DE102014005448A1

DE102014005448A1 - Device for broadband symmetric transmission of differential signals

Info

Publication number: DE102014005448A1
Application number: DE102014005448.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Buntz; Helmut Leier; Matthias Spägele; Thilo Streichert
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-04-12
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung (ÜV) zur breitbandigen symmetrischen Übertragung differenzieller Signale. Die Übertragungsvorrichtung (ÜV) umfasst eine erste Gleichtaktdrossel (D1) mit Gleichtaktunterdrückung in einem unteren Übertragungsband und eine zweite Gleichtaktdrossel (D2) mit Gleichtaktunterdrückung in einem oberen Übertragungsband. Die erste Gleichtaktdrossel (D1) und die zweite Gleichtaktdrossel (D2) sind zwischen einem Eingangstor (E) und einem Ausgangstor (A) in Reihenschaltung angeordnet. Das untere und das obere Übertragungsband der Gleichtaktdrosseln (D1, D2) grenzen aneinander oder überlappen sich.The invention relates to a transmission device (ÜV) for broadband symmetric transmission of differential signals. The transmission device (ÜV) comprises a first common mode choke (D1) with common mode rejection in a lower transmission band and a second common mode choke (D2) with common mode rejection in an upper transmission band. The first common mode choke (D1) and the second common mode choke (D2) are arranged in series between an input port (E) and an output port (A). The lower and upper transmission bands of the common mode chokes (D1, D2) adjoin or overlap.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur breitbandigen symmetrischen Übertragung differentieller Signale.The invention relates to a device for broadband symmetric transmission of differential signals.

Aus dem Stand der Technik sind differentielle Signale bekannt, welche gegenphasig oder komplementär über ein Leiterpaar, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Leiter, übertragen werden, wobei auf den zweiten Leiter ein Spannungsverlauf aufgeprägt wird, der betragsgleich mit entgegengesetztem Vorzeichen zum Spannungsverlauf auf dem ersten Leiter ist.From the prior art, differential signals are known, which are transmitted in opposite phase or complementary via a pair of conductors, consisting of a first and a second conductor, wherein on the second conductor, a voltage curve is impressed, the same amount with the opposite sign to the voltage profile on the first Head is.

Aus dem Stand der Technik sind ferner Vorrichtungen zur symmetrischen Übertragung solcher differentiellen Signale bekannt, bei welchen der komplexe elektrische Widerstand zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter deutlich geringer ist als der komplexe elektrische Widerstand der Einzelleiter zur Bezugsmasse. Hierdurch erfahren die differentiellen Spannungsverläufe zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter eine geringe Änderung beim Durchgang durch die Vorrichtung zur symmetrischen Übertragung, während Spannungsverläufe zwischen beiden Leitern und der Bezugsmasse am zweiten Ausgang der Vorrichtung zur symmetrischen Übertragung stark verringert werden.Furthermore, devices for the symmetrical transmission of such differential signals are known from the prior art, in which the complex electrical resistance between the first conductor and the second conductor is significantly lower than the complex electrical resistance of the individual conductors to the reference ground. As a result, the differential voltage waveforms between the first and second conductors undergo little change in passage through the symmetric transmission device while greatly reducing voltage transitions between both conductors and the reference ground at the second output of the symmetrical transmission device.

Die gegenphasige Symmetrie zwischen dem Spannungsverlauf auf dem ersten und dem Spannungsverlauf auf dem zweiten Leiter kann durch Einwirkung von äußeren Störquellen oder aber durch Unterschiede im komplexen elektrischen Widerstand im Verlauf des ersten und des zweiten Leiters gestört werden, wobei ein als Gleichtaktstörung bezeichneter, von Null verschiedener Spannungsverlauf auf dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bewirkt wird.The in-phase symmetry between the voltage waveform on the first and the voltage waveform on the second conductor may be disturbed by external noise sources or by differences in complex electrical resistance along the first and second conductors, one of which is called common mode noise Voltage profile on the first conductor and the second conductor is effected.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit denen solche Gleichtaktstörungen in einem gewissen, von einer unteren Grenzfrequenz und einer oberen Grenzfrequenz begrenzten Übertragungsband unterdrückt werden. Beispielsweise sind Gleichtaktdrosseln bekannt, bei welchen der erste und der zweite Leiter eines Leiterpaares gleichsinnig auf einen Ring aus magnetisch leitfähigem Material gewickelt werden. Derartige Gleichtaktdrosseln weisen eine hohe Impedanz und somit eine hohe Unterdrückung für gleichphasige Spannungsverläufe auf dem ersten und dem zweiten Leiter auf, während sie gleichzeitig eine geringe Impedanz und somit keine oder eine nur sehr geringe Unterdrückung für gegenphasige Spannungsverläufe auf dem ersten und dem zweiten Leiter aufweisen.Devices are known from the prior art with which such common-mode noise at a certain, limited by a lower cutoff frequency and an upper cutoff frequency transmission band are suppressed. For example, common mode chokes are known in which the first and the second conductor of a conductor pair are wound in the same direction on a ring of magnetically conductive material. Such common mode chokes have a high impedance and thus a high suppression for in-phase voltage waveforms on the first and second conductors, while having a low impedance and thus no or very little suppression for antiphase voltage waveforms on the first and second conductors.

Die DE 197 42 043 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Übertragung digitaler Daten mit hohen Datentransferraten, umfassend einen isolierenden Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, eine Sendeschaltung für eine Tiefpassfilterung digitaler Daten zum Erzeugen erster abgehender Daten, die von der Sendeschaltung zu der Primärwicklung mit einer ersten Datentransferrate übertragen werden, und eine Übertragung zweiter abgehender Daten zu der Primärwicklung mit einer zweiten, gegenüber der ersten unterschiedlichen Datentransferrate, und eine Kabelanschlussverbindung für das Übertragen abgehender Daten von der Sekundärwicklung auf eine Kommunikationskabel, wobei die Sendeschaltung betreibbar ist zum Erzeugen von Stromquellensignalen bei beiden Datentransferraten und nachfolgendem Umsetzen der Stromquellensignale in impedanzerzeugte Spannungssignale, die die abgehenden Daten enthalten.The DE 197 42 043 A1 describes an apparatus for transmitting high data rate digital data comprising an insulating transformer having a primary winding and a secondary winding, a digital low pass filtering transmitting circuit for generating first outgoing data transmitted from the transmitting circuit to the primary winding at a first data transfer rate, and transmitting second outgoing data to the primary winding at a second different data transfer rate from the first, and a cable connection connection for transferring outgoing data from the secondary to a communication cable, the sending circuit being operable to generate power source signals at both data transfer rates and subsequently converting the power source signals in impedance generated voltage signals containing the outgoing data.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Übertragungsvorrichtung zur symmetrischen Übertragung differentieller Signale anzugeben, mit der differentielle Signale mit einer größeren Bandbreite übertragbar sind als mit Übertragungsvorrichtungen aus dem Stand der Technik.The invention is based on the object to provide a transmission device for the symmetrical transmission of differential signals, with the differential signals with a larger bandwidth are transferable than with transmission devices of the prior art.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung zur breitbandigen symmetrischen Übertragung differenzieller Signale sind eine erste Gleichtaktdrossel mit hoher Gleichtaktunterdrückung in einem unteren Übertragungsband sowie eine zweite Gleichtaktdrossel mit hoher Gleichtaktunterdrückung in einem oberen Übertragungsband zwischen einem Eingangstor und einem Ausgangstor in Reihenschaltung angeordnet, wobei das untere Übertragungsband der ersten Gleichtaktdrossel und das obere Übertragungsband der zweiten Gleichtaktdrossel angrenzen oder sich überlappen, wobei die Reihenfolge der ersten und zweiten Gleichtaktdrossel variabel ist. Zur Übertragung eines differentiellen Signals auf einem eingehenden Leiterpaar auf ein differentielles Signal auf einem ausgehenden Leiterpaar werden ein erster und ein zweiter eingehender Leiter des eingehenden Leiterpaares mit den Anschlüssen des Eingangstores verbunden. Ferner werden ein erster und ein zweiter ausgehender Leiter des ausgehenden Leiterpaares mit den Anschlüssen des Ausgangstores verbunden.In the transmission apparatus according to the invention for broadband symmetric transmission of differential signals, a first common mode choke with high common mode rejection in a lower transmission band and a second common mode choke with high common mode rejection in an upper transmission band between an input port and an output port arranged in series, wherein the lower transmission band of the first common mode choke and the upper transmission band of the second common mode choke or overlap, wherein the order of the first and second common mode choke is variable. To transmit a differential signal on an incoming pair of conductors to a differential signal on an outgoing pair of conductors, a first and a second incoming conductor of the incoming pair of conductors are connected to the terminals of the input port. Further, a first and a second outgoing conductor of the outgoing conductor pair are connected to the terminals of the output gate.

Durch die zwischen dem Eingangstor und dem Ausgangstor angeordnete erste Gleichtaktdrossel werden Gleichtaktstörungen in einem unteren Übertragungsband, welche auf die Spannungsverläufe des ersten und des zweiten eingehenden Leiters aufgeprägt sind, unterdrückt. The first common mode choke disposed between the input port and the output port suppresses common mode noise in a lower transfer band impressed on the voltage waveforms of the first and second incoming conductors.

Durch die zwischen dem Eingangstor und dem Ausgangstor angeordnete zweite Gleichtaktdrossel werden Gleichtaktstörungen in einem oberen Übertragungsband, welche auf die Spannungsverläufe des ersten und des zweiten eingehenden Leiters aufgeprägt sind, unterdrückt.The second common mode choke disposed between the input port and the output port suppresses common mode noise in an upper transfer band impressed on the voltage waveforms of the first and second incoming conductors.

Durch die Reihenschaltung der ersten und der zweiten Gleichtaktdrossel zwischen dem Eingangstor und dem Ausgangstor werden somit Gleichtaktstörungen in einem das obere und das untere Übertragungsband umfassenden Gesamtübertragungsband unterdrückt. In vorteilhafter Weise werden somit Gleichtaktstörungen über einen großen Frequenzbereich, der von der unteren Grenzfrequenz der ersten Gleichtaktdrossel bis zur oberen Grenzfrequenz der zweiten Gleichtaktdrossel reicht, unterdrückt und am Ausgangstor ein von diesen Gleichtaktstörungen bereinigtes differentielles Signal in das ausgehende Leiterpaar eingespeist. Da das Gesamtübertragungsband die Bandbreite eines ohne Störungen übertragbaren Signals bestimmt, ist es mit der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung möglich, differentielle Signale mit besonders großer Bandbreite zu übertragen, ohne hierzu zusätzliche Maßnahmen zur Abschirmung von Störungen oder zum Ausgleich von Asymmetrien im Übertragungspfad vorzunehmen. In einer Ausführungsform der Erfindung sind zur Verbesserung der Symmetrie des Gesamtsystems die erste und die zweite Gleichtaktdrossel als Gleichtaktdrossel mit hoher individueller Symmetrie ausgebildet.The series connection of the first and second common mode choke between the input port and the output port thus suppresses common mode noise in a total transfer band comprising the upper and lower transfer belts. Advantageously, thus common mode noise over a wide frequency range, ranging from the lower limit frequency of the first common mode choke to the upper limit frequency of the second common mode choke, suppressed and fed at the output port of these common mode noise adjusted differential signal in the outgoing conductor pair. Since the total transmission band determines the bandwidth of a signal that can be transmitted without interference, it is possible with the transmission device according to the invention to transmit differential signals with a particularly large bandwidth without taking additional measures for shielding interference or for compensating for asymmetries in the transmission path. In one embodiment of the invention, to improve the symmetry of the overall system, the first and second common mode choke are formed as a common mode choke with high individual symmetry.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:Showing:

1 schematisch den Aufbau einer Übertragungsvorrichtung zur symmetrischen Übertragung differentieller Signale mit einem Anpassnetzwerk, einer ersten und einer zweiten Gleichtaktdrossel, einem Gleichtaktterminierungsnetzwerk sowie einem Gleichstromentkopplungsnetzwerk. 1 schematically the structure of a transmission device for the symmetrical transmission of differential signals with a matching network, a first and a second common mode choke, a common mode termination network and a Gleichstromentkopplungsnetzwerk.

Die in 1 dargestellte Übertragungsvorrichtung ÜV zur symmetrischen Übertragung differentieller Signale ist eingangsseitig mit einem Eingangstor E und ausgangsseitig mit einem Ausgangstor A gekennzeichnet.In the 1 shown transmission device for symmetrical transmission of differential signals is the input side with an input port E and the output side with an output port A marked.

Eingangsseitig wird an das Eingangstor E der Übertragungsvorrichtung ÜV eine Treiberstufe T angeschlossen, welche ein differentielles Signal über ein eingehendes Leitungspaar in die Anschlüsse des Eingangstors E einspeist. Dabei können zwischen dem Eingangstor E und der Treiberstufe T weitere passive oder aktive Bauelemente angeordnet sein. Störquellen, beispielsweise elektrische oder elektronische Verbraucher oder Wandler wie Elektromotoren, Transformatoren, Taktgeneratoren oder Bussysteme bewirken beispielsweise mittels galvanischer, kapazitiver, induktiver oder elektromagnetischer Kopplung eine als Gleichtaktstörung beschreibbare Veränderung des differentiellen Signals auf dem eingehenden Leitungspaar. Weiter können Störquellen zwischen dem Eingangstor E der Übertragungsvorrichtung ÜV und der Treiberstufe T auftreten, die beispielsweise durch Treiberstufenasymmetrie hervorgerufen werden.On the input side, a driver stage T is connected to the input port E of the transmission device UV, which feeds a differential signal via an incoming line pair into the terminals of the input port E. In this case, further passive or active components can be arranged between the input port E and the driver stage T. Sources of interference, such as electrical or electronic consumers or converters such as electric motors, transformers, clock generators or bus systems cause, for example, by means of galvanic, capacitive, inductive or electromagnetic coupling described as a common mode noise change of the differential signal on the incoming line pair. Furthermore, interference sources between the input port E of the transmission device ÜV and the driver stage T can occur, which are caused, for example, by driver stage asymmetry.

Ausgangsseitig wird an das Ausgangstor A der Übertragungsvorrichtung ÜV ein ausgehendes Leitungspaar L angeschlossen, mit welchem ein differentielles Signal an eine Signalsenke, beispielsweise ein Steuergerät oder eine Verarbeitungseinheit, übertragen wird. Es ist eine Aufgabe der Übertragungsvorrichtung ÜV, Gleichtaktstörungen aus dem in das ausgehende Leitungspaar L eingespeisten Gleichtaktsignal zu entfernen oder zu unterdrücken, soweit diese Gleichtaktstörungen in dem von den Gleichtaktdrosseln D1, D2 beanspruchten Übertragungsband liegen. Ebenso ist es eine Aufgabe der Übertragungsvorrichtung ÜV, über das Eingangstor E in Richtung der Treiberstufe T übermittelte Gleichtaktstörungen zu unterdrücken.On the output side, an outgoing line pair L is connected to the output port A of the transmission device UV, with which a differential signal is transmitted to a signal sink, for example a control device or a processing unit. It is an object of the transmission device UV to remove or suppress common-mode noise from the common-mode signal fed into the outgoing line pair L, provided that these common-mode disturbances are in the transmission band claimed by the common mode chokes D1, D2. It is likewise an object of the transmission device UV to suppress common-mode interference transmitted via the input port E in the direction of the driver stage T.

In der Übertragungsvorrichtung ÜV sind ein Anpassnetzwerk AN, eine erste Gleichtaktdrossel D1, eine zweite Gleichtaktdrossel D2, ein Gleichtaktterminierungsnetzwerk R sowie ein Gleichstromentkopplungsnetzwerk C in Reihenschaltung in der angegebenen Reihenfolge zwischen dem Eingangstor E und dem Ausgangstor A angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, für die Reihenschaltung des Anpassnetzwerks AN, der ersten Gleichtaktdrossel D1, der zweiten Gleichtaktdrossel D2, des Gleichtaktterminierungsnetzwerks R sowie des Gleichstromentkopplungsnetzwerks C eine andere Reihenfolge zu wählen.In the transmission device UV, a matching network AN, a first common mode choke D1, a second common mode choke D2, a common mode termination network R and a DC decoupling network C are arranged in series in the order indicated between the input port E and the output port A. However, it is also possible to select a different order for the series connection of the matching network AN, the first common mode choke D1, the second common mode choke D2, the common mode termination network R and the DC decoupling network C.

Das Anpassnetzwerk AN ist so ausgebildet, dass die als Eingangsimpedanz bezeichnete Impedanz zwischen den Anschlüssen des Eingangstores E an den Wellenwiderstand des von der Treiberstufe T eingehenden Leiterpaars angepasst wird. Dem Fachmann sind Anordnungen von passiven Bauelementen wie Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten sowie Verfahren zur Dimensionierung solcher passiven Bauelemente für die Konstruktion eines Anpassnetzwerks AN zur Anpassung der Eingangsimpedanz aus seinem Fachwissen bekannt, beispielsweise aus P. Vielhauer: Passive Lineare Netzwerke, Hüthig Verlag 1982 . In vorteilhafter Weise wird durch die Anpassung der Eingangsimpedanz mittels des Anpassnetzwerks AN die Reflexion und somit die störende Überlagerung sowie ein verschlechtertes Signal-Rausch-Verhältnis von Signalen am Eingangstor E vermieden oder vermindert.The matching network AN is designed such that the impedance, referred to as the input impedance, between the terminals of the input store E is adapted to the characteristic impedance of the conductor pair incoming from the driver stage T. The person skilled in arrangements of passive components such as resistors, inductors and capacitors, and methods for sizing such passive components for the construction of a matching network AN for adapting the input impedance of his expertise known, for example P. Vielhauer: Passive Linear Networks, Hüthig Verlag 1982 , Advantageously, by the adaptation of the input impedance by means of the matching network AN, the reflection and thus the disturbing superimposition as well as a deteriorated signal-to-noise ratio of signals at the input port E are avoided or reduced.

Es ist möglich, das Anpassnetzwerk AN zudem als Tiefpass auszulegen, mit dem Frequenzen oberhalb einer oberen Tiefpassgrenzfrequenz unterdrückt werden. Die obere Tiefpassgrenzfrequenz ist dabei so zu wählen, dass sie oberhalb des Übertragungsbandes liegt, welches von dem von der Treiberstufe T eingespeisten differentiellen Signal beansprucht wird. In vorteilhafter Weise werden somit Störungen unterdrückt, welche durch eine Beeinflussung des differentiellen Signals entlang des eingehenden Leitungspaares und vor dem Eingangstor E bewirkt werden. Dem Fachmann sind Anordnungen von Bauelementen sowie Verfahren zur Dimensionierung solcher Bauelemente für die Konstruktion eines Anpassnetzwerks AN mit einem gewünschten Tiefpassverhalten aus seinem Fachwissen bekannt. It is also possible to design the matching network AN as a low-pass filter with which frequencies above an upper lowpass cutoff frequency are suppressed. The upper low-pass limit frequency is to be chosen such that it lies above the transmission band which is claimed by the differential signal fed in by the driver stage T. In an advantageous manner disturbances are thus suppressed, which are effected by influencing the differential signal along the incoming line pair and in front of the entrance gate E. Arrangements of components as well as methods for dimensioning such components for the construction of a matching network AN with a desired low-pass behavior are known to the person skilled in the art from his specialist knowledge.

Durch die in Reihenschaltung zum Anpassnetzwerk AN angeordnete erste Gleichtaktdrossel D1 werden Gleichtaktstörungen in einem unteren Übertragungsband unterdrückt, welche auf das von der Treiberstufe T in das eingehende Leitungspaar eingespeiste differentielle Signal wirken.By arranged in series connection to the matching network AN first common mode choke D1 common mode noise is suppressed in a lower transmission band, which act on the fed from the driver stage T in the incoming line pair differential signal.

Durch die in Reihenschaltung zum Anpassnetzwerk AN sowie zur ersten Gleichtaktdrossel D1 angeordnete zweite Gleichtaktdrossel D2 werden Gleichtaktstörungen in einem oberen Übertragungsband unterdrückt, welche auf das von der Treiberstufe T in das eingehende Leitungspaar eingespeiste differentielle Signal wirken. Dem Fachmann sind Gleichtaktdrosseln D1, D2 aus dem Stand der Technik bekannt, deren Übertragungsbänder angrenzen oder sich teilweise überlappen, die in der Gesamtheit jedoch ein Gesamtübertragungsband abdecken, welches breiter ist als jedes der einzelnen Übertragungsbänder. Beispielsweise sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik Bussystemdrosseln wie die Drossel ACT45L-201-2P der Firma TDK für einen BroadRReach oder für einen FlexRay Ethernet Bus bekannt, welche ein unteres Übertragungsband mit einer ersten niedrigen Bandbreite aufweisen. Ferner sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik Hochgeschwindigkeits-Bussystemdrosseln wie die Drossel ACM3225-102-2P der Firma TDK für einen Universal Serial Bus (USB) bekannt, welche ein oberes Übertragungsband mit einer zweiten hohen Bandbreite aufweisen.By arranged in series connection to the matching network AN and the first common mode choke D1 second common mode choke D2 common mode noise is suppressed in an upper transmission band, which act on the fed from the driver stage T in the incoming line pair differential signal. The person skilled in the art is aware of prior art common mode chokes D1, D2 whose transfer bands are adjacent or partially overlapping, but which in their entirety cover a total transfer band which is wider than each of the individual transfer bands. For example, those skilled in the art are aware of bus system throttles such as the ACTKL-201-2P reactor from TDK for a BroadRReach or for a FlexRay Ethernet bus which have a lower transmission band with a first low bandwidth. Further, those skilled in the art are aware of high speed bus chokes such as TDK's ACM3225-102-2P choke for a Universal Serial Bus (USB) having an upper high bandwidth second transmission band.

Durch die Reihenschaltung der ersten und der zweiten Gleichtaktdrossel D1, D2 zwischen dem Eingangstor E und dem Ausgangstor A werden somit Gleichtaktstörungen in einem das obere und das untere Übertragungsband umfassenden Gesamtübertragungsband unterdrückt. In vorteilhafter Weise werden somit Gleichtaktstörungen über einen großen Frequenzbereich, der von der unteren Grenzfrequenz der ersten Gleichtaktdrossel D1 bis zur oberen Grenzfrequenz der zweiten Gleichtaktdrossel D2 reicht, unterdrückt und am Ausgangstor A ein von diesen Gleichtaktstörungen bereinigtes differentielles Signal in das ausgehende Leiterpaar L eingespeist. Da das Gesamtübertragungsband die Bandbreite eines ohne Störungen übertragbaren Signals bestimmt, ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, differentielle Signale mit besonders großer Bandbreite, beispielsweise differentielle Signale nach einem als IEEE 802.3bp benannten Standard des Institute of Electical and Electronics Engineers (IEEE), zu übertragen, ohne hierzu zusätzliche Maßnahmen zur Abschirmung von Störungen oder zum Ausgleich von Asymmetrien im Übertragungspfad vorzunehmen. Durch das in Reihenschaltung zum Anpassnetzwerk AN, zur ersten Gleichtaktdrossel D1 sowie zur zweiten Gleichtaktdrossel D2 angeordnete Gleichtaktterminierungsnetzwerk R wird die als Ausgangsimpedanz bezeichnete Impedanz zwischen den Anschlüssen des Ausgangstores A an den Wellenwiderstand des ausgehenden Leitungspaares L angepasst. Dem Fachmann sind aus seinem Fachwissen Anordnungen von passiven Bauelementen, insbesondere Anordnungen von Widerständen und Verfahren zur Dimensionierung von Widerständen in dem Gleichtaktterminierungsnetzwerk R, bekannt, mittels derer die Ausgangsimpedanz an einen gewünschten Wert angepasst werden kann. Beispielsweise ist es möglich, die Ausgangsimpedanz durch zwei jeweils mit den Ausgängen der zweiten Gleichtaktdrossel D2 nach Masse führenden Widerstände anzupassen. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Reflexion und somit die störende Überlagerung sowie ein verschlechtertes Signal-Rausch-Verhältnis von Signalen am Ausgangstor A vermieden oder vermindert.By the series connection of the first and the second common mode choke D1, D2 between the input port E and the output port A thus common mode noise in a comprehensive the upper and the lower transfer belt total transfer band are suppressed. Advantageously, thus common-mode noise over a wide frequency range, ranging from the lower limit frequency of the first common mode choke D1 to the upper limit frequency of the second common mode choke D2 suppressed, and fed at the output port A a differential from these common mode noise differential signal in the outgoing conductor pair L. Since the total transmission band determines the bandwidth of a signal which can be transmitted without interference, it is possible with the device according to the invention to provide differential signals with a particularly large bandwidth, for example differential signals after one IEEE 802.3bp the standard of the Institute of Electronic and Electronics Engineers (IEEE), without taking any additional measures to block disturbances or to compensate for asymmetries in the transmission path. By arranged in series connection to the matching network AN, the first common mode choke D1 and the second common mode choke D2 common mode termination network R referred to as the output impedance between the terminals of the output port A is adapted to the characteristic impedance of the outgoing line pair L. The person skilled in the art is aware of arrangements of passive components, in particular arrangements of resistors and methods for dimensioning resistors in the common-mode termination network R, by means of which the output impedance can be adapted to a desired value. For example, it is possible to adapt the output impedance by two resistors each leading to ground with the outputs of the second common mode choke D2. Advantageously, the reflection and thus the disturbing superposition and a deteriorated signal-to-noise ratio of signals at the output port A are thereby avoided or reduced.

In Reihenschaltung zum Anpassnetzwerk AN, zur ersten Gleichtaktdrossel D1, zur zweiten Gleichtaktdrossel D2 sowie zum Gleichtaktterminierungsnetzwerk R ist das Gleichstromentkopplungsnetzwerk C angeordnet und mit den Anschlüssen des Ausgangstores A verbunden. Das Gleichstromentkopplungsnetzwerk C kann beispielsweise als Paar von Kondensatoren ausgebildet sein, welche jeweils mit einem Ausgang der zweiten Gleichtaktdrossel D2 sowie mit einem Widerstand des Gleichtaktterminierungsnetzwerks R einerseits und einem Anschluss des Ausgangstores A andererseits verbunden sind. In vorteilhafter Weise wird mit dem Gleichstromentkopplungsnetzwerk C ein Gleichstrom vermieden, der über die Übertragungsvorrichtung ÜV auf die Treiberstufe T wirkt und dieses zerstört oder das von der Treiberstufe T eingespeiste differentielle Signal beeinflussen könnte.In series connection to the matching network AN, to the first common mode choke D1, to the second common mode choke D2 and to the common mode termination network R, the DC decoupling network C is arranged and connected to the terminals of the output port A. The DC feedback network C may be formed, for example, as a pair of capacitors, which are each connected to an output of the second common mode choke D2 and to a resistor of the common mode termination network R on the one hand and a terminal of the output port A on the other hand. In an advantageous manner, a DC current is avoided with the DC decoupling network C, which acts on the driver stage T via the transmission device UV and destroys it or could influence the differential signal fed in by the driver stage T.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, die nach Masse führenden Widerstände des Gleichtaktterminierungsnetzwerks R nicht mit jeweils einem Ausgang der zweiten Gleichtaktdrossel D2, sondern mit jeweils einem Anschluss des Ausgangstores A zu verbinden. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Kondensatoren des Gleichstromentkopplungsnetzwerks C mit jeweils einem Ausgang der zweiten Gleichtaktdrossel D2 einerseits und mit jeweils einem Anschluss des Ausgangstores A und einem nach Masse führenden Widerstand des Gleichtaktterminierungsnetzwerks R andererseits verbunden.In one embodiment of the invention, it is possible to connect the grounding resistors of the common mode termination network R not with one output of the second common mode choke D2, but with one terminal of the output gate A, respectively. In this Embodiment of the invention, the capacitors of the Gleichstromentkopplungsnetzwerks C are each connected to one output of the second common mode choke D2 on the one hand and with one terminal of the output port A and one leading to ground resistance of the common mode termination network R on the other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

OSR

transfer device

e

front gate

A

output gate

AT

matching

D1

first common mode choke

D2

second common mode choke

R

Common mode termination network

C

DC decoupling network

T

driver stage

L

Outgoing cable pair

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19742043 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

P. Vielhauer: Passive Linear Networks, Hüthig Verlag 1982 [0021]
IEEE 802.3bp [0025]

Claims

Transmission device (ÜV) for broadband symmetrical transmission of differential signals, characterized in that a first common mode choke (D1) with common mode rejection in a lower transmission band and a second common mode choke (D2) with high common mode rejection in an upper transmission band between an input port (E) and an output port (A) are arranged in series, wherein the lower and the upper transfer band of the common mode chokes (D1, D2) are adjacent to each other or overlap.

Transmission device (ÜV) according to claim 1, characterized in that between the input port (E) and the output port (A) a matching network (AN) for adjusting the input impedance of the input port (E) in series connection for series connection of the first and the second common mode choke (D1 , D2) is arranged.

Transmission device (ÜV) according to one of the preceding claims, characterized in that between the input port (E) and the output port (A) a common mode termination network (R) in series for series connection of the first and the second common mode choke (D1, D2) is arranged.

Transmission device (ÜV) according to one of the preceding claims, characterized in that between the input port (E) and the output port (A) a Gleichstromentkopplungsnetzwerk (C) in series for the series connection of the first and the second common mode choke (D1, D2) is arranged.

Transmission device (ÜV) according to one of the preceding claims, characterized in that the first common mode choke (D1) is designed as a common mode choke for a serial bus having a low first bandwidth.

Transmission device (ÜV) according to one of the preceding claims, characterized in that the second common mode choke (D2) is designed as a common mode choke for a serial bus having a high second bandwidth.

Transmission device (ÜV) according to one of the preceding claims, characterized in that the input impedance of the input port (E) by means of the matching network (AN) to the output impedance of an input side connected to the input port (E) driver stage (T) is adjustable.

Transmission device (ÜV) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the matching network (AN) is designed as a low-pass filter.