Rf電路模塊和含有放大器的底板框架的製作方法
2023-04-29 19:42:06 2
專利名稱：Rf電路模塊和含有放大器的底板框架的製作方法
技術領域：
本發明涉及寬頻段RF(射頻)系統，更具體地說，本發明涉及模塊式RF電路元件。
背景技術：
在電信工業，更具體地說在視頻傳輸工業中，將寬頻帶射頻(RF)信號(即5MHz至1GHz)在同軸導體上從起始端傳輸到消費者。在系統的起始端，對大量信號進行處理以獲得多種功能和目的。例如，對於往返路程應用，需要對同軸電纜上載有的信號進行放大。此外，可以將多條同軸電纜上的信號合併到一條同軸導體上。同樣，可以將一個主同軸導體上的信號分解成多個裝載在分支同軸導體上的信號。另外，通過定向耦合器或類似裝置可以從主導體上增加信號或者去除信號。
除了合併、分解、轉移或增減信號之外，系統起始端還包括對信號進行調節的裝置。例如，為了對系統進行適當調諧，需要提供衰減器或類似器件將信號衰減到所需電平。此外，由於在整條電纜線是上載有寬頻帶RF信號，高頻範圍信號的衰減會比低頻範圍信號的衰減大。結果，採用均衡器將信號調節到在其整個頻率範圍上具有一定的電平強度。
整個系統中，性能特徵是關鍵因素。例如，一個共有性能標準是維持信號的平整度。平整度是指在整個信號頻率範圍上使信號維持在一定電平強度上。例如，如果在1GHz信號上衰減2dB，那麼，在5MHz上信號也需要衰減2dB。此外，需要將系統調諧到阻抗匹配。
現有的起始端包括多種提供並實現上述功能的裝置。需要提供一種適應起始端所需各種功能的裝置，通過模塊式結構便於起始端中的維護和電纜管理。這種裝置必須適應起始端的性能特徵同時允許模塊式結構，以增強起始端的電纜管理和組織。
發明內容
根據本發明的較佳實施例，提供一種對射頻信號進行放大的底板框架與模塊的組合。放大器模塊包括限定封閉空間內部的導電材料外殼。該外殼具有正面和被相對側壁和相對端壁分開的相對背面。每一面以及側壁各具有預定尺寸，各側壁是相互平行的。每個端壁各有一個在平行於側壁的公共平面上延伸的突出凸緣，公共平面偏離外殼的中心縱軸。正面包括延伸到每個端壁之外的端部。將兩個同軸連接器固定到背面上，使射頻信號可以載入模塊中和從模塊中輸出。將一塊電路板放入外殼內部，與端壁平行定位並位於兩個端壁之間的空間中。電路板包括括一個對提供給同軸連接器中一個的射頻信號進行放大並將經過放大的射頻信號提供給同軸連接器中另一個的所選放大器電路。在模塊的背面上還有一個電源埠。該電源埠通過電路板上的電路通路與放大器電路互連。存放放大器模塊的底板框架包括一對空間上分開的壁面，該壁面分開的距離與模塊端壁之間的距離基本相等。底板框架的每個壁面包括多條準直的槽，槽的尺寸可以滑動接受模塊的突出凸緣。各個槽沿壁面分開，以允許底板框架接受預定數目的具有相似構造的其它射頻模塊。其它模塊可以具有相同功能或其它功能。鎖定構件將放大器模塊的至少一個端部鎖定到底板框架上。將單獨的變壓器安裝到底板框架上，這裡，變壓器與給放大器電路供電的放大器模塊電源埠電耦合。需要時，分開的變壓器可類似於放大器模塊被定位於可安裝到底板框架的模塊內。
在本發明較佳實施例中，第一和第二測試同軸連接器固定到放大器模塊的正面上，提供放大器電路的兩個接入監視器測試點、一個測試點用於監測提供給放大器電路的射頻信號，另一個測試點用於監測從放大器電路輸出的射頻信號。進一步的較佳特徵包括傾斜電路、通電指示器、放大器模塊的增益電位器。
圖1是根據本發明實施例的兩個垂直安裝放大器模塊和一個底板框架的正面透視圖。
圖2是圖1所示放大器模塊和底板框架的背面透視圖，示出兩個安裝在底板框架上的與放大器模塊耦合的變壓器。
圖3是放大器模塊的正面透視圖。
圖4是圖3所示放大器模塊的背面透視圖。
圖5是圖3所示放大器模塊的正面分解透視圖。
圖6是圖3所示放大器模塊的背面分解透視圖。
圖7是一部分放大模塊的背面放大透視圖，包括剖開一部分外殼，可看到內部元件。
圖8是放大器模塊和外部變壓器的電路示意圖。
圖9是含有水平安裝模塊的另一種底板框架的正面透視圖，這裡，構造和配置的各模塊內含放大器模塊的變壓器。
圖10是圖9實施例的背面透視圖。
圖11是圖9實施例的正視圖。
圖12是圖9實施例的後視圖。
具體實施例方式
現在參照附圖描述本發明的較佳實施例，在整個附圖中相同元件標號相同。
首先參考圖1和2，根據本發明的放大器模塊10將與底板框架12一起進行描述。在圖1和2中，示出兩個模塊10。每個模塊10接收射頻信號並提供將經過放大的射頻信號輸出。模塊10的一般構造如1996年12月6日提交的美國專利申請號為08/761,525中所述其它射頻模塊與底板框架一起使用的模塊單元，這裡將該專利引作參考。08/761,525號美國專利的各種模塊包括分解器/合併器模塊、均衡器模塊和定向耦合器模塊。在起始端對射頻信號執行各種功能所需的這些模塊以及其它模塊與本發明放大器模塊10一起使用。
模塊10包括具有正面14和背面16的外殼13。正面14和背面16被相對的側壁18、20和相對的端壁22、24所分開。外殼13由導電材料製成。導電材料以鍍鎳鋁板為佳。設置不同的通風孔27，允許空氣從外殼13進出。
側壁18和端壁22和24是作為箱體結構一體地形成的，其端壁22、24具有向內突出的邊沿26。採用Phillips平頭螺絲28將背板16固定到壁板18、22和24的定位孔30和螺紋孔32中。正面板14也有一個突出邊沿26a。用多個螺絲28將側壁20緊固到突出邊沿26、26a和背面16的定位孔30和螺紋孔32中。
側壁20的長度尺寸大於端壁22、24之間的縱向尺寸，以使其兩端20a、20b延伸的端壁22、24之外，作為安裝到底板框架12的凸緣。正面板14包括延伸到端壁22、24之外的延伸端部14a、14b。孔徑14c、14d接收緊固件29，將每個模塊鎖定到底板框架12上。
兩個同軸連接器40、41固定到背板16上。每個同軸連接器40、41為衝壓到背板16中的一個75歐姆F型連接器，各包括一個被接地屏蔽43環繞的中心導體42。同軸連接器40、41的接地屏蔽43與背板16的導電材料直接物理接觸和電學接觸。
包含在外殼13內部的有印刷電路板44。由螺絲46將印刷電路板44支承在柱頭45上。柱頭45是導電的並與側壁18連接。印刷電路板44包括元件側44a和接地側44b。接地側44b與側壁18相對，元件側44a與側壁20相對。印刷電路板44由柱頭45維持側壁18、20之間的平行、間隔關係。
在表面44b的外表面上設置導電材料層44c(如銅片層)，在印刷電路板44接地側44b上設置兩個連接位置48a、48b。每個連接位置48a、48b包括通過例如焊接將同軸連接器40、41的接線片43a處接地屏蔽連接到導電層44c的接地連接。每個連接器40、41的中心導體42還焊接到印刷電路板44位於連接位置48c、48d處的元件側44a。
(通過穿孔引線或表面安裝)在印刷電路板44的元件側44a上設置多個電路元件。在圖所示的實施例中，放大器電路50(見圖8)包含在電路元件中。用螺絲將放大器模塊52擰到背板16的螺絲孔52b中，從而形成熱沉。放大器模塊52的管腳53插入到印刷電路板44上連接位置49a處的插座中。兩個電纜組件56、58從印刷電路板44上連接位置56a、58a引導到正面板14。正面板14包括兩個例如用螺紋螺母安裝到正面板14上的75歐姆F型同軸電纜連接器59、60，形成電纜組件56、58的終點，它提供在放大前後對射頻信號進行監測的正面接入監視器測試點。安裝在印刷電路板44上的指示器電路61指示電源接通，它包括正面板14上的LED 62。正面板14上還有帶有調節點72的增益電位器70，採用平頭螺絲刀能夠進行調節(在所示的例子中從0至20dB)。在背板16的附近安裝有電源埠90。埠90的管腳91連接至印刷電路板44的連接位置49b。經塞繩101連接至外部電源的變壓器100將120伏交流電轉變為24伏交流電。變壓器100通過引線120將24伏交流電提供到電源埠90。另一方面，輸入到放大器模塊10的功率可以是至變壓器100的負48伏直流電。這裡，適當配置的變壓器100可以將其轉變為給放大器電路50供電的24伏直流電。
設置一個全波橋式整流器電路120，作為放大器模塊10放大器電路50的電源電路。在印刷電路板44的連接位置49c處安裝一個熱沉122，作為整流器電路120電壓調整器124的熱沉。設置一個傾斜電路130，補償磁性特徵和連接器特徵的斜率。這種電路使放大器電路50的頻率響應變平坦。包括監視器同軸連接器59、60的電纜組件56、58由於17.5dB耦合器140和2.5dB衰減器150提取20dB信號。
底板框架12包括兩個在空間上分開的壁面202、204，其分開距離與模塊10端壁22、24之間的距離基本相等。每個壁面202、204包括多個垂直準直的槽210。槽210的尺寸可以滑動接受模塊10的突出凸緣20a、20b，從而可以將模塊以垂直定位的模塊10滑動地插入底板框架12中。在圖所示的實施例中，有多對垂直準直的槽210，可以將另外的模塊插入到底板框架12中。由於模塊10的凸緣20a、20b偏離模塊的縱向平面，槽210偏離接受模塊的空間，從而可以將多個模塊填充到底板框架側壁之間的整個敞開空間中。此外，將槽210之間分開距離選擇為能夠將模塊滑動地插入到底板框架中，而相鄰模塊的定位使相鄰模塊兩個相對側壁之間具有較小間隙。通過模塊10正面板14的突出端部14a、14b設置鎖定緊固件29，被設置底板框架12壁面202、204上的相應螺紋鎖定孔216接受。
示出的變壓器100與放大器模塊10是分離的。變壓器100垂直安裝在底板框架12的垂直側面部分220上。底板框架延伸部分200a(圖2中未示出)也可以是變壓器100的安裝位置。
有時，模塊10的用戶或者買主可能需要將模塊和其它射頻模塊水平準直存入，而不是象圖1和2所示的垂直準直存入。圖9-12示出水平準直存入模塊10的另一種底板框架12』。設置兩對壁面202』、204』，每個壁面具有接受凸緣的槽210』。
同變壓器100為與模塊10分離的壁面安裝單元不同，變壓器也可以位於模塊10』內部，模塊10也與放大器模塊10』是分離的，放大器模塊10被底板框架12、12』中的一個所接受。圖9-12示出變壓器模塊10』為設置在外殼13』內的內部變壓器。電源埠240經引線242將外部電源(即120伏交流電、-48伏直流電)連接到變壓器模塊10』。內部變壓器通過埠240經引線244將適當的電壓輸出到放大器模塊10的電源埠90。通電指示器260提供是否由外部電源給變壓器模塊10』供電的目視輸出。此外，變壓器模塊10』可以是寬度在壁面18』與20』之間的兩個或多個模塊10，根據需要提供多個元件內部空間。
在較佳實施例中已經對本發明作了描述，本領域的專業人員可以作出改進和等同替代。希望這樣的改進和等同替代將包含在這裡所附的權利要求範圍內。
權利要求
1.一種底板框架與模塊的組合，其特徵在於它包括a)放大器模塊，它包括1)限定封閉空間內部的導電材料外殼，所述外殼具有被相對側壁和相對端壁分開的正面和相對背面，所述正面和背面以及側壁各具有預定尺寸，所述側壁相互平行，所述端壁各有一個通常在平行於所述側壁的公共平面上延伸的突出凸緣，所述公共平面偏離所述外殼的中心縱軸；所述正面包括超出每個所述端壁延伸的端部；2)固定到所述背面上的兩個同軸連接器，所述同軸連接器的外部屏蔽與所述外殼電耦合；3)存放在所述外殼內部、與所述端壁平行定位並位於所述端壁之間空間中的電路板，所述電路板具有一個與第一個所述側壁相對的元件側和與第二個所述側壁相對的接地側，所述接地側包括一層與所述外殼電連接的導電材料；所述電路板上的多個連接位置各包括一個將同軸電路的接地屏蔽連接到所述導電材料層的接地連接；所述電路板的所述元件側包括一個通過電路通路與所述連接位置互連的電路元件；所述電路元件包括一個選擇對提供給所述同軸連接器中一個的射頻信號進行放大並將經過放大的射頻信號提供給所述同軸連接器中另一個的放大器電路；所述同軸連接器與所述連接位置連接，所述同軸連接器的所述外部屏蔽各與所述連接位置所述接地連接相連接；4)位於所述背面上的電源埠，所述電源埠通過所述電路板的電路通路與所述放大器電路互連；b)包括一對空間分開壁面的底板框架，所述壁面分開的距離與所述模塊所述端壁之間的距離基本相等，每個所述壁面包括一個槽，每個槽的尺寸可以滑動接受一個所述突出凸緣；c)將至少一個所述端部鎖定到所述底板框架上的鎖定構件；d)與所述放大器模塊分開的變壓器，所述變壓器安裝在所述底板框架上，所述變壓器與給所述放大器電路供電的所述放大器模塊所述電源埠電耦合。
2.如權利要求1所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括固定到所述正面的第一測試同軸連接器，所述第一測試同軸連接器與所述電路板的電路通路電耦合，監測提供給所述放大器電路的射頻信號。
3.如權利要求2所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括固定到所述正面的第二測試同軸連接器，所述第二測試同軸連接器與所述電路板的電路通路電耦合，監測來自所述放大器電路的射頻信號。
4.如權利要求1所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括固定到所述正面的測試同軸連接器，所述測試同軸連接器與所述電路板的電路通路電耦合，監測來自所述放大器電路的射頻信號。
5.如權利要求1所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述放大器模塊的所述電路元件進一步包括一個傾斜電路。
6.如權利要求1所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述放大器模塊的所述電路元件進一步包括通電指示器，所述通電指示器包括位於所述正面上的LED。
7.如權利要求1所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述放大器模塊的所述電路元件進一步包括增益電位器，所述正面包括調節所述增益電位器的調節點。
8.如權利要求1所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括存放變壓器的變壓器模塊，所述變壓器模塊有一個帶有正面、背面、相對側壁和端壁的外殼，每個端壁有一個突起凸緣，每個突起凸緣被容納在所述底板框架壁面一對準直的槽中一個槽中。
9.如權利要求1所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述的空間上分開的一對壁面是第一對，這裡，所述底板框架包括第二對空間上分開的壁面，其分開距離與第一對基本相等，第二對的每個壁面包括一個凸緣接收槽，接收具有與放大器模塊外殼相似的外殼構造和排列的另外的射頻模塊。
10.一種底板框架與模塊的組合，其特徵在於它包括a)放大器模塊，它包括1)限定封閉空間內部的外殼，所述外殼具有被相對側壁和相對端壁分開的正面和相對背面，所述端壁各有一個突出凸緣；2)固定到所述背面上的兩個同軸連接器，所述同軸連接器的外部屏蔽與所述外殼電耦合；3)存放在所述外殼中的電路，所述電路包括一個選擇對提供給所述同軸連接器中一個的射頻信號進行放大並將經過放大的射頻信號提供給所述同軸連接器中另一個的放大器電路；4)可操作地耦合到所述放大器電路的電源埠；b)包括一對空間分開壁面的底板框架，所述壁面分開的距離與所述模塊所述端壁之間的距離基本相等，每個所述壁面包括一個槽，尺寸大小可以滑動接受一個所述突出凸緣；c)與所述放大器模塊分開的功率下變換器，所述變壓器安裝在所述底板框架上，功率下變換器與給所述放大器電路供電的所述放大器模塊所述電源埠電耦合。
11.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於，電源埠位於所述外殼的所述背面。
12.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於，功率下變換器是變壓器。
13.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括一個將所述外殼鎖定到所述底板框架的鎖定構件。
14.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於，所述電路包括具有一個元件側和一個接地側的電路板，所述接地側包括一層與所述外殼電連接的導電材料和所述電路板上的多個連接位置，每個所述連接位置包括將同軸電纜的接地屏蔽連接到所述這層導電材料的接地連接。
15.如權利要求14所述的底板框架和模塊，其特徵在於，所述元件側包括通過電路路徑與所述連接位置互連的電路元件和可操作地耦合到該元件互連的電路元件。
16.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於，所述外殼由導電材料製成。
17.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於，所述外殼的所述面和側壁具有預定尺寸，所述側壁彼此相互平行，每個突起在通常平行於所述側壁的公共平面內延伸，所述公共平面通常平行於所述側壁並偏離所述外殼的中心縱軸。
18.如權利要求13所述的底板框架和模塊，其特徵在於，所述正面具有延伸到每個所述端壁以外的端部，所述鎖定構件將至少一個所述端部鎖定到所述底板框架。
19.如權利要求14所述的底板框架和模塊，其特徵在於，所述同軸電纜連接器被連接到所述連接位置，所述同軸電纜連接器的每個所述外屏蔽耦合到所述連接位置的所述接地連接。
20.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括固定到所述正面的第一測試同軸連接器，所述第一測試同軸連接器與所述電路板的電路通路電耦合，監測提供給所述放大器電路的射頻信號。
21.如權利要求20所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括固定到所述正面的第二測試同軸連接器，所述第二測試同軸連接器與所述電路板的電路通路電耦合，監測來自所述放大器電路的射頻信號。
22.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括固定到所述正面的測試同軸連接器，所述測試同軸連接器與所述電路板的電路通路電耦合，監測來自所述放大器電路的射頻信號。
23.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述放大器模塊的所述電路元件進一步包括一個傾斜電路。
24.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述放大器模塊的所述電路元件進一步包括通電指示器，所述通電指示器包括位於所述正面上的LED。
25.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述放大器模塊的所述電路元件進一步包括增益電位器，所述正面包括調節所述增益電位器的調節點。
26.如權利要求12所述的底板框架和模塊，其特徵在於進一步包括存放變壓器的變壓器模塊，所述變壓器模塊有一個帶有正面、背面、相對側壁和端壁的外殼，每個端壁有一個突起凸緣，每個突起凸緣被容納在所述底板框架壁面一對準直的槽中一個槽中。
27.如權利要求10所述的底板框架和模塊，其特徵在於所述的空間上分開的一對壁面是第一對，這裡，所述底板框架包括第二對空間上分開的壁面，其分開距離與第一對基本相等，第二對的每個壁面包括一個凸緣接收槽，接收具有與放大器模塊外殼相似的外殼構造和排列的另外的射頻模塊。
全文摘要
一種射頻信號電路的放大器模塊，包括導電外殼。兩個同軸連接器與包含在模塊中的放大器電路電連接。分開變壓器位於模塊外部。模塊和外部變壓器二者可安裝在底板框架上。除了放大器模塊外系統中可採用其它模塊。變壓器可以壁面安裝在底板框架上，或者，變壓器可以在也安裝在底板框架上的模塊內部。
文檔編號H05K7/14GK1536774SQ20041003462
公開日2004年10月13日 申請日期1998年12月10日 優先權日1997年12月10日
發明者T·C·奧特博格, Z·布盧班德, G·B·巴克斯, T C 奧特博格, 嗟, 巴克斯 申請人:Adc電信股份公司