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一種差分信號分離器.pdf

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種差 信號 分離器
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摘要
申請專利號:

CN201210480726.0

申請日:

2012.11.23

公開號:

CN102983852B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H03K 19/003申請日:20121123|||公開
IPC分類號: H03K19/003 主分類號: H03K19/003
申請人: 深圳市九洲電器有限公司
發明人: 劉世杰
地址: 518057 廣東省深圳市南山區科技園南區科技南12路九洲電器大廈6樓
優先權:
專利代理機構: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217 代理人: 郭偉剛
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210480726.0

授權公告號:

102983852B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2013.04.17|||2013.03.20

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種差分信號分離器,包括差分信號輸入單元、與差分信號輸入單元連接的第一轉換單元、與第一轉換單元連接的信號分離單元、與信號分離單元連接的第二轉換單元;其中,第一轉換單元將差分信號輸入單元輸入的差分信號轉換成單端信號,并將該單端信號傳送給信號分離單元;信號分離單元將第一轉換單元輸出的單端信號分離成兩組單端信號,并將兩組單端信號傳送給第二轉換單元;第二轉換單元將兩組單端信號分別轉換為差分信號。采用本發明的差分信號分離器實現了將輸入的一組的差分信號分成了兩組差分信號,起到一分為二的作用,且該差分信號分離器具有結構簡單、成本低、工作穩定可靠等優點。

權利要求書

權利要求書一種差分信號分離器,其特征在于,包括:差分信號輸入單元(10)、與差分信號輸入單元(10)連接的第一轉換單元(20)、與第一轉換單元(20)連接的信號分離單元(30)、與信號分離單元(30)連接的第二轉換單元(40);
第一轉換單元(20)將差分信號輸入單元(20)輸入的差分信號轉換成單端信號,并將該單端信號傳送給信號分離單元(30);信號分離單元(30)將第一轉換單元(20)輸出的單端信號分離成兩組單端信號,并將兩組單端信號傳送給第二轉換單元(40);第二轉換單元(40)將兩組單端信號分別轉換為差分信號。
根據權利要求1所述的差分信號分離器,其特征在于,所述差分信號分離器還包括阻抗單元(50),該阻抗單元(50)連接在信號分離單元(30)和第二轉換單元(40)之間。
根據權利要求2所述的差分信號分離器,其特征在于,所述第二轉換單元(40)轉換輸出的兩組差分信號的頻率、幅度和相位都相同。
根據權利要求3所述的差分信號分離器,其特征在于,所述第二轉換單元(40)轉換輸出的兩組差分信號的頻率、幅度和相位與差分信號輸入單元(10)輸入的差分信號的頻率、幅度和相位一致。
根據權利要求4所述的差分信號分離器,其特征在于,所述第一轉換單元(20)包括第一共模電感(T1);所述第一共模電感(T1)的第2端連接連接差分信號輸入單元的第一輸入端(IN_P)、第0端連接差分信號輸入單元的第二輸入端(IN_N)、第1端接地、第3端連接信號分離單元(30)。
根據權利要求5所述的差分信號分離器,其特征在于,所述信號分離單元(30)包括第二共模電感(T2);所述第二共模電感(T2)的第0端和第3端連接第一共模電感(T1)的第3端;所述第二共模電感(T2)的第1端和第2端連接第二轉換單元(40)。
根據權利要求6所述的差分信號分離器,其特征在于,所述第二轉換單元(40)包括第三共模電感(T3)和第四共模電感(T4);所述第三共模電感(T3)的第0端連接第二共模電感(T2)的第2端,第三共模電感(T3)的第1端接地,第三共模電感(T3)的第2端和第3端輸出一組差分信號;所述第四共模電感(T4)的第0端連接第二共模電感(T2)的第1端,第四共模電感(T4)的第1端接地,第四共模電感(T4)的第2端和第3端輸出一組差分信號。
根據權利要求7所述的差分信號分離器,其特征在于,所述阻抗單元(50)包括第一電阻(R1),該第一電阻的一端分別連接第二共模電感(T2)的第2端和第三共模電感(T3)的第0端,該第一電阻的另一端分別連接第二共模電感(T2)的第1端和第四共模電感(T4)的第0端。
根據權利要求8所述的差分信號分離器,其特征在于,所述第一電阻(R1)的阻值是150歐。
根據權利要求9所述的差分信號分離器,其特征在于,所述第一共模電感(T1)、第二共模電感(T2)、第三共模電感(T3)和第四共模電感(T4)的具有相同的阻抗特性。

說明書

說明書一種差分信號分離器
技術領域
本發明涉及電子電路領域,更具體地說,涉及一種結構簡單的差分信號分離器。
背景技術
近幾年來,在三網融合的大力推進下,伴隨著同軸有線傳輸技術的發展,更為復雜的射頻信號的處理出現在了多解調機頂盒、家庭網關、寬帶網絡等產品中。這時,對射頻信號進行分離、濾波等基本的處理是必不可少的。目前市面上的射頻分離器一般都是IC(集成電路)形式的,價格昂貴,而且由于其普遍使用的砷化鎵材質制作,使得這些產品容易受到ESD(靜電)損壞,增加了生產成本還延長了工期。像機頂盒等對成本比較敏感的消費電子產品,無疑會影響產品的競爭力。現在市面上IC形式的分離器,一般為單端形式的信號分離器,使用的電路較為復雜,雖然性能指標好,但是在需要分離差分信號的情況下,還需要增加外圍電路設計,進一步增加了成本。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于,針對現有技術的集成電路分離器的電路結構復雜、成本高的缺陷,提供一種電路結構簡單、成本低的差分信號分離器。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種差分信號分離器,包括:差分信號輸入單元、與差分信號輸入單元連接的第一轉換單元、與第一轉換單元連接的信號分離單元、與信號分離單元連接的第二轉換單元;
第一轉換單元將差分信號輸入單元輸入的差分信號轉換成單端信號,并將該單端信號傳送給信號分離單元;信號分離單元將第一轉換單元輸出的單端信號分離成兩組單端信號,并將兩組單端信號傳送給第二轉換單元;第二轉換單元將兩組單端信號分別轉換為差分信號。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述差分信號分離器還包括阻抗單元,該阻抗單元連接在信號分離單元和第二轉換單元之間。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述第二轉換單元轉換輸出的兩組差分信號的頻率、幅度和相位都相同。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述第二轉換單元轉換輸出的兩組差分信號的頻率、幅度和相位與差分信號輸入單元輸入的差分信號的頻率、幅度和相位一致。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述第一轉換單元包括第一共模電感;所述第一共模電感的第2端連接連接差分信號輸入單元的第一輸入端、第0端連接差分信號輸入單元的第二輸入端、第1端接地、第3端連接信號分離單元。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述信號分離單元包括第二共模電感;所述第二共模電感的第0端和第3端連接第一共模電感的第3端;所述第二共模電感的第1端和第2端連接第二轉換單元。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述第二轉換單元包括第三共模電感和第四共模電感;所述第三共模電感的第0端連接第二共模電感的第2端,第三共模電感的第1端接地,第三共模電感的第2端和第3端輸出一組差分信號;所述第四共模電感的第0端連接第二共模電感的第1端,第四共模電感的第1端接地,第四共模電感的第2端和第3端輸出一組差分信號。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述阻抗單元包括第一電阻,該第一電阻的一端分別連接第二共模電感的第2端和第三共模電感的第0端,該第一電阻的另一端分別連接第二共模電感的第1端和第四共模電感的第0端。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述第一電阻的阻值是150歐。
在本發明所述的差分信號分離器中,所述第一共模電感、第二共模電感、第三共模電感和第四共模電感的具有相同的阻抗特性。
實施本發明的差分信號分離器,具有以下有益效果:第一轉換單元將差分信號輸入單元輸入的差分信號轉換成單端信號,并將該單端信號傳送給信號分離單元;信號分離單元將第一轉換單元輸出的單端信號分離成兩組單端信號,并將兩組單端信號傳送給第二轉換單元;第二轉換單元將兩組單端信號分別轉換為差分信號;實現了將輸入的一組的差分信號分成了兩組差分信號,起到一分為二的作用,該差分信號分離器結構簡單、成本低、工作穩定可靠。
附圖說明
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明,附圖中:
圖1是本發明的差分信號分離器的結構框圖;
圖2是本發明的差分信號分離器的電路原理圖;
圖3是本發明的差分信號分離器的電路原理圖中的差分信號輸入單元的輸入信號波形;
圖4是本發明的差分信號分離器的電路原理圖中的第一共模電感T1的輸出波形;
圖5是本發明的差分信號分離器的電路原理圖中的第二共模電感T2的輸出波形;
圖6是本發明的差分信號分離器的電路原理圖中的第三共模電感T3和第四共模電感T4的輸出波形。
具體實施方式
為了使本發明的目的更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
如圖1所示,在本發明的差分信號分離器的結構框圖中,包含差分信號輸入單元10、與差分信號輸入單元10連接的第一轉換單元20、與第一轉換單元20連接的信號分離單元30、與信號分離單元30連接的第二轉換單元40;
第一轉換單元20將差分信號輸入單元10輸入的差分信號轉換成單端信號,并將該單端信號傳送給信號分離單元30;信號分離單元30將第一轉換單元20輸出的單端信號分離成兩組單端信號,并將兩組單端信號傳送給第二轉換單元40;第二轉換單元40將兩組單端信號分別轉換為差分信號。
進一步的,該差分信號分離器還包括阻抗單元50,該阻抗單元50連接在信號分離單元30和第二轉換單元40之間。
在具體實施過程中,將該差分信號分離器應用在數字電視機頂盒時,因數字電視信號系統的特征阻抗為75歐姆,所以阻抗單元應取值150歐姆。
信號分離單元30將第一轉換單元20輸出的單端信號分離成兩組單端信號,該兩組單端信號的頻率、幅度和相位完全一致。
第二轉換單元40將信號分離單元30輸出的兩組單端分別轉換成兩組差分信號,該兩組差分信號的頻率、幅度和相位也是一致,且與差分信號輸入單元10輸入的差分信號的頻率、幅度和相位完全一致。
通過采用如圖1所示的差分信號分離器,可方便的將輸入的一組差分信號分成兩組差分信號,起到一分為二的特點,且轉換后的兩組差分信號與輸入的一組差分信號具有相同的頻率、幅度和相位。該差分信號分離器結構簡單、成本低、使用方便可靠。
如圖2所示,在本發明的差分信號分離器的電路原理圖,差分信號輸入單元10包括第一輸入端IN_P和第二輸入端IN_N,第一轉換單元20包括第一共模電感T1,信號分離單元30包括第二共模電感T2、第二轉換單元40包括第三共模電感T3和第四共模電感T4、阻抗單元50包括第一電阻R1。
其中,第一輸入端IN_P連接第一共模電感T1的第2端,第二輸入端IN_N連接第一共模電感T1的第0端;第一共模電感T1的第1端接地,第一共模電感T1的第3端分別連接第二共模電感T2的第0端和第3端;第二共模電感T2的第2端連接第三共模電感T3的第0端,第二共模電感T2的第1端連接第四共模電感T4的第1端;第三共模電感T3的第1端接地、第2端和第3端連接輸出端OUT1_P和OUT1_N輸出一組差分信號;第四共模電感T4的第1端接地、第2端和第3端連接輸出端OUT2_P和OUT2_N輸出一組差分信號。第一電阻R1的一端分別連接第二共模電感T2的第2端和第三共模電感T3的第0端,該第一電阻R1的另一端分別連接第二共模電感T2的第1端和第四共模電感T4的第0端。
在具體實施過程中,其中第一共模電感T1、第二共模電感T2、第三共模電感T3和第四共模電感T4的取值相同,一般選取市面上通用的[email protected](即100兆赫茲時的阻抗為90歐姆),最大直流阻抗約為0.35歐姆,保證信號衰減小。將該差分信號分離器應用在數字電視機頂盒時,因數字電視信號系統的特征阻抗為75歐姆,所以阻抗單元的第一電阻R1應取值150歐姆。
第二共模電感T2輸出的兩組單端信號的頻率、幅度和相位完全一致。
第三共模電感T3將第二共模電感T2輸出的其中一路單端信號轉換成一組差分信號,第三共模電感T4將第二共模電感T2輸出的另一路單端信號轉換成一組差分信號;第三共模電感T3和第四共模電感T4輸出的兩組差分信號的頻率、幅度和相位一致,且與差分信號輸入單元輸入的差分信號的頻率、幅度和相位也完成一致。
以下以差分信號輸入單元10輸入的任一正弦差分信號為例說明該差分信號分離器的工作過程,如圖3所示,通過差分信號輸入單元10的第一輸入端IN_P和第二輸入端IN_N分別輸入頻率為1Ghz、電壓幅度為5V、但是相位相反的正弦信號;輸入的正弦差分信號經過第一共模電感T1后轉換成單端信號,如圖4所示;第一共模電感T1輸出的單端信號經過第二共模電感T2進行分離,第二共模電感T2的第0端和第3端為信號輸入端,輸入波形即為第一共模電感T1的輸出波形(如圖4所示),第二共模電感T2的第1端和第2端是分離信號輸出端,分離出的兩路單端信號的頻率、幅度和相位完全一致,輸出波形如圖5所示;第二共模電感T2輸出的兩路單端信號經過第三共模電感T3和第四共模電感T4完成單端信號轉變為差分信號,第一路差分信號輸出即第三共模電感T3的第2端和第3端的輸出(OUT1_P和OUT1_N)與第二路差分信號輸出即第四共模電感T4的第2端和第3端的輸出(OUT2_P和OUT2_N)的頻率、幅度和相位是一致的,如圖6所示。通過第三電感T3和第四電感T4的輸出的差分信號與差分信號輸入單元輸入端(IN_P和IN_N)輸入的差分信號完全一致,即頻率、幅度和相位一致。
通過采用如圖2所示的差分信號分離器的,可方便的將輸入的一組差分信號分成兩組差分信號,起到一分為二的特點,且轉換后的兩組差分信號與輸入的一組差分信號具有相同的頻率、幅度和相位。該差分信號分離器主要應用于數字電視領域,屬于低成本的設計方法,可以對頻率為50Mhz至850Mhz的有線數字電視信號起到一分為二的作用,工作穩定而且可靠,減少對IC(集成電路)形式的信號分離器的依賴,使用方便、可靠、而且降低了成本。對成本因素敏感的消費類電子產品,可提升一定的競爭力。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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