CN103179458B - 一种机顶盒及其天线供电模块 - Google Patents

Abstract

本发明属于电视技术领域，尤其涉及一种机顶盒及其天线供电模块。本发明提供的机顶盒天线供电模块，结构比较简单，包括用于限制输出电流的大小、保证机顶盒正常工作的限流单元以及同时与限流单元和供电电压相接、从电源启动之时起对天线的短路进行实时保护、能够即刻关闭天线供电的短路保护单元。根据本发明提供的机顶盒及其天线供电模块，在主电源启动之初到天线的电流检测单元还未启动的这段时间内也能进行短路保护，并且能实时控制天线输出电流的大小，从而避免了因为输出电流过大而导致机顶盒本身无法正常工作，提高了相关硬件的可靠性。

Description

一种机顶盒及其天线供电模块

技术领域

本发明属于电视技术领域，尤其涉及一种机顶盒及其天线供电模块。

背景技术

天线的短路保护是机顶盒必须具有的功能，主要原因是因为机顶盒有源天线的插拔很容易导致过流或短路，故一般要有相应的进行电流检测和短路保护的方法。

现有的机顶盒天线保护，一般都只有短路保护功能，而且，在主电源启动之初，由于天线的电流检测单元还没来得及启动、故不能检测到实时的天线短路，也就会导致机顶盒不能正常启动。并且，用户也无法判断机顶盒处于何种状态，且容易烧坏机顶盒的主芯片等电子器件。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的首先在于提供一种机顶盒天线的供电模块，旨在解决现有机顶盒天线供电模块无法对输出电流的大小进行有效控制、且在主电源开启到天线检测单元开启的时间段内无法进行短路保护的技术问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种机顶盒的天线供电模块，包括：

与所述天线和供电电压相连的一端相接，用于限制输出电流的大小、保证机顶盒正常工作的限流单元；以及

与所述限流单元相接，从电源启动之时起对所述天线的短路进行实时保护、即刻关闭天线供电的短路保护单元。

作为改进，为了提高电路的可靠性，本发明提供的机顶盒的天线供电模块还可以包括连接在所述限流单元与所述短路保护单元之间的、当检测到所述天线的供电欠压或者短路时，控制关闭天线供电的检测单元。

本发明的另一目的还在于提供一种机顶盒，作为改进，所述机顶盒采用了上述任一形式的天线供电模块。

本发明提供的机顶盒及其天线供电模块，结构比较简单，在主电源启动之初到天线的电流检测单元还未启动的这段时间内也能进行短路保护，并且能实时控制天线输出电流的大小，避免因为输出电流过大而导致机顶盒本身无法正常工作，提高了相关硬件的可靠性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的机顶盒天线供电模块的结构框图；

图2是本发明第一实施例提供的机顶盒天线供电模块的示例电子元器件图；

图3是本发明第二实施例提供的机顶盒天线供电模块的结构框图；

图4是本发明第二实施例提供的机顶盒天线供电模块的示例电子元器件图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明第一实施例提供的机顶盒天线供电模块的结构框图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

本发明第一实施例提供的机顶盒天线供电模块，包括限流单元10和短路保护单元20；限流单元10和短路保护单元20分别与电源电压VCC相接，限流单元10连接在天线Z与天线供电电压AntennaPower相接的一端（天线Z的另一端接地），用于限制天线Z的输出电流的大小，防止输出电流过大、电源电压VCC被过分拉低而影响机顶盒本身的正常工作；短路保护单元20则连接在限流单元10与供电电压AntennaPower之间，在出现天线短路的情况下，实时关闭天线供电，需要特别说明的是，该短路保护单元20可以在电源电压VCC启动之初就提供实时保护，不会因为机顶盒内其他功能检测单元尚未启动而不能实现保护功能，提高了硬件保护的可靠性。

图2示出了本发明第一实施例提供的机顶盒天线供电模块的示例电子元器件组合；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。作为一优选实施例，如图所示：

限流单元10包括PNP型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R1、电阻R2和电阻R3；PNP型三极管Q2的集电极接天线Z与供电电压AntennaPower相接的一端，PNP型三极管Q2的发射极同时接电阻R1的第一端和电阻R2的第一端，电阻R1的第二端同时接PNP型三极管Q1的发射极和电源电压VCC，电阻R2的第二端接PNP型三极管Q1的基极，PNP型三极管Q1的集电极和PNP型三极管Q2的基极共接在一起作为限流单元10的输出端、与短路保护单元20相接，电阻R3连接在PNP型三极管Q1的基极与地之间。

短路保护单元20包括NPN型三极管Q3、二极管D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；电阻R4、电阻R5依次连接在工作电压VCC与NPN型三极管Q3的集电极之间，电阻R4与电阻R5相接的共接点接限流单元10，NPN型三极管Q3的基极同时接二极管D1的阳极和电阻R6的第一端，二极管D1的阴极接天线Z的供电电压AntennaPower，电阻R6的第二端通过电阻R7接一个上拉电压VDD，NPN型三极管Q3的发射极接地。

下面根据本第一实施例提供的机顶盒天线供电模块，以二极管D1采用锗材料的二极管D1为例，对两个电路单元的工作原理作简要说明。

在正常工作状态下，NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q2是导通的，而PNP型三极管Q1截止。假定电源电压VCC供电为5V、机顶盒负载范围为32欧姆到75欧姆，因此需要最大的输出电流约为150mA;如果输出电流继续增加，则可能导致5V电压被拉低，影响机顶盒本身正常工作。

对于限流单元10来说，假设：天线供电电压AntennaPower为U4、天线负载的阻抗为Z，则流过天线Z的电流则为：I=U4/Z；PNP型三极管Q2发射极的电压为U2，则流过电阻R1的电压U1为：U1=5V-U2；PNP型三极管Q1基极的电压为U3；根据以下两个关系式

式1：U4/Z=U1/R1

式2：U3=U2*R3/(R2+R3)

可知：随着电流I的增加，U2下降，U3下降，PNP型三极管Q1导通；PNP型三极管Q1导通后BE间的压差为0.7V左右，这时U3电压被钳制，也就是说U2处于定值；U1不变，因此U4/Z也处于定值，此电流即为最大电流模式。（在具体实现时，当电流达到150mA时，通过电阻R1降压、电阻R2和电阻R3分压后，刚好可以使PNP型三极管Q1的BE间压差为0.7V左右，由此可以确定电阻R1、电阻R2和电阻R3的阻值。）此时PNP型三极管Q1处于临界导通状态，而PNP型三极管Q2饱和导通。

采用此实施例提供的限流单元10可以保护机顶盒本身，不会因为输出电流过大而导致机顶盒无法正常工作。

客户在使用机顶盒时，难免会出现天线短路的情况，这时候对限流单元10中的PNP型三极管Q2的损耗很大，就需要增加一些硬件保护装置—即短路保护单元20。在此，二极管D1（锗管）把NPN型三极管Q3的基极电压限制在0.3V，导致NPN型三极管Q3截止，进而导致PNP型三极管Q2关闭不导通，从而关闭天线的供电，让PNP型三极管Q2完全处于截止状态。

应用此短路保护单元20，可以在电源电压VCC启动之初就提供实时的天线短路保护，不会因为机顶盒内其他功能检测单元尚未启动而不能实现保护功能，进一步提高了硬件保护的可靠性。

作为改进，本发明提供的机顶盒天线供电模块还能在第一实施例的基础上增加一个检测单元30：当检测单元30检测到供电欠压或者短路时，可以控制停止天线供电。图3即是本发明该第二实施例提供的机顶盒天线供电模块的结构框图，如图所示：新增的检测单元30连接在限流单元10与短路保护单元20之间，通过软硬件结合的方式检测到天线的供电欠压或者短路时，控制关闭天线的供电。

图4示出了本发明第二实施例提供的机顶盒天线供电模块的示例电子元器件组成。由图4可知：

检测单元30包括主芯片U1、NPN型三极管Q4、电阻R8、电阻R9和电阻R10；电阻R8的第一端接限流单元10与天线Z的共接点，电阻R8的第二端接NPN型三极管Q4的基极，电阻R9接在NPN型三极管Q4的基极与地之间，NPN型三极管Q4的集电极通过电阻R10接上拉电压VDD，NPN型三极管Q4的集电极同时接主芯片U1的电压检测引脚OverLoad，主芯片U1的控制输出引脚AntCTRL接短路保护单元20中电阻R6和电阻R7的共接点，NPN型三极管Q4的发射极接地。

具体实现过程中，在主芯片U1的软件可控的情况下，以电阻R8、电阻R9形成的分压电路和NPN型三极管Q4作为检测因子。当电压正常时，NPN型三极管Q4是导通的，NPN型三极管Q4的集电极输出低电平到主芯片U1的电压检测引脚OverLoad；当天线的供电电压欠压，通过电阻R8、电阻R9分压后、使得NPN型三极管Q4的基极电压小于0.7V时，NPN型三极管Q4就会截止，集电极就输出高电平到主芯片U1的电压检测引脚OverLoad。此时，主芯片U1检测到高电平后，通过控制输出引脚AntCTRL输出低电平到短路保护单元20中电阻R6和电阻R7的共接点，使得NPN型三极管Q3截止，进而导致PNP型三极管Q2关闭不导通，从而关闭天线的供电网络。当然，在不同的安装使用环境下，电压欠压的大小可以根据电阻R8和电阻R9的阻值来调整。

本发明实施例还提供一种机顶盒，所述机顶盒采用了上述任一形式的天线供电模块。

综上所述，本发明提供的机顶盒及其天线供电模块，结构比较简单，在主电源启动之初到天线的电流检测单元还未启动的这段时间内也能进行短路保护，并且能实时控制天线输出电流的大小，从而避免了因为输出电流过大而导致机顶盒本身无法正常工作，提高了相关硬件的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机顶盒的天线供电模块，其特征在于，所述供电模块包括：

与所述天线接供电电压的一端相连，用于限制输出电流的大小、保证机顶盒正常工作的限流单元；以及

同时与所述限流单元和供电电压相接，从电源启动之时起对所述天线的短路进行实时保护、能够即刻关闭天线供电的短路保护单元；

其中，所述限流单元包括：PNP型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R1、电阻R2和电阻R3；所述PNP型三极管Q2的集电极接所述天线与供电电压相接的一端，所述PNP型三极管Q2的发射极同时接所述电阻R1的第一端和电阻R2的第一端，所述电阻R1的第二端同时接所述PNP型三极管Q1的发射极和电源电压VCC，所述电阻R2的第二端接所述PNP型三极管Q1的基极，所述PNP型三极管Q1的集电极和所述PNP型三极管Q2的基极共接在一起作为所述限流单元的输出端、与所述短路保护单元相接，所述电阻R3连接在所述PNP型三极管Q1的基极与地之间；

所述短路保护单元包括：NPN型三极管Q3、二极管D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；所述电阻R4、电阻R5依次连接在工作电压VCC与所述NPN型三极管Q3的集电极之间，所述电阻R4与电阻R5相接的共接点接所述限流单元，所述NPN型三极管Q3的基极同时接所述二极管D1的阳极和所述电阻R6的第一端，所述二极管D1的阴极接天线的供电电压，所述电阻R6的第二端通过所述电阻R7接一个上拉电压，所述NPN型三极管Q3的发射极接地。

2.如权利要求1所述的机顶盒的天线供电模块，其特征在于，所述二极管D1为采用锗材料的二极管D1。

3.如权利要求1所述的机顶盒的天线供电模块，其特征在于，所述供电模块还包括：

连接在所述限流单元与所述短路保护单元之间的，当检测到所述天线的供电欠压或者短路时，控制关闭天线供电的检测单元。

4.如权利要求3所述的机顶盒的天线供电模块，其特征在于，所述检测单元包括：主芯片U1、NPN型三极管Q4、电阻R8、电阻R9和电阻R10；

所述电阻R8的第一端接所述限流单元与天线的共接点，所述电阻R8的第二端接所述NPN型三极管Q4的基极，所述电阻R9接在所述NPN型三极管Q4的基极与地之间，所述NPN型三极管Q4的集电极通过所述电阻R10接上拉电压，所述NPN型三极管Q4的集电极同时接所述主芯片U1的电压检测引脚，所述主芯片U1的控制输出引脚接所述短路保护单元中、所述电阻R6和电阻R7的共接点，所述NPN型三极管Q4的发射极接地。

5.一种机顶盒，其特征在于：所述机顶盒包括天线和如权利要求1-4任一项所述的天线供电模块。