Filtro de distribución de señal de TV con inductores planos.

Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV que comprende al menos un circuito de filtro de paso de banda sintonizable,

en donde cada circuito de filtro de paso de banda sintonizable tiene una entrada (1) de señal para recibir una señal de TV, una salida (17) de señal para entregar una señal de TV filtrada que es distribuida en una pluralidad de equipos de TV, y una pluralidad de componentes conectados en una predeterminada configuración entre la entrada de la señal y la salida de la señal y que conjuntamente están dispuestos para filtrar la señal de TV recibida a la señal de TV filtrada, en donde dicha pluralidad de componentes comprende:

- un primer circuito de sintonización que comprende un primer inductor (8) conectado a un primer componente (5) capacitivo sintonizable; y

- un segundo circuito de sintonización que comprende un segundo inductor (10) conectado a un segundo componente (11) capacitivo sintonizable;

en donde los circuitos de sintonización primero y segundo están conectados cada uno a un nodo de tensión (2, 18) que está dispuesto para recibir una tensión de sintonización para sintonizar el componente capacitivo sintonizable y de este modo conjuntamente fijar una frecuencia central de paso de banda del circuito de filtro sintonizable, caracterizado por que los inductores primero y segundo son inductores planos que están dispuestos en al menos una capa conductora de un sustrato de una placa de circuito impreso (19; 20; 21) y están acoplados electromagnéticamente uno con otro.

Filtro de distribución de señal de TV con inductores planos

Campo técnico

La presente invención se refiere generalmente a filtros en dispositivos electrónicos programables de distribución de señal de TV que selectivamente procesan las señales de TV recibidas por antena o cable y que entregan una señal procesada que es distribuida en una pluralidad de equipos de TV.

Técnica anterior

En la recepción de TV se requiere un procesamiento selectivo de las señales recibidas. Las señales deseadas con frecuencias conocidas tienen que ser pasadas, mientras que las otras tienen que ser suprimidas. Esto es realizado por los circuitos electrónicos denominados filtros, en la mayoría de los casos son filtros de paso de banda.

Una solución de circuito analógico del filtro de paso de banda consta al menos de un inductor y un condensador (circuito de sintonización de frecuencias) , más a menudo combinaciones diferentes de más inductores y condensadores. El filtro más simple de la primera generación tenía una frecuencia central fija y una anchura de banda fija. Un circuito correspondiente tiene también todos los inductores y condensadores fijos dentro de su estructura. Tal solución era muy barata pero no permitía la simple resintonización si fuera necesario.

La segunda generación de filtros produjo unos circuitos con frecuencia central de paso de banda sintonizable en tanto que la anchura de banda seguía siendo constante (por ejemplo GB2272341) . Tal solución era suficiente para la última transmisión de TV analógica caracterizada por una anchura de banda fija de los canales de TV. El circuito de filtro puede ser resintonizado generalmente mediante el cambio del valor ya sea del inductor o del condensador. Los componentes más apropiados para la resintonización de nuevo son los diodos varicap que pueden ser usados como un condensador controlado por tensión si son operados con polarización invertida. Por esto la segunda generación de filtros constaba no solamente de inductores y condensadores fijos sino también de diodos varicap. Los diodos varicap fueron empleados aquí como el elemento que facilitaba electrónicamente (mediante el uso de una parte de control digital acompañante) la resintonización de nuevo del filtro.

El concepto de transmisión digital más nuevo produjo la exigencia de resintonizar en los filtros tanto la frecuencia central de paso de banda como la anchura de banda. El motivo es que los canales de TV son difundidos en grupos – agrupamientos de canales analógicos y digitales. La tercera generación de filtros resuelve esto mediante una mayor complejidad de los circuitos de filtros. Los diodos varicap son usados aquí no solamente para resintonizar una frecuencia central de los filtros de paso de banda sino también para cambiar un acoplamiento entre los circuitos de sintonización. Un ejemplo de tal dispositivo puede ser encontrado en la gama de productos de Unitron N.V., y ha sido descrito en el documento EP1794883.

Un parámetro crucial en todas las tres generaciones de los filtros es la selectividad. Define en qué medida difiere el filtro práctico del ideal que tiene una banda de paso completamente plana y una atenuación progresiva cero (todas las frecuencias fuera de la gama de frecuencias deseada son completamente suprimidas) . Para conseguir la mejor selectividad los circuitos de filtro han sido equipados solamente con bobinas aéreas que tienen el factor de calidad más alto para el uso práctico.

Una desventaja de usar bobinas aéreas es que la forma de todas las bobinas usadas de los circuitos de sintonización de frecuencia tiene que ser fija. Además, entre algunas de las bobinas de filtro una incluso tiene que fijar muy exactamente la distancia (factor de acoplamiento del filtro) . Como resultado, esto es típicamente realizado conformando manualmente las bobinas para alcanzar una característica de objetivo en el equipo de medida (analizador de red) , que requiere un personal altamente especializado. Opcionalmente se puede usar un robot programado para realizar la conformación automáticamente. En ambos casos, el proceso es sin embargo muy largo y necesita una maquinaria cara. Incluso aunque se puede usar una tecnología para alcanzar un alto factor de calidad de las bobinas en los filtros, el proceso de fabricación es muy complejo y supone un alto coste del producto. Además, el aumento de la capacidad de producción no es fácil ya que uno ha de encontrar una persona altamente especializada o invertir en maquinaria costosa.

El documento GB1271441 describe un filtro de paso de banda sintonizable usado en un sintonizador de TV y que tiene dos circuitos resonantes. Cada circuito resonante está hecho de una línea de cinta en serie con un inductor y un condensador sintonizables. Un acoplamiento inductivo variable está dispuesto mediante un medio de acoplamiento entre las líneas de cinta.

Descripción de la invención Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV que pueda ser fabricado con un coste reducido mientras que a la vez obtenga un alto factor de calidad.

Este objeto se consigue de acuerdo con la invención con un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV que muestra las características técnicas de la primera reivindicación.

Para esto la presente invención proporciona un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV que al menos tiene un circuito de filtro de paso de banda sintonizable, en donde los inductores están dispuestos como inductores planos en lugar de las bobinas aéreas usadas en la técnica anterior. Los inductores planos están mecánicamente fijados e integrados en un entorno dieléctrico. La ventaja de los inductores planos es que tienen una morfología fija y fácilmente reproducible, de modo que puede hacerse que el flujo de producción del filtro sea mucho más rápido y económico. Especialmente ya que ya no existe la necesidad de un paso de sintonización manual.

Otra ventaja del uso de inductores planos es que pueden ser fácilmente integrados en un proceso de producción de Tecnología de Montaje de Superficie (SMT) .

Otra ventaja consiste en que ya no es necesario usar tensiones de diodo varicap independientes para los diferentes circuitos de sintonización y tensiones independientes para acoplar los diodos varicap entre los circuitos de sintonización dentro de un filtro. Con las bobinas aéreas usadas en la técnica anterior había unas grandes tolerancias en los parámetros (forma de la bobina y la soldadura por agujero pasante) , en tanto que los inductores planos usados de acuerdo con la invención son altamente reproducibles.

Otra ventaja consiste en que también la radiación de las bobinas aéreas es anulada en el dispositivo de filtro, el cual tenía que ser cuidadosamente eliminado en la técnica anterior por un apantallamiento sobre todo en el caso de filtros múltiples. Como los inductores planos que se usan de acuerdo con la invención están integrados en un entorno dieléctrico, el riesgo de realimentación parásita y de fuga de la señal entre filtros contiguos se minimiza sin un apantallamiento adicional.

En las realizaciones preferidas de la invención los inductores planos están dispuestos en una única capa conductora del entorno dieléctrico, que en este caso es preferiblemente un sustrato de una placa de circuito impreso (PCB) de una sola cara. Tal solución de bajo coste facilita integrar los inductores planos con otros componentes del filtro de distribución de señal de TV en una unidad común fácil de producir y a un coste bajo.

En las realizaciones preferidas de la invención los inductores planos están dispuestos en diferentes capas conductoras del entorno dieléctrico, que en este caso es preferiblemente un sustrato de una PCB de doble cara o multicapa. Tal solución puede mejorar significativamente la selectividad del filtro. Preferiblemente, los inductores primero y segundo se solapan uno con otro al menos parcialmente (esto es, están situados parcialmente encima uno de otro visto en una dirección perpendicular a los planos de los inductores planos) .

En las realizaciones preferidas de la invención el dispositivo comprende una pluralidad de circuitos de filtro de paso de banda sintonizables conectados en cascada. Con dos o más circuitos de filtrado de paso de banda en serie se puede conseguir una mejor selectividad del filtrado total. Tal sección en cascada puede ser proporcionada mediante una simple unión de los circuitos de filtro o puede también ser realizada con circuitos o amplificadores de adaptación intermedios, si es necesario.

Preferiblemente, en tal caso, los inductores planos de los circuitos de filtro sintonizables en... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV que comprende al menos un circuito de filtro de paso de banda sintonizable, en donde cada circuito de filtro de paso de banda sintonizable tiene una entrada (1) de señal para recibir una señal de TV, una salida (17) de señal para entregar una señal de TV filtrada que es distribuida en una pluralidad de equipos de TV, y una pluralidad de componentes conectados en una predeterminada configuración entre la entrada de la señal y la salida de la señal y que conjuntamente están dispuestos para filtrar la señal de TV recibida a la señal de TV filtrada, en donde dicha pluralidad de componentes comprende:

-un primer circuito de sintonización que comprende un primer inductor (8) conectado a un primer componente (5) capacitivo sintonizable; y

- un segundo circuito de sintonización que comprende un segundo inductor (10) conectado a un segundo componente (11) capacitivo sintonizable;

en donde los circuitos de sintonización primero y segundo están conectados cada uno a un nodo de tensión (2, 18) que está dispuesto para recibir una tensión de sintonización para sintonizar el componente capacitivo sintonizable y de este modo conjuntamente fijar una frecuencia central de paso de banda del circuito de filtro sintonizable, caracterizado por que los inductores primero y segundo son inductores planos que están dispuestos en al menos una capa conductora de un sustrato de una placa de circuito impreso (19; 20; 21) y están acoplados electromagnéticamente uno con otro.

2. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los inductores planos primero y segundo están dispuestos en una única capa conductora del sustrato (19; 20) de la placa de circuito impreso.

3. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que el sustrato de la placa de circuito impreso es un sustrato (20) de una placa de circuito impreso de una sola cara.

4. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los inductores planos primero y segundo están dispuestos en capas conductoras diferentes del sustrato (21) de la placa de circuito impreso.

5. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que el sustrato de la placa de circuito impreso es un sustrato (21) de una placa de circuito impreso de dos caras o multicapa.

6. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por que se solapan los inductores primero y segundo.

7. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que el dispositivo comprende una pluralidad de dichos circuitos de filtro de paso de banda sintonizables conectados en una cascada.

8. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que los inductores planos de los circuitos de filtro sintonizables en cascada tienen una morfología predeterminada, de modo que existen unas relaciones sincronizadas entre las tensiones de sintonización y los respectivos parámetros de filtrado en cada uno de los circuitos de filtro sintonizables en cascada.

9. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que los componentes capacitivos sintonizables son diodos varicap.

10. Un dispositivo de filtro de distribución de señal de TV de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que cada circuito de filtro de paso de banda comprende:

-un primer diodo varicap (5) y un primer condensador fijo (6) en paralelo con el primer inductor (8) , que juntamente forman un primer circuito de sintonización;

-un segundo diodo varicap (11) y un segundo condensador fijo (12) en paralelo con el segundo inductor (10) , que forman un segundo circuito de sintonización, en donde los circuitos de sintonización primero y segundo juntamente fijan una frecuencia central de paso de banda del circuito de filtro sintonizable; y

-un tercer diodo varicap (7) y un tercer condensador fijo (9) que forman un acoplamiento entre el primer inductor (8) y el segundo inductor (10) , en donde el acoplamiento fija una anchura de banda del circuito de filtro sintonizable.