CN101253716B

CN101253716B - 一种选择卫星星座的信号的方法和控制装置

Info

Publication number: CN101253716B
Application number: CN2005800511932A
Authority: CN
Inventors: 约翰·J·菲茨帕特里克; 布赖恩·D·巴杰格罗维茨; 安德鲁·E·鲍耶; 杰夫·O·艾伦德
Original assignee: THOMSON LICENSING CORP
Current assignee: Thomson Licensing SAS; International Digital Madison Patent Holding SAS
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: EP1961230B1; EP1961230A1; BRPI0520480A2; JP4785934B2; JP2009519675A; US20090125970A1; KR20080075831A; KR101225214B1; CN101253716A; US7970341B2; WO2007070042A1; BRPI0520480B1

Abstract

一种处理LNB电源输出信号(22)的方法，其包括：提供LNB选择信号以选择第一多个LNB信号作为输入信号，将音调叠加在LNB选择信号上以选择第二多个LNB信号作为输入信号，提供第一转发机选择电压以在输入信号中选择第一组转发机，提供第二转发机选择电压以在输入信号中选择第二组转发机，以及如果选择了第二多个LNB信号则激活自适应负载(40)来维持音调。

Description

一种选择卫星星座的信号的方法和控制装置

技术领域

本发明一般涉及卫星系统中的卫星接收机和机顶盒。更具体地，本发明涉及提供卫星低噪声块(LNB)电源的自适应负载的方法和装置。

背景技术

本部分意图向读者介绍可能与下面将要被说明和/或主张权利的本发明的不同方面有关的技术的不同方面。认为该讨论在向读者提供背景技术信息以便促进更好地理解本发明的各方面上是有帮助的。因此，应当理解据此阅读这些陈述，而不能将其作为现有技术的认可。

在DirecTV卫星系统中，每一个“卫星”实际上是两个紧靠卫星(twoclosely spaced satellites)的星座。这些卫星的每一个卫星都包括多个被称为转发机(transponder)的发射机，每一个转发机以离散RF频率向地球上(earth-bound)的接收机发送信号。可利用音频/视频节目或利用其它数据信息来调制每一个转发机的信号。为了优化带宽利用，星座的一个卫星上的转发机以右旋圆极化(right-hand circular polarization)方式发送信号，而星座的另一卫星上的转发机以左旋圆极化方式发送信号。卫星接收系统包括一个或多个接收天线，每一个接收天线都可切换来接收右旋圆或左旋圆极化信号。这些天线每一个都与低噪声块(LNB)相关联以放大从所选的一组转发机接收到的信号。依次地，接收机自身处理由每个LNB接收的RF信号的频谱，其中，调谐并解码与期望的节目频道相关联的特定频率。

卫星接收机系统典型地通过供应DC(直流)电压来远程地向低噪声块(LNB)和/或RF开关设备(switching device)供电。可以将峰峰值为600毫伏的22kHz音调(tone)叠加在DC电压上以使得接收机能够与这些设备进行通信或选择各种卫星配置。例如，根据音调的出现或不出现可以选择多LNB系统中的具体LNB，根据供应给LNB的DC电压的值可以选择具体的极化。

具有能够将22kHz音调叠加在输出上的LNB电源的卫星接收机系统通常被配置有线性传输单元(linear pass element)。线性传输单元典型地具有射极跟随器电路，当连接到高容性负载时，该电路产生非理想波形。该产生电路如同峰值检测器一样动作，使得输出电压停留在接近最大峰值电平的值上。实质上，在没有一些电流吸收设备的辅助下，该射极跟随器电路不具有从外部电容移除电荷的能力。

传统地，卫星接收机系统规定LNB/开关设备上的最小电流为30mA和电源输出上的最大电容为750nF。传统的设计利用卫星接收机电源中的简单电阻来补充最小的30mA电流以提供足够的电流吸收和产生适当的22kHz波形。现在，卫星接收机系统前进到在LNB/开关(Switch)处具有零负载电流的规范。该低负载不提供足够的吸收电流来利用750nF负载产生适当的22kHz波形。因此，期望一种在新系统中保留适当波形的方法和装置。

发明内容

以下将阐述与所公开的实施例具有相当范围的本发明的一些方面。应当理解：提出这些方面仅仅是为读者提供本发明可能采用的一些形式的简单概括，并且这些方面并不意图限制本发明的范围。实际上，该发明可以包括可能在下面没有阐述的多个方面。

所公开的实施例涉及一种降低驱动高容性负载的控制系统中的转换速率失真(slew rate distortion)的系统和方法。具体地，公开了一种选择卫星星座的信号的方法，其包括：提供控制信号以在具有第一极化的第一多个信号和具有第二极化的第二多个信号之间进行选择，当所述控制信号处于第一DC电平时选择所述第一多个信号，当所述控制信号处于第二DC电平时选择所述第二多个信号；以及当控制信号从第一DC电平过渡到第二DC电平或者当在所述控制信号上叠加音调时，激活自适应负载，所述音调的出现指示对卫星星座的选择。

另一实施例为一种选择卫星星座的信号的系统，包括：通信电路，被适配为提供控制信号以在具有第一极化的第一多个信号或具有第二极化的第二多个信号之间进行选择，当该控制信号呈现第一DC电平时，选择所述第一多个信号，当所述控制信号呈现第二DC电平时，选择所述第二多个信号；以及自适应负载，被配置为当控制信号从第一DC电平过渡到第二DC电平时或者在所述控制信号上叠加音调时，供应负载电流，所述音调的出现指示对卫星星座的选择。

然而，又一实施例是一种选择卫星星座的信号的控制装置，包括：用于提供控制信号以在具有第一极化的第一多个信号或具有第二极化的第二多个信号之间进行选择的部件，当该控制信号呈现第一DC电平时，选择所述第一多个信号，当所述控制信号呈现第二DC电平时，选择所述第二多个信号；以及用于当控制信号从第一DC电平过渡到第二DC电平时或者当在所述控制信号上叠加音调时，供应负载电流的部件，所述音调的出现指示对卫星星座的选择。

附图说明

阅读下面的详细说明并参考附图，本发明的优点将会变得明显，在附图中：

图1为依据本发明一个实施例的示例卫星接收机系统；

图2为依据本发明一个实施例的用于卫星接收机的、带有自适应负载的示例LNB电源；

图3为依据本发明一个实施例的用于卫星接收机的、带有独立电流源的示例LNB电源；

图4为图示依据本发明一个实施例的示例技术的流程图；

图5为图示依据本发明的替换实施例的示例技术的流程图。

具体实施方式

以下将描述本发明的一个或多个特定实施例。为了尽力提供这些实施例的简洁描述，在说明书中未对所有实际实施的特征予以描述。应该理解：在任何这种实际实施的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须制定许多的特定实施决定以达到开发者的特定目标，例如，要遵从将根据实施而有所变化的与系统相关的和与商业相关的限制。此外，应当理解：这种开发努力是复杂并且是消耗时间的，然而，对于那些受益于本公开内容的普通技术人员而言，这种开发努力不过是常规工作(routine undertaking)。

首先转到图1，示出了依据本发明一个实施例的示例卫星接收机系统，并且将其总体地标记为附图标记10。具体地，图1示出了位于卫星天碟(satellite dish)14内的LNB单元12。LNB单元12可包括一个或多个LNB。每一个LNB可以被配置为接收不同星座的卫星的信号。LNB单元12的每一个LNB与机顶盒16电耦接。机顶盒16被显示为具有LNB电源20、控制电路18和调谐器19。

机顶盒16被配置为结合使用“高”和“低”电压信号与22kHz音调的出现或不出现来与LNB进行通信。例如，机顶盒16可使LNB电源20将22kHz音调叠加在来自LNB电源20的输出电压上。音调的出现或不出现指示选择了哪一个LNB 12，并且从而将接收哪个星座的卫星的信号。

LNB电源20的输出电压电平指示极化的选择。例如，机顶盒16经由LNB电源20可以供应高输出电压如18伏、或者低输出电压如13伏，来指示LNB调谐具有特定极化的信号。在本发明示例实施例中，极化可以是右旋圆或左旋圆极化。本发明的替换实施方式可以采用水平和垂直极化等。极化的使用允许从具体卫星星座上的不同组的转发机中选择输入信号。从每一个转发机接收到的信号可以包括诸如不同频道的音频和视频节目编排(programming)的唯一信息(unique information)。在示例实施例中，18伏的“高”电压电平选择从第一组转发机接收的数据，而13伏的“低”信号选择从第二组转发机接收的数据。

此外，机顶盒16可被配置为依据DiSEqC标准与LNB进行通信。DiSEqC标准允许利用不同电压电平和音调。在DiSEqC方案中，为了促进LNB与机顶盒之间的通信，实施音调的脉宽键控(pulse width keying)。

卫星机顶盒行业要求在所有指定负载条件下都具有适当的音调形状。负载条件典型地在从0至450mA的范围，并且有时要求驱动高达750nF的容性负载。为了提供驱动所指定的最大750nF容性负载的LNB电源的适当波形形状，期望50mA的负载。当LNB电源在13伏和18伏两种模式下操作时，电流吸收器(current sink)必须适合于在两种模式下都能吸收50mA电流。

控制电路18可被适配为向LNB电源20提供控制信号。当驱动带有少量或没有额外电流负载的高容性负载时，来自控制电路的控制信号使能自适应负载或使自适应负载失能，以吸收50mA电流并维持22kHz音调的波形。

图2示出了依据本发明一个实施例的卫星接收机的、带有自适应负载的示例LNB电源，并将其总体地标注为附图标记30。具体地，图2示出了被配置为射极跟随器电路的功率晶体管28。DC源38提供前述的高或低输出电压电平以便于转发机选择。此外，根据需要哪个LNB来满足使用者选择的观看频道，AC源36可以叠加22kHz音调。带有或不带有所叠加的22kHz音调的高或低输出电压被传送至运算放大器34，其连接到功率晶体管28的基极。功率晶体管28的发射极连接到机顶盒16和LNB单元12之间的母线22。

在本发明的示例实施例中，自适应负载40电耦接至母线22。该自适应负载40充当电流吸收器以释放过量电荷并确保适当的22kHz音调波形。该自适应负载包括高电流部分42和低电流部分44。该高电流部分42被高电流自适应负载信号48使能。当22kHz音调叠加在18伏信号上时，来自控制电路18的高电流信号使能高电流部分42。该高电流部分42在出现18伏信号而被使能时，其通过360欧姆的电阻46引出(draw)50mA电流。

低电流部分44被来自控制电路18的低电流自适应负载信号52使能。当在13伏信号上叠加了22kHz音调时，该低电流自适应负载信号使能该低电流部分44。该低电流部分44通过1K欧姆的电阻50引出13mA。当在13伏信号上叠加了22kHz音调时，高电流部分2也被使能并且引出36mA。总共，高电流部分和低电流部分可以引出49mA。

在所示的实施例中，该自适应负载由两个双极型晶体管切换的阻性负载46和50组成。“高”负载42在18伏模式下提供50mA，在13伏模式下提供36mA。“低”负载44仅在13伏模式下操作，并且当其有效时提供13mA电流。额外的13mA电流使整个自适应负载电流在13伏模式下达到49mA。高电流自适应负载控制信号48被用来激活“高”负载42。低电流自适应负载控制信号52被用来激活“低”负载44。

图3为依据本发明一个实施例的卫星接收机的、带有独立电流源的示例电源，并将其总体标记为附图标记60。该电源60与图2的电源30的不同在于其仅实施单个电流源。另外，电源60的电流源独立于母线电压，然而在图2的电源30中，通过两个负载电阻46和50引出的电流是母线电压的函数。在图3的电源60中，当晶体管62处于“导通”时，将通过电流吸收器引出50mA的恒定电流，而不依赖于母线电压。

上述的自适应地控制的负载提供划算的解决方案，以在使LNB电源所需的额外电流最小化时维持22kHz音调，并且导致系统总的节能。除了有助于确保22kHz音调的适当波形外，该系统还能降低频道改变时间。与长的从“高输出电压”到“低输出电压”的过渡时间相关联的延时增加了(contribute to)切换极化控制电压和重新锁定调谐器19花费的时间。当从一个显示频道转到另一频道时，卫星接收机解码器可能会要求不同的极化选择。在极化改变的情况下，从LNB电源供应的电压将从“高输出电压”改变到“低输出电压”或者相反。当LNB电源从“高输出电压”过渡到“低输出电压”时，该过渡可能花费大量时间，其延迟了LNB转换极化的时间。该自适应负载方法通过应用50mA负载来对电路中的寄生电容进行放电来有助于保证适当的从高输出电压到低输出电压的过渡。

转向图4，示出了图示依据本发明一个实施例的示例技术的流程图，并且将其总体地标注为附图标记80。该示例技术80以卫星接收机的初始化的块82开始。接收机初始化之后，LNB电源就输出信号，如块84所示。如前面所讨论的，该信号被用于机顶盒16(图1)和LNB单元12(图1)之间的通信。该信号可包含多个电压电平和所叠加的可被调制的22kHz选择音调。如块86所示，如果选择音调出现或存在从高电压电平向低电压电平(例如从18伏到13伏)的过渡，则激活自适应负载，如块88所示。如果没有音调出现并且没有从高电压到低电压的过渡，由于不需要自适应负载，所以将其去激活，如块90所示。因此，该技术80提供了一种在系统中保持音调波形并潜在地提高频道改变速度的方法。在块92中，示例处理结束。

该技术80可能导致降低的电能消耗，因此带来了额外的优点。日益增加的对提供节能的工业压力有助于支持这样的负载，其能够在不要求音调或在备用模式下被减少或者被关掉。在一个示例实施例中，当不需要电流吸收器时，例如，在没有22kHz音调时，能够关掉电流吸收器。在替换实施例中，电流吸收器依赖于从电源到LNB的母线，如上面详细解释的。如果母线上没有电流，例如处于关掉状态，没有电流被引出到电流吸收器。

图5是图示依据本发明的替换实施例的示例技术的流程图，并且将其总体地标注为附图标记100。可以通过控制电路18(图1)来实施在图5中图示的该示例实施例，以考虑当前音调、下一个音调、当前电压和下一个电压状况，从而确定自适应负载的应用。该技术100实现对组成自适应负载的两个切换负载的控制并且提供了上述的优点。

如图5所示，该处理在块102开始。在判断块104中，关于下一个音调的状态是on(开)还是off(关)来作出最初确定。如果在下一个状态中音调是off，则将关掉音调，如块106所示。替换地，如果下一个音调状态是on，则处理流程继续到判断块108，其中，确定当前输出电压(高或低)。如果当前输出电压为低，则确定下一个输出电压状态，如块110所示。如果系统保持低输出电压状态，则在判断块112中确定下一个音调状态(on或off)。

如果当前输出电压(块108)和下一个输出电压状态(块110)均为低，并且下一个音调状态为on，则使能高电流自适应负载和低电流自适应负载两者并且开启音调，如块114所示。然而，如果下一个音调状态为off(块112)，则关掉音调并且使高电流自适应负载和低电流自适应负载两者均失能，如块116所示。

返回到判断块110，其中当前输出电压是低(块108)，如果下一个输出电压状态是高(块110)，则使低电流自适应负载失能并且将输出电压设置为高，如块120所示。处理流程从块120继续到判断块122，其中确定下一个音调状态。如果下一个音调状态是off，则关掉音调，并且使高电流自适应负载和低电流自适应负载两者均失能，如块116所示。然而，如果在块122中下一个音调状态是on，则在将音调开启之前使能高电流自适应负载，如块124所示。

返回到块108，其中确定当前输出电压，如果确定当前输出电压为高，则在块126中确定下一个输出电压状态。如果在块126中，下一个输出电压状态为低，则仅仅使能高电流自适应负载并且将输出电压设置为低，如块128所示。接着，处理流程继续到块130，其中确定下一个音调状态。如果在下一个状态中音调为on，则在将音调开启之前使能低电流自适应负载，如块132所示。替换地，如果在块130中下一个音调状态为off，则关掉音调，并且使高电流自适应负载和低电流自适应负载两者均失能，如块136所示。

返回到块108，如果系统目前处于高输出电压状态并且下一个输出电压状态也为高电压状态(块126)，则在块134中确定下一个音调状态。如果下一个音调状态是off，则关掉音调，并且使高电流自适应负载和低电流自适应负载两者均失能，如块136所示。替换地，如果在块134中确定下一个音调状态为on，则在开启音调之前使能高电流自适应负载并同时使低电流自适应负载失能，如块138所示。在块118，处理流程结束。

以下列出了依据本发明一个实施例的示例伪代码(psuedocode)：

Variables

Adaptive_Load_Low， Adaptive_Load_High， Next_State_Tone，

Next_State_Voltage，Tone， Voltage

If Next_State_Tone＝Off then

Tone＝Off

Process_Level

Else

Process_Level

Endif

Function(Process_Level)

If Voltage＝High then //电压为高

If Next_State_Voltage＝Low then //高到低过渡

//14，9，10，13

Adaptive_Load_High＝On

Voltage＝Low

Wait

If Next_State_Tone＝On then //10，14

//音调开或开启

Adaptive_Load_High＝On

Adaptive_Load_Low＝On

Tone＝On

Else //13，9

//音调关或关掉

Tone＝Off

Adaptive_Load_High＝Off

Adaptive_Load Low＝Off

Endif

Else //Vout为高且保持为高

//12，15，11，16

If Next_State_Tone＝On then //12，16

//音调开或开启

Adaptive_Load_High＝On

Adaptive_Load_Low＝Off

Tone＝On

Else //15，11

//音调关或关掉

Tone＝Off

Adaptive_Load_High＝Off

Adaptive_Load_Low＝Off

Endif

Else //电压为低

If Next_State_Voltage＝High then //低到高过渡

//8，3，4，7

Adaptive_Load_Low＝Off

Voltage＝High

Wait

If Next_State_Tone＝On then //8，4

//音调开或开启

Adaptive_Load_High＝On

Adaptive_Load_Low＝Off

Tone＝On

Else //3，7

//音调关或关掉

Tone＝Off

Adaptive_Load_High＝Off

Adaptive_Load_Low＝Off

Endif

Else //Vout为低且保持为低

//2，5，1，6

If Next_State_Tone＝On the //2，6音调开或开启

Adaptive_Load_High＝On

Adaptive_Load_Low＝On

Tone＝On

Else //5，1

//音调关或关掉

Tone＝Off

Adaptive_Load_High＝Off

Adaptive_Load_Low＝Off

Endif

尽管已经借助于附图中的例子示出并在此详细描述了本发明的特定实施例，但是本发明可以有不同的修改和变化形式。然而，应当理解本发明并不意欲被限制于所公开的具体形式，而是本发明将涵盖落入由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围之内的所有修改、等效形式和替换形式。

Claims

1.一种选择卫星星座的信号的方法，包括：

提供LNB电源的输出电压电平作为控制信号以在具有第一极化的第一多个信号或具有第二极化的第二多个信号之间进行选择，当所述控制信号处于第一DC电平时选择所述第一多个信号，当所述控制信号处于第二DC电平时选择所述第二多个信号，其中第一DC电平高于第二DC电平；以及

当所述控制信号从所述第一DC电平过渡到所述第二DC电平或者当在所述控制信号上叠加音调时，激活自适应负载(40)，所述音调的出现指示对卫星星座的选择。

2.如权利要求1所述的方法，其中，当在所述控制信号上叠加所述音调时激活所述自适应负载(40)包括：当所述第一DC电平和所述音调两者均出现时，激活高电流自适应负载(42)。

3.如权利要求1所述的方法，其中，当在所述控制信号上叠加所述音调时激活所述自适应负载(40)包括：当所述第二DC电平和所述音调两者均出现时，激活高电流自适应负载(42)和低电流自适应负载(44)。

4.如权利要求1所述的方法，其中，当在所述第一DC电平和所述第二DC电平中的一个上叠加音调时，则使能所述自适应负载(40)。

5.如权利要求1所述的方法，其中，当没有音调出现并且没有发生从高电压电平到低电压电平的过渡时，使所述自适应负载(40)失能。

6.如权利要求1所述的方法，其中，激活所述自适应负载(40)包括激活高电流自适应负载(42)。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述自适应负载(40)为恒流源(62)。

8.一种选择卫星星座的信号的系统，包括：

LNB电源(30)，被适配为提供输出电压电平作为控制信号以在具有第一极化的第一多个信号或具有第二极化的第二多个信号之间进行选择，当所述控制信号呈现第一DC电平时，选择所述第一多个信号，当所述控制信号呈现第二DC电平时，选择所述第二多个信号，其中第一DC电平高于第二DC电平；以及

自适应负载(40)，其被配置为当所述控制信号从所述第一DC电平过渡到所述第二DC电平时或者在所述控制信号上叠加音调时，供应负载电流，所述音调的出现指示对卫星星座的选择。

9.如权利要求8所述的系统，其中，当在所述控制信号上叠加所述音调时激活所述自适应负载(40)包括：当所述第一DC电平和所述音调两者均出现时，激活高电流自适应负载(42)。

10.如权利要求8所述的系统，其中，当在所述控制信号上叠加所述音调时激活所述自适应负载(40)包括：当所述第二DC电平和所述音调两者均出现时，激活高电流自适应负载(42)和低电流自适应负载(44)。

11.如权利要求8所述的系统，其中，当在所述第一DC电平和所述第二DC电平中的一个上叠加音调时，则使能所述自适应负载(40)。

12.如权利要求8所述的系统，其中，当没有音调出现并且没有发生从高电压电平到低电压电平的过渡时，使所述自适应负载(40)失能。

13.如权利要求8所述的系统，其中，激活所述自适应负载(40)包括激活高电流自适应负载(42)。

14.如权利要求8所述的系统，其中，所述自适应负载(40)为恒流源(62)。

15.一种选择卫星星座的信号的控制装置，包括：

用于提供LNB电源的输出电压电平作为控制信号以在具有第一极化的第一多个信号或具有第二极化的第二多个信号之间进行选择的部件，当所述控制信号呈现第一DC电平时，选择所述第一多个信号，当所述控制信号呈现第二DC电平时，选择所述第二多个信号，其中第一DC电平高于第二DC电平；以及

用于当所述控制信号从所述第一DC电平过渡到所述第二DC电平时或者当在所述控制信号上叠加音调时，供应负载电流的部件(40)，所述音调的出现指示对卫星星座的选择。

16.如权利要求15所述的控制装置，其中，所述用于供应负载电流的部件(40)为恒流源(62)。