ES2265258B2 - TELECOMMUNICATION SIGNAL AMPLIFICATION SYSTEM. - Google Patents
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Abstract
Sistema de Amplificación de señales de telecomunicación, en especial de señales de Televisión, para redes de SMATV/CATV que comprende al menos un módulo amplificador y al menos una fuente de alimentación, donde cada módulo amplificador amplifica de manera ágil un número limitado de canales, preferentemente un canal de UHF ó VHF.Telecommunication signal amplification system, especially television signals, for SMATV / CATV networks comprising at least one amplifier module and at least one power supply, where each amplifier module agilely amplifies a limited number of channels, preferably a UHF or VHF channel.
Description
Sistema de amplificación de señales de telecomunicación.Signal amplification system telecommunication.
Sistema de amplificación de señales de telecomunicación, en particular de señales de televisión, para redes de SMATV/CAN según preámbulo de la reivindicación 1.Signal amplification system telecommunication, in particular of television signals, for SMATV / CAN networks according to the preamble of claim 1.
Actualmente existen en el mercado diversos sistemas de amplificación de señales de televisión para redes de SMATV/CATV. Básicamente estos sistemas responden a dos criterios: Sistemas de Amplificación en Banda Ancha y Sistemas de Amplificación Monocanal.There are currently various market television signal amplification systems for networks SMATV / CATV. Basically these systems meet two criteria: Broadband Amplification Systems and Systems Single Channel Amplification
En el primer caso, un único amplificador de banda (VHF ó UHF) amplifica todos los canales de dicha banda presentes a la entrada del amplificador (cada canal ocupa 7 MHz en VHF y 8 MHz en UHF).In the first case, a single amplifier of band (VHF or UHF) amplifies all channels of that band present at the amplifier input (each channel occupies 7 MHz in VHF and 8 MHz in UHF).
En un segundo caso el sistema de amplificación dispone de tantos módulos amplificadores como canales se quiera amplificar, amplificando cada módulo amplificador el canal correspondiente al que previamente ha sido sintonizado.In a second case the amplification system It has as many amplifier modules as channels are desired amplify, amplifying each amplifier module the channel corresponding to the one that has previously been tuned.
Estos sistemas de amplificación presentan una doble problemática:These amplification systems have a double problem:
En cuanto a los Sistemas de Amplificación Banda Ancha se plantea el problema de que el nivel de salida del amplificador decae al aumentar el número de canales presentes a la entrada del mismo. Esto hace que estos sistemas de amplificación, actualmente al crecer el número de canales de televisión, queden limitados a su uso exclusivo en pequeñas redes de SMATV.As for the Band Amplification Systems Wide the problem arises that the output level of the amplifier decays as the number of channels present at the entrance of it. This makes these amplification systems, currently as the number of television channels grows, they remain limited to its exclusive use in small SMATV networks.
Los Sistemas de Amplificación Monocanal son capaces de suministrar mayores niveles de salida y sobre todo estos niveles de salida son independientes de los canales que amplifique el sistema. Sin embargo plantean la problemática de que no son ágiles en frecuencia, esto es, no se puede sintonizar el canal a amplificar de forma sencilla en el lugar de su instalación si no que debe ser enviado a fabrica para su sintonización.The Single Channel Amplification Systems are able to provide higher output levels and especially these output levels are independent of the channels you amplify the system. However they raise the problem that they are not agile in frequency, that is, you cannot tune the channel to simply amplify at the installation site if not which must be sent to the factory for tuning.
El objetivo de la presente invención es desarrollar un sistema de amplificación de señales de televisión para redes de SMATV/CATV cuyos módulos amplificadores sean ágiles en frecuencia permitiendo la sintonización de cada modulo amplificador al canal deseado de una forma sencilla en el lugar de su instalación sin necesidad de su envío a la fabrica o al taller.The objective of the present invention is develop a television signal amplification system for SMATV / CATV networks whose amplifier modules are agile in frequency allowing tuning of each module amplifier to the desired channel in a simple way in the place of installation without the need to be sent to the factory or to the workshop.
Este objetivo se obtiene mediante un Sistema de amplificación de señales de telecomunicación, en particular, señales de televisión para redes de SMATV/CAN como el definido en las reivindicaciones.This objective is obtained through a System of amplification of telecommunication signals, in particular, TV signals for SMATV / CAN networks as defined in The claims.
La invención tiene una pluralidad de ventajas:The invention has a plurality of advantages:
En un ejemplo según la invención el sistema de amplificación de señales de telecomunicación, en especial de señales de Televisión, para redes de SMATV/CAN comprende al menos un módulo amplificador y al menos una fuente de alimentación, donde cada módulo amplificador amplifica un número limitado de canales, preferentemente un canal de UHF ó VHF, estando cada módulo amplificador constituido por una etapa de sintonía de entrada que consta al menos de un filtro resonante tipo LC, una etapa de amplificación de banda (UHF y/o VHF), un filtro de salida de igual ancho de banda que la etapa de amplificación de banda, una unidad de control asociada que selecciona el canal o canales de sintonía del módulo amplificador, estando caracterizado porque cada módulo amplificador dispone a su salida de un circuito de mezcla directivo y porque el nivel de salida de la etapa de amplificación de banda es tal que contrarresta las pérdidas introducidas por el circuito de mezcla directivo.In an example according to the invention the system of amplification of telecommunication signals, especially Television signals, for SMATV / CAN networks includes at least an amplifier module and at least one power supply, where Each amplifier module amplifies a limited number of channels, preferably a UHF or VHF channel, each module being amplifier consisting of an input tuning stage that It consists of at least one LC type resonant filter, a stage of band amplification (UHF and / or VHF), an equal output filter bandwidth than the band amplification stage, one unit associated control that selects the channel or tuning channels of the amplifier module, being characterized in that each module amplifier has a direct mixing circuit at its output and because the output level of the band amplification stage is such that it counteracts the losses introduced by the circuit of managerial mix
Esto presenta la ventaja de que los módulos amplificadores del sistema de amplificación según la invención son ágiles en frecuencia permitiendo la sintonización de cada módulo amplificador al canal deseado de una forma sencilla en el lugar de su instalación sin necesidad de su envío a la fabrica o al taller.This has the advantage that the modules amplifiers of the amplification system according to the invention are Agile in frequency allowing tuning of each module amplifier to the desired channel in a simple way in the place of installation without the need to be sent to the factory or to the workshop.
En otro ejemplo según la invención el sistema de amplificación de señales de Telecomunicación para redes de SMATV/CAN está caracterizado porque el circuito de mezcla directivo de cada módulo amplificador está constituido por un acopiador/derivador de señal.In another example according to the invention the system of Telecommunication signal amplification for networks SMATV / CAN is characterized in that the directive mixing circuit of each amplifier module is constituted by a signal collector / shunt.
Esto presenta la ventaja de reducir al mínimo el ruido que cada módulo amplificador capta por su salida como consecuencia de la mezcla con los otros módulos amplificadores del sistema de amplificación. Así a la salida del sistema amplificador se obtienen todos los canales debidamente amplificados y sin interferencias entre ellos.This has the advantage of minimizing the noise that each amplifier module captures by its output as consequence of mixing with the other amplifier modules of the amplification system So at the output of the amplifier system all properly amplified channels are obtained without interferences between them.
En otro ejemplo según la invención el sistema de amplificación de señales de Telecomunicación para redes de SMATV/CAN está caracterizado porque la unidad de control asociada selecciona el canal de sintonía de la etapa de sintonía de entrada de cada módulo amplificador.In another example according to the invention the system of Telecommunication signal amplification for networks SMATV / CAN is characterized in that the associated control unit select the tuning channel of the input tuning stage of each amplifier module.
Esto presenta la ventaja de poder seleccionar el canal de entrada al módulo amplificador de una manera sencilla y cambiar dicho canal según los requerimientos de distribución de canales del lugar de instalación del sistema de amplificación.This has the advantage of being able to select the input channel to the amplifier module in a simple and change said channel according to the distribution requirements of channels of the installation site of the amplification system.
En otro ejemplo según la invención el sistema de amplificación de señales de Telecomunicación, en particular de señales de Televisión, para redes de SMATV/CAN está caracterizado porque la unidad de control asociada es externa a los módulos amplificadores.In another example according to the invention the system of Telecommunication signal amplification, in particular of Television signals, for SMATV / CAN networks is characterized because the associated control unit is external to the modules amplifiers
Esto presenta la ventaja de disminuir el tamaño y la complejidad de los módulos amplificadores que componen el sistema al mismo tiempo que evitan posibles manipulaciones indeseables.This has the advantage of decreasing the size and the complexity of the amplifier modules that make up the system while avoiding possible manipulations undesirable
En un ejemplo según la invención el sistema de amplificación de señales de Telecomunicación, en particular de señales de Televisión, para redes de SMATV/CAN esta caracterizado porque la unidad de control asociada es común a todos los módulos amplificadores del sistema.In an example according to the invention the system of Telecommunication signal amplification, in particular of Television signals, for SMATV / CAN networks is characterized because the associated control unit is common to all modules system amplifiers
Esto presenta la ventaja de disminuir y simplificar el número de elementos que componen el sistema de amplificación facilitando al mismo tiempo la programación y puesta a punto del sistema.This has the advantage of decreasing and simplify the number of elements that make up the system amplification while facilitating programming and setting about to the system.
En un ejemplo según la invención el sistema de amplificación de señales de Telecomunicación, en particular de señales de Televisión, para redes de SMATV/CAN está caracterizado porque la unidad de control asociada dispone de medios de programación.In an example according to the invention the system of Telecommunication signal amplification, in particular of Television signals, for SMATV / CAN networks is characterized because the associated control unit has means of programming.
Esto permite introducir los datos de programación de los módulos amplificadores de una manera sencilla.This allows you to enter the data of programming of the amplifier modules in one way simple.
En un ejemplo según la invención el sistema de amplificación de señales de Telecomunicación, en particular de señales de Televisión, para redes de SMATV/CAN está caracterizado porque los medios de programación de la unidad de control asociada pueden ser internos o externos.In an example according to the invention the system of Telecommunication signal amplification, in particular of Television signals, for SMATV / CAN networks is characterized because the programming means of the associated control unit They can be internal or external.
Esto permite una mayor versatilidad del sistema de amplificación reduciendo el tamaño y los componentes de la unidad de control asociada.This allows greater system versatility. amplification reducing the size and components of the associated control unit.
Para una mejor comprensión de la invención se describe a modo de ejemplo no limitativo un sistema de amplificación de señales de telecomunicación según la invención, en base a los dibujos que a continuación se enumeran:For a better understanding of the invention, describes by way of non-limiting example an amplification system of telecommunication signals according to the invention, based on the Drawings listed below:
- La figura 1 muestra una red de SMATV/CAN que incorpora un sistema de amplificación de señales de telecomunicación según la invención.- Figure 1 shows a SMATV / CAN network that incorporates a signal amplification system telecommunication according to the invention.
- La figura 2 muestra un sistema de amplificación de señales de Telecomunicación según la invención constituido por módulos amplificadores independientes.- Figure 2 shows a system of Telecommunication signal amplification according to the invention constituted by independent amplifier modules.
- La figura 3 muestra un esquema de bloque de un modulo amplificador de un sistema de amplificación de señales de telecomunicación según la invención.- Figure 3 shows a block diagram of a amplifier module of a signal amplification system telecommunication according to the invention.
- La figura 4 muestra un esquema de bloques de un circuito de mezcla directivo según la invención.- Figure 4 shows a block diagram of a directive mixing circuit according to the invention.
La figura 1 muestra una red de SMATV/CAN que incorpora un sistema de amplificación de señales de telecomunicación según la invención. Como bien puede observarse dicha red de SMATV/CATV está constituida por un Equipo Captador de Señales 1, un Equipo de Cabecera 2 y una Red de Distribución 3. Las señales de TV son captadas por las antenas 11 que constituyen el Equipo Captador de Señales 1 y transmitidas al Equipo de Cabecera 2 donde son tratadas, convertidas y mezcladas con otros tipos de señales por ejemplo voz, datos, vídeo. Posteriormente y antes de ser inyectadas a la Red de Distribución 3 las señales son amplificadas en un Sistema de Amplificación 4, de señales de telecomunicación según la invención. A través de la Red de Distribución 3 constituida por un cable coaxial 31, y por los elementos pasivos 32 las señales llegan a las tomas de usuario 33.Figure 1 shows a SMATV / CAN network that incorporates a signal amplification system telecommunication according to the invention. How well it can be observed said SMATV / CATV network is constituted by a Capture Team of Signals 1, a Header Team 2 and a Distribution Network 3. The TV signals are captured by the antennas 11 that constitute the Signal Receiving Equipment 1 and transmitted to Headland Equipment 2 where they are treated, converted and mixed with other types of signals such as voice, data, video. Subsequently and before be injected into the Distribution Network 3 the signals are amplified in an Amplification System 4, of signals of telecommunication according to the invention. Through the Network of Distribution 3 consisting of a coaxial cable 31, and by passive elements 32 the signals reach the user sockets 33.
Como bien puede observarse en la figura 2 el Sistema de Amplificación 4, está constituido por una fuente de alimentación 41 y una pluralidad de módulos amplificadores 42 que se conectan entre sí formando un conjunto, que a sus salidas 43 presenta los distintos canales de entrada de los módulos amplificadores debidamente amplificados y mezclados.As you can see in Figure 2 the Amplification System 4, is constituted by a source of power 41 and a plurality of amplifier modules 42 that they connect to each other forming a set, which at their outputs 43 presents the different input channels of the modules amplifiers properly amplified and mixed.
La figura 3 muestra un diagrama de bloques de un módulo amplificador 42. Como bien puede observarse en la figura dicho modulo amplificador 42 está constituido por una unidad de control 421, una unidad de sintonía de entrada 422, una etapa de amplificación de banda (UHF y/o VHF) 423, un filtro banda ancha de salida 424 y un circuito de mezcla directivo 425.Figure 3 shows a block diagram of a amplifier module 42. As you can see in the figure said amplifier module 42 is constituted by a unit of control 421, an input tuning unit 422, a stage of band amplification (UHF and / or VHF) 423, a broadband filter of output 424 and a steering mixing circuit 425.
La unidad de control 421 dispone de medios de programación 4211 constituidos por un display y un teclado a través de los cuales se introducen los datos de los diversos parámetros (Frecuencia del Canal, Tensión de salida, ...etc.) que se deseen seleccionar en el modulo amplificador 42 correspondiente. Estos medios de programación 4211 podrán ser internos o externos (Mando, PC, PDA, ...etc.) y a través de ellos se introducirán por el usuario instalador los parámetros de instalación de cada modulo amplificador 42The control unit 421 has means of 4211 programming consisting of a display and a keyboard through of which the data of the various parameters are entered (Channel Frequency, Output Voltage, ... etc.) As desired select in the corresponding amplifier module 42. These 4211 programming means may be internal or external (Command, PC, PDA, ... etc.) And through them will be entered by the user installer the installation parameters of each amplifier module 42
La unidad de control 421 es la encargada de suministrara las tensiones que permiten la sintonía en frecuencia y ancho de banda de los filtros 4221 y 4223 de la unidad de sintonía de entrada 422. Así mismo proporciona las tensiones de ajuste de ganancia del amplificador 4222. La unidad de control 421 puede estar integrada dentro de cada módulo amplificador 42 o puede ser externa, también puede ser única para todo el conjunto de módulos amplificadores 42 que formen el sistema de amplificación 4 siendo así compartida por cada módulo amplificador 42.The control unit 421 is responsible for will supply the voltages that allow frequency tuning and bandwidth of filters 4221 and 4223 of the tuning unit input 422. It also provides the adjustment voltages of amplifier gain 4222. The control unit 421 can be integrated into each amplifier module 42 or it can be external, it can also be unique for the entire module set amplifiers 42 forming the amplification system 4 being thus shared by each amplifier module 42.
La unidad de sintonía de entrada 422 está compuesta por un filtro de entrada 4221 sintonizable y programable en frecuencia y en ancho de banda, un amplificador 4222 de ganancia programable y un filtro de salida 4223 de características similares al filtro de entrada 4221.The input tuning unit 422 is composed of a tunable and programmable 4221 input filter in frequency and bandwidth, a 4222 gain amplifier programmable and a 4223 output filter of similar characteristics to the 4221 inlet filter.
El amplificador 4222 puede estar compuesto de una o varias etapas amplificadoras. En caso de estar compuesto de varias etapas, podrá incorporar entre cada una de ellas un filtro programable similar al filtro de entrada 4221. El filtro de entrada 4221 y el filtro de salida 4223 están formado por al menos un circuito resonante de bobina y condensador (diodo varicap) en paralelo.The 4222 amplifier may be composed of one or several amplifying stages. In case of being composed of several stages, you can incorporate a filter between them programmable similar to input filter 4221. The input filter 4221 and the output filter 4223 are formed by at least one resonant coil and capacitor circuit (varicap diode) in parallel.
La etapa de amplificación de banda (VHF y/o UHF) 423 está constituida por un amplificador de alta potencia 4231. La ganancia del amplificador 4231, ha de ser la mínima necesaria para obtener la máxima potencia a la salida del módulo 42. Dicha ganancia ha de ser mínima con objeto de reducir al máximo el ruido generado a la salida del módulo amplificador 42 en la banda (VHF y/o UHF).The band amplification stage (VHF and / or UHF) 423 is constituted by a high power amplifier 4231. The gain of amplifier 4231, must be the minimum necessary for obtain the maximum power at the output of module 42. Said gain must be minimal in order to minimize noise generated at the output of amplifier module 42 in the band (VHF and / or UHF).
El filtro banda ancha de salida 424 está constituido por circuitos resonantes de bobina y condensador en serie y por circuitos resonantes de bobina y condensador en paralelo.The broadband output filter 424 is consisting of resonant coil and capacitor circuits in series and by resonant coil and capacitor circuits in parallel.
El filtro banda ancha de salida 424 tiene como objetivo eliminar los espúreos producidos por el amplificador 4231, fuera de la banda de trabajo (VHF y/o UHF) así como evitar la interferencia de señales de otras bandas de frecuencia producidas por módulos amplificadores 42 situados en el mismo sistema de amplificación 4 que podrían colarse por la salida del módulo amplificador 42 correspondiente y atacar al amplificador 4231 produciendo batidos.The broadband output filter 424 has as aim to eliminate the spurious produced by the 4231 amplifier, outside the work band (VHF and / or UHF) as well as avoid signal interference from other frequency bands produced by amplifier modules 42 located in the same system of amplification 4 that could sneak out of the module output corresponding amplifier 42 and attack amplifier 4231 producing milkshakes
Para la mezcla con el resto de los módulos amplificadores 42 del sistema de amplificación 4 cada modulo amplificador 42 lleva a un circuito de mezcla directivo 425 que produce una atenuación mínima sobre el paso de mezcla el cual impide o minimiza las interferencias entre canales de una misma banda que podrían entrar por la salida de modulo amplificador 42 y producir batidos de segundo orden indeseable.For mixing with the rest of the modules amplifiers 42 of amplification system 4 each module amplifier 42 leads to a steering mixing circuit 425 that produces a minimum attenuation over the mixing step which prevents or minimizes interference between channels of the same band that could enter through the output of amplifier module 42 and produce undesirable second order milkshakes.
La figura 5 muestra un esquema de bloques del circuito de mezcla directivo 425. Como bien puede observarse el circuito 425 está constituido por una serie de elementos inductivos, L1, L2, L3 y L4, dispuestos sobre piezas de material ferromagnético P.Figure 5 shows a block diagram of the directive mixing circuit 425. As you can see the circuit 425 is constituted by a series of elements inductive, L1, L2, L3 and L4, arranged on pieces of material ferromagnetic P.
Los elementos inductivos L1 y L2 por un lado y L3 y L4 por otro, están acoplados entre sí mediante las piezas de material ferromagnético P de manera que inducen corrientes y tensiones unos sobre otros. El uso del material ferromagnético confiere un gran ancho de banda de funcionamiento.The inductive elements L1 and L2 on the one hand and L3 and L4 on the other, are coupled together by the pieces of ferromagnetic material P so that they induce currents and tensions over each other. The use of ferromagnetic material It confers a large operating bandwidth.
La forma o disposición de los diferentes elementos inductivos L1 y L2 y L3 y L4 proporciona una determinada atenuación mínima de acoplamiento de la señal. Así una señal que circule por el elemento inductivo L1 se acopla en el elemento inductivo L2 con un valor de atenuación que dependerá de la forma y disposición de L1 y L2.The form or arrangement of the different inductive elements L1 and L2 and L3 and L4 provides a certain minimum attenuation of signal coupling. So a signal that circulate through the inductive element L1 is coupled to the element inductive L2 with an attenuation value that will depend on the shape and provision of L1 and L2.
Mediante la correcta elección de la forma y
disposición de los elementos inductivos L1, L2, L3 y L4, se
consigue una atenuación de circulación de la señal entre los puntos
A-B y B-A de 10 dB y de 30 dB entre
los puntos A-C y
C-A.Through the correct choice of the shape and arrangement of the inductive elements L1, L2, L3 and L4, an attenuation of signal circulation between the AB and BA points of 10 dB and 30 dB between the AC and AC points is achieved.
AC.
Haciendo coincidir el punto A con la salida del filtro de banda 424 (figura 3) el punto C con la entrada de señal procedente del modulo amplificador 42 anterior y el Punto B con la salida del dispositivo 425 se evita que la señal procedente del modulo amplificador 42 anterior se introduzca a través del punto A hasta el amplificador de banda 423. De esta forma se eliminan la posibilidad de que se produzcan batidos de segundo orden indeseables.Matching point A with the output of band filter 424 (figure 3) point C with signal input from amplifier module 42 above and Point B with the output of device 425 prevents the signal from the amplifier module 42 above is entered through point A to the band amplifier 423. This eliminates the possibility of producing second order milkshakes undesirable
La señal procedente de A se mezcle con la señal del modulo amplificado 42 anterior obteniéndose a la salida, en el punto B la señal mezclada con las mínimas perdidas de paso de la señal procedente de C.The signal from A is mixed with the signal of the amplified module 42 above obtaining at the exit, in the point B the signal mixed with the minimum loss of passage of the signal from C.
Claims (7)
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