CN101359994A - 降低网口辐射的方法、端口阻抗匹配电路和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了降低网口辐射的方法、端口阻抗匹配电路及设备。其中，端口阻抗匹配电路包括第一电阻(RY1)、第二电阻(RY2)、第三电阻(RY3)和第一电容(CY1)，其中所述第一电阻一侧与网口变压器中心抽头相连，另一侧与所述第一电容及所述第三电阻相连，所述第二电阻一侧与RJ45空线相连，另一侧与所述第三电阻相连，所述第一电容一侧与所述第一电阻及所述第三电阻相连，另一侧接地。通过本发明实施例提供的降低网口辐射的方法、端口阻抗匹配电路及设备，可以以较低的成本且不影响信号质量的情况下解决不同LSW方案引起的网口RE超标问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，特别涉及降低网口辐射的方法、端口阻抗匹配电路和设备。
背景技术
FE(Fast Ethernet，快速以太网)端口(简称网口)通常可分为非屏蔽FE端口和屏蔽FE端口。
非屏蔽FE端口(简称非屏蔽网口)广泛应用于通信信息类电子产品中，被测设备(EUT)在进行辐射测试时，端口需要外接双绞线或网线与辅助设备(AE)连接并实现业务的互通，如图1所示，EUT中LSW(LAN SWITCH，网口开关芯片)在解调和处理AE发送过来通信信号的同时，产生网口窄带噪声和宽带噪声，例如会产生同步时钟125MHz的各次谐波和数据宽带噪声。比较典型的噪声引出方式有2种，①：LSW产生的噪声通过变压器传导至网口外接双绞线，通过双绞线引出；②：LSW产生的噪声先馈到单板的GND(地)平面上，再耦合至变压器初级的信号线上，最后由外接双绞线引出。由于外接双绞线与RJ45(网口连接器)直接连接，等效于天线，而且长度比较长，一般在3m左右，辐射效率很高，导致被测设备(EUT)RE(Radiated Emission，辐射发射)测试超标，不能满足上市的入口条件。
在现有技术中，通常采用的解决方案包括：
a、采用屏蔽的RJ45连接器和屏蔽网线；
b、定制网口变压器，提高共模抑制比，或者采用共模抑制器件；
c、非屏蔽FE端口的差分信号线采用RC匹配(阻容抗匹配)，抑制噪声；
d、采用不满载业务的测试方法。
但是，在本发明实现过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：其中，方案a、b的成本比较昂贵；方案c的差分走线对于信号质量的要求比较高，而且RC参数取值范围相当局限；方案d则不能满足EMC(ElectromagneticCompatibility，电磁兼容性)测试标准的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种降低网口辐射的方法、端口阻抗匹配电路及设备，以克服网口的辐射发射超标问题。
本发明实施例提供了一种端口阻抗匹配电路，包括：
第一电阻(RY1)、第二电阻(RY2)、第三电阻(RY3)和第一电容(CY1)，
其中
所述第一电阻一侧与网口变压器中心抽头相连，另一侧与所述第一电容及所述第三电阻相连，
所述第二电阻一侧与RJ45空线相连，另一侧与所述第三电阻相连，
所述第一电容一侧与所述第一电阻及所述第三电阻相连，另一侧接地。
本发明实施例还提供了一种降低网口辐射的方法，包括：
第一电阻一侧与网口变压器中心抽头相连，另一侧与第一电容及第三电阻相连，
第二电阻一侧与RJ45空线相连，另一侧与所述第三电阻相连，
所述第一电容一侧与所述第一电阻及所述第三电阻相连，另一侧接地，
通过调节所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值、所述第一电容的容值中的至少一个对耦合路径进行隔离。
本发明实施例还提供了一种非屏蔽网口，通过本发明实施例所提供的端口阻抗匹配电路与网口变压器连接。
本发明实施例还提供了一种设备，包括非屏蔽网口、网口变压器和本发明实施例所提供的端口阻抗匹配电路，其中所述非屏蔽网口通过所述的端口阻抗匹配电路与网口变压器进行连接。
采用本发明实施例提供的降低网口辐射的方法、端口阻抗匹配电路及设备，基于网口RE问题的产生机理，可以在不改板的情况下，以较低的成本且不影响信号质量的情况下解决不同LSW方案引起的网口RE超标问题。
附图说明
图1是现有技术中非屏蔽网口辐射测试的连接示意图；
图2是现有技术中Bob-Smith电路的示意图；
图3是本发明实施例一中端口阻抗匹配电路的示意图；
图4是本发明实施例二中端口阻抗匹配电路的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种降低网口辐射的方法、端口阻抗匹配电路和设备，在产品的设计阶段采用该降低网口辐射的方法，可以适用于不同LSW方案中引出网口宽带噪声和窄带噪声的情况，减少产品到测试阶段出现辐射超标问题，从而避免了出现辐射超标问题可能引发的产品改板，进而导致的产品的开发周期和市场准入周期的延长。
本发明实施例一提供了一种端口阻抗匹配电路，该电路提供了一种端口端接方式，可以进行端口阻抗匹配，从而使系统具有更稳定的电气性能，尤其是具有更好的电磁兼容性能。该端口阻抗匹配电路是一种改进型的Bob-Smith电路，通常但不限于应用于网口与网口变压器之间的连接，尤其是非屏蔽网口与网口变压器之间的连接。
Bob-Smith电路，如图2所示，T1为网口变压器，A、B两点所处的互连线为网口变压器初级的中心抽头，C、D两点所处的互连线为RJ45的4根空线。Bob-Smith电路中，一般都采用的连接方式为：第一电阻RY1和第二电阻RY2的一侧分别与RJ45空线和变压器中心抽头相连，另一侧连接电容CY1，电容CY1的另一侧与接地，其中，电容CY1可以为安规电容，第一电阻RY1和第二电阻RY2也称为阻抗匹配电阻，阻值通常为75ohm(欧姆)。
业界不同方案的LSW，对于网口通信业务同步时钟的解调方式、端口的驱动能力、时钟信号高次谐波的处理方式等均有较大的差异，导致非屏蔽端口噪声产生机理、干扰耦合路径和超标程度均不相同，无法给出归一化的解决方案。发明人经过分析发现，网口噪声通过外接双绞线引出导致辐射问题的可能路径有：
耦合路径1：网口地噪声过高，通过电容CY1耦合后经RY2传导至外接双绞线，由外接双绞线引出噪声；
耦合路径2：网口变压器中心抽头噪声过高，直接传导至外接双绞线并辐射出去；
耦合路径3：空线噪声比较高，通过RY2、RY1传导至变压器中心抽头线，再从网口的信号线引出。
针对以上多种耦合路径，如果不对网口的Bob-Smith电路采用兼容设计，任一耦合路径的隔离对策都可能引起改板；因此在设计时对Bob-Smith电路做兼容性设计，本发明实施例提供的端口阻抗匹配电路，如图3所示，包括：第一电阻RY1、第二电阻RY2、第三电阻RY3和第一电容CY1，
其中
第一电阻一侧与网口变压器中心抽头相连，另一侧与第一电容及第三电阻相连，
第二电阻一侧与RJ45空线相连，另一侧与第三电阻相连，
第一电容一侧与第一电阻及第三电阻相连，另一侧接地。
该端口阻抗电路还可以包括第二电容，该第二电容一侧与第二电阻及第三电阻相连，另一侧接地。
其中，第三电阻RY3可以为0ohm，也可以为其他阻值。
针对上述提到的不同的耦合路径(耦合方式)，本发明实施例还提供了一种降低网口辐射的方法，该方法基于本发明实施例提供的端口阻抗匹配电路，在产品的设计阶段通过调整端口阻抗匹配电路的参数对传导路径进行隔离，使噪声耦合或者传导至网口外接双绞线(也可以是信号线或空线)的能量减弱，从而降低辐射。该调测方法包括调整CY1、CY2和RY1、RY2、RY3的参数，具体为：
针对耦合路径1：可以减少CY1和CY2的容值，把地噪声通过CY1和CY2耦合到空线和中心抽头的噪声分量变小，从而降低辐射；
针对耦合路径2：可以将RY1阻值调小，CY1容值调大，使变压器中心抽头噪声的较大能量耦合到地平面，同时调大RY3的阻值，衰减变压器中心抽头噪声传导至空线的能量，从而降低辐射；
针对耦合路径3：可以将RY2的阻值和CY2的容值调小，把空线上的噪声分量一部分馈到地平面，将RY3的阻值调大，衰减空线上噪声传导至变压器中心抽头从而导致信号线上噪声过高并通过外接线缆(通常为外接双绞线)引出的能量。
其中，CY1、CY2的容值可以从0pf(皮法)到无穷大进行调整；
RY1、RY2、RY3的阻值可以从0ohm到无穷大进行调整；
在具体的电路或PCB板中，CY1、CY2、RY1、RY2、RY3可以为任意封装的元器件。进一步的，如果LSW方案的噪声比较低，没有产生辐射问题，那么可以将Bob-Smith电路做兼容设计用的电容CY2去掉，以降低成本。
本发明实施例二还提供了一种端口阻抗匹配电路，如图4所示，在本发明实施例一提供的端口阻抗匹配电路的基础上，第一电容CY1和第二电容CY2分别可以由多个电容等效替代，第一电阻、第二电阻和第三电阻也分别可以由多个电阻等效替代。应当理解的是，基于电阻与电容的串联或并联等效原理，端口阻抗匹配电路中的元件(包括电阻与电容)均可以通过任意多个元件的并联方式或者串联方式达到需要的参数，比如阻值或者容值。此外，通过第一电阻与多组网口变压器的中心抽头互连，第二电阻与多组网口(即RJ45)的空线互连，该端口阻抗匹配电路也可以用于多组网口与网口变压器之间的互连。
本发明实施例三还提供了一种降低网口辐射的方法，该方法包括：
第一电阻一侧与网口变压器中心抽头相连，另一侧与第一电容及第三电阻相连，
第二电阻一侧与RJ45空线相连，另一侧与第三电阻相连，
第一电容一侧与第一电阻及第三电阻相连，另一侧接地，
通过调节第一电阻的阻值、第二电阻的阻值、第三电阻的阻值、第一电容的容值中的至少一个对耦合路径进行隔离。
该降低网口辐射的方法，还可以包括：
第二电容一侧与所述第二电阻及第三电阻相连，另一侧接地，通过调节第二电容的容值对耦合路径进行隔离。其中，
耦合路径包括：
耦合路径1：网口地噪声过高，通过第一电容CY1耦合后经RY2传导至外接双绞线，由外接双绞线引出噪声；
耦合路径2：网口变压器中心抽头噪声过高，直接传导至外接双绞线并辐射出去；
耦合路径3：空线噪声比较高，通过RY2、RY1传导至变压器中心抽头线，再从网口的信号线引出。
调整第一电容CY1、第二电容CY2、第一电阻RY1、第二电阻RY2和第三电阻RY3的参数值对耦合路径进行隔离可以包括：
针对耦合路径1：减少CY1和CY2的容值，把地噪声通过CY1和CY2耦合到空线和中心抽头的噪声分量变小，从而降低辐射；
针对耦合路径2：将RY1阻值调小，CY1容值调大，使变压器中心抽头噪声的较大能量耦合到地平面，同时调大RY3的阻值，衰减变压器中心抽头噪声传导至空线的能量，从而降低辐射；
针对耦合路径3：将RY2的阻值和CY2的容值调小，把空线上的噪声分量一部分馈到地平面，将RY3的阻值调大，衰减空线上噪声传导至变压器中心抽头从而导致信号线上噪声过高并通过外接线缆(通常为外接双绞线)引出的能量。
其中，CY1、CY2的容值可以从0pf(皮法)到无穷大进行调整；
RY1、RY2、RY3的阻值可以从0ohm到无穷大进行调整。
根据本发明实施例中提供的降低非屏蔽网口辐射的方法，可以在产品的设计阶段，引入对传导路径的隔离，使噪声耦合或者传导至网口外接线缆(如双绞线、信号线或空线)的能量减弱，从而降低辐射。
应当理解的是，在具体的电路或PCB板中，CY1、CY2、RY1、RY2、RY3可以为任意封装的元器件。此外，如果LSW方案的噪声比较低，没有产生辐射问题，那么可以将端口阻抗匹配电路做兼容设计用的元件如电容CY2去掉和/或将RY3调整为0欧姆，以降低成本。
本发明实施例四还提供了一种非屏蔽网口，该非屏蔽网口通过本发明实施例一或实施例二中提供的端口阻抗匹配电路与网口变压器进行连接。
本发明实施例五还提供了一种设备，该设备包含有非屏蔽网口、网口变压器和本发明实施例一或二所提供的端口阻抗匹配电路，其中非屏蔽网口通过端口阻抗匹配电路与网口变压器进行连接，该设备可以是交换机。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1、一种端口阻抗匹配电路，其特征在于，包括：第一电阻(RY1)、第二电阻(RY2)、第三电阻(RY3)和第一电容(CY1)，
其中
所述第一电阻一侧与网口变压器中心抽头相连，另一侧与所述第一电容及所述第三电阻相连，
所述第二电阻一侧与RJ45空线相连，另一侧与所述第三电阻相连，
所述第一电容一侧与所述第一电阻及所述第三电阻相连，另一侧接地。
2、如权利要求1所述的端口阻抗匹配电路，其特征在于，还包括第二电容(CY2)，所述第二电容一侧与所述第二电阻及所述第三电阻相连，另一侧接地。
3、如权利要求1或2所述的端口阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻和第三电阻中的至少一个由多个电阻通过并联和/或串联方式等效；
和/或
所述第一电容和/或第二电容由多个电容通过并联和/或串联方式等效。
4、如权利要求1或2所述的端口阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值为75欧姆。
5、如权利要求1或2所述的端口阻抗匹配电路，其特征在于，所述第一电容和第二电容的容值范围为0皮法至无限大；所述第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值范围为0欧姆到无限大。
6、一种降低网口辐射的方法，其特征在于，包括：
第一电阻一侧与网口变压器中心抽头相连，另一侧与第一电容及第三电阻相连，
第二电阻一侧与RJ45空线相连，另一侧与所述第三电阻相连，
所述第一电容一侧与所述第一电阻及所述第三电阻相连，另一侧接地，
通过调节所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值、所述第一电容的容值中的至少一个对耦合路径进行隔离。
7、如权利要求6所述的降低网口辐射的方法，其特征在于，还包括：
第二电容一侧与所述第二电阻及所述第三电阻相连，另一侧接地，还通过调节所述第二电容的容值对耦合路径进行隔离。
8、一种非屏蔽网口，其特征在于，所述非屏蔽网口通过如权利要求1至5任意一项所述的端口阻抗匹配电路与网口变压器进行连接。
9、一种设备，其特征在于，包括非屏蔽网口、网口变压器和如权利要求1至5任意一项所述的端口阻抗匹配电路，其中所述非屏蔽网口通过所述的端口阻抗匹配电路与网口变压器进行连接。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备为交换机。
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