CN217116088U - 用于以太网的传输电路 - Google Patents

用于以太网的传输电路 Download PDF

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Abstract

一种用于以太网的传输电路，包含四个子电路。各子电路皆耦接于以太网物理层设备和以太网连接设备之间，且皆用以传输以太网的一对差模信号。各子电路皆包含二极管电桥、第一电容器及第二电容器。于各子电路中，二极管电桥的第一输入端和第二输入端皆耦接于以太网连接设备。第一电容器耦接于第一输入端和以太网物理层设备之间。第二电容器耦接于第二输入端和以太网连接设备之间。传输电路还包含第三电容器及第四电容器。第三电容器耦接于接地端和各二极管电桥的正极输出端。第四电容器耦接于接地端和各二极管电桥的负极输出端。

Description

用于以太网的传输电路
技术领域
本实用新型涉及一种用于以太网的传输电路。更具体而言，本实用新型的以太网传输电路可取代传统的以太网变压器，并且为以太网的传输提供信号耦合、直流隔离及突波保护的功能。
背景技术
传统用于以太网的网络变压器(下简称为“以太网变压器”)包含具中心抽头的变压器，故须通过人工绕线的方式进行生产，这造成其对于产能变化的适应能力较差，且生产成本相对高昂。此外，传统的以太网变压器也不具突波保护的功能，这造成以太网系统在易遭突波干扰(例如：雷击、产生静电或同电路中其他负载的电源的开关动作)的环境中时常无法有效地运作，致使以太网服务不得不中断。有鉴于此，如何提供一种可以自动化的方式生产且具突波保护能力的以太网传输电路，以取代传统的以太网变压器，实为本实用新型所属技术领域中亟待解决的一项问题。
实用新型内容
为了解决至少上述的问题，本实用新型公开一种用于以太网的传输电路。该传输电路包含四个传输子电路。各该传输子电路皆耦接于一以太网物理层设备和一以太网连接设备之间，且各该传输子电路皆用以传输以太网的一对差模信号。各该传输子电路皆包含二极管电桥、第一电容器及第二电容器。于各传输子电路中，该二极管电桥的一第一输入端和一第二输入端皆耦接于该以太网连接设备。该第一电容器耦接于该第一输入端和该以太网物理层设备之间。该第二电容器耦接于该第二输入端和该以太网连接设备之间。该传输电路还包含一第三电容器以及一第四电容器。该第三电容器耦接于一接地端和各该二极管电桥的一正极输出端。该第四电容器耦接于该接地端和各该二极管电桥的一负极输出端。
作为本实用新型的进一步改进，还包含：
第一二极管，与所述第三电容器并联，且所述第一二极管的阳极耦接于各所述二极管电桥的所述正极输出端，所述第一二极管的阴极耦接于所述接地端；以及
第二二极管，与所述第四电容器并联，且所述第二二极管的阴极耦接于各所述二极管电桥的所述负极输出端，所述第二二极管的阳极耦接于所述接地端。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一二极管的电容值和所述第二二极管的电容值各自介于1皮法至1000皮法之间。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一二极管和所述第二二极管是属于同一封装内的两个二极管。
作为本实用新型的进一步改进，各所述传输子电路中的所述第一电容器和所述第二电容器的电容值各自介于50纳法至1微法之间。
作为本实用新型的进一步改进，所述第三电容器和所述第四电容器的电容值各自介于1纳法至1微法之间。
作为本实用新型的进一步改进，各所述传输子电路还包含共模电感器，所述共模电感器包含第一线圈和第二线圈，所述第一线圈耦接于所述第一电容器和所述第一输入端之间，所述第二线圈耦接于所述第二电容器和所述第二输入端之间。
作为本实用新型的进一步改进，各所述传输子电路中的所述共模电感器的电感值各自介于10纳亨至5微亨之间。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型中用于以太网的传输电路不需通过人工绕线等方式来进行生产，具有可自动化生产的结构，且可提供以太网传输所需的信号耦合、直流隔离、突波保护等功能；因此，本实用新型的以太网传输电路有能力取代传统的以太网变压器，并且为以太网的传输提供更高的环境适应能力。
在参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域技术人员便可了解本实用新型的主要目的、技术手段和实施方案。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，其中：
图1是本实用新型的用于以太网的传输电路的一种实施情况的示意图；
图2是本实用新型的传输电路的另一种实施情况的示意图；
图3是本实用新型的传输电路的另一种实施情况的示意图；以及
图4是本实用新型的传输电路的另一种实施情况的示意图。
附图标号说明：
1、2、3、4：传输电路
11、12、13、14、21、22、23、24：传输子电路
E1：以太网物理层设备
E2：以太网连接设备
C1、C2、C11、C12：电容器
CL1、CL2：线圈
CM1：共模电感器
DB1：二极管电桥
G1：接地端
IP1、IP2：输入端
L1、L2：二极管
ON1：负极输出端
OP1：正极输出端
具体实施方式
以下的实施例用以举例说明本实用新型的技术内容，并非用以限制本实用新型的范围。需说明，在以下实施例及附图中，与本实用新型无关的元件已省略而未示出，且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际的比例。在本文中，附加在部份元件前的＂第一＂、＂第二＂、＂第三＂、＂第四＂等用语仅是为了区隔各元件，而非用于限制各元件间的顺序关系。
图1是本实用新型的以太网传输电路的一种实施情况的示意图。参照图1，用于以太网的一传输电路1基本上可包含四组传输子电路11、12、13、14。由于以太网信号源的八个信号可被均分为四个差模信号对，故传输子电路11、12、13、14可分别对应至该以太网信号源的该四个差模信号对其中之一。传输子电路11、12、13、14的结构实质相同，且各自的输入和输出类型也相仿。因此，基于说明简化的原则，本文中仅以传输子电路11为示例来进行说明，但本领域中的技术人员可根据针对传输子电路11的叙述而理解传输子电路12、13、14中的相应结构、功能和各元件适用的参数/设定值。
传输子电路11可处理在一以太网物理(PHY)层设备E1和一以太网连接器E2之间传输的一组以太网信号。以太网连接器E2可以是具有RJ-45或8P8C接口的以太网连接器。由于传输子电路12、13、14和传输子电路11的结构实质相同，故本领域中的技术人员可根据针对传输子电路11的叙述内容而理解传输子电路12、13、14如何通过和传输子电路11相同的运作方式而处理以太网物理层设备E1和以太网连接器E2之间的另外三组以太网信号，相同的细节于此将不再赘述。
传输子电路11可包含一电容器C11和一电容器C12。电容器C11和电容器C12可耦接于以太网物理层设备E1。电容器C11和电容器C12可用于为传输子电路11提供直流隔离与信号耦合的功能。在某些实施例中，电容器C11的电容值和电容器C12的电容值可各自位于50纳法(nF)至1微法(uF)之间。由于传输子电路11、12、13、14的结构可实质相同，故传输子电路12、13、14中相应的电容器亦可具有相同的取值范围。
传输子电路11还可包含一二极管电桥DB1。电容器C11可耦接于二极管电桥DB1的一输入端IP1，而电容器C12可耦接于二极管电桥DB1的另一输入端IP2。二极管电桥DB1的输入端IP1和输入端IP2皆可耦接于以太网连接器E2。由于二极管电桥DB1当中具有寄生电容(parasitic capacitance)，故也可满足在特定频率下提供对地的特定阻抗的需求，因而可取代传统网络变压器中的电感类元件。此外，由于二极管电桥DB1属半导体元件，故相较于传统网络变压器中容差值(tolerance)较高的电感类元件，其具有不需反复微调(finetuning)的优点。
传输电路1还可包含一电容器C1和一电容器C2。二极管电桥DB1的正极输出端(亦即，输出恒为正电流的一端)和传输子电路12、13、14中相应的二极管电桥的正极输出端皆可耦接于电容器C1。二极管电桥DB1的负极输出端(亦即，输出恒为负电流的一端)和传输子电路12、13、14中相应的二极管电桥的负极输出端皆可耦接于电容器C2。电容器C1和电容器C2皆可耦接于一接地端G1。电容器C1和电容器C2可为传输电路1提供对地隔离的效果，以避免来自地面端的杂讯传回至信号线上。
在某些实施例中，接地端G1可以是机壳接地(chassis ground)的形式。在某些实施例中，电容器C1和电容器C2的电容值可各自介于1纳法至1微法之间。
图2是本实用新型的传输电路的另一种实施情况的示意图，其是由图1所示的传输电路1所衍生而成。同时参照图1和图2，用于以太网的一传输电路2可同样包含传输子电路11、12、13、14，且各传输子电路的元件组成以及各传输子电路与以太网物理层设备E1及以太网连接设备E2之间的连接关系皆可与传输电路1相同，二者间的差异在于，传输电路2还可进一步包含二极管L1和二极管L2。
二极管L1可与电容器C1并联，且二极管L1的阳极可耦接于二极管电桥DB1的正极输出端OP1以及传输子电路12、13、14中相应的二极管电桥的正极输出端。二极管L1的阴极可耦接于接地端G1。相似地，二极管L2可与电容器C2并联，且二极管L2的阴极可耦接于二极管电桥DB1的负极输出端OP1以及传输子电路12、13、14中相应的二极管电桥的负极输出端，且二极管L2的阳极可耦接于接地端G1。在某些实施例中，二极管L1和二极管L2的电容值各自可介于1皮法至1000皮法之间。在某些实施例中，二极管L1和二极管L2可以是属于同一封装内的两个二极管。
各传输子电路中的二极管电桥与电容器C1、C2及二极管L1、L2的组合可为传输电路2提供共模滤波保护及阻抗匹配的功效。具体而言，可通过调整二极管L1、L2和电容器C1、C2的电容值而获得合适的差模阻抗，并且可降低其他的传输通道对传输电路2所产生的信号串扰(crosstalk)。
图3是本实用新型的传输电路的另一种实施情况的示意图，其是由图1所示的传输电路1所衍生而成。同时参照图1和图3，用于以太网的一传输电路3可包含四个传输子电路21、22、23、24以及电容器C1、C2，且和传输电路1中的情形类似，传输子电路21、22、23、24的结构实质相同，且各自的输入和输出类型也相仿，故本文仅针对传输子电路21的结构进行详述，本领域中的技术人员可根据关于传输子电路21的叙述而清楚得知传输子电路22、23、24的相应结构和连接配置。
如同传输子电路11，传输子电路21也可包含电容器C11、电容器C12、二极管电桥DB1、电容器C1、电容器C2。传输子电路21和传输子电路11不同之处在于，其还可包含一共模电感器CM1。共模电感器CM1可包含线圈CL1和线圈CL2，线圈CL1可耦接于电容器C11和二极管电桥DB1的输入端IP1之间，而线圈CL2可耦接于电容器C12和二极管电桥DB1的输入端IP2之间。换言之，在传输子电路21中，电容器C11可以是经由线圈CL1而耦接于输入端IP1，而电容器C12可以是经由线圈CL2而耦接于输入端IP2。共模电感器CM1还可包含一磁芯，且线圈CL1和线圈CL2是通过缠绕该磁芯而形成一共模电感器。
各传输子电路中的共模电感器(例如：传输子电路21中的共模电感器CM1)可为传输电路3提供额外的共模滤波保护功效。在某些实施例中，各传输子电路中的共模电感器的电感值各自可介于10纳亨(nH)至5微亨(uH)之间。
图4是本实用新型的传输电路的另一种实施情况的示意图，其是由图2和图3所示的传输电路2和传输电路3所共同衍生而成。同时参照图2、图3、图4，用于以太网的一传输电路4除了可包含由传输电路2和传输电路3所共有的电容器C1、C2之外，还可包含传输电路2中的二极管L1、L2以及传输电路3中的传输子电路21、22、23、24，亦即，传输电路4结合了传输电路2和传输电路3的特点。藉此设计，相较于传输电路2和传输电路3而言，传输电路4兼具二者的优点以提供更进一步的共模滤波保护及阻抗匹配的功效。由于本领域中的技术人员可根据关于传输电路3的叙述内容而了解传输电路4中的传输子电路21、22、23、24的具体构造，故不赘述。
类似于传输电路2和传输电路3，在传输电路4中，二极管L1可与电容器C1并联，且二极管L1的阳极可耦接于传输子电路21的二极管电桥DB1的正极输出端OP1以及传输子电路22、23、24中相应的二极管电桥的正极输出端。二极管L1的阴极可耦接于接地端G1。相似地，二极管L2可与电容器C2并联，且二极管L2的阴极可耦接于传输子电路21的二极管电桥DB1的负极输出端OP1以及传输子电路22、23、24中相应的二极管电桥的负极输出端，且二极管L2的阳极可耦接于接地端G1。在某些实施例中，二极管L1和二极管L2的电容值各自可介于1皮法至1000皮法之间。在某些实施例中，二极管L1和二极管L2可以是属于同一封装内的两个二极管。
综上所述，本实用新型中用于以太网的传输电路1、2、3、4不需通过人工绕线等方式来进行生产，具有可自动化生产的结构，且可提供以太网传输所需的信号耦合、直流隔离、突波保护等功能。因此，本实用新型的以太网传输电路确实有能力取代传统的以太网变压器，并且为以太网的传输提供更高的环境适应能力。
上述的实施例仅用来例举本实用新型的实施方案及阐释本实用新型的技术特征，并非用来限制本实用新型的保护范围。任何可由本领域中的技术人员轻易完成的改变或均等性的安排均属本实用新型所主张的范围，本实用新型请求保护的范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种用于以太网的传输电路，其特征在于，包含：
四个传输子电路，各所述传输子电路皆耦接于以太网物理层设备和以太网连接设备之间，各所述传输子电路皆用以传输以太网的一对差模信号，且各所述传输子电路皆包含：
二极管电桥，所述二极管电桥的第一输入端和第二输入端皆耦接于所述以太网连接设备；
第一电容器，耦接于所述第一输入端和所述以太网物理层设备之间；
第二电容器，耦接于所述第二输入端和所述以太网连接设备之间；
第三电容器，耦接于接地端和各所述二极管电桥的正极输出端；以及
第四电容器，耦接于所述接地端和各所述二极管电桥的负极输出端。
2.如权利要求1所述的传输电路，其特征在于，还包含：
第一二极管，与所述第三电容器并联，且所述第一二极管的阳极耦接于各所述二极管电桥的所述正极输出端，所述第一二极管的阴极耦接于所述接地端；以及
第二二极管，与所述第四电容器并联，且所述第二二极管的阴极耦接于各所述二极管电桥的所述负极输出端，所述第二二极管的阳极耦接于所述接地端。
3.如权利要求2所述的传输电路，其特征在于，所述第一二极管的电容值和所述第二二极管的电容值各自介于1皮法至1000皮法之间。
4.如权利要求2所述的传输电路，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管是属于同一封装内的两个二极管。
5.如权利要求1所述的传输电路，其特征在于，各所述传输子电路中的所述第一电容器和所述第二电容器的电容值各自介于50纳法至1微法之间。
6.如权利要求1所述的传输电路，其特征在于，所述第三电容器和所述第四电容器的电容值各自介于1纳法至1微法之间。
7.如权利要求1或2所述的传输电路，其特征在于，各所述传输子电路还包含共模电感器，所述共模电感器包含第一线圈和第二线圈，所述第一线圈耦接于所述第一电容器和所述第一输入端之间，所述第二线圈耦接于所述第二电容器和所述第二输入端之间。
8.如权利要求7所述的传输电路，其特征在于，各所述传输子电路中的所述共模电感器的电感值各自介于10纳亨至5微亨之间。
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