CN113596183A - 无网络变压器的以太网口通信电路、电路板及以太网设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无网络变压器的以太网口通信电路、以太网电路板及以太网设备，包括:第一PHY模块、第一偏置模块、隔离模块、第二偏置模块和第二PHY模块；其中，第一PHY模块包括第一发送端口和第二发送端口，第二PHY模块包括第一接收端口和第二接收端口；第一发送端口和第二发送端口分别与第一偏置模块相连；第一接收端口和第二接收端口分别与第二偏置模块相连；第一发送端口通过隔离模块与第一接收端口相连；第二发送端口通过隔离模块与第二接收端口相连，本发明实施例可用于一些不需要变压器进行隔离的设备，提供偏置电路，保证PHY模块正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无网络变压器的以太网口通信电路、电路板及以太网设备。
背景技术
在典型的以太网应用中，以太网端口物理层(Physical Layer，PHY)之间是通过100欧姆的非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP)(网线)连接的。如图1所示，图1示出了典型的以太网接口电路，该以太网接口电路是由一个变压器(Transformer)、一个以太网连接器(RJ45)以及几个终端电阻和旁路电容器组成。
通过该以太网端口物理层进行数据传输是，需要有发射端PHY设备和接收端PHY设备，如图2所示，图2为典型的以太网进行通信的连接示意图，发射端PHY设备通过变压器、发送端RJ45采用网线与接收端的RJ45相连，接收端的RJ45再与变压器相连，变压器再与接收端PHY设备相连，通过变压器实现直流隔离，从而发射端PHY设备和接收端PHY设备相互之间不会产生直流电流，变压器也能够提供PHY设备上的直流偏置的功能。
然而在一些不需要变压器隔离的设备，再使用变压器进行连接，此时，变压器已失去隔离的主要作用，仅仅是提供了直流偏置作用，这样，就会造成变压器的浪费。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种无网络变压器的以太网口通信电路、电路板及以太网设备。
本发明的第一方面提供一种无网络变压器的以太网口通信电路，包括
第一PHY模块、第一偏置模块、隔离模块、第二偏置模块和第二PHY模块；
其中，所述第一PHY模块包括第一发送端口和第二发送端口，所述第二PHY模块包括第一接收端口和第二接收端口；
所述第一发送端口和所述第二发送端口分别与所述第一偏置模块相连；
所述第一接收端口和所述第二接收端口分别与所述第二偏置模块相连；
所述第一发送端口通过所述隔离模块与所述第一接收端口相连；所述第二发送端口通过所述隔离模块与所述第二接收端口相连。
可选地，所述第一偏置模块包括第一电阻和第二电阻，其中，所述第一发送接口与所述第一电阻的第二端相连，所述第二发送接口与所述第二电阻的第二端相连，所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端和第一预设电源相连。
可选地，所述第二偏置模块包括第三电阻和第四电阻，其中，所述第一接收接口与所述第三电阻的第二端相连，所述第二接收接口与所述第四电阻的第二端相连，所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端和第二预设电源相连。可选地，
所述隔离模块包括第一电容和第二电容，所述第一发送接口与所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第二端相连，所述第一电容的第二端与所述第四电阻的第二端、所述第一接收接口相连；
所述第二发送接口与所述第二电容的第一端、所述第二电阻的第二端相连，所述第二电容的第二端与所述第三电阻的第二端、所述第二接收接口相连。
可选地，所述以太网口通信电路还包括第三电容，所述第三电容用于进行阻抗匹配，所述第三电容的第一端与所述第二预设电源相连，所述第三电容的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端相连。
可选地，所述以太网口通信电路还包括：所述第一偏置模块集成在所述第一PHY模块内，所述第二偏置模块集成在所述第二PHY模块内。
可选地，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相同。
可选地，所述第一电容和所述第二电容的容值相同。
本发明第二方面还提供一种以太网电路板，包括第一方面的以太网口通信电路。
本发明第三方面还提供一种以太网设备，包括第二方面的以太网电路板。
本发明实施例提供一种无网络变压器的以太网口通信电路、以太网电路板及以太网设备，包括:第一PHY模块、第一偏置模块、隔离模块、第二偏置模块和第二PHY模块；其中，第一PHY模块包括第一发送端口和第二发送端口，第二PHY模块包括第一接收端口和第二接收端口；第一发送端口和第二发送端口分别与第一偏置模块相连；第一接收端口和第二接收端口分别与第二偏置模块相连；第一发送端口通过隔离模块与第一接收端口相连；第二发送端口通过隔离模块与第二接收端口相连，本发明实施例可用于一些不需要变压器进行隔离的设备，提供偏置电路，保证PHY模块正常工作。
附图说明
图1为现有技术中典型的以太网接口电路的连接示意图；
图2为现有技术中以太网进行通信的连接示意图；
图3为本发明实施例中无网络变压器的以太网口通信电路连接的示意图；
图4为本发明实施例中无网络变压器的以太网口通信电路连接的示意图；
图5为本发明实施例中无网络变压器的以太网口通信电路连接的示意图；
图6为本发明实施例中无网络变压器的以太网口通信电路连接的示意图；
图7为本发明实施例中无网络变压器的以太网口通信电路连接的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅3，本发明实施例中提供一种无网络变压器的以太网口通信电路，包括：第一PHY模块301、第一偏置模块302、隔离模块303、第二偏置模块304和第二PHY模块305；
其中，第一PHY模块301包括第一发送端口和第二发送端口，第二PHY模块包括第一接收端口和第二接收端口；
第一发送端口和第二发送端口分别与第一偏置模块302相连；
第一接收端口和第二接收端口分别与第二偏置模块304相连；
第一发送端口通过隔离模块303与第一接收端口相连；第二发送端口通过隔离模块303与第二接收端口相连。
本发明实施例提供一种无网络变压器的以太网口通信电路，可选地，第一偏置模块包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一发送接口与第一电阻的第二端相连，第二发送接口与第二电阻的第二端相连，第一电阻的第一端和第二电阻的第一端和第一预设电源相连。其中，第一预设电源为图4中的VDD。
可选地，第二偏置模块包括第三电阻R3和第四电阻R4，其中，第一接收接口与第三电阻的第二端相连，第二接收接口与第四电阻的第二端相连，第三电阻的第一端和第四电阻的第一端和第二预设电源相连。
可选地，隔离模块包括第一电容C1和第二电容C2，第一发送接口与第一电容的第一端、第一电阻的第二端相连，第一电容的第二端与第四电阻的第二端、第一接收接口相连；
第二发送接口与第二电容的第一端、第二电阻的第二端相连，第二电容的第二端与第三电阻的第二端、第二接收接口相连。第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值相同；第一电容和第二电容的容值相同。
具体地，如图4所示，图4中的PHY芯片为电流型芯片，需要在外部提供合适的直流偏置，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4分别为发射端PHY(第一PHY模块)和接收端PHY(第二PHY模块)提供直流偏置，同时也作为终端电阻，用于匹配传输线阻抗，防止信号反射。发射端差分信号(TXP第二发送端口,TXM第一发送端口)与接收端差分输入(RXP第二接收端口，RXM第一接收端口)通常各自有直流偏置，为互不影响，通过第一电容C1，第二电容C2隔离。其中，各个电阻的电阻值为50欧姆，电容的容值为100nf。
本发明实施例提供又一种无网络变压器的以太网口通信电路，具体的，包括第一PHY模块、第一偏置模块、隔离模块、第二偏置模块和第二PHY模块；其中，第一PHY模块包括第一发送端口和第二发送端口，第二PHY模块包括第一接收端口和第二接收端口；
第一发送端口和第二发送端口分别与第一偏置模块相连；
第一接收端口和第二接收端口分别与第二偏置模块相连；
第一发送端口通过隔离模块与第一接收端口相连；第二发送端口通过隔离模块与第二接收端口相连。
可选地，第一偏置模块包括第一电阻和第二电阻，其中，第一发送接口与第一电阻的第二端相连，第二发送接口与第二电阻的第二端相连，第一电阻的第一端和第二电阻的第一端和第一预设电源相连。
可选地，第二偏置模块包括第三电阻和第四电阻，其中，第一接收接口与第三电阻的第二端相连，第二接收接口与第四电阻的第二端相连，第三电阻的第一端和第四电阻的第一端和第二预设电源相连。
可选地，隔离模块包括第一电容和第二电容，第一发送接口与第一电容的第一端、第一电阻的第二端相连，第一电容的第二端与第四电阻的第二端、第一接收接口相连；
第二发送接口与第二电容的第一端、第二电阻的第二端相连，第二电容的第二端与第三电阻的第二端、第二接收接口相连。
本发明实施例中的结构和上述实施例中的结构一样，再此不再赘述，本发明实施例中还以太网口通信电路还包括第三电容C3，第三电容用于进行阻抗匹配，第三电容的第一端与第二预设电源相连，第三电容的第二端分别与第三电阻的第一端和第四电阻的第一端相连。其中，第二预设电源为图4中的VDD。
即VDD与C3的一端相连，C3的另一端与R3和R4的一端相连，R3的另一端与RXM相连，R4的另一端与RXP相连。
如图5所示，以太网口通信电路还包括：第一偏置模块集成在第一PHY模块内，第二偏置模块集成在第二PHY模块内。
接收端PHY模块中将PHY的内部集成了第二偏置电路，电路修改为图5所示，R3，R4通过C3连接到VDD，用于实现正确的接收端阻抗匹配。
本发明实施例提供再一种无网络变压器的以太网口通信电路，具体的，如图6所示，当接收端和发射端使用的PHY都集成了内部偏置以及终端匹配，则电路可以进一步简化，即外接电路只剩下电容进行隔离。
无变压器的以太网连接适用于同一PCB板上的两个PHY(通过PCB布线永久连接在一起)，也适用于刀片服务器上的PHY，这些刀片卡通过单个机箱系统中的背板总线连接在一起。这些PHY之间一般情况下都是使用共同参考地的。也即是同一个PCB上有两个或者多个处理器，它们之间有以太网交互数据需求。
如图7所示，在本发明实施例中由于没有了变压器，失去了隔离的作用的同时也失去了变压器在PHY的直流偏置上起到的作用，可以根据PHY芯片的特性来做针对性的阻容偏置电路，使得PHY芯片能够正常工作。
通常情况下，PHY的收发器可分为电流型和电压型，同时也有内部集成了终端匹配电阻，使得电路设计可以进一步简化。
本发明实施例中针对于采用背板连接或不需要隔离的非电缆连接的以太网系统进行了电路设计优化，简化了印刷电路板(PCB)的布局，节省了材料清单(BOM)，从而降低了成本。
本发明还提供一种以太网电路板，包括上述的以太网口通信电路。
本发明第三方面还提供一种以太网设备，包括上述的以太网电路板。
本发明实施例提供一种以太网电路板及以太网设备，包括:第一PHY模块、第一偏置模块、隔离模块、第二偏置模块和第二PHY模块；其中，第一PHY模块包括第一发送端口和第二发送端口，第二PHY模块包括第一接收端口和第二接收端口；第一发送端口和第二发送端口分别与第一偏置模块相连；第一接收端口和第二接收端口分别与第二偏置模块相连；第一发送端口通过隔离模块与第一接收端口相连；第二发送端口通过隔离模块与第二接收端口相连，本发明实施例可用于一些不需要变压器进行隔离的设备，提供偏置电路，保证PHY模块正常工作。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种无网络变压器的以太网口通信电路，其特征在于,包括:第一PHY模块、第一偏置模块、隔离模块、第二偏置模块和第二PHY模块；
其中，所述第一PHY模块包括第一发送端口和第二发送端口，所述第二PHY模块包括第一接收端口和第二接收端口；
所述第一发送端口和所述第二发送端口分别与所述第一偏置模块相连；
所述第一接收端口和所述第二接收端口分别与所述第二偏置模块相连；
所述第一发送端口通过所述隔离模块与所述第一接收端口相连；所述第二发送端口通过所述隔离模块与所述第二接收端口相连。
2.根据权利要求1所述的以太网口通信电路，其特征在于，所述第一偏置模块包括第一电阻和第二电阻，其中，所述第一发送接口与所述第一电阻的第二端相连，所述第二发送接口与所述第二电阻的第二端相连，所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端和第一预设电源相连。
3.根据权利要求2所述的以太网口通信电路，其特征在于，所述第二偏置模块包括第三电阻和第四电阻，其中，所述第一接收接口与所述第三电阻的第二端相连，所述第二接收接口与所述第四电阻的第二端相连，所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端和第二预设电源相连。
4.根据权利要求3所述的以太网口通信电路，其特征在于，所述隔离模块包括第一电容和第二电容，所述第一发送接口与所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第二端相连，所述第一电容的第二端与所述第四电阻的第二端、所述第一接收接口相连；
所述第二发送接口与所述第二电容的第一端、所述第二电阻的第二端相连，所述第二电容的第二端与所述第三电阻的第二端、所述第二接收接口相连。
5.根据权利要求4所述的以太网口通信电路，其特征在于，所述以太网口通信电路还包括第三电容，所述第三电容用于进行阻抗匹配，所述第三电容的第一端与所述第二预设电源相连，所述第三电容的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端相连。
6.根据权利要求1所述的以太网口通信电路，其特征在于，所述以太网口通信电路还包括：所述第一偏置模块集成在所述第一PHY模块内，所述第二偏置模块集成在所述第二PHY模块内。
7.根据权利要求4所述的以太网口通信电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相同。
8.根据权利要求4所述的以太网口通信电路，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容的容值相同。
9.一种以太网电路板，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的以太网口通信电路。
10.一种以太网设备，其特征在于，包括权利要求8所述的以太网电路板。
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