專利名稱：線纜信號再生中繼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種中繼器，尤其是一種基于線纜的信號再生中繼器，屬通信技術(shù)領(lǐng)域。
原來的同軸電纜主要用于傳送單向下行模擬電視廣播。經(jīng)過升級改造后，可利用上行頻率資源和剩余的下行頻率資源傳送雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。限制有線電視網(wǎng)雙向業(yè)務(wù)普及的主要原因是上行信號傳輸問題。上行有基帶傳輸和調(diào)制傳輸兩種方式。目前普遍使用的是調(diào)制方式。但這種方式隨著接入用戶的增多，漏斗噪聲急劇增加，在線纜頭端匯合，會淹沒有用信號造成解調(diào)失敗。因此人們把注意力轉(zhuǎn)向基帶傳輸方式。
基帶方式就是把數(shù)字信號不經(jīng)過調(diào)制，直接在物理信道上發(fā)送?；鶐Х绞降淖畲髢?yōu)點是沒有漏斗噪聲問題，且數(shù)字在傳輸過程中可再生處理，不斷消除累加的干擾。但是，基帶信號傳輸距離較近，中繼和接收設(shè)備比較復(fù)雜。目前還沒有專用的線纜中繼設(shè)備解決基帶信號的再生和中繼問題。
現(xiàn)有的線纜中繼設(shè)備主要是信號放大器，它將線纜中的信號功率放大后繼續(xù)傳輸，可以克服線纜的傳輸損耗，使信號電平不低于接收機的工作要求。這種單純的功率放大器將信號功率和噪聲功率同時放大，沒有信號再生功能，只適合于調(diào)制信號傳輸，不適合數(shù)字信號傳輸。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種線纜信號再生中繼器，它包括基帶上行數(shù)字傳輸裝置以及下行調(diào)制信號傳輸裝置，其中基帶上行數(shù)字傳輸裝置由電壓比較器、數(shù)字信號再生處理電路、低通濾波器、發(fā)送驅(qū)動器依次連接組成，調(diào)制下行信號傳輸裝置由電壓耦合器和放大器組成。
所述的基帶上行數(shù)字傳輸裝置電壓比較器前接濾噪低通濾波器。該濾噪低通濾波器為3階巴特沃斯濾波器。輸出濾波器為9階巴特沃斯濾波器。
本實用新型用于有線電視網(wǎng)同軸電纜的信號中繼，能對線纜中傳輸?shù)纳闲谢鶐盘柡拖滦姓{(diào)制信號進行再生和中繼放大，它處于線纜頭端和用戶終端之間，對線纜中傳輸?shù)男盘栠M行多次再生和中繼放大，保證上下行信號的可靠傳輸。


圖1線纜上行基帶信號處理流程圖。
圖2線纜下行調(diào)制信號處理流程圖。
圖3本實用新型線纜信號再生處理器總體框圖。
圖4本實用新型線纜信號再生處理器電路原理圖。
上行基帶信號在線纜中傳輸，不僅受到線纜本身傳輸損耗的影響，還受到低端頻率干擾的影響。前者引起電平衰減，后者引起波形和相位失真。因此，要隔一定距離，對衰減和失真的基帶信號進行恢復(fù)，才能保證信號能正確到達頭端。圖1所示為本實用新型的線纜基帶上行信號處理流程圖。它由電壓比較器、數(shù)字信號再生電路、發(fā)送驅(qū)動器和兩個低通濾波器組成。低通濾波器I采用3階巴特沃斯濾波器，主要是為了濾除噪聲對電壓比較器的影響，使得電壓比較結(jié)果和發(fā)送端的發(fā)送數(shù)字序列保持一致；電壓比較器的參考電壓為一最小電壓為1.25V的可調(diào)電壓，這就要求當(dāng)發(fā)送信號傳送一段距離后達到中繼器時的電壓至少應(yīng)為2.5V；數(shù)字信號再生電路的作用主要是對電壓比較器的比較結(jié)果進行采樣，以恢復(fù)正確的發(fā)送數(shù)字序列，同時客觀上補償了線路傳輸所引起的相位失真，從而使得重新發(fā)送出去的數(shù)字序列中各個比特的周期保持一致；低通濾波器II采用了9階巴特沃斯濾波器，其作用是濾除由數(shù)字再生電路所產(chǎn)生的矩形數(shù)字序列的高頻分量，使得輸出信號的頻帶在0-75MHz之間，從而不會對下行信號產(chǎn)生干擾；發(fā)送驅(qū)動器的作用是驅(qū)動經(jīng)低通濾波器II輸出的信號，使其適合繼續(xù)在同軸電纜上傳輸。具體電路連接如圖4所示，信號從P1進入，經(jīng)過L1C3C4組成的低通濾波器I，經(jīng)過電壓比較器AD8651，接數(shù)字信號再生電路U1，U1輸出通過L2-L5、C13-C16組成的低通濾波器II，經(jīng)過放大驅(qū)動，從P2輸出。
下行調(diào)制信號的中繼不需要再生處理，比較簡單。本實用新型采用放大和耦合輸出的方式傳輸下行信號，如圖2所示。具體電路如圖4所示，經(jīng)過變壓器T1實現(xiàn)放大耦合。
本實用新型的總體方案框圖如圖3所示。線纜的屏蔽層接地是為了與目前的下行模擬電視相兼容。因此上行基帶信號采用單極性信號，在線纜的同軸上傳輸。如果上行信道從0MHz到75MHz，共有75MHz帶寬。按照α＝0.25，實際的傳輸速率是Bupstream=751+α×2=751.25×2=120Mbps]]>目前的鎖相環(huán)電路很難做到在十幾、幾十甚至上百個鈉秒的時間內(nèi)在如此寬的頻譜范圍內(nèi)實現(xiàn)正確的時鐘鎖定和提取。因此本實用新型采用直接采樣的方法來正確恢復(fù)數(shù)字信號，假設(shè)幀長為16μs，比特寬度為20ns，發(fā)端的發(fā)送時鐘頻穩(wěn)度為1×10-6，收端的接收時鐘頻穩(wěn)度為1×10-8，則在不考慮由于線路傳輸所引起的相位偏移的情況下(假設(shè)由中繼電路將相位偏移全部抵消)在一幀的時間內(nèi)所引起的相位偏差為16μs×2×(10-6+10-8)≈0.032ns＜＜20ns，可見在一幀的時間內(nèi)由于采樣時鐘所引起的相位偏差是很小的，也就是說，只要保證信號能夠在線路上正確傳輸，則收端就能夠通過采樣方案將基帶數(shù)字信號正確地恢復(fù)出來。
權(quán)利要求1.一種線纜信號再生中繼器，其特征在于它包括基帶上行數(shù)字傳輸裝置以及下行調(diào)制信號傳輸裝置，其中基帶上行數(shù)字傳輸裝置由電壓比較器、數(shù)字信號再生處理電路、低通濾波器、發(fā)送驅(qū)動器依次連接組成，調(diào)制下行信號傳輸裝置由電壓耦合器接放大器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜信號再生中繼器，其特征在于使用直接抽樣方式實現(xiàn)碼形恢復(fù)，克服數(shù)字信號的相位失真，完全恢復(fù)數(shù)字信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜信號再生中繼器，其特征在于上行基帶信號采用單極性信號傳輸，以便與下行模擬電視信號兼容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜信號再生中繼器，其特征在于所述的基帶上行數(shù)字傳輸裝置電壓比較器前接濾噪低通濾波器，發(fā)送驅(qū)動器前接成形濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線纜信號再生中繼器，其特征在于所述的濾噪低通濾波器為3階巴特沃斯濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線纜信號再生中繼器，其特征在于所述的成形濾波器為9階巴特沃斯濾波器。
專利摘要一種線纜信號再生中繼器,它包括基帶上行數(shù)字傳輸裝置以及下行調(diào)制信號傳輸裝置,其中基帶上行數(shù)字傳輸裝置由電壓比較器、數(shù)字信號再生處理電路、低通濾波器、發(fā)送驅(qū)動器依次連接組成,調(diào)制下行信號傳輸裝置由電壓耦合器和放大器組成。本實用新型用于有線電視網(wǎng)同軸電纜的信號中繼,能對線纜中傳輸?shù)纳闲谢鶐盘柡拖滦姓{(diào)制信號進行再生和中繼放大,它處于線纜頭端和用戶終端之間,對線纜中傳輸?shù)男盘栠M行多次再生和中繼放大,保證上下行信號的可靠傳輸。
文檔編號H04N7/10GK2506043SQ01233290
公開日2002年8月14日 申請日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者馬正新, 蘇東 申請人:北京百年樹人遠程教育有限公司