专利名称：Rf电路模块和含有放大器的底板框架的制作方法
技术领域：
本发明涉及宽频段RF(射频)系统，更具体地说，本发明涉及模块式RF电路元件。
背景技术：
在电信工业，更具体地说在视频传输工业中，将宽频带射频(RF)信号(即5MHz至1GHz)在同轴导体上从起始端传输到消费者。在系统的起始端，对大量信号进行处理以获得多种功能和目的。例如，对于往返路程应用，需要对同轴电缆上载有的信号进行放大。此外，可以将多条同轴电缆上的信号合并到一条同轴导体上。同样，可以将一个主同轴导体上的信号分解成多个装载在分支同轴导体上的信号。另外，通过定向耦合器或类似装置可以从主导体上增加信号或者去除信号。
除了合并、分解、转移或增减信号之外，系统起始端还包括对信号进行调节的装置。例如，为了对系统进行适当调谐，需要提供衰减器或类似器件将信号衰减到所需电平。此外，由于在整条电缆线是上载有宽频带RF信号，高频范围信号的衰减会比低频范围信号的衰减大。结果，采用均衡器将信号调节到在其整个频率范围上具有一定的电平强度。
整个系统中，性能特征是关键因素。例如，一个共有性能标准是维持信号的平整度。平整度是指在整个信号频率范围上使信号维持在一定电平强度上。例如，如果在1GHz信号上衰减2dB，那么，在5MHz上信号也需要衰减2dB。此外，需要将系统调谐到阻抗匹配。
现有的起始端包括多种提供并实现上述功能的装置。需要提供一种适应起始端所需各种功能的装置，通过模块式结构便于起始端中的维护和电缆管理。这种装置必须适应起始端的性能特征同时允许模块式结构，以增强起始端的电缆管理和组织。
发明内容
根据本发明的较佳实施例，提供一种对射频信号进行放大的底板框架与模块的组合。放大器模块包括限定封闭空间内部的导电材料外壳。该外壳具有正面和被相对侧壁和相对端壁分开的相对背面。每一面以及侧壁各具有预定尺寸，各侧壁是相互平行的。每个端壁各有一个在平行于侧壁的公共平面上延伸的突出凸缘，公共平面偏离外壳的中心纵轴。正面包括延伸到每个端壁之外的端部。将两个同轴连接器固定到背面上，使射频信号可以载入模块中和从模块中输出。将一块电路板放入外壳内部，与端壁平行定位并位于两个端壁之间的空间中。电路板包括括一个对提供给同轴连接器中一个的射频信号进行放大并将经过放大的射频信号提供给同轴连接器中另一个的所选放大器电路。在模块的背面上还有一个电源端口。该电源端口通过电路板上的电路通路与放大器电路互连。存放放大器模块的底板框架包括一对空间上分开的壁面，该壁面分开的距离与模块端壁之间的距离基本相等。底板框架的每个壁面包括多条准直的槽，槽的尺寸可以滑动接受模块的突出凸缘。各个槽沿壁面分开，以允许底板框架接受预定数目的具有相似构造的其它射频模块。其它模块可以具有相同功能或其它功能。锁定构件将放大器模块的至少一个端部锁定到底板框架上。将单独的变压器安装到底板框架上，这里，变压器与给放大器电路供电的放大器模块电源端口电耦合。需要时，分开的变压器可类似于放大器模块被定位于可安装到底板框架的模块内。
在本发明较佳实施例中，第一和第二测试同轴连接器固定到放大器模块的正面上，提供放大器电路的两个接入监视器测试点、一个测试点用于监测提供给放大器电路的射频信号，另一个测试点用于监测从放大器电路输出的射频信号。进一步的较佳特征包括倾斜电路、通电指示器、放大器模块的增益电位器。
图1是根据本发明实施例的两个垂直安装放大器模块和一个底板框架的正面透视图。
图2是图1所示放大器模块和底板框架的背面透视图，示出两个安装在底板框架上的与放大器模块耦合的变压器。
图3是放大器模块的正面透视图。
图4是图3所示放大器模块的背面透视图。
图5是图3所示放大器模块的正面分解透视图。
图6是图3所示放大器模块的背面分解透视图。
图7是一部分放大模块的背面放大透视图，包括剖开一部分外壳，可看到内部元件。
图8是放大器模块和外部变压器的电路示意图。
图9是含有水平安装模块的另一种底板框架的正面透视图，这里，构造和配置的各模块内含放大器模块的变压器。
图10是图9实施例的背面透视图。
图11是图9实施例的正视图。
图12是图9实施例的后视图。
具体实施例方式
现在参照附图描述本发明的较佳实施例，在整个附图中相同元件标号相同。
首先参考图1和2，根据本发明的放大器模块10将与底板框架12一起进行描述。在图1和2中，示出两个模块10。每个模块10接收射频信号并提供将经过放大的射频信号输出。模块10的一般构造如1996年12月6日提交的美国专利申请号为08/761,525中所述其它射频模块与底板框架一起使用的模块单元，这里将该专利引作参考。08/761,525号美国专利的各种模块包括分解器/合并器模块、均衡器模块和定向耦合器模块。在起始端对射频信号执行各种功能所需的这些模块以及其它模块与本发明放大器模块10一起使用。
模块10包括具有正面14和背面16的外壳13。正面14和背面16被相对的侧壁18、20和相对的端壁22、24所分开。外壳13由导电材料制成。导电材料以镀镍铝板为佳。设置不同的通风孔27，允许空气从外壳13进出。
侧壁18和端壁22和24是作为箱体结构一体地形成的，其端壁22、24具有向内突出的边沿26。采用Phillips平头螺丝28将背板16固定到壁板18、22和24的定位孔30和螺纹孔32中。正面板14也有一个突出边沿26a。用多个螺丝28将侧壁20紧固到突出边沿26、26a和背面16的定位孔30和螺纹孔32中。
侧壁20的长度尺寸大于端壁22、24之间的纵向尺寸，以使其两端20a、20b延伸的端壁22、24之外，作为安装到底板框架12的凸缘。正面板14包括延伸到端壁22、24之外的延伸端部14a、14b。孔径14c、14d接收紧固件29，将每个模块锁定到底板框架12上。
两个同轴连接器40、41固定到背板16上。每个同轴连接器40、41为冲压到背板16中的一个75欧姆F型连接器，各包括一个被接地屏蔽43环绕的中心导体42。同轴连接器40、41的接地屏蔽43与背板16的导电材料直接物理接触和电学接触。
包含在外壳13内部的有印刷电路板44。由螺丝46将印刷电路板44支承在柱头45上。柱头45是导电的并与侧壁18连接。印刷电路板44包括元件侧44a和接地侧44b。接地侧44b与侧壁18相对，元件侧44a与侧壁20相对。印刷电路板44由柱头45维持侧壁18、20之间的平行、间隔关系。
在表面44b的外表面上设置导电材料层44c(如铜片层)，在印刷电路板44接地侧44b上设置两个连接位置48a、48b。每个连接位置48a、48b包括通过例如焊接将同轴连接器40、41的接线片43a处接地屏蔽连接到导电层44c的接地连接。每个连接器40、41的中心导体42还焊接到印刷电路板44位于连接位置48c、48d处的元件侧44a。
(通过穿孔引线或表面安装)在印刷电路板44的元件侧44a上设置多个电路元件。在图所示的实施例中，放大器电路50(见图8)包含在电路元件中。用螺丝将放大器模块52拧到背板16的螺丝孔52b中，从而形成热沉。放大器模块52的管脚53插入到印刷电路板44上连接位置49a处的插座中。两个电缆组件56、58从印刷电路板44上连接位置56a、58a引导到正面板14。正面板14包括两个例如用螺纹螺母安装到正面板14上的75欧姆F型同轴电缆连接器59、60，形成电缆组件56、58的终点，它提供在放大前后对射频信号进行监测的正面接入监视器测试点。安装在印刷电路板44上的指示器电路61指示电源接通，它包括正面板14上的LED 62。正面板14上还有带有调节点72的增益电位器70，采用平头螺丝刀能够进行调节(在所示的例子中从0至20dB)。在背板16的附近安装有电源端口90。端口90的管脚91连接至印刷电路板44的连接位置49b。经塞绳101连接至外部电源的变压器100将120伏交流电转变为24伏交流电。变压器100通过引线120将24伏交流电提供到电源端口90。另一方面，输入到放大器模块10的功率可以是至变压器100的负48伏直流电。这里，适当配置的变压器100可以将其转变为给放大器电路50供电的24伏直流电。
设置一个全波桥式整流器电路120，作为放大器模块10放大器电路50的电源电路。在印刷电路板44的连接位置49c处安装一个热沉122，作为整流器电路120电压调整器124的热沉。设置一个倾斜电路130，补偿磁性特征和连接器特征的斜率。这种电路使放大器电路50的频率响应变平坦。包括监视器同轴连接器59、60的电缆组件56、58由于17.5dB耦合器140和2.5dB衰减器150提取20dB信号。
底板框架12包括两个在空间上分开的壁面202、204，其分开距离与模块10端壁22、24之间的距离基本相等。每个壁面202、204包括多个垂直准直的槽210。槽210的尺寸可以滑动接受模块10的突出凸缘20a、20b，从而可以将模块以垂直定位的模块10滑动地插入底板框架12中。在图所示的实施例中，有多对垂直准直的槽210，可以将另外的模块插入到底板框架12中。由于模块10的凸缘20a、20b偏离模块的纵向平面，槽210偏离接受模块的空间，从而可以将多个模块填充到底板框架侧壁之间的整个敞开空间中。此外，将槽210之间分开距离选择为能够将模块滑动地插入到底板框架中，而相邻模块的定位使相邻模块两个相对侧壁之间具有较小间隙。通过模块10正面板14的突出端部14a、14b设置锁定紧固件29，被设置底板框架12壁面202、204上的相应螺纹锁定孔216接受。
示出的变压器100与放大器模块10是分离的。变压器100垂直安装在底板框架12的垂直侧面部分220上。底板框架延伸部分200a(图2中未示出)也可以是变压器100的安装位置。
有时，模块10的用户或者买主可能需要将模块和其它射频模块水平准直存入，而不是象图1和2所示的垂直准直存入。图9-12示出水平准直存入模块10的另一种底板框架12’。设置两对壁面202’、204’，每个壁面具有接受凸缘的槽210’。
同变压器100为与模块10分离的壁面安装单元不同，变压器也可以位于模块10’内部，模块10也与放大器模块10’是分离的，放大器模块10被底板框架12、12’中的一个所接受。图9-12示出变压器模块10’为设置在外壳13’内的内部变压器。电源端口240经引线242将外部电源(即120伏交流电、-48伏直流电)连接到变压器模块10’。内部变压器通过端口240经引线244将适当的电压输出到放大器模块10的电源端口90。通电指示器260提供是否由外部电源给变压器模块10’供电的目视输出。此外，变压器模块10’可以是宽度在壁面18’与20’之间的两个或多个模块10，根据需要提供多个元件内部空间。
在较佳实施例中已经对本发明作了描述，本领域的专业人员可以作出改进和等同替代。希望这样的改进和等同替代将包含在这里所附的权利要求范围内。
权利要求
1.一种底板框架与模块的组合，其特征在于它包括a)放大器模块，它包括1)限定封闭空间内部的导电材料外壳，所述外壳具有被相对侧壁和相对端壁分开的正面和相对背面，所述正面和背面以及侧壁各具有预定尺寸，所述侧壁相互平行，所述端壁各有一个通常在平行于所述侧壁的公共平面上延伸的突出凸缘，所述公共平面偏离所述外壳的中心纵轴；所述正面包括超出每个所述端壁延伸的端部；2)固定到所述背面上的两个同轴连接器，所述同轴连接器的外部屏蔽与所述外壳电耦合；3)存放在所述外壳内部、与所述端壁平行定位并位于所述端壁之间空间中的电路板，所述电路板具有一个与第一个所述侧壁相对的元件侧和与第二个所述侧壁相对的接地侧，所述接地侧包括一层与所述外壳电连接的导电材料；所述电路板上的多个连接位置各包括一个将同轴电路的接地屏蔽连接到所述导电材料层的接地连接；所述电路板的所述元件侧包括一个通过电路通路与所述连接位置互连的电路元件；所述电路元件包括一个选择对提供给所述同轴连接器中一个的射频信号进行放大并将经过放大的射频信号提供给所述同轴连接器中另一个的放大器电路；所述同轴连接器与所述连接位置连接，所述同轴连接器的所述外部屏蔽各与所述连接位置所述接地连接相连接；4)位于所述背面上的电源端口，所述电源端口通过所述电路板的电路通路与所述放大器电路互连；b)包括一对空间分开壁面的底板框架，所述壁面分开的距离与所述模块所述端壁之间的距离基本相等，每个所述壁面包括一个槽，每个槽的尺寸可以滑动接受一个所述突出凸缘；c)将至少一个所述端部锁定到所述底板框架上的锁定构件；d)与所述放大器模块分开的变压器，所述变压器安装在所述底板框架上，所述变压器与给所述放大器电路供电的所述放大器模块所述电源端口电耦合。
2.如权利要求1所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括固定到所述正面的第一测试同轴连接器，所述第一测试同轴连接器与所述电路板的电路通路电耦合，监测提供给所述放大器电路的射频信号。
3.如权利要求2所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括固定到所述正面的第二测试同轴连接器，所述第二测试同轴连接器与所述电路板的电路通路电耦合，监测来自所述放大器电路的射频信号。
4.如权利要求1所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括固定到所述正面的测试同轴连接器，所述测试同轴连接器与所述电路板的电路通路电耦合，监测来自所述放大器电路的射频信号。
5.如权利要求1所述的底板框架和模块，其特征在于所述放大器模块的所述电路元件进一步包括一个倾斜电路。
6.如权利要求1所述的底板框架和模块，其特征在于所述放大器模块的所述电路元件进一步包括通电指示器，所述通电指示器包括位于所述正面上的LED。
7.如权利要求1所述的底板框架和模块，其特征在于所述放大器模块的所述电路元件进一步包括增益电位器，所述正面包括调节所述增益电位器的调节点。
8.如权利要求1所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括存放变压器的变压器模块，所述变压器模块有一个带有正面、背面、相对侧壁和端壁的外壳，每个端壁有一个突起凸缘，每个突起凸缘被容纳在所述底板框架壁面一对准直的槽中一个槽中。
9.如权利要求1所述的底板框架和模块，其特征在于所述的空间上分开的一对壁面是第一对，这里，所述底板框架包括第二对空间上分开的壁面，其分开距离与第一对基本相等，第二对的每个壁面包括一个凸缘接收槽，接收具有与放大器模块外壳相似的外壳构造和排列的另外的射频模块。
10.一种底板框架与模块的组合，其特征在于它包括a)放大器模块，它包括1)限定封闭空间内部的外壳，所述外壳具有被相对侧壁和相对端壁分开的正面和相对背面，所述端壁各有一个突出凸缘；2)固定到所述背面上的两个同轴连接器，所述同轴连接器的外部屏蔽与所述外壳电耦合；3)存放在所述外壳中的电路，所述电路包括一个选择对提供给所述同轴连接器中一个的射频信号进行放大并将经过放大的射频信号提供给所述同轴连接器中另一个的放大器电路；4)可操作地耦合到所述放大器电路的电源端口；b)包括一对空间分开壁面的底板框架，所述壁面分开的距离与所述模块所述端壁之间的距离基本相等，每个所述壁面包括一个槽，尺寸大小可以滑动接受一个所述突出凸缘；c)与所述放大器模块分开的功率下变换器，所述变压器安装在所述底板框架上，功率下变换器与给所述放大器电路供电的所述放大器模块所述电源端口电耦合。
11.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于，电源端口位于所述外壳的所述背面。
12.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于，功率下变换器是变压器。
13.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括一个将所述外壳锁定到所述底板框架的锁定构件。
14.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于，所述电路包括具有一个元件侧和一个接地侧的电路板，所述接地侧包括一层与所述外壳电连接的导电材料和所述电路板上的多个连接位置，每个所述连接位置包括将同轴电缆的接地屏蔽连接到所述这层导电材料的接地连接。
15.如权利要求14所述的底板框架和模块，其特征在于，所述元件侧包括通过电路路径与所述连接位置互连的电路元件和可操作地耦合到该元件互连的电路元件。
16.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于，所述外壳由导电材料制成。
17.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于，所述外壳的所述面和侧壁具有预定尺寸，所述侧壁彼此相互平行，每个突起在通常平行于所述侧壁的公共平面内延伸，所述公共平面通常平行于所述侧壁并偏离所述外壳的中心纵轴。
18.如权利要求13所述的底板框架和模块，其特征在于，所述正面具有延伸到每个所述端壁以外的端部，所述锁定构件将至少一个所述端部锁定到所述底板框架。
19.如权利要求14所述的底板框架和模块，其特征在于，所述同轴电缆连接器被连接到所述连接位置，所述同轴电缆连接器的每个所述外屏蔽耦合到所述连接位置的所述接地连接。
20.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括固定到所述正面的第一测试同轴连接器，所述第一测试同轴连接器与所述电路板的电路通路电耦合，监测提供给所述放大器电路的射频信号。
21.如权利要求20所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括固定到所述正面的第二测试同轴连接器，所述第二测试同轴连接器与所述电路板的电路通路电耦合，监测来自所述放大器电路的射频信号。
22.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括固定到所述正面的测试同轴连接器，所述测试同轴连接器与所述电路板的电路通路电耦合，监测来自所述放大器电路的射频信号。
23.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于所述放大器模块的所述电路元件进一步包括一个倾斜电路。
24.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于所述放大器模块的所述电路元件进一步包括通电指示器，所述通电指示器包括位于所述正面上的LED。
25.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于所述放大器模块的所述电路元件进一步包括增益电位器，所述正面包括调节所述增益电位器的调节点。
26.如权利要求12所述的底板框架和模块，其特征在于进一步包括存放变压器的变压器模块，所述变压器模块有一个带有正面、背面、相对侧壁和端壁的外壳，每个端壁有一个突起凸缘，每个突起凸缘被容纳在所述底板框架壁面一对准直的槽中一个槽中。
27.如权利要求10所述的底板框架和模块，其特征在于所述的空间上分开的一对壁面是第一对，这里，所述底板框架包括第二对空间上分开的壁面，其分开距离与第一对基本相等，第二对的每个壁面包括一个凸缘接收槽，接收具有与放大器模块外壳相似的外壳构造和排列的另外的射频模块。
全文摘要
一种射频信号电路的放大器模块，包括导电外壳。两个同轴连接器与包含在模块中的放大器电路电连接。分开变压器位于模块外部。模块和外部变压器二者可安装在底板框架上。除了放大器模块外系统中可采用其它模块。变压器可以壁面安装在底板框架上，或者，变压器可以在也安装在底板框架上的模块内部。
文档编号H05K7/14GK1536774SQ20041003462
公开日2004年10月13日 申请日期1998年12月10日 优先权日1997年12月10日
发明者T·C·奥特博格, Z·布卢班德, G·B·巴克斯, T C 奥特博格, 嗟, 巴克斯 申请人:Adc电信股份公司