通信系统技术方案

本公开涉及通信系统。描述了使用CMC，变压器，自耦变压器，差模扼流圈(DMC)和AC耦合电容器的组合端接差分线对的各种技术。这些技术在不减弱差分数据信号的情况下改善了交流共模插入损耗，同时简化了CMC的要求。在一个示例中，具有第一绕组，第二绕组和中心抽头的自耦变压器跨PHY连接，其中中心抽头提供对地的低阻抗以衰减共模噪声。CMC耦合在自耦变压器和一对携带差分数据的导线上，CMC极大地衰减了共模噪声。由于自耦变压器，CMC的要求有所降低。

communication system

The present disclosure relates to communication systems. This paper describes various techniques of combining terminal differential pairs using CMC, transformer, autotransformer, differential mode choke coil (DMC) and AC coupling capacitor. These technologies improve the common mode insertion loss without weakening the differential data signal, and simplify the requirements of CMC. In one example, an autotransformer with a first winding, a second winding and a central tap is connected across PHY, where the central tap provides a low impedance to the ground to attenuate common mode noise. CMC is coupled to an autotransformer and a pair of conductors carrying differential data, which greatly attenuates common mode noise. Due to the autotransformer, the requirement of CMC is reduced.

【技术实现步骤摘要】
通信系统相关申请的交叉引用本申请基于并要求由安德鲁J.加德纳于2017年3月1日提交的美国临时申请序列号62/465,737、于2017年3月1日提交的62/465,745、以及于2017年3月3日提交的62/467,036的优先权，所有申请通过引用并入本文。
本技术涉及在双绞线上使用差分数据的通信系统，具体涉及改善共模插入损耗特性的技术。
技术介绍
共模扼流圈(CMC)可消除差分线对中的共模噪声，并且滤除共模噪声的程度被称为共模插入损耗。在使用非屏蔽双绞线(UTP)电缆的数据传输应用中，在共模噪声的存在下，电缆每端的数据物理链路层设备(PHY)使用的CMC的共模插入损耗对于保持数据通信链路的完整性至关重要。共模插入损耗受到CMC上几种约束的限制，如占地面积，绕组间电容，漏感，绕组的DCR和铁损等。此外，CMC必须具有低插入损耗和高回波损耗，这是PHY之间传输的差分数据所要求的。对于使用需要在嘈杂环境中实现非常低误码率的UTP电缆的应用，传统CMC可能无法实现所需的共模插入损耗。解决这个僵局通常需要用相对昂贵的屏蔽电缆和连接器来替代UTP电缆和连接器。需要更好的技术来消除携带差分数据的线对中的共模噪声。
技术实现思路
描述了使用CMC，变压器，自耦变压器，差模扼流圈(DMC)和AC耦合电容器的组合端接差分线对的各种技术。这些技术在不显著衰减差分数据信号的情况下改善了交流共模插入损耗，同时简化了CMC的要求。根据本技术的一个方面，公开了一种通信系统，用于从携带差分数据的一对导线中过滤AC共模信号，包括：包括用于差模数据的收发器的物理链路层设备PHY，所述PHY具有第一端子和第二端子；自耦变压器，其具有第一绕组、第二绕组以及位于第一绕组与第二绕组之间的中心抽头，自耦变压器具有耦合至PHY的第一端子的第三端子以及耦合至PHY的第二端子的第四端子，其中中心抽头通过低阻抗接地；和共模扼流圈CMC，其具有耦合到自耦变压器的第三端子的第五端子以及耦合到自耦变压器的第四端子的第六端子，CMC还具有耦合到所述导线中的第一导线的第七端子以及耦合到所述导线中的第二导线的第八端子，其中所述CMC和自耦变压器显著衰减所述一对导线与所述PHY之间的共模噪声的传输，同时不显著衰减所述一对导线与所述PHY之间的差模数据信号的传输。在一些实现方式中，所述CMC通过第一电容器以及第二电容器交流耦合到所述一对导线，所述第一电容器耦合在所述CMC的所述第七端子与所述导线中的所述第一导线之间，所述第二电容器耦合于所述CMC的所述第八端子和所述导线中的所述第二导线之间。在一些实现方式中，所述自耦变压器的所述中心抽头DC耦合到地。在一些实现方式中，所述自耦变压器的所述中心抽头AC耦合到地。在一些实现方式中，所述通信系统还包括耦合到所述自耦变压器的所述中心抽头的电压源，用于向以太网供电(PoE)网络中的所述一对导线提供DC电位。在一些实现方式中，所述自耦变压器的所述第三端子经由第一电容器AC耦合到所述PHY的所述第一端子，并且所述自耦变压器的所述第四端子经由第二电容器AC耦合到所述PHY的所述第二端子。在一些实现方式中，所述通信系统还包括耦合到所述一对导线的端接电路，所述端接电路包括将所述导线中的第一导线耦合到地的第一电阻器-电容器电路，以及将所述导线中的第二导线耦合到地的第二电阻器-电容器电路。在一些实现方式中，所述PHY通过第一电容器以及第二电容器AC耦合到所述一对导线，所述第一电容器串联耦合在所述第一端子和所述导线中的所述第一导线之间，所述第二电容器耦合在所述第二端子和所述导线中的所述第二导线之间。根据本技术的一个方面，公开了一种通信系统，用于从携带差分数据信号的一对导线中过滤AC共模信号，包括：第一端口，具有耦合到接收差分数据信号的收发器的两个第一端子；第二端口，具有耦合到所述一对导线的两个第二端子；具有连接到AC端接电路的两个第三端子的第三端口；耦合在所述第二端口与所述第一端口之间的共模扼流圈CMC，所述CMC包括具有两个极性相同的绕组的第一变压器；和耦合在第一端口和第三端口之间的差模扼流圈DMC，DMC包括具有两个极性相反的绕组的第二变压器，其中所述CMC衰减所述一对导线上的AC共模信号并且基本上使所述差分数据信号通过，其中所述DMC基本上使从所述一对导线经过所述CMC的所述AC共模信号通过并且将所述AC共模信号施加到所述端接电路以在所述收发器接收所述AC共模信号之前进一步衰减所述AC共模信号。在一些实现方式中，所述CMC是第一CMC，所述系统还包括与所述第一CMC串联耦合并且在第一节点处连接到所述第一CMC的第二CMC，其中所述DMC耦合在所述第一节点和第三端口之间。在一些实现方式中，所述AC端接电路包括耦合在所述第三端子中的一个与参考电压之间的第一电容器，以及耦合在所述第三端子中的另一个与所述参考电压之间的第二电容器。在一些实现方式中，所述AC端接电路包括耦合在所述两个第三端子和参考电压之间的第一电容器。在一些实现方式中，所述AC端接电路包括连接到参考电压的所述两个第三端子。在一些实现方式中，所述通信系统还包括经由DC耦合电路耦合到所述一对导线的DC电压源，其中所述DC电压源还用作所述AC端接电路。在一些实现方式中，所述DC耦合电路包括一个或多个电感器。在一些实现方式中，所述DC耦合电路包括所述DMC，并且所述DC电压被耦合到所述第三端口。在一些实现方式中，所述收发器包括经由AC耦合电路耦合到所述第一端口的PHY。在一些实现方式中，所述AC耦合电路包括与所述两个第一端子和所述PHY串联的电容器。根据本技术的一个方面，公开了一种通信系统，用于从携带差分数据的一对导线中过滤AC共模信号，包括：包括用于差模数据信号的收发器的物理链路层设备PHY，所述PHY具有第一端子和第二端子；变压器，其具有跨过所述第一端子和所述第二端子耦合的初级绕组，所述变压器还具有次级第一绕组、次级第二绕组以及次级第一绕组和次级第二绕组之间的中心抽头，其中所述中心抽头通过低阻抗接地；和共模扼流圈CMC，其具有耦合到所述次级第一绕组的第三端子，并且具有耦合到所述次级第二绕组的第四端子，所述CMC还具有耦合到所述导线中的第一导线的第五端子以及耦合到所述导线中的第二导线的第六端子，其中所述CMC和变压器显著衰减所述一对导线与所述PHY之间的共模噪声的传输，同时不显著地衰减所述一对导线与所述PHY之间的差模数据信号的传输。在一些实现方式中，所述通信系统还包括耦合到所述变压器的所述中心抽头的电压源，用于向以太网供电(PoE)网络中的所述一对导线提供DC电位。根据本技术的一个方面，公开了一种通信系统，包括：包括用于差模数据信号的收发器的物理链路层设备PHY，所述PHY具有第一端子和第二端子；变压器式巴伦，具有耦合到所述第一端子的第三端子，并且具有耦合到所述第二端子的第四端子，所述巴伦还具有耦合到参考电压的第五端子，并且具有第六端子；耦合到所述第六端子的DC阻断设备；DC电压源；将所述DC电压源耦合到所述DC阻断设备的AC阻断设备；和同轴电缆，其具有耦合到参考电压的屏蔽导体，并且具有耦合到AC阻断设备的中心导体。在一些实现方式中，所述DC阻断设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信系统，用于从携带差分数据的一对导线中过滤AC共模信号，包括：包括用于差模数据的收发器的物理链路层设备PHY，所述PHY具有第一端子和第二端子；自耦变压器，其具有第一绕组、第二绕组以及位于第一绕组与第二绕组之间的中心抽头，自耦变压器具有耦合至PHY的第一端子的第三端子以及耦合至PHY的第二端子的第四端子，其中中心抽头通过低阻抗接地；和共模扼流圈CMC，其具有耦合到自耦变压器的第三端子的第五端子以及耦合到自耦变压器的第四端子的第六端子，CMC还具有耦合到所述导线中的第一导线的第七端子以及耦合到所述导线中的第二导线的第八端子，其中所述CMC和自耦变压器显著衰减所述一对导线与所述PHY之间的共模噪声的传输，同时不显著衰减所述一对导线与所述PHY之间的差模数据信号的传输。

【技术特征摘要】
2017.03.03 US 62/467,036;2018.02.28 US 15/908,4181.一种通信系统，用于从携带差分数据的一对导线中过滤AC共模信号，包括：包括用于差模数据的收发器的物理链路层设备PHY，所述PHY具有第一端子和第二端子；自耦变压器，其具有第一绕组、第二绕组以及位于第一绕组与第二绕组之间的中心抽头，自耦变压器具有耦合至PHY的第一端子的第三端子以及耦合至PHY的第二端子的第四端子，其中中心抽头通过低阻抗接地；和共模扼流圈CMC，其具有耦合到自耦变压器的第三端子的第五端子以及耦合到自耦变压器的第四端子的第六端子，CMC还具有耦合到所述导线中的第一导线的第七端子以及耦合到所述导线中的第二导线的第八端子，其中所述CMC和自耦变压器显著衰减所述一对导线与所述PHY之间的共模噪声的传输，同时不显著衰减所述一对导线与所述PHY之间的差模数据信号的传输。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述CMC通过第一电容器以及第二电容器交流耦合到所述一对导线，所述第一电容器耦合在所述CMC的所述第七端子与所述导线中的所述第一导线之间，所述第二电容器耦合于所述CMC的所述第八端子和所述导线中的所述第二导线之间。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述自耦变压器的所述中心抽头DC耦合到地。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述自耦变压器的所述中心抽头AC耦合到地。5.根据权利要求1所述的系统，还包括耦合到所述自耦变压器的所述中心抽头的电压源，用于向以太网供电(PoE)网络中的所述一对导线提供DC电位。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述自耦变压器的所述第三端子经由第一电容器AC耦合到所述PHY的所述第一端子，并且所述自耦变压器的所述第四端子经由第二电容器AC耦合到所述PHY的所述第二端子。7.根据权利要求1所述的系统，还包括耦合到所述一对导线的端接电路，所述端接电路包括将所述导线中的第一导线耦合到地的第一电阻器-电容器电路，以及将所述导线中的第二导线耦合到地的第二电阻器-电容器电路。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述PHY通过第一电容器以及第二电容器AC耦合到所述一对导线，所述第一电容器串联耦合在所述第一端子和所述导线中的所述第一导线之间，所述第二电容器耦合在所述第二端子和所述导线中的所述第二导线之间。9.一种通信系统，用于从携带差分数据信号的一对导线中过滤AC共模信号，包括：第一端口，具有耦合到接收差分数据信号的收发器的两个第一端子；第二端口，具有耦合到所述一对导线的两个第二端子；具有连接到AC端接电路的两个第三端子的第三端口；耦合在所述第二端口与所述第一端口之间的共模扼流圈CMC，所述CMC包括具有两个极性相同的绕组的第一变压器；和耦合在第一端口和第三端口之间的差模扼流圈DMC，DMC包括具有两个极性相反的绕组的第二变压器，其中所述CMC衰减所述一对导线上的AC共模信号并且基本上使所述差分数据信号通过，并且其中所述DMC基本上使从所述一对导线经过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·加登内尔，
申请(专利权)人：线性技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US