DE10047239A1

DE10047239A1 - High frequency device with level detection for interference suppression

Info

Publication number: DE10047239A1
Application number: DE2000147239
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Wendel; Ralf Epple; Chaiyakarn Pasadu
Original assignee: Hirschmann Electronics GmbH and Co KG; Hirschmann Electronics GmbH
Current assignee: Hirschmann Electronics GmbH and Co KG; Hirschmann Electronics GmbH
Priority date: 2000-09-23
Filing date: 2000-09-23
Publication date: 2002-04-25
Also published as: DE50114987D1; EP1195932A2; EP1195932A3; EP1195932B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzgerät, insbesondere eine Antennensteckdose, bei dem der Pegel am Eingang erfaßt wird. Liegt der Pegel unterhalb eines Schwellwertes, wird auf einen Störpegel erkannt und das am Eingang anliegende Signal nicht in das Verteilnetz eingespeist. Liegt der Pegel oberhalb des Schwellwertes, wird das am Eingang anliegende Signal in das Verteilnetz eingespeist.The invention relates to a high-frequency device, in particular an antenna socket, in which the level at the input is detected. If the level is below a threshold value, an interference level is recognized and the signal present at the input is not fed into the distribution network. If the level is above the threshold, the signal at the input is fed into the distribution network.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzgerät, insbesondere eine Antennensteckdose, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a high-frequency device, in particular an antenna socket, according to the features of the preamble of claim 1.

Geräte dieser Art sind zur Übertragung und/oder zur Verarbeitung von Hochfrequenzsi gnalen bei passiven und aktiven Einrichtungen wie etwa den sogenannten Network- Terminal-Units (NTU) und dabei insbesondere als Antennensteckdosen, Verteiler, Abzweiger und Verstärker bekannt.Devices of this type are for the transmission and / or processing of high-frequency Si with passive and active facilities such as the so-called network Terminal units (NTU) and in particular as antenna sockets, distributors, Tap and amplifier known.

Bei der Übertragung bzw. Verarbeitung der Hochfrequenzsignale in Verteilnetzen stellt der störungsfreie Rückkanalbetrieb ein wesentliches Qualitätsmerkmal dar. Hierbei ist bei interaktiven Kommunikationssystemen der resultierende Signal-/Störabstand und damit die Bitfehlerrate ein entscheidender Faktor.When transmitting or processing the high-frequency signals in distribution networks Trouble-free return channel operation is an essential quality feature interactive communication systems the resulting signal-to-noise ratio and thus the bit error rate is a crucial factor.

Bei Verteilnetzen mit einer großen Vielzahl von Teilnehmern summieren sich die einzelnen Störungen und Rauschleistungen im Kanal so stark, daß ein einwandfreier Betrieb der angeschlossenen Geräte nicht mehr gegeben ist.In the case of distribution networks with a large number of subscribers, they add up individual interference and noise power in the channel so strong that a flawless Operation of the connected devices is no longer possible.

So sendet beispielsweise ein Modem, welches an die Antennensteckdose bzw. an das NTU angeschlossen ist, mit einem Pegel von ungefähr 113 dBµV in das Verteilnetz bei etwa 5 bis 65 MHz. Im Empfangsmodus hat das Modem noch eine Stör-/Rauschleistung von ca. 40 dBµV, die in das Verteilnetz eingespeist wird. Je nach Anzahl der Teilnehmer, die an dem Verteilnetz angeschlossen sind, erhöht sich der Störpegel um den Zehnerlog arithmus der Teilnehmerzahl, so daß im Summationspunkt sehr schnell Störpegel in untragbarer Größe (insbesondere 73 dBµV bei 2000 Teilnehmern) erreicht werden. Legt man einen Signal-/Störabstand der Quelle von 60 dB zugrunde, ergibt sich daher nur ein Gesamtstörabstand von der Hälfte oder sogar kleiner (zum Beispiel ein Störabstand von 113 dBµV bis 73 dBµV = 40 dB). Hinzu kommen noch weitere Störquellen, wie z. B. Fernsehgeräte, Kurzwellensender, Amateur-/oder CB-Funk, Lichtdimmer und derglei chen, die ebenfalls über die Antennensteckdose in das Verteilnetz eingespeist werden. Dies hat in nachteiliger Weise die Folge, daß das weitere Absinken des Störabstandes den Rückkanal nicht nur weiter einschränkt, sondern vollkommen unmöglich macht.For example, a modem sends to the antenna socket or to the NTU is connected to the distribution network at a level of approximately 113 dBµV about 5 to 65 MHz. In the receive mode, the modem still has interference / noise performance of approx. 40 dBµV, which is fed into the distribution network. Depending on the number of participants, connected to the distribution network, the interference level increases by the tens log arithm of the number of participants, so that in the summation point interference level in very quickly intolerable size (especially 73 dBµV with 2000 participants) can be achieved. sets based on a signal / signal-to-noise ratio of 60 dB, the result is only one Total signal-to-noise ratio of half or even less (for example, a signal-to-noise ratio of 113 dBµV to 73 dBµV = 40 dB). There are also other sources of interference, such as. B. TV sets, shortwave transmitters, amateur or CB radio, light dimmers and the like Chen, which are also fed into the distribution network via the antenna socket. This has the disadvantageous consequence that the further reduction in the signal-to-noise ratio not only further restrict the return channel, but make it completely impossible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hochfrequenzgerät, insbesondere eine Antennensteckdose, bereitzustellen, welche das Einkoppeln von Störungen in das Verteilnetz, insbesondere im Rückkanalbetrieb, verhindert.The invention is therefore based on the object of a high-frequency device, in particular to provide an antenna socket, which the coupling of interference into the Distribution network, especially in return channel operation, prevented.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß weist das Hochfrequenzgerät Erfassungsmittel zur Erfassung des Pegels an dem Eingang sowie Schaltmittel, die in Abhängigkeit des erfaßten Pegels schalten, auf. Mit den Erfassungsmitteln kann erkannt werden, ob an dem Hochfrequenz gerät, von dem im weiteren beispielhaft als Antennensteckdose ausgegangen wird, ein Gerät, wie z. B. ein Modem angeschlossen ist oder nicht. Werden Pegel, die oberhalb einer bestimmten Schwefle liegen, erfaßt, stellt dies den Anschluß eines Gerätes dar, inbesondere wird auf den Sendebetrieb des Modems erkannt und dessen Signale werden in das Verteilnetz weitergeleitet. Liegen die erfaßten Pegel unterhalb eines bestimmten Wertes, wird automatisch erkannt, daß es sich um Störsignale bzw. Rauschen handelt. Diese Signale werden durch die Schaltmittel abgeblockt und können nicht in das Verteilnetz gelangen. Damit wird wirksam die Einspeisung von Störpegeln in das Verteilnetz vermieden, so daß dessen Betrieb einwandfrei sichergestellt ist.According to the invention, the high-frequency device has detection means for detecting the Level at the input and switching means that depend on the level detected switch on. The detection means can be used to determine whether the radio frequency device, which is assumed as an antenna socket in the following Device such as B. a modem is connected or not. Be levels that are above of a certain sulfur, this represents the connection of a device, in particular, the transmission mode of the modem is recognized and its signals are forwarded to the distribution network. If the detected levels are below a certain level Value, it is automatically recognized that it is interference signals or noise. These signals are blocked by the switching means and can not in the Distribution network. This makes the injection of interference levels into the Distribution network avoided, so that its operation is properly ensured.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Schaltmittel eine Schwellwertvorgabe auf, wobei bei Über- oder Unterschreitung des Schwellwertes durch den erfaßten Pegel ein Schalter betätigbar ist. Liegt der erfaßte Pegel oberhalb des Schwellwertes, wird oder bleibt der Schalter geschlossen, so daß eine Verbindung des Einganges der Antennen steckdose zu dessen Ausgang, also in Richtung des Verteilnetzes, gegeben ist. Liegt der erfaßte Pegel unterhalb des Schwellwertes, wird oder bleibt der Schalter geöffnet, so daß die Störsignale nicht in das Verteilnetz gelangen können.In a development of the invention, the switching means have a threshold value specification, when the threshold value is exceeded or undershot by the detected level Switch is actuated. If the detected level is above the threshold value, or the switch remains closed, so that a connection of the input of the antennas socket to its output, that is, in the direction of the distribution network. Is the detected level below the threshold, the switch is or remains open, so that the interference signals cannot get into the distribution network.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Schwellwertvorgabe für den Pegel (Eingangspegel) einstellbar. Damit kann die Antennensteckdose den Gegebenheiten des Verteilnetzes, insbesondere in Abhängigkeit der angeschlossenen Teilnehmer, eingestellt werden. Hier ist es denkbar, daß die Schwellwertvorgabe herstellerseitig einmalig einstellbar ist oder vom Anwender vor oder nach Einbau der Antennensteckdose einmalig oder beliebig oft veränderbar ist.In a further development of the invention, the threshold value specification for the level (input level) adjustable. This allows the antenna socket to meet the requirements of the distribution network, in particular depending on the connected participants. Here it is conceivable that the threshold value can be set once by the manufacturer or by the user once or as often as required before or after installing the antenna socket is changeable.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel, insbesondere die Erfassungs- und Schaltmittel, zumindest teilweise, vorzugsweise insgesamt, aus diskreten elektronischen Bauelementen aufgebaut. Damit ist die Antennensteckdose kostengünstig realisierbar, wobei die diskreten elektronischen Bauelemente auf kleinstem Raum untergebracht werden können, insbesondere dann, wenn es sich bei den Bauelementen um SMD- Bauelemente handelt. Eine Integration der Bauteile als ASIC ist dabei auch denkbar.In a further development of the invention, the means, in particular the acquisition and Switching means, at least partially, preferably entirely, of discrete electronic Components built. This means that the antenna socket can be implemented inexpensively, the discrete electronic components housed in the smallest space can be, especially if the components are SMD Components acts. An integration of the components as ASIC is also conceivable.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Hochfrequenzgerät, insbesondere die Antennen steckdose, als passives Gerät ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß es ahne Zusatzlei tungen und ohne externe Stromversorgung auskommt, wodurch die Montagefreundlich keit und Anwendbarkeit durch den Anwender deutlich verbessert und vereinfacht wird. Die erfindungsgemäße Antennensteckdose kann somit gegen herkömmliche Antennen steckdosen ausgetauscht werden. Von der am Eingang anstehenden Signalenergie wird ein kleiner Teil dazu genutzt, das Schaltmittel zu betätigen. Dazu wird in vorteilhafter Weise das HF-Signal gleichgewichtet und die somit erzeugte Gleichspannung zur Betätigung des Schaltmittels eingesetzt.The high-frequency device, in particular the antennas, is a further development of the invention socket, designed as a passive device. This has the advantage that there is no additional requirement and without an external power supply, which makes installation easy speed and applicability is significantly improved and simplified by the user. The antenna socket according to the invention can thus against conventional antennas sockets can be replaced. From the signal energy present at the input a small part used to operate the switching means. This will be more advantageous The RF signal is equally weighted and the DC voltage thus generated Actuation of the switching means used.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antennensteckdose, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im folgenden erläutert und anhand der Figuren beschrieben.An embodiment of an antenna socket according to the invention, on which However, the invention is not limited, is explained below and with reference to the figures described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Antennensteckdose, Fig. 1 shows an antenna socket according to the invention,

Fig. 2 einen Dämpfungsverlauf, Fig. 2 shows an attenuation curve,

Fig. 3 ein Schaltbild. Fig. 3 is a circuit diagram.

Fig. 1 zeigt eine Antennensteckdose 1, die zumindest einen Eingang E sowie einen Ausgang A aufweist. An dem Eingang E ist beispielsweise ein Modem angeschlossen, dessen Signale über den Ausgang A in das dort angeschlossene Verteilnetz eingespeist werden. In der Antennensteckdose 1 ist ein Detektor 2 integriert, der den am Eingang E anliegenden Pegel erfaßt. Dem Detektor 2 ist eine Schwellwertvorgabe 3 nachgeschaltet, die auf einen Schalter 4 wirkt, der sich im Signalpfad zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A befindet. Der Detektor 2 und die Schwellwertvorgabe 3 können auch zu einem Schwellwertschalter zusammengefaßt werden. Fig. 1 shows an antenna socket 1, which has at least an input E and an output A. A modem is connected to input E, for example, the signals of which are fed via output A into the distribution network connected there. A detector 2 is integrated in the antenna socket 1 and detects the level present at input E. The detector 2 is followed by a threshold value specification 3 , which acts on a switch 4 , which is located in the signal path between the input E and the output A. The detector 2 and the threshold value specification 3 can also be combined to form a threshold value switch.

Die Wirkungsweise der Erfassungsmittel sowie der Schaltmittel ist die folgende:
Mit der Schwellwertvorgabe 3 ist ein bestimmter Wert für den Pegel vorgegeben. Liegt der erfaßte Wert des Pegels am Eingang E unterhalb dieses vorgegebenen Wertes, wird dies von dem Detektor 2 erfaßt, wodurch der Schalter 4 geöffnet bleibt, wenn er schon geöffnet war oder geöffnet wird, wenn er geschlossen war. Damit wird verhindert, daß der zu niedrige Pegel, der eine Störung bzw. ein Rauschen bei nicht angeschlossenem oder nicht sendenden Modem darstellt, in das Verteilnetz eingespeist wird. Ist hingegen am Eingang E ein Modem oder ein sonstiges beliebiges Gerät angeschlossen und liegt der Pegel am Eingang E oberhalb des vorgegebenen Wertes, bedeutet dies, daß die Signale des Modems in das Verteilnetz eingespeist werden sollen (Rückkanalbetrieb). Da der von dem Detektor 2 erfaßte Pegel am Eingang E oberhalb dieses Wertes liegt, wird der Schalter 4 geschlossen, falls er geöffnet war, bzw. bleibt geschlossen, wenn er schon geschlossen war. Somit wird der Signalpfad zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A geschlossen und die Modem-Signale können in das Verteilnetz eingespeist werden.The mode of operation of the detection means and the switching means is as follows:
With the threshold value specification 3 , a specific value for the level is specified. If the detected value of the level at the input E is below this predetermined value, this is detected by the detector 2 , whereby the switch 4 remains open if it was already open or is opened if it was closed. This prevents the excessively low level, which represents a malfunction or noise when the modem is not connected or is not transmitting, from being fed into the distribution network. If, on the other hand, a modem or any other device is connected to input E and the level at input E is above the specified value, this means that the signals of the modem should be fed into the distribution network (return channel operation). Since the level detected by detector 2 at input E is above this value, switch 4 is closed if it was open or remains closed if it was already closed. This closes the signal path between input E and output A and the modem signals can be fed into the distribution network.

Fig. 2 zeigt den Dämpfungsverlauf der Schaltmittel in Abhängigkeit des Eingangspegels. Bei Pegeln EP von etwa 90 dBµV und größer wird der Modem-Sendebetrieb von dem Detektor 2 erkannt und dessen Signal durch Schließen oder durch den geschlossenen Schalter 4 weitergeleitet. Die Vorgabe des Schwellwertes liegt hier etwa knapp unterhalb 90 dBµV Bei Pegeln, die deutlich unterhalb von 90 dBµV, insbesondere kleiner als 80 dBµV, liegen, werden als Störpegel bzw. als Rauschen erkannt, so daß der Schalter 4 geöffnet bleibt oder geöffnet wird und die am Eingang E anliegenden Signale abblockt. In Fig. 2 ist auf der X-Achse der Eingangspegel EP und auf der Y-Achse die entsprechen de Dämpfung D dargestellt. Die verbleibende Grunddämpfung von ca. 2 dB resultiert aus der Leistungsentnahme des HF-Signals zur Gewinnung der benötigten Schaltleistung für die Schaltmittel (wie Diode, Transistor oder dergleichen). Fig. 2 shows the attenuation curve of the switching means as a function of the input level. At levels EP of approximately 90 dBµV and higher, the modem transmission mode is recognized by the detector 2 and its signal is passed on by closing or by the closed switch 4 . The specification of the threshold value is here just below 90 dBµV at levels that are significantly below 90 dBµV, in particular less than 80 dBµV, are recognized as interference levels or as noise, so that switch 4 remains open or is opened and the Blocks signals present at input E. In Fig. 2 is on the X-axis of the input level EP and presented on the Y-axis corresponding to de attenuation D. The remaining basic attenuation of approx. 2 dB results from the power consumption of the RF signal in order to obtain the switching power required for the switching means (such as a diode, transistor or the like).

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild mit elektronischen Bauelementen, die einzeln oder zusam mengefaßt (z. B. in einem Asic) in der Antennensteckdose 1 integriert sein können. Zunächst sind am Eingang E und am Ausgang A Glättungskondensatoren C vorhanden. Fig. 3 shows a circuit diagram with electronic components, which can be integrated individually or collectively (e.g. in an Asic) in the antenna socket 1 . First, smoothing capacitors C are present at input E and at output A.

Die Signalenergie des am Eingang E angeschlossenen Modems gelangt über den Kondensator C zu einem Transformator TR, in welchem die anliegende HF-Spannung hochtransformiert wird, damit für die nachfolgenden Bauteile die erforderliche Spannung zur Verfügung steht. Liegen am Eingang E beispielsweise 100 dBµV bei einem 75 Ohm Abschluß an, entspricht dies einer Spannung von 100 Millivolt, die durch den Transfor mator TR beispielsweise im Verhältnis 1 : 5 hochtransformiert wird. Damit liegen an der dem Transformator TR nachgeschalteten Diode D1 etwa 500 Millivolt an, die von der Diode D1 gleichgerichtet werden. Der nachgeschaltete Widerstand R1 ist ein Lastwider stand, der gegen Masse geschaltet ist. Der der Diode D1 nachgeschaltete Kondensator C1 dient als Siebkondensator. Weiterhin ist der Diode D1 eine Drossel DR in Richtung des Signalpfades zwischen Eingang E und Ausgang A nachgeschaltet. Diese Drossel DR hat die Aufgabe, den durch die Diode D1 fließenden Gleichstrom in Richtung des Signalpfades durchzulassen, so daß dadurch bewirkt wird, daß das Schaltmittel in Form einer Diode D2 leitend wird, die mit ihrer Kathode gegen Masse geschaltet ist. Die Drossel DR bildet bei hohen Frequenzen einen hohen Widerstand, so daß ein Kurzschluß über die Drossel DR gegen Masse für HF-Signale verhindert wird. Durch den in die Diode D2 eingeprägten Strom, der nur vorliegt bei Anliegen eines Signales am Eingang E, wird die Diode D2 leitend, so daß der Signalpfad zwischen Eingang E und Ausgang A freigegeben ist. Liegt am Eingang E keine Spannung an oder eine so geringe Spannung, daß kein ausreichender Strom in die Diode D2 eingeprägt werden kann, sperrt die Diode D2 den Signalpfad zwischen Eingang E und Ausgang A. Es versteht sich von selbst, daß die in Fig. 3 gezeigte Schaltung (insbesondere durch Wahl der Bauteile und gegebe nenfalls durch Weglassen oder Hinzufügen von Bauteilen) modifiziert werden kann. So könnte beispielsweise daran gedacht werden, den Kondensator C1 und die Drossel DR wegzulassen, wobei es auch denkbar ist, als Schaltmittel keine Diode, sondern andere elektrische Bauteile (wie Transistoren oder dergleichen) zu verwenden.The signal energy of the modem connected to input E passes through capacitor C to a transformer TR, in which the applied HF voltage is stepped up so that the required voltage is available for the subsequent components. If, for example, 100 dBµV are present at input E with a 75 ohm termination, this corresponds to a voltage of 100 millivolts, which is transformed up by the transformer TR, for example in a ratio of 1: 5. There is thus approximately 500 millivolts at the diode D1 connected downstream of the transformer TR, which are rectified by the diode D1. The downstream resistor R1 is a load resistor, which is connected to ground. The capacitor C1 connected downstream of the diode D1 serves as a filter capacitor. Furthermore, the diode D1 is followed by a choke DR in the direction of the signal path between input E and output A. This choke DR has the task of passing the direct current flowing through the diode D1 in the direction of the signal path, so that this causes the switching means to become conductive in the form of a diode D2 which is connected to ground with its cathode. The choke DR forms a high resistance at high frequencies, so that a short circuit via the choke DR to ground for HF signals is prevented. The current impressed on the diode D2, which is only present when a signal is present at the input E, makes the diode D2 conductive, so that the signal path between input E and output A is enabled. If there is no voltage at input E or a voltage so low that sufficient current cannot be injected into diode D2, diode D2 blocks the signal path between input E and output A. It goes without saying that the voltage in FIG. 3 shown circuit (in particular by choosing the components and possibly by omitting or adding components) can be modified. For example, it could be considered to omit the capacitor C1 and the choke DR, although it is also conceivable to use other electrical components (such as transistors or the like) instead of a diode as the switching means.

Es sei noch ergänzend darauf hingewiesen, daß das Hochfrequenzgerät, insbesondere die Antennensteckdose, zum Anschluß eines Gerätes, vorzugsweise auch zum Anschluß mehrerer Geräte ausgebildet sein kann. Insbesondere ist es denkbar, daß die Antennen steckdose dazu ausgebildet ist, neben einem Modem auch ein Fernsehgerät und ein Rundfunkgerät an das Verteilnetz anzuschließen.It should also be pointed out that the high-frequency device, in particular the antenna socket, for connecting a device, preferably also for connection several devices can be formed. In particular, it is conceivable that the antennas socket is designed for this, in addition to a modem and a television set Connect the radio to the distribution network.

Claims

1. High-frequency device, in particular an antenna socket ( 1 ), with at least one input (E) and at least one output (A) for connecting devices, such as modems or the like, to distribution networks, characterized in that the Hochfrequenzge advises detection means for detecting the level at the input (E) and switching means that switch depending on the level detected.

2. High-frequency device according to claim 1, characterized in that the switching means have a threshold value specification ( 3 ), a switch ( 4 ) being operable when the threshold value is exceeded or undershot by the detected level.

3. High-frequency device according to claim 1 or 2, characterized in that the threshold value specification ( 3 ) is adjustable for the level.

4. High-frequency device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the means at least partially from discrete electronic components, in particular SMD Components or integrated in an ASIC.

5. High-frequency device according to one of the preceding claims, characterized net that it is designed as a passive high-frequency device that at least partially Signal energy at the input (E) is used to power the media.