CN1314262C

CN1314262C - 电缆调制解调器模块单元和电子单元

Info

Publication number: CN1314262C
Application number: CNB2004100574197A
Authority: CN
Inventors: 安部修二; 工藤雄也; 矶田勉; 大澤昌已; 藤原幹根
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2007-05-02
Anticipated expiration: 2024-08-12
Also published as: CN1581932A; JP4234529B2; JP2005064856A; US20050039217A1

Abstract

电缆调制解调器模块单元(21)包括配有用于经由同轴连接器(36)发送/接收高频信号的模拟信号处理单元的调谐器部分(38)，被构造成在其中容纳调谐器部分(38)并且使同轴连接器(36)暴露在外部的第一防护壳(49)，在其上具有第一防护壳(49)并且被构造成提供包含允许输入和输出数字数据的存储器(46)的数字信号处理部分(39)的电路板(47)，对输入和输出调谐器部分(38)的信号执行数字处理的数字信号处理部分，和被构造成在其中容纳电路板(47)和第一防护壳(49)并且使同轴连接器(36)暴露在外部的第二防护壳(51)，其中在电路板的相同平面上，同轴连接器(36)和存储器(46)的位置成相对关系，并且第一防护壳(49)在同轴连接器和存储器之间。

Description

电缆调制解调器模块单元和电子单元

技术领域

本发明涉及提供针对使用例如CATV(有线电视)线路的网络的接口的电缆调制解调器模块单元。此外，本发明也涉及其中引入上述电缆调制解调器模块单元的电子单元。

背景技术

如本领域已知的，已经开发出电缆调制解调器单元以作为将例如用户的PC(个人计算机)的电子单元连接到例如使用CATV线路的网络的接口。这个电缆调制解调器单元当前被制造为直接由用户操纵的独立单元，也就是说，作为与电子单元分离的单独产品。

通常，电缆调制解调器单元在后面板上配备有用于连接到CATV干线的RF(射频)同轴连接器，用于连接到PC等等的以太网连接器或插座，用于将设备复位到初始状态的复位开关，用于接收供电的电源连接器等等。

此外，电缆调制解调器单元在前面板具有LED或LCD显示部分，用于显示电源的提供状态，到中央CATV站的连接状态，到PC的连接状态或其它功能状态，以及用于打开或关闭单元的电源开关，等等。

当前，电缆调制解调器单元被固定在合成树脂材料组成的壳体内，并且根据其安装在PC附近或挂在墙壁上，决定其形状。

附带地，伴随朝向相关电路部件的更高集成度和更高性能，以及改进的安装技术的当前发展趋势，希望使电缆调制解调器单元的成本更低，更加紧凑并且重量更轻。因此，就其尺寸而言，这种电缆调制解调器单元可以被引入到特定电子单元中。

然而必须修改电缆调制解调器单元以引入到特定电子单元中。这是不可避免的，因为电缆调制解调器单元被设计成独立于任何其他电子单元的单元。

日本专利申请KOKAI出版物2002-16524公开了具有引入到一个壳体中的接收***模块和发送***模块的发送/接收集成型高频单元。然而在这个KOKAI出版物中没有关于将其中提供接收***和发送***模块的壳体引入到预定电子单元中的说明。

发明内容

考虑到上述情况构思了本发明，因此本发明的目的是提供一种被适当地装入预定电子单元并且具有足够的内部抗噪声特性的电缆调制解调器模块单元，和其中引入这种电缆调制解调器模块单元的电子单元。

下面的说明会描述本发明的其它目的和优点，通过说明可以理解其中的一部分，通过本发明的实践可以领会其它部分。通过如下所述的手段和组合可以实现和达到本发明的目的和优点。

根据本发明的一个方面，提供一种电缆调制解调器模块单元，包括：调谐器部分，配有用于经由同轴连接器发送/接收高频信号的模拟信号处理单元；第一防护壳，被构造成其中容纳调谐器部分，并且使同轴连接器暴露在外部；电路板，在其上具有第一防护壳，并且被构造成提供包含允许输入和输出数字数据的存储器的数字信号处理部分，该数字信号处理部分对输入和输出调谐器部分的信号执行数字处理；和第二防护壳，被构造成在其中容纳电路板和第一防护壳，并且使同轴连接器暴露在外部，其中在电路板的相同平面上，同轴连接器和存储器的位置成相对关系，并且第一防护壳在同轴连接器和存储器之间。

根据本发明的另一个方面，提供一种电子单元，包括：电缆调制解调器模块单元，包括配有用于经由同轴连接器发送/接收高频信号的模拟信号处理部分的调谐器部分，被构造成在其中容纳调谐器部分并且使同轴连接器暴露在外部的第一防护壳，在其上具有第一防护壳并且被构造成提供包含允许输入和输出数字数据的存储器的数字信号处理部分的电路板，对输入和输出调谐器部分的信号执行数字处理的数字信号处理部分，和被构造成在其中容纳电路板和第一防护壳并且使同轴连接器暴露在外部的第二防护壳，其中在电路板的相同平面上，同轴连接器和存储器的位置成相对关系，并且第一防护壳在同轴连接器和存储器之间；和电源部分，被构造成向电缆调制解调器模块单元提供电力，其中使用从电源部分提供的电力操作电缆调制解调器模块单元。

附图说明

被说明书引用并且构成说明书组成部分的附图图解了本发明的实施例，并且和前面的概括说明、下面针对实施例的详细描述一起被用来说明本发明的原理。

图1示出了本发明的一个实施例，和用于说明CATV广播***的概况的示意图；

图2的透视图说明了CATV广播***中的CATV终端单元的结构；

图3的模块图说明了CATV终端单元中的信号处理的概况；

图4的示意模块图说明了引入CATV终端单元的电缆调制解调器模块单元的信号处理***；

图5的分解透视图说明了电缆调制解调器模块单元的结构；

图6的顶视图说明了电缆调制解调器模块单元中的相应电路组成部分的结构；

图7的横截面侧视图说明了电缆调制解调器模块单元中的相应电路组成部分的结构；

图8的横截面侧视图说明了电缆调制解调器模块单元中的相应电路组成部分的另一个结构；

图9的顶视图说明了电缆调制解调器模块单元中的相应电路组成部分的另一个结构；

图10的顶视图说明了电缆调制解调器模块单元中的相应电路组成部分的另一个结构；

图11的透视图说明了具有引入其中的电缆调制解调器模块单元的游戏机的结构；而

图12的示意模块图说明了游戏机中的信号处理的概况。

具体实施方式

下面参照附图更加详细地说明本发明的一个实施例。图1示出了结合实施例描述的CATV广播***的示意结构。在图1中附图标记11指示中央CATV站。

中央CATV站11通过CATV电缆12连接到CATV终端单元14，CATV终端单元14被安装在每个用户家庭13中。此外，中央CATV站11连接到各种信息网络15，包含例如因特网。

CATV终端单元14具有对传送自中央CATV站11的各种节目执行频道选择处理，对来自经选择频道的节目的各种信息，例如视频，音频和字符信息执行解调处理的功能。在CATV终端单元14上解调的各种此类信息被输出到TV接收器16以便在用户侧进行音频-可视应用。

此外，CATV终端单元14能够连接到PC 17。PC 17具有允许经由中央TV站与各种信息网络15进行数据通信的电缆调制解调器功能。

从中央CATV站11到CATV终端单元14，通过例如大约90到860MHz的高频″下行″信号传送例如视频，音频，字符和PC数据的各种信息。此外，从CATV终端单元14到中央CATV站11，通过例如大约5到65MHz的高频″上行″信号发送信息。

图2示出了CATV终端单元14的通用结构。CATV终端单元14具有基本为盒形的壳体18，并且被如此构造，以便在壳体18内容纳其中形成各种电路部分的主电路板19。

也就是说，主电路板19主要包含广播信号解调部分20，用于对传送自中央CATV站11的各种节目执行频道选择，解调等等处理；电缆调制解调器模块单元21，用于允许PC 17经由中央CATV站11与各种信息网络15执行数据通信；和电源部分22，被构造成接收商用AC(交变电流)供电，并且向广播信号解调部分20和电缆调制解调器模块单元21提供必要的电力。

在壳体18的前面板23上提供显示部分24，用于显示到例如接收频道和中央CATV站11的连接的状态的显示部分24，包含电源开关的各种操作元件25；显示单元26，用于指示电源的开/关状态；接收部分27，用于从遥控器(未示出)接收操作信息，等等。

在壳体18的后面板28上提供连接到CATV电缆12的RF同轴连接器29；视频和音频输出端子30和31，被构造成向外部TV接收器16等等输出由广播信号解调部分20解调的视频和音频信号；连接器32，被构造成允许信息终端(例如PC 17等等)的连接经由中央CATV站11接入各种信息网络15；AC线路33，用于向电源部分22提供商用交流电；等等。

图3的视图说明了上述CATV终端单元14中的信号处理的概况。也就是说，连接上述CATV电缆12的RF同轴连接器29连接到分配器34。分配器34具有将CATV电缆12连接到上述广播信号解调部分20的调谐器部分35和上述电缆调制解调器模块单元21的RF同轴连接器36的功能。

这样，在通过CATV电缆12，RF同轴连接器29和分配器34被提供给调谐器部分35并且经过频道选择之后，传送自中央CATV站11的每个节目被上述广播信号解调部分20中的信号处理部分37解调成相应的视频和音频信号。

广播信号解调部分20中解调的视频信号和音频信号经由相应视频输出端子30和音频输出端子31被输出到外部TV接收器16等等，以便在用户侧进行音频-可视应用。

从PC 17到信息网络15的访问信息通过连接器32，电缆调制解调器模块单元21，RF同轴连接器36，分配器34，RF同轴连接器29，CATV电缆12和中央CATV站11被发送到相应信息网络15。

来自信息网络15的应答信息由PC 17通过中央CATV站11，CATV电缆12，RF同轴连接器29，网络34，RF同轴连接器36，电缆调制解调器模块单元21和连接器32进行接收。

也就是说，电缆调制解调器模块单元21具有例如控制与中央CATV站11的通信，产生″上行″信号以传输到中央CATV站11，解调发送自中央CATV站11的″下行″信号，和控制与连接到电缆调制解调器模块单元21的外部单元(在这种情况下，PC 17)的数据通信的功能。

图4示出了电缆调制解调器模块单元21的信号处理部分。电缆调制解调器模块单元21包含具有模拟信号处理单元的调谐器部分38，模拟信号处理单元用于处理通过RF同轴连接器36针对中央CATV站11发送和接收的高频信号；和数字信号处理部分39，用于对到达和来自调谐器部分38的信号执行数字处理。

数字信号处理部分39包含A/D(模拟/数字)转换器40，用于将经过调谐器部分38中的频率转换之后被输出的模拟″下行″信号转换成数字信号；和解调部分41，用于将作为数字信号的″下行″信号解调为数据形式。数据形式的″下行″信号被提供给MAC(介质访问控制)部分42。

此外，在MAC部分42中产生的数字″上行″信号被D/A(数字/模拟)转换器43转换成模拟信号，并且通过调谐器部分38发送到中央CATV站11。

此外，MAC部分42具有使用针对中央CATV站11发送和接收的数据与通过以太网接口(I/F)部分44连接到电缆调制解调器模块单元21的外部单元(在这种情况下，PC 17)进行通信的功能。

此外，数字信号处理部分39包含配备有内置微型计算机等等的主控制器45，通常用于控制包含调谐器部分38和IC(集成电路)存储器46的相应电路部分的操作。主控制器45和IC存储器46连接到MAC部分42。

来自提供在电缆调制解调器模块单元21外部的上述电源部分22的电力被提供给电缆调制解调器模块单元21中的相应电路部分，包含调谐器单元38和数字信号处理部分39。

图5示出了电缆调制解调器模块单元21的构造。在图5中，附图标记47指示电路板。图4示出的调谐器部分38和数字信号处理单元39被安装在电路板47上。应当注意，在图5中，数字信号处理部分39中的IC存储器46如图所示处于连接到电路板47的状态。

其中，调谐器部分38为上述模拟信号处理部分提供安装在调谐器电路板48上的上述RF同轴连接器36。通过暴露RF同轴连接器36，调谐器电路板48被容纳在防护壳49内，防护壳49由例如金属、具有电磁屏蔽效果的材料组成。

调谐器部分38在一端连接到调谐器电路板48，在另一端配备有从外部穿过防护壳49的多个模拟信号输入/输出端子50。通过将端子50的另一端侧连接到电路板47，调谐器部分38连接到电路板47上的数字信号处理部分39。

如此构造电缆调制解调器模块单元21，使得在其上安装有调谐器部分38和数字信号处理部分39的电缆调制解调器模块单元21被围上一个基本为四面体的防护壳51，或与此类似的、具有屏蔽外部电磁波的功能的外壳。

防护壳51包括覆盖电路板47的4个面的框架形金属壳52，覆盖四面体金属壳52的一个开口的第一盖子53，和覆盖金属壳52的另一个开口的第二盖子54。

金属壳52具有多个端子55，用于在电缆调制解调器模块单元21的外部和电路板47上的数字信号处理部分39之间的电气连接，并且用于从电缆调制解调器模块单元21的外部向电路板47上的不同电路供电。

作为端子55a，使用例如直通连接(through-connection)电容器、穿过金属壳52并且可直接焊接到另一个外部电路板(在这种情况下，主电路板19)的那些端子，或可通过具有更简单构造的连接器连接的那些端子组成。端子55在一端连接到电路板47，并且在另一端以向外穿过金属壳52的方式连接到例如主电路板19。

图6示出了与其中安装电路板47的调谐器部分38的一侧上的表面相反的表面侧。在这个表面侧上安装有半导体IC芯片56和IC芯片形式的以太网I/F部分44，IC芯片56包含数字信号处理部分9中的A/D转换器40，解调部分41，MAC部分42，D/A转换器43，主控制器45等等。

这里，如从不同角度观察的图5到7所示，数字信号处理部分39的IC存储器46位于电路板47的安装有调谐器部分38的表面侧上，其位置与RF同轴连接器36的位置相对，之间具有防护壳49(构成调谐器部分38的主体)。

换言之，RF同轴连接器36，防护壳49和IC存储器46按照此顺序以基本上直列的方式布置在电路板47上，使得RF同轴连接器36和IC存储器46之间的距离能够尽可能地长。

通常，调谐器部分38中和RF同轴连接器36上处理的信号是弱模拟高频信号，于是具有任何叠加的不期望信号导致通信质量退化的风险。

另一方面，在IC存储器46中，高速进行数字信号的输入/输出。数字信号的基本工作频率信号分量及其高谐波信号分量对RF同轴连接器36上处理的信号产生噪声，也就是说，提供不期望信号源。

在多数情况下，数字信号具有远大于通过RF同轴连接器36发送的信号的幅度。因此，如果数字信号被不必要地施加于RF同轴连接器36并且叠加在通过连接器36发送的信号上，则通信质量会退化。

RF同轴连接器36被直接连接到防护壳49，并且由于连接到RF同轴连接器36的RF同轴电缆(在图3中，连接在分配器34和RF同轴连接器36之间的电缆)由屏蔽线路构成，穿过RF同轴连接器36的信号被这些的屏蔽结构外部屏蔽。

然而，从中央CATV站11发送到RF同轴连接器36的信号与IC存储器46处理的信号相比非常地弱，于是存在的风险在于，即使在上述屏蔽结构下，电缆调制解调器模块单元21的接收质量仍然会因虚假辐射导致的不期望信号或噪声的叠加而发生退化。

类似地，当IC存储器46处理的信号因虚假辐射而叠加在从RF同轴连接器36发送的信号上并且向外流到CATV干线上时，即使其幅度较弱，仍然存在不能满足电缆调制解调器模块单元21的标准性能的风险。

在上述实施例中，如图5到7所示，使RF同轴连接器36和IC存储器46之间的距离尽可能地大，因此能够将作为虚假辐射所产生的噪声和不期望信号而叠加的信号的幅度抑制到最小，于是降低其不利影响。

结果，能够改进由RF同轴连接器36处理的信号的质量，因此，调谐器部分38能够保证相对中央CATV站11的高质量信号发送/接收。这使得能够保证与电缆调制解调器模块单元21的高质量通信。

图8到10示出了上述实施例的变型。在图8中，沿着电路板47的平面，IC存储器46位于与RF同轴连接器36延伸到的边缘部分47a相对的边缘部分47b的附近。根据这个结构，RF同轴连接器36和IC存储器46能够有效地彼此相隔适当的距离。

在图9中，在与安装调谐器部分38的表面侧相对的表面侧，IC存储器46位于电路板47上。用于电缆调制解调器模块单元21的电路板47构成多层(例如6层)结构，其中一或多个层(例如2个层)充当接地层(GND)。

因此，如果IC存储器46在与调谐器部分46的表面侧相对的表面侧处位于电路板47上，则由于GND(接地层)的屏蔽效果，能够抑制到达和来自IC存储器46的数字信号，以免其作为噪声被叠加在RF同轴连接器36上。

在图10中，在电路板47的与安装调谐器部分38的表面侧相对的表面侧上，沿着平面方向并且在与RF同轴连接器36延伸到的边缘部分47a相对的边缘部分47b的附近安装IC存储器46。

根据这种结构，能够保证在RF同轴连接器36和IC存储器46之间有更大的距离，并且由于GND(接地)层的附加屏蔽效果，能够保证更加有效的结构。

如图10所示，如果在与安装调谐器部分38的表面侧相对的电路板47的表面侧上，IC存储器F位于电路板的角部附近并且在与RF同轴连接器36延伸到的边缘部分47a相对的边缘部分(边侧部分)47b上，则能够将RF同轴连接器36和IC存储器46之间的距离设置得尽可能大，并且由于GND(接地)层的存在，能够保证最大屏蔽效果。

虽然在上述实施例中已经以具有其中引入的电缆调制解调器模块单元21的电子单元为例说明了CATV终端单元14，然而也能够使用例如游戏机。

图11示出了游戏机57的通用结构。游戏机57具有盒形壳体58，壳体58包含在其上具有不同部件的主电路板59。

主电路板59主要包含数据处理芯片60，与上述电缆调制解调器模块单元21具有相同结构的电缆调制解调器模块单元61，和接受商用交流电以向数据处理芯片60和电缆调制解调器模块单元61提供必要电力的电源部分62。

在壳体58的前面板63处布置有用于播放的盘播放部分64，其具有其中存储游戏软件的盘；和连接游戏控制器以便用户操作的连接器66等等。

此外，在壳体58的后面板67上布置有在电缆调制解调器模块单元61上提供的RF同轴连接器68；视频和音频输出端子70和71，用于允许从上述数据处理芯片60输出的视频和音频信号被输出到外部TV接收器69等等；和AC线路72等等，用于向上述电源部分62提供商用交流电。

在这个游戏机57中，不同于CATV终端单元14，电缆调制解调器模块单元61的RF同轴连接器68从后面板67伸出并且直接连接到CATV电缆12。

此外，游戏机57包含能够存储可从例如中央CATV站11下载的游戏软件，版本升级数据或高分数据的HDD(硬盘驱动器)等等；能够与经由中央CATV站11进入的竞赛型游戏中的任何对手建立/断开通信的通信单元等等。

图12示出了上述游戏机中的信号处理的一般方案。也就是说，电缆调制解调器模块单元61和盘播放部分64连接到上述游戏数据处理芯片60中的游戏数据处理部分73。游戏控制器65经由连接器66连接到游戏数据处理部分73。TV接收器69经由视频输出端子70和音频输出端子71连接到游戏数据处理部分73。

此外，根据例如由盘播放部分64读取的游戏程序，以及在经由电缆调制解调器模块单元61从中央CATV站11获得之后被存储在HDD中的游戏软件等等，驱动游戏数据处理部分73。对应于游戏控制器65的操作的游戏内容被音频-可视地(audio-visually)显示在TV接收器69上。

游戏数据处理部分73允许经由电缆调制解调器模块单元61将内部产生的各种游戏信息项发送到中央CATV站11，并且经由电缆调制解调器模块单元61接收从中央CATV站11发送的各种游戏信息项。通过如此，可以欣赏竞赛型游戏。

如结合图5到10所述，即使在引入游戏机57的电缆调制解调器模块单元61中，RF同轴连接器68和IC存储器(未示出)也能够被布置得彼此尽可能地远离，使得能够抑制到达和来自IC存储器的数字信号，以免其作为虚假辐射导致的噪声和不期望信号而被叠加到RF同轴连接器68上。

附带地，本发明不限于上述实施例，在不偏离本发明的实质的前提下，能够在实施阶段对组成要素进行各种改变和修改。此外，通过适当组合上述实施例中公开的组成多个组成要素，能够实施各种发明。例如，可以从实施例公开的所有组成要素中排除某些组成要素，此外，可以适当组合涉及不同实施例的组成要素。

Claims

1.一种电缆调制解调器模块单元，其特征在于包括：

调谐器部分(38)，配有用于经由同轴连接器(36)发送/接收高频信号的模拟信号处理单元；

第一防护壳(49)，被构造成其中容纳调谐器部分(38)，并且使同轴连接器(36)暴露在外部；

电路板(47)，在其上具有第一防护壳(49)，并且被构造成提供包含允许输入和输出数字数据的存储器(46)的数字信号处理部分(39)，该数字信号处理部分对输入和输出调谐器部分(38)的信号执行数字处理；和

第二防护壳(51)，被构造成在其中容纳电路板(47)和第一防护壳(49)，并且使同轴连接器暴露在外部(36)，其中在电路板(47)的相同平面上，同轴连接器(36)和存储器(46)的位置成相对关系，并且第一防护壳(49)在同轴连接器和存储器之间。

2.如权利要求1所述的电缆调制解调器模块单元，其特征在于，同轴连接器(36)，第一防护壳(49)和存储器(46)按照该顺序以基本上直列的形式布置。

3.如权利要求1所述的电缆调制解调器模块单元，其特征在于，同轴连接器(36)和存储器(46)位于电路板(47)的相互相对的边缘部分的附近。

4.一种电子单元，其特征在于包括：

电缆调制解调器模块单元(21)，包括配有用于经由同轴连接器(36)发送/接收高频信号的模拟信号处理部分的调谐器部分(38)，被构造成在其中容纳调谐器部分(38)并且使同轴连接器(36)暴露在外部的第一防护壳(49)，在其上具有第一防护壳(49)并且被构造成提供包含允许输入和输出数字数据的存储器(46)的数字信号处理部分(39)的电路板(47)，对输入和输出调谐器部分(38)的信号执行数字处理的数字信号处理部分，和被构造成在其中容纳电路板(47)和第一防护壳(49)并且使同轴连接器(36)暴露在外部的第二防护壳(51)，其中在电路板的相同平面上，同轴连接器(36)和存储器(46)的位置成相对关系，并且第一防护壳(49)在同轴连接器和存储器之间；和

电源部分，被构造成向电缆调制解调器模块单元提供电力，其中使用从电源部分(22)提供的电力操作电缆调制解调器模块单元(21)。

5.如权利要求4所述的电子单元，其特征在于，同轴连接器(36)，第一防护壳(49)和存储器(46)按照该顺序以基本上直列的形式布置。

6.如权利要求4所述的电子单元，其特征在于，同轴连接器(36)和存储器(46)位于电路板(47)的相对边缘部分的附近。