MX2008011330A - Dispositivo de proteccion de sobretension para cable coaxial con capacidades de diagnostico. - Google Patents

Abstract

Un circuito (1) de protección de sobretensión que utiliza un voltaje de corriente directa (DC) en el cable coaxial (18) que lleva información de un dispositivo receptor con un dispositivo (10) de protección de sobretensión para suprimir las fluctuaciones de señal transiente sobre el cable coaxial y un indicador (12) de estado de protección de sobretensión con configuraciones de encendido/apagado para indicar el estado de operación del dispositivo (10) de protección de sobretensión. El indicador visual puede ser un diodo emisor de luz o algún otro dispositivo indicador que cuando se energiza, indica la operación normal del circuito (1) de protección de sobretensión.

Description

DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN DE SOBRETENSIÓN PARA CABLE COAXIAL CON CAPACIDADES DE DIAGNÓSTICO Campo de la Invención La presente invención se relaciona en general con dispositivos de protección de sobretensión, y más en particular, a un circuito de protección de sobretensión con capacidad de estado de diagnóstico y con un método para usarse con cables coaxiales.

Antecedentes de la Invención Los circuitos de protección de sobretensión son conocidos en la técnica para proteger el equipo de señales transientes de voltaje que chocan en los cables que transmiten energía al equipo. Los dispositivos conocidos tales como televisiones, computadoras, monitores, y receptores con base de satélite y televisión por cable, sin embargo, reciben señales de información, tales como señales de audio, señales de video y otros tipos de señales, que transportan información, en lugar de energía. Tales señales de información típicamente se conducen con el uso de voltaje, corriente o modulación de frecuencia y, similar a los cables que transmiten energía, son susceptibles a fluctuaciones transientes de voltaje, picos de voltaje y/o sobretensiones que pueden dañar los dispositivos electrónicos delicados que reciben señales de información. Algunos dispositivos reciben señales con base de información sobre líneas de información dedicadas, que no transmiten energía. Tales dispositivos típicamente, utilizan cables coaxiales de construcción estándar para la transmisión de la señal con base de información. Los cables coaxiales estándares, designados RG6 o RG59, se construyen con un conductor central, un aislante que rodea el conductor central, un conductor externo y una cubierta externa aislante. Por ejemplo, la televisión por satélite (TV Satelital) y los sistemas de televisión por cable/televisión de acceso comunitario (CATV) típicamente utilizan dispositivos de procesamiento de señal de video, tales como computadoras, receptores/decodificadores, y grabadoras de cartuchos de video (VCR), que utilizan cables coaxiales estándar, conexiones de cables coaxiales, y enchufes de cables coaxiales para conectarse con la TV Satelital o CATV. Existe la necesidad de un dispositivo de protección de sobretensión para un circuito de protección de sobretensión para proteger la transmisión en línea de la señal de información, tal como a través de un cable coaxial, para proporcionar la protección de sobretensión a los dispositivos que reciben el tipo de señales de información transmitidas en los sistemas TV Satelital y CATV.

Breve Descripción de la Invención La presente invención es un dispositivo de protección de sobretensión y un método para usarse, el cual utiliza la corriente directa (DC) para proporcionar la energía a un indicador de estado de protección de sobretensión para proteger dispositivos que reciben señales de información transmitidas en cables coaxiales de ser dañados por las fluctuaciones de señal transiente, picos de voltaje y/o señales transientes que de otra forma dañarían tales dispositivos receptores. El dispositivo de protección de sobretensión está compuesto, por lo general, de un circuito de protección de sobretensión y de un circuito indicador de estado de protección de sobretensión de diagnóstico y un fusible conectado en serie (colectivamente, referido como un "circuito de protección de sobretensión paralelo"). El circuito de protección de sobretensión está compuesto de un dispositivo de protección de sobretensión, tal como un tubo de gas, uno o más resistores, una perla de ferrita y un fusible. El circuito indicador de estado de protección de sobretensión de diagnóstico está compuesto de un opto-aislante, resistores y un indicador de estado, tal como un diodo emisor de luz (LED). El circuito de protección de sobretensión y el circuito indicador de estado de protección de sobretensión se conectan entre el conductor central y la cubierta del cable coaxial y en paralelo con el cable coaxial. El circuito de protección de sobretensión paralelo tiene una primera terminal conectada con el cable coaxial, la cual lleva una señal de información y una segunda terminal conectada con la cubierta a tierra. Una señal de información se introduce en el cable coaxial, desde por ejemplo, un sistema de transmisión de Satélite TV. La señal de información viaja la longitud del cable coaxial hasta el dispositivo receptor, tal como una VCR. Durante la transmisión normal, sin interrupción de la señal de información, el dispositivo indicador del circuito indicador del estado de diagnóstico se activa por ejemplo, con el LED que se ilumina, para indicar que la energía DC está siendo abastecida al circuito de protección de sobretensión paralelo y la protección de sobretensión es funcional. Sin embargo, cuando la señal de información experimenta una fluctuación de señal transiente, el dispositivo de protección de sobretensión, tal como un tubo de gas, detecta el pico de voltaje en el cable coaxial que entonces extrae la corriente potencialmente dañina del cable coaxial y la desvía hacia la cubierta a tierra. Cuando la magnitud de la sobretensión es demasiado alta, la corriente inducida provocará que el fusible se abra, lo cual crea un circuito abierto en el fusible entre el dispositivo de protección de sobretensión y la tierra. Una vez que se rompe el circuito de protección de sobretensión paralelo, el dispositivo indicador de diagnóstico por ejemplo, un LED; se apaga, lo cual indica que el circuito de protección de sobretensión paralelo ha suprimido el pico de voltaje transitorio o la sobretensión de energía en el cable coaxial y el fusible necesita ser reemplazado para habilitar el circuito para futuras fluctuaciones transitorias en la señal de información en el cable coaxial. De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para suprimir señales transientes a lo largo de un conductor de transmisión no AC. El método de la presente invención incluye los pasos de proporcionar un circuito de protección de sobretensión conectado en paralelo con un cable coaxial para la transmisión de señal de información, en donde el dispositivo indicador de estado de diagnóstico está en la configuración "encendida" durante la transmisión de señal de información, no interrumpida, normal. Cuando el circuito de protección de sobretensión detecta un pico de voltaje o sobretensión en el voltaje transmitido, el dispositivo de protección de sobretensión extrae la energía potencialmente dañina del cable coaxial y la desvía hacia la cubierta a tierra, lo que abre el circuito en el fusible y provoca que el dispositivo indicador de estado de diagnóstico se cambie a la configuración "apagada".

Breve Descripción de los Dibujos Para una mejor comprensión de la invención, y para mostrar la forma en que se puede llevar a cabo, se hace referencia, solamente a manera de ejemplo, a los dibujos acompañantes, en donde los números iguales designan elementos correspondientes o secciones a través de los mismos, y en los cuales: La Figura 1 ilustra un diagrama en bloque de un dispositivo de protección de sobretensión conectado con un cable coaxial que incluye el dispositivo indicador de estado de diagnóstico como un diodo emisor de luz. La Figura 2 ilustra una ilustración esquemática de un circuito de protección de sobretensión paralelo compuesto del circuito de dispositivo de protección de sobretensión y de conformidad con una modalidad de la invención.

Descripción Detallada de la Invención El circuito de protección de sobretensión descrito utiliza un voltaje DC en un cable coaxial para proporcionar energía a un indicador de estado de protección de sobretensión que está en paralelo con el cable coaxial para indicar el estado operativo del circuito de protección de sobretensión. El circuito de protección de sobretensión se adapta para proporcionar la protección de sobretensión a dispositivos de video y/u otros dispositivos que reciben señales de información sobre los cables coaxiales. El circuito de protección de sobretensión puede desviar las señales transientes de señal tales como fluctuaciones de señal transiente, picos de voltaje y/o señales transientes en cables coaxiales hacia la cubierta a tierra, lo cual puede evitar el daño a los dispositivos de video acoplados para recibir señales en cables coaxiales. La Figura 1 ilustra el dispositivo de protección de sobretensión de la presente invención, el cual incluye un dispositivo 10 de protección de sobretensión cilindrico que tiene cables coaxiales de entrada y de salida y un indicador 12 de estado de protección de sobretensión de diagnóstico, en este caso un LED, colocado en el mismo para indicar el estado de operación del dispositivo 10 de protección de sobretensión. De conformidad con ello, el usuario, al observar el LED 12 puede determinar fácilmente si el dispositivo 10 de protección de sobretensión está funcionando o no. El LED 12 se encenderá para indicar al usuario que la energía es provista al dispositivo 10 de protección de sobretensión y se activa la protección de sobretensión. En forma contraria, cuando el LED 12 no se enciende, el usuario es notificado que no se proporciona energía al dispositivo 10 de protección de sobretensión. Con mayor referencia a la Figura 1, los cables coaxiales 18, 20 son cables coaxiales estándar, tales como RG6 o RG59 que tienen por ejemplo, un conductor central o interno, un aislante que rodea al conductor central, un conductor externo y una cubierta aislante. Las señales de información típicamente se transmiten a través del conductor interno del cable coaxial, con el conductor externo típicamente conectado a tierra. En el dispositivo 10 de protección de sobretensión descrito, las señales de voltaje desde el cable coaxial 18 llevan señales de información en un formato modulado que se utiliza para encender el dispositivo 10 de protección de sobretensión aunque el cable coaxial 18 opere para conducir señales de información, no energía, al dispositivo 24 de video. La Figura 2 ilustra una ilustración esquemática de un circuito 1 de protección de sobretensión paralelo que incluye un cable coaxial 18 en donde se introduce la señal de información a través del conector 14 del cable coaxial a la línea 38 de señal que conduce la señal de información introducida en el cable coaxial 18 hasta la salida del cable coaxial 20 con el conector 16 del cable que transmite la señal de información al dispositivo 24 receptor. Como también se ilustra en la Figura 2, la modalidad preferida del circuito 1 de protección de sobretensión paralelo está compuesto primero del circuito de protección de sobretensión que incluye al dispositivo 10 de protección de sobretensión, aquí ¡lustrado como un tubo 44 de gas que recibe la señal de información conducida por la línea 38 de señal transmitida por al menos una línea 46 de toma, uno o más resistores, una perla 51 de ferrita y el resistor 52 que lleva hasta la cubierta a tierra 70. El circuito 1 de protección de sobretensión paralelo también está compuesto de un circuito 48 indicador de estado de protección de sobretensión de diagnóstico que incluye al resistor 50, el LED 12 indicador de estado de protección de sobretensión de diagnóstico y un opto-aislante 25 para proporcionar el aislamiento electrónico para el LED 12 desde los cables 18, 20 coaxiales. Durante la transmisión normal, sin sobretensión de las señales de información en los cables coaxiales 18, 20, el LED 12 se enciende por la corriente DC y su encendido indica que el circuito de protección de sobretensión paralelo está cerrado y listo para extraer el voltaje del cable coaxial 18 de entrada en respuesta a las fluctuaciones de señal transiente, picos de voltaje y/o sobretensiones. Luego de la transmisión de tal fluctuación de señal transiente dentro del cable coaxial 18 de entrada, el dispositivo 10 de protección de sobretensión detecta la fluctuación de señal, extrae el voltaje potencialmente dañino del cable coaxial 18 de entrada y lo desvía a la cubierta a tierra para proteger al dispositivo 24 receptor de la señal de información. El desvío del voltaje potencialmente dañino hacia la cubierta a tierra rompe el circuito en el fusible 52 y después, el voltaje DC al LED 12 se termina y el LED 12 detiene su luz para indicar que el circuito 1 de protección de sobretensión paralelo ha suprimido la fluctuación de señal transiente, el circuito se abre y el fusible 52 necesita ser reemplazado para cerrar el circuito para que se vuelva a acoplar para suprimir futuras fluctuaciones de señal transiente en el sistema. Como también se ilustra en la Figura 2, el dispositivo 24 recibe señales de información sobre los cables coaxiales 18, 20, en donde el dispositivo 24 puede ser una computadora, dispositivos receptores/decodificadores, o una VCR para procesamiento. La energía operativa para el dispositivo 24 no es provista por los cables coaxiales 18, 20. En otra modalidad, el dispositivo 10 de protección de sobretensión puede ser un tubo de gas (como se ilustra en la Figura 2) o algún otro dispositivo de protección incluyendo un diodo de avalancha de silicio (SAD). El circuito 1 de protección de sobretensión también puede incluir un dispositivo limitador de corriente conectado en serie con el indicador de estado de protección de sobretensión de diagnóstico, tal como el LED 12 en la Figura 2, y/o un resistor en serie con el dispositivo 10 de protección de sobretensión, tal como el tubo 12 de gas en la Figura 2. En otra modalidad de la presente invención, el cable coaxial 18 recibe señales de información desde un sistema TV Satelital, tal como un receptor con base de sistema de satélite digital (DSS) conectada con una antena y/o disco satelital, o televisión por cable/televisión de acceso comunitario (CATV) como señales de información de entrada. En esta modalidad, el dispositivo 24 es un dispositivo procesador de señal de video, tal como una televisión o un receptor/decodificador, que recibe y procesa las señales de información de entrada para generar imágenes de TV correspondientes desde canales seleccionados. La Figura 2 ilustra un esquema en donde la entrada de la señal de información en el cable coaxial 18 tiene un componente de voltaje de corriente directa (DC), tal como un voltaje de error, y un circuito 1 de protección de sobretensión paralelo utiliza este voltaje DC como una fuente de energía para el circuito indicador de estado de protección de sobretensión y el dispositivo indicador de estado de protección de sobretensión tal como el LED 12, para indicar que la protección de sobretensión está activa. Por ejemplo, los receptores de satélite DSS pueden proporcionar una señal DC de aproximadamente 5 voltios de DC (VDC) además de la señal de información. En una modalidad alternativa, la señal de información puede no incluir un componente de voltaje DC. En su lugar, el dispositivo 10 de protección de sobretensión puede incluir un rectificador para tomar la señal de información y generar un voltaje DC a partir de la señal de información. En otra modalidad alternativa, el circuito 1 de protección de sobretensión paralelo puede incluir una fuente de energía por separado o una conexión con una fuente de energía externa. El circuito 10 de protección de sobretensión y/o el circuito indicador puede requerir un voltaje operativo mínimo de aproximadamente 5 VDC que pueden también suministrarse por un paso ascendente de transformador o rectificadores que generan tal voltaje DC. Con referencia también a la Figura 2, el tubo 44 de gas etiquetado como GT1 tiene una tasa de 75 V y se conecta con la línea 46 de toma con la línea 38 de señal para suprimir las señales transientes en las señales de energía transmitidas a lo largo de la línea de señal coaxial. El tubo 44 de gas puede ser cualquier dispositivo, tal como la serie PTX de los dispositivos de protección de sobretensión del tubo de gas, disponibles a la venta por parte de "NEXTEK, INC.", de Westford, Massachussets. En modalidades alternativas, un capacitor, un diodo, u otro dispositivo de protección de sobretensión se puede utilizar en lugar o además del tubo 44 de gas para llevar a cabo la protección de sobretensión.

El resistor 50 puede tener un valor de 6.8 k ohms y se puede utilizar como un limitador de corriente y el LED 12 en serie con el resistor 50, se conecta en paralelo con el tubo 44 de gas. La configuración paralela se puede conectar en serie con el fusible 52, tal como el fusible TR250-145. En una modalidad alternativa, un interruptor de circuito u otro dispositivo limitador de corriente se puede utilizar en lugar del fusible 52 para crear un circuito abierto entre el tubo 44 de gas (en paralelo con el LED 12 y el resistor 50) y la tierra 70. La señal de información, que incluye o de otra forma, es la fuente del voltaje DC, se alimenta al circuito 10 de protección de sobretensión que realiza la protección de sobretensión deseada. En una modalidad alternativa, la señal de información también se puede alimentar al circuito 48 indicador junto con el voltaje DC para provocar que el LED 12 se encienda por una trayectoria hasta la tierra 70, que es provista a través del fusible 52 no roto. El LED 12 encendido indica que el dispositivo 10 de protección de sobretensión recibe la energía y que las operaciones de protección de sobretensión están activas.

Aplicación Industrial La presente invención se puede aplicar en sistemas de transmisión de señal con base de información y en particular, con la televisión por satélite y los sistemas de televisión por cable/televisión de acceso comunitario (CATV). El circuito de protección de sobretensión paralelo aquí descrito es sencillo de implementar, económico de fabricar y tiene un diseño modular para facilitar la conexión con cables coaxiales para la transmisión de la señal de información con dispositivos de video existentes sin tener que reemplazar o desensamblar las conexiones del cable coaxial o el dispositivo receptor. El circuito de protección de sobretensión paralelo también es compatible con conectores que son estándar en la industria, tales como enchufes de cable coaxial y cables coaxiales aceptados en la industria. Mientras la invención ha sido descrita en términos de modalidades específicas, es evidente, en vista de la descripción anterior que se pueden realizar varias modalidades alternativas, modificaciones y variaciones, por parte de las personas experimentadas en la técnica. De conformidad con esto, la invención tiene la intención de abarcar tales alternativas, modificaciones y variaciones que caigan dentro del alcance y espíritu de la invención y de las siguientes reivindicaciones. Lo anterior señala ampliamente las características preferidas de la presente invención, para que las personas experimentadas en la técnica puedan comprender mejor la invención que forma la materia de las reivindicaciones de la invención. Las personas experimentadas en la técnica podrán apreciar que pueden utilizar la invención y las modalidades específicas como una base para designar o modificar otras estructuras para llevar a cabo los mismos propósitos de la presente invención, y tales otras estructuras no se deben apartar del espíritu y del alcance de la invención en su sentido más amplio.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un circuito de protección de sobretensión conectado en paralelo con un conductor para conducir una señal de información, el circuito está caracterizado porque comprende: un dispositivo de protección de sobretensión; uno o más dispositivos limitadores de corriente; una perla de ferrita; un opto-aislante; y un dispositivo indicador de estado de diagnóstico; en donde el circuito de protección de sobretensión paralelo tiene una primera terminal conectada con el conductor para conducir una señal de información y una segunda terminal conectada a tierra.

2. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo indicador de estado de diagnóstico es uno de por lo menos un diodo emisor de luz, LED, y un dispositivo de audio y un dispositivo de impulso/vibración que cuando se energiza indica la operación normal del circuito de protección de sobretensión.

3. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de protección de sobretensión es uno o una combinación de un tubo de gas y un diodo de avalancha de silicio y un capacitor.

4. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo limitador de corriente se conecta en serie dentro del circuito paralelo.

5. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera terminal y la segunda terminal se configuran para la conexión respectiva con un conductor central y un conductor externo de un cable coaxial.

6. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque: un enchufe de cable coaxial de entrada y un enchufe de cable coaxial de salida, cada uno con un conector central y un conector externo; el conductor para conducir la señal de información conecta el conector central del enchufe de entrada con el conector central del enchufe de salida; y el conector externo de cada uno del enchufe de entrada y del enchufe de salida se conecta a tierra.

7. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: la señal de información se introduce de uno de por lo menos un sistema transmisor de televisión por satélite y un sistema transmisor de televisión por cable/de televisión de acceso comunitario.

8. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un dispositivo receptor de la señal de información, en donde el receptor es uno de por lo menos una televisión, y un receptor/decodificador y un dispositivo de grabación de cartuchos de video y una computadora.

9. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: una señal de información que tiene un componente de voltaje de corriente directa para energizar el circuito de protección de sobretensión.

10. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: uno o una combinación de por lo menos un rectificador y un transformador ascendente y una fuente de energía externa para energizar el circuito de protección de sobretensión.

11. El circuito de protección de sobretensión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un limitador de corriente compuesto de uno o de una combinación de un fusible y un resistor y un interruptor de circuito.

12. Un método para suprimir las fluctuaciones de una señal transiente a lo largo de un conductor que transmite señales de información, caracterizado porque comprende los pasos de: proporcionar un circuito de protección de sobretensión que incluye un dispositivo indicador de estado de diagnóstico; acoplar en serie el dispositivo indicador de estado de diagnóstico y un dispositivo de protección de sobretensión para crear un circuito de protección de sobretensión paralelo; conectar una primera terminal del circuito de protección de sobretensión paralelo con el conductor que transmite las señales de información; y conectar la segunda terminal del circuito de protección de sobretensión paralelo a tierra.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo indicador de estado de diagnóstico es por lo menos uno de un diodo emisor de luz, LED; y un dispositivo de audio y un dispositivo de impulso/vibración que cuando se energiza indica la operación normal del circuito de protección de sobretensión, y también comprende el paso de energizar el dispositivo indicador del estado de diagnóstico para indicar la operación normal del circuito de protección de sobretensión.

14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de protección de sobretensión incluye por lo menos uno de un tubo de gas y un diodo de avalancha de silicio.

15. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende el paso de conectar un dispositivo limitador de corriente en serie con el circuito paralelo.

16. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de conectar la primera terminal comprende conectar la primera terminal con un conductor central de un cable coaxial, y el paso de conectar la segunda terminal comprende conectar la segunda terminal con el conductor externo del cable coaxial.

17. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende los pasos de: proporcionar un enchufe de cable coaxial de entrada y un enchufe de cable coaxial de salida, cada uno tiene un conector central y un conector externo; conectar un conductor que no conduce energía con el conector central del enchufe de entrada y con el conector central del enchufe de salida; y conectar el conector externo de cada uno del enchufe de entrada y el enchufe de salida a tierra.

18. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende el paso de: proporcionar una señal de información que tiene un componente de voltaje de corriente directa para energizar el circuito de protección de sobretensión.

19. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende el paso de: proporcionar un circuito de protección de sobretensión que tiene uno de por lo menos uno de un rectificador o un transformador ascendente o una fuente de energía externa para energizar el circuito de protección de sobretensión.