Hochfrequenzgerät mit Pegelerfassung zur Störunterdrückung

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.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzgerät, insbesondere eine Antennensteckdose, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

[0002] Geräte dieser Art sind zur Übertragung und/oder zur Verarbeitung von Hochfrequenzsignalen bei passiven und aktiven Einrichtungen wie etwa den sogenannten Network-Terminal-Units (NTU) und dabei insbesondere als Antennensteckdosen, Verteiler, Abzweiger und Verstärker bekannt.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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 Zehnerlogarithmus der Teilnehmerzahl, so daß im Summationspunkt sehr schnell Störpegel in untragbarer Größe (insbesondere 73dBµV 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 dergleichen, 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.

[0006] 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.

[0007] Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

[0008] 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 Hochfrequenzgerät, 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 Schwelle 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.

[0009] 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 Antennensteckdose 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] In Weiterbildung der Erfindung ist das Hochfrequenzgerät, insbesondere die Antennensteckdose, als passives Gerät ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß es ohne Zusatzleitungen und ohne externe Stromversorgung auskommt, wodurch die Montagefreundlichkeit und Anwendbarkeit durch den Anwender deutlich verbessert und vereinfacht wird. Die erfindungsgemäße Antennensteckdose kann somit gegen herkömmliche Antennensteckdosen 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.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antennensteckdose, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im folgenden erläutert und anhand der Figuren beschrieben.

[0014] Es zeigen:

Figur 1

eine erfindungsgemäße Antennensteckdose,

Figur 2

einen Dämpfungsverlauf,

Figur 3

ein Schaltbild.

[0015] Figur 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.

[0016] Die Wirkungsweise der Erfassungsmittel sowie der Schaltmittel ist die folgende:

[0017] 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.

[0018] Figur 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 Figur 2 ist auf der X-Achse der Eingangspegel EP und auf der Y-Achse die entsprechende 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).

[0019] Figur 3 zeigt ein Schaltbild mit elektronischen Bauelementen, die einzeln oder zusammengefaßt (z. B. in einem Asic) in der Antennensteckdose 1 integriert sein können. Zunächst sind am Eingang E und am Ausgang A Glättungskondensatoren C vorhanden.

[0020] 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 Transformator 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 Lastwiderstand, 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 Figur 3 gezeigte Schaltung (insbesondere durch Wahl der Bauteile und gegebenenfalls 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.

[0021] 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 Antennensteckdose dazu ausgebildet ist, neben einem Modem auch ein Fernsehgerät und ein Rundfunkgerät an das Verteilnetz anzuschließen.

Ansprüche

1. Hochfrequenzgerät, insbesondere eine Antennensteckdose (1), mit zumindest einem Eingang (E) und zumindest einem Ausgang (A) zum Anschluß von Geräten, wie Modems oder dergleichen, an Verteilnetze, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzgerät Erfassungmittel zur Erfassung des Pegels an dem Eingang (E) sowie Schaltmittel, die in Abhängigkeit des erfaßten Pegels schalten, aufweist.

2. Hochfrequenzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel eine Schwellwertvorgabe (3) aufweisen, wobei bei Über- oder Unterschreitung des Schwellwertes durch den erfaßten Pegel ein Schalter (4) betätigbar ist.

3. Hochfrequenzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertvorgabe (3) für den Pegel einstellbar ist.

4. Hochfrequenzgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zumindest teilweise aus diskreten elektronischen Bauelementen, insbesondere SMD-Bauteilen oder in einem ASIC integriert, aufgebaut sind.

5. Hochfrequenzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als passives Hochfrequenzgerät ausgebildet ist, das zumindest teilweise die Signalenergie am Eingang (E) zur Stromversorgung der Mittel ausnutzt.

Zeichnung