TW201513562A

TW201513562A - 訊號轉換裝置

Info

Publication number: TW201513562A
Application number: TW102134147A
Authority: TW
Inventors: Che-Ming Wang
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-04-01
Also published as: GB2518467A; TWI560997B; GB2518467B; GB201404483D0

Abstract

本發明提供一種訊號轉換裝置。該訊號轉換裝置包含有一接收端、一第一本地振盪器、一第一混頻器、一分配器、一第二本地振盪器、一第二混頻器、一第三本地振盪器以及一第三混頻器。該接收端用來接收一射頻訊號，其中該射頻訊號操作於一第一頻帶。該第一混頻器，用來將該射頻訊號操作於一第二頻帶。該分配器，用來將該第二頻帶之該射頻訊號分成一第一訊號以及一第二訊號。該第二混頻器，用來將該第一訊號操作於一第三頻帶。該第三混頻器，用來將該第二訊號操作於一第四頻帶。

Description

訊號轉換裝置

本發明係指一種訊號轉換裝置，尤指一種可減少突波以及低功率之訊號轉換裝置。

衛星廣播電視已在世界各地廣泛使用，傳統衛星電視架構中多用戶使用以Quad或Quattro的架設為主，不管是四個用戶的Quad低雜訊降頻器(low-noise block downconverter，LNB)或多用戶Quattro加多重開關組成的多用戶架構都面臨四路訊號(例如：VL/VH/HL/HH)由於訊號重疊(VL/HL：950-1950MHz,VH/HH：1100-2150MHz)，因此在系統的架設上必須採用四條電纜線才能將訊號獨立輸入機上盒或多重開關中。

目前新的低雜訊降頻器採用的頻率為290~2340MHz，其可有效利用兩條電纜線傳送四路訊號(例如：VL/VH/HL/HH)，以減少電纜線的使用以及降低成本，並且還可供新型IP機上盒使用。但傳統的機上盒無法直接接收290~2340MHz的訊號。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種訊號轉換裝置，將一寬頻射頻訊號轉回一傳統機上盒可接收之訊號。

本發明揭露一種訊號轉換裝置。該訊號轉換裝置包含有有一接收端、一第一本地振盪器、一第一混頻器、一分配器、一第二本地振盪器、一第二混頻器、一第三本地振盪器以及一第三混頻器。該接收端用來接收一射頻訊號，其中該射頻訊號操作於一第一頻帶。該第一本地振盪器，耦接於該接收端，用來產生一第一頻率。該第一混頻器，耦接於該第一本地振盪器，用來根據該射頻訊號以及該第一頻率，將該射頻訊號操作於一第二頻帶。該分配器，耦接於該第一混頻器，用來將該第二頻帶之該射頻訊號分成一第一訊號以及一第二訊號。該第二本地振盪器，用來產生一第二頻率。該第二混頻器，用來根據該第二頻率以及該第一訊號，將該第一訊號操作於一第三頻帶。該第三本地振盪器，用來產生一第三頻率。該第三混頻器，用來根據該第三頻率以及該第二訊號，將該第二訊號操作於一第四頻帶。其中，該第一頻率為9.94GHz；該第二頻率為9.75GHz；該第三頻率為10.6GHz。

10、20、30、40‧‧‧訊號轉換裝置

120‧‧‧放大器

LO1、LO2、LO3‧‧‧本地振盪器

BPF1、BPF2、BPF3、BPF4‧‧‧帶通濾波器

BPF5、BPF6、BPF7、BPF8、BPF9‧‧‧帶通濾波器

130、131、132‧‧‧混頻器

140、141、142、143、160‧‧‧分配器

150、170、180、190‧‧‧開關模組

1200‧‧‧寬頻低雜訊降頻器

1400‧‧‧訊號轉換裝置

1600‧‧‧機上盒

output1、output2、output3、output4‧‧‧輸出端

RF‧‧‧射頻訊號

f1、f2、f3‧‧‧頻率

SW1、SW2、SW3、SW4‧‧‧開關

SW5、SW6、SW7、SW8‧‧‧開關

第1圖為本發明實施例一無線系統之示意圖。

第2圖為本發明實施例一訊號轉換裝置之示意圖。

第3圖為本發明實施例一訊號轉換裝置之示意圖。

第4圖為本發明實施例一訊號轉換裝置之示意圖。

第5圖為本發明實施例一訊號轉換裝置之示意圖。

第6圖為本發明實施例一訊號轉換裝置之示意圖。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一無線系統1000之示意圖。無線系統1000包含有一寬頻低雜訊降頻器(low-noise block downconverter，LNB)1200、一訊號轉換裝置1400以及一機上盒(Set Top Box，STB)1600。訊號轉換裝置1400耦接於寬頻低雜訊降頻器1200以及機上盒1600之間，用來轉換寬頻低雜訊降頻器1200所輸出的訊號，並輸入至機上盒1600。寬頻低雜訊降頻器1200可將一射頻訊號RF由垂直極化支路以及水平極化支路輸入至訊號轉換裝置1400。較佳地，訊號轉換裝置1400傳送四路訊號至機上盒1600。其中，射頻訊號RF之大致介於在290與2340MHz。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一訊號轉換裝置10之示意圖。訊號轉換裝置10可用來實現訊號轉換裝置1400。訊號轉換裝置10包含有接收端110以及112、複數個放大器120、本地振盪器LO1、LO2以及LO3、複數個帶通濾波器BPF1、BPF2、BPF3、BPF4、BPF5以及BPF6、複數個混頻器130、131以及132、分配器140、開關模組150以及輸出端output1、output2、output3以及output4。一射頻訊號RF可分別傳送至訊號轉換裝置10之一垂直極化支路以及一水平極化支路，並分別由接收端110、120所接收。射頻訊號RF，係由一低雜訊降頻器(low-noise block downconverter，LNB)(未示於第2圖中)所傳送，射頻訊號RF之一頻帶B1大致介於在290與2340MHz。複數個放大器120用來放大其前級之訊號。本地振盪器LO1、LO2以及LO3分別用來產生頻率f1、f2以及f3。其中，頻率f1為9.94GHz；頻率f2為9.75GHz；頻率f3為10.6GHz。混頻器130，耦接於本地振盪器LO1，用來根據射頻訊號RF以及頻率f1，將射頻訊號RF操作於一頻帶B2，其中頻帶B2大致介於在7.6GHz與9.65GHz。分配器140，耦接於混頻器130，用來將頻帶B2之射頻訊號RF分成一第一訊號以及一第二訊號。混頻器131，用來根據頻率f2(9.75GHz)以及第一訊號，將第一訊號操作於一頻帶B3，其中頻帶B3大致介於在1100MHz與2150MHz。混頻器132，用來根據頻率f3(10.6GHz)以及第二訊號，將第二訊號操作於一頻帶B4，其中頻帶B4大致介於950MHz與1950MHz。其中，頻帶B3、B4為一傳統機上盒可接收之頻帶。帶通通濾波器BPF1之頻帶相同於頻帶B1，用來隔離頻帶B1外之雜訊。帶通濾波器BPF2，耦接於混頻器130，其頻帶相同於頻帶B2，用來隔離頻帶B2外之雜訊。帶通濾波器BPF4，耦接於分配器140以及混頻器132，其頻帶相同於第二訊號之頻帶。帶通濾波器BPF3，耦接於分配器140以及混頻器131，其頻帶相同於第一訊號之頻帶。帶通通濾波器BPF5，耦接於混頻器132，其頻帶相同於頻帶B4(950MHz~1950MHz)，用來隔離頻帶B4外之雜訊。帶通濾波器BPF6，耦接於混頻器131，其頻帶相同於頻帶B3(1100MHz~2150MHz)，用來隔離頻帶B3外之雜訊。較佳地，上述混頻器130、131、132可由一蕭基二極體所實現。開關模組150包含開關SW1以及SW2，分別耦接輸出端output1、output2以及輸出端output3、output4，用來切換垂直極化支路之第一訊號以及第二訊號以及水平極化支路之第一訊號以及第二訊號輸出至輸出端output1、output2、output3以及output4。因此，透過訊號轉換裝置10可將前端低雜訊降頻器之射頻訊號RF(290~2340MHz)轉頻至頻帶B3(1100MHz~2150MHz)、B4(950MHz~1950MHz)，以輸出給傳統功能的機上盒接收。需注意的是，訊號轉換裝置10除了上述帶通通濾波器BPF1、BPF2、BPF3、BPF4、BPF5以及BPF6外，可根據實際需求增加濾波器之個數或高通濾波器以及低通濾波器，而不限於此。請參考第3圖，第3圖為本發明訊號轉換裝置10之另一實施例之示意圖。如3圖所示，訊號轉換裝置10可個別於本地振盪器LO1、LO2、LO3與混頻器130、131、132間增加分配器141、142、143以及濾波器BPF7、BPF8、BPF9。第3圖之詳細實施方式可參考上述，於此不再贅述。

更進一步地說明，低雜訊降頻器輸出頻帶B1(即，290~2340MHz)之射頻訊號RF，並透過垂直極化支路以及水平極化支路輸入訊號轉換裝置10。接著，訊號轉換裝置10之放大器120放大射頻訊號RF，並輸出至混頻器130。混頻器130利用本地振盪器LO1所產生的頻率f1(9.94GHz)，將射頻訊號RF升頻至頻帶B2(即，7.6~9.65GHz)。其中，頻帶B2落於IEEE標準之X頻段(8~12GHz)內。分配器140將升頻後的訊號分成第一訊號以及第二訊號兩路，其中第二訊號大約介於8.65~9.65GHz，第一訊號大約介於7.6~8.65GHz。混頻器131再利用本地振盪器LO2所產生的頻率f2(9.75GHz)，將第一訊號降頻至頻帶B3(即，1100~2150MHz)。混頻器132利用本地振盪器LO3所產生的頻率f3(10.6GHz)，將第二訊號降頻至頻帶B4(即，950~1950MHz)。如此一來，訊號轉換裝置10可將低雜訊降頻器之射頻訊號RF(290~2340MHz)轉頻回頻率介於950MHz至2150MHz之傳統四路訊號(VL/VH/HL/HH)，並輸出給傳統功能的機上盒接收。由於本地振盪器LO1、LO2以及LO3為分別9.94GHz、9.75GHz以及10.6GHz，因此可有效降低本地振盪器所產生的突波(spurs)落入950MHz至2150MHz頻段間，如表一所示：

根據表一，本地振盪器LO1、LO2以及LO3僅在1.32、1.7、1.98GHz等三個頻率產生的突波，無混頻所產生的頻帶內突波(in-band spurious)，且升降頻的頻率無重疊，因此不須採用高隔離度的混頻器，以及具有低耗功率之特徵。相較於習知採用L/S/C頻段間的轉換，本發明實施例之訊號轉換裝置10是透過本地振盪器LO1(9.94GHz)將射頻訊號RF(290~2340MHz)訊號轉頻至X頻段，再利用傳統的本地振盪器LO2以及LO3(9.75GHz、10.6GHz)將訊號降頻回傳統的四路訊號(VL/VH/HL/HH)。由於本發明實施例避開一般L/S/C頻段間的轉換，因此不需要昂貴與高耗電流的轉頻晶片將訊號升頻與降頻後還原，進一步節省轉頻晶片所造成會500-1000mA多餘耗電量。此外，習知升頻與降頻晶片的輸入輸出端的隔離度必須大於40dB，導致升頻與降頻晶片設計難度與價錢相對高，本發明實施例之訊號轉換裝置10亦可解決此問題。

請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一訊號轉換裝置20之示意圖。訊號轉換裝置20之基本架構與訊號轉換裝置10類似，因此相同元件以及相同訊號用相同符號表示。訊號轉換裝置20與訊號轉換裝置10之不同之處在於訊號轉換裝置20之開關模組150之輸出為二路，而訊號轉換裝置10之開關模組150之輸出為四路。在此情況下，訊號轉換裝置20僅包含有開關SW1以及輸出端output1、output2。

另一方面，為了可同時支援新型機上盒或寬頻機上盒，訊號轉換裝置10可增加其他電路元件。請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一訊號轉換裝置30之示意圖。訊號轉換裝置30之基本架構與訊號轉換裝置10類似，因此相同元件以及相同訊號用相同符號表示。訊號轉換裝置30與訊號轉換裝置10之不同之處在於訊號轉換裝置30包含有一分配器160以及一開關模組170。分配器170耦接於接收端110以及112，用來分接射頻訊號RF。開關模組170包含有一開關SW3、SW4，耦接於分配器160以及開關模組150，用來根據一機上盒之一訊號S，切換開關SW3、SW4輸出射頻訊號RF或降頻後的第一訊號以及第二訊號。訊號S可為一數位衛星設備控制(Digital Satellite Equipment Control，DiSEqC)訊號、頻率偏移調變(Frequency-Shift Keying，FSK)或包含一電壓資訊，用來指示該機上盒為一傳統機上盒或一寬頻機上盒。當訊號S指示該機上盒為傳統機上盒時，開關模組170切換開關SW3、SW4輸出降頻後的第一訊號以及第二訊號至輸出端output1以及output2。當訊號S指示該機上盒為寬頻機上盒時，開關模組170切換開關SW3、SW4輸出射頻訊號RF至輸出端output1以及output2。

請參考第6圖，第6圖為本發明實施例一訊號轉換裝置40之示意圖。訊號轉換裝置40之基本架構與訊號轉換裝置20類似，因此相同元件以及相同訊號用相同符號表示。訊號轉換裝置40與訊號轉換裝置20之不同之處在於訊號轉換裝置40包含有一開關模組180以及一開關模組190。開關模組180包含開關SW7、SW8，耦接於接收端110以及112，用來切換開關SW7、SW8以輸出射頻訊號RF至不同端點。開關模組190包含開關SW5、SW6，耦接於開關模組150以及開關模組180，用來根據訊號S，切換開關SW5、SW6以輸出射頻訊號RF或降頻後的第一訊號以及第二訊號。當訊號S指示該機上盒為傳統機上盒時，開關模組180切換開關SW7、SW8以輸出射頻訊號至放大器120，開關模組190切換開關SW5、SW6以輸出降頻後的第一訊號以及第二訊號至輸出端output1以及output2。當訊號S指示該機上盒為寬頻機上盒時，開關模組180切換開關SW7、SW8以輸出射頻訊號RF至開關模組190，開關模組190切換開關SW5、SW6以輸出射頻訊號RF至輸出端output1以及output2。

綜上所述，訊號轉換裝置先利用放大器將射頻訊號放大後輸入第一混頻器，利用9.94GHz之本地振盪器將中頻的射頻訊號升頻至7.6~9.65GHz，再利用分配器將升頻後訊號分成8.65~9.65GHz的第二訊號以及7.6~8.65GHz的第一訊號，再分別利用10.6GHz之本地振盪器與9.75GHz之本地振盪器將第二訊號以及第一訊號轉回950~1950MHz與1100~2150MHz。最後，透過開關模組輸出給傳統的機上盒。簡單的來說，訊號轉換裝置將290~2340MHz射頻訊號輸入後，轉回傳統機上盒可接收之四路訊號(例如：VL/VH/HL/HH)。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧訊號轉換裝置

120‧‧‧放大器

LO1、LO2、LO3‧‧‧本地振盪器

BPF1、BPF2、BPF3、BPF4、BPF5、BPF6‧‧‧帶通濾波器

130、131、132‧‧‧混頻器

140‧‧‧分配器

150‧‧‧開關模組

output1、output2、output3、output4‧‧‧輸出端

RF‧‧‧射頻訊號

f1、f2、f3‧‧‧頻率

SW1、SW2‧‧‧開關

Claims

一種訊號轉換裝置，包含有：一接收端，用來接收一射頻訊號，該射頻訊號操作於一第一頻帶；一第一本地振盪器，耦接於該接收端，用來產生一第一頻率；一第一混頻器，耦接於該第一本地振盪器，用來根據該射頻訊號以及該第一頻率，將該射頻訊號操作於一第二頻帶；一第一分配器，耦接於該第一混頻器，用來將該第二頻帶之該射頻訊號分成一第一訊號以及一第二訊號；一第二本地振盪器，用來產生一第二頻率；一第二混頻器，用來根據該第二頻率以及該第一訊號，將該第一訊號操作於一第三頻帶；一第三本地振盪器，用來產生一第三頻率；以及一第三混頻器，用來根據該第三頻率以及該第二訊號，將該第二訊號操作於一第四頻帶；其中，該第一頻率為9.94GHz；該第二頻率為9.75GHz；該第三頻率為10.6GHz。
如請求項1所述之訊號轉換裝置，其中該第一頻帶大致介於290MHz與2340MHz；該第二頻帶大致介於7.6GHz與9.65GHz；第三頻帶大致介於1100MHz與2150MHz；第四頻帶大致介於950MHz與1950MHz。
如請求項1所述之訊號轉換裝置，其另包含：一放大器，耦接於該接收端，用來放大該射頻訊號；一第一帶通濾波器，耦接於該放大器，該第一帶通濾波器之頻帶相同於該第一頻帶；一第二帶通濾波器，耦接於該第一混頻器，該第二帶通濾波器之頻帶相同於該第二頻帶；一第三帶通濾波器，耦接於該第一分配器，該第三帶通濾波器之頻帶相同於該第二訊號之頻帶；一第四帶通濾波器，耦接於該第一分配器，該第四帶通濾波器之頻帶相同於該第一訊號之頻帶；一第五帶通濾波器，耦接於該第三混頻器，該第五帶通濾波器之頻帶相同於該第四頻帶；以及一第六帶通濾波器，耦接於該第二混頻器，該第六帶通濾波器之頻帶相同於該第三頻帶。
如請求項1所述之訊號轉換裝置，其中該第一混頻器、該第二混頻器以及該第三混頻器可由一蕭基二極體組成。
如請求項1所述之訊號轉換裝置，其另包含：複數個輸出端；以及一第一開關模組，耦接於該第二混頻器以及該第三混頻器，用來切換降頻後之該第一訊號以及該第二訊號以輸出至該複數個輸出端。
如請求項5所述之訊號轉換裝置，其另包含：一第二分配器，耦接於該接收端，用來分接該射頻訊號；以及一第二開關模組，耦接於該第二分配器以及該第一開關模組，用來根據一電子裝置之一訊號切換輸出該射頻訊號或降頻後之該第一訊號以及該第二訊號。
如請求項6所述之訊號轉換裝置，其中該訊號用來指示該電子裝置為一傳統機上盒或一寬頻機上盒。
如請求項6所述之訊號轉換裝置，其中該訊號為一數位衛星設備控制(Digital Satellite Equipment Control，DiSEqC)訊號、頻率偏移調變(Frequency-Shift Keying，FSK)或包含一電壓資訊。
如請求項5所述之訊號轉換裝置，其另包含：一第二開關模組，耦接於該接收端，用來切換該射頻訊號之輸出；以及一第三開關模組，耦接於該第一開關模組以及該第二開關模組，用來根據一電子裝置之一訊號切換輸出該射頻訊號或降頻後之該第一訊號以及該第二訊號。
如請求項9所述之訊號轉換裝置，其中該訊號用來指示該電子裝置為一傳統機上盒或一寬頻機上盒。
如請求項9所述之訊號轉換裝置，其中該訊號為一數位衛星設備控制(Digital Satellite Equipment Control，DiSEqC)訊號、頻率偏移調變(Frequency-Shift Keying，FSK)或包含一電壓資訊。