专利名称：有线电视网络回传噪声隔离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子噪声隔离装置，尤其是涉及到有线电视网络双向传输环境中的上行噪声隔离装置。
背景技术：
目前，有线电视HFC网络结构，属一点对多点的，呈树型拓扑结构。这对于单向电视信号传输是没什么问题的，但随着信息业务的发展，采用一网多用，利用有线电视HFC网开展电子信息网络连接，即开展信息双向传输业务，就产生了千家万户的上行通道噪声，通过有线网络线叠加汇聚到前端，严重干扰了前端设备对数据信号的检取，有线电视网络回传噪声一直是阻碍有线电视行业开展双向业务的一大技术难题。目前，解决这一难题的办法，是采用高频通过滤波器的办法。既在没有开展双向业务的用户线路上，安装一个高频通过滤波器，硬性阻断信号和噪声的上行通道。但开展了双向业务的用户的上行通道始终处在接通状态。随着信息业的发展，需要开展双向业务的用户必然增多，这些双向业务用户产生的噪声同样会汇聚叠加上行传输至前端，严重影响上行通道的传输质量。
发明内容
为解决上述技术难题，发明人经多年的研究，设计了一种有线电视网络回传噪声隔离器。该噪声隔离器的设计是依据有线电视网络的特点1、根据有线电视用于开展数据业务的设备(CM系统)大多是在TDMA(时分多址)工作，即同一时间只允许一个用户端的Modem发送信号，少数采用CDMA(码分多址)，即同一时间只允许少数几个MODEM发送信号的特性，以及有线电视的回传噪声主要来源于众多用户端的噪声汇聚的原因造成。在靠近用户端，按住房单元或约十户一组设置一个动态开关，因此即使在通讯高峰期，同一时间内也只允许少数几个开关处在接通状态，所带来的噪声不足以影响设备的正常通讯。
2、因为在靠近用户端上行(回传)通道内的信号电平至少比噪声电平高出一个数量级，所以可采取识别电信号幅度的办法来区分噪声和回传信号，利用信号电平的高低来控制信号触发开关的通或断。
根据上述有线电视网络的特性，本实用新型提供了一种有线电视网络回传噪声隔离器。它包括(1)一个高频通过滤波器，该滤波器电路只允许前端下行信号通过，不允许用户端上行信号通过；(2)二个低频通过滤波器，只允许用户端上行信号通过，不允许下行信号通过；其特征是设置了(3)一个回传信号识别电路单元，该信号识别电路单元包括二个信号放大电路，一个5WHZ以上的高频通过滤波电路，一个信号电平检测电路，其作用主要是对上行回传信号进行放大，滤除5MHZ以下噪声，并利用鉴幅的办法对信号进行检测识别；(4)一个正反馈触发电路，该触发电路是由二个正反馈连接的三极管组成，主要用于接收信号电平检测电路传输过来的信号，转换成接近电源电压的高电平，并控制高速电子摸拟开关的导通或不导通；(5)一个高速电子摸拟开关电路，该摸拟开关电路主要是根据正反馈触发电路的控制指令，阻断噪声，接通回传信号。本实用新型工作时，其信号回传的流程是前端传来的有线电视信号和数据下行，只通过高通滤波器，传至用户端。用户端产生的噪声或信号，不能通过高通滤波器，只允许通过低通滤波器，处在输入端的低通滤波器将噪声或信号送入信号电平检测电路，信号电平检测电路根据信号电平的高低来区分开，是噪声还是回传信号，只有回传信号电平才能使检测电路导通，其导通信号传输给正反馈触发电路，正反馈触发电路将此信号转换成接近电源电压的电平，并控制高速电子模拟开关导通。高速电子模拟开关导通后，信号通过，再经输出端的低通滤波器将信号输入到外部有线电视网络传输至前端机房。按照此技术方案制造的有线电视网络回传噪声隔离器较好地解决了用户终端产生的各种噪声汇聚，严重干扰前端机房工作的技术难题。其使用效果相当理想。经检测，各项技术性能指标达到技术要求。
图1是本实用新型工作原理方框图和信号流程走向示意图。
图2是本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面对照附图，详细介绍本实用新型结构关系和工作原理。
电源(1)其作用是将有线电视电缆的60V馈电，进行整流、稳压至本机工作电压5V，电源的输入端连接于有线电视公网。
高通滤器(2)是由电感(L3-6)、电容(C3-4、C6-13)组成，其通带为87MHZ-1000MHZ，阻带为0-65MHZ，阻带抑制度大于45dB，其输入端通过电感(L7)及高压隔离电容(C47)连接于有线电视公网，其输出端通过电感(L1)及高压隔离电容(C1)与用户端有线电视网相连。
上行通道输入端的低通滤波器(3)，是由电感(L2、L8-11)、电容(C15-23)组成，其通带为0-65MHZ，阻带为大于87MHZ，其输入端通过电感(L1)、电容(C1)连接于用户端有线电视网，输出端由电容(C24)耦合到三极管(Q1)的基极。
输出端低通滤波器(7)，其性能与低通滤波器(3)相同，由电感(L15-17)，电容(C39-42)组成，其输入端通过电容(C38)连接于模拟开关(IC2)的输出端第④脚，输出端通过电感(L7)、电容(C47)连接于有线电视公网。
高速电子模拟开关电路(4)，是由模拟开关(IC2)，三极管(Q1、Q2)，放大电路(4a1、4a2)，隔直流电容(C28、C38)和电阻(R1-12、R26)、电容(C26-27)等电子元件组成。模拟开关(IC2)内部是由二个高速CMOS传输门电路构成，可双向传输数字信号和模拟信号，其中第②脚接地、第⑤脚接电源，第①脚和第③脚为两个输入端，其中第③脚接地置为零电平。第④脚为输出端，第⑥脚为控制端。当第⑥脚为低电平时，输出端第④脚与第③脚接通，此时为零电平输出，信号不通过，当第⑥脚为高电平时，则输出端第④脚与第①脚接通，模拟开关(IC2)导通，信号通过，其开关速度为0.5ns；晶体管(Q1、Q2)放大电路(4a1、4a2)都接成电压负反馈的共发放大电路，晶体管(Q1)的集电极通过电阻(R6)、电容(C26)串联连接于晶体管(Q2)的基极，晶体管(Q1)和(Q2)的发射极分别连接电阻(R4、R10)至地，其作用是稳定两个晶体管的直流工作点。晶体管(Q2)的集电极为输出端，经偶合电容(C28)连接到模拟开关(IC2)的输入端第①脚；模拟开关(IC2)的输入、输出端分别连接有隔直流电容(C28、C38)及并接地电阻(R12、R26)，其作用是将输入、输出端都置相同的地电位，使开关在开或关时不会把开关信号带入回传通道造成干扰。
信号识别电路单元(5)是由信号放大电路(5a1、5a2)、5MHZ以上高通滤波器(5b)、信号电平检测电路(5c)组成。信号放大电路(5a1、5a2)包括两个晶体管(Q3、Q4)前后两级放大，晶体管(Q3)的输入信号是通过晶体管(Q1)集电极经偶合电容(C30)馈给，晶体管(Q3)的集电极为输出端连接5MHZ以上高通滤波器(5b)的输入端；晶体管(Q4)的输入端基极连接于5MHZ以上高通滤波器(5b)的输出端，晶体管(Q4)的输出端集电极连接于信号电平检测电路(5c)的输入端，其中电阻(R13、R14)和电阻(R17、R18)分别是两个晶体管(Q3、Q4)的偏置电阻，电阻(R16)和电阻(R20)分别是两个晶体管(Q3、Q4)的负载电阻；5MHZ以上高通滤波器(5b)包括电容(C31-35)、电感(L12-13)，其连接方式为常规高通滤波器的连接方式。其作用是滤除低于上行通道5MHZ以下的噪声干扰；信号电平检测电路(5c)是由电容(C36)、二极管(D5)、电阻(R21-22)，三极管(Q5、Q6)连接组成；其中电容(C36)为隔直流电容，二极管(D5)起整流作用，电阻(R21)是偏置电阻，二个三极管(Q5、Q6)连接成复合放大电路，三极管(Q5)的基极连接电容(C36)为输入端，其发射极通过电阻(R22)接地，集电极与三极管(Q6)的基极相连，三极管(Q6)的集电极接地，偏置电阻(R21)与二极管(D5)并联接于三极管(Q5)的基极与地之间，因此三极管(Q5)的偏置电压为零，电阻(R22)的作用是减少因环境温度的变化造成三极管(Q5)的导通电压的变化量。三极管(Q6)的输出端发射极连接于正反馈触发电路(6)的输入端电阻(R23)；正反馈触发电路(6)包括电阻(R23-24)、三极管(Q7、Q8)，电阻(R24)连接于三极管(Q7)的基极与发射极之间，三极管(Q7)的基极为正反馈电路的控制端，电流通过电阻(R24)所产生的电压降，可控制三极管(Q7)的导通与关断，电阻(R23)是限流电阻，三极管(Q7)的发射极与5V电源相连，作为正反馈触发电路的输入端，三极管(Q7)的基极和集电极分别与三极管(Q8)的集电极和基极相连，三极管(Q8)的发射极作为正反馈触发电路的输出端，连接于模拟开关(IC2)的第⑥脚控制端，由于二个三极管(Q7、Q8)分别选用PNP和NPN管，两管之间按上述的连接方式，属于雪崩式正反馈连接；电阻(R25)并接于三极管(Q8)的发射极与地之间，电阻(R25)与模拟开关(IC2)第⑥脚的输入电容构成RC放电电路，可限定脉冲宽度。
以上所述有线电视回传噪声隔离器是一种双向传输的装置，从有线电视的同轴电缆馈过来的60V交流电压，被电容(C47)阻断，通过电源电路(1)整流稳压成直流5V作为本机工作电压。从前端机房发送的下行信号(包括电视节目及下行数据信号)其频率在87MHZ-1000MHZ，由于被两个低通滤波器(3、7)阻断，所以只通过电容(C47)、电感(L7)、高通滤波器(2)、电感(L1)及电容(C1)直接送到用户终端。
从用户端发送来的上行(回传)信号和噪声其频率在5MHZ-65MHZ之间，被高通滤波器(2)阻断，只通过低通滤波器(3)，经电容(C24)偶合到晶体管(Q1)的基极，电信号经晶体管(Q1)放大后分成两路，一路经电阻(R6)，电容(C26)至晶体管(Q2)的基极，电信号由晶体管(Q2)倒相放大后，经隔直流电容(C28)送至模拟开关(IC2)的输入端①脚。
晶体管(Q1)的另一路输出电信号，经偶合电容(C30)至晶体管(Q3)的基极，信号经晶体管(Q3)放大后，输入到一个5MHZ以上高通滤波器(5b)将5MHZ以下的噪声干扰滤除后，送至晶体管(Q4)，再一次放大，设置二个晶体管(Q3、Q4)的放大倍数，使输入的回传信号，放大到能使信号电平检测电路(5c)导通。这里设置5MHZ以上高通滤波是因为用户端感应的5MHZ以下电磁波最强，可能会使电平检测电路(5c)产生误导通。因此要将5MHZ以下的噪声干扰大幅度的衰减。当上行通道中没有回传信号，只有噪声时，因噪声电平较小，不能使电平检测电路(5c)导通(其导通电平为0.6V)，此时正反馈触发电路(6)的输入端与输出端之间显高阻状态，所以输出为低电平，即模拟开关(IC2)的控制端⑥脚为低电平，此时模拟开关(IC2)的输出端④脚与①脚断开，与③脚(地电平)相连，因此噪声不能通过模拟开关传至上行(回传)通道。
当上行通道中有回传信号传输时，其电平较高，经过三个晶体管(Q1、Q3、Q4)放大，并经过电容(C36)、二极管(D5)整流出一个大于等于0.6V的正脉冲电平，触发晶体管(Q5)导通，该导通电平经晶体管(Q6)放大送至三极管(Q7)的基极，使三极管(Q7)导通，二个三极管(Q7、Q8)将此电信号进行雪崩式的正反馈，输出一个略等于电源电压的高电平至模拟开关(IC2)的控制端⑥脚，使模拟开关(IC2)动作断开④脚与③脚的连接，接通④脚与①脚的连接。这样回传信号就通过(IC2)的①脚传至④脚，并通过偶合电容(C38)、低通滤波器(6)送入有线电视上行通道，传至前端。电阻(R25)与模拟开关(IC2)的⑥脚输入电容构成RC放电回路，可限定脉冲电平的宽度，使其在一个连续数据包的电脉冲期间模拟开关(IC2)的⑥脚始终处在高电平，即模拟开关(IC2)在传输一个数据包期间都处在接通状态。这就避免由于开关的延时造成传输数据(字符)的丢失。
权利要求1.一种有线电视网络回传噪声隔离器，包括一个高通滤波器(2)，该滤波器只允许前端下行的高频信号通过，阻断上行信号通过；二个低通滤波器(3、7)，其作用只允许上行信号通过，阻断下行信号通过；其特征在于一个回传信号识别电路单元(5)，该电路单元是由信号放大电路(5a1、5a2)、5MHZ以上高通滤波器(5b)、信号电平检测电路(5c)组成，信号放大电路(5a1、5a2)包括二个晶体管(Q3、Q4)前后两级放大，5MHZ高通滤波器(5b)连接在前后两个信号放大电路(5a1、5a2)之间，信号电平检测电路(5c)的输入端接信号放大电路(5a2)输出端，其功能是检测所传输的电信号是噪声还是信号；一个高速电子模拟开关电路(4)，是由信号放大电路(4a1、4a2)，隔直流电容(C28、C38)和电阻(R1-R12)、模拟开关(IC2)组成；信号放大电路包含二个晶体管(Q1、Q2)前后两级放大，其功能是根据正反馈触发电路(6)发出的控制信号指令，阻断噪声，导通回传信号；一个正反馈触发电路(6)，包括一个电流检测电阻(R24)，一个限流电阻(R23)和两个三极管(Q7、Q8)组成，两个三极管(Q7、Q8)的连接方式为正反馈式连接；其功能是将信号电平检测电路(5c)传输过来的导通信号转换成电源电压的高电平，以控制后续高速电子模拟开关的导通或关闭。
2.根据权利要求1所述的有线电视网络回传噪声动态隔离器，其特征在于，所述的信号放大电路(5a1、5a2)，是由两个晶体管(Q3、Q4)为主的电子元件构成，前后两级放大，连接于信号电平检测电路(5c)之前，电阻(R13、R14)和电阻(R17、R18)分别是两个晶体管(Q3、Q4)的偏置电阻，电阻(R16)和电阻(R20)分别是两个晶体管(Q3、Q4)的负载电阻，两个晶体管(Q3、Q4)的发射极通过电阻(R15、R19)接地，集电极为输出端。
3.根据权利要求1所述的有线电视回传噪声动态隔离器，其特征在于5MHZ以上高通滤波器(5b)，是由电容(C31-35)、电感(CL12-13)组成，其连接方式为常规的高通滤波器连接方式，其作用是将回传通带5MHZ以下的噪声滤除。避免噪声误触发信号电平检测电路。
4.根据权利要求1所述的有线电视网络回传噪声动态隔离器，其特征在于信号电平检测电路(5c)是通过检测信号幅度来识别噪声和回传信号，它是由二个三极管(Q5、Q6)、二极管(D5)、电容(C36)、电阻(R21-22)连接组成，其中电容(C36)为隔直流电容，二极管(D5)起整流作用，电阻(R21)是偏置电阻，二个三极管(Q5、Q6)连接成复合放大电路，前三极管(Q5)的基极连接电容(C36)为输入端，后三极管(Q6)的发射极为输出端，连接于正反馈触发电路(6)的输入端电阻(R23)，偏置电阻(R21)与二极管(D5)并接于三极管(Q5)的基极与地之间，三极管(Q5)的偏置电压为零，当没有回传信号时三极管不导通，当回传信号到来时，通过电容，二极管整流后，可触发三极管导通，其导通信号又去触发一个正反馈触发电路(6)。
5.根据权利要求1所述的有线电视网络回传噪声动态隔离器，其特征在于所述的正反馈触发电路(6)，是由一个PNP三极管(Q7)，一个NPN三极管(Q8)和电阻(R23-24)组成，PNP管(Q7)的集电极、基极分别与NPN管(Q8)的基极、集电极相连，PNP管(Q7)的发射极作为输入端连接于电源，NPN管的发射极作为输出端连接于模拟开关(IC2)的第⑥脚，PNP管(Q7)的发射极与基极之间连接一电阻(R24)，其基极作为正反馈触发电路的输入控制端连接于信号电平检测电路(5c)的输出端，当信号电平检测电路没有输出电流时，正反馈触发电路的输入与输出之间端显高阻抗，当信号电平检测电路有输出电流且能开启正反馈触发电路时，其输出端与输入端之间立即变为低阻抗，使输出端输出信号电平略等于电源电压的高电平。
6.根据权利要求1、5所述的有线电视网络回传噪声隔离器，正反馈触发电路(6)的输出端与地之间连接有一个电阻(R25)，其作用是该电阻与模拟开关(IC2)的控制输入端的输入电容构成放电回路、其放电时间，可限定触发脉冲电平的宽度，使模拟开关在传输一个数据包的时间内始终处在开启状态，避免数据丢失，又不至于使开关开启时间过长，给回传通道带来过多噪声。
7.根据权利要求1所述的有线电视网络回传噪声动态隔离器，其特征在于模拟开关(IC2)是由两个高速CMOS传输门电路组成，可双向传输，其中第②③脚接地，第⑤脚接电源，第①脚接输入端，第④脚接输出端，第⑥脚接正反馈触发电路的输出端，即为控制端。
8.根据权利要求1、7所述的有线电视网络回传噪声动态隔离器，其特征在于模拟开关(IC2)的输入，输出端分别接有一个隔直流电容(C28、C38)和一个接地电阻(R12、R26)。使模拟开关(IC2)的输入、输出端都置相同电平，使模拟开关(IC2)动作时，不至于把开关信号、带入回传通道，造成干扰。
专利摘要本实用新型是一种有线电视网络回传噪声隔离器。有线电视网络在开展双向传输业务时，用户终端回传噪声的汇聚叠加，成为阻碍有线电视开展双向传输业务的一大技术难题。本实用新型提供了一种有线电视网络回传噪声隔离器，它包括一个高通滤波器，两个低通滤波器，其特征在于设置了一个上行回传信号识别电路单元，信号的识别采用鉴幅的办法来区分是噪声还是信号，一个正反馈触发电路，它将信号电平检测电路的导通信号转换成电源电压的高电平，以控制后续高速电子模拟开关的导通或关闭。一个高速电子模拟开关，该开关是由两个高速COMS传输门路组成，可双向传输，当控制端为低电平时，信号输入端与输出端断开，当控制端为高电平时，信号输入端与输出端导通。
文档编号H04N7/10GK2894157SQ20062009605
公开日2007年4月25日 申请日期2006年4月5日 优先权日2006年4月5日
发明者李霖 申请人:李霖