TWI513100B

TWI513100B - 運用於電子裝置的射頻信號傳輸電路

Info

Publication number: TWI513100B
Application number: TW100123378A
Authority: TW
Inventors: Wn Chion Chang; Chien Ming Yeh
Original assignee: Avermedia Tech Inc
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2015-12-11
Also published as: TW201304274A

Description

運用於電子裝置的射頻信號傳輸電路

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種運用於電子裝置的射頻信號傳輸電路。

眾所周知，現今桌上型電腦、筆記型電腦、一體機電腦(AIO)、或者可收看電視的視訊盒(TV box)...等等的電子裝置已可以安裝一電視卡(TV card)來觀看各種電視節目。而在電子裝置中，需要一外接天線來接收射頻信號(RF signal)並傳輸至電視卡，使得電視卡可據以產生電視信號並顯示於螢幕上。

請參照第1圖，其所繪示為習知電子裝置示意圖。電子裝置100機殼上具有一第一射頻連接器(RF connector)120，而電子裝置100內部具有一電視卡180。為了達成電信號連接，可彎曲同軸電纜線(flexible coaxial cable)122的二端分別連接至第一射頻連接器120以及第二射頻連接器124。而電視卡180上則具有一第三射頻連接器184信號連接至處理單元186。因此，將第二射頻連接器124與第三射頻連接器184相互連接，即可完成電子裝置100內部的射頻信號傳遞路徑。

再者，外部天線150經由一同軸電纜線152連接至一第四射頻連接器154。因此，將第四射頻連接器154與第一射頻連接器120相互連接，即可完成電子裝置100外部的射頻信號傳遞路徑。

由天線150接收到的射頻信號傳遞至電視卡180皆是利用單端點(single ended)同軸電纜線。此同軸電纜線152與122係在電纜線外圍提供管狀的導電保護層(tubular conducting shielding layer)而在纜線中心提供內部導電線(inner conductor)。一般來說，同軸電纜線152與122的內部導電線係用來傳遞射頻信號，而管狀的導電保護層係接地並且可以防止射頻信號受到電磁干擾。

以筆記型電腦這類的電子裝置100為例，其內部除了電視卡180之外更包括其他電路，例如電源調節器(power regulator)、時脈產生器(clock generator)、高速電子晶片等等。而此電路會產生極嚴重的電磁干擾。

因此，電子裝置180內，同軸電纜線122線的佈局還是需要遠離該些電磁干擾源，以防止電磁干擾影響到射頻信號，進而影響到電視信號的品質。

然而，不論電子裝置180中同軸電纜線122線的佈局為何，其距離電磁干擾源還是很近。因此，雖然同軸電纜線122已經有管狀的導電保護層，但是射頻信號的品質仍舊會受到干擾。

如果同軸電纜線122很靠近電磁干擾原時，將使得射頻信號的雜訊(noise)變多且品質會變的很差，而電視信號所產生的影像上將有斜紋雜訊，影響收視品質。

本發明的目的係提出一種運用於電子裝置中的射頻信號傳輸電路。利用相互接觸的二同軸電纜線來感應電子裝置中的電磁干擾，並且消除電磁干擾所產生的雜訊。

本發明提出一種運用於電子裝置的射頻信號傳輸電路，連接至一天線，包括：第一射頻連接器，位於電子裝置機殼上，接收天線的單端點射頻信號；單端差動轉換單元，連接至第一射頻連接器，以接收單端點射頻信號並轉換為正差動射頻信號與負差動射頻信號；第一同軸電纜線，連接至單端差動轉換單元以接收正差動射頻信號；第二同軸電纜線，連接至單端差動轉換單元以接收負差動射頻信號；差動單端轉換單元，連接至第一同軸電纜線與第二同軸電纜線，以接收正差動射頻信號與負差動射頻信號，並轉換為單端點射頻信號；與處理單元，連接至差動單端轉換單元，以接收單端點射頻信號。

再者，本發明提出一種電子裝置中的射頻信號傳輸電路，連接至一天線，包括：一第一射頻連接器，位於該電子裝置機殼上，可接收該天線的一單端點射頻信號；一第一同軸電纜線，具有一第一端與一第二端，該第一同軸電纜線的該第一端連接至該單端差動轉換單元以接收該單端點差動射頻信號；一第二同軸電纜線，具有一第一端與一第二端，該第二同軸電纜線的該第一端為開路；一差動單端轉換單元，連接至該第一同軸電纜線的該第二端與該第二同軸電纜線的該第二端，並產生該單端點射頻信號；以及一處理單元，連接至該差動單端轉換單元，以接收該單端點射頻信號。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第2圖，其所繪示為本發明的射頻信號傳輸電路的第一實施例。電子裝置200中包括一信號轉換子卡230、同軸電纜線250、260以及一射頻接收單元280。信號轉換子卡230中具有一第一射頻連接器220、單端差動轉換單元(signal-ended to differential converting unit)236、第二射頻連接器232、與第三射頻連接器234。而射頻接收單元280可為一電視卡。

第一射頻連接器220位於機殼上，可接收外部天線240產生的射頻信號，單端差動轉換單元236連接至第一射頻連接器220以接收單端點的射頻信號並轉換為差動射頻信號(+、-)。而差動射頻信號(+、-)分別傳遞至第二射頻連接器232與第三射頻連接器234。

本發明係利用二相互接觸的可彎曲同軸電纜線250、260來傳遞差動射頻信號(+、-)。第一同軸電纜線250二端具有第四頻連接器252、第五射頻連接器256。第二同軸電纜線260二端具有第六頻連接器262、第七射頻連接器268。

再者，射頻接收單元280包括一第八射頻連接器286、第九射頻連接器288、差動單端轉換單元282、以及處理單元284。第八射頻連接器286與第九射頻連接器288分別連接至第六射頻連接器256、第七射頻連接器268以接收差動射頻信號(+、-)並傳遞至差動單端轉換單元282。差動單端轉換單元282將差動射頻信號(+、-)轉換為單端點射頻信號並輸入處理單元284。

再者，由於外部天線240經由一第三同軸電纜線242連接至一第十射頻連接器245。因此，將第十射頻連接器245與第一射頻連接器220相互連接，即可完成電子裝置200外部的射頻信號傳遞路徑。

根據本發明的實施例，為了防止電子裝置200內部其他電路205中的電磁干擾影響到射頻信號的品質，本發明先將單端點的射頻信號利用單端差動轉換單元236轉換為差動射頻信號(+、-)。由於本發明利用相互接觸的同軸電纜線250、260來傳遞差動射頻信號(+、-)，雖然二條同軸電纜線250、260皆具有管狀的導電保護層連接至接地端以防止電磁干擾，但在同軸電纜線250、260的內部導電線仍舊會受到其他電路205的電磁干擾，並產生相同的雜訊。當差動射頻信號(+、-)傳遞至差動單端轉換單元282進行差動射頻信號(+、-)轉換為單端點射頻信號時，即可輕易地將差動射頻信號(+、-)上的共模雜訊(common mode noise)，亦即電磁干擾所產生雜訊消除。而處理單元284即可根據消除共模雜訊的射頻信號產生品質極佳的電視信號以及影像。其中，其他電路205可為電源調節器、時脈產生器、或者高速電子晶片等等。

舉例來說，當第一射頻連接器220接收到的射頻信號為Rf(t)，則單端差動轉換單元235產生的二個差動射頻信號為(1/2)Rf(t)以及(-1/2)Rf(t)，亦即二個差動射頻信號的大小相同但是相位相差180度。當差動射頻信號經過二同軸電纜線250、260後皆會受到其他電路205相同的電磁干擾，因此二個差動射頻信號為[(1/2)Rf(t)+Δn(t)]以及[(-1/2)Rf(t)+Δn(t)]，其中+Δn(t)即為雜訊。接著，差動單端轉換單元282將二個差動射頻信號相減後即為單端點射頻信號Rf(t)，亦即[(1/2)Rf(t)+Δn(t)-(-1/2)Rf(t)-Δn(t)]=Rf(t)。換句話說，本發明可以輕易地將差動射頻信號(+、-)上的共模雜訊(common mode noise)，亦即電磁干擾所產生的雜訊消除。

再者，第2圖係利用相互接觸且平行的同軸電纜線250、260來傳遞差動射頻信號(+、-)。當然，本發明也可以利用相互接觸的同軸電纜雙絞線(twisted pair coaxial cable)來傳遞差動射頻信號(+、-)。

再者，在第2圖的說明中係利用第二射頻連接器252至第九射頻連接器288以及其連接關係來達成傳遞差動射頻信號(+、-)的目的。但是，為了成本上的考量，也可以利用焊接的方式來取代第二射頻連接器252至第九射頻連接器288的功能。

請參照第3圖，其所繪示為本發明的射頻信號傳輸電路的第二實施例。電子裝置300中包括一第一射頻連接器220、同軸電纜線350、360以及一射頻接收單元280。

第一射頻連接器220位於機殼上，可接收外部天線240產生的射頻信號，並傳遞至第二射頻連接器332。

本發明係利用二相互接觸的可彎曲同軸電纜線350、360。其中，第一同軸電纜線350二端具有第三頻連接器352、第四射頻連接器356。第二同軸電纜線360二端具有第五頻連接器362、第六射頻連接器358。

再者，射頻接收單元280與外部天線240皆與第一實施例相同，不再贅述。

相較於第一實施例，第二射頻連接器332僅連接至二相互接觸的同軸電纜線350、360的其中之一。如第3圖所示，第一同軸電纜線350的第三射頻連接器352連接至第二射頻連接器332。而第二同軸電纜線260的第五射頻連接器362則是開迴路(open)，並沒有連接至任何射頻連接器。也就是說，第一同軸電纜線350係傳遞單端點的射頻信號，而第二同軸電纜線360並未傳遞任何射頻信號。

根據本發明的實施例，為了防止電子裝置300內部其他電路305的電磁干擾，本發明利用相互接觸的同軸電纜線350、360來感應電子裝置300中其他電路305的電磁干擾。因此，當此二電同軸電纜線350、360同時連接至射頻接收單元280且差動單端轉換單元282進行轉換時，也可以將二同軸電纜線350、360上的共模雜訊，亦即電磁干擾所產生雜訊消除。而處理單元284即可根據消除共模雜訊的射頻信號產生品質極佳的電視信號以及影像。

舉例來說，當第一射頻連接器220接收到的射頻信號為Rf(t)，則第一同軸電纜線350上的信號即為Rf(t)，而第二同軸電纜線360上則無任何信號。再者，二同軸電纜線350、360在電子裝置300內部會受到其他電路305相同的電磁干擾，因此第一同軸電纜線350上的信號為[Rf(t)+Δn(t)]，而第二同軸電纜線350上的信號為[Δn(t)]，其中+Δn(t)即為雜訊。接著，差動單端轉換單元282即可轉換為單端點射頻信號Rf(t)，亦即[Rf(t)+Δn(t)-Δn(t)]=Rf(t)。因此，差動單端轉換單元282可將電磁干擾所產生的雜訊消除。

再者，第3圖係為相互接觸且平行的同軸電纜線350、360。當然，本發明也可以利用相互接觸的同軸電纜雙絞線來取代。再者，為了成本上的考量可以在電子裝置300上留下第一射頻連接器220，而其他射頻連接器則利用焊接的方式來取代。

眾所周知，單端差動轉換單元236以及差動單端轉換單元可以利用許多電路方式來實現。以下僅各介紹一種電路，但並非用來限制本發明。

請參照第4圖，其所繪示為單端差動轉換單元示意圖。利用一中間抽頭電壓器239，其中，一次側的一端a1接收單端點射頻信號，一次側的另一端接地；二次側的b1端可產生正差動射頻信號，二次側的c1端可產生負差動射頻信號，二次側的中間端接地。

請參照第五圖，其所繪示為差動單端轉換單元示意圖。利用一差動放大器289，其中，正輸入端(b2)接收正差動射頻信號，負輸入端(c2)接收負差動射頻信號，輸出端即可產生單端點射頻信號。

因此，本發明的優點在於利用相互接觸的同軸電纜線來感應電子裝置中的電磁干擾。並且於差動單端轉換單元282進行轉換時，將二同軸電纜線上的共模雜訊消除。如此，處理單元即可根據消除共模雜訊的射頻信號產生品質極佳的電視信號以及影像。

再者，上述的射頻接收單元280並非僅使用在電視系統的電視卡而已。本發明當然也可以應用在WiFi系統的射頻接收單元、或者是衛星電視的射頻接收單元，利用本發明的實施例也可以獲得高品質的單端點射頻信號。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．電子裝置

120．．．第一射頻連接器

122．．．同軸電纜線

124．．．第二射頻連接器

150．．．天線

152．．．同軸電纜線

154．．．第三射頻連接器

180．．．電視卡

184．．．第四射頻連接器

186．．．處理單元

200．．．電子裝置

205．．．其他電路

220．．．第一射頻連接器

230．．．信號轉換子卡

232．．．第二射頻連接器

234．．．第三射頻連接器

236．．．單端差動轉換單元

239．．．中間抽頭變壓器

240．．．天線

242．．．第三同軸電纜線

245．．．第十射頻連接器

250．．．第一同軸電纜線

252．．．第四射頻連接器

256．．．第五射頻連接器

260．．．第二同軸電纜線

262．．．第六射頻連接器

268．．．第七射頻連接器

280．．．射頻接收單元

282．．．差動單端轉換單元

284．．．處理單元

286．．．第八射頻連接器

288．．．第九射頻連接器

289．．．差動放大器

300．．．電子裝置

305．．．其他電路

332．．．第二射頻連接器

350．．．第一同軸電纜線

352．．．第三射頻連接器

254．．．第四射頻連接器

360．．．第二同軸電纜線

362．．．第五射頻連接器

368．．．第六射頻連接器

第1圖所繪示為習知電子裝置示意圖。

第2圖所繪示為本發明的射頻信號傳輸電路的第一實施例。

第3圖所繪示為本發明的射頻信號傳輸電路的第二實施例。

第4圖所繪示為單端差動轉換單元示意圖。

第5圖所繪示為差動單端轉換單元示意圖。