专利名称：低通滤波器电路的制作方法
技术领域：
本公开一般地涉及社区接入或有线电视(CATV)信号并且涉及共享CATV分发网络的家庭内娱乐信号。更特别地，本公开涉及用于阻止正使用CATV分发网络的家庭内娱乐信号离开订户房屋网络的低通滤波器。
背景技术：
CATV网络使用互连的同轴电缆、分裂器、放大器、滤波器、干线、电缆接头、引入线以及其它信号传导设备的基础设施，来从被称为前端的主信号分发设施将高频“下游”信号向诸如家庭和商行的订户房屋进行提供和分发。该下游信号操作订户装备，诸如电视机、电话和计算机。典型的CATV网络是双路通信系统。CATV网络还从订户装备将“上游”信号传送回到CATV网络的前端。例如，上游带宽可包括与视频点播(video on demand)服务有关的数据，诸如视频请求和记账认证。当使用通过CATV基础设施连接到公共互联网的个人计 算机时，例如，当共享相册或输入用户账户信息时，也利用双路通信。在又一个示例中，语音互联网协议(VOIP)电话和安全监视装备使用CATV基础设施和公共互联网作为用于传送双路电话会话和监视功能的通信介质。为允许上游和下游CATV信号的同时通信，以及允许订户装备和与订户房屋外侧的CATV网络基础设施相关联的装备的互操作性，下游和上游信号被限制到两个不同的频带。在大多数CATV网络中，下游频带或下游带宽处于54-1002兆赫(MHz)的范围内，以及上游频带或上游带宽处于5-42 MHz的范围内。可通过传递CATV系统的下游和上游带宽的相同的同轴电缆来将家庭内娱乐网络耦合到CATV网络。该家庭内娱乐网络可以是提供了高清视频和游戏娱乐的多个流的网络。家庭内娱乐网络技术的示例包括以太网、家庭插头(HomePlug)、家庭电话线网络联盟(HomePhoneline Networking Alliance (HPNA) )、802. lln、以及同轴电缆多媒体联盟(MoCA)标准网络协议。这些家庭内娱乐网络使用CATV同轴电缆网络系统，以用于利用在CATV网络信号的1002 MHz最大频率之上的频带来传送信号。不期望在特定订户房屋网络内所生成的家庭内娱乐信号离开该订户房屋网络并传播到另ー个订户房屋网络或CATV前端设施。于是，期望具有ー种电子滤波器电路，其将阻止家庭内娱乐网络信号离开订户房屋网络，同时将在CATV网络上传播的上游和下游CATV信号两者传递到订户房屋网络之中或之外。另夕卜，期望这种电子滤波器具有足够小的尺寸来适合现有的CATV网络分发装备，使得可使用现有的装备，而不是替换和/或升级现有的硬件。
发明内容
本公开一般地涉及社区接入或有线电视(CATV)信号并且涉及共享CATV分发网络的家庭内娱乐信号。更特别地，本公开涉及用于阻止正使用CATV分发网络的家庭内娱乐信号离开订户房屋网络的低通滤波器。公开了ー种低通滤波器，其包括LC谐振电路元件和电耦合到该LC谐振电路元件的第一机械谐振电路元件。在一些实施例中，该LC谐振电路元件与该第一机械谐振电路元件串联连接。在一些实施例中，该低通滤波器包括第二机械谐振电路元件。在一些实施例中，该LC谐振电路元件被串联连接在该第一机械谐振电路元件和该第二机械谐振电路元件之间。在一些实施例中，该第一机械谐振电路元件是陶瓷低通滤波器电路元件。在ー些实施例中，该LC谐振电路元件是椭圆滤波器LC谐振电路元件。在一些实施例中，该LC谐振电路元件是9阶LC谐振滤波器电路元件。公开了ー种低通滤波器电路，其包括ー个或ー个以上的LC谐振电路元件，和ー个或ー个以上的机械谐振电路元件。该低通滤波器电路使衰减小于-2. 5dB的CATV信号通过，以及使衰减大于_70dB的家庭内娱乐信号通过。在一些实施例中，CATV信号具有小于或等于1002兆赫(MHz)的频率。在一些实施例中，家庭内娱乐信号具有大于或等于1125MHz的频率。在一些实施例中，ー个或ー个以上的LC谐振电路元件包括9阶椭圆切比雪夫(Chebyshev)滤波器。在一些实施例中，ー个或ー个以上的机械谐振电路元件包括陶瓷低通滤波器元件。在一些实施例中，ー个或ー个以上的机械谐振电路元件包括两个陶瓷低通滤波器元件。在一些实施例中，9阶椭圆切比雪夫滤波器被串联连接在两个陶瓷低通滤波器元件之间。 公开了ー种过滤CATV信号分发系统中的信号的方法，其包括限制家庭内娱乐频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤。该过滤CATV信号分发系统中的信号的方法还包括允许CATV上游信号频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤。该过滤CATV信号分发系统中的信号的方法还包括允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤。在一些实施例中，限制家庭内娱乐频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络包括使家庭内娱乐频带中的信号经过低通滤波器，其中该低通滤波器使家庭内娱乐频带中的信号衰减的量等于或大于_70dB，以及其中该低通滤波器包括至少ー个机械谐振电路元件。在一些实施例中，该家庭内娱乐频带包括频率等于或大于1125兆赫的信号。在一些实施例中，允许CATV上游信号频带中的信号离开CTAV信号分发系统的订户网络包括使CATV上游信号频带中的信号经过低通滤波器，其中该低通滤波器使CATV上游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB，以及其中该低通滤波器包括至少ー个LC谐振电路元件。在一些实施例中，该上游信号频带包括从5 MHz到42 MHz的频率。在一些实施例中，允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV分发系统的订户网络包括使CATV下游信号频带中的信号进过低通滤波器，其中该低通滤波器使CATV下游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB。在一些实施例中，该下游信号频带包括从54MHz到1002 MHz的频率。本发明的前述和其它的特征和优点，将根据如在附图中所说明的本发明的特定实施例的以下更详细的描述而明白。
图I是CATV网络的一部分的简化示意图。图2是低通滤波器电路210的示意图。图3是图2的低通滤波器电路210的频率响应图表。
图4是低通滤波器电路220的示意图。图5是图4的低通滤波器电路220的频率响应图表。图6是低通滤波器电路230的示意图。图7是图6的低通滤波器电路230的频率响应图表。图8是根据本发明的低通滤波器电路56的示意图。图9是图8的低通滤波器电路56的频率响应图表。图10示出了过滤社区接入电视信号分发系统中的信号的方法300。
具体实施方式
如以上所讨论的，本发明的实施例涉及社区接入或有线电视(CATV)信号并且涉及共享CATV分发网络的家庭内娱乐信号。更特别地，本公开涉及用于阻止正使用CATV分发网络的家庭内娱乐信号离开订户房屋网络的低通滤波器。CATV网络使用互连的同轴电缆、分裂器、放大器、滤波器、干线、电缆接头、引入线以及其它信号传导设备的基础设施，来从被称为前端的主信号分发设施将高频“下游”信号向诸如家庭和商行的订户房屋进行提供和分发。该下游信号操作订户装备，诸如电视机、电话和计算机。典型的CATV网络是双路通信系统。CATV网络还从订户装备将“上游”信号传送回到CATV网络的前端。例如，上游带宽可包括与视频点播服务有关的数据，诸如视频请求和记账认证。当使用通过CATV基础设施连接到公共互联网的个人计算机时，例如，当共享相册或输入用户账户信息时，也利用双路通信。在又一个示例中，语音互联网协议(VOIP)电话和安全监视装备使用CATV基础设施和公共互联网作为用于传递双路电话会话和监视功能的通信介质。为允许上游和下游CATV信号的同时通信，以及允许订户装备和与订户房屋外侧的CATV网络基础设施相关联的装备的互操作性，下游和上游信号被限制到两个不同的频带。在大多数CATV网络中，下游频带或下游带宽处于54-1002兆赫(MHz)的范围内，以及上游频带或上游带宽处于5-42 MHz的范围内。将下游信号从CATV网络基础设施传递到CATV入口适配器处的订户房屋，该CATV入口适配器也通常被称为入口设备、終端适配器或双向振幅放大器(drop amplifier)。入ロ适配器是将订户房屋入口端ロ连接到来自CATV网络基础设施的CATV引入电缆的多端ロ设备。入口适配器将多种多祥的其它分发端ロ连接到同轴电缆，该同轴电缆遍及订户房屋延伸到电缆出口。每个电缆出口可用于被连接到订户装备。通常，由于可在不同房间中使用不同类型的订户装备，大多数家庭具有延伸到几乎每ー个房间中的电缆出口的同轴电缆。例如，电视机、计算机和电话机通常被用在家庭或办公室的许多不同房间中。入口适配器的多个分发端ロ将下游信号传递到每个电缆出ロ，并将来自订户装备的上游信号通过入ロ适配器传导到引入电缆和CATV基础设施。除了电视机、计算机和电话，相对大的数量的其它娱乐和多媒体设备可用于在家庭内使用。例如，使用数字视频记录器(DVR)来将广播节目、静止照片和移动画面记录在存储器介质中，使得内容可以在由用户所选择的稍后的时间在显示器或电视机上被重放。作为另ー个示例，也在显示器处或在电视机上玩计算机游戏。这种计算机游戏可以是通过互联网从CATV网络或从在连接到显示器或电视机的重放设备上所播放的媒体获得的那些计算机游戏。在另ー个示例中，可分配卫星广播信号的接收机以用于在家庭到处观看或收听。这些类型的设备，包括更传统的电视机、电话机和通过CATV网络连接到互联网的设备，被统称为多媒体设备。可通过传递CATV系统的下游和上游带宽的相同的同轴电缆来将家庭内娱乐网络耦合到CATV网络。该家庭内娱乐网络可以是提供了高清视频和游戏娱乐的多个流的网络。家庭内娱乐网络技术的示例包括以太网、家庭插头、HPNA、和802. lln。在另ー个示例中，家庭内娱乐网络可采用由同轴电缆多媒体联盟(MoCA)所开发的技术标准。MoCA已经开发了产品的规范以创建家庭内娱乐网络，以用于互连目前已知的和未来的多媒体设备，诸如机顶盒、路由器和网关、网桥、光网络终端、计算机、游戏系统、显示设备、打印机、网络附属存储器、以及诸如火炉设置和照明控制的家庭自动装置。MoCA网络使用了用于在订户房屋内分发CATV信号而最初建立的家庭内同轴电缆基础设施，主要因为该同轴电缆基础设施已经在大多数家庭中存在，并且能够承载比CATV频带承载的多得多的信息。通过在订户房屋的房间中的电缆出ロ处连接启用MoCA的设备 或MoCA接ロ设备来建立MoCA网络。这些MoCA接ロ设备实现了 MoCA通信协议，该MoCA通信协议将由多媒体设备所正常使用的信号封装在MoCA信号分组内，并接着将这些MoCA信号分组在连接在其它电缆出ロ处的其它MoCA接ロ设备之间传送。接收MoCA接ロ设备从MoCA信号分组移除所封装的多媒体信号，并将该多媒体信号传递到所连接的显示器、计算机或其它多媒体设备，从这些设备将该内容呈现给用户。每个启用MoCA的设备能够与家庭内或订户房屋MoCA网络中的每个其它的启用MoCA的设备进行通信，以在家庭或订户房屋到处传递多媒体内容。从ー个多媒体设备可得的多媒体内容可以在家庭内的不同位置处被显示、播放或以其它方式使用，而不必须从订户房屋内的ー个位置到另ー个位置来物理地重定位该发端多媒体设备。多媒体内容的通信被认为因更充分利用在现代家庭中存在的多媒体设备而受益。因为订户房屋MoCA网络的操作必须与CATV服务的操作同时发生，MoCA信号利用了与CATV上游和下游信号的频率范围不同的频率范围。典型的MoCA频带是1125-1525MHz0这种所谓的MoCA信号的D带被划分成八个不同的频率范围，D1-D8，并且使用这八个不同的D频率范围来确保所选择的启用MoCA的设备之间的通信。例如，在1125-1175MHZ下的D-I带可被用来在与房子的主房间中的机顶盒相关联的MoCA接ロ设备与连接到房子的卧室中的电视机的另ー个MoCA接ロ设备之间传送CATV电视节目内容，而连接到房子的地下室房间中的计算机游戏多媒体设备的MoCA接ロ设备通过在1375-1425 MHz下的D-6带将计算机游戏内容同时传送到与位于房子的娱乐室中的计算机相关联的另ー个MoCA接ロ设备。MoCA频带还包括其它频率范围，但D带因为其主要用在建立MoCA接ロ设备之间的连接而具有主要的关联性。尽管使用家庭内电缆基础设施作为通信介质充分简化了 MoCA网络的实现方式，但存在与如此实行相关联的某些困难。一个提到的问题是，不期望特定订户房屋内所生成的家庭内娱乐信号通过使用CATV网络电缆而离开该订户房屋。订户不想接收邻居的家庭内娱乐信号或将它们拥有的家庭内娱乐信号发送给邻居。还不期望家庭内娱乐信号向上游传播到CATV前端设施。因此，期望限制家庭内娱乐信号离开它们被生成的订户房屋。因为家庭内娱乐信号具有与CATV信号不同的频率，所以可在订户房屋入口端ロ处使用低通滤波器来阻止家庭内娱乐信号的离开，同时允许CATV信号既进入订户房屋网络又离开订户房屋网络。在特定的示例中，期望在订户入口端ロ处使用低通滤波器，该低通滤波器使衰减小于-2. 5dB的上游和下游CATV信号通过。在这个相同的示例中，期望使用相同的低通滤波器来通过使家庭内娱乐信号衰减的量等于_70dB或更大来阻止家庭内娱乐信号的离开。还期望该低通滤波器足够小，以便适合现有的CATV硬件，使得在增加该低通滤波器时不必替换现有的CATV硬件。參考图1，社区接入电视或有线电视(CATV)网络2的一部分的简化示意图包括用于通过网络处理和分发信号的前端设施4。前端设施4通常由系统操作者所控制，并且包括通过本地电缆基础设施来接收和转发视频和其它信号的电子装备。ー个或多个主分发线路6从前端设施4承载下游信号8到电缆接头10，该电缆接头10被配置成服务大约100至500个终端用户、客户或订户的本地分发网络。电缆接头10包括多个接头端ロ 12，该多个接头端ロ 12被配置成将下游信号8和上游信号14通过引入电缆18承载到每个订户房屋16，该引入电缆18可以是单个同轴电缆。在一个实施例中，上游信号14处于5-42 MHz的范围中，以及下游信号8处于54-1002 MHz的范围中。
引入电缆18进入订户房屋16并通过将被简短描述的根据本发明的低通滤波器56。如以下所解释的，低通滤波器56允许下游信号8和上游信号14传递到订户房屋16之中或之外，同时限制订户家庭内娱乐信号52离开订户房屋16。引入电缆18连接到具有单个CATV网络连接或入口端ロ 20和两个或更多个出口端ロ的分裂器22。在这个示例中，低通滤波器56沿引入电缆18在分裂器22之前被放置。要理解的是，低通滤波器56可被放在其它位置上，诸如分裂器22的外壳之内或在接头端ロ 12处。低通滤波器56可以被放置在任何位置上，在那里它实现了允许CATV下游和上游信号传递，同时限制家庭内娱乐信号离开订户房屋的目的。在所公开的示例中，分裂器是分别包括四个出ロ端ロ 24、26、28和30的4路CATV入口适配器22。通过入口端ロ 20所接收的下游信号8被传递到出口端ロ 24、26、28和30。在这个示例中，下游信号8被传递到无源订户设备32，该无源订户设备32在这个示例中是嵌入式多媒体終端适配器(eMTA)。eMTA设备将高速数据电缆调制解调器156与语音互联网协议技术相结合，以创建将模拟电话160和終端装备(例如，传真机)连接到电缆操作者的先进的互联网协议通信网络的平台。电缆调制解调器提供了用于将互联网协议分组传送到CATV网络2和从CATV网络2传送的数据接ロ，以及模拟电话适配器提供了用于该模拟电话机160的语音互联网协议(VoIP)接ロ。eMTA设备在模拟语音信号和分组之间进行转换。生命线路电话是eMTA设备的公知示例。要理解的是，无源订户设备32可以是任何类型的无源订户多媒体设备。在所公开的示例中，出ロ端ロ 26将CATV下游信号8和上游信号14传导到启用家庭网络的订户设备38和从启用家庭网络的订户设备38接收CATV下游信号8和上游信号14，在这个示例中，启用家庭网络的订户设备38是启用MoCA的机顶盒(STB)38。输出端ロ28将下游信号8传导到传统的分裂器40。下游信号8被划分，并且将第一分支42向下分发到启用家庭网络的订户设备164，在这个示例中，该启用家庭网络的订户设备164是启用MoCA的数字视频记录器(DVR) 164。分裂器40的第二分支44将下游CATV信号8分发到传统的订户设备46，在这个示例中，该传统的订户设备46是电视机46。订户设备46不是启用家庭网络的设备，意味着它不被配备成处理诸如MoCA信号的家庭网络信号。从启用家庭网络的订户设备DVR 164和传统的订户设备电视46 (如果有的话)发送的上游CATV信号14可在分裂器40中被组合并被传递出入口端ロ 20来到主分发线路6。出口端ロ 30将下游CATV信号8分发到传统的订户设备162，在这个实施例中，该传统的订户设备162是电缆调制解调器162。要理解的是，图I中所示的示例订户房屋16 CATV网络的特定部件和互连仅是示例。可从该示例増加或减去部件，并且许多其它的互连方案是可能的。在这个示例中所示的设备32、162、46、164和38可以是任何类型的订户多媒体设备。订户房屋16包括家庭内娱乐网络48,在所公开实施例中，该家庭内娱乐网络48是MoCA网络。如在此所使用的，家庭内娱乐网络以从CATV带宽分离的频谱或带宽在现有的同轴电缆基础设施上承载数据。在那一点上，该数据不限于娱乐，并且可包括安全信息、个人信息等等。MoCA网络48对诸如数字视频记录器、计算机、数据调制解调器、计算机游戏播放设备、电视机、电视机顶盒、以及其它音频和视频娱乐设备的启用MoCA的订户设备进行互连。例如，由机顶盒(STB) 38处的家庭网络接ロ设备50所生成的诸如MoCA信号的家·庭内娱乐信号52通过入口适配器22的出口端ロ 26向上游传播，穿越出口端ロ 28，向下游传播到分裂器40，并继续传播到与启用MoCA的数字视频记录器(DVR) 164相关联的家庭网络接ロ设备50。与DVR 164相关联的MoCA接ロ设备50提取被封装在或以其它方式在MoCA信号中体现的原始输出信号，并将那些原始输出信号提供给DVR 164。以这种方式，将来自ー个多媒体设备的MoCA信号或多媒体内容通过MoCA网络48传送到其它多媒体设备以供在它的位置处使用。按照在网络领域中所使用的传统技木，MoCA接ロ设备50和多媒体设备38和/或164形成MoCA网络48的一个节点54。MoCA信号因此在MoCA网络48的不同的MoCA节点54之间传送。家庭网络接ロ设备50可用作集线器，或者可将集线器集成在入ロ适配器22内。在这个示例中，在网络48中实现家庭网络调节设备58。当家庭网络调节设备58与诸如分裂器或入口适配器的分发端ロ之类的同轴设备相耦合时，家庭网络调节设备58调节家庭内娱乐信号52以抵消用来传送家庭内娱乐信号52的同轴电缆固有损耗和非平坦的频率响应。在CATV网络2和家庭内娱乐网络48的一些示例中，不使用家庭网络调节设备58。在一个实施例中，家庭网络调节设备是如在序号为61/378，131、标题为“家庭网络频率调节设备和方法”、Erdogan等人的美国临时专利申请中所描述的。要理解的是，图I中所示的CATV网络2是CATV网络和家庭内娱乐网络48的ー个示例。其它CATV网络和家庭内娱乐网络可包括其它设备和其它的设备组合。如更早所讨论的，为了防止家庭内娱乐网络信号52向上游传递到主分发线路6，将低通滤波器56集成在入口适配器22或其上游内。低通滤波器56传递上游和下游CATV信号8和14，但衰减了家庭内娱乐网络带宽，诸如MoCA信号52。于是，低通滤波器56有效地禁止了家庭内娱乐网络信号52离开家庭内娱乐网络48。在特定的示例中，期望低通滤波器56使衰减小于-2. 5dB的CATV上游信号14和CATV下游信号8通过。信号衰减意味着信号减小或消失，并且与信号放大相反。信号衰减以分贝(dB)来度量，以及特别是，因为是信号衰减而不是信号放大正在发生，所以信号衰减以负数的dB来度量。更小或更低的信号衰减量意味着更小负数dB的衰减。更多或更大的衰减量意味着更大负数dB的衰减。对于低通滤波器56使衰减小于-2. 5dB的上游和下游CATV信号通过，意味着衰减的dB量可从O dB到-2.5 dB变化。在这个示例中，滤波器通带(使信号通过的频帯)是从O MHz到1002 MHz，包括下游信号8和上游信号14两者。正数的衰减将指示信号放大。在这种情况下，上游或下游CATV信号14和8的信号放大未被明确地禁止，但是不太可能的并且不是明确期望的。上游和下游CATV信号8和14的-2. 5dB或更小的信号衰减的这种示例在本文件到处被使用，但要理解的是，低通滤波器56不在这一点上被限制。ー些应用对于经过(传送经过)低通滤波器56的上游和下游CATV信号14和8需要更大或更小的不同级别的衰减。在低通滤波器56的一些实施例中，通带包括其它频率范围和/或界限。在这个相同的示例中，期望低通滤波器56阻止或禁止家庭内娱乐信号离开家庭内娱乐网络48。阻止信号、拒斥信号、限制信号、或禁止信号离开意味着使信号经过滤波器，该滤波器将信号振幅衰减或 压制较大的程度。在这个示例中，期望低通滤波器56阻止衰减-70dB或更大的家庭内娱乐信号52。对于低通滤波器56阻止衰减_70dB或更大的家庭内娱乐信号，意味着衰减量可从_70dB的级别到更大的负数而变化。在这个示例中，阻带(信号被阻止或限制的频带)为1125MHz或更高。家庭内娱乐信号52的_70dB或更大的信号衰减的这种示例在本文件到处被使用，但要理解的是，低通滤波器56不在这一点上被限制。一些应用对于经过低通滤波器56的家庭内娱乐信号需要更大或更小的不同级别的衰减。如更早所讨论的，还期望低通滤波器56具有足够小的物理尺寸以适合现有的CATV网络装备。在一些实施例中，例如但不作为限制，低通滤波器56被集成到分裂器22中。在一些实施例中，低通滤波器56被集成到其它CATV网络装备中。在一些实施例中，低通滤波器56是独立设备。图2到图7示出了传统的低通滤波器和它们的频率响应的示例，以及它们为何不适于这种应用的原因。图2是包括LC谐振电路元件211的低通滤波器210的示意图。信号在入口端ロ212处进入低通滤波器210，并在出口端ロ 214处离开低通滤波器210。低通滤波器210是9阶切比雪夫椭圆低通滤波器。LC谐振电路元件211包括Cl到C9以及LI到L4。LC谐振电路元件是包括至少ー个电感器和至少ー个电容器的谐振滤波器电路。图3中所示的频率响应216示出了低通滤波器210的频率响应。在我们的示例中，目的是为了使小于或等于1002MHz的频率的衰减小于-2. 5dB，并且为了使大于或等于1125MHz的频率处的衰减大于-70dB。点A指示了在1002MHz处低通滤波器210的响应，其对于低通滤波器为-I. 108dB。点B指示了在1125MHz处的低通滤波器210的响应，其为_42. 466dB。于是，滤波器210的阻带衰减没有为我们的应用提供足够的衰减，处于-42. 66dB而不是大于或等于_70dB。增加低通滤波器210的阻带拒斥(阻带响应)的ー种可能的方式是增加更多的LC谐振电路元件。图4示出了低通滤波器220的示意图。图4中的低通滤波器220具有増加了的LC谐振电路元件221，其中LC谐振电路221包括ClO到C15，和L5到L7。在图5中示出了低通滤波器220的频率响应226。图5示出了低通滤波器220具有期望的通带响应和期望的阻带响应，其中在1002MHz处的频率响应为-I. 492dB,以及在1125MHz处的频率响应为-72. 611dB。在CATV应用中使用滤波器220的问题在于，电感器和电容器趋于巨大和笨重。在诸如分裂器或端ロ的一件CATV装备中使用低通滤波器220将需要该件装备相比于在如现有的CATV装备中所当前使用中的尺寸而被扩大。期望具有ー种低通滤波器，其既处理期望的频率响应又适合现有的CATV硬件。图6示出了低通滤波器230的示意图，以及图7示出了低通滤波器230的频率响应236。低通滤波器电路230包括两个机械谐振电路元件238。机械谐振电路元件是包括至少ー个机械谐振器的电路。机械谐振器是机械谐振并且作为电子电路或可被用在电子电路中的设备，诸如石英、陶瓷、压电材料等等。低通滤波器230不适于我们的应用，因为它具有糟糕的选择性一低质量响应或Q响应。低通滤波器230具有可接受的通带响应，其中小于1002MHz的频率的衰减小于_3或-4dB，以及1002MHz处的衰减为-I. 588dB。并且低通滤波器230具有大于_70dB的阻带响应，但它具有糟糕的选择性或低质量响应或Q响应。在1002MHz处的衰减为-I. 588dB，其对于我们的应用是可接受的。然而，在高于1002MHz的频率处，衰减缓慢地下降。在1125MHz处，衰减已经轻微地变化到-I. 433dB，在这之后，响应缓慢地下降，未达到大于_70dB的衰减级别，直到在1700和1800MHz之间。这种响应对于该CATV应用是不可接受的。低通滤波器230，如果在我们的应用中被使用，则将不会使1125MHz以上的频率足够衰减，允许这些频率离开订户房屋16。 图8示出了根据本发明的低通滤波器56的一个实施例的示意图。图9示出了图8的低通滤波器56的频率响应246。根据本发明的低通滤波器56包括ー个或ー个以上的LC谐振电路元件和ー个或ー个以上的机械谐振电路元件。图8的低通滤波器56包括LC谐振电路元件211。在这个实施例中，LC谐振电路元件211包括九个电容器，Cl到C9，以及四个电感器，LI到L4。低通滤波器电路56的LC谐振电路元件中的电容器和电感器的数量可以改变。在一些实施例中，低通滤波器电路56的LC谐振电路元件包括ー个电容器和ー个电感器。在一些实施例中，根据所期望的特定的频率响应，低通滤波器电路56的LC谐振电路元件包括其它数量的电容器和电感器。在低通滤波器电路56的一些实施例中，包括ー个以上的LC谐振电路元件，其中每个LC谐振电路元件包括至少ー个电感器和至少ー个电容器。根据本发明的低通滤波器电路56包括至少ー个LC谐振电路元件，其中每个LC谐振电路元件包括至少ー个电感器和至少ー个电容器。图8的根据本发明的低通滤波器电路56包括两个机械谐振电路元件240和241。在这个实施例中，每个机械谐振电路元件240和241是陶瓷低通滤波器243。每个陶瓷低通滤波器元件243a和243b包括输入节点231、输出节点233、以及接地节点235。低通滤波器电路56包括信号输入端ロ 242,其通过输入电容器Cll被稱合到第一陶瓷低通滤波器243a的输入节点231。第一陶瓷低通滤波器243a的输出节点233被耦合到LC谐振电路元件211的电容器Cl。陶瓷低通滤波器243a和243b的每个接地节点235被耦合到电流返回路径。电容器C9被耦合到第二陶瓷低通滤波器243b的输入节点231。第二陶瓷低通滤波器243b的输出节点233通过输出电容器ClO被耦合到低通滤波器电路56的输出节点244。在这个实施例中，通过低通滤波器56的信号进入输入端ロ 242、通过第一陶瓷低通滤波器243a、接着通过LC谐振电路元件211、以及接着通过第ニ陶瓷低通滤波器243b、在输出端ロ244处离开低通滤波器电路56。在根据本发明的低通滤波器56的这个实施例中，第一机械谐振电路元件240被串联连接到LC谐振电路元件211。在根据本发明的低通滤波器56的这个实施例中，LC谐振电路元件211与第二机械谐振电路元件241串联连接。在根据本发明的低通滤波器56的这个实施例中，LC谐振电路元件211被串联连接在第一机械谐振电路元件240和第二机械谐振电路元件241之间。在根据本发明的低通滤波器56中，LC谐振电路元件211和机械谐振电路元件240和241可以以许多不同的方式被连接，包括但不限干，以串联、并联、或者串联或并联连接的任何组合被连接。在图8中所示的低通滤波器电路56的实施例中，LC谐振电路元件211是椭圆低通滤波器，具有阻带和通带中的均衡的波紋。在低通滤波器电路56的一些实施例中，LC谐振电路元件211是与椭圆滤波器不同类型的低通滤波器。在图8中所示的低通滤波器电路56的实施例中，LC谐振电路元件211是9阶椭圆切比雪夫低通滤波器电路，被串联连接在一对机械谐振电路元件240和241之间，其中机械谐振电路元件240和241均为陶瓷低通滤波器电路元件243。在低通滤波器电路56的一些实施例中，LC谐振电路元件211是阶数不同于9的多个的低通切比雪夫滤波器。在低通滤波器电路56的一些实施例中，LC谐振电路元件211是与椭圆滤波器不同类型的低通切比雪夫滤波器。在低通滤波器电路56的一些实施例中，LC谐振电路元件211是巴特沃兹(Butterworth)低通滤波器。在低通滤波器电路56的一些实施例中，LC谐振电路元件211是与切比雪夫或巴特沃兹滤波器电路不 同类型的低通滤波器。在根据本发明的低通滤波器电路56中，LC谐振电路元件211可以是具有任何数量的元件和许多不同类型的电路元件的任何类型的LC谐振电路。图8的根据本发明的低通滤波器56的实施例包括ー个LC谐振电路元件211。在一些实施例中，根据本发明的低通滤波器56包括ー个以上的LC谐振电路元件，其中每个LC谐振电路元件包括至少ー个电容器和至少ー个电感器。每个LC谐振电路元件包括ー个或ー个以上的电感器和ー个或ー个以上的电容器。在一些实施例中，低通滤波器电路56的一个或ー个以上的LC谐振电路元件包括不是电感器或电容器的附加元件。在存在ー个以上的LC谐振电路元件的低通滤波器56的那些实施例中，LC谐振电路元件可以以串联、并联、串联或并联的任何组合、或者其它布置被连接。图8的根据本发明的低通滤波器56的实施例包括第一和第二机械谐振电路元件240和241。在一些实施例中，根据本发明的低通滤波器56包括仅ー个机械谐振电路兀件。在一些实施例中，根据本发明的低通滤波器56包括2个以上的机械谐振电路元件。在图8的低通滤波器电路56的实施例中，机械谐振电路元件240和241均为陶瓷低通滤波器243。在低通滤波器电路56的一些实施例中，机械谐振电路元件240和/或241包括ー个以上的陶瓷低通滤波器243。在低通滤波器电路56的一些实施例中，机械谐振电路元件240和/或241包括其它的机械谐振元件。在低通滤波器电路56的一些实施例中，机械谐振电路元件240和/或241包括除了陶瓷低通滤波器238之外的其它电子部件。在低通滤波器电路56的其它实施例中，机械谐振电路元件240和/或241包括除了机械谐振电路元件之外的其它电子部件。机械谐振电路元件240和241可包括现在或在未来所知的任何类型的机械谐振电路元件,包括但不限于陶瓷元件、压电元件、石英元件、娃元件、氧化锌元件、或任何其它的机械或机电的谐振元件。低通滤波器56中所包括的ー个或ー个以上的机械谐振电路元件可以以串联、并联、串联或并联的组合、或其它布置被互相连接或被连接到其它电路元件。图9示出了图8的根据本发明的低通滤波器56的频率响应。图8的低通滤波器56的实施例使衰减-2. 5dB或更小的CATV信号通过。在本文件中的示例中，CATV信号具有小于或等于1002MHz的频率。如在图9中可见的，图8的低通滤波器56所通过的信号的频率小于或等于1002MHz且衰减小于-2. 5MHzο如图9中由点A所示的，图8的低通滤波器56在1002MHz处的衰减为_2. 344MHz。在低通滤波器56的一些实施例中，低通滤波器电路56所通过的CATV信号的频带不同于OMHz到1002MHz且衰减小于_2. 5dB。在低通滤波器电路56的一些实施例中，由低通滤波器56所传递的CATV信号的衰减是与-2. 5dB不同的级别。如在图9中可见，图8的低通滤波器56的实施例拒斥衰减_70db或更大的家庭内娱乐信号。在这个实施例中，家庭内娱乐信号具有大于或等于1125MHz的频率。如图9中可见的，图8的低通滤波器56拒斥的信号的频率大于或等于1125MHz且衰减大于_70dB的频率的信号。如由图9中的点B可见的，图8的根据本发明的低通滤波器电路56在1125MHz处的衰减为-70. 041。于是低通滤波器具有良好的选择性或Q，如由点A和点B之间的衰减上的差可见的。在低通滤波器电路56的一些实施例中，低通滤波器电路56所通过的家庭内娱乐信号的频带不同于1125MHz和更高的频带且衰减-70dB和更大。在低通滤波器电路56的一些实施例中，低通滤波器56所通过的家庭内娱乐信号的衰减是与-70dB不同的级别。·
低通滤波器电路56不仅具有为该CATV应用所期望的频率响应特性，其尺寸还足够小以适合现有的CATV装备。与低通滤波器210相比，使用两个机械谐振电路元件240和241改善了低通滤波器电路56的阻带拒斥，而不引起低通滤波器220的尺寸负担。图10示出了根据本发明的过滤CATV信号分发系统中的信号的方法300。过滤CATV信号分发系统中的信号的方法300包括限制家庭内娱乐频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤320。方法300还包括允许CATV上游信号频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤340，以及允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360。方法300可包括许多其它步骤。限制家庭内娱乐频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤320包括为限制或抑制家庭内娱乐系统频带中的信号离开订户网络而采取的任何步骤。家庭内娱乐信号在存在于特定家庭中的订户网络之内被生成和使用，并且不意欲被传送到CATV信号分发系统前端设施或传送到其它的订户房屋或网络。步骤320可包括许多步骤。在ー些实施例中，步骤320包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该家庭内娱乐频带中的信号衰减。在一些实施例中，步骤320包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该家庭内娱乐频带中的信号衰减的量等于或大于_70dB。在一些实施例中，步骤320包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该家庭内娱乐频带中的信号衰减的量大于_70dB。在一些实施例中，步骤320包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该家庭内娱乐频带中的信号衰减的量小于-70dB。在一些实施例中，步骤320包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该家庭内娱乐频带中的信号衰减，以及其中该低通滤波器包括至少ー个机械谐振电路元件。在一些实施例中，该机械谐振电路元件是陶瓷低通滤波器元件。在一些实施例中，步骤320包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该家庭内娱乐频带中的信号衰减，以及其中该低通滤波器包括至少ー个机械谐振电路元件和至少ー个LC谐振电路元件。在一些实施例中，步骤320包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该家庭内娱乐频带中的信号衰减的量等于或大于_70dB，以及其中该低通滤波器包括两个机械谐振电路元件和ー个或ー个以上的LC谐振电路元件。在一些实施例中，该家庭内娱乐频带包括频率等于或大于1125兆赫的信号。在一些实施例中，该家庭内娱乐频带包括频率等于或大于不同于1125兆赫的信号。在一些实施例中，该至少一个机械谐振电路元件包括陶瓷低通滤波器电路元件。在一些实施例中，该至少ー个LC谐振电路元件包括切比雪夫滤波器。在一些实施例中，该至少ー个LC谐振电路元件包括椭圆滤波器。在一些实施例中，至少ー个LC谐振电路元件包括9阶椭圆切比雪夫滤波器。根据本发明的允许CATV上游信号频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤340包括为了允许在订户网络内所生成的并朝向CATV前端设施的上游信号离开订户网络而采取的步骤。步骤340可包括许多步骤。在一些实施例中，允许CATV上游信号频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤340包括使CATV上游信号频带中 的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV上游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB。在一些实施例中，允许CATV上游信号频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤340包括使CATV上游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV上游信号频带中的信号衰减的量等于不同于-2. 5dB的衰减值。在一些实施例中，允许CATV上游信号频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤340包括使CATV上游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV上游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB,以及其中该低通滤波器包括至少ー个LC谐振电路元件。在一些实施例中，允许CATV上游信号频带中的信号离开CATV信号分发系统的订户网络的步骤340包括使CATV上游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV上游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB,以及其中该低通滤波器包括至少ー个LC谐振电路元件和至少ー个机械谐振电路元件。在一些实施例中，该至少一个机械谐振电路元件包括陶瓷低通滤波器电路元件。在一些实施例中，该至少ー个LC谐振电路元件包括切比雪夫滤波器。在一些实施例中，该至少ー个LC谐振电路元件包括椭圆滤波器。在一些实施例中，至少ー个LC谐振电路元件包括9阶椭圆切比雪夫滤波器。在一些实施例中，该CATV上游信号频带包括频率在5MHz到42MHz的频带中的信号。在一些实施例中，该CATV上游信号频带包括频率在5-42MHZ频带之外的信号。根据本发明的允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360包括为了允许在CATV前端设施内所生成的并朝向订户网络的下游信号进入订户网络而采取的步骤。步骤360可包括许多步骤。在一些实施例中，允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360包括使CATV下游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV下游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB。在一些实施例中，允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360包括使CATV下游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV下游信号频带中的信号衰减的量等于不同于-2. 5dB的衰减值。在一些实施例中，允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360包括使CATV下游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV下游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB,以及其中该低通滤波器包括至少ー个LC谐振电路元件。在一些实施例中，允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360包括使CATV下游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器包括至少ー个LC谐振电路元件。在一些实施例中，允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360包括使CATV下游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器包括至少ー个LC谐振电路元件和至少ー个机械谐振电路元件。在一些实施例中，允许CATV下游信号频带中的信号进入CATV信号分发系统的订户网络的步骤360包括使CATV下游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使该CATV下游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB,以及其中该低通滤波器包括至少ー个LC谐振电路元件和至少ー个机械谐振电路元件。在一些实施例中，该至少一个机械谐振电路元件包括陶瓷低通滤波器电路元件。在一些实施例中，该至少ー个LC谐振电路元件包括切比雪夫滤波器。在一些实施例中，该至少ー个LC谐振电路元件包括椭圆滤波器。在一些实施例中，该至少ー个LC谐振电路元件包括9阶椭圆切比雪夫滤波器。在一些实施例中，社区接入电视下游信号频带包括频率在54MHz到1002MHz的频带中的信号。在一些实施例中，该社区接入电视下游信号频带包括频率在54-1002MHZ频带 之外的信号。已经示出了根据本发明的低通滤波器电路56可以被放在CATV信号分发系统中的订户网络的入口端ロ处，以及该低通滤波器可以限制家庭内娱乐信号离开订户网络。在特定的实施例中，低通滤波器56使通过低通滤波器电路56的家庭内娱乐信号衰减的量等于或大于-70dB。低通滤波器电路56允许在上游频带和下游频带两者中的CATV信号通过低通滤波器56到订户网络之中和之外。在特定的实施例中，上游和下游CATV信号在通过低通滤波器电路56时被衰减小于-2. 5dB。低通滤波器电路56允许上游和下游CATV信号传输以最小的信号衰减而发生，同时使离开订户网络的家庭内娱乐信号频带強烈地衰减。低通滤波器电路56包括至少ー个LC谐振电路元件和至少ー个机械谐振电路元件。使用至少一个机械谐振电路元件减小了低通滤波器电路56的尺寸，使得其可适合现有的CATV信号分发装备。使用至少ー个机械谐振电路元件为高Q滤波器提供了具有在家庭内娱乐信号频带和CATV信号频率之间的良好的选择性。呈现了在此所阐述的多个实施例和示例，以便最好地解释本发明及其实践应用，以及由此使本领域普通技术人员能够制造和使用本发明。然而，本领域普通技术人员将认识到，已经呈现的前述描述和示例仅出于说明和示例的目的。如所阐述的描述不意在是穷举的或将本发明限于所公开的精确形式。根据以上的技术，许多修改和变形是可能的。
权利要求
1.一种低通滤波器，包括 LC谐振电路元件；以及 第一机械谐振电路元件，其被电耦合到该LC谐振电路元件。
2.权利要求I的电路，其中该LC谐振电路元件与该第一机械谐振电路元件串联连接。
3.权利要求I的电路，进一步包括第二机械谐振电路元件。
4.权利要求3的电路，其中该LC谐振电路元件被串联连接在该第一机械谐振电路元件和该第二机械谐振电路元件之间。
5.权利要求I的电路，其中该第一谐振电路元件是陶瓷低通滤波器电路元件。
6.权利要求5的电路，其中该LC谐振电路元件是椭圆滤波器LC谐振电路元件。
7.权利要求5的电路，其中该LC谐振电路元件是9阶LC谐振滤波器电路元件。
8.—种低通滤波器电路，包括 一个或一个以上的LC谐振电路元件；以及 一个或一个以上的机械谐振电路元件； 其中该低通滤波器电路通过衰减小于-2. 5dB的社区接入电视信号，以及 其中该低通滤波器电路拒斥衰减大于_70dB的家庭内娱乐信号。
9.权利要求8的滤波器，其中该社区接入电视信号具有小于或等于1002兆赫的频率。
10.权利要求9的滤波器，其中该家庭内娱乐信号具有大于或等于1125兆赫的频率。
11.权利要求10的滤波器，其中该一个或一个以上的LC谐振电路元件包括9阶椭圆切比雪夫滤波器。
12.权利要求11的滤波器，其中该一个或一个以上的机械谐振电路元件包括陶瓷低通滤波器元件。
13.权利要求11的滤波器，其中该一个或一个以上的机械谐振电路元件包括两个陶瓷低通滤波器元件。
14.权利要求13的滤波器，其中该9阶椭圆切比雪夫滤波器被串联连接在该两个陶瓷低通滤波器元件之间。
15.一种过滤社区接入电视信号分发系统中的信号的方法，包括 限制家庭内娱乐频带中的信号离开社区接入电视信号分发系统的订户网络； 允许社区接入电视上游信号频带中的信号离开社区接入电视信号分发系统的订户网络； 以及 允许社区接入电视下游信号频带中的信号进入社区接入电视信号分发系统的订户网络。
16.权利要求15的方法，其中限制家庭内娱乐频带中的信号离开社区接入电视信号分发系统的订户网络包括使家庭内娱乐频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使家庭内娱乐频带中的信号衰减的量等于或大于_70dB，以及其中该低通滤波器包括至少一个机械谐振电路元件。
17.权利要求16的方法，其中允许社区接入电视上游信号频带中的信号离开社区接入电视信号分发系统的订户网络包括使社区接入电视上游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使社区接入电视上游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB,以及其中该低通滤波器包括至少一个LC谐振电路元件。
18.权利要求17的方法，其中允许社区接入电视下游信号频带中的信号进入社区接入电视信号分发系统的订户网络包括使社区接入电视下游信号频带中的信号通过低通滤波器，其中该低通滤波器使社区接入电视下游信号频带中的信号衰减的量小于或等于-2. 5dB。
19.权利要求18的方法，其中，该家庭内娱乐频带包括频率等于或大于1125兆赫的信号。
20.权利要求19的方法，其中该社区接入电视下游信号频带包括频率小于或等于1002兆赫的信号。
全文摘要
本公开一般地涉及社区接入或有线电视(CATV)信号并且涉及共享CATV分发网络的家庭内娱乐信号。公开了一种低通滤波器，其可被用来限制正使用CATV分发网络的家庭内娱乐信号离开订户房屋网络。该低通滤波器被放置在CATV订户房屋网络的入口端口处。该低通滤波器允许上游和下游CATV信号频带两者进入和离开该订户房屋网络。该低通滤波器阻止家庭内娱乐频带中的信号离开该订户房屋网络。该低通滤波器包括至少一个LC谐振电路元件，以及至少一个机械谐振电路元件。该低通滤波器被设计足够小的尺寸使得其可适合现有的CATV装备。
文档编号H03H7/01GK102857188SQ20121020950
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月25日 优先权日2011年6月23日
发明者S.谢菲尔 申请人:约翰·梅扎林瓜联合有限公司