CN116781107A - 车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置，涉及以太网通信技术领域，包括：第一阻抗回路，第一阻抗回路的线缆接线端连接同轴线缆，第一阻抗回路的芯片接线端连接车载以太网芯片的第一信号输出端；车载以太网芯片的第一信号输入端和第一信号输出端之间连接有第一芯片电阻，第一阻抗回路的阻抗值和第一芯片电阻的阻值之和等于同轴线缆的等效电阻值；第二阻抗回路，第二阻抗回路的线缆接线端接地，第二阻抗回路的芯片接线端连接车载以太网芯片的第二信号输出端。有益效果是通过在车载以太网芯片和同轴线缆之间设置阻抗变换装置，使得同轴线缆也能够进行千兆以太网信号传输，扩大以太网芯片的应用场景。
Description
技术领域
本发明涉及以太网通信技术领域，尤其涉及车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置。
背景技术
同轴线缆主要用于传输视频信号和传输数据信号传输。其中通过75ohm同轴线缆传输电视信号是一种典型应用；但是由于基础建设跟不上，在中国的很多地区依旧在使用同轴线缆进行电视信号传输，而没有使用千兆光纤；
目前的千兆以太网芯片无法适配同轴线缆，所以需要一种阻抗变换装置连接同轴线缆，使得通过同轴线缆也能够实现千兆以太网的信号传输。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置，包括：
第一阻抗回路，所述第一阻抗回路的线缆接线端连接所述同轴线缆，所述第一阻抗回路的芯片接线端连接所述车载以太网芯片的第一信号输出端；
所述车载以太网芯片的第一信号输入端和第一信号输出端之间连接有第一芯片电阻，所述第一阻抗回路的阻抗值和所述第一芯片电阻的阻值之和等于所述同轴线缆的等效电阻值；
第二阻抗回路，所述第二阻抗回路的线缆接线端接地，所述第二阻抗回路的芯片接线端连接所述车载以太网芯片的第二信号输出端。
优选的，所述第一阻抗回路包括：
第一电阻，所述第一电阻的一端连接第一隔直电容的一端；
所述第一电阻的另一端作为所述第一阻抗回路的芯片接线端；
所述第一隔直电容的另一端作为所述第一阻抗回路的线缆接线端。
优选的，所述第二阻抗回路包括：
第二电阻，所述第二电阻的一端连接第二隔直电容的一端；
所述第二电阻的另一端作为所述第二阻抗回路的芯片接线端；
所述第二隔直电容的另一端作为所述第二阻抗回路的线缆接线端。
优选的，所述第二阻抗回路包括：
第三隔直电容，所述第三隔直电容的一端作为所述第二阻抗回路的线缆接线端连接第三电阻，所述第三电阻的另一端接地；
所述第三隔直电容的另一端作为所述第二阻抗回路的芯片接线端。
优选的，所述车载以太网芯片包括：
第一芯片电阻，连接在第一信号输入端和第一信号输出端之间；
第二芯片电阻，连接在第二信号输入端和第二信号输出端之间；
第一混合电路，连接在第一信号输入端和第二信号输出端之间，用于所述第一信号输入端和所述第二信号输出端间的回声消除；
第二混合电路，连接在第二信号输入端和第一信号输出端之间，用于所述第二信号输入端和所述第一信号输出端间的回声消除。
优选的，所述第一混合电路包括：
第一消声电阻，所述第一消声电阻的一端连接第二消声电阻的一端；
所述第一消声电阻的另一端连接所述第一信号输入端，所述第二消声电阻的另一端连接所述第一信号输出端。
优选的，所述第二混合电路包括：
第三消声电阻，所述第三消声电阻的一端连接第四消声电阻的一端；
所述第三消声电阻的另一端连接所述第一信号输入端，所述第四消声电阻的另一端连接所述第二信号输出端。
优选的，所述车载以太网芯片、所述第一阻抗回路和所述第二阻抗回路集成于同一块电路板上。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在车载以太网芯片和同轴线缆之间设置阻抗变换装置，使得同轴线缆也能够进行千兆以太网信号传输。
附图说明
图1为现有技术中车载以太网芯片连接双绞线的结构示意图；
图2为本发明的较佳的实施例中，车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置的结构示意图；
图3为本发明的较佳的实施例中，另一种车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置，包括：
第一阻抗回路1，第一阻抗回路1的线缆接线端连接同轴线缆3，第一阻抗回路1的芯片接线端连接车载以太网芯片4的第一信号输出端；
车载以太网芯片4的第一信号输入端和第一信号输出端之间连接有第一芯片电阻R10，第一阻抗回路1的阻抗值和第一芯片电阻R10的阻值之和等于同轴线缆3的等效电阻值；
第二阻抗回路2，第二阻抗回路2的线缆接线端接地，第二阻抗回路2的芯片接线端连接车载以太网芯片4的第二信号输出端。
本发明的较佳的实施例中，第一阻抗回路1包括：
第一电阻R1，第一电阻R1的一端连接第一隔直电容C1的一端；
第一电阻R1的另一端作为第一阻抗回路1的芯片接线端；
第一隔直电容C1的另一端作为第一阻抗回路1的线缆接线端。
本发明的较佳的实施例中，第二阻抗回路2包括：
第二电阻R2，第二电阻R2的一端连接第二隔直电容C2的一端；
第二电阻R2的另一端作为第二阻抗回路2的芯片接线端；
第二隔直电容C2的另一端作为第二阻抗回路2的线缆接线端。
本发明的较佳的实施例中，同轴线缆4的阻值为75ohm,第一电阻R1的阻值为25ohm，第一隔直电容C1为100nf,第二电阻R2的阻值为30ohm，第二隔直电容C2为100nf。
本发明的较佳的实施例中，车载以太网芯片4包括：
第一芯片电阻R10，连接在第一信号输入端drvp和第一信号输出端outp之间；
第二芯片电阻R11，连接在第二信号输入端drvn和第二信号输出端outn之间；
第一混合电路hybp，连接在第一信号输入端drvp和第二信号输出端outn之间，用于第一信号输入端drvn和第二信号输出端outn间的回声消除；
第二混合电路hybn，连接在第二信号输入端drvn和第一信号输出端outp之间，用于第二信号输入端drvn和第一信号输出端outp间的回声消除。
本发明的较佳的实施例中，第一混合电路hybp包括：
第一消声电阻R21，第一消声电阻R21的一端连接第二消声电阻R22的一端；
第一消声电阻R21的另一端连接第一信号输入端drvp，第二消声电阻R22的另一端连接第一信号输出端outp。
本发明的较佳的实施例中，第二混合电路hybn包括：
第三消声电阻R23，第三消声电阻R23的一端连接第四消声电阻R24的一端；
第三消声电阻R23的另一端连接第一信号输入端drvp，第四消声电阻R24的另一端连接第二信号输出端outn。
具体的，本实施例中，如图1所示，为现有技术中车载以太网芯片连接双绞线进行信号传输时的结构示意图，图中包括3部分结构，左侧为车载以太网芯片，最右侧连接双绞线，在他们之间通过两个隔直电容连接，在车载以太网芯片中设置有hybrid电路(混合电路)进行回声消除从而实现千兆以太网全双工通信，实现在双绞线上可以同时进行信号收发；
在图1中，双绞线中每条信号线都为50ohm，在车载以太网芯片的信号输出端和信号输入端之间(包括p端和n端，第一信号输出端和第二信号输出端分别用outp和outn表示，第一信号输入端和第二信号输出入端分别用drvp和drvn表示)都连接有50ohm的电阻，此时车载以太网芯片和对端阻抗匹配，在车载以太网芯片中设置有混合(hybrid)电路(对应n端和p端分别为第一混合电路和第二混合电路用hybp和hybn表示)用于实现回声消除，使得车载以太网芯片能够在同一条双绞线上同时收发信号，实现千兆以太网全双工通信，此处的混合电路为以太网通信领域的常规技术手段，具体实现原理此处不再赘述。
而本发明提供的阻抗变换装置，连接在同轴线缆4和车载以太网芯片之间，使得同轴线缆4也能够实现千兆以太网信号传输，如图2所示，在芯片的outp和outn之后连接阻抗变换装置，包括第一阻抗回路1(第一电阻R1和第一隔直电容C1)、第二阻抗回路2(第二电阻R2和第二隔直电容C2)，两条阻抗回路分别对应连接outp和outn，第一阻抗回路1连接同轴线缆4，第二阻抗回路2接虚地，在本实施例中的同轴线缆为75ohm同轴线缆4(传统家用电视传输信号采用的闭路线)；
具体的，第一电阻R1为25ohm，在drvp和outp之间连接有50ohm的第一芯片电阻R11，此时对于第一阻抗回路1，第一芯片电阻R11的阻值(50ohm)+第一电阻R1的阻值(25ohm)＝同轴线缆4的阻值(75ohm)，此时实现了车载以太网芯片和对端(此处为75ohm同轴线缆)的阻抗匹配，但是破坏了第一阻抗回路1对应的hybp电路回声消除效果；
为此，本实施例中，将第二电阻R2的阻值设置为30ohm，芯片中的drvp和drvn分别连接有运放器，运放器通过drvp和drvn向外部发射信号，假设运放器发射的信号幅值为1，那么此时drvp的幅值为1，此处outp处的幅值由于第一电阻R1、第一芯片电阻R11和同轴线缆4的分压，幅值为(即，/>)，dvrn与drvp为反向所以幅值为-1,outn的幅值同理可以计算出为/>(即，/>)，hybp电路中在drvp和outn之间连接有第一消声电阻R21和第二消声电阻R22，两个消声电阻的阻值比为R21＝2*R22(且远远大于50ohm)，分压比为2：1，本实施例中第一消声电阻R21和第二消声电阻R22的阻值以采用4Kohm和2Kohm为例，所以hybp中的信号幅值为/>hybn电路中在drvn和outp之间也连接有第三消声电阻R23和第四消声电阻R24，两个消声电阻的阻值比为R23＝2*R24(且远远大于50ohm),分压比为2：1,本实施例中第三消声电阻R23和第四消声电阻R24的阻值以采用4Kohm和2Kohm为例，所以hybn电路中的信号幅值为/>此时在hybn和hybp之间的信号幅值差(即未消除的信号的幅值)为/>可以看出和运放器发射的信号幅值1之间有接近50倍的差距，可以忽略不计，所以通过本发明提供的阻抗变换装置连接在车载以太网芯片和75ohm同轴线缆之间可以使车载以太网芯片也能够适配同轴线缆信号传输，实现和双绞线相同的千兆以太网信号传输效果，从而使得千兆以太网信号传输技术能够覆盖更多的地区。
对于不同的车载以太网芯片、不同的同轴线缆，本实施例中的阻抗变换装置中的第一电阻的第二电阻的阻值需要通过计算后调整，使得hybp和hybn之间的信号幅值差尽量小，以达到最好的以太网通信效果。
具体的，如图3所示，本实施例中还可以将第二阻抗回路2中的电阻R2接在隔直电容C2靠近同轴线缆A4的一侧，设于阻抗变换装置内或外都是可以采用的方式。
本发明的较佳的实施例中，车载以太网芯片、第一阻抗回路1和第二阻抗回路2集成于同一块电路板上。
具体的，车载以太网芯片、第一阻抗回路1和第二阻抗回路2集成于同一块电路板上，可以通过在传统双绞线实现以太网通信的电路板上增加本发明的阻抗变换装置连接车载以太网芯片的两个信号输出端和同轴线缆，根据用户需求选择双绞线通信或同轴线缆通信。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.车载千兆以太网芯片适配同轴线缆传输的阻抗变换装置，其特征在于，包括：
第一阻抗回路，所述第一阻抗回路的线缆接线端连接所述同轴线缆，所述第一阻抗回路的芯片接线端连接所述车载以太网芯片的第一信号输出端；
所述车载以太网芯片的第一信号输入端和第一信号输出端之间连接有第一芯片电阻，所述第一阻抗回路的阻抗值和所述第一芯片电阻的阻值之和等于所述同轴线缆的等效电阻值；
第二阻抗回路，所述第二阻抗回路的线缆接线端接地，所述第二阻抗回路的芯片接线端连接所述车载以太网芯片的第二信号输出端。
2.根据权利要求1所述的阻抗变换装置，其特征在于，所述第一阻抗回路包括：
第一电阻，所述第一电阻的一端连接第一隔直电容的一端；
所述第一电阻的另一端作为所述第一阻抗回路的芯片接线端；
所述第一隔直电容的另一端作为所述第一阻抗回路的线缆接线端。
3.根据权利要求1所述的阻抗变换装置，其特征在于，所述第二阻抗回路包括：
第二电阻，所述第二电阻的一端连接第二隔直电容的一端；
所述第二电阻的另一端作为所述第二阻抗回路的芯片接线端；
所述第二隔直电容的另一端作为所述第二阻抗回路的线缆接线端。
4.根据权利要求1所述的阻抗变换装置，其特征在于，所述第二阻抗回路包括：
第三隔直电容，所述第三隔直电容的一端作为所述第二阻抗回路的线缆接线端连接第三电阻，所述第三电阻的另一端接地；
所述第三隔直电容的另一端作为所述第二阻抗回路的芯片接线端。
5.根据权利要求1所述的阻抗变换装置，其特征在于，所述车载以太网芯片包括：
第一芯片电阻，连接在第一信号输入端和第一信号输出端之间；
第二芯片电阻，连接在第二信号输入端和第二信号输出端之间；
第一混合电路，连接在第一信号输入端和第二信号输出端之间，用于所述第一信号输入端和所述第二信号输出端间的回声消除；
第二混合电路，连接在第二信号输入端和第一信号输出端之间，用于所述第二信号输入端和所述第一信号输出端间的回声消除。
6.根据权利要求5所述的阻抗变换装置，其特征在于，所述第一混合电路包括：
第一消声电阻，所述第一消声电阻的一端连接第二消声电阻的一端；
所述第一消声电阻的另一端连接所述第一信号输入端，所述第二消声电阻的另一端连接所述第一信号输出端。
7.根据权利要求5所述的阻抗变换装置，其特征在于，所述第二混合电路包括：
第三消声电阻，所述第三消声电阻的一端连接第四消声电阻的一端；
所述第三消声电阻的另一端连接所述第一信号输入端，所述第四消声电阻的另一端连接所述第二信号输出端。
8.根据权利要求1所述的阻抗变换装置，其特征在于，所述车载以太网芯片、所述第一阻抗回路和所述第二阻抗回路集成于同一块电路板上。
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