分流装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种分流装置。於一实施例中，该分流装置包括：主放大器，接收输入信号；监听放大器，接收从该输入信号分流而出的信号；以及分路迂回部，具有原生晶体管；其中该原生晶体管具有连接于该输入信号与驱动电压之间的漏极端子、连接栅极电压的栅极端子，以及连接该监听放大器之输出端子的源极端子。由此，当监听放大器的运作停止时，因为分路迂回部会提供输入信号分路迂回的路径，故不会导致监听放大器电力消耗。因此，在此分流装置下的电力消耗为零。
【专利说明】分流装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种分流装置。
【背景技术】
[0002]分流装置(splitter)是一种将通过线缆传送的输入信号(其为射频(radiofrequency, RF)信号)分流成两个以上的输出信号，并向两个以上的接收装置进行分配的装置，其使用于公用天线电视(Community Antenna Television, CATV)系统。
[0003]从而，这样的分流装置具有:主(main)装置的放大器，其接收没有被分流的输入信号，并对输入信号进行放大以输出至频道选择器(tuner)之类的设备；以及一个以上的放大器，其接收被分流的输入信号，并为了执行PIP(picture-1n picture)>DVD-R(digitalvideo recorder)或线缆调制解调器(cable modem)这类的附加功能而进行输出。
[0004]在此,接收没有被分流的输入信号的放大器称为主放大器(main amplifyingunit),而输入信号所输入的一个以上的放大器称为监听放大器(loop throughamplifying unit)。
[0005]这样的分流装置下，会利用主放大器所输出的信号来收看电视，而利用监听放大器所输出的信号来执行附加功能。这时，即使在不使用主放大器的情况下，监听放大器也会持续运作。
[0006]由于这样的原因，具备分流装置的机上盒(set-top box),在待机模式(stand-bymode)下即使不收看电视，用于附加服务的监听放大器仍维持平常的动作状态。
[0007]从而，导致监听放大器电力消耗增加的问题。
【发明内容】
[0008]因此，本发明所要解决的技术课题是:将分流装置所消耗的电力变成零(zero)。
[0009]根据本发明，分流装置包括:主放大器，接收输入信号；监听放大器，接收从该输入信号分流而出的信号；以及分路迂回部，具有原生晶体管；其中该原生晶体管具有连接于该输入信号与驱动电压之间的漏极端子、连接栅极电压的栅极端子，以及连接该监听放大器之输出端子的源极端子。
[0010]该驱动电压可具有驱动中止电压值和大于该驱动中止电压值的电压值。当该驱动电压为该驱动中止电压值时，该原生晶体管被开启，而当该驱动电压为大于该驱动中止电压值的电压值时，该原生晶体管被关闭。
[0011]该原生晶体管的电压阈值可小于OV。
[0012]该栅极电压可以是大于0V,小于3.3V。
[0013]该原生晶体管的栅极端子与源极端子之间的电压，优选的是，小于该原生晶体管的电压阈值；该原生晶体管的栅极端子与漏极端子之间的电压，优选的是，小于该电压阈值。
[0014]该分路迂回部还可包括:第一电容器，其一侧端子连接于该输入信号，另一端子连接于该原生晶体管的漏极端子；以及第一电阻，其一侧端子连接于该驱动电压，另一侧端子连接于该原生晶体管的漏极端子。
[0015]该分路迂回部还可包括:第二电容器，其一侧端子连接于该源极端子，另一端子连接于该监听放大器的输出端子；以及第二电阻，其一侧端子连接于该驱动电压，另一侧端子连接于该原生晶体管的源极端子。
[0016]该主放大器、该监听放大器及该分路迂回部是以一个集成电路芯片来形成。
[0017]根据上述特征，当监听放大器的运作停止时，因为分路迂回部会提供输入信号分路迂回的路径，故不会导致监听放大器电力消耗。
[0018]因此，在此分流装置下的电力消耗为零。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1显示根据本发明一实施例实现的分流装置的方块图。
[0020]图2显示根据本发明另一实施例实现的分流装置的方块图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明所属【技术领域】中具有通常知识的技术人员能够轻易实施本发明，以下将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。然而，本发明可以各种不同的形态体现，并不限于在此说明中的实施例。而且，为了明确对本发明进行说明，附图中省略了与说明无关的部分，整个说明书中类似的部分使用的类似的元件标号。
[0022]接下来，将参考附图，对根据本发明一实施例实现的分流装置进行说明。
[0023]请参照图1，根据本发明一实施例实现的分流装置具有:电压生成部(10)，其接收输入电压(VDDl)以生成供分流装置运作所需的驱动电压(VDD2)，並将驱动电压(VDD2)进行输出；以及分流器(20)，施加有电压生成部(10)所输出的驱动电压(VDD2)，并将通过输入端子接收到的输入信号(Vin)分流,从而输出多个输出信号(Voutl至Voutn)。
[0024]电压生成部(10)接收输入电压(VDDl)后，生成分流装置运作所需的驱动电压(VDD2)，而后进行输出。
[0025]在本实施例中，电压生成部(10)会根据使用者的操作来对施加于分流装置的驱动电压(VDD2)大小进行变更后输出。
[0026]举例来说，使用者利用电源开关，切断施加于本发明实施例中具备零电力分流装置的机上盒(set-top box)的电源时，电压生成部(10)会输出一用于关闭(off)驱动电压(VDD2)以中止分流器(20)运作的电压值，例如输出具有“0V”的驱动中止电压值的驱动电压(VDD2)。
[0027]但是，为使机上盒正常运作而向机上盒提供电源的情况下，电压生成部(10)会输出一用于开启(on)驱动电压(VDD2)以使分流器(20)进行运作的电压值，例如输出具有“3.3V”的驱动电压值的驱动电压(VDD2)。像这样，开启时的驱动电压(VDD2)的大小与关闭时驱动电压(VDD2)的大小不同，开启时的驱动电压(VDD2)的大小大于关闭时驱动电压(VDD2)的大小。
[0028]在本实施例中，关闭时的驱动电压(VDD2)的大小与开启时驱动电压(VDD2)的大小为OV与3.3V两个相互不同的电压，但不限于此，电压值可以有不同的变化。[0029]分流器(20)具有:多个放大器(2f2n)，接收从输入端子输入的“输入信号”(Vin)，並将其分流成多个信号，使其经由各输出端子输出“输出信号”(Voutl至Voutn);以及分路迂回部(201)，其连接於多个放大器(2f2n)位于最后位置的放大器(2n)中用于输出“输出信号”(Voutn)的输出端子上。
[0030]由于一个输入信号(Vin)被分流成多个信号，因此多个放大器(21?2n)具有并联连接的结构。
[0031]在图1中，直接接收不被分流之输入信号(Vin)的放大器(21)为主放大器，而其余(η-1)个施加有被分流的输入信号(Vin)的放大器(22-2n)为监听放大器。
[0032]在本实施例中，监听放大器(22-2n)的数量为多个，但不限于此，也可以是一个。
[0033]在本实施例中，输入信号有可能是通过无线通讯由发送器传送过来的RF广播信号。
[0034]因此，主放大器(21)可以是频道选择器，其用于收看电视而对所接收到的广播信号进行处理而后输出，多个监听放大器(22-2n)可以是为了实现PIP(pictUre-1n picture)功能、DVD-R (digital video recorder)或线缆调制解调器(cable modem)等而对信号进行分流的放大器。
[0035]分路迂回部(201)具有:第一电容器(Cl)，其一侧端子连接于输入信号(Vin)所施加的输入端子上；第一电阻(R1)，电压生成部(10)所输出的驱动电压(VDD2)施加于电阻(Rl)的一侧端子，而电容器(Cl)的另一侧端子连接于电阻(Rl)的另一侧端子；以及晶体管(Trl)，其漏极端子连接于电阻(Rl)的另一侧端子，栅极端子上施加有栅极电压(Vg)，而源极端子连接于放大器(2n)的输出端子。
[0036]电容器(Cl)用于阻断分路迂回部(201)的输入信号(Vin)中所包含的直流(DC)成分。
[0037]电阻(Rl)用于防止完成匹配(matching)的放大器(21?2n)的输入阻抗(impedance)与分路迂回部(201)的输入阻抗之间阻抗平衡的破坏。电阻(Rl)会具有较放大器(2f2n)输入阻抗大的电阻值，即高阻抗(high impedance)，换言之，电阻(Rl)具有大约是放大器(2f2n)输入阻抗10至200倍的电阻值，例如电阻(Rl)的大小可以为IOkQ至200k Ω。
[0038]晶体管(Trl)为MOS 晶体管(metal oxide silicon transistor),且为具有小于OV之电压阈值(Vth)的原生晶体管(native transistor)。在本实施例中，作为一个实例，电压阈值(Vth)可大于-200mV (=-0.2V)而小于0V。这样的原生晶体管，在一般制造晶体管的基本工艺上无需增加光罩(mask)数量即可以制造出来，因此制造此原生晶体管不会产生额外的光罩费用。
[0039]一般情况下，想要开启(on)晶体管(Trl)，栅极端子与源极端子之间的电压(Vgs)必须大于电压阈值(Vth)。
[0040]相反地，若想要关闭(off)晶体管(Trl)，栅极端子与源极端子之间的电压(Vgs)应该要小于电压阈值(Vth)，而栅极端子与漏极端子之间的电压(Vgd)也应该小于电压阈值(vth)。
[0041]一般情况下，只要晶体管的栅极端子与源极端子间的电压(Vgs)满足条件即可，但在实际电路中，漏极端子与源极端子之间的区分是通过施加于两个端子的电压大小来决定。因此，在本实施例的情况下，除了栅极端子，晶体管的两端子中施加较大电压的端子作为漏极端子，而施加较小电压的端子作为源极端子。
[0042]在本实施例中，驱动电压(VDD2)处于开启状态时，晶体管(Trl)的偏压(biasvoltage)应该是用于关闭晶体管(Trl)的电压。因此，如前所述，栅极端子与源极端子之间的电压(Vgs)应该小于电压阈值(Vth) (Vgs < Vth)，而栅极端子与漏极端子之间的电压(Vgd)也应该小于电压阈值(Vth) (Vgd < Vth)ο
[0043]其中，晶体管(Trl)栅极端子的电压(Vg)与漏极端子的电压(Vd)取决于由驱动电压(VDD2)所形成的电压，以满足关闭晶体管(Tr)所需的条件，即满足上述两个条件的电压分别施加于栅极端子与漏极端子，晶体管(Trl)的源极端子为被分流的输入信号所生成的输出信号被分路迂回处，故使用监听放大器(2n)的输出电压来纠正晶体管(Trl)的偏压。
[0044]因此，当驱动电压(VDD2)为开启状态时，晶体管(Trl)变成关闭状态。
[0045]另一方面，驱动电压(VDD2)在关闭状态下输出驱动中止电压值为“0V”的电压时，即施加于分流器(20)的驱动电压(VDD2)变成“0V”，从而多个放大器(2f2n)变成非运作状态，而多个放大器(2f 2n)所分别输出的输出信号(Voutl至Voutn)变为“0V”，栅极电压(Vg)也变成“0V”。因此，栅极端子与源极端子之间的电压(Vgs)变为0V。
[0046]以非原生晶体管来说，一般电压阈值为0.4V至0.8V的晶体管，由于其电压阈值大于栅极端子与源极端子之间的电压(Vgs)，因此这类的晶体管在这种情况下不会被开启。
[0047]但是，在本实施例的情况下，晶体管(Trl)为电压阈值(Vth)小于OV (例如大于-0.2V且小于OV)的原生晶体管，因此栅极端子与源极端子之间电压(Vgs)为“0V”是一个比电压阈值(Vth)更大的值，因此晶体管(Trl)会被开启。从而，即使所施加的驱动电压(VDD2)是用于中止分流器(20)运作的驱动中止电压值，也会将晶体管(Trl)接通(turn-on)ο
[0048]从而，当驱动电压(VDD2)为关闭状态时，晶体管(Trl)为开启状态。
[0049]如此，在本实施例的情况下，由于晶体管(Trl)的源极端子连接于放大器(2n)的输出端子，因此晶体管(Trl)接通与否取决于放大器(2n)输出端子所输出的“输出信号”(Voutn)的状态。如前所述，在本实施例的情况下，放大器(2n)运作与否是根据驱动电压(VDD2)的大小而定，因此晶体管(Trl)的开启或关闭动作是根据驱动电压(VDD2)的大小来决定，即驱动电压值(例如3.3V)的施加与否来决定。
[0050]晶体管(Trl)的开启或关闭状态决定了输入信号(Vin)在输出时是否通过分路迂回部(201)。因此，如前所述，根据驱动电压(VDD2)的开启或关闭状态，输入信号(Vin)被分流而后通过放大器(2n)输出至输出端子，亦或是通过分路迂回部(201)输出至输出端子。
[0051]具有上述结构的根据本发明实施例实现的分流装置的操作如下。
[0052]为了对操作流程进行说明，假设晶体管(Trl)的电压阈值为-0.2V，栅极电压(Vg)为0V，而漏极电压(Vd)为3.3V。並且，根据电压生成部(10)的操作，假设驱动电压(VDD2)在开启状态时的驱动电压值为3.3V，而驱动电压(VDD2)在关闭状态时，驱动中止电压值为0V，依此情况举例进行说明。
[0053]首先，当电压生成部(10)将具有3.3V之驱动电压值的驱动电压(VDD2)施加于分流器(20)时，分流器(20)中多个放大器(2f2n)运作所需的驱动电压(VDD2)被施加，故而使得多个放大器(2f 2n)变为运作状态。[0054]在这种状态下，随着放大器(2η)进行运作，放大器(2η)的输出端子所输出的输出信号(Voutn)具有适当大小的电压，且其为正值(+ )。
[0055]举例来说，当输出信号(Voutn)输出的电压为IV时，会使得(Vg — Vs) < -1V且(Vg - Vd) =-3.3 V，这两种情况均满足了小于-0.2 V的电压阈值此一条件。
[0056]由于栅极端子与源极端子之间的电压(Vgs)以及栅极端子与漏极端子之间的电压(Vgd)均小于电压阈值(Vth)，从而晶体管(Trl)成关闭状态，分路迂回部(201)也因此成为关闭状态。
[0057]因此，输入信号(Vin)的分路迂回路径并不会通过分路迂回部(201)，而是经由监听放大器(Voutn)而形成。
[0058]像这样，分流器(20)在正常运作的状态下，也就是驱动电压(VDD2)的状态为能使分流器(20)进行运作的开启状态，输入信号(Vin)的分路迂回路径是经由运作中的放大器(2n)而形成。
[0059]但是，电压生成部(20)将驱动电压(VDD2)为OV的驱动中止电压值施加于分流器(20)时，因为没有施加分流器(20)中多个放大器(2f2n)运作所需大小的驱动电压(VDD2)，故而多个放大器(21 — 2n)成非运作状态。
[0060]像这样，由于放大器(2n)停止运作，放大器(2n)所输出的信号(Voutn)大小成为0V，栅极电压(Vg)也与设定值无相关，成为“O”。因此，放大器(2n)所消耗的电力(P)为Omff (BP, P =VXI= 0X1)。
[0061]从而，栅极端子与源极端子之间的电压(Vgs)及栅极端子与漏极端子之间的电压(Vgd)变成0V，因此成为大于-0.2 V之电压阈值(Vth)的值。由此，即使没有施加分流器
(20)正常运作所需大小(例如3.3V)的驱动电压(VDD2)，晶体管(Trl)也会成为开启状态，分路迂回部(201)因此变成开启状态。
[0062]像这样，在多个放大器(21?2η)为非运作状态时，由于放大器(2n)停止工作，因此输入信号(Vin)不会经由放大器(2n)来输出“输出信号”，而是以通过维持开启状态的分路迂回部(201)而被分流的信号来输出。
[0063]主放大器(21)与监听放大器(22?2n)的运作均停止的情况下(即，非运作状态下)，利用在监听放大器(2n)被关闭时所输出的信号(Voutn)来将分路迂回部(201)的晶体管(Trl)开启，从而输入信号(Vin)是单独通过分路迂回部(201)而被旁路，而不是通过监听放大器(2n)。
[0064]从而，由于不需要为了提供输入信号(Vin)的分路迂回路径而维持放大器(2n)环通，因此监听放大器(2n)所消耗的电力为“O mW”，故无需为了输入信号(Vin)的分路迂回，而使监听放大器(2n)进行与自身无关的运作而消耗电力。
[0065]如前所述，采用电容器(Cl)是为了切断施加于分路迂回部(201)的直流成分，而采用电阻(Rl)是为了实现高阻抗(high impedance)ο
[0066]根据本实施例的分流装置是由一个集成电路芯片(integrated chip)来实现,故可减少成本。
[0067]接下来，请参照图2，以下将对根据本发明另一实施例实现的分流装置进行说明。
[0068]与图1相比，图2所示的分流装置除了分流器(20a)的分路迂回部(201a)外，具有与图1的分流装置相同的结构。从而，对执行相同功能的元件赋予了与图1相同的元件标号，並省略其详细说明。
[0069]请参照图2，分流器(20a)的分路迂回部(201a)包括:连接输入信号(Vin)的电容器(Cl)、连接于驱动电压(VDD2)与电容器(Cl)之间的电阻(R1)，以及连接于电阻(Rl)与栅极电压(Vg)间的晶体管(Trl)，并且还包括:连接于驱动电压(VDD2)与晶体管(Trl)的源极端子之间的电阻(第二电阻R2)，以及连接于晶体管(Trl)的源极端子与放大器(2n)的输出端子之间的电容器(第二电容器C2)。
[0070]这时，电阻(R2)与图1中的电阻(Rl)同样是用于防止完成匹配的放大器(2f2n)的输入阻抗与分路迂回部(201a)的输入阻抗之间阻抗平衡的破坏，且具有与电阻(Rl)相同的电阻值。
[0071]而且，电容器(C2)也与图1的电容器(Cl)类似，是用于切断分路迂回部(201a)之输出信号(Voutn)中所含的直流成分。
[0072]因此，在图1中，为了对晶体管(Trl)的源极电压进行定义，必须依据放大器(2n)的DC电压来进行设计。但是，在图2的情况下，利用电容器(C2)来切断放大器(2n)的DC电压，并使施加于电阻(R2)的电压(VDD2)与漏极上的电压施加情形相同，使得晶体管(Tr)的开启(On)和关闭(Off)条件不受限于放大器(2n)的DC电压，而是独立地进行控制，从而使得分路迂回部(201a)的设计变得更加容易。
[0073]以上，本发明的实施例已进行了详细说明，然而本发明的权利范围并不限于此，本发明的基本概念定义于所附的权利要求，同业依据本发明所作的各种变形及改良均在本发明所界定的权力范围内。
【权利要求】
1.一种分流装置，其特征在于，包括: 主放大器，接收输入信号； 监听放大器，接收从该输入信号分流而出的信号；以及 分路迂回部，具有原生晶体管； 其中该原生晶体管具有连接于该输入信号与驱动电压之间的漏极端子、连接栅极电压的栅极端子，以及连接该监听放大器之输出端子的源极端子。
2.根据权利要求1所述的分流装置，其特征在于: 该驱动电压具有驱动中止电压值和大于该驱动中止电压值的电压值； 其中当该驱动电压为该驱动中止电压值时，该原生晶体管被开启，而当该驱动电压为大于该驱动中止电压值的电压值时，该原生晶体管被关闭。
3.根据权利要求1所述的分流装置，其特征在于:该原生晶体管的电压阈值小于0V。
4.根据权利要求3所述的分流装置，其特征在于:该栅极电压大于0V，小于3.3V。
5.根据权利要求1所述的分流装置，其特征在于:该原生晶体管的栅极端子与源极端子之间的电压小于该原生晶体管的电压阈值，该原生晶体管的栅极端子与漏极端子之间的电压也小于该电压阈值。
6.根据权利要求1所述的分流装置，其特征在于，该分路迂回部还包括: 第一电容器，其一侧端子连接于该输入信号，另一端子连接于该原生晶体管的漏极端子；以及 第一电阻，其一侧端子连接于该驱动电压，另一侧端子连接于该原生晶体管的漏极端子。
7.根据权利要求6所述的分流装置，其特征在于，该分路迂回部还包括: 第二电容器，其一侧端子连接于该源极端子，另一端子连接于该监听放大器的输出端子；以及 第二电阻，其一侧端子连接于该驱动电压，另一侧端子连接于该原生晶体管的源极端子。
8.根据权利要求1所述的分流装置，其特征在于:该主放大器、该监听放大器及该分路迂回部是由一个集成电路芯片所构成。
【文档编号】H04N7/10GK103841349SQ201310436017
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2012年11月21日
【发明者】黄明运, 高东贤 申请人:芯光飞株式会社