用于以太网收发器的平衡传感放大器制造技术

以太网或其他通信模块可以放大和加强从非局部源接收的信号，而不需要变压器或其他磁性部件。半导体集成差分放大器电路可用于放大和加强接收信号的差模分量，同时还衰减接收信号的共模分量。传输补偿网络可以在全双工通信期间产生与接收信号相同的通信终端上的局部传输信号的相移版本，用于在局部接收器电路的输入端取消这种局部传输信号。这可以增强对非局部源生成的接收信号的检测。

A balanced sensing amplifier for Ethernet transceivers

Ethernet or other communication modules can amplify and enhance signals received from non-local sources without the need for transformers or other magnetic components. Semiconductor integrated differential amplifier circuits can be used to amplify and enhance the differential mode components of received signals, while attenuating the common mode components of received signals. The transmission compensation network can produce a phase shift version of the local transmission signal on the communication terminal that is the same as the receiving signal during the full duplex communication, and is used to cancel the local transmission signal at the input end of the local receiver circuit. This can enhance the detection of received signals generated by non local sources.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以太网收发器的平衡传感放大器本专利申请要求于2015年10月20日提交的名称为“TRANSCEIVERFRONTENDFORETHERNETWITHTRANSFORMERLESSBALANCINGCIRCUIT”的美国临时专利申请序列号62/244,055以及于2015年10月20日提交的名称为“ACTIVEBALANCINGCIRCUIT”的美国临时专利申请序列号62/244,047的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于本文。
本专利技术通常但不限于涉及差分放大的电路和系统，例如用于以太网或其他通信的收发器前端电路。
技术介绍
以太网物理层是高频通信网络物理层的示例，其中可以传送一个或多个电信号的物理介质可以包括具有一个或多个通信线路的以太网线缆，所述通信线路可以包括一个或多个相应的双绞线的电线。以太网通信可以在这些通信线路上将数据编码为差分信号以进行高频通信，例如125MHz。物理介质上的全双工数据通信意味着在同一对导线上同时出现输出传输信号时，输入接收信号可能出现在一对导线上。以太网电缆的寄生电容和其他非理想特性可能导致差分数据信号伴随或被共模信号淹没。在特定的通信网络节点处，接收的数字信号应当从存在于该对导线上的小差分信号快速放大为更大的差分信号，该差分信号可以在那个特定的网络节点处为差分或单端驱动逻辑或其他接收器电路内的电路提供合适的信号电平。即使存在可能存在于一对导线上的共模信号，例如可能由于电路或环境噪声或接收和发送位置之间的差异，也应检测出现在这对导线上的这种小差分信号。为了实现差分信号放大和共模信号衰减，可以在以太网网络节点处使用中心抽头自动变压器平衡电路，以便为差分数据信号提供高输入阻抗，用于其放大，以及低输入阻抗，用于共模信号的为其衰减。
技术实现思路
尤其是，本专利技术人已经认识到，磁性自耦变压器平衡电路可能体积庞大，不可靠，难以制造且价格昂贵，并且可能对频率响应，磁敏性，温度敏感性以及其他限制以太网网络节点或其他通信应用程序中。本专利技术描述了一种无变压器收发器前端电路，如可用于以太网或其他应用的电路。因此，可以使用一个或多个标准CMOS或其他半导体集成电路来实现并完全集成当前收发器前端，而不需要像庞大和昂贵的自耦变压器这样的磁性部件去除或衰减以太网上的共模信号分量通信线路。以太网通信线路的线路阻抗可以匹配以避免反射和电磁辐射以满足电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)要求。放置在以太网通信线路上的局部传输信号可以从本地接收的信号中补偿或取消，从而允许并增强以太网通信线路上的全双工通信。以太网或其他通信模块可以放大和加强从非局部源接收的信号，而不需要变压器或其他磁性部件。可以使用半导体集成差分放大器电路来提供高差分模式输入阻抗以放大和加强所接收信号的差模分量，同时还提供低共模输入阻抗以衰减所接收信号的共模分量。传输补偿网络可以在全双工通信期间产生与接收信号相同的通信终端上的局部传输信号的相移版本，用于在局部接收器电路的输入端取消这种局部传输信号。这可以增强对非局部源生成的接收信号的检测。以下提供本主题的某些非限制性方面的概述。方面1可包括或使用可包括或使用电路的主旨(例如具有执行方法的指令的设备、装置、系统、方法、机器可读介质等)。该电路可包括第一和第二I/O连接端子。该电路还可包括半导体集成差分信号传感放大器电路，可具有分别耦合到第一和第二连接端子的输入端、以及传感放大器电路输出端，所述传感放大器电路包括第一和第二放大器，可被配置为包括：差分模式高相对输入阻抗，以有源放大和加强在通信连接端子处接收的差分信号，而不需要变压器或其他磁性部件；和共模低相对输入阻抗，以将第一和第二连接端子处的共模信号电压有源地拉向期望值，其中共模相对低输入阻抗相对于差分模式高相对输入阻抗是低的。方面2可包括或使用方面1中所述的主旨，其可任选地包括或用于通信收发器电路，可进一步包括：接收器电路，可包括耦合到所述传感放大器电路输出的接收器电路输入；发射器电路，可包括分别耦合到所述第一和第二连接端子的发射器电路输出；和传输补偿网络，可耦合到所述发射器电路和所述接收器电路，并且可被配置为对在所述发射器电路输出处的传输信号进行相移，以在所述接收器电路的接收器电路输入处呈现，从而衰减或去除在接收器电路的接收器电路输入端的传输信号。方面3可包括或使用方面1和2中任一项所述的主旨，并且能够可任选地包括或使用传感放大器电路，包括：第一放大器电路，可包括可偏置在指定信号值的非反相输入、可耦合到所述第二连接端子的反相输入、以及可耦合到所述接收器电路的非反相输入和所述第一连接端子的输出；和第二放大器电路，可包括可偏置在指定信号值的非反相输入、可耦合到所述第一连接端子的反相输入、以及可耦合到所述接收器电路的反相输入和所述第二连接端子的输出。方面4可包括或使用方面1-3中任一项所述的主旨，并且能够可任选地包括或使用传输补偿网络，可包括：第一和第二电阻器，彼此串联在发射器电路的反相输出端和接收器电路的非反相输入端之间；第三和第四电阻器，彼此串联在发射器电路的非反相输出和接收器电路的反相输入之间；和电容器，具有连接到第一和第二电阻器之间的节点的第一端子并具有连接到第三和第四电阻器之间的节点的第二端子。方面5可包括或使用方面1-4中任一项所述的主旨，并且能够可任选地包括或使用：可选择第一、第二、第三和第四电阻器的电阻值以及电容器的电容值以在发射器电路的指定数据传输频率处提供标称180度相移。方面6可包括或使用方面1-5中任一项所述的主旨，并且能够可任选地包括或使用：传感放大器电路可包括：第一放大器电路的输出端与第一连接端子之间的第一分流电阻器；和第二放大器电路的输出端与第二连接端子之间的第二分流电阻器。方面7可包括或使用方面1-6中任一项所述的主旨，并且能够可任选地包括或使用：传感放大器电路可包括：第一输入电阻器，例如将第一放大器电路的反相输入耦合到第二连接端子；第二输入电阻器，例如将第二放大器电路的反相输入耦合到第一连接端子；第一反馈电阻，例如将第一放大器电路的输出耦合到第一放大器的反相输入；和第二反馈电阻器，例如将第二放大器电路的输出耦合到第二放大器的反相输入。方面8可包括或使用方面1-7中任一项所述的主旨，并且能够可任选地包括或使用第一终端电阻器，例如将第一连接端子耦合到发射器电路的非反相输出；和第二终端电阻器，例如将第二连接端子耦合到发射器电路的反相输出端。方面9可包括或使用方面1-8中任一项所述的主旨，并且能够可任选地包括或使用：第一去耦电阻器，耦接在第一放大器电路的输出端与接收器电路的非反相输入端之间；和第二去耦电阻器，耦合在第二放大器电路的输出端和接收器电路的反相输入端之间。方面10可包括或使用方面1-9中任一项所述的主旨，并且可任选地另外或可选择地包括或使用一种使用电路的方法，该方法可包括：使用提供差分模式高相对输入阻抗的半导体集成差分信号放大器电路，有源放大并增强在第一和第二连接端子处接收的差分信号，而不需要变压器或其他磁性部件；和使用所述半导体集成差分信号放大器电路，还提供共模低相对输入阻抗，用于将第一和第二通信连接端子处的共模信号电压有源地拉向期望值，其中共模相对低输入阻抗相对于差分模式高相对输入阻抗是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电路，包括：第一和第二I/O连接端子；和半导体集成差分信号传感放大器电路，具有分别耦合到第一和第二连接端子的输入端、以及传感放大器电路输出端，所述传感放大器电路包括第一和第二放大器，被配置为包括：差分模式高相对输入阻抗，以有源放大和加强在通信连接端子处接收的差分信号，而不需要变压器或其他磁性部件；和共模低相对输入阻抗，以将第一和第二连接端子处的共模信号电压有源地拉向期望值，其中共模相对低输入阻抗相对于差分模式高相对输入阻抗是低的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.20 US 62/244,047;2015.10.20 US 62/244,0551.电路，包括：第一和第二I/O连接端子；和半导体集成差分信号传感放大器电路，具有分别耦合到第一和第二连接端子的输入端、以及传感放大器电路输出端，所述传感放大器电路包括第一和第二放大器，被配置为包括：差分模式高相对输入阻抗，以有源放大和加强在通信连接端子处接收的差分信号，而不需要变压器或其他磁性部件；和共模低相对输入阻抗，以将第一和第二连接端子处的共模信号电压有源地拉向期望值，其中共模相对低输入阻抗相对于差分模式高相对输入阻抗是低的。2.权利要求1所述的电路，包括在通信收发器电路中，还包括：接收器电路，包括耦合到所述传感放大器电路输出的接收器电路输入；发射器电路，包括分别耦合到所述第一和第二连接端子的发射器电路输出；和传输补偿网络，耦合到所述发射器电路和所述接收器电路，并且被配置为对在所述发射器电路输出处的传输信号进行相移，以在所述接收器电路的接收器电路输入处呈现，从而衰减或去除在接收器电路的接收器电路输入端的传输信号。3.权利要求1或2所述的电路，其中所述传感放大器电路包括：第一放大器电路，包括偏置在指定信号值的非反相输入、耦合到所述第二连接端子的反相输入、以及耦合到所述接收器电路的非反相输入和所述第一连接端子的输出；和第二放大器电路，包括偏置在指定信号值的非反相输入、耦合到所述第一连接端子的反相输入、以及耦合到所述接收器电路的反相输入和所述第二连接端子的输出。4.权利要求2或3所述的电路，其中所述传输补偿网络包括：第一和第二电阻器，彼此串联在发射器电路的反相输出端和接收器电路的非反相输入端之间；第三和第四电阻器，彼此串联在发射器电路的非反相输出和接收器电路的反相输入之间；和电容器，具有连接到第一和第二电阻器之间的节点的第一端子并具有连接到第三和第四电阻器之间的节点的第二端子。5.权利要求4所述的电路，其中选择第一、第二、第三和第四电阻器的电阻值以及电容器的电容值以在发射器电路的指定数据传输频率处提供标称180度相移。6.权利要求3至5中任一项所述的电路，其中所述传感放大器电路包括：第一放大器电路的输出端与第一连接端子之间的第一分流电阻器；和第二放大器电路的输出端与第二连接端子之间的第二分流电阻器。7.权利要求3至6中任一项所述的电路，其中所述传感放大器电路包括：第一输入电阻器，将第一放大器电路的反相输入耦合到第二连接端子；第二输入电阻器，将第二放大器电路的反相输入耦合到第一连接端子；第一反馈电阻，将第一放大器电路的输出耦合到第一放大器的反相输入；和第二反馈电阻器，将第二放大器电路的输出耦合到第二放大器的反相输入。8.权利要求2所述的电路，还包括：第一终端电阻器，将第一连接端子耦合到发射器电路的非反相输出；和第二终端电阻器，将第二连接端子耦合到发射器电路的反相输出端。9.权利要求8所述的电路，还包括：第一去耦电阻器，耦接在第一放大器电路的输出端与接收器电路的非反相输入端之间；和第二去耦电阻器，耦合在第二放大器电路的输出端和接收器电路的反相输入端之间。10.一种使用电路的方法，该方法包括：使用提供差分模式高相对输入阻抗的半导体集成差分信号放大器电路，有源放大并增强在第一和第二连接端子处接收的差分信号，而不需要变压器或其他磁性部件；和使用所述半导体集成差分信号放大器电路，还提供共模低相对输入阻抗，用于将第一和第二通信连接端子处的共模信号电压有源地拉向期望值，其中共模相对低输入阻抗相对于差分模式高相对输入阻抗是低的。11.权利要求10所述的方法，还包括：将局部发射器电路产生的局部传输信号在局部发射器电路的指定数据传...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·科赫，R·P·麦考密克，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM