一种用于HFC传输设备的过流防雷电路及其HFC传输设备的制作方法

    专利2022-07-07  98


    本发明涉及hfc传输设备技术,特别是一种用于hfc传输设备的过流防雷电路及其hfc传输设备。



    背景技术:

    hfc是hybridfiber-coax的缩写,是指采用光纤传输系统与同轴电缆分配网相结合的宽带传输平台。和同轴电缆网相比,hfc网损耗小、可靠性高、抗干扰能力强、带宽更宽,为网络多功能综合业务的开发创造了有利条件。因此,hfc传输设备被广泛于各种综合业务中。

    hfc传输设备通过在其输入端接入过流防雷电路进行端口的防雷以及电流过感,在过流防雷电路中通常采用单一的大电感值磁棒线圈电感进行电感过流,相应的大电感值磁棒线圈电感过流能够满足hfc传输的1.3ghz以下射频指标的需求。随着5g技术的发展,市场向hfc传输设备提出频率更高、带宽更宽的发展需求,因此,hfc传输设备需要工作在1.3ghz以上的工作频段。然而在hfc传输设备射频频段高于1.3ghz时,大电感值磁棒线圈电感会产生更大的寄生电容,在寄生电感不变的情况下,所产生的寄生电容会与寄生电感产生多重寄生谐振、降低相应的谐振频率,且工作频率越高插损越大,从而使得hfc传输设备在大于1.3ghz频率段的射频指标严重劣化。由此可知,传统的过流防雷电路无法满足hfc传输设备频率更高的需求,并且在hfc传输设备工作在相对较高的工作频段时,容易导致hfc传输设备的射频指标严重劣化。



    技术实现要素:

    本发明的发明目的在于:针对现有技术存在的过流防雷电路无法满足hfc传输设备频率更高的需求、容易导致hfc传输设备射频指标劣化的问题,提供一种用于hfc传输设备的过流防雷电路及hfc传输设备,通过在电感值较大的磁棒线圈电感的射频端串联一个电感值较小的磁棒线圈电感,来减小电感值较大的磁棒线圈电感的寄生电容,寄生电感不变、寄生电容变小,相应的寄生谐振频率会变高,从而满足hfc传输设备频率更高以及带宽更高的需求、保证hfc传输设备的射频指标。

    为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

    一种用于hfc传输设备的过流防雷电路,包括:射频传输主路、气体放电管支路以及电感过流支路,所述气体放电管支路与所述电感过流电路的输入端均与所述射频传输主路射频输入端连接,并且所述气体放电管支路与所述电感过流电路并联;所述电感过流电路包括:第一过流电感以及第二过流电感;并且所述第一过流电感、第二过流电感均为磁棒线圈电感;

    其中,所述第一过流电感的一端与所述射频传输主路射频输入端连接,所述第一过流电感的另一端与所述第二过流电感的射频输入端串联,所述第二过流电感的另一端为所述电感过流支路的交流输出端;并且所述第一过流电感的电感值小于所述第二过流电感的电感值。

    优选的,上述过流防雷电路中,所述第一过流电感的线圈匝数为3;所述第二过流电感的线圈匝数为16。

    优选的,上述过流防雷电路中,所述第一过流电感还包括第一电阻,所述第一电阻一端与所述第一过流电感的第1匝线圈连接,所述第一电阻的另一端与所述第一过流电感的第2匝线圈连接。

    优选的,上述过流防雷电路中,所述第一电阻为39ω碳模电阻。

    优选的,上述过流防雷电路中,所述第二过流电感还包括第二电阻、第三电阻、第四电阻;

    其中,所述第二电阻一端与所述第二过流电感的第一匝线圈连接,另一端与所述第二过流电感的第9匝线圈连接;

    所述第三电阻一端与所述第二过流电感的第9匝线圈连接,另一端与所述第二过流电感的第13匝线圈连接;

    所述第四电阻一端与所述第二过流电感的第13匝线圈连接,另一端与所述第二过流电感的第16匝线圈连接。

    优选的,上述过流防雷电路中,所述第二电阻、第四电阻均为220ω碳模电阻,所述第三电阻为75ω碳模电阻。

    优选的,上述过流防雷电路中,所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的引脚与所述线圈外表面电连接。

    优选的,上述过流防雷电路中,所述第一过流电感采用φ6-10铁氧体磁棒,所述第二过流电感采用φ6-35铁氧体磁棒。

    在本发明进一步的实施例中,还提供一种hfc传输设备,该hfc传输设备中包括上述过流防雷电路。

    综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

    1、本发明通过在电感值较大的磁棒线圈电感的射频端串联一个电感值较小的磁棒线圈电感形成过流防雷电路的电感过流支路,该较小的磁棒线圈电感能够减小电感值较大的磁棒线圈电感的寄生电容,在寄生电感不变的情况下、减小寄生电容,会使得相应的寄生谐振频率变高,从而满足hfc传输设备频率更高以及带宽更高的需求、保证hfc传输设备能够实现更高的射频指标。

    2、本发明通过对两个磁棒线圈电感的绕制圈数、电阻的并联方式、电阻的阻值进行针对性设置,使整个电感过流支路所产生的寄生谐振频率能够移到2ghz以外,确保频率在2ghz以内时hfc传输设备的射频指标,能够满足hfc传输设备2ghz射频频段的需求;并且本电路简单器件选择容易,在确保2ghz频率以内射频指标不会劣化的同时,降低电路成本;与以前的过流防雷电路在大于1.3ghz频率段的射频指标严重劣化相比,频率与带宽会高出至少700mhz。

    附图说明

    图1是本发明的过流防雷电路电路结构示意图。

    图2是本发明的过流防雷电路电路中第一过流电感结构示意图。

    图3是本发明的过流防雷电路电路中第二过流电感结构示意图。

    图4是本发明的包括过流防雷电路电路的hfc传输设备的输入反射测试图。

    图5是本发明的包括过流防雷电路电路的hfc传输设备的输出反射测试图。

    图6是本发明的包括过流防雷电路电路的hfc传输设备的插损测试图。

    具体实施方式

    下面结合附图,对本发明作详细的说明。

    为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

    实施例1

    图1示出了本发明的过流防雷电路电路结构示意图,包括:射频传输主路,气体放电管支路(包括气体放电管u1及其串联的压敏电阻组rv1、rv2),以及电感过流支路,所述气体放电管支路与所述电感过流电路的输入端均与所述射频传输主路射频输入端连接,并且所述气体放电管支路与所述电感过流电路并联;其中,所述电感过流电路包括:第一过流电感以及第二过流电感;并且所述第一过流电感、第二过流电感均为磁棒线圈电感;

    其中,所述第一过流电感的一端与所述射频传输主路射频输入端连接,所述第一过流电感的另一端与所述第二过流电感的射频输入端串联,所述第二过流电感的另一端为所述电感过流支路的交流输出端;并且所述第一过流电感的电感值小于所述第二过流电感的电感值。

    所述气体放电管支路与所述电感过流电路在电路的ac交流端并联;其中,所述电感过流电路包括:第一过流电感l1以及第二过流电感l2;其中,所述第一过流电感的一端为所述电感过流支路的射频输入端(与射频传输主路的射频输入端rfin连接),所述第一过流电感的另一端与所述第二过流电感的射频输入端串联,所述第二过流电感的另一端为所述电感过流支路的交流输出端;并且所述第一过流电感的电感值小于所述第二过流电感的电感值。

    进一步的,所述第一过流电感、第二过流电感均为磁棒线圈电感(磁棒线圈电感的两端用高频胶固定线圈与磁体)。大磁棒线圈电感(第二过流电感)是由φ6-35铁氧体磁棒、φ1.5的漆包线、碳模电阻组成,其中,漆包线在铁氧体磁棒上顺时针绕16圈,在线圈匝间不同圈数处并联有3个碳模电阻:第1圈到第9圈的并联220ω碳模电阻(第二电阻)、第9圈到第13圈并联75ω碳模电阻(第三电阻)、第13圈到第16圈并联220ω碳模电阻(第四电阻)。小磁棒线圈电感(第一过流电感)是由φ6-10铁氧体磁棒,φ1.5的漆包线、碳模电阻组成,漆包线在铁氧体磁棒上顺时针绕3圈,1t到2t并联39ω碳模电阻(第一电阻)。其中,所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的引脚与所述线圈外表面电连接。

    在本发明进一步的实施例中,将上述过流防雷电路应用于hfc传输设备的2ghz端口处,可以得到如图4~6所示的hfc传输设备的电路测试结果图,从图上可以看出,本电路不仅简单、器件选择容易,并且将其用于hfc传输设备时在2ghz频率以内相应的射频指标不会劣化。与以前的过流防雷电路在大于1.3ghz频率段的射频指标严重劣化相比,频率与带宽会高出至少700mhz。本电路可以满足hfc传输设备市场向频率更高、带宽更宽的趋势需求。

    综上,本发明采用大磁棒线圈电感与小磁棒线圈电感串联形成过流防雷电路的过流支路,在大磁棒线圈电感的射频端串联小磁棒线圈电感会减小寄生电容,确保频率在2ghz以内不会产生寄生谐振从而射频指标不会劣化。其中,频率计算公式为f=1/lc,f表示寄生谐振频率、l表示寄生电感、c表示寄生电容。通过频率计算公式可知l和c的大小任一减小都会使寄生谐振频率增加,因此本发明的过流防雷电路在寄生电感不变的情况下,能够降低寄生电容从而使得电路的寄生谐振频率变高,使产生的寄生谐振频率移到2ghz以外。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种用于hfc传输设备的过流防雷电路,包括:射频传输主路、气体放电管支路以及电感过流支路,所述气体放电管支路与所述电感过流电路的输入端均与所述射频传输主路射频输入端连接,并且所述气体放电管支路与所述电感过流电路并联;其特征在于,所述电感过流电路包括:第一过流电感以及第二过流电感;并且所述第一过流电感、第二过流电感均为磁棒线圈电感;

    其中,所述第一过流电感的一端与所述射频传输主路射频输入端连接,所述第一过流电感的另一端与所述第二过流电感的射频输入端串联,所述第二过流电感的另一端为所述电感过流支路的交流输出端;并且所述第一过流电感的电感值小于所述第二过流电感的电感值。

    2.如权利要求1所述的过流防雷电路,其特征在于,所述第一过流电感的线圈匝数为3;所述第二过流电感的线圈匝数为16。

    3.如权利要求2所述的过流防雷电路,其特征在于,所述第一过流电感还包括第一电阻,所述第一电阻一端与所述第一过流电感的第1匝线圈连接,所述第一电阻的另一端与所述第一过流电感的第2匝线圈连接。

    4.如权利要求3所述的过流防雷电路,其特征在于,所述第一电阻为39ω碳模电阻。

    5.如权利要求3或4所述的过流防雷电路,其特征在于,所述第二过流电感还包括第二电阻、第三电阻、第四电阻;

    其中,所述第二电阻一端与所述第二过流电感的第一匝线圈连接,另一端与所述第二过流电感的第9匝线圈连接;

    所述第三电阻一端与所述第二过流电感的第9匝线圈连接,另一端与所述第二过流电感的第13匝线圈连接;

    所述第四电阻一端与所述第二过流电感的第13匝线圈连接,另一端与所述第二过流电感的第16匝线圈连接。

    6.如权利要求5所述的过流防雷电路,其特征在于,所述第二电阻、第四电阻均为220ω碳模电阻,所述第三电阻为75ω碳模电阻。

    7.如权利要求5所述的过流防雷电路,其特征在于,所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的引脚与所述线圈外表面电连接。

    8.如权利要求1所述的过流防雷电路,其特征在于,所述第一过流电感采用φ6-10铁氧体磁棒,所述第二过流电感采用φ6-35铁氧体磁棒。

    9.一种hfc传输设备,其特征在于,包括如权利要求1-8任一所述的过流防雷电路。

    技术总结
    本发明公开了一种用于HFC传输设备的过流防雷电路及其HFC传输设备,包括:射频传输主路、气体放电管支路、以及电感过流支路,所述气体放电管支路与所述电感过流电路并联;其中,所述电感过流电路包括:串联连接的第一过流电感以及第二过流电感;并且所述第一过流电感、第二过流电感均为磁棒线圈电感;第一过流电感的电感量小于第二过流电感的电感量。本发明通过在电感值较大的磁棒线圈电感的射频端串联一个电感值较小的磁棒线圈电感能够减小电感值较大的磁棒线圈电感的寄生电容,在寄生电感不变的情况下、减小寄生电容,会使得相应的寄生谐振频率变高,从而满足HFC传输设备频率更高的需求、保证HFC传输设备能够实现更高的射频指标。

    技术研发人员:陈礼林;严绍刚
    受保护的技术使用者:成都芯通软件有限公司
    技术研发日:2020.11.20
    技术公布日:2021.03.12

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