CN104601134B - 信号分支电路及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种信号分支电路及装置，包括：输入匹配单元、低噪放大器单元以及分支单元；信号输入到信号匹配单元，信号匹配单元实现输出阻抗降为输入阻抗的一半，然后输出到低噪放大器单元。低噪放大器单元对信号进行预设的放大，输出到分支电路。分支电路对信号进行等分输出，这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半，再按照预设增益值进行放大后进行等分分支。本发明实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗，具备良好的性能，从而保证了信号分支效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路，尤其涉及一种信号分支电路及装置。
背景技术
目前，数字电视和有线调制器二网融合已经成为应用趋势。数字电视和有线调制器需要共用一个射频信号输入端口，需要对信号进行分支。然而，传统的信号分支方式，存在增益低、噪声系数大、隔离度差、反射损耗不佳等性能问题，严重影响信号分支效果，同时设计复杂，价格高昂，带来极大的成本和浪费。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述信号分支方式存在性能问题，严重影响信号分支效果的问题，提供一种信号分支电路及装置。
本发明提供一种信号分支电路，包括：输入匹配单元、低噪放大器单元以及分支单元；所述输入匹配单元接收信号输入进行阻抗匹配，使输出阻抗降为输入阻抗的一半，所述低噪放大器单元接收所述输入匹配单元输出的信号，将信号按照预设增益值进行放大，所述分支单元接收放大后的信号，将信号进行等分，将信号分支成两路并输出。
在其中的一个实施方式中，所述输入匹配单元实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗为37.5ohm。
在其中的一个实施方式中，所述输入匹配单元包括电连接的高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器，所述高通椭圆滤波器接收信号输入。
在其中的一个实施方式中，所述高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器均为7阶滤波器。
在其中的一个实施方式中，所述预设增益值为10dB。
在其中的一个实施方式中，所述低噪放大器单元包括三极管、第一电感、第二电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；所述低通椭圆滤波器的输出端与三极管的基极连接，所述第一电感一端连接供电电源，另一端连接三极管的集电极，所述第二电感一端连接三极管的集电极，另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻，第二电阻的另一端三极管的基极，所述第一电容与第一电阻并联，所述第三电阻一端与三极管的发射极连接，另一端接地，所述第二电容与第三电阻并联连接。
在其中的一个实施方式中，所述低噪放大器单元还包括第三电容和第四电容；所述第三电容一端连接供电电源，另一端接地，所述第四电容连接在三极管的集电极和输出端之间。
在其中的一个实施方式中，所述分支电路包括一个共模电感以及一个隔离电阻；所述共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端，以将信号等相位、等幅度的分开，所述隔离电阻两端分别连接两个输出端，进行隔离。
在其中的一个实施方式中，所述隔离电阻为150ohm。
本发明还提供一种信号分支装置，包括信号分支电路，所述信号分支电路为上述的信号分支电路。
本发明信号分支电路及装置，信号输入到信号匹配单元，信号匹配单元实现输出阻抗降为输入阻抗的一半，然后输出到低噪放大器单元。低噪放大器单元对信号进行预设的放大，输出到分支电路。分支电路对信号进行等分输出，这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半，再按照预设增益值进行放大后进行等分分支，实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗，具备良好的性能，从而保证了信号分支效果。
附图说明
图1是一个实施例中的信号分支电路的结构图；
图2是一个实施例中输入匹配单元的结构图；
图3是一个实施例中的低噪放大器单元的结构图；
图4是一个实施例中的分支单元的结构图。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是一个实施例中的信号分支电路的结构图，如图1所示，该信号分支电路包括输入匹配单元100、低噪放大器单元200以及分支单元300。输入匹配单元100接收信号输入进行阻抗匹配，使输出阻抗降为输入阻抗的一半。低噪放大器单元200接收输入匹配单元100输出的信号，将信号按照预设增益值进行放大。分支单元300接收放大后的信号，将信号进行等分，将信号分支成两路并输出。这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半，再按照预设增益值进行放大后进行等分分支，实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗，具备良好的性能，从而保证了信号分支效果。
在该实施例中，输入匹配单元100进行阻抗匹配，使输出阻抗降为输入阻抗的一半，实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗37.5ohm。
在进一步的实施方式中，结合图2，输入匹配单元100包括电连接的高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120，高通椭圆滤波器110接收信号输入。输入信号经过高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120，由高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120进行阻抗匹配，使得由低通椭圆滤波器120输出信号的输出阻抗降至输入阻抗的一半。同时，另外还能够滤除数字电视***频带外的噪声信号，包括EOC信号、MoCA信号等，增强***的稳定性。进一步的，高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120均为7阶滤波器，以实现经过>10dB以上增益的低噪放大器单元200之后的噪声信号仍然能够衰减30dB以上。
结合图3，低噪放大器单元200包括三极管Q1、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。低通椭圆滤波器120的输出端与三极管Q1的基极B连接。第一电感L1一端连接供电电源，另一端连接三极管Q1的集电极C。第二电感L2一端连接三极管Q1的集电极C，另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2，第二电阻R2的另一端三极管Q1的基极B。第一电容C1与第一电阻R1并联。第三电阻R3一端与三极管Q1的发射极E连接，另一端接地。第二电容C2与第三电阻R3并联连接。其中，第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1和第二电阻R2组成直流偏置电路，第二电感L2、第一电容C1和第二电阻R2组成集电极C到基极B的负反馈电路，第三电阻R3和第二电容C2组成发射极E的RC反馈电路。通过直流偏置电路、负反馈电路以及RC反馈电路，实现对信号进行预设增益值的放大。进一步的，预设增益值为10dB，即低噪放大器单元200将信号放大10dB。
更进一步的，低噪放大器单元200还包括第三电容C3和第四电容C4。第三电容C3一端连接供电电源，另一端接地。第四电容C4连接在三极管Q1的集电极C和输出端之间。优选的，为获得更高的增益线性度，供电电源为3.3V-5V
结合图4，分支电路300包括一个共模电感以及一个隔离电阻R4。共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端，以将信号等相位、等幅度的分开。隔离电阻R4两端分别连接两个输出端，进行隔离。为保证能够等相位、等幅度的分开，在输出阻抗为37.5ohm时，隔离电阻R4为150ohm。
该信号分支电路，信号输入到信号匹配单元100，信号匹配单元100实现输入阻抗75ohm到输出阻抗为37.5ohm，然后输出到低噪放大器单元200。低噪放大器单元200对信号进行10dB的放大，输出到分支电路300。分支电路300对信号进行等分，由于隔离电阻R4是输入阻抗的2倍，使得能够进行高隔离的等分，保证了信号分支效果。经实际测算，该信号分支电路实现高达20dB以上的隔离度；实现有线信号均分，同时带外噪声信号滤波30dB以上；75ohm输入阻抗下小于-10dB的反射系数，具有高增益低噪声系数特性，能够满足良好的输入功率范围，并且增益平坦度在整个带宽内小于1dB。
同时，本发明还提供一种信号分支装置，包括信号分支电路。如图1所示，该信号分支电路包括输入匹配单元100、低噪放大器单元200以及分支单元300。输入匹配单元100接收信号输入进行阻抗匹配，使输出阻抗降为输入阻抗的一半。低噪放大器单元200接收输入匹配单元100输出的信号，将信号按照预设增益值进行放大。分支单元300接收放大后的信号，将信号进行等分，将信号分支成两路。这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半，再按照预设增益值进行放大后进行等分分支，实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗，具备良好的性能，从而保证了信号分支效果。
在该实施例中，输入匹配单元100进行阻抗匹配，使输出阻抗降为输入阻抗的一半，实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗37.5ohm。
在进一步的实施方式中，结合图2，输入匹配单元100包括电连接的高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120，高通椭圆滤波器110接收信号输入。输入信号经过高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120，由高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120进行阻抗匹配，使得由低通椭圆滤波器120输出信号的输出阻抗降至输入阻抗的一半。同时，另外还能够滤除数字电视***频带外的噪声信号，包括EOC信号、MoCA信号等，增强***的稳定性。进一步的，高通椭圆滤波器110和低通椭圆滤波器120均为7阶滤波器，以实现经过>10dB以上增益的低噪放大器单元200之后的噪声信号仍然能够衰减30dB以上。
结合图3，低噪放大器单元200包括三极管Q1、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。低通椭圆滤波器120的输出端与三极管Q1的基极B连接。第一电感L1一端连接供电电源，另一端连接三极管Q1的集电极C。第二电感L2一端连接三极管Q1的集电极C，另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2，第二电阻R2的另一端三极管Q1的基极B。第一电容C1与第一电阻R1并联。第三电阻R3一端与三极管Q1的发射极E连接，另一端接地。第二电容C2与第三电阻R3并联连接。其中，第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1和第二电阻R2组成直流偏置电路，第二电感L2、第一电容C1和第二电阻R2组成集电极C到基极B的负反馈电路，第三电阻R3和第二电容C2组成发射极E的RC反馈电路。通过直流偏置电路、负反馈电路以及RC反馈电路，实现对信号进行预设增益值的放大。进一步的，预设增益值为10dB，即低噪放大器单元200将信号放大10dB。
更进一步的，低噪放大器单元200还包括第三电容C3和第四电容C4。第三电容C3一端连接供电电源，另一端接地。第四电容C4连接在三极管Q1的集电极C和输出端之间。优选的，为获得更高的增益线性度，供电电源为3.3V-5V
结合图4，分支电路300包括一个共模电感以及一个隔离电阻R4。共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端，以将信号等相位、等幅度的分开。隔离电阻R4两端分别连接两个输出端，进行隔离。为保证能够等相位、等幅度的分开，在输出阻抗为37.5ohm时，隔离电阻R4为150ohm。
该信号分支电路，信号输入到信号匹配单元100，信号匹配单元100实现输入阻抗75ohm到输出阻抗为37.5ohm，然后输出到低噪放大器单元200。低噪放大器单元200对信号进行10dB的放大，输出到分支电路300。分支电路300对信号进行等分，由于隔离电阻R4是输入阻抗的2倍，使得能够进行高隔离的等分，保证了信号分支效果。经实际测算，该信号分支电路实现高达20dB以上的隔离度；实现有线信号均分，同时带外噪声信号滤波30dB以上；75ohm输入阻抗下小于-10dB的反射系数，具有高增益低噪声系数特性，能够满足良好的输入功率范围，并且增益平坦度在整个带宽内小于1dB。
本发明信号分支电路及装置，信号输入到信号匹配单元，信号匹配单元实现输出阻抗降为输入阻抗的一半，然后输出到低噪放大器单元。低噪放大器单元对信号进行预设的放大，输出到分支电路。分支电路对信号进行等分输出，这样通过将信号输出阻抗降为输入阻抗的一半，再按照预设增益值进行放大后进行等分分支，实现信号的高隔离分配且高增益、低噪声以及良好的反射损耗，具备良好的性能，从而保证了信号分支效果。同时，大大降低了成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)
1.一种信号分支电路，其特征在于，包括：输入匹配单元、低噪放大器单元以及分支单元；所述输入匹配单元接收信号输入进行阻抗匹配，使输出阻抗降为输入阻抗的一半，所述低噪放大器单元接收所述输入匹配单元输出的信号，将信号按照预设增益值进行放大，所述分支单元接收放大后的信号，将信号进行等分，将信号分支成两路并输出；
所述输入匹配单元包括电连接的高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器，所述高通椭圆滤波器接收信号输入；
所述低噪放大器单元包括三极管、第一电感、第二电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；所述低通椭圆滤波器的输出端与三极管的基极连接，所述第一电感一端连接供电电源，另一端连接三极管的集电极，所述第二电感一端连接三极管的集电极，另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻，第二电阻的另一端三极管的基极，所述第一电容与第一电阻并联，所述第三电阻一端与三极管的发射极连接，另一端接地，所述第二电容与第三电阻并联连接；
所述分支单元包括一个共模电感以及一个隔离电阻；所述共模电感将共模电感交叉相接并作为输入端，以将信号等相位、等幅度的分开，所述隔离电阻两端分别连接两个输出端，进行隔离。
2.根据权利要求1所述的信号分支电路，其特征在于，所述输入匹配单元实现输入阻抗由75ohm变为输出阻抗为37.5ohm。
3.根据权利要求1所述的信号分支电路，其特征在于，所述高通椭圆滤波器和低通椭圆滤波器均为7阶滤波器。
4.根据权利要求1所述的信号分支电路，其特征在于，所述预设增益值为10dB。
5.根据权利要求1所述的信号分支电路，其特征在于，所述低噪放大器单元还包括第三电容和第四电容；所述第三电容一端连接供电电源，另一端接地，所述第四电容连接在三极管的集电极和输出端之间。
6.根据权利要求1所述的信号分支电路，其特征在于，所述隔离电阻为150ohm。
7.一种信号分支装置，包括信号分支电路，其特征在于，所述信号分支电路为上述权利要求1至6任一所述的信号分支电路。
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