CN115695080A - 实现高速串行数据传输的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现高速串行数据传输的装置，涉及数字信息的传输技术领域，该装置包括：数字控制模块、收发器和定向耦合器模块；其中，所述收发器连接所述数字控制模块；所述定向耦合器模块设于所述收发器和总线之间，用于所述收发器与所述总线之间传输基带数据。从而该装置所在的分支电路短路时，不会影响总线上其他分支电路的工作；同时，该装置所在的分支电路的线缆长度不再受限制，从而便于布线，并提高传输数据的速率。

Description

实现高速串行数据传输的装置

技术领域

本发明涉及数字信息的传输技术领域，尤其涉及一种实现高速串行数据传输的装置。

背景技术

总线型结构是将所有的节点都挂接在一条总线上，具有易于实现、成本低、布线灵活、扩展性好的特点。

但所有的节点都直接接到同一总线上，会带来两个问题：一方面，一个分支电路短路时，会影响其他分支电路的工作；另一方面，总线的分支电路的线缆长度受限，而分支电路的线缆可用的最远长度限制了信号的最高工作频率，因此也限制了高速信号的传输速率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种实现高速串行数据传输的装置。

本发明提供一种实现高速串行数据传输的装置，包括：

数字控制模块、收发器和定向耦合器模块；

其中，所述收发器连接所述数字控制模块；

所述定向耦合器模块设于所述收发器和总线之间，用于所述收发器与所述总线之间传输基带数据。

可选地，所述定向耦合器模块包括一个或多个定向耦合器；

每个所述定向耦合器的第一端口和第二端口连接总线，第三端口连接所述收发器，第四端口接地。

可选地，在所述定向耦合器模块包括一个定向耦合器的情况下，所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接，所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口接地。

可选地，在所述定向耦合器模块包括两个定向耦合器的情况下，所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接；所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口均与第二定向耦合器的第三端口连接；

所述第一定向耦合器的第一端口和第二端口连接第一总线；所述第二定向耦合器的第一端口和第二端口连接第二总线。

可选地，所述装置还包括第一变压器；

其中，所述第一变压器的第一端口连接所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口；所述第一变压器的第二端口连接所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口；所述第一变压器的第三端口连接所述第一定向耦合器的第三端口；所述第一变压器的第四端口连接第二定向耦合器的第三端口或接地。

可选地，所述装置还包括一个或两个电容；

在所述装置包括一个电容的情况下，第一电容的一端连接所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口，另一端连接所述第一定向耦合器的第三端口；

在所述装置包括两个电容的情况下，第一电容的一端连接所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口，另一端连接所述第一定向耦合器的第三端口；第二电容的一端连接所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口，另一端连接第二定向耦合器的第三端口。

可选地，所述收发器的第一发送器输出端与所述第一定向耦合器之间设有第一开关；所述收发器的第二发送器输出端与第二定向耦合器或地之间设有第二开关；所述第一开关和所述第二开关在所述收发器向所述总线发送基带数据时导通，在所述收发器接收所述总线上的基带数据时断开。

可选地，所述装置还包括第一电阻、第二电阻和电源；

其中，所述第一电阻的一端接于所述第一开关与所述第一定向耦合器之间，另一端接所述电源的正极；所述第二电阻的一端接于所述第二开关与所述第二定向耦合器或地之间，另一端接所述电源的正极；所述电源的负极接地。

可选地，所述收发器的第一接收器输入端口和所述第一电阻间设有第三电容；所述收发器的第二接收器输入端口和所述第二电阻间设有第四电容。

可选地，任一所述定向耦合器包括第二变压器、第三变压器和第三电阻；

其中，所述第二变压器包括第一线圈和第二线圈，所述第三变压器包括第三线圈和第四线圈；

所述第一线圈的两端分别与所述定向耦合器的第一端口和第二端口连接；所述第二线圈的两端分别与所述定向耦合器的第三端口和第四端口连接；所述第三线圈的两端分别与所述定向耦合器的第一端口和第四端口连接；所述第四线圈的两端分别与所述定向耦合器的第三端口和所述第三电阻连接；所述第三电阻与所述定向耦合器的第四端口连接。

本发明提供的实现高速串行数据传输的装置，通过数字控制模块连接收发器，定向耦合器模块设于收发器和总线之间，收发器和总线之间传输基带数据通过定向耦合器模块，从而该装置所在的分支电路短路时，不会影响总线上其他分支电路的工作；同时，该装置所在的分支电路的线缆长度不再受限制，从而便于布线，并提高传输数据的速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术提供的总线型拓扑的结构示意图；

图2为本发明提供的实现高速串行数据传输的装置的结构示意图；

图3为本发明提供的收发器的结构示意图；

图4为本发明提供的实现高速串行数据传输的装置应用于总线上的结构示意图；

图5为本发明提供的定向耦合器的电路结构图；

图6为本发明提供的差分线缆组网的示意图之一；

图7为本发明提供的差分线缆组网的示意图之二；

图8为本发明提供的单端线缆组网的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。

图1为相关技术提供的总线型拓扑的结构示意图，如图1所示，总线型结构是将所有的节点都挂接在一条总线上，具有易于实现、成本低、布线灵活、扩展性好的特点。但这也带来两个问题：

第一，一个分支电路短路时，会影响其他分支电路工作。

第二，分支电路的线缆长度受限。当总线的分支电路的线缆过长时，上升沿和下降沿产生台阶现象，当台阶正好处于逻辑识别阈值附近时，容易导致位宽度失调，从而使接收节点接收错误。为了让分支长度最小以保证阻抗连续，节点器件应靠近接口摆放，以减少分支残段的长度，或者采用收发器前置、三极管逻辑电路（Transistor-Transistor-Logic，TTL）分支的方法，但这需要专门的前置供电系统，这都给布线带来难度。

为了解决总线型拓扑的这两个问题，本发明提供一种实现高速串行数据传输的装置。

图2为本发明提供的实现高速串行数据传输的装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：

数字控制模块200、收发器210和定向耦合器模块220；

其中，收发器210连接数字控制模块200；

定向耦合器模块220设于收发器210和总线230之间，用于收发器210与总线230之间传输基带数据。

具体地，数字控制模块200可以包括发送端和接收端，分别用于发送基带数据和接收基带数据；收发器210的发送器输入端连接数字控制模块200的发送端，收发器210的接收器输出端连接数字控制模块200的接收端。

图3为本发明提供的收发器的结构示意图，如图3所示，收发器210可以包括发送器输入电路、预加重单元、发送器驱动电路、接收器输入电路、均衡电路、增益调整单元和接收器驱动电路。

其中，收发器210的发送器输入端接发送器输入电路，发送器驱动电路接收发器210的发送器输出端，预加重单元设于发送器输入电路和发送器驱动电路之间。即，收发器210的发送器输入电路从数字控制器200接收要发送的数字信号，将其转化为模拟信号发送给预加重单元，预加重单元用于提高发送信号的高频分量，然后发送器驱动电路将预加重后的信号发送到线缆。

收发器210的接收器输入端接接收器输入电路，接收器驱动电路接收发器210的接收器发送端，均衡电路和增益调整电路设于接收器输入电路和接收器驱动电路之间。即，收发器210的接收器输入电路从线缆接收信号，接收的信号经过均衡电路，均衡电路用于补偿线缆信道的高频衰减，提高接收信号的眼图质量，然后经过增益调整单元，调整单元用于调整接收信号的幅度满足输出要求，最后接收器驱动电路将接收的信号输出为数字信号，并发送给数字控制器200。

定向耦合器模块220设置于收发器210和总线230之间，从而，在数字控制模块200需要将基带数据发送至总线230的情况下，数字控制模块200可以先将基带数据发送给收发器210，然后收发器210可以将基带数据经过定向耦合器模块220传输至总线230；在总线230需要将基带数据发送至数字控制模块200的情况下，总线230可以将基带数据经过定向耦合器模块220传输至收发器210，然后收发器210可以将基带数据发送给数字控制模块200。

图4为本发明提供的实现高速串行数据传输的装置应用于总线230上的结构示意图，如图4所示，该装置应用于总线230上时，总线230上的每个分支电路都由该装置组成，其中每个节点都由数字控制模块200和收发器210组成。在该结构中，存在一个主控节点，当任意一个从节点需要向目标从节点传输数据时，该从节点需要先向主控节点传输数据，再由主控节点将数据传输给目标从节点。

本发明提供的实现高速串行数据传输的装置将传统总线结构中的分支电路的线缆长度划分为两个部分，分别是定向耦合器模块220到总线230的线长和定向耦合器模块220到收发器210的线长。

其中，定向耦合器模块220靠近总线230，因此，定向耦合器模块220到总线230的线长很短；而定向耦合器模块220到收发器210的线长，因为定向耦合器模块220到收发器210之间为点对点的串行通信，收发器210可以通过均衡和预加重来补偿线缆的信道衰减，因此可以满足信号的完整性要求，从而不限制线缆长度。

因为存在定向耦合器模块220，分支电路与总线230之间存在耦合度，在耦合度比较大的情况下，分支电路的阻抗对总线230上传输数据的影响较小，从而在该装置所在的分支电路短路的情况下，也不会影响总线230上其他分支电路的工作。

本发明提供的实现高速串行数据传输的装置，通过数字控制模块连接收发器，定向耦合器模块设于收发器和总线之间，收发器和总线之间传输基带数据通过定向耦合器模块，从而该装置所在的分支电路短路时，不会影响总线上其他分支电路的工作；同时，该装置所在的分支电路的线缆长度不再受限制，从而便于布线，并提高传输数据的速率。

可选地，定向耦合器模块220包括一个或多个定向耦合器；

每个定向耦合器的第一端口和第二端口连接总线230，第三端口连接收发器，第四端口接地。

具体地，定向耦合器模块220可以包括一个或多个定向耦合器，其中，每个定向耦合器都有四个端口，第一端口为该定向耦合器的输入端口，第二端口为该定向耦合器的直通输出端口，第三端口为该定向耦合器的耦合输出端口，第四端口为该定向耦合器的隔离端口。

定向耦合器的输入端口和直通输出端口都连接总线230，耦合输出端口连接收发器，隔离端口接地。

当定向耦合器从输入端口接收总线230传输的信号时，大部分信号从直通输出端口输出，小部分信号从耦合输出端口输出；当定向耦合器从耦合输出端口接收收发器传输的信号时，小部分信号从输入端口输出。

可选地，任一定向耦合器可以包括第二变压器、第三变压器和第三电阻；

其中，第二变压器包括第一线圈和第二线圈，第三变压器包括第三线圈和第四线圈；

第一线圈的两端分别与定向耦合器的第一端口和第二端口连接；第二线圈的两端分别与定向耦合器的第三端口和第四端口连接；第三线圈的两端分别与定向耦合器的第一端口和第四端口连接；第四线圈的两端分别与定向耦合器的第三端口和第三电阻连接；第三电阻与定向耦合器的第四端口连接。

具体地，图5为本发明提供的定向耦合器的电路结构图，如图5所示，该定向耦合器包括两个变压器Ta和Tb，其中，变压器Ta包括两个线圈，分别是N1和N2；变压器Tb包括两个线圈，分别是N3和N4。该定向耦合器的端口1连接N1和N3；N1的另一端作为该定向耦合器的端口2；该定向耦合器的端口3连接N2和N4；N4另一端连接电阻Rd；该定向耦合器的端口4连接Rd另一端和N2、N3的另一端。

设线圈匝数比N2/N1=n，N3/N4=m，一般可以设m=n+1。Rd可以等于线缆的特性阻抗，则可以得到下列公式：

端口1的输入阻抗为：

端口1到端口2的损耗为：

端口1到端口3的损耗（等于端口3到端口1的损耗）为：

可知n越大，端口1到端口2的损耗越小，端口1到端口3的损耗（端口3到端口1的损耗）越大，分路对主路影响越小。因此，实际运用时，可以选择n为大于1的整数。例如，n=4时，该定向耦合器的端口3的阻抗基本不影响端口1的信号，因此，该节点的短路以及分支线缆的阻抗失配都不影响总线230的信号和其他节点。

可选地，在定向耦合器模块220包括一个定向耦合器的情况下，收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接，收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口接地。

具体地，在传输的基带信号为单端信号的情况下，定向耦合器模块220可以只包括一个定向耦合器，该定向耦合器可以是第一定向耦合器。

在这种情况下，收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接；收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口均接地。

可选地，在定向耦合器模块220包括两个定向耦合器的情况下，收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接；收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口均与第二定向耦合器的第三端口连接；

第一定向耦合器的第一端口和第二端口连接第一总线；第二定向耦合器的第一端口和第二端口连接第二总线。

具体地，在传输的基带信号为差分信号的情况下，定向耦合器模块220可以包括两个定向耦合器，这两个定向耦合器可以分别为第一定向耦合器和第二定向耦合器。

在这种情况下，收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接，用于传输差分p端信号；第一定向耦合器的第一端口和第二端口连接第一总线。

收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口均与第二定向耦合器的第三端口连接，用于传输差分n端信号；第二定向耦合器的第一端口和第二端口连接第二总线。

其中，第一总线和第二总线为两线制总线上的两根线，分别用于传输差分p端信号和差分n端信号。

可选地，该装置还包括第一变压器；

其中，第一变压器的第一端口连接收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口；第一变压器的第二端口连接收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口；第一变压器的第三端口连接第一定向耦合器的第三端口；第一变压器的第四端口连接第二定向耦合器的第三端口或接地。

具体地，可以在该装置的收发器210与定向耦合器模块220之间设置变压器，该变压器可以是第一变压器。第一变压器可以包括两个线圈，分别为第五线圈和第六线圈。其中，第五线圈的两端分别为第一变压器的第一端口和第二端口，第六线圈的两端分别为第一变压器的第三端口和第四端口。

在传输的信号为单端信号的情况下，第一变压器的第一端口连接收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口；第一变压器的第二端口连接收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口；第一变压器的第三端口连接第一定向耦合器的第三端口；第一变压器的第四端口接地。

在传输的信号为差分信号的情况下，第一变压器的第一端口连接收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口；第一变压器的第二端口连接收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口；第一变压器的第三端口连接第一定向耦合器的第三端口；第一变压器的第四端口连接第二定向耦合器的第三端口。

设置的变压器可以用于隔直流，如果使第六线圈和第五线圈的匝数比大于1，还可以使得收发器210发送的信号有一个正增益，从而提高信号的抗干扰能力。

可选地，该装置还包括一个或两个电容；

在该装置包括一个电容的情况下，第一电容的一端连接收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口，另一端连接第一定向耦合器的第三端口；

在该装置包括两个电容的情况下，第一电容的一端连接收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口，另一端连接第一定向耦合器的第三端口；第二电容的一端连接收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口，另一端连接第二定向耦合器的第三端口。

具体地，可以在该装置的收发器210与定向耦合器模块220之间设置电容，设置的电容可以用于隔直流。

在传输的信号为单端信号的情况下，可以设置一个电容，该电容可以是第一电容。第一电容的一端连接收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口，另一端连接第一定向耦合器的第三端口。

在传输的信号为差分信号的情况下，可以设置两个电容，可以分别是第一电容和第二电容。其中，第一电容的一端连接收发器210的第一发送器输出端口和收发器210的第一接收器输入端口，另一端连接第一定向耦合器的第三端口；第二电容的一端连接收发器210的第二发送器输出端口和收发器210的第二接收器输入端口，另一端连接第二定向耦合器的第三端口。

可选地，收发器210的第一发送器输出端与第一定向耦合器之间设有第一开关；收发器210的第二发送器输出端与第二定向耦合器或地之间设有第二开关；第一开关和第二开关在收发器210向总线230发送基带数据时导通，在收发器210接收总线230上的基带数据时断开。

具体地，可以在收发器210的发送器输出端与定向耦合器模块220之间设置开关，开关可以包括第一开关和第二开关。第一开关和第二开关在收发器210向总线230发送基带数据时导通，在收发器210接收总线230上的基带数据时断开。

在传输的信号为单端信号的情况下，第一开关设置于收发器210的第一发送器输出端与第一定向耦合器之间；第二开关设置于收发器210的第二发送器输出端与地之间。

在传输的信号为差分信号的情况下，第一开关设置于收发器210的第一发送器输出端与第一定向耦合器之间；第二开关设置于收发器210的第二发送器输出端与第二定向耦合器之间。

可选地，该装置还包括第一电阻、第二电阻和电源；

其中，第一电阻的一端接于第一开关与第一定向耦合器之间，另一端接电源的正极；第二电阻的一端接于第二开关与第二定向耦合器或地之间，另一端接电源的正极；电源的负极接地。

具体地，该装置可以通过接入电源和电阻，来为收发器210的发送器输出端供电。其中，接入的电阻可以包括第一电阻和第二电阻。

在传输的信号为单端信号的情况下，第一电阻的一端接于第一开关与第一定向耦合器之间，另一端接电源的正极；第二电阻的一端接于第二开关与第二定向耦合器之间，另一端接电源的正极；电源的负极接地。

在传输的信号为差分信号的情况下，第一电阻的一端接于第一开关与第一定向耦合器之间，另一端接电源的正极；第二电阻的一端接于第二开关与地之间，另一端接电源的正极；电源的负极接地。

在开关与定向耦合器之间采用接入电阻和电源的方式，可以通过信号线来为收发器210的发送器输出端来供电，从而简化了布线。

可选地，收发器210的第一接收器输入端口和第一电阻间设有第三电容；收发器210的第二接收器输入端口和第二电阻间设有第四电容。

具体地，可以在收发器210的第一接收器输入端口和第一电阻间设置第三电容，在收发器210的第二接收器输入端口和第二电阻间设置第四电容。设置的第三电容和第四电容用于隔直流。

以下通过具体应用场景中的实施例对本发明提供的实现高速串行数据传输的装置进行进一步阐述。

实施例一：图6为本发明提供的差分线缆组网的示意图之一，如图6所示，该分支电路的发送通路和接收通路的流程如下：

（1）发送通路

1、数字控制模块端口1和端口2发送高速差分串行基带数据，端口1为差分p端，端口2为差分n端。

2、收发器TR11模块端口1和端口2接收高速差分串行基带数据，端口1接数字控制模块端口1，端口2接数字控制模块端口2。

3、收发器TR11模块端口5和端口6分别连接开关T1和T2（发送时开关导通，接收时开关断开），发送高速差分串行基带数据到变压器T11的端口1和端口2。

4、负载电阻R11和R12分别连接变压器T11的端口1和端口2，R11与R12的公共端接电源电压VDC11为发送器提供电压。

5、变压器T11的端口3和端口4通过线缆L11/L12连接到定向耦合器D11/D12的3端口。定向耦合器D11由变压器T12、变压器T13和连接变压器T12的电阻R1组成；定向耦合器D12由变压器T14、变压器T15和连接变压器T14的电阻R2组成。

6、定向耦合器D11/D12的1端口接总线BUS_P/BUS_N的输入端，定向耦合器D11/D12的2端口接总线BUS_P/BUS_N的输出端。

7、将高速差分串行基带数据发送到定向耦合器D11/D12的1端口。

（2）接收通路

1、数字控制模块端口3和端口4接收高速差分串行基带数据，端口3为差分p端，端口4为差分n端。

2、收发器TR11模块端口3和端口4发送高速差分串行基带数据，端口3接数字控制模块端口3，端口4接数字控制模块端口4。

3、收发器TR11模块端口7和端口8连接隔直电容C11和C12，接收来自变压器T11端口1和端口2的高速差分串行基带数据。

4、变压器T11的端口3和端口4通过线缆L11/L12连接到定向耦合器D11/D12的3端口。

5、接收定向耦合器D11/D12的1端口处总线BUS_P/BUS_N的高速差分串行基带数据。

实施例二：图7为本发明提供的差分线缆组网的示意图之二，如图7所示，该分支电路的发送通路和接收通路的流程可参见实施例一，区别仅在于将变压器T11换成了隔直电容C01和C02。

实施例三：图8为本发明提供的单端线缆组网的示意图，如图8所示，该分支电路的发送通路和接收通路的流程如下：

（1）发送通路

1、数字控制模块端口1和端口2发送高速差分串行基带数据，端口1为差分p端，端口2为差分n端。

2、收发器TR21模块端口1和端口2接收高速差分串行基带数据，端口1接数字控制模块端口1，端口2接数字控制模块端口2。

3、收发器TR21模块端口5和端口6分别连接开关T1和T2（发送时开关导通，接收时开关断开），发送高速差分串行基带数据到变压器T21的端口1和端口2。

4、负载电阻R21和R22分别连接变压器T21的端口1和端口2，R21与R22的公共端接电源电压VDC21为发送器提供电压。

5、变压器T21的端口3通过线缆L21连接到定向耦合器D2的3端口。变压器T21的端口4接地。定向耦合器D2由变压器T22、变压器T23和连接变压器T22的电阻R1组成。

6、定向耦合器D2的1端口接总线BUS的输入端，定向耦合器D2的2端口接总线BUS的输出端。

7、将高速差分串行基带数据经过差分转单端发送到定向耦合器D2的1端口。

（2）接收通路

1、数字控制模块端口3和端口4接收高速差分串行基带数据，端口3为差分p端，端口4为差分n端。

2、收发器TR21模块端口3和端口4发送高速差分串行基带数据，端口3接数字控制模块端口3，端口4接数字控制模块端口4。

3、收发器TR21模块端口7和端口8连接隔直电容C21和C22，接收来自变压器T21端口1和端口2的高速差分串行基带数据。

4、变压器T21的端口3通过线缆L21连接到定向耦合器D2的3端口。

5、接收定向耦合器D2的1端口处总线BUS的高速单端串行基带数据。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：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)

1.一种实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，包括：

数字控制模块、收发器和定向耦合器模块；

其中，所述收发器连接所述数字控制模块；

所述定向耦合器模块设于所述收发器和总线之间，用于所述收发器与所述总线之间传输基带数据。

2.根据权利要求1所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，所述定向耦合器模块包括一个或多个定向耦合器；

每个所述定向耦合器的第一端口和第二端口连接总线，第三端口连接所述收发器，第四端口接地。

3.根据权利要求2所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，在所述定向耦合器模块包括一个定向耦合器的情况下，所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接，所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口接地。

4.根据权利要求2所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，在所述定向耦合器模块包括两个定向耦合器的情况下，所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口均与第一定向耦合器的第三端口连接；所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口均与第二定向耦合器的第三端口连接；

所述第一定向耦合器的第一端口和第二端口连接第一总线；所述第二定向耦合器的第一端口和第二端口连接第二总线。

5.根据权利要求3或4所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，所述装置还包括第一变压器；

其中，所述第一变压器的第一端口连接所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口；所述第一变压器的第二端口连接所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口；所述第一变压器的第三端口连接所述第一定向耦合器的第三端口；所述第一变压器的第四端口连接第二定向耦合器的第三端口或接地。

6.根据权利要求3或4所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，所述装置还包括一个或两个电容；

在所述装置包括一个电容的情况下，第一电容的一端连接所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口，另一端连接所述第一定向耦合器的第三端口；

在所述装置包括两个电容的情况下，第一电容的一端连接所述收发器的第一发送器输出端口和所述收发器的第一接收器输入端口，另一端连接所述第一定向耦合器的第三端口；第二电容的一端连接所述收发器的第二发送器输出端口和所述收发器的第二接收器输入端口，另一端连接第二定向耦合器的第三端口。

7.根据权利要求3或4所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，所述收发器的第一发送器输出端与所述第一定向耦合器之间设有第一开关；所述收发器的第二发送器输出端与第二定向耦合器或地之间设有第二开关；所述第一开关和所述第二开关在所述收发器向所述总线发送基带数据时导通，在所述收发器接收所述总线上的基带数据时断开。

8.根据权利要求7所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，所述装置还包括第一电阻、第二电阻和电源；

其中，所述第一电阻的一端接于所述第一开关与所述第一定向耦合器之间，另一端接所述电源的正极；所述第二电阻的一端接于所述第二开关与所述第二定向耦合器或地之间，另一端接所述电源的正极；所述电源的负极接地。

9.根据权利要求8所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，所述收发器的第一接收器输入端口和所述第一电阻间设有第三电容；所述收发器的第二接收器输入端口和所述第二电阻间设有第四电容。

10.根据权利要求2所述的实现高速串行数据传输的装置，其特征在于，任一所述定向耦合器包括第二变压器、第三变压器和第三电阻；

其中，所述第二变压器包括第一线圈和第二线圈，所述第三变压器包括第三线圈和第四线圈；

所述第一线圈的两端分别与所述定向耦合器的第一端口和第二端口连接；所述第二线圈的两端分别与所述定向耦合器的第三端口和第四端口连接；所述第三线圈的两端分别与所述定向耦合器的第一端口和第四端口连接；所述第四线圈的两端分别与所述定向耦合器的第三端口和所述第三电阻连接；所述第三电阻与所述定向耦合器的第四端口连接。

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