CN202309847U - 一种同轴电缆调制解调器及其供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种同轴电缆调制解调器及其供电电路，该供电电路包括USB接口、主芯片及直流转直流电平转换芯片DC/DC，所述主芯片包括USB模块，所述USB模块包括VBUS接口，所述DC/DC用于将高电平电源转换成低电平电源，所述USB接口与外部设备连接接入一高电平电源，所述USB接口将高电平电源传输至所述VBUS接口；并且所述USB接口将所述高电平电源传输至所述DC/DC。本实用新型还提供一种包括上述供电电路的同轴电缆调制解调器，该同轴电缆调制解调器大大降低了产品的成本，并且使产品使用起来更为简便。

Description

一种同轴电缆调制解调器及其供电电路

技术领域

本实用新型涉及网络通信技术，特别涉及一种同轴电缆调制解调器及其供电电路。 

背景技术

基于混合光纤同轴电缆(HFC，Hybrid Fiber-Coaxial)的双向网络发展越来越快。基于HFC的双向网络，也就是，在有线电视网络基础上实现具有宽带上网功能的宽带网络。具体实现时，运用有线电视网络的线缆通道进行宽带网络的信息传输。 

在HFC的双向网络的终端侧，采用同轴电缆调制解调器(Cable Modem，CM)与有线电视网络的线缆通道进行连接，通过该同轴电缆调制解调器可以获知当前宽带网络的锁定信息，所述锁定信息包括上行通道锁定情况、下行通道锁定情况以及通道锁定后的数据收发情况。 

图1是现有技术中同轴电缆调制解调器后板的接口示意图，该同轴电缆调制解调器包括一个电源接口POWER、一个以太网接口LAN、一个USB接口USB，一个复位按钮RESET和一个同轴电缆接口CABLE。图2是图1所示的同轴电缆调制解调器使用外置适配器的供电框图，包括USB接口、POWER接口、直流转直流电平转换芯片DC/DC(以下简称DC/DC)、主芯片、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)模块、Flash模块及Tuner模块(即高频头模块)。主芯片包括USB模块、DAC(Digital-to-Analog Conversion，数模转换)模块、ADC(Analog-to-DigitalConversion，模数转换)模块、CPU(Central Processing Unit，中央处理器)内 核模块、PLL(Phase-Locked Loop，锁相环)模块、PHY模块(网卡芯片)等。为了简化图表，DAC模块、ADC模块、CPU内核模块、PLL模块在图2中用“其他模块”统一概括。 

通过线缆通道传输下行数据时，上联口侧(即图1中CABLE接口)下行信号经Tuner锁定，下变频成为中频信号，中频下行信号被传输至主芯片的ADC模块，将模拟信号转换成数字信号，再通过CPU内核模块对信号进行解调及协议转换，转换成以太网信号后通过USB接口或LAN口传输至外部设备。类似地，通过线缆通道传输上行数据时，外部设备传输到USB接口或LAN口的以太网信号通过CPU内核模块进行协议转换，调制后传输到DAC模块，将数字信号转换成模拟信号传输到上联口侧。PLL模块在上述各模块运行中提供***时钟。 

图1所示的同轴电缆调制解调器的供电主要来源于两个接口，一个是POWER接口，另一个是USB接口。POWER接口通过外置适配器接入一5V电源，该5V电源经过DC/DC转换成3.3V之后传输至各模块的电源接口。USB接口通过与外部设备连接也接入一5V电源，该5V电源传输至USB模块的VBUS接口，给USB模块单独供电。此外，USB模块还包括USB3.3V接口，该USB3.3V接口连接到从POWER接口接入的5V电源经DC/DC转换成的3.3V电源上。 

采用外置适配器供电，对于一些大功率的同轴电缆调制解调器来说能很好地保证功耗的需求，使同轴电缆调制解调器运行起来更稳定。但是对于一些功率不是很大的同轴电缆调制解调器来说，使用外置适配器供电大大增加了产品的成本。此外，使用外置适配器供电需要将适配器一端与同轴电缆调制解调器连接，另一端与电源插座连接，使用起来不简便。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：解决现有技术中同轴电缆调制解调器成本过高及使用不简便的问题，提供一种低成本的同轴电缆调制解调器及其供电电路。 

为解决本实用新型的技术问题，本实用新型公开一种同轴电缆调制解调器的供电电路，包括USB接口、主芯片及直流转直流电平转换芯片DC/DC，所述主芯片包括USB模块，所述USB模块包括VBUS接口，所述DC/DC用于将高电平电源转换成低电平电源，所述USB接口与外部设备连接接入一高电平电源，其中，所述USB接口将高电平电源传输至所述VBUS接口；并且所述USB接口将所述高电平电源传输至所述DC/DC。 

优选地，所述高电平电源为5V电源；所述低电平电源为3.3V电源。 

优选地，所述USB模块还包括与DC/DC连接的USB3.3V接口，所述DC/DC将转换后的低电平电源传输至所述USB3.3V接口。 

优选地，所述供电电路还包括连接于DC/DC和USB3.3V接口之间的USB模块***电路，所述DC/DC将转换后的低电平经所述USB模块***电路传输至所述USB3.3V接口。 

优选地，所述主芯片还包括与所述DC/DC相连接的DAC模块、ADC模块、PLL模块、CPU内核模块及PHY模块；所述DC/DC将转换后的低电平电源分别传输至DAC模块的电源接口、ADC模块的电源接口、PLL模块的电源接口、CPU内核模块的电源接口及PHY模块的电源接口。 

优选地，所述主芯片还包括与所述DC/DC相连接的DAC模块、ADC模块、PLL模块、CPU内核模块及PHY模块；所述DC/DC将转换后的低电平电源分别传输至DAC模块的电源接口、ADC模块的电源接口、PLL模块的电源接口、CPU内核模块的电源接口；所述PHY模块的电源接口呈断开状态。 

优选地，所述USB接口串联限流电阻，所述限流电阻一路连接所述VBUS接口，另一路连接分压电阻后接地。 

为解决本实用新型的技术问题，本实用新型还公开一种同轴电缆调制解调器，所述同轴电缆调制解调器包括上述所述的同轴电缆调制解调器供电电路。 

优选地，所述同轴电缆调制解调器不包括POWE接口。 

优选地，所述同轴电缆调制解调器不包括PHY接口。 

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过改进同轴电缆调制解调器的内部供电电路，使其仅通过USB接口就可以实现对同轴电缆调制解调器的整个***供电，而不再需要通过外置适配器外接电源供电。对于一些功率不是很大的同轴电缆调制解调器来说，大大降低了产品的成本，并且使产品使用起来更为简便。 

附图说明

图1是现有技术中同轴电缆调制解调器后板的接口示意图； 

图2是图1所示的同轴电缆调制解调器使用外置适配器的供电框图； 

图3是本实用新型实施例一提供的同轴电缆调制解调器的内部供电框图； 

图4是本实用新型实施例二提供的同轴电缆调制解调器的内部供电框图； 

图5是本实用新型优选实施方式提供的同轴电缆调制解调器后板的接口示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

本实用新型提供的同轴电缆调制解调器的供电电路，包括USB接口、主芯片及DC/DC；主芯片内包括USB模块，USB模块包括VBUS接口。其中，DC/DC用于将高电平电源转换成低电平电源。当USB接口与外部设备连接后可接入一高电平电源，USB接口将接入的高电平电源传输至VBUS接口，并且USB接口还将接入的高电平电源传输至DC/DC，由DC/DC将高电平转换成低电平后再传输至主芯片上各模块的电源接口。一般来说，USB接口接入的高电平电源为5V电源，同轴电缆调制解调器内部的供电电压为3.3V电源。以下是本实用新型提 供的同轴电缆调制解调器的内部供电电路的两个实施例。 

实施例一 

如图3所示，本实用新型实施例一提供的同轴电缆调制解调器的内部供电框图。所示的供电电路包括一USB接口、主芯片、DC/DC、Flash模块、SDRAM模块及Tuner模块。主芯片内包括USB模块、DAC模块、ADC模块、CPU内核模块、PLL模块及PHY模块。为了简化图表，DAC模块、ADC模块、CPU内核模块、PLL模块在图3中用“其他模块”统一概括。DAC模块、ADC模块、CPU内核模块、PLL模块及PHY模块均对应有不同的电源接口，各电源接口的电压均为3.3V。USB模块包括一个5V电压电源接口VBUS接口，和一个3.3V电压电源接口USB3.3V接口。 

将USB接口与外部设备(如，笔记本、电脑、手机等)连接接入一5V电源，USB接口将该5V电源传输至USB模块的VBUS接口，并且USB接口还将该5V电源传输至DC/DC，DC/DC用于将5V电源转换成3.3V电源。DC/DC将转换后的3.3V电源后再分别传输至主芯片内各模块的电源接口、SDRAM模块的电源接口、Flash模块的电源接口及Tuner模块的电源接口。需要说明的是，DC/DC将转换后的3.3V电源还传输至USB模块的USB3.3V接口。 

由于每一个电子***都具有自己的频带宽度(对信号最高频率的限制)，信号在传输到对应的电子***中时，一般都要经过特定的滤波电路将信号进行过滤后再传输到对应的电子***。理论上，这个滤波电路可以设计在芯片内，也可设计在芯片外，但是为了使芯片内布线简单，一般将滤波电路设计在芯片外。应用到本实施例中，USB模块对应的滤波电路为USB模块***电路。DC/DC将转换后的3.3V电源先传输至USB模块***电路进行滤波之后再传输至USB3.3V接口。 

同理，DAC模块、ADC模块、CPU内核模块、PLL模块、SDRAM模块、Flash模块及Tuner模块也有对应的***电路进行滤波。DC/DC将转换后的3.3V电源先传输至各模块对应的***电路后再传输至各模块的电源接口。 

需要说明的是，对于不具备以太网口的同轴电缆调制解调器，主芯片内可不包括PHY模块，当主芯片内包括PHY模块时，优选地，该PHY模块的电源接口呈断开状态。 

实施例二 

为了防止同轴电缆调制解调器在插拔过程中电流过大对USB接口的冲击，实施例二提供一种防冲击的电路，参见图4。具体的，USB接口串联一个限流电阻R1分成两路，该限流电阻R1一路连接至VBUS接口，另一路连接分压电阻R2后接地。 

由于USB接口提供的功率基本为一固定值，大致为2.5W(电流500mA，电压5V)，对于一些最大功率小于2.5W的同轴电缆调制解调器，以上所述的供电电路可以满足功耗的需求，但是对于一些最大功率略大于2.5W的同轴电缆调制解调器来说，还需要通过一些其他的改进才能满足其功耗需求。例如，采用高效率的DC/DC。 

本实施例还提供一种低成本的同轴电缆调制解调器，该同轴电缆调制解调器包括上述所说的供电电路。如图5所示为本实用新型优选实施方式提供的同轴电缆调制解调器后板的接口示意图，包括USB接口USB、同轴电缆接口CABLE和一个复位按钮RESET。与图1中的同轴电缆调制解调器相比，本实施例省去了POWER接口、LAN接口及外置适配器，大大降低了成本。 

下面以TNETC4600+Mx1201RF方案的同轴电缆调制解调器为例，描述采用实施例一或实施例二中所述的供电电路，如何实现图5所示的同轴电缆调制解调器。该方案的最大功率为2.6W，采用外置适配器供电时实际功率约为2.2W。如果直接采用实施例一或实施例二中所述的供电电路，假设供电损耗相同(0.4W)的情况下，则能提供的实际功率为2.1W，小于其采用外置适配器供电时的实际功率2.2W，势必会影响同轴电缆调制解调器的性能。由于外部供电功率已经无法改变，要使同轴电缆调制解调器正常工作，必须降低其内部功耗，才能使其正常工作所需要的实际功率降低。具体地，可以从以下几个方面进行改进。1)去掉主芯片PHY模块的3.3V供电，直接去掉PHY模块对应的*** 电路，断开PHY模块电源接口与外部电源的连接。根据TNETC4600+Mx1201RF方案对应的芯片资料DataSheet可知该措施可以降低功耗261mW。2)通过设置寄存器改变锁相环参数对***进行降频处理。假设将***的频率由以前的105Mhz降为52.5Mhz，通过电流/电压测试工具测试后可计算出***经过上述降频处理后可以降低169mW。该同轴电缆调制解调器按照上述两个步骤进行改进后，功耗总共降低430mW，则实际功率由原来的2.2W降低为1.77W。此时，若选用效率为87％的DC/DC，则输入功率约为2.04W(实际功率除以效率)，预留0.46W的额外损耗，能满足功耗要求。 

以上举较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内，本实用新型所主张的权利范围应以实用新型申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。 

Claims (8)

1.一种同轴电缆调制解调器的供电电路，包括USB接口、主芯片及直流转直流电平转换芯片DC/DC，所述主芯片包括USB模块，所述USB模块包括VBUS接口，所述DC/DC用于将高电平电源转换成低电平电源，所述USB接口与外部设备连接接入一高电平电源，其特征在于，所述USB接口将高电平电源传输至所述VBUS接口；并且所述USB接口将所述高电平电源传输至所述DC/DC。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述高电平电源为5V电源；所述低电平电源为3.3V电源。

3.根据权利要求1或2所述的供电电路，其特征在于，所述USB模块还包括与DC/DC连接的USB3.3V接口，所述DC/DC将转换后的低电平电源传输至所述USB3.3V接口。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括连接于DC/DC和USB3.3V接口之间的USB模块***电路，所述DC/DC将转换后的低电平经所述USB模块***电路传输至所述USB3.3V接口。

5.根据权利要求1或2所述的供电电路，其特征在于，所述主芯片还包括与所述DC/DC相连接的DAC模块、ADC模块、PLL模块、CPU内核模块及PHY模块；所述DC/DC将转换后的低电平电源分别传输至DAC模块的电源接口、ADC模块的电源接口、PLL模块的电源接口、CPU内核模块的电源接口及PHY模块的电源接口。

6.根据权利要求1或2所述的供电电路，其特征在于，所述主芯片还包括与所述DC/DC相连接的DAC模块、ADC模块、PLL模块、CPU内核模块及PHY模块；所述DC/DC将转换后的低电平电源分别传输至DAC模块的电源接口、ADC模块的电源接口、PLL模块的电源接口、CPU内核模块的电源接口；所述PHY模块的电源接口呈断开状态。 

7.根据权利要求1或2所述的供电电路，其特征在于，所述USB接口串联限流电阻，所述限流电阻一路连接所述VBUS接口，另一路连接分压电阻后接地。

8.一种同轴电缆调制解调器，其特征在于，所述同轴电缆调制解调器包括如权利要求1至7任一项所述的同轴电缆调制解调器供电电路。 

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