专利名称：薄型的电缆调制解调器和安装该调制解调器的支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆调制解调器，以及用于在其上安装该电缆调制解调器的一种支架，电缆调制解调器被用作连接CATV(有线电视)线路和个人计算机的一个接口。
最近几年，电缆调制解调器作为CATV线路和家用或商业设备之间高速数据通信的接口，起着重要作用。这种电缆调制解调器配备有将编码的传输信息转换为用于个人计算机的接收信号的一种接口功能。
图10表示电缆调制解调器系统的一个背景技术例子的一个示意图。在这个系统中，因特网101，个人计算机通信102或各种信息103通过服务器201，202或通过服务器203，而不是CATV台(例如，公司内部提供的服务器)被传输，并且由路由器204转发，并且进而通过电缆调制解调器编码器205的信息编码处理，被传输到每个家庭或公司或类似的地方300。实际上不能被个人计算机接收的这种编码信息，必须被电缆调制解调器301进行信号转换，以便能够被个人计算机302所接收。
在图10所示的现有技术例子的电缆调制解调器中，一般地，逻辑集成电路或其它逻辑电路部件被安装在一块板上，而前端部分和用于LED灯显示驱动的电路部件被安装在另一块板上，这意味着该电缆调制解调器由两块电路板组成。对于LED(发光二极管)灯的安装，必需用手插入LED灯，并且在手工焊接后，必需切去多余的电线头，然后定位LED灯，以便该LED灯的前端部分被放置在前面板开口的中心位置。另外，因为在工作中电缆调制解调器的这些逻辑电路和前端部分会产生大量热量，所以情况一直是这样的，即电缆调制解调器的制造要通过在两块板之间插入用于热辐射的一个金属板，在金属板插入一个具有基本为U型截面的金属底盘上的情况下安装电路板结构的步骤，其中两块板和金属板彼此之间通过螺钉连接，并且进而将该底盘安装在一个盒式壳体中。
这种电缆调制解调器，如上所示，在装配上会花费大量时间，并不可避免地增加了壳体的外部尺寸，当安装在桌子上时占用相当多的空间，另外该电缆调制解调器在单位重量上很重，从而不便于携带。另外，当一般水平放置的电缆调制解调器为节省空间而垂直放置时，由于易于倾斜，所以是不稳固的。而且，另一个问题是，当该电缆调制解调器具有较小尺寸和薄型设计时，由于壳体内部温度升高，电路部件的使用环境温度将会超限，从而引起工作不良。
因此，本发明的一个目的是提供一种高可靠性的电缆调制解调器，它可以被设计为与现有技术相比，具有较薄的厚度和较轻的重量，并且它在装配的可操作性，热辐射，安装稳定性等方面优越。
为实现上述目的，提供一种薄型电缆调制解调器，包括一块电路板，它基本上是一块单独的板，其上至少安装有一个前端部分，一个逻辑电路部分和一个LED显示部分；和外壳，它覆盖电路板，并且它具有前面，后面，左侧面，右侧面，顶面和底面，其中外壳的前面备有指示LED显示部分操作状态的多个符号显示器，并且在外壳的顶面备有用于辐射从前端部分和安装在电路板上的逻辑电路部分产生的热量的多个排气孔，以及在外壳的底面备有用于将外部空气引到外壳内部的多个进气孔，并且前端部分被安装在电路板靠近外壳的顶面备有的多个排气孔的位置上。
根据上面的结构，随着空气流通过进气孔从外壳的底面进入外壳的内部，并且通过排气孔流向外壳的上部，从安装在电路板上的前端部分和逻辑电路部分产生的热量可以有效地被辐射。
在本发明的一个实施例中，LED显示部分由表面安装的LED芯片实现，并且被安装在该电路板上。
根据这种结构，因为前端部分，逻辑电路部分和LED显示电路部件完全被自动安装机安装在一块基本为单一的板中，无需分别准备前端部分和LED显示电路板以及逻辑电路板，并且此后用手工劳动组合这两块板，这些工作都包含在现有技术中，并且既不需要用手工插入LED灯，也不需要在手工焊接后，去掉电线头，从而可以省略装配过程。因此，可以减少生产成本。
在本发明的一个实施例中，外壳在它的前面板内具有用于引导从多个LED芯片到多个符号显示器的用于表示工作状态的光信号的多个光导引部分。
根据这种结构，因为固定在前面板的光导引部分和用作光源的LED芯片是独立的结构，所以不需要把LED灯的前端部分放置在前面板开口的中心部分，从而可以省去该装配过程。因此，可以减少生产成本。
为了实现本发明的其它目标，提供用于安装薄型电缆调制解调器的一种支架，该调制解调器包括一块电路板，它基本上是一块单独的板，其上至少安装有一个前端部分，一个逻辑电路部分和一个LED显示部分；和一个外壳，它覆盖该电路板并且具有前面，后面，左侧面，右侧面，顶面和底面，其中在外壳的顶面备有用于辐射从安装在电路板上的前端部分和逻辑电路部分产生的热量的多个排气孔，并在外壳的底面备有用于将外部空气引入外壳内部的多个进气孔，该安装支架包括两个侧壁；一个外壳安装部分；外壳安装部分备有的一个凹入部分，以便不封闭外壳底面备有的多个进气孔；和在该凹入部分形成的一个接合部分，它与进气孔接合。
根据这种结构，由于用于空气通风的必需的进气孔未被封闭，使得外部空气流入外壳内部，所以可以获得好的热量辐射效果。而且，该安装支架使该薄型电缆调制解调器稳定地安装在其上，同时，还可作为用于该电缆调制解调器机身的滑动阻止器。
在本发明的一个实施例中，安装支架的接合部分与进气孔平行，从而当有多个进气孔的外壳底面被安装在安装支架上时，进气孔和接合部分彼此接合，而安装支架的接合部分与排气孔不平行，使得当具有多个排气孔的外壳顶面被安装在安装支架上时，排气孔和接合部分彼此不接合。
根据这种结构，可以防止外壳被反着安装在安装支架上。
本发明从下文给出的详细描述和附图中将会被更加完全地理解，该描述仅作为说明被给出，因此不是对本发明的限制，其中图1是根据本发明的一个实施例的一种薄型电缆调制解调器的外观透视图；图2A到2E分别是根据本发明的一个实施例的一种薄型电缆调制解调器的前面视图，顶面视图，侧面视图，底面视图和后面视图；图3是安装在根据本发明的一个实施例的一种薄型电缆调制解调器的外壳内部的一块板上的电路部件的布置图；图4是根据本发明的一个实施例的薄型电缆调制解调器的前端部分的电路方框图；图5是根据本发明的一个实施例的薄型电缆调制解调器的逻辑电路部分的电路方框图6是根据本发明的一个实施例的薄型电缆调制解调器的LED显示部分的电路方框图；图7表示根据本发明的一个实施例的薄型电缆调制解调器的LED显示部分的结构，其中图7A是前透视图，并且图7B是部分图；图8是表示用于安装根据本发明的一个实施例的薄型电缆调制解调器的支架的结构的透视图；图9表示薄型电缆调制解调器安装支架和根据本发明的一个实施例的外壳的进气孔／排气孔之间的位置关系，其中图9A显示了安装支架，图9B显示外壳的底面的进气孔，并且图9C显示外壳的顶面的排气孔，和图10是根据现有技术的电缆调制解调器的示意图。
下面参照附图描述根据本发明的一个实施例的一种薄型电缆调制解调器以及用于安装该调制解调器的支架。图1是表示根据本发明的一个实施例的一种薄型电缆调制解调器的外观透视图。图2A，2B，2C，2D和2E分别是电缆调制解调器的前面视图，顶面视图，侧面视图，底面视图和后面视图。
参照图1和图2，在外壳1的前面2备有用于指示LED显示部分的操作状态的多个符号显示器3。在外壳的顶面4备有用于辐射从前端部分和安装在电路板上的逻辑电路部分产生的热量的多个排气孔5。另外，在外壳的底面6，具有用于将外部空气引入到外壳内部的多个进气孔7。另外，一个电源线和各种接线柱连接至后面8。外壳的外部尺寸大约为209毫米长×大约35毫米宽×大约170毫米深。
图3是安装在电缆调制解调器的外壳中的板9上的电路部件的布置图，其中标号11表示前端部分，12表示逻辑电路部分，13表示LED显示部分，并且14表示光导引部分。这个前端部分11被安装在位于外壳的顶面4的多个排气孔5附近的电路板10上。另外，板9基本上是一块单独的电路板，诸如多层电路板，双面电路板或各种结构的其它板。
图4是前端部分的电路方框图，图5是逻辑电路部分的电路方框图，并且图6是LED显示部分的电路方框图。参照附图描述各个电路块的工作。
参照图4，在前端部分11，一个所需的信号被调谐器31从来自CATV台的下行RF数据中选择。从调谐器产生的IF信号被下变换器32变换为基带信号，再由模数变换器33从模拟变换为数字形式，此后由64QAM(正交调幅)和FEC(前向纠错)34解调和纠错，并且这些步骤之后，作为一个数据信号输出。
参照图5，在逻辑电路部分12中，在下行信号的情况下，由QAM解调并从前端部分11输出的数据信号通过一个以太网控制器35和通过一个10BASE-T连接器36被发送到个人计算机37。在上行信号的情况下，相反地，从个人计算机37产生的数据信号通过以太网控制器35并且使用DMA(直接存储器存取)系统，经过一个串行控制器38从串口39输出，从而连接到外部电话调制解调器40。
参照图6，在LED显示电路部分中，标记为电源的LED 41在加电时被点亮，标记为锁定的LED42根据来自前端部分的时钟信号的发生被点亮，而标记为发送分组，接收分组的LED43，44分别根据分组信号的发送和接收被点亮。标记为网络分组的LED45在分组信号的发送和接收期间被点亮为红色，并且在分组信号的发送和接收之后(在分组的末尾)被点亮为绿色。
在工作期间，当前端部分，逻辑电路部分和LED显示电路部分的各个电路被触发后，一些部件，特别是前端部分和逻辑电路部分的那些部件，将产生大量的热量。例如，这些部件包括前端部分中的调谐器，以太网控制器和CPU以及逻辑电路部分中的类似部件。
整个电缆调制解调器的功率消耗在备用状态是5-6W，在工作状态是10-11W，因此在备用状态和工作状态两者都要热辐射。但是，为了较小的尺寸和较薄的厚度，不附加冷却风扇，而且既没有金属板，也没有金属底盘，或用于热辐射的类似东西被提供。首先，因为在前端部分的电路部件(具体地说，调谐器)产生大量热量，前端部分被放置在电路板的上部用于热辐射的排气孔附近，而逻辑电路部分被放置在电路板的下部，以便防止外壳内部的热量积累。如果前端部分被放置在电路板的下部，则放置在前端部分上面的逻辑电路部件将会被加热并且受到不利影响，而且整个外壳内部将会升高温度，这将导致电路的某些不作不良。
另外，通过在外壳的底面提供多个进气孔利用空气流产生烟囱效果也在考虑之中。也就是说，从前端部分和逻辑电路部分释放的热量随着由热量引起的向上空气流流动而上升，并且通过外壳顶面备有的多个排气孔向外壳上面辐射。这个向上的空气流使内部空气压力减小，从而外部空气通过外壳底面备有的多个进气孔流入外壳内部。
该电缆调制解调器可以通过使前端部分，逻辑电路部分和LED显示电路部件安装在一个单独的板上可能被设计为薄型的，通过小型化前端部分和逻辑电路部分的部件，并且通过由于采用用于逻辑电路部件的FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的结果而减少部件数量，而且另外通过使用表面安装的芯片LED，以及还由于分开用于调谐器，高频部分和数字部分的电源线和地线的结果而减少噪音级，以及在调谐器，高频部分和数字部分为信号流形成直线的和最短的路径从而最优化布线，来实现它。
图7显示LED显示部分的结构，其中图7A是前透视图，而图7B是沿图7A的B-B线取的局部视图。参照图7B，从利用表面安装技术自动安装在电路板51上的LED芯片52上输出的光在固定在前面板54的光导引部分53上成为入射光，并且被光导引部分53的倾斜的侧面部分S反射，最后到达终端部分T。相应地，LED显示部分和现有技术例子中LED灯的人工安装相比，变得较容易装配了。
图8是显示用于安装根据本发明的薄型电缆调制解调器的支架的结构的外观透视图。标号60表示两个侧壁，它将电缆调制解调器的外壳插入其间。标号61表示电缆调制解调器外壳安装部分，并且62表示在外壳安装部分形成的凹入部分，以便外壳底面的进气孔不会被封闭。另外，标号63表示在外壳安装部分的凹入部分62形成的接合部分，以便与外壳底面的进气孔接合。
标号66表示用于防止振动和滑动的橡皮支脚。因此，该安装支架使薄型电缆调制解调器稳定地安装在那，并且用作电缆调制解调器机身的滑动防止器。
图9显示当本发明的薄型电缆调制解调器被安装在安装支架时，安装支架和外壳的进气孔／排气孔之间的位置关系，其中图9A显示安装支架，图9B显示外壳底面的进气孔，并且图9C显示外壳顶面的排气孔。
参照图9，在该薄型电缆调制解调器的外壳安装到安装支架上的安装中，当如图9B(正常安装)所示外壳底面朝下，外壳被安装在安装支架上时，安装支架的接合部分63平行于外壳底面的进气孔64，以便与其接合。相反地，当如图9C(反向安装)所示外壳顶面朝下，外壳被安装在安装支架上时，安装支架的接合部分63不平行于外壳顶面的排气孔65，而不能与其接合。因此，可以防止外壳被反着安装。
尽管本发明被这样描述，但是本发明可以以许多方式变化是显而易见的。这些变化不被认为脱离了本发明的精神和范围，并且对本领域技术人员显而易见的所有这些修改都被包括在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1．一种薄型电缆调制解调器，包括一块电路板(10)，它基本上是一块单独的板，其上至少安装有一个前端部分(11)，一个逻辑电路部分(12)和一个LED显示部分(13)；和外壳(1)，它覆盖电路板(10)，并且它具有前面(2)，后面(8)，左侧面，右侧面，顶面(4)和底面(6)，其中外壳(1)的前面(2)备有指示LED显示部分操作状态的多个符号显示器(3)，并且在外壳(1)的顶面(4)备有用于辐射从前端部分(11)和安装在电路板(10)上的逻辑电路部分(12)产生的热量的多个排气孔(5)，以及在外壳(1)的底面(6)备有用于将外部空气引到外壳内部的多个进气孔(7)，并且前端部分(11)被安装在电路板(10)靠近外壳(1)的顶面(4)备有的多个排气孔(5)的位置上。
2．根据权利要求1的薄型电缆调制解调器，其中LED显示部分(13)由表面安装的LED芯片(52)实现并且被安装在该电路板(10)上。
3．根据权利要求1的薄型电缆调制解调器，其中外壳(1)，在它的前面(2)里，具有用于引导从多个LED芯片(52)到多个符号显示器(3)的表示工作状态的光信号的多个光导引部分(53)。
4．用于安装薄型电缆调制解调器的一种支架，该调制解调器包括一块电路板(10)，它基本上是一块单独的板，其上至少安装有一个前端部分(11)，一个逻辑电路部分(12)和一个LED显示部分(13)；和外壳(1)，它覆盖电路板(10)，并且它具有前面(2)，后面(8)，左侧面，右侧面，顶面(4)和底面(6)，其中外壳(1)的顶面(4)备有用于辐射从安装在电路板(10)上的前端部分(11)和逻辑电路部分(12)产生的热量的多个排气孔(5)，并且在外壳(1)的底面(6)备有用于将外部空气引到外壳(1)内部的多个进气孔(7)，该安装支架包括两个侧壁(60)；一个外壳安装部分(61)；外壳安装部分(61)中备有的一个凹入部分(62)，以便不封闭外壳(1)的底面(6)备有的多个进气孔(7)；和在凹入部分(62)形成的一个接合部分(63)，其与进气孔(7)接合。
5．根据权利要求4用于安装薄型电缆调制解调器的支架，其中安装支架的接合部分(63)与进气孔(7)平行，从而当具有多个进气孔(7)的外壳(1)的底面(6)被安装在安装支架上时，进气孔(7)和接合部分(63)彼此接合，而安装支架的接合部分(63)与排气孔(5)不平行，从而当具有多个排气孔(5)的外壳(1)的顶面(4)被安装在安装支架上时，排气孔(5)和接合部分(63)不彼此接合。
全文摘要
一种高可靠性的电缆调制解调器,它在装配的可操作性,热辐射,安装的稳定性上优越。该电缆调制解调器包括:一块电路板,它基本上是一块单独的板,其上安装有一个前端部分,一个逻辑电路部分和一个LED显示部分;以及一个外壳,它覆盖电路板,并且它具有前面,后面,左侧面,右侧面,顶面和底面。该电缆调制解调器具有多个符号显示,多个排气孔,多个进气孔,前端部分安装在电路板上靠近排气孔的位置上。
文档编号H05K7/20GK1204229SQ9811496
公开日1999年1月6日 申请日期1998年5月28日 优先权日1997年5月28日
发明者中村匡宏, 杵寸弘志 申请人:夏普公司