[发明专利]对多调谐器集成接收解码器的改善的隔离

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年5月9日在美国专利商标局递交的、分配了序列 号60/928,468的临时申请的优先权和所有利益。

技术领域

本申请总地涉及信号通信，更具体地涉及使能频率变换装置(本文中 可以称作频率变换模块(FTM))和集成接收解码器(IRD)之间、或者 低噪声块转换器(LNB)和IRD之间的信号通信的体系结构和协议。

背景技术

在卫星广播系统中，一个或多个卫星接收来自一个或多个地球发射机 (earth-based transmitter)的包括音频和/或视频信号的信号。卫星对这些 信号进行放大，并经由以指定频率操作并具有规定带宽的转发器 (transponder)向消费者住处的信号接收装备重新广播这些信号。这种系 统包括上行链路发射部(即，地球到卫星)、绕地球运行卫星接收和发射 部、以及下行链路部(即，卫星到地球)。

在接收来自卫星广播系统的信号的住处，信号接收装备可以被用来对 卫星的整个广播频谱或部分频段进行频移，并将作为结果的输出的频率堆 叠到单个同轴电缆上。然而，随着卫星广播系统中的卫星数目的增加，以 及高清晰度卫星信道的扩增，将会达到这样的程度：容纳所有卫星所需的 总带宽将超出同轴电缆的传输能力。卫星解码器产业已经有必要将更多的 卫星资源(satellite slot)实现到它们的分发系统中。为了提供更多数目的 卫星资源传输，需要一种用于卫星配置选择的更加精细的手段。

当前的卫星解码器被指定在两种模式下工作：“LNB模式”，在该模 式下，卫星输入部被连接至传统的LNB室外单元，并且将它们的信号供 应给独立的调谐器；以及“FTM模式”，在该模式下，所有卫星调谐器都 被从单个输入部供应信号。当前的卫星解码器目前必须在两种模式下工 作，从而为卫星电视产业从传统的LNB方法向更新的FTM方法转变提供 时间。

传统的LNB方法将单个LNB耦合到单个调谐器。在多个LNB情况 下，每个LNB被耦合到其自己的专用调谐器，并且每个LNB系统独立进 行操作。利用调谐器实现的电路通过电压电平和叠加的600mvp-p、 200kHz的音调(或者没有音调)来控制卫星RF波段选择。音调选择是通 过恒定的音调或脉冲宽度调制(PWM)音调来实现的。用于PWM音调的 产业标准被称为DiSEqC，并且在Eutelsat DiSEqC Bus Functional Specification中定义。通常使用两级的输出电压(13或18伏特)来选择输 入的卫星信号的极性，并且音调在空间上选择各种卫星资源。

FTM方法使用UART控制的2.3MHz频移键控(FSK)调制方案来向 卫星配置开关传送选择命令。FTM开关被设计为从卫星接收机天线的宿主 选择卫星信号转发器，并在频率上将其变换到单个转发器波段。然后，这 种新的频移后的转发器波段被通过连接的同轴电缆发送到卫星解码器盒。

当前的卫星解码器系统需要这样的能力：在这两种方法之间进行切换 并且在任何一种模式下进行操作而不受另一个系统干扰。以前在创建充分 隔离的开关电路方面的尝试已使用了昂贵的高性能开关。然而，这些开关 的隔离性能随着频率而变化。例如，这些开关能够在950MHz进行非常好 的隔离(60-70dB)，但是逐渐变小到2150MHz的大约45dB。卫星IRD 的非常宽的带宽甚至会使这些昂贵的开关不满足隔离要求。在这种情况 下，将需要串行使用两个昂贵的开关，一个具有较好的低频性能，一个具 有较好的高频性能，每个开关补偿另一个的缺点。这个解决方案使得已经 昂贵的设计选择加倍昂贵。这种安排的第二缺点在于，这些类型的开关IC 具有两条控制线路，这两条控制线路要求在第二条线路上存在反相器 (inverter)。一种替代方法可以是更高成本的、具有大约60dB隔离的吸 收性开关(absorptive switch)IC，以帮助确保产品的裕度。成本是主要问 题，并且如果在布局中未非常小心地保护，则还可能存在交叉路径获取来 自电路其他部分的泄漏RF的问题。满足隔离标准的其他尝试包括串行使 用三个或更多的低成本开关。成本低于以上列出的方法，但是显然增加了 复杂性。开关IC还添加了每个IC大约1dB的插入损耗，并且由于RF路 径中的寄生电感而引入了额外的增益减小。