专利名称：机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及--种通信装置，主要是一种机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展 系统。
背景技术：
数字电视信号已逐渐成为将来电视信号的主流。原有的有线模拟信号将逐步停播，或者 仅在有限的若干频道上播送。当前，已有部分实施数字电视推广的地区或区域，已经停止了 模拟信号的播出。
在一体化的数字电视接收机，也就是同时具备数字信号解码以及播放的电视接收机出现 并成为电视产品的主流之前，千家万户所使用的电视接收机的主流品种仍然是仅具备播出而 不具备数字信号解码的传统电视接收机。针对这种电视接收机的数字电视信号解决方案，就 是增加一台俗称为"机顶盒"的数字电视信号解码器，通过解码器将数字电视信号解码后还 原成视音频分离信号，输入电视接收机的AV输入口，在电视接收机上再现电视影像和声音。 电视接收机和机顶盒具备"一对一"的关系，也就是说， 一台机顶盒只能应用于一台电视接 收机。
但目前的家庭中， 一般都配置若干台电视接收机，比如客厅，卧室，书房等等，并已经 根据原有的有线模拟信号传输方式，铺设有线电视同轴电缆到各个区域。但是由于机顶盒"一 对-"的关系，如果需要在其他区域里收看电视，就必须另外在那个区域的电视接收机边再 配置一台机顶盒。 一般家庭的日常生活中，虽然在多区域中配置了若干电视接收机，但同时 收看的往往只有一台或者两台电视接收机，如果按照电视接收机的数量去添置机顶盒，除了 对机顶盒硬件设备的另外购置投资以及产生的不充分利用，而且额外负担了按照机顶盒数量 成倍增加的有线电视收视费。
纠其原因，就是因为向机顶盒输入的红外控制信号和机顶盒输出的视音频信号，无法向
多个区域中延伸和扩展机顶盒红外遥控器发出的控制信号，必须要对准机顶盒，并且相互说明书第2/9页
之间不能有较厚或较不透明的遮挡物；而且，机顶盒输出的是视音频的分离信号，而不是复 合视音频信号，所以无法通过原有铺设的同轴线传输到其他区域中去。如果能够将红外控制 信号在一个区域里发送，穿透墙壁等的阻碍物，控制另一个区域里的机顶盒，并将机顶盒输 出的视音频信号，通过已有的同轴线传输到本区域的电视接收机上，就可以解决机顶盒无法 在多个区域里的各台电视接收机之间复用的问题。 发明内容
为了解决目前机顶盒无法将信号包括输入的控制信号以及输出的视音频信号，延伸和扩 展到其他区域中的问题，本实用新型提供一种机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系 统，用于实现红外控制信号和视音频信号转换后跨区域传输。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案这种机顶盒遥控信号及视音频信号的多区 域延展系统，包括
机顶盒，用于解码有线电视信号中的数字部分，转换成视音频分离信号，再传回机顶盒 信号转换器；
一组安装在子区域的遥控信号转发器，用于接收子区域中的机顶盒遥控器发出的红外遥 控信号，并将红外遥控信号转换成无线射频信号，通过天线向空中发送；
安装在主区域的机顶盒信号转换器，用于接收空中的无线射频信号转换成红外遥控信号， 并将该遥控信号进行转换和调制，通过红外发射管，发送给机顶盒；同时将机顶盒输出的视 音频分离信号转换成视音频复合信号，转换后的视音频复合信号经功率放大后，通过同轴线， 传输到其他子区域里的电视接收机上；以及
同轴进线在主区域通过机顶盒信号转换器与机顶盒相连接。
本实用新型可以通过下述方式进一步完善.-
本实用新型所述的遥控信号转发器包括
单片机，以它为中心分别连接红外接收电路、无线发射模块、以及配置存储器，用于将 接收到的红外脉冲遥控信号和机顶盒信号转换器设备编号一起重新编码后，通过无线信号调 制电路进行特定频率的高频调制，并通过天线向空间发送；
红外接收电路，包括红外接收管，用于接收机顶盒遥控器发出的调制在38KHz上的红外 脉冲遥控信号；及解调电路，用于解调红外脉冲遥控信号；
无线发射模块，包括用于高频调制的无线信号调制电路和天线；
配置存储器，用于存储与遥控信号转发器配对的机顶盒信号转换器设备编号。
本实用新型所述的机顶盒信号转换器包括-
视音频信号处理电路，由视音频分离信号向视音频复合信号的转换电路和视音频复合信 号混合电路组成视音频分离信号向视音频复合信号的转换电路，用于将视音频分离信号组 合成视音频复合信号并在特定频段上进行调制，转换后获得的视音频复合信号，输入视音频 复合信号混合电路；视音频复合信号混合电路，用于将转换获得的视音频复合信号进行功率 放大后，与同轴线上的原信号进行叠加，再通过有线电视同轴线输出，传输到其他区域里的 电视接收机上；
遥控信号处理电路以单片机为中心，分别连接无线接收模块、红外发射电路，其中的无 线接收模块包括用于特定频率的高频解调的无线信号解调电路和天线，红外发射电路包括驱 动电路和红外发射管；单片机，用于将通过无线接收模块收到的信号解码，获得红外脉冲遥 控信号和机顶盒信号转换器设备编号，并比较设备编号和本机顶盒信号转换器的设备编号是 否一致，如果一致，则将红外脉冲遥控信号通过38KHz的方波调制并经过驱动电路驱动后， 通过红外发射管发射，发送给机顶盒，实现对机顶盒的控制；
本实用新型的数字电视信号通过同轴进线输入机顶盒信号转换器，在视音频复合信号混 合电路中旁路，直接输出进入机顶盒同轴输入，机顶盒将数字电视信号解码后，通过机顶盒 AV输出，再输入到机顶盒信号转换器中的视音频分离信号向视音频复合信号的转换电路。
本实用新型所述的遥控信号转发器配置多个，安装在不同的子区域中。所述的机顶盒信 号转换器按照机顶盒的数量一对一配置。
本实用新型所述的每台机顶盒信号转换器具备唯一设备编号，遥控信号转发器中存储与 本转发器配对的机顶盒信号转换器设备编号。
本实用新型的有益效果是本实用新型可以将非本地的多个区域之一中发出的红外控制 信号，准确地传输给相应的机顶盒，并且将机顶盒输出的视音频信号，通过已铺设的有线电
视同轴线，传输给该区域内的电视接收机，实现机顶盒在多区域若干台电视接收机之间的共 享。多个区域内的电视接收机，可以共享同一台数字电视机顶盒。任何一个区域内的电视接 收机的使用，都和这台机顶盒安装在本区域内一样方便。直接经济效果就是用户减少了购买 多台机顶盒的费用，同时免于支付相应额外增加的有线电视收视费。
图1是本实用新型的系统应用原理图； 图2是本实用新型中遥控信号转发器原理框图； 图3是本实用新型中机顶盒信号转换器原理框图； 图4是本实用新型中配对配置示意图5是本实用新型遥控信号转发器的无线信号调制与发送电路图6是本实用新型遥控信号转发器的红外接收解调电路图7是本实用新型遥控信号转发器的配置存储电路图8是本实用新型遥控信号转发器的单片机电路图9是本实用新型中机顶盒信号转换器的天线信号解调电路图IO是本实用新型中机顶盒信号转换器的单片机与电源电路图11是本实用新型中机顶盒信号转换器的红外发射电路图12是本实用新型中机顶盒信号转换器的转换电路与信号混合电路图。
具体实施方式
以下结合附图及具体方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1系统应用原理图表述本套件在实际环境下的应用方案。有线电视信号经户外同轴进 线11进入家庭后，进入机顶盒8和机顶盒信号转换器7所在的主区域。 1、视音频信号的传输-
有线电视信号首先进入机顶盒信号转换器7，然后再传入机顶盒8。机顶盒8解码有线电 视信号中的数字部分，转换成视音频分离信号，再传回机顶盒信号转换器7。
机顶盒信号转换器7输出视音频分离信号，通过AV信号线9，输入主区域电视机IO，实 现本地电视机的收视功能。
同时，机顶盒信号转换器7将视音频分离信号转换为视音频复合信号，经过放大并与同 轴线中的原信号进行叠加后，通过同轴线，输入有线电视信号分配器5。视音频复合信号经 有线电视信号分配器5分配后，通过铺设的同轴电缆4进入各个子区域，输入子区域电视机 3中。子区域电视机3经过搜台调到该复合视音频信号所被调制的频段上，便可重现影像和 声音，实现子区域中电视机的收视功能。
2、机顶盒遥控信号的传输
将机顶盒遥控器1携入欲收视的子区域。将机顶盒遥控器1对准遥控信号转发器2，按动 遥控器上的按键，发出红外遥控信号。遥控信号转发器2接收红外遥控信号后，解调制并重 新编码，通过特定频率调制后以无线电波的方式，向空间发射。
无线电波覆盖范围可以设置在20米到50米之间，可穿越墙壁6等障碍物。 主区域的机顶盒信号转换器7按特定频率接收空中的无线电波信号。如果收到无线信号， 将此信号解调制，并判断编码是否一致，要求编码一致的目的是保障即使多套套件同时在小 范围内使用也不会造成相互之间的干扰。如果编码一致，则将信号中的遥控信号部分还原成 红外信号，并通过红外发射管发射给机顶盒8。如此，便可实现其他区域内对机顶盒的遥控 功能。
图2所示为遥控信号转发器的原理框图。
遥控信号转发器由红外接收管和红外解调器，单片机和配置存储器，无线信号调制电路 和天线，以及工作指示灯组成。
红外接收管接收机顶盒遥控器发出的调制在38KHz上的红外脉冲遥控信号，并通过红外 解调器解调后，输入单片机的I/O 口。单片机从配置存储器中取得与本转发器配对的机顶盒 信号转换器设备编号。单片机将红外脉冲遥控信号和机顶盒信号转换器设备编号一起重新编 码后，通过无线信号调制电路进行特定频率的高频调制，通过天线向空间发送。
工作指示灯的不同闪烁方式，用于来表示遥控信号转发器的工作状态。
图3所示为机顶盒信号转换器的原理框图。
机顶盒信号转换器电路上分为两部分视音频信号处理部分和遥控信号处理部分。
视音频信号处理部分由AV/RF转换电路和信号混合电路组成。数字电视信号通过有线电 视同轴线输入机顶盒信号转换器，在信号混合电路中旁路，直接输出进入机顶盒同轴输入。 机顶盒将数字电视信号解码后，通过机顶盒AV输出，再输入到机顶盒信号转换器的AV/RF 转换电路。AV/RF转换电路完成视音频分离信号向视音频复合信号的转换和在特定频段上的 调制。转换后获,得的视音频复合信号，输入信号混合电路。信号混合电路将转换获得的视音 频复合信号进行功率放大后，与同轴线中的原信号叠加，再通过有线电视同轴线输出。
遥控信号处理部分由天线和无线信号解调电路，单片机，驱动电路和红外发射管组成。 天线接收空中的无线信号，并通过无线信号解调电路进行特定频率的高频解调。收到信号后， 输入单片机的的I/O 口。单片机将信号解码，获得红外脉冲遥控信号和机顶盒信号转换器设 备编号。单片机首先判断设备编号和本机顶盒信号转换器的设备编号是否一致。如果一致， 则将红外脉冲遥控信号，通过38KHz的方波调制后，并经过驱动电路驱动后，通过红外发射 管发射。
图4所示是遥控信号转发器和机顶盒信号转换器的配对设置示意图。 将机顶盒信号转换器的红外发射管与遥控信号转发器的红外接收管对准。 按动机顶盒信号转换器上的轻触按键，机顶盒信号转换器的单片机将片内存储的唯一设
备编号，通过38KHz的方波调制后，并经过驱动电路驱动后，通过红外发射管发射。
遥控信号转发器的红外接收管收到此调制在38KHz上的信号，通过红外解调器解调后，
输入单片机的I/0 口。单片机解码得到机顶盒信号转换器的设备编号，将此设备编号写入配
置存储器。
工作指示灯的不同闪烁方式，用于来表示配置成功与否的状态。 图5-图8所示为遥控信号转发器的电路图。
遥控信号转发器采用4节AAA号电池供电。
遥控信号转发器由单片机电路，配置存储电路，红外接收解调电路和无线调制与发送电 路组成。
1 、单片机电路
单片机采用MCS-51系列的内部自带程序存储器的单片机如89C52实现。C7， R7和按键 S2组成了上电自动复位和手动复位电路，与89C52的复位脚RST相连。89C52的P1.4脚输 出的LED信号，经过R13,并通过9013小功率三极管Q1放大，驱动红外指示灯D1闪烁， 提示不同的工作状态。
2、配置存储电路
釆用AT24C02芯片实现对配置信息的存储。该芯片为2K EEPROM,其时钟输入线SCL 和数据输入输出线SDA，与89C52的P1,5和P1.6相连，用来保存所配对的机顶盒信号转换 器的设备编码。
3 、红外接收解调电路
采用SM3386红外遥控信号接收模块，附加必要的外围阻容件实现对红外遥控信号的接 收和解调。SM3386是红外接收管和红外解调器集成一体的小模块，可直接解调38KHZ的红 外遥控信号，并将解调后的脉冲波输入89C52的P3.2脚。
4 、无线信号调制与发送电路
采用nRF401无线收发芯片，并附加必要的外围电阻，电感和电容件实现对信号的高頻调 制与无线发送。nRF401是载波433MHz的单片FSK收发芯片，无需进行初始化和配置，不 需要对数据进行曼彻斯特编码。
89C52的P3.3连接nRF401的使能脚CS,在需要发送数据前，置位CS脚使nRF401进入 工作状态；89C52的P3.1TXD脚连接nRF401的数据输入脚DIN，在nRF401的CS脚使能的 前提下，89C52通过此通路向nRF401传送要发送的数据，经过nRF401芯片进行调制后，通 过天线连接脚ANT1连接的天线Pl,向空中发送无线髙频信号。
图9-图12所示为机顶盒信号转换器的电路图。
机顶盒信号转换器由单片机与电源电路，无线信号解调电路，红外发射电路，AV/RF转 换电路和信号混合电路组成。
1 、单片机与电源电路
机顶盒信号转换器采用外接电源稳压器6V供电。6V电源通过J8插口接入，经C3， C4 稳压和滤波后，输入7805三端电压调整芯片U2的Vin脚，稳定的5V电压通过Vout 口输出， 供整个设备使用。
单片机采用MCS-51系列的内部带有程序存储器的单片机如89C52。 C7, R5和按键S2 组成了上电自动复位和手动复位电路,与89C52的复位脚RST相连。R1和按键Sl连接89C52 的P1.4脚，按下S1后，89C52通过红外发射电路，向外部连续发送本转换器的设备编号。
2 、无线信号解调电路
采用nRF401无线收发芯片，附加必要的外围电阻，电感和电容件实现对无线高频信号的 接收与解调。
nRF401通过天线连接脚ANT1，从天线Pl从空中接收特定频率的无线高频信号，并进行 解调制。nRF401的数据输出脚DOUT连接89C52的P3.2RXD脚，解调制后的数据通过此通 路传入89C52。
3 、红外发射电路
在通过红外口发送数据时，89C52的P3.4脚输出38KHZ的信号调制方波，89C52的P1.0 脚输出遥控信号脉冲波。两脚相互连接，实现脉冲波基于38KHZ方波的调幅调制。调制后的 遥控信号通过9013三极管功率Q1放大后，驱动红外发射管D1向外部发送。
4、 AV/RF转换电路
机顶盒的音频信号左声道L-AUDIO从JPO插孔输入，右声道R-AUDIO从JP1插孔输入。 左右声道信号短接混合后，经过电容C8隔离，通过9018小功率高频三极管Q2进行信号放 大。放大后的信号通过耦合电感T1，进行相位和幅度的调整。调整后的音频信号，通过C18 和R18，接入卯18小功率高频三极管Q3的E极。
机顶盒的视频信号Video从插孔JP2输入。输入的Video信号经过R20, R21， R22,和 C19组成的滤波电路后，也接入9018小功率高频三极管Q3的E极，与调整后的音频信号进
行复合，形成视音频复合信号。
以9018小功率高频三极管Q4和周围元件R23， R24， C21， C22， C23, L6组成了一个 高频自振荡电路，在Q4的E极产生一个6.5MHZ左右的髙频载波。载波经过R25和R26分 压后，输入9018小功率高频三极管Q3的B极。如此，在9018小功率高频三极管Q3的C 极上，出现被载波调制后的视音频复合信号。
此视音频复合信号进入后面的信号混合电路。
5 、信号混合电路-
视音频复合信号经过C25，进入2SC3355高频放大管Q5的B极。Q5及周围的电阻，电 容和电感器件组成了第一级信号放大电路，对复合信号进行功率放大和倒相。倒相并放大后 的视音频信号从Q5的C极输出，并通过C28连接可调电阻R40。
可调电阻R40用于调整信号混合电路的整体放大增益。从R40抽头极输出的信号，经C34, 进入2SC3355高频放大管Q6的B极。Q6及周围的电阻，电容和电感器件组成了第二级信号 放大电路，对视音频复合信号进行功率二次放大和再次倒相恢复为原相位。
二次放大后的视音频复合信号从Q6的C极输出，并通过电容C37后与同轴线上的原信 号进行混合。C38和L9构成了抗扰电路，对高频干扰进行过滤。
同轴线的原信号从插孔JP4输入，并通过电容C42，与从AV/RF转换电路生成并经二次 放大电路放大的复合信号进行混合。C41和L10构成了抗扰电路，对高频干扰进行过滤。混 合后的信号从信号输出口 JP3输出。
权利要求1、一种机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系统，其特征是本系统包括机顶盒(8)，用于解码有线电视信号中的数字部分，转换成视音频分离信号，再传回机顶盒信号转换器(7)；一组安装在子区域的遥控信号转发器(2)，用于接收子区域中的机顶盒遥控器(1)发出的红外遥控信号，并将红外遥控信号转换成无线射频信号，通过天线向空中发送；安装在主区域的机顶盒信号转换器(7)，用于接收空中的无线射频信号转换成红外遥控信号，并将该遥控信号进行转换和调制，通过红外发射管，发送给机顶盒(8)；同时将机顶盒(8)输出的视音频分离信号转换成视音频复合信号，转换后的视音频复合信号经功率放大后，通过同轴线，传输到其他子区域里的电视接收机上；以及同轴进线(11)在主区域通过机顶盒信号转换器(7)与机顶盒(8)相连接。
2、 根据权利要求l所述的机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系统，其特征是 所述的遥控信号转发器(2)包括单片机，以它为中心分别连接红外接收电路、无线发射模块、以及配置存储器，用于将 接收到的红外脉冲遥控信号和机顶盒信号转换器设备编号一起重新编码后，通过无线信号调 制电路进行特定频率的高频调制，并通过天线向空间发送；红外接收电路，包括红外接收管，用于接收机顶盒遥控器发出的调制在38KHz上的红外 脉冲遥控信号；及解调电路，用于解调红外脉冲遥控信号；无线发射模块，包括用于高频调制的无线信号调制电路和天线；配置存储器，用于存储与遥控信号转发器(2)配对的机顶盒信号转换器设备编号。
3、 根据权利要求1或2所述的机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系统，其特征是所述的遥控信号转发器(2)配置多个，安装在不同的子区域中。
4、 根据权利要求l所述的机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系统，其特征是所述的机顶盒信号转换器包括视音频信号处理电路，由视音频分离信号向视音频复合信号的转换电路和视音频复合信 号混合电路组成视音频分离信号向视音频复合信号的转换电路，用于将视音频分离信号组 合成视昏频复合信号并在特定频段上进行调制，转换后获得的视音频复合信号，输入视音频 复合信号混合电路；视音频复合信号混合电路，用于将转换获得的视音频复合信号进行功率 放大后，与同轴线上的原信号进行叠加，再通过有线电视同轴线输出；遥控信号处理电路以单片机为中心，分别连接无线接收模块、红外发射电路，其中的无 线接收模块包括用于特定频率的高频解调的无线信号解调电路和天线，红外发射电路包括驱 动电路和红外发射管；单片机，用于将通过无线接收模块收到的信号解码，获得红外脉冲遥 控信号和机顶盒信号转换器设备编号，并比较设备编号和本机顶盒信号转换器的设备编号是 否一致，如果一致，则将红外脉冲遥控信号通过38KHz的方波调制并经过驱动电路驱动后， 通过红外发射管发射；以及数字电视信号通过同轴进线(11)输入机顶盒信号转换器(7)，在视音频复合信号混合 电路中旁路，直接输出进入机顶盒同轴输入，机顶盒(8)将数字电视信号解码后，通过机 顶盒AV输出，再输入到机顶盒信号转换器(7)中的视音频分离信号向视音频复合信号的转 换电路。
5、根据权利要求1或4所述的机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系统，其特 征在于所述的机顶盒信号转换器(7)按照机顶盒(8)的数量一对一配置。
专利摘要本实用新型涉及一种机顶盒遥控信号及视音频信号的多区域延展系统，包括机顶盒，用于解码有线电视信号中的数字部分，转换成视音频分离信号，再传回机顶盒信号转换器；遥控信号转发器，用于接收子区域中的红外遥控信号，并转换成无线射频信号向空中发送；机顶盒信号转换器，用于接收空中的无线射频信号转换成红外遥控信号，并进行转换和调制，发送给机顶盒；将机顶盒输出的视音频分离信号转换成视音频复合信号，转换后的视音频复合信号经功率放大后，传输到其他子区域里的电视接收机上。本实用新型的有益效果是多个区域内的电视接收机，可以共享同一台数字电视机顶盒；用户减少了购买多台机顶盒的费用，同时免于支付相应额外增加的有线电视收视费。
文档编号H04N5/00GK201001143SQ200620101450
公开日2008年1月2日 申请日期2006年3月3日 优先权日2006年3月3日
发明者寅 王 申请人:寅 王