversas fuentes, vídeos, antenas parabólicas para satélite, antenas para señal terrenal y otras, y un combinador para mezclar las señales recibidas y procesadas por losreceptores y enviar la señal resultante al regulador de conexión de amplificadores.

Description

Perfeccionamientos introducidos en la patente de invención nº 9950031 ``Regulador de conexión de amplificadores'', introduciendo ``Sistema de rec.-dist. para distribución de señales en banda ancha''.

Ámbito de la invención

La presente invención se refiere a una adición a la Patente nº 9950031 para incluir en la misma un Sistema Rec.-Dist. para la distribución de señales en banda ancha, que incluye un equipo receptor de señales, un regulador de conexión de amplificadores y un dispositivo de monitorización para la transmisión de señales en banda ancha en sistemas de audio, vídeo y transmisión de datos y, más especialmente, a la vigilancia y conmutación de circuitos para componentes de sistemas de audio, vídeo y transmisión de datos.

Antecedentes de la invención

En los años recientes la industria de la televisión por cable se ha desarrollado enormemente y, según todas las probabilidades, seguirá haciéndolo en los años venideros. El crecimiento futuro deberá permitir a la industria de la televisión por cable que facilite cientos y, posiblemente, miles de canales de televisión por cable a los usuarios. Como quiera que la base usuarios de la industria de la televisión por cable ha aumentado, cada vez resulta más importante reducir al mínimo las roturas de los sistemas de televisión por cable con el fin de evitar pérdidas de servicio a los usuarios.

Generalmente, un sistema de televisión por cable incluye un puesto receptor y distribuidor de señales de programas, que son señales de radio-frecuencia (RF) de banda ancha; es decir, de 5 a 1000 MHz). Este puesto es conocido corrientemente como un ``headend'' (rec.-dist.) en el que las señales de los programas de entrada se reciben de fuentes tales como un disco de satélite, una antena, una cinta de VCR (grabadora de vídeo-casete) y otras parecidas. En la mayoría de los canales de señales de banda ancha de entrada, el rec.-dist., dispone de unos moduladores individuales para modular cada una de las señales a la banda de frecuencia adecuada para su canal particular. Cada uno de estos modulares suministran señales de salida que pasan a una red de combinadores, red que combina todas las señales recibidas de los diversos canales en una banda ancha de frecuencias. Como quiera que las señales pierden aproximadamente 3 dB por cada dos señales combinadas, la salida de la señal combinada deberá amplificarse para compensar la pérdida. Al efecto, un amplificador de gran potencia amplifica la señal combinada para producir una señal combinada amplificada que se transmite después a una red de divisores la cual divide la señal combinada amplificada en numerosas señales para su distribución a puntos múltiples.

Los amplificadores del rec.-dist., tienen tendencia a averías y a fallos operativos porque deben funcionar a niveles de potencia elevados para reducir la distorsión de las señales. Los niveles de potencia elevados generan un calor que ocasiona degradación de los semiconductores y, en última instancia, el fallo operativo del amplificador. Como quiera que el rec.-dist., puede accionarse electrónicamente desde un punto alejado, frecuentemente no está atendido por un operario humano. Normalmente, el fallo de un amplificador de un rec.-dist., puede afectar a más de 100.000 usuarios y el servicio a los usuarios afectados se retrasa hasta que un operario es enviado para resolver el problema. Dichos retrasos son costosos para la industria de la televisión por cable y se traducen en frustración a insatisfacción para los clientes.

La presente invención proporciona una solución a estos y a otros problemas y ofrece ventajas sobre los procedimientos anteriores.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere a circuitos de vigilancia y conexión de componentes de un rec.-dist., de un sistema de transmisión por cable y, principalmente, a un regulador de conexión de amplificadores con un selector de entrada para tomar muestras de una señal de entrada transportada por un amplificador operativamente conectado a un amplificador primero o segundo y a un selector de salida para tomar muestras de una señal de salida transportada por una pista de señales de salida operativamente conectada al mismo amplificador primero y segundo. El amplificador al que se conectan las pistas de entrada y salida suele ser el amplificador que está activado en el momento. El regulador de conexión de amplificadores dispone de medios programados para recibir las señales de entrada y salida elegidas y para calcular si el amplificador activado funciona adecuadamente. Si no se hace así, el medio programado genera unas señales de control que se transmiten a un componente interruptor para desconectar las pistas de las señales de entrada y de salida del amplificador activado y para conectar dichas pistas al otro de los amplificadores primero y segundo.

Según un aspecto de la presente invención, el medio programado incluye cálculos que determinar el margen deseado de amplificación del amplificador activado y para comparar una ganancia efectiva del amplificador activado con el margen de amplificación que se desea. Este margen puede calcularse midiendo la ganancia de calibrado del amplificador activado y combinándola con un umbral o valor de ganancia de tolerancia variable. La ganancia umbral puede generarse como un valor defectuoso por el medio programador o bien puede elegirse manualmente por el usuario.

Por otra realización de la invención, se da a conocer un sistema de transmisión por cable rec.-dist., que dispone de una serie de receptores, un combinador de señales conectado operativamente a los receptores para recibir señales de programas de entrada y para generar una señal combinada, una pista de señales de entrada del amplificador operativamente conectada al combinador de señales para transmitir la señal combinada, un amplificador primero y un amplificador segundo con uno de ellos conectado operativamente a la pista de señales de entrada del amplificador para recibir y amplificar la señal combinada, una pista de señales de salida operativamente conectada al mismo amplificador primero o segundo para transmitir la señal combinada amplificada, un divisor operativamente conectado a la pista de señales de salida del amplificador para recibir la señal combinada amplificada y un regulador operativamente conectado a las pistas de señales de entrada y de salida del amplificador. El amplificador al que van conectadas las pistas de las señales de entrada y de salida es el amplificador conectado en cada momento. El regulador de conexión de amplificadores dispone de un selector de entrada para tomar muestras de la señal combinada transmitida por la pista de señales de entrada del amplificador y un selector de salida para muestrear una señal combinada amplificada transmitida por la pista de señales de salida del amplificador. El regulador tiene un medio programado para recibir las señales de entrada y de salida muestreadas y para calcular si el amplificador activado en cada momento funciona adecuadamente. Si no es así, el medio programador genera señales de control que se transmiten a un componente conmutador para desconectar las pistas de las señales de entrada y de salida del amplificador activado y para conectar las pistas de señales de entrada y de salida al otro de los amplificadores primero y segundo.

El Sistema está formado por una serie de receptores de señal, por un combinador conectado a las salidas de dichos receptores, con objeto de recibir las señales de programas de entrada y generar una señal combinada que a su vez se conecta a un regulador de conexión de amplificadores que asimismo forma parte del sistema.

El sistema incluye también un dispositivo monitorizador, que puede consistir en un ordenador personal dotado de medios de comunicación, compatibles con los que equipa el citado regulador de conexión de amplificadores, para mostrar el estado del regulador transmitido por el mismo.

Estas y otras características así como las ventajas que caracterizan la presente invención se desprenden de la lectura de la siguiente descripción detallada y de la revisión de los dibujos acompañantes.

Breve descripción de los dibujos

La fig. 1 es una vista esquemática de un rec.-dist., de un sistema de televisión por cable con un regulador de conexión de amplificadores operativamente conectado al sistema de la presente invención; la fig. 2 es una vista en perspectiva frontal, superior e izquierda del regulador de conexión de amplificadores de la fig. 1; la fig. 3 es una perspectiva posterior, superior y derecha del regulador de conexión de amplificadores de la fig. 1; la fig.4 es una vista despiezada posterior, superior y derecha del regulador de conexión de amplificadores de la fig. 1 con un papel superior retirado del bastidor del regulador de conexión de amplificadores; la fig. 5 es un diagrama en bloques del circuito del regulador de conexión de amplificadores de la fig. 1; la fig. 6 es una representación esquemática del regulador de conexión de amplificadores de la fig. 1, incluyendo un detalle de componentes de los muestreadores de entrada y de salida del regulador de conexión de amplificadores, y la fig. 7 es un gráfico del ``software'' del programa de un micro-regulador de la fig. 5 del regulador de conexión de amplificadores de la fig. 1.

Descripción detallada de la invención

La invención se refiere a un Sistema Rec.-Dist. (12) para distribución de señal de televisión por cable (ver Fig. 1) que comprende tres bloques funcionales:

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un conjunto de elementos receptores y procesadores (14, 19, 20-1, 20-2) de las señales de TV procedentes de diversas fuentes, como antenas parabólicas para señal de satélite (15), lectores de soportes de vídeo (16) y antenas para señal terrena (18), cuyas salidas se mezclan en un combinador de señales (21) y la señal combinada (22) se envía a

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un regulador de conexión de amplificadores (10), donde un controlador detecta el estado de los amplificadores de señal (24 y 26) y actúa sobre unos medios de conexión para utilizar un amplificador en funcionamiento correcto; y

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un dispositivo de monitorización (33) formado por un ordenador personal (34), provisto de pantalla (36) y teclado (34) y conectado a través de un enlace de datos tipo RS-485 (38) con el controlador del regulador de conexión de amplificadores (10) para recibir y mostrar información sobre el estado de este regulador.

Haciendo referencia a los dibujos en los que los elementos iguales se numeran idénticamente, se efectúa a continuación una descripción detallada de la invención, descripción que no limita el alcance de la invención que únicamente está limitada por el alcance de las reivindicaciones anexas.

En términos generales, la presente invención se refiere a un regulador de conexión de amplificadores 10 a utilizar en un rec.-dist. 12 de un sistema de televisión por cable. Normalmente, el regulador 10 comprende un selector de entrada 40, un selector de salida 42, un micro-regulador 110 con un programa de ``software'' 150 para determinar si el amplificador que está activado funciona adecuadamente y un componente conmutador 46 para regular la conmutación desde el amplificador activado al amplificador no activado cuando el micro-regulador genera una señal de control indicadora de que el amplificador activado no funciona correctamente.

La fig. 1 muestra una representación esquemática del regulador 10 en un rec.-dist. 12 de un sistema de televisión por cable y, tal como puede verse en dicha fig. 1 el rec.-dist. 12 incluye unos receptores para recibir señales de RF de vídeo y audio de banda ancha. Al efecto, puede utilizarse una serie de receptores, tales, como, por ejemplo, un convertidor-reductor 14 para recibir señales de programas desde un disco de satélite 15, una VCR 16 para recibir señales de programas de una cinta o una antena 18 para recibir señales de programas a través de ondas aéreas. Los iniciados en la materia saben perfectamente que el tipo de receptor depende del medio desde el cual se recibe la señal o se tiene acceso de cualquier otra manera. Generalmente, cada señal se transmite a través de su propio canal de programas. Los moduladores tales como los 20-1 y 20-2 suelen ajustarse a cada canal de programas para recibir las señales y modular y convertir las mismas a una banda de frecuencia de salida elegida para combinar con otras portadoras moduladas. Sin embargo, las señales recibidas directamente de una antena, tal como la antena 18, se suelen procesar por el amplificador 19. Los moduladores, tales como los 20-1 y 20-2 y los amplificadores como el 19, transmiten las señales de programas moduladas y amplificadas a un combinador de señales 21.

Como quiera que las señales de programas procedentes de varios canales tienen frecuencias diferentes, el combinador 21 combina todas las señales de programas a multiplexar en una banda ancha de frecuencias y genera una señal combinada. La señal combinada suele transmitirse por una pista de señales a la que denominamos aquí pista de señales de entrada del amplificador 22. Esta pista de señales de entrada del amplificador 22 se conecta operativamente, o bien a una entrada del amplificador 25 de un primer amplificador 24 o a una entrada de amplificador 28 de un segundo amplificador 26. El amplificador al que está conectada la pista de señales de entrada 22 es el amplificador que está activado en el momento y genera una señal combinada amplificada después de recibir la señal combinada. La pista de señales de salida del amplificador 23 va conectada operativamente a la salida 27 ó 29 del amplificador activado 24 ó 26, para recibir la señal combinada amplificada. El regulador de conexión de amplificadores 10 va conectado a la pista de señales de entrada 22 y a la pista de señales de salida del amplificador 23.

La pista de señales de salida del amplificador 23 suele conectarse a un filtro diplex y a un divisor, ambos indicados generalmente con el número de referencia 30. El divisor genera señales múltiples que contienen todo el espectro de señales de canales de programas procedentes de la señal combinada amplificada y transmite las señales múltiples a muchos sectores diferentes que son recibidos, en última instancia, por muchos usuarios diferentes. El filtro diplex puede conectarse también al equipo 32 situado más arriba lo que significa que las señales que se están transmitiendo desde los usuarios individuales al rec.-dist. 12 completa la doble comunicación entre los usuarios y los sistemas de televisión por cable. Los receptores 14, 16 y 18, los moduladores 20-1 y 20-2, el combinador de señales 21, los amplificadores primero y segundo 24 y 26, el filtro diplex y el divisor 30 son artículos comercialmente disponibles que normalmente se utilizan en instalaciones de rec.-dist.

Por último, el regulador 10 se conecta a un monitor 33, tal como un ordenador personal 34 con una pantalla tal como un CRT 36 y una interfase para usuarios 35, como, por ejemplo, un teclado, un ratón un CRT de pantalla de contacto y otros similares. Esta conexión se efectúa a través de un enlace RS-485 38 que conocen perfectamente los peritos en la materia. Se comprende fácilmente que el enlace RS-485 para comunicaciones en serie 38 puede conectarse a una gama de otros sistemas o monitores como los que se indican con el número de referencia 31.

Las figs.2, 3 y 4 muestran un alojamiento exterior 50 del regulador 10 de la presente invención. Este bastidor 50 comprende un panel superior 52, un panel frontal 54, un panel izquierdo 56, un panel derecho 58, un panel posterior 60 y un panel inferior (no mostrado) que es sustancialmente paralelo al panel superior 52 pero separado verticalmente del mismo. Los soportes izquierdo y derecho 62 y 64 van montados en los paneles izquierdo y derecho 56 y 58, respectivamente, situados junto al panel frontal 54. Los soportes 62 y 64 se utilizan para montar el bastidor 50 en una consola del rec.-dist. Para mitigar los esfuerzos sobre los cables fijos al bastidor 50, puede instalarse una barra porta-cables 65 en el bastidor citado.

El panel frontal 54 del bastidor 50 dispone de diversos conmutadores manuales y pantallas 200 (es decir, 68,70,72,74,76,78,80-83, 84 y 86) para el regulador de conexión de los amplificadores 10. Un conmutador-selector 68 puede acoplarse entre un primer ajuste de activación del amplificador y un segundo ajuste de activación del amplificador. Dos pantallas LED (foto-emisoras) 70 y 72 se corresponden con el primero 24 y con el segundo amplificador 26, respectivamente para indicar cuál de los dos amplificadores 24 y 26 ha sido seleccionado manualmente por el usuario a través del conmutador-selector 68 para convertirse en el amplificador activado. También se dispone de un conmutador- selector de modos 74 que puede intercalarse entre un modo normal indicado por LED 76 y un modo calibrador indicada por LED 78. También se dispone de otras pantallas LED 80,81,82 y 83 en el panel frontal 54 para indicar que el primer amplificador 24 está activado, que el segundo amplificador 26 está activado y que se ha producido una pérdida de señal o que ha habido un fallo en el sistema, respectivamente.

Por último, en el panel frontal 54 se dispone de un conmutador de ajuste umbral 84. Este conmutador 84 puede derivarse hacia arriba o hacia abajo para aumentar o disminuir, respectivamente, el valor de tolerancia umbral o variable. En el panel de visualización 54, junto al' conmutador de ajuste umbral 84, se ha previsto una zona de visualización 86 para comprobar el valor de tolerancia variable ajustado por el usuario accionando el conmutador de ajusta umbral 84. Alternativamente, el conmutador de ajuste umbral 84 puede utilizarse también para establecer valores para diferentes números como, por ejemplo, un límite de amplificación inferior del amplificador activado en vez de la tolerancia variable a utilizar para calcular el límite de amplificación inferior. Los entendidos en la materia comprenderán fácilmente que pueden elegirse otras tolerancias de componentes por parte del usuario utilizando un conmutador independiente o un conmutador sencillo con capacidad de control adicional para regular el umbral de componente que se ha elegido.

La fig. 3 muestra el panel posterior 60 del bastidor 50. Este panel 60 contiene conectores para las pistas de señales de entrada y de salida de los amplificadores 22 y 23 y para los amplificadores primero y segundo 24 y 26. El conector de entrada de RF 88, va conectado a la pista de señales de entrada del amplificador 22. Los conectores 90 y 92 van conectados a la primera y a la segunda entrada, 25 y 28, respectivamente, del amplificador. Los conectores 94 y 96 se conectan a la primera salida 27 y a la segunda salida 29 del amplificador, respectivamente. El conector de salida de RF 98 va conectado a la pista de señales de salida del amplificador 23.

El panel posterior 60 del bastidor 50 contiene también conexiones de potencia y de comunicaciones. El bloque de terminales 100 recibe una conexión negativa de 48 V. de cc, mientras que el conector de potencia 106 recibe corriente alterna (ca) del tipo doméstico normal de 100 a 140 V, para accionar a los componentes modulares del regulador de conexión del amplificador 10. Los conectores de potencia 102 y 104 están configurados para conectar a los amplificadores primero y segundo 24 y 26, respectivamente, con el fin de suministrar c.a normal desde el regulador 10 a los amplificadores primero y segundo 24 y 26, respectivamente. Por último, los conectores de comunicaciones de entrada y de salida RS-485, números 108 y 110 se encuentran en el panel posterior 60, que puede conectarse al monitor 33 o a otros aparatos similares capaces de comunicar a través de la barra colectora de comunicaciones RS-485. Según puede verse en la fig. 6, el enlace de comunicaciones 38, el monitor 33 y el regulador 10, pueden estar configurados para permitir comunicaciones en dos direcciones, de forma que un usuario pueda utilizar los datos de entrada que desee a través del monitor 33, como, por ejemplo, las tolerancias de cada uno de los componentes del regulador de conexión de amplificadores 10.

En la fig. 5 se representa un diagrama de bloques de circuito del regulador de conexión de amplificadores 10 y en la misma puede verse que el componente de conmutación 46 dispone de un conmutador de entrada 47 y de otro de salida 48. La pista de señales de entrada del amplificador 22 se conecta al interruptor de entrada 47 a través de un conector de entrada de RF 88. En una de las realizaciones, una vez que una señal combinada ha pasado a través del conector de entrada de RF 88, una parte de la señal combinada es captada y transmitida a un muestreador de entrada 40 por medio de un acopiador direccional 124 de 20 dB (representado en la fig. 6). El conmutador de entrada 47 conecta la pista de señales de entrada 22, o bien a la entrada 25 del primer amplificador a través del conector de entrada del primer amplificador 90, si el primer amplificador está activado, o bien a la entrada 28 del segundo amplificador, a través del conector de entrada del segundo amplificador 92, si está activado en dicho instante el segundo amplificador 26. El conmutador de salida 48 va conectado, a la salida del primer amplificador 27 a través del conector de salida 94 del primer amplificador, si dicho primer amplificador 24 está activado, o a la salida 29 del segundo amplificador a través del conector de salida 96 del segundo amplificador, si este segundo amplificador 26 está activado. El conmutador 48 está conectado también a la pista de señales de salida 23 del amplificador a través de un conector de salida de RF 98. Antes de que la señal combinada amplificada pase a través del conector de salida de RF 98, una parte de dicha señal es captada y transmitida a un muestreador de salida 42 por medio de un acopiador direccional 126 de 20 dB (mostrado en la fig. 6). Los acopiadores direccionales pueden encontrarse en el comercio como el acopiador direccional 4-27923-5350 fabricado por TRAK Microwave, 4726 Eisen- hower Blvd., Tampa, FL 33634-6391. Los expertos en la materia comprenderá fácilmente que otros medios, como, por ejemplo, los divisores resistivos, en vez de los acopiadores direccionales, pueden ser utilizados para dirigir el flujo de una parte de las señales.

Los selectores de entrada y de salida 40 y 42 se conectan, cada uno, a un convertidor 112 de analógico en digital (A/D) de un micro-regulador 110. En una de las realizaciones, reproducida en las figs. 5 y 6, estas conexiones se llevan a cabo preferentemente por medio de dos bandas de señales desde cada uno de los selectores 40 y 42 al convertidor A/D 112. En una realización preferente, se utiliza un micro-regulador 800550, fabricado por Philips Semiconductors, 811 East Arques Ave., Sunnyvale, CA 94088-3409. Este micro- regulador lleva incorporado un convertidor de A/D de ocho canales y un receptor- transmisor asíncrono universal (UART) 114. En una de las realizaciones, la barra colectora 38 para comunicaciones en serie es accionada por un transmisor/receptor cuádruple RS485 (DS36954), fabricado por National Semiconductor Corp., 2900 Semiconductor Drive, Apartado 58090, Santa Clara CA 95-052-8090. El micro-regulador 110 va conectado operativamente a una memoria programable solamente de lectura (ROM) 116, reforzada por batería RAM 118, comercialmente disponible.

El micro-regulador 110 va conectado operativamente al componente conmutador 46 a través de un dispositivo de salida 120 para suministrar señales de control de relé a cada uno de los conmutadores 47 y 48 a través de las bandas de señales de control 45 y 49, respectivamente. Los conmutadores utilizados en una de las realizaciones preferentes son los relé PC HF 2C Latching, número RK1 E-L2-5V- H31, fabricado por Aromat Corp., 921 Lively Blvd., Suite núm.1, Elk Grove Village, IL 60007. El micro-regulador 110 va conectado también operativamente a conmutadores manuales de salida y a pantallas 200. Este micro-regulador 110 suministra señales a las pantallas 70,72,76,78,80-83 y 86 y recibe señales de los conmutadores 68, 74 y 84 a través de los dispositivos de entrada/salida 122. En una de las realizaciones, las pantallas 70,72,76,78,80-83 y 86 son accionadas por registradores octal MM74HC273 y por separadores octal triples MM74HC244, mientras que los conmutadores manuales 68,74 y 84 son accionados por decodificadores de 20 clavijas MM74C923 y los conmutadores de señales 47 y 48 y los conmutadores de potencia 99,101,103 y 105 son accionados por registradores octal MM74HC273. Los dispositivos MM74HC273, MM74HC244 y MM74C923 se encuentran en el comercio distribuidos por National Semiconductor Corp., 2900 Semiconductor Drive, apartado 58090, Santa Clara, CA 95052-8090. Las entradas de conmutación se controlan con ``software'' selector.

En una realización preferente, el micro-regulador 110 es controlado por un temporizador de seguridad exterior y por un monitor de tensión (no reproducido). Este temporizador reajusta al micro-regulador 100 si funciona mal.

El regulador de conexión de amplificadores 110 admite un suministro de potencia normal 91 y un suministro de potencia de refuerzo 93, tal como puede verse en la fig. 6. El conector de potencia 106 recibe c.a. normal de 100-140 voltios del suministro normal 91 y envía la energía al componente principal de conexión 95 que dispone de los conmutadores principales primero y segundo 99 y 101. Cada uno de estos conmutadores de potencia principales 99 y 101 dispone de una posición de conexión y de una posición de desconexión. En la fig. 5, el primer conmutador principal 99 se representa en la posición de conexión y el segundo conmutador 101, en la posición de desconexión. El primer conmutador principal 99 suministra energía al primer amplificador 24 cuando se encuentra en la posición de conexión y no suministra energía al primer amplificador 24 cuando se encuentra en la posición de desconexión. El segundo conmutador principal 101 suministra energía al segundo amplificador 26 cuando se encuentra en la posición de conexión y no suministra energía al segundo amplificador 26 cuando se encuentra en la posición de desconexión.

El sistema de conmutación de refuerzo 97, que dispone de los conmutadores de refuerzo primero y segundo 103 y 105, recibe energía del suministro de refuerzo 93 a través del bloque de terminales 100. Cada uno de los conmutadores de refuerzo 103 y 105 tiene una posición de conexión y una posición de desconexión. En la fig. 5 se representa el primer conmutador de refuerzo 103 en la posición de conexión y el segundo conmutador de refuerzo 105, en la posición de desconexión. El primer conmutador de refuerzo 103 suministra energía al primer amplificador 24 cuando se encuentra en la posición de conexión y no suministra energía al primer amplificador 24 cuando se encuentra en la posición de desconexión. El segundo conmutador de refuerzo 106 suministra energía al segundo amplificador 106 cuando se encuentra en la posición de conexión y no suministra energía al segundo amplificador 26 cuando se encuentra en la posición de desconexión.

El conector de energía 106 va conectado también a un transformador 107 para convertir una c.a. normal de 100-140 voltios en una c.c. de 48 v. El transformador 107 y el bloque de terminales 100 se conectan a un convertidor 109 de 48 v. de c.c. Desde el convertidor 109 de 48 v. de c.c. se accionan los componentes modulares del regulador de amplificadores 10. Si falla el suministro 91 de energía normal, entonces la energía de 48 v. de c.c. del suministro de refuerzo 93 proporciona un suministro de refuerzo para los componentes modulares.

La fig. 6 muestra un diagrama de bloques del regulador de amplificadores 10 con el selector de entrada 40 y el selector de salida 42 representado con sus componentes específicos. El selector de entrada 40 tiene un divisor de ``uno por dos'' 128 y dos bandas de señales conectan a este divisor 128 con los atenuadores 130-1 y 130-2. Estos atenuadores 130-1 y 130-2 van conectados a los filtros 132-1 y 132-2, respectivamente. Preferentemente, los filtros 132-1 y 132-2 pueden ser sustituidos por el usuario, si lo desea. Los filtros 132-1 y 132-2 se conectan a los amplificadores 134-1 y 134-2, respectivamente. Los amplificadores 134-1 y 134-2 se conectan a los detectores ``casi-máximo'' 136-1 y 136-2, respectivamente. Los detectores 136-1 y 136-2 transmiten la amplitud detectada de cada señal al convertidor A/D 112 del micro-regulador 110 con el fin de convertir las señales analógicas en cifras digitales. El selector de salida 42 contiene los mismos componentes, incluidos en divisor 140 de ``uno por dos'', atenuadores 142-1 y 142-2, filtros 144-1 y 144-2, amplificadores 146-1 y 146-2 y detectores ``casi máximo'' 148-1 y 148-2. Divisores, atenuadores, filtros, amplificadores y detectores ``casi máximo'' son artículos que están disponibles en el comercio. Aun cuando pueden utilizarse muchas marcas diferentes de los componentes citados con resultados satisfactorios, un tipo preferente de divisor para la presente invención es el artículo número 4-27924-0430, que puede adquirirse en TRAK Microwa-ve, 4726 Eisenhower Blvd., Tampa, FL 33634-6391. Atenuadores del tipo que puede emplearse en el regulador de amplificadores 10 están comercialmente disponibles en establecimientos como Quality RF Services, Inc., 850 Parkway Street, Jupiter, FL 33477. Un tipo preferente de detector ``casi-máximo'' está comercialmente disponible como diodo compartimentada.

La fig. 4 muestra una perspectiva posterior, superior y derecha del regulador de amplificadores 10 con el panel superior 52 retirado dejando al descubierto la configuración del hardware interior. En las realizaciones de las figs. 4 y 5, el micro-regulador 110 y los conmutadores manuales y las pantallas 200 están integrados en un cuadro 37. Los conectores de energía 100, 102, 104 y 106, el transformador 107, los conmutadores de energía 95 y 97, el conmutador de señales 46 y los selectores de entrada y de salida 40 y 42 están integrados en un cuadro aparte 39. Los cuadros 37 y 39 están situados lado a lado sustancialmente en el mismo plano. La comunicación entre los cuadros 37 y 39 se efectúa a través de dos cables de cinta (no representados) y otro cable de cinta se conecta entre los conectores de cinta 111 y 113 y otro cable de cinta se sitúa entre los conectores de cinta 115 y 117. En este caso, el conector de energía 106 recibe energía normal del suministro exterior 91 y un conector 97 suministra energía a los componentes de conmutación 95 y 97 a través de un cable (no reproducido) conectado a un conector de cable IIg. Otras líneas de energía se sueldan al cuadro 39.

En servicio, una vez que las señales del programa se han recibido en el rec.-dist. 12 y se han modulado y amplificado con arreglo a las necesidades, se transmite una señal combinada desde el combinador 21, a lo largo de la pista 22 de señales de entrada del amplificador, hasta el conector de entrada de RF 88 del regulador de amplificadores 10. El conmutador de entrada 47 del regulador 10 recibe la señal combinada del conector de entrada de RF 88 y la transmite, o bien a la entrada del primer amplificador 25 a través del conector 90 de entrada del primer amplificador, si está activado el primer amplificador 24, o a la entrada 28 del segundo amplificador a través del conector 92 de entrada al segundo amplificador, si el segundo amplificador 26 está activado. Una parte de la señal transmitida a través del conector de entrada de RF 88 es captada por el acoplador direccional 124 y transmitida al selector de entrada 40.

Una vez que la señal combinada se ha amplificado por el amplificador activado 24 ó 26, la salida 27 ó 29 del amplificador activado transmite la señal combinada al conector de salida correspondiente 94 ó 96. El conmutador de salida 48 recibe la señal combinada amplificada del conector de salida del primer amplificador 94, si está activado el primer amplificador 24, o del conector de salida 96 del segundo amplificador, si está activado el segundo amplificador 26. Entonces, la señal combinada amplificada se transmite desde el conmutador de salida 48 a la pista de señales de salida 23 a través del conector de salida de RF 98. Una parte de la señal combinada amplificada transmitida a través del conmutador de salida 48, es captada por el acopiador direccional 126 y transmitida al selector de salida 42.

En el selector de entrada 40, la señal combinada es procesada por el divisor de ``uno por dos'' 128 que genera una primera señal combinada y una segunda señal combinada, cuyas amplitudes se ajustan por los atenuadores 130-1 y 130-3, respectivamente. Los filtros 132-1 y 132-2 admiten las altas frecuencias de las señales combinadas primera y segunda, respectivamente y los filtros 132-1 y 132-2 transmiten las señales combinadas amplificadas primera y segunda a los amplificadores 134-1 y 134-2, respectivamente. Las dos señales combinadas amplificadas permiten que el micro-regulador 110 ajuste el conmutador, si es preciso, con las diversas entradas al convertidor de A/D 112. Los detectores ``casi máximos'' 136-1 y 136-2 detectan la amplitud máxima de la primera señal combinada amplificada y de la segunda señal combinada amplificada, respectivamente. Los detectores 136-1 y 136-2 transmiten las amplitudes detectadas al micro-regulador 110 y el convertidor 112 de A/D convierte las señales analógicas en cifras digitales. En el selector de salida 42, el flujo de las señales combinadas primera y segunda es paralelo al flujo de las señales combinadas primera y segunda del selector 40. Una vez que los selectores de entrada y de salida 40 y 42 y el convertidor 112 de A/D han completado el procesado de las señales, el micro-regulador 110 recibe una señal digital de la señal combinada que fue entrada en el amplificador activado 24 ó 26 y una señal de salida digital de la señal combinada amplificada que fue salida del amplificador activado 24 ó 26.

El micro-regulador 110 tiene una rutina de software 150 (reproducida en la fig. 7) que procesa las señales digitales de entrada y de salida y determina si el amplificador 24 ó 26 activado funciona adecuadamente. La rutina 150 compara la ganancia efectiva del amplificador activado con la gama deseada de amplificación del amplificador de que se trate. La ganancia efectiva es la ganancia (es decir, la relación entre la tensión de la señal de salida y la tensión de la señal de entrada) de toda señal de programa combinada procesada por el amplificador combinado. La escala deseada de ganancia del amplificador es, en una de las realizaciones, la escala de amplificación calculada a partir de una ganancia de calibrado del amplificador (es decir, la ganancia del amplificador activado medida durante el calibrado) y una ganancia umbral ( es decir, una ganancia defectuosa o de tolerancia variable elegida por el usuario). La ganancia de calibrado del amplificador y la ganancia umbral se combinan para determinar el límite deseado de margen de ganancia inferior. En una de las realizaciones, cualquier ganancia por encima del límite inferior se encuentra dentro del margen deseado de ganancia del amplificador. Ello no obstante, es evidente que la gama deseada de ganancia del amplificador puede ser cualquier gama de números y puede calcularse de diversas maneras. Así, por ejemplo, la gama deseada de ganancia del amplificador puede encontrarse entre un límite inferior y un límite superior o puede ser un simple valor o cifra de ganancia.

Si la ganancia efectiva no se encuentra dentro de la escala deseada de ganancia del amplificador, entonces el amplificador activado no funciona adecuadamente y el micro-regulador 110 genera señales de control a los conmutadores 47 y 48 a través de las pistas de señales 45 y 49, respectivamente. Las señales de control hacen que el conmutador de entrada 47 desconecte la pista de señales entre el amplificador activado 24 ó 26 y la pista de señales de entrada del amplificador 22 y conecte el otro amplificador 26 ó 24 a la pista de señales de entrada del amplificador 22. Las señales de control hacen que el interruptor de salida 48 desconecte la pista de señales entre el amplificador activado 24 ó 26 y la pista de señales de salida 23 del amplificador y conecte el otro amplificador 26 ó 24 a la pista de señales de salida del amplificador 23. La comparación de la ganancia efectiva del amplificador activado con la gama deseada de ganancia del amplificador para el amplificador activado ofrece la ventaja de la flexibilidad porque puede utilizarse cualquier amplificador capaz de producir señales de la misma gama de ganancia del amplificador, con el regulador de conexión de amplificadores 10.

En una de las realizaciones, los conmutadores principales 99 y 101 y los conmutadores de refuerzo 103 y 105 transmiten energía solamente al amplificador activado 24 ó 26, permaneciendo frío el otro amplificador. Por ejemplo, tal como puede verse en la fig. 5, el primer conmutador principal 99 transmite energía al primer amplificador 24, que es el amplificador activado. El segundo conmutador principal 101 no transmite energía al segundo amplificador 26, que está inactivo. Análogamente, a efectos de refuerzo, el primer conmutador de refuerzo 103 transmite energía al primer amplificador 24 y el segundo conmutador de refuerzo 105 no transmite energía al segundo amplificador 26. Esta configuración ahorra energía y evita la rotura del amplificador inactivo al trabajar a niveles elevados. Por ejemplo, en la fig. 5, el segundo amplificador 26 no se conecta a las pistas de señales de entrada y de salida 22 y 23, y, por lo tanto, permanece inactivo. Sin embargo, es evidente que en una configuración alternativa los dos amplificadores primero y segundo 24 y 26 pueden ser accionados en todo momento.

Si el amplificador activado no funciona adecuadamente, el micro-regulador 110 genera señales de control de energía a los conmutadores principales primero y segundo 99 y 101, así como a los conmutadores de refuerzo primero y segundo 103 y 105 para que estos empiecen a accionar al amplificador inactivo y para desconectar la energía del amplificador activado. Así, por ejemplo, si se transmiten señales de control de energía por el micro-regulador 110 (fig. 5) indicadoras de que el amplificador activado (es decir, en la fig. 5, el primer amplificador 24) no funciona adecuadamente, entonces el segundo conmutador principal 101 conectará a la pista de señales entre el conector normal 106 y el conector 104 del segundo amplificador. El primer conmutador principal 99 desconectará a la pista de señales entre el conector normal 106 y el conectador 102 del primer amplificador. Análogamente, el segundo conmutador de refuerzo 105 conectará la pista de señales entre una entrada de energía del bloque de terminales 100 y el conector de refuerzo del segundo amplificador del bloque de terminales 100. El primer conmutador de refuerzo 103 desconectará la pista de señales entre la entrada de energía del bloque de terminales 100 y el conector de refuerzo del primer amplificador del bloque de terminales 100. Una vez que se ha activado el amplificador inactivo, al cabo de un retardo aproximado de 25 mseg., el micro-regulador 110 genera señales de control a los conmutadores de señales 47 y 48 para conectar las pistas de señales de entrada y de salida 22 y 23 al amplificador inactivo, convirtiéndole en el nuevo amplificador activado.

La fig. 7 muestra un diagrama de bloques de una rutina de software 150 procesada por el micro-regulador 110 para determinar si el amplificador activado 24 ó 26 funciona adecuadamente y para generar señales de control adecuadas, si es preciso, sobre la base de los cálculos de la rutina de software. En principio, el regulador de amplificadores 110 es accionado por el bloque 152 y se pone en marcha una rutina de diagnóstico de refuerzo 154.

El software representado por el bloque de control 156 determina si ha pasado la rutina de diagnóstico. Si no ha pasado, entonces el control se transfiere a un bloque de fallo del sistema 188 y se termina la rutina de software 150, transmitiéndose las señales de estado indicadoras del fallo del sistema al monitor 33. Si ha pasado la rutina de diagnóstico, entonces el control se transfiere al bloque 158, para inicializar el sistema, establecer la ganancia umbral defectuosa (Gr) (es decir, la ganancia de tolerancia variable defectuosa) y accionar el primer amplificador 24, que se convierte en el convertidor activado en el momento. A continuación, el control pasa al bloque de control 160 para determinar si el conmutador selector del amplificador 68 ha sido elegido para seleccionar un amplificador diferente. Si el conmutador 68 ha sido programado para elegir a un amplificador distinto al activado en el momento, entonces el software representado por el bloque 162 envía señales de control a los conmutadores principales primero y segundo 99 y 101, así como a los conmutadores de refuerzo primer o segundo 103 y 105 para accionar al amplificador elegido y, eventualmente, para desconectar al amplificador activado en el momento. Las señales de control se transmiten también a los conmutadores de entrada y de salida 47 y 48 para conectar las pistas de señales de entrada y de salida 22 y 23 a la entrada y a la salida del amplificador elegido, respectivamente, luego de que el amplificador elegido haya tenido tiempo para calentarse. Como variante, si el conmutador selector del amplificador 68 no se ha programado para elegir un amplificador distinto al activado, entonces se derivan los comandos representados por el bloque 162.

Después, el control pasa al bloque de control 164 para determinar si el conmutador selector de modos 74 está programado para elegir manualmente el modo del regulador de amplificadores 10 o si se necesita un nuevo calibrado del regulador 10. Si el conmutador selector de modos 74 ha sido programado para el modo de calibrado o si se precisa un calibrado por cualquier otro motivo, entonces, el control se pasa al bloque 166 para situar al regulador 10 en un modo calibrador. En este modo, se mide la ganancia de calibrado del amplificador (Ga) del amplificador activado. El calibrado es necesario incluso cuando el conmutador selector no haya sido programado, como, por ejemplo, no se ha medido todavía el arranque del sistema y la ganancia de calibrado del amplificador activado. El calibrado es igualmente necesario cuando ha fallado el amplificador activado, cuando se ha desconectado y el otro amplificador está accionado y conectado a las pistas de señales de entrada y de salida 22 y 23, para convertirse en un nuevo amplificador activado. En esta situación, se mide un nuevo Ga para el amplificador activado en el momento. Alternativamente, si el conmutador selector de modos 74 no se ha programado para alterar el modo del regulador 10 y si no se precisa calibrado por algún otro motivo, entonces se derivan los comandos representados por el bloque 166.

El control pasa entonces al bloque 168 para determinar si el usuario ha utilizado el conmutador de ajuste umbral 84 para elegir una ganancia umbral diferente (Gr). Si el usuario ha utilizado el conmutador de ajuste umbral 84, entonces el control pasa al bloque 170 para leer la nueva ganancia umbral (Gr). Si el conmutador de ajusta umbral 84 no ha sido utilizado, entonces los comandos representados en el bloque 170 se derivan y Gr se mantiene como el valor defectuoso generado por el software representado por el bloque 158.

A continuación, el control pasa al bloque 172 en donde se lee la señal de entrada digital (VI) generada por el selector de entrada 40 y por el convertidor 112 de A/D. En el bloque 174 se lee la señal digital de salida (Vo), generada por el selector de salida 42 y por el convertidor 112 de A/D. En el bloque de control 176, la ganancia efectiva del amplificador activado se calcula como Vo/Vi. La gama deseada de ganancia del amplificador se calcula también combinando la ganancia efectiva (Ga) del amplificador activado con la ganancia umbral (Gr) para determinar el límite inferior de la escala de ganancias (Ga-Gt). En la realización reproducida en la fig. 7, la gama deseada de ganancia del amplificador pasa a ser un número superior al del límite inferior de la gama de ganancias (Ga-Gt). Si la ganancia efectiva (Vo/Vi) del amplificador activado es mayor que el límite inferior de la gama de ganancias (Ga-Gt), entonces el amplificador activado en el momento está funcionando normalmente y se emiten unas señales de control para actualizar las representaciones LED (diodo foto-emisora) en la forma indicada en el bloque 178. Entonces, el control pasa al bloque 180 para emitir señales de estado al monitor distante 33. Después, el control pasa al bloque de control 160, comprobándose el conmutador selector del amplificador 68, el conmutador selector de modos 74 y el conmutador de ajuste umbral 84 para determinar si se han alterado, antes de que la rutina de software 150 repase nuevamente al amplificador 24 ó 26 activado en dicho momento. Si la ganancia efectiva (Vo-Vi) del amplificador activado es inferior o igual al límite inferior de la gama de ganancias (Ga-Gt) comprobado en el bloque 176, entonces ha fallado el amplificador activado 24 ó 26. El software representado por el bloque 182 envía señales de control para actualizar las imágenes LED en el panel frontal 54 del regulador de amplificadores 10. Tal como se indica en el bloque 184, se envían señales de estado al monitor distante 33 para indicar el fallo del amplificador. Entonces, el software representado por el bloque 186 comprueba si el fallo del amplificador se ha producido dos veces en una fila. Si ha sido así, entonces el control pasa al bloque 188 para indicar que ha terminado el fallo en el sistema y en la rutina de software 150. Como variante, sin la rutina del software 150 no ha detectado fallo del amplificador en dos ocasiones en una fila, entonces el control pasa del bloque 186 al bloque 162 para accionar al amplificador no activado y envía señales de control para desconectar las pistas de señales de entrada y de salida 22 y 23 desde el amplificador activado y para conectar las pistas de señales de entrada y de salida 22 y 23 al otro amplificador luego de que el mismo haya tenido tiempo de activarse.

Debe entenderse que aunque se hayan mencionado numerosas características y ventajas de diversas realizaciones de la presente invención en la descripción que acabamos de hacer, junto con detalles de la estructura y del cometido de diversas realizaciones de la invención, esta descripción es solamente ilustrativa, pudiendo introducirse cambios de detalle, especialmente en cuanto a estructura y disposición de componentes dentro de los principios de la presente invención en la extensión indicada por el amplio significado general de los términos en que se exponen las reivindicaciones del apéndice.

Claims (6)

1. Un sistema regulador de conexión de amplificadores para un sistema de proceso de rec.-dist., que tiene por lo menos un primer amplificador y un segundo amplificador, estando en uso uno de los amplificadores primero o segundo, y el amplificador actualmente activado estando conectado operativamente a una pista de señal de entrada y a una pista de señal de salida, la pista de señal de entrada conduciendo una señal de entrada hacia el amplificador actualmente activado y la pista de señal de salida transmitiendo una señal de salida amplificada desde el amplificador actualmente activado, comprendiendo el controla-
dor:

un circuito selector de entrada conectable operativamente a la pista de señal de entrada para medir un nivel de señal de entrada en la pista de la señal de entrada;

un circuito selector de salida conectable operativamente a la pista de señal de salida para medir un nivel de señal amplificada en la pista de la señal de salida;

un controlador conectado para recibir los niveles de señal de entrada y amplificada y para generar una señal de control indicativa de un estado operativo del amplificador en uso en respuesta a los niveles de señal de entrada y amplificada; y

un elemento de conexión conectado al controlador y acoplable a los amplificadores primero y segundo para desconectar las pistas de señal de entrada y salida del amplificador en uso y conectar las pistas de señal de entrada y salida al otro de los amplificadores primero y segundo en respuesta a la señal de control.

2. Un sistema como el citado en la reivindicación 1, donde el controlador mide la ganancia real del amplificador en uso por los niveles de señal de entrada y amplificada, y dirige la señal de control hacia el elemento de conexión para desconectar las pistas de señal de entrada y salida del amplificador en uso cuando la ganancia real del amplificador en uso cae fuera de un rango predeterminado de ganancia.

3. Un sistema como el citado en la reivindicación 2, donde el controlador calcula el rango de ganancia predeterminado por una ganancia de calibración de un amplificador y un umbral de ganancia del amplificador en uso.

4. Un sistema como el citado en la reivindicación 1, donde el elemento de conexión incluye un conmutador de entrada de señal conectado a la pista de señal de entrada y conmutable entre los amplificadores primero y segundo, y un conmutador de salida de señal conectado a la pista de señal de salida conmutable entre los amplificadores primero y segundo.

5. Un sistema como el mencionado en la reivindicación 1, comprendiendo además un dispositivo de monitorización, conectado al controlador, para mostrar información del estado del sistema regulador de conexión recibida desde el controlador.

6. Un sistema como el citado en la reivindicación 1, comprendiendo además un sistema de rec.-dist. teniendo una pluralidad de receptores, cada uno recibiendo un canal de televisión por cable, y un combinador conectado operativamente a la pluralidad de receptores para recepción de señales de canal desde la pluralidad de receptores, combinando el combinador las señales de canal en una señal combinada, estando el combinador conectado operativamente a la pista de señal de entrada del sistema de regulador de conexión de amplificadores.