DE202021102440U1

DE202021102440U1 - Gleichmodus-Filterung für Hochgeschwindigkeits-Kabelschnittstelle

Info

Publication number: DE202021102440U1
Application number: DE202021102440.2U
Authority: DE
Original assignee: Marvell Asia Pte Ltd
Current assignee: Marvell Asia Pte Ltd
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2031-05-07

Abstract

Drahtgebundenes Hochfrequenz (HF)-Kommunikationssystem, das Folgendes umfasst:
einen Interferenzfilter zum Filtern von Interferenzrauschen an einer Kabelschnittstelle, die ein Kabel des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems mit einer Funktionsschaltung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems koppelt, wobei der Interferenzfilter umfasst:
ein erstes Abschlusswiderstandselement, das zwischen einem ersten Kabelleiter und einer Systemerdung gekoppelt ist; und
ein erstes Abschlussreaktanzelement, das mit dem ersten Abschlusswiderstandselement gekoppelt ist, wobei:
das erste Abschlussreaktanzelement einen ersten Abschlussreaktanzwert aufweist, der so gewählt ist, dass er Signale auf der ersten Kabelleitung, die eine vorbestimmte Frequenzcharakteristik aufweisen, von der Systemerdung wegleitet; und
das erste Abschlusswiderstandselement einen ersten Abschlusswiderstandswert aufweist, der als Pull-Down-Widerstand für Interferenzsignale mit anderen als den vorbestimmten Frequenzcharakteristiken ausgewählt ist, die nicht durch das erste Abschlussreaktanzelement von der Systemerdung weggeleitet werden, um zu bewirken, dass sich die Interferenzsignale, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, zur Systemerdung ausbreiten.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Offenbarung beansprucht die Vorteile der gemeinsam zugewiesenen vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 63/020,695 und 63/152,205 , die am 6. Mai 2020 bzw. am 22. Februar 2021 eingereicht wurden und hiermit in ihrer jeweiligen Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Anwendungsbereich
Diese Offenbarung betrifft die Gleichmodus-Filterung („common-mode filtering“) für eine Hochgeschwindigkeits-Kabelschnittstelle. Insbesondere betrifft diese Offenbarung die Verbesserung der Gleichmodus-Filterung in einer Hochgeschwindigkeits-Kabelschnittstelle ohne Beeinträchtigung der Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung durch Einbau eines Gleichmodus-Filterungsnetzwerks oder einer Schaltung in die Kabelschnittstelle.
Hintergrund
Die hier gegebene Hintergrundbeschreibung dient dazu, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Arbeiten der Erfinder, soweit sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben sind, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung möglicherweise nicht als Stand der Technik gelten, werden weder ausdrücklich noch stillschweigend als Stand der Technik gegenüber dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung anerkannt.
Drahtgebundene Kommunikationsverbindungen für einige Anwendungen in Hochgeschwindigkeitsnetzwerken arbeiten unter verschiedenen Standards, die strenge Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) beinhalten, einschließlich Rauschfilterung. Die Gleichmodus-Filterung kann jedoch die Hochgeschwindigkeitssignalisierung beeinträchtigen, insbesondere die Differenzsignalisierung, aber auch die Single-Ended-Signalisierung. Außerdem tritt dieses Problem nicht nur bei ungeschirmten Kabeln, sondern auch bei geschirmten Kabeln auf.
Zusammenfassung
Ein drahtgebundenes Hochfrequenz- (HF)- Kommunikationssystem gemäß Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung umfasst einen Interferenzfilter zum Filtern von Interferenzrauschen an einer Kabelschnittstelle, die ein Kabel des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems mit einer Funktionsschaltung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems koppelt. Der Interferenzfilter umfasst ein erstes Abschlusswiderstandselement, das zwischen einem ersten Kabelleiter und einer Systemerdung gekoppelt ist, und ein erstes Abschlussreaktanzelement, das mit dem ersten Abschlusswiderstandselement gekoppelt ist. Das erste Abschlussreaktanzelement hat einen ersten Abschlussreaktanzwert, der so ausgewählt ist, dass er Signale auf der ersten Kabelleitung mit vorbestimmten Frequenzcharakteristiken von der Systemerdung wegleitet, und das erste Abschlusswiderstandselement hat einen ersten Abschlusswiderstandswert, der als Pull-Down-Widerstand für Interferenzsignale mit anderen als den vorbestimmten Frequenzcharakteristiken ausgewählt ist, die nicht durch das erste Abschlussreaktanzelement von der Systemerdung weggeleitet werden, um zu bewirken, dass sich die Interferenzsignale, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken haben, zur Systemerdung ausbreiten.
Eine erste Implementierung eines solchen drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems kann ferner umfassen, wenn die Kabelschnittstelle des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems eine Differenzsignalschnittstelle ist, bei der der erste Kabelleiter so konfiguriert ist, dass er einen Zweig eines Differenzsignals führt, und ein zweiter Kabelleiter so konfiguriert ist, dass er einen anderen Zweig des Differenzsignals führt, ein zweites Abschlusswiderstandselement, das zwischen den zweiten Kabelleiter und die Systemerdung geschaltet ist, und ein zweites Abschlussreaktanzelement, das mit dem zweiten Abschlusswiderstandselement verbunden ist. Das zweite Abschlussreaktanzelement kann einen zweiten Reaktanzwert aufweisen, der so ausgewählt ist, dass er Signale auf der zweiten Kabelleitung, die die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, von der Systemerdung wegleitet, und der zweite Abschlusswiderstand kann einen zweiten Widerstandswert aufweisen, der als Pull-Down-Widerstand für Interferenzsignale ausgewählt ist, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen und die nicht durch das zweite Abschlussreaktanzelement von der Systemerdung weggeleitet werden, um zu bewirken, dass sich die Interferenzsignale, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, zur Systemerdung ausbreiten.
In einem ersten Fall dieser ersten Implementierung kann der zweite Abschlusswiderstandswert des zweiten Abschlusswiderstandselements gleich dem ersten Abschlusswiderstandswert des ersten Abschlusswiderstandselements sein.
In einem zweiten Fall dieser ersten Implementierung kann der zweite Abschlussreaktanzwert des zweiten Abschlussreaktanzelements gleich dem ersten Abschlussreaktanzwert des ersten Abschlussreaktanzelements sein.
In einer zweiten Implementierung eines solchen drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems ist das erste Abschlussreaktanzelement mit dem ersten Abschlussreaktanzwert ein erstes Abschlussinduktivitätselement mit einem ersten Abschlussinduktivitätswert.
In einem ersten Fall dieser zweiten Implementierung kann das erste Abschlussinduktivitätselement in Reihe mit dem ersten Abschlusswiderstandselement zwischen dem ersten Kabelleiter und der Systemerdung gekoppelt sein, und die vorbestimmten Frequenzmerkmale können Frequenzen oberhalb einer vorbestimmten Grenzfrequenz umfassen.
In einer ersten Variante dieser ersten Instanz der zweiten Implementierung kann der erste Abschlusswiderstandswert des ersten Abschlusswiderstandselements zwischen 330Ω und 500Ω einschließlich liegen.
In einer zweiten Variante dieser ersten Instanz der zweiten Implementierung kann der erste Abschlussinduktivitätswert des ersten Abschlussinduktivitätselements zwischen 100nH und 220nH, einschließlich, liegen, um Signale oberhalb einer vorbestimmten Frequenz zwischen 100MHz und 300MHz, einschließlich, zu blockieren.
Gemäß dieser zweiten Variante der ersten Instanz der zweiten Implementierung kann der erste Abschlussinduktivitätswert des ersten Abschlussinduktivitätselements 100nH betragen, um Signale oberhalb einer vorbestimmten Frequenz von 300MHz zu blockieren.
In einer zweiten Instanz dieser zweiten Implementierung kann das erste Abschlussinduktivitätselement in Reihe mit einem zusätzlichen Widerstandselement zwischen dem ersten Kabelleiter und der Systemerdung und parallel zu dem ersten Abschlusswiderstandselement geschaltet sein.
In einer dritten Implementierung eines solchen drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems kann das erste Abschlussreaktanzelement, das den ersten Abschlussreaktanzwert aufweist, ein erstes Abschlusskapazitätselement sein, das einen ersten Abschlusskapazitätswert aufweist, und das erste Abschlusskapazitätselement kann inline in den ersten Kabelleiter neben dem ersten Abschlusswiderstandselement in einer Richtung zur Funktionsschaltung gekoppelt sein.
Ein erstes Beispiel dieser dritten Implementierung kann ferner ein zusätzliches Widerstandselement parallel zu dem ersten Abschlusskapazitätselement umfassen.
In einem zweiten Fall dieser dritten Implementierung kann das erste Reaktanzelement ferner ein Induktivitätselement parallel zu dem ersten Abschlusskapazitätselement umfassen, und die vorbestimmten Frequenzmerkmale können einen vorbestimmten Frequenzbereich umfassen.
Eine Technik zum Filtern von Interferenzen in einem drahtgebundenen HF-Kommunikationssystem mit einer Kabelschnittstelle, die ein Kabel des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems mit einer funktionalen Kommunikationsschaltung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems koppelt, umfasst gemäß Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung die Auswahl eines ersten Abschlussreaktanzelements mit einem ersten Abschlussreaktanzwert, der so ausgewählt ist, dass er Signale auf einer ersten Kabelleitung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems, die andere als vorbestimmte Frequenzcharakteristika aufweisen, von einer Systemerdung wegleitet, Auswählen eines ersten Abschlusswiderstandselements mit einem ersten Pull-Down-Widerstandswert, der als Pull-Down-Widerstand für Interferenzsignale ausgewählt ist, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen und nicht durch das erste Abschlussreaktanzelement von der Systemerdung weggeleitet werden, um zu bewirken, dass sich die Interferenzsignale, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, zur Systemerdung ausbreiten, Koppeln des ersten Abschlussreaktanzelements zwischen der ersten Kabelleitung und der Systemerdung und Koppeln des ersten Abschlussreaktanzelements mit dem ersten Abschlusswiderstandselement.
Eine erste Implementierung einer solchen Technik kann ferner umfassen, wenn die Kabelschnittstelle des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems eine Differenzsignalschnittstelle ist, bei der die erste Kabelleitung so konfiguriert ist, dass sie einen Zweig eines Differenzsignals führt, und eine zweite Kabelleitung so konfiguriert ist, dass sie einen anderen Zweig des Differenzsignals führt, die Auswahl eines zweiten Abschlussreaktanzelements mit einem zweiten Abschlussreaktanzwert, der so ausgewählt ist, dass er Signale auf der zweiten Kabelleitung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems, die eine andere als die vorbestimmte Frequenzcharakteristik aufweisen, von der Systemerdung wegleitet, Auswählen eines zweiten Abschlusswiderstandselements mit einem zweiten Abschlusswiderstandswert, der als Pull-Down-Widerstand für Interferenzsignale ausgewählt ist, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen und die nicht durch das zweite Abschlussreaktanzelement von der Systemerdung weggeleitet werden, um zu bewirken, dass sich die Interferenzsignale, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, zur Systemerdung ausbreiten, Koppeln des zweiten Abschlusswiderstands zwischen dem zweiten Kabelleiter und der Systemerdung, und Koppeln des zweiten Abschlussreaktanzelements mit dem zweiten Abschlusswiderstandselement.
Eine erste Variante dieser ersten Implementierung kann die Auswahl des zweiten Abschlusswiderstandswerts des zweiten Abschlusswiderstandselements umfassen, der gleich dem ersten Abschlusswiderstandswert des ersten Abschlusswiderstandselements ist.
Eine zweite Variante dieser ersten Implementierung kann die Auswahl des zweiten Abschlussinduktivitätswertes des zweiten Abschlussinduktivitätselementes umfassen, so dass er gleich dem ersten Abschlussinduktivitätswert des ersten Abschlussinduktivitätselementes ist.
In einer zweiten Implementierung einer solchen Technik kann das Auswählen des ersten Abschlussreaktanzelements das Auswählen eines ersten Abschlussinduktivitätselements mit einem ersten Abschlussinduktivitätswert umfassen.
In einem ersten Fall dieser zweiten Implementierung kann das Koppeln des ersten Abschlussreaktanzelements mit dem ersten Abschlusswiderstandselement das Koppeln des ersten Abschlussinduktivitätselements in Reihe mit dem ersten Abschlusswiderstandselement zwischen dem ersten Kabelleiter und der Systemerdung umfassen, und die vorbestimmten Frequenzmerkmale können Frequenzen oberhalb einer vorbestimmten Grenzfrequenz umfassen.
In einer ersten Variante dieser ersten Instanz der zweiten Implementierung kann das Auswählen des ersten Abschlusswiderstandswerts des ersten Abschlusswiderstandselements das Auswählen des ersten Abschlusswiderstandswerts zwischen 330Ω und 500Ω einschließlich umfassen.
In einer zweiten Variante dieser ersten Instanz der zweiten Implementierung kann das Auswählen des ersten Abschlussinduktivitätswerts des ersten Abschlussinduktivitätselements das Auswählen des ersten Abschlussinduktivitätswerts so umfassen, dass er zwischen 100nH und 220nH, einschließlich, liegt, um Signale oberhalb einer vorgegebenen Frequenz zwischen 100MHz und 300MHz, einschließlich, zu blockieren.
Gemäß dieser zweiten Variante der ersten Instanz der zweiten Implementierung kann das Auswählen des ersten Abschlussinduktivitätswerts des ersten Abschlussinduktivitätselements das Auswählen des ersten Abschlussinduktivitätswerts auf 100nH umfassen, um Signale oberhalb einer vorbestimmten Frequenz von 300MHz zu blockieren.
In einem zweiten Fall dieser zweiten Implementierung kann das Koppeln des ersten Abschlussreaktanzelements mit dem ersten Abschlusswiderstandselement das Koppeln des ersten Abschlussinduktivitätselements in Reihe mit einem zusätzlichen Widerstandselement zwischen dem ersten Kabelleiter und der Systemerdung und parallel mit dem ersten Abschlusswiderstandselement umfassen.
In einer dritten Implementierung einer solchen Technik kann das Auswählen des ersten Abschlussreaktanzelements mit dem ersten Abschlussreaktanzwert das Auswählen eines ersten Abschlusskapazitätselements mit einem ersten Abschlusskapazitätswert umfassen, und das Koppeln des ersten Abschlussreaktanzelements mit dem ersten Abschlusswiderstandselement kann das Koppeln des ersten Abschlusskapazitätselements inline in dem ersten Kabelleiter neben dem ersten Abschlusswiderstandselement in einer Richtung zur Funktionsschaltung umfassen.
Ein erster Fall dieser dritten Implementierung kann ferner das Koppeln eines zusätzlichen Widerstandselements parallel zu dem ersten Abschlusskapazitätselement umfassen.
In einem zweiten Fall dieser dritten Implementierung kann das Auswählen des ersten Abschlussreaktanzelements ferner das Auswählen eines Induktivitätselements umfassen, das Koppeln des ersten Abschlussreaktanzelements mit dem ersten Abschlusswiderstandselement kann ferner das Koppeln des Induktivitätselements parallel zu dem ersten Abschlusskapazitätselement umfassen, und die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken können einen vorbestimmten Bereich von Frequenzen umfassen, der durch das erste Abschlusskapazitätselement und das Induktivitätselement bestimmt wird.
Figurenliste
Weitere Merkmale des Gegenstands dieser Offenbarung, sein Wesen und seine verschiedenen Vorteile werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf gleiche Teile beziehen und in denen:

1 zeigt einen Teil eines Systems, in dem Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung verwendet werden können;
2 ist eine schematische Darstellung eines Schaltkreises in Übereinstimmung mit Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung;
3 ist eine schematische Darstellung einer Implementierung einer Filterschaltung, die in der Schaltung von 2 verwendet werden kann;
4 ist eine teilweise schematische Darstellung einer Alternative zu der Filterschaltung von 3, die in der Schaltung von 2 verwendet werden kann;
5 ist eine schematische Darstellung einer anderen Implementierung der Filterschaltung, die in der Schaltung von 2 verwendet werden kann;
6 ist eine teilweise schematische Darstellung einer Alternative zur Filterschaltung von 5, die in der Schaltung von 2 verwendet werden kann;
7 ist eine partielle schematische Darstellung einer weiteren Alternative zu der Filterschaltung von 5, die in der Schaltung von 2 verwendet werden kann; und
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Technik gemäß Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung illustriert.

Ausführliche Beschreibung
Wie bereits erwähnt, arbeiten drahtgebundene Verbindungen für einige Anwendungen in Hochgeschwindigkeitsnetzwerken unter verschiedenen Standards, die strenge elektromagnetische Kompatibilitätsanforderungen umfassen, die Spezifikationen für die Kabelabschirmung beinhalten. Diese Anwendungen umfassen u. a. automobiles Ethernet nach den Standards IEEE 802.3bp, 802.3bw, 802.3ch und 802.3cy sowie den Standard A PHY long-reach SerDes der MIPI Alliance, Inc. und Standards der NAV Alliance und der Automotive SerDes Alliance (ASA). Der Gegenstand dieser Offenbarung kann jedoch auch für andere drahtgebundene Hochfrequenz (HF)-Signalanwendungen relevant sein. Während sich die folgende Diskussion in erster Linie auf Gleichtaktinterferenzen bei differentiellen Signalen konzentriert, kann der Gegenstand dieser Offenbarung auch für Single-Ended-Signale relevant sein. Darüber hinaus kann die nachfolgende Diskussion auf jede drahtgebundene Hochgeschwindigkeitsschnittstelle anwendbar sein, unabhängig davon, ob die in der Schnittstelle verwendete Verkabelung geschirmt oder ungeschirmt ist.
Während Gleichstromsignale Interferenzen induzieren können, befasst sich diese Offenbarung hauptsächlich mit Interferenzen, die aus Wechselstrom- (AC) oder HF-Signalen resultieren. Während die oben genannten und andere relevante Normen vorschreiben, dass Kabel abgeschirmt und Kabelstecker geerdet sein müssen, können in vielen Situationen Rauschsignale in der Kabelabschirmung induziert werden, und diese Rauschsignale lassen sich möglicherweise nur schwer zur Masse ableiten. Solche Interferenzen können sich auch als Gleichtaktstörsignale manifestieren, die in den beiden gegenüberliegenden Zweigen einer Differenzschaltung in dieselbe Richtung fließen. Verschiedene Formen der Filterung können dann das Gleichtaktrauschen in ein Differenzrauschen umwandeln, das zur Differenzsignalisierung auf dem Kanal additiv ist.
Typischerweise können Gleichtaktinterferenzen durch einen Gleichtaktnebenschluss gemildert werden. An der Stelle eines Gleichtakt-Nebenschlusses kann die differentielle Impedanz Z_diff wie folgt angenähert werden: $Z_{diff} \approx (Z_{dm} \times Z_{cm}) / (Z_{dm} + Z_{cm}) = (Z_{dm}) / ((Z_{dm} / Z_{cm}) + 1)$
wobei:

Zdm: die Leiterbahnreferenz-Differenzialmodus-Impedanz ist und
Zcm: die Gleichtaktimpedanz ist.

_cm

_diff

_dm

_cm

_diff

Daraus folgt, dass es aus Sicht der Differenzialsignalisierung besser sein kann, ein größeres Z_cm zu haben, so dass Z_diff näher an Z_dm liegt, was zu einer geringeren Verzerrung des Differenzialsignals führt. Aus der Perspektive der Gleichmodus-Filterung kann es jedoch besser sein, ein kleineres Z_cm zu haben (beispielsweise näher an der Gleichmodus-Impedanz eines ungeschirmten Twisted-Pair-Kabels (UTP), die etwa 250Ω beträgt), was Z_diff verringert, da dies einen Masserückweg mit niedriger Gleichmodus-Impedanz bildet, der das Gleichmodus-Rauschen besser herausfiltern kann, indem mehr Gleichmodus-Rauschstrom vom Kanal zur Masse umgeleitet wird.
Daher wird gemäß Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung ein Kabelschluss in einem drahtgebundenen HF-Kommunikationssystem in einer Weise gefiltert, die einen kleinen Z_cm (beispielsweise nahe 250Ω oder niedriger) bei niedrigen Frequenzen (beispielsweise weniger als 100-300MHz), aber einen größeren Z_cm (beispielsweise nahe 330Ω oder höher) bei höheren Frequenzen (beispielsweise größer als 100-300MHz) ergibt.
Die hier beschriebenen Implementierungen können ein integriertes diskretes passives Abschlussnetzwerk mit diskreten oberflächenmontierten passiven Komponenten umfassen. Der Gegenstand dieser Offenbarung kann jedoch auch andere Formen des Abschlusses umfassen, beispielsweise On-Package- und On-Die-Abschlussschaltungen sowie Abschlussschaltungen im Kabelstecker.
Ein typischer Kabelschluss in einem drahtgebundenen HF-Kommunikationssystem kann ein Pull-Down-Widerstandselement umfassen, um bestimmte Rauschkomponenten auf Masse umzuleiten, so dass diese Komponenten herausgefiltert werden und nicht mit funktionalen Schaltungen des Systems, wie beispielsweise einem Sendeempfänger der physikalischen Schicht (PHY) oder einem Prozessor, interferieren; in einem Differenzialsystem kann jedes Bein ein solches Pull-Down-Widerstandselement umfassen. Typischerweise kann das Widerstandselement ein Widerstand sein, der entweder eine on-board oder on-package diskrete passive Widerstandskomponente sein kann, aber es können auch andere Arten von Schaltungselementen verwendet werden, um den gewünschten Widerstand bereitzustellen. Solche bekannten Pull-Down-Anordnungen können jedoch sowohl die gewünschten höherfrequenten Komponenten als auch die unerwünschten niederfrequenten Störkomponenten beeinflussen. Daher wird in Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung ein Reaktanzelement (d. h. ein Kapazitätselement oder ein Induktivitätselement) mit dem Pull-Down-Widerstandselement gekoppelt, wodurch Gleichstromsignale und niederfrequente HF-Signale anders behandelt werden können als höherfrequente HF-Signale.
In einigen Implementierungen ist das Reaktanzelement ein Induktivitätselement (typischerweise ist das Induktivitätselement eine Drosselspule, aber andere Arten von Schaltungselementen können verwendet werden, um die gewünschte Induktivität bereitzustellen), das als Kurzschluss zu Gleichstromsignalen und zu niedrigeren Frequenzen, aber als offener Stromkreis zu höheren Frequenzen wirkt. Die Induktivität wird in Reihe mit dem Abschlusswiderstandselement zwischen den jeweiligen Schenkeln und einer Systemmasse geschaltet. So werden die niederfrequenten Störanteile gegen Masse gefiltert, während die gewünschten höherfrequenten Anteile erhalten bleiben. Um die Filterung der niederfrequenten Komponenten zu verbessern, kann der Abschlusswiderstand auf einen niedrigeren Z_cm-Wert gesenkt werden, um Z_diff für diese Komponenten zu minimieren, aber aufgrund der Induktivität in der Filternetzwerkschaltung bleibt Z_diff für die höherfrequenten Komponenten näher an Z_dm.
Bei einem typischen differentiellen Kabelschluss kann der Pull-Down-Widerstandswert an jedem Zweig beispielsweise 1 kΩ betragen, was einem kombinierten Widerstandswert an den beiden parallelen Zweigen von 500Ω entspricht. Um die Gleichmodus-Impedanz Z_cm zu senken, kann der Pull-Down-Widerstandswert an jedem Zweig gemäß den Implementierungen dieser Offenbarung auf einen Wert zwischen 330Ω und 500Ω gesenkt werden, bei einem kombinierten Widerstandswert zwischen 165Ω und 250Ω. Es ist davon auszugehen, dass der Pull-Down-Widerstandswert an einem Zweig eines Differenzsignals gleich dem Pull-Down-Widerstandswert am anderen Zweig des Differenzsignals ist. Bei mehreren Single-Ended-Signalen sowie bei separaten, benachbarten Differenzpaaren muss der Pull-Down-Widerstandswert jedoch nicht gleich sein und kann absichtlich unterschiedlich sein, um die Signalintegrität und/oder die EMV-Leistung zu verbessern.
Wie oben erwähnt, kann, um zu verhindern, dass die gewünschten Hochfrequenzsignale durch die Pull-Down-Widerstandselemente des Abschlusses auf Masse gezogen werden, ein Induktivitätselement in Übereinstimmung mit Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung in Reihe mit jedem Pull-Down-Widerstandselement bereitgestellt werden. Jedes Induktivitätselement wirkt als eine höhere Impedanz - effektiv ein offener Stromkreis - zu höheren Frequenzen, und daher werden die gewünschten höherfrequenten Signale nicht herausgefiltert, indem sie durch die Pull-Down-Widerstandselemente auf Masse gezogen werden. Gleichzeitig wirkt jedes Induktivitätselement als niedrigere Impedanz - effektiv ein Kurzschluss - für niedrigere Frequenzen, so dass die unerwünschten niederfrequenten Signale herausgefiltert werden, indem sie gegen Masse gezogen werden. Der jeweilige Wert des Induktivitätselements ist eine Funktion der jeweiligen Anwendung und ihrer Umgebung, aber in repräsentativen Implementierungen könnte die Grenzfrequenz, oberhalb derer Signale nicht nach Masse gefiltert werden, zwischen 100MHz und 300MHz liegen. Um eine solche Grenzfrequenz zu erreichen, kann ein Induktivitätswert zwischen 100nH und 220nH einschließlich verwendet werden. In einer besonders repräsentativen Implementierung kann für eine Grenzfrequenz von 300MHz ein Induktivitätswert von 100nH verwendet werden.
Obwohl sich die vorangehende Diskussion auf Differenzialsignalisierung-Implementierungen konzentriert, können Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung in unsymmetrischen Kabelabschlüssen verwendet werden. In einer solchen Implementierung kann der Widerstandswert des einzelnen Pull-Down-Abschlusswiderstandselements zwischen 330Ω und 500Ω liegen, und der Induktivitätswert des einzelnen Abschlussinduktivitätselements in Reihe mit dem einzelnen Pull-Down-Abschlusswiderstandselement kann zwischen 100nH und 220nH liegen, wobei 100nH in einer repräsentativen Implementierung mit einer Grenzfrequenz von 300MHz verwendet werden.
In anderen Implementierungen ist die Reaktanz eine Kapazität. Typischerweise ist das Kapazitätselement ein Kondensator, aber es können auch andere Arten von Schaltungselementen verwendet werden, um die gewünschte Kapazität bereitzustellen. Jedes Kapazitätselement wirkt als höhere Impedanz - effektiv ein offener Stromkreis - für Gleichstromsignale und niedrigere Frequenzen, aber als effektiver Kurzschluss für höhere Frequenzen. Der spezifische Kapazitätswert wird in Abhängigkeit von der gewünschten Grenzfrequenz ausgewählt.
In kapazitätsbasierten Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung wird der Kondensator inline in der Kabelleitung neben dem Punkt hinzugefügt, an dem das Abschlusswiderstandselement gekoppelt ist, zwischen diesem Punkt und der Systemfunktionsschaltung, die vor den Interferenzsignalen geschützt werden soll. Gewünschte höherfrequente Anteile gelangen über das Kapazitätselement in die Systemfunktionsschaltung. Die niederfrequenten Störanteile werden jedoch abgeblockt und somit über das Abschlusswiderstandselement zur Masse abgeleitet.
Damit die Interferenzkomponenten nach der Blockierung abgeleitet werden können, wird der Kondensator in kapazitätsbasierten Implementierungen inline in den Kabelleiter gekoppelt, angrenzend an den Punkt, an dem das Abschlusswiderstandselement mit diesem Kabelleiter gekoppelt ist. Wie in dieser Beschreibung und in den folgenden Ansprüchen verwendet, bedeutet „benachbart“ in diesem Zusammenhang, dass der Kondensator nicht so weit vom Abschlusswiderstandselement entfernt ist, dass die blockierten Signale zusätzliche Störungen verursachen können, wenn sie sich zurück zum Abschlusswiderstandselement ausbreiten, um auf Masse umgeleitet zu werden. Theoretisch ist es besser, den Kondensator inline im Kabelleiter so nahe wie möglich an der Stelle zu platzieren, an der das Abschlusswiderstandselement mit diesem Kabelleiter gekoppelt ist. In der Praxis können jedoch die Topologie der Schaltung (beispielsweise das Layout der gedruckten Schaltung) und Überlegungen zur Herstellung und Montage Einschränkungen für die Platzierung des Kondensators in der Nähe dieses Punktes mit sich bringen.
Der Gegenstand dieser Offenbarung kann durch Bezugnahme auf die 1-8 besser verstanden werden.
1 zeigt einen Teil 100 eines drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems, mit dem der Gegenstand dieser Offenbarung verwendet werden kann. Das drahtgebundene HF-Kommunikationssystem 100 umfasst ein Kabel 101, das in einer differentiellen Ausführungsform mindestens zwei Leiter aufweist und als Kanalmedium dient. Jedes Ende des Kabels 101 ist mit einer entsprechenden Schnittstelle 102 verbunden, die wiederum mit einer entsprechenden Leiterplatte 103 gekoppelt ist, auf der funktionelle Schaltungen montiert sein können, die beispielsweise einen entsprechenden Sendeempfänger der physikalischen Schicht im Falle eines Ethernet-Systems umfassen.
In dieser Implementierung umfasst die Schnittstelle 102 - die sich je nach Art des Kanalmediums (beispielsweise Kabel 101) unterscheiden kann und daher auch als medienabhängige Schnittstelle (MDI) bezeichnet werden kann - einen Kabelstecker 112 und eine Verbindung 122 zu den Stiften 113 der Leiterplatte 103. In Übereinstimmung mit Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung umfasst die Schnittstelle 102 auch ein Abschlussnetzwerk 200 (2). Wie in 3-7 dargestellt, ist das Abschlussnetzwerk 200 ein Gleichmodus-Filter-Abschlussnetzwerk, das darauf basiert, dass das System 100 eine Differenzialsignalisierung verwendet. Das System 100 kann jedoch auch eine unsymmetrische Signalisierung verwenden, und die Unterschiede, die im Abschlussnetzwerk 200 für den unsymmetrischen Fall auftreten würden, werden im Folgenden ebenfalls beschrieben.
Wie in der ausführlicheren Ansicht von 2 zu sehen ist, umfasst die Schnittstelle 102 zusätzlich zum Kabelstecker 112, der Verbindung 122 und dem Abschlussnetzwerk 200 einen Hochpassfilter 201, der eine Gleichmodus-Choke 211 (beispielsweise eine Ferritperlenchoke) und AC-Kopplungskondensatoren 221 umfasst. Jedes der beiden vom Hochpassfilter 201 gebildeten Schnittstellen-Segmente - d.h. die Kabelseite 210 und die Schaltungsseite 220 - umfasst jeweils eine elektrostatische Entladevorrichtung 202, um eine schädliche Ansammlung statischer elektrischer Ladung zu verhindern.
In dieser Implementierung umfasst die Schnittstelle 102 eine Anzahl von Leitungsbahnen, die der Anzahl von Leitern im Kabel 101 entspricht. In Implementierungen der Differenzialsignalisierung, wie in 2 gezeigt, gibt es zwei Leitungsbahnen 203, 204.
3 zeigt eine Implementierung 300 des Abschlussnetzwerks 200, in dem ein Gleichmodus-Filter-Abschlussnetzwerk 330 gemäß Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung vorgesehen ist, um Gleichmodus-Störungen zu mildern oder zu filtern.
Das Gleichmodus-Filter-Abschlussnetzwerk 330 ist über einen Kondensator 331, der durch einen Widerstand 332 geschützt ist, mit Masse gekoppelt, um eine Gleichstrompegelverschiebung des Signals auf den Leitungsbahnen 203, 204 zu verhindern. Die Leitungsbahn 203 ist über einen in Reihe geschalteten Widerstand 313 und eine Induktivität 323 mit dem Kondensator 331 gekoppelt, während die Leitungsbahn 204 über einen in Reihe geschalteten Widerstand 314 und eine Induktivität 324 mit dem Kondensator 331 gekoppelt ist. Die Masse ist eine Systemmasse, die in einer stationären Anwendung eine echte geerdete Masse sein kann, aber in einer mobilen Anwendung (beispielsweise einer automobilen Ethernet-Schnittstelle) eine Batteriemasse oder eine Gehäusemasse sein kann.
Die Werte des Widerstands 313 und der Induktivität 323 sowie des Widerstands 314 und der Induktivität 324 werden auf Grundlage der besonderen Schaltungsanforderungen ausgewählt, um niederfrequente Signalkomponenten, die wahrscheinlich Interferenzen darstellen, an Masse zu koppeln und gleichzeitig die Kopplung von höherfrequenten Signalkomponenten, die wahrscheinlich das gewünschte Signal darstellen und für die die Induktivitäten 323, 324 als offener Stromkreis erscheinen, an Masse zu verhindern. Wie oben erwähnt, können verschiedene Arten von anderen Schaltungselementen als Widerstände und Induktivitäten verwendet werden, um die erforderlichen Widerstände und Induktivitäten anstelle der Widerstände 313, 314 und Induktivitäten 323, 324 bereitzustellen.
Bei differentiellen Implementierungen würde man erwarten, dass die Werte des Widerstands 314 und der Induktivität 324 die gleichen sind wie die Werte des Widerstands 313 und der Induktivität 323. Bei mehreren Single-Ended-Signalen sowie bei getrennten benachbarten differentiellen Paaren können die Werte des Widerstands 314 und der Induktivität 324 jedoch absichtlich von den Werten des Widerstands 313 und der Induktivität 323 abweichen, um die Signalintegrität und/oder die EMV-Leistung zu verbessern.
Obwohl die Induktivitäten 323, 324 zwischen den Widerständen 313, 314 und der Systemerdung (über den Kondensator 331 in der dargestellten Implementierung) angeordnet sind, ist die Reihenfolge des Widerstands 313 und der Induktivität 323 sowie des Widerstands 314 und der Induktivität 324 nicht wichtig, noch ist die Reihenfolge des Widerstands 314 und der Induktivität 324 notwendigerweise die gleiche wie die Reihenfolge des Widerstands 313 und der Induktivität 323.
In einigen Implementierungen gemäß dem Gegenstand dieser Offenbarung liegt die Grenzfrequenz - d. h. die Frequenz, unterhalb derer Störungen auf Masse gekoppelt werden sollten und oberhalb derer Signale an der Kopplung auf Masse gehindert werden sollten - zwischen 100MHz und 300MHz. In solchen Implementierungen wären die Werte der Widerstände 313, 314 zwischen 330Ω und 500Ω, einschließlich, während die Werte der Induktivitäten 323, 324 zwischen 100nH und 220nH, einschließlich, liegen würden. In einer bestimmten Implementierung mit einer Grenzfrequenz von 300MHz wären die Werte der Widerstände 313, 314 gleich und würden entweder 330Ω oder 500Ω betragen, während die Werte der Induktivitäten 323, 324 beide 100nH betragen würden.
Wie oben erwähnt, kann das System 100 eine Single-Ended-Signalisierung anstelle einer Differenzialsignalisierung verwenden. In einem solchen Fall gäbe es für jeden Signalpfad nur eine Leitungsbahn - beispielsweise die Leitungsbahn 203. Ein Abschluss gemäß dem Gegenstand dieser Offenbarung würde in einer solchen Implementierung immer noch den Kondensator 331 umfassen, der durch den Widerstand 332 geschützt ist, um eine Gleichstrompegelverschiebung im Signal auf der einzelnen Leitungsbahn 203 zu verhindern. Die Leitungsbahn 203 wäre über einen in Reihe geschalteten Widerstand 313 und eine Induktivität 323 mit dem Kondensator 331 gekoppelt, während der Widerstand 314 und die Induktivität 324 weggelassen würden.
Wie bei Differenzimplementierungen würden die Werte des Widerstands 313 und der Induktivität 323 im Single-Ended-Fall auf Grundlage der besonderen Schaltungsanforderungen ausgewählt, um niederfrequente Signalkomponenten, die wahrscheinlich Störungen sind, mit der Masse zu koppeln und gleichzeitig die Kopplung von höherfrequenten Signalkomponenten, die wahrscheinlich das gewünschte Signal sind und für die die Induktivität 323 als offener Stromkreis erscheint, mit der Masse zu verhindern. In einigen derartigen Implementierungen liegt die Grenzfrequenz zwischen 100MHz und 300MHz, einschließlich, und der Wert des Widerstands 313 liegt zwischen 330Ω und 500Ω, einschließlich, während der Wert der Induktivität 323 zwischen 100nH und 220nH, einschließlich, liegt. In einer bestimmten Implementierung mit einer Grenzfrequenz von 300MHz würde der Wert des Widerstands 313 entweder 330Ω oder 500Ω betragen, während der Wert der Induktivität 323 100nH betragen würde.
In einer alternativen Implementierung 400, die teilweise in 4 gezeigt ist (der Rest ist ähnlich wie die Implementierung 300), ist der Induktor 323/324 statt in Reihe mit dem Widerstand 313/314 in Reihe mit einem zusätzlichen Widerstand 401 gekoppelt, und die Reihenkombination aus Widerstand 401 und Induktor 323/324 ist parallel mit dem Widerstand 313/314 gekoppelt. Gemäß dieser Alternative reicht die kombinierte Impedanz in der Implementierung von 4 nicht vom Widerstand des Widerstands 313/314 bei niedrigen Frequenzen bis unendlich bei hohen Frequenzen wie in der Implementierung von 3, sondern von der Parallelkombination des Widerstands 313/314 und des Widerstands 401 bei niedrigen Frequenzen bis zum Widerstand des Widerstands 313/314 bei hohen Frequenzen. Wenn der Widerstand des Widerstands 401 gleich dem Widerstand des Widerstands 313/314 ist, reicht diese kombinierte Impedanz von der Hälfte des Widerstands des Widerstands 313/314 bei niedrigen Frequenzen bis zum vollen Widerstand des Widerstands 313/314 bei hohen Frequenzen.
5-7 zeigen Implementierungen, bei denen das Reaktanzelement eher ein Kondensator als eine Spule ist.
5 zeigt eine Implementierung 500 des Abschlussnetzwerks 200, in dem ein Gleichmodus-Filter-Abschlussnetzwerk 530 gemäß Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung vorgesehen ist, um Gleichmodus-Störungen zu mildern oder zu filtern.
Das Gleichmodus-Filter-Abschlussnetzwerk 530 ist über den Kondensator 331, der durch den Widerstand 332 geschützt ist, mit der Masse gekoppelt, um eine Gleichstrompegelverschiebung des Signals auf den Leitungsbahnen 203, 204 zu verhindern. Die Leitungsbahn 203 ist über den Widerstand 313 mit dem Kondensator 331 gekoppelt, während die Leitungsbahn 204 über den Widerstand 314 mit dem Kondensator 331 gekoppelt ist. Die Masse ist eine Systemerdung, die in einer stationären Anwendung eine echte geerdete Masse sein kann, aber in einer mobilen Anwendung (beispielsweise einer automobilen Ethernet-Schnittstelle) eine Batterieerde oder eine Gehäusemasse sein kann.
In dieser Implementierung ist die Reaktanz, die für die Ableitung von HF-Interferenzströmen sorgt, eine Kapazität. Insbesondere ist in dieser Implementierung ein jeweiliger Kondensator 523, 524 inline in die jeweilige Leitungsbahn 203, 204 gekoppelt, angrenzend an den Punkt, an dem der jeweilige Widerstand 313, 314 mit der jeweiligen Leitungsbahn 203, 204 gekoppelt ist. Wie oben erwähnt, bedeutet „benachbart“ in dieser Beschreibung und in den folgenden Ansprüchen, dass der Kondensator nicht so weit von dem Abschlusswiderstandselement entfernt ist, dass die blockierten Signale zusätzliche Störungen verursachen, wenn sie sich zurück zum Abschlusswiderstandselement ausbreiten, um zur Masse umgeleitet zu werden. Wie bereits erwähnt, ist es theoretisch besser, den jeweiligen Kondensator 523, 524 inline im jeweiligen Kabelleiter 203, 204 so nahe wie möglich an dem jeweiligen Punkt zu platzieren, an dem der jeweilige Abschlusswiderstand 313, 314 mit dem jeweiligen Kabelleiter 203, 204 gekoppelt ist. In der Praxis können jedoch die Schaltungstopologie (beispielsweise das Layout der gedruckten Schaltung) und Überlegungen zur Herstellung und Montage Einschränkungen in Bezug darauf darstellen, wie nahe an diesem Punkt der Kondensator platziert wird.
Bei hohen Frequenzen gehen die für die Funktionsschaltung bestimmten HF-Signale daher durch den jeweiligen Kondensator 523, 524. Die Werte der Kondensatoren 523, 524 werden jedoch auf Grundlage der jeweiligen Schaltungsanforderungen so gewählt, dass niederfrequente Signalkomponenten, die wahrscheinlich Störungen verursachen, am Durchgang zu den Funktionsschaltungen gehindert werden. Insbesondere ist die Kapazität jedes der Kondensatoren 523, 524 um ein Vielfaches höher als die der Koppelkondensatoren 221, die Gleichstromsignale, aber keine HF-Interferenzströme blockieren. Zum Beispiel kann in vielen Implementierungen jeder Kondensator 221 eine Kapazität in der Größenordnung von 100 nF haben, während jeder Kondensator 523, 524 eine Kapazität in der Größenordnung zwischen 700 nF und 900 nF haben kann.
Da die HF-Interferenzströme durch die Kondensatoren 523, 524 blockiert werden, werden sie über den jeweiligen Widerstand 313, 314 und den Kondensator 331 zur Masse abgeleitet. Aus diesem Grund sollte jeder Kondensator 523, 524 inline in seiner jeweiligen Leitungsbahn 203, 204 „angrenzend an den Punkt, an dem der jeweilige Widerstand 313, 314 mit der jeweiligen Leitungsbahn 203, 204 gekoppelt ist“, wie oben definiert, gekoppelt werden. Wenn ein Kondensator 523, 524 zu weit von dem Punkt entfernt ist, an dem der jeweilige Widerstand 313, 314 mit der jeweiligen Leitungsbahn 203, 204 gekoppelt ist, dann müssten sich die blockierten Ströme durch die Leitungsbahn 203, 204 zurück ausbreiten und möglicherweise zusätzliche Störungen verursachen, bevor sie zur Masse abgeleitet werden könnten.
In einer alternativen Implementierung 600, die teilweise in 6 dargestellt ist (der Rest ist ähnlich der Implementierung 500), ist jeder Kondensator 523/524 parallel mit einem zusätzlichen Widerstand 601 gekoppelt. Der Widerstand 601 stellt einen Strompfad für eine Gleichstromkomponente des Signals auf der Leitungsbahn 203/204 bereit. Dies kann für einige Anwendungen erforderlich sein, die Gleichstromsignalisierung verwenden, oder für Anwendungen, die Wechselstromsignalisierung verwenden, aber strenge Anforderungen an den Gleichstrompegel haben.
In einer alternativen Implementierung 700, die teilweise in 7 dargestellt ist (der Rest ist ähnlich der Implementierung 500), ist jeder Kondensator 523/524 parallel mit einer zusätzlichen Induktivität 701 gekoppelt. Während der Kondensator 523/524 HF-Interferenzsignale unterhalb einer bestimmten Frequenz blockiert, blockiert die Induktivität 701 HF-Signale oberhalb einer bestimmten Frequenz. Dadurch ergibt sich ein Frequenzfenster, das durch Auswahl der Kapazität des Kondensators 523/524 und der Induktivität der Induktivität 701 bestimmt werden kann.
Eine Technik 800 gemäß Implementierungen des Gegenstands dieser Offenbarung ist in 8 schematisch dargestellt. Technik 800 beginnt bei 801, wo ein erster Abschlussinduktivitätswert ausgewählt wird, um zu verhindern, dass sich Interferenzsignale oberhalb einer vorgegebenen Frequenz von einer ersten Signalleitung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems zu einer Systemerdung ausbreiten. Bei 802 wird ein erster Abschlusswiderstandswert als Pull-Down-Widerstand ausgewählt, um Interferenzsignale unterhalb der vorbestimmten Frequenz, die von dem ersten Abschlussinduktivitätselement durchgelassen werden, zur Systemerdung weiterzuleiten. Bei 803 wird ein erstes Abschlusswiderstandselement mit dem ersten Abschlusswiderstandswert mit einem ersten Kabelleiter in einer Kabelschnittstelle eines drahtgebundenen Kommunikationssystems gekoppelt. Bei 804 wird ein erstes Abschlussinduktivitätselement mit dem ersten Abschlussinduktivitätswert in Reihe mit dem ersten Abschlusswiderstandselement (in beliebiger Reihenfolge) zwischen dem ersten Kabelleiter und der Systemerdung gekoppelt, und die Technik 800 endet.
Optional werden in einem Differenzsystem die Auswahl 811, die Auswahl 812, die Kopplung 813 und die Kopplung 814 parallel zur Auswahl 801, zur Auswahl 802, zur Kopplung 803 und zur Kopplung 804 durchgeführt. Insbesondere wird bei 811 ein zweiter Abschlussinduktivitätswert ausgewählt, um zu verhindern, dass sich Interferenzsignale oberhalb einer vorgegebenen Frequenz von einer zweiten Kabelleitung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems zu einer Systemerdung ausbreiten. Bei 812 wird ein zweiter Abschlusswiderstandswert als Pull-Down-Widerstand ausgewählt, um Interferenzsignale unterhalb der vorbestimmten Frequenz, die von dem zweiten Abschlussinduktivitätselement durchgelassen werden, zur Systemerdung weiterzuleiten. Bei 813 wird ein zweites Abschlusswiderstandselement mit dem zweiten Abschlusswiderstandswert mit einem zweiten Kabelleiter in der Kabelschnittstelle des drahtgebundenen Kommunikationssystems gekoppelt. Bei 814 ist ein zweites Abschlussinduktivitätselement mit dem zweiten Abschlussinduktivitätswert in Reihe mit dem zweiten Abschlusswiderstandselement (in beliebiger Reihenfolge) zwischen dem zweiten Kabelleiter und der Systemerdung gekoppelt.
Somit ist eine verbesserte Gleichmodus-Filterung von Rauschen in einer Hochgeschwindigkeits-Kabelschnittstelle ohne Beeinträchtigung der Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung bereitgestellt worden.
Wie hier und in den folgenden Ansprüchen verwendet, bedeutet die Konstruktion „eines von A und B“ „A oder B“.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Vorstehende nur eine Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung ist, und dass die Erfindung durch andere als die beschriebenen Ausführungsformen, die zum Zwecke der Veranschaulichung und nicht der Begrenzung dargestellt sind, praktiziert werden kann, und die vorliegende Erfindung ist nur durch die Ansprüche, die folgen, begrenzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 63/020695 [0001]
US 63/152205 [0001]

Claims

Drahtgebundenes Hochfrequenz (HF)-Kommunikationssystem, das Folgendes umfasst: einen Interferenzfilter zum Filtern von Interferenzrauschen an einer Kabelschnittstelle, die ein Kabel des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems mit einer Funktionsschaltung des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems koppelt, wobei der Interferenzfilter umfasst: ein erstes Abschlusswiderstandselement, das zwischen einem ersten Kabelleiter und einer Systemerdung gekoppelt ist; und ein erstes Abschlussreaktanzelement, das mit dem ersten Abschlusswiderstandselement gekoppelt ist, wobei: das erste Abschlussreaktanzelement einen ersten Abschlussreaktanzwert aufweist, der so gewählt ist, dass er Signale auf der ersten Kabelleitung, die eine vorbestimmte Frequenzcharakteristik aufweisen, von der Systemerdung wegleitet; und das erste Abschlusswiderstandselement einen ersten Abschlusswiderstandswert aufweist, der als Pull-Down-Widerstand für Interferenzsignale mit anderen als den vorbestimmten Frequenzcharakteristiken ausgewählt ist, die nicht durch das erste Abschlussreaktanzelement von der Systemerdung weggeleitet werden, um zu bewirken, dass sich die Interferenzsignale, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, zur Systemerdung ausbreiten.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 1 des Weitere umfassend, wenn die Kabelschnittstelle des drahtgebundenen HF-Kommunikationssystems eine Differenzsignalschnittstelle ist, bei der die erste Kabelleitung so konfiguriert ist, dass sie einen Zweig eines Differenzsignals führt und eine zweite Kabelleitung so konfiguriert ist, dass sie einen anderen Zweig des Differenzsignals führt: ein zweites Abschlusswiderstandselement, das zwischen dem zweiten Kabelleiter und der Systemerdung gekoppelt ist; und ein zweites Abschlussreaktanzelement, das mit dem zweiten Abschlusswiderstandselement gekoppelt ist, wobei: das zweite Abschlussreaktanzelement einen zweiten Reaktanzwert aufweist, der so gewählt ist, dass er Signale auf dem zweiten Kabelleiter, die die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, von der Systemerdung wegleitet; und der zweite Abschlusswiderstand einen zweiten Widerstandswert aufweist, der als Pull-Down-Widerstand für Interferenzsignale mit anderen als den vorbestimmten Frequenzcharakteristiken ausgewählt ist, die nicht durch das zweite Abschlussreaktanzelement von der Systemerdung weggeleitet werden, um zu bewirken, dass sich die Interferenzsignale, die andere als die vorbestimmten Frequenzcharakteristiken aufweisen, zur Systemerdung ausbreiten.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei der zweite Abschlusswiderstandswert des zweiten Abschlusswiderstandselements gleich dem ersten Abschlusswiderstandswert des ersten Abschlusswiderstandselements ist.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei der zweite Abschlussreaktanzwert des zweiten Abschlussreaktanzelements gleich dem ersten Abschlussreaktanzwert des ersten Abschlussreaktanzelements ist.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das erste Abschlussreaktanzelement mit dem ersten Abschlussreaktanzwert ein erstes Abschlussinduktivitätselement mit einem ersten Abschlussinduktivitätswert ist.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei das erste Abschlussinduktivitätselement in Reihe mit dem ersten Abschlusswiderstandselement zwischen dem ersten Kabelleiter und der Systemerdung gekoppelt ist; und die vorbestimmten Frequenzmerkmale Frequenzen oberhalb einer vorbestimmten Grenzfrequenz umfassen.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei der erste Abschlusswiderstandswert des ersten Abschlusswiderstandselements zwischen 330Ω und 500Ω einschließlich liegt.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei der erste Abschlussinduktivitätswert des ersten Abschlussinduktivitätselements zwischen 100nH und 220nH, einschließlich, liegt, um Signale oberhalb einer vorbestimmten Frequenz zwischen 100MHz und 300MHz, einschließlich, zu blockieren.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 8, wobei der erste Abschlussinduktivitätswert des ersten Abschlussinduktivitätselements 100nH beträgt, um Signale oberhalb einer vorgegebenen Frequenz von 300MHz zu blockieren.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei das erste Abschlussinduktivitätselement in Reihe mit einem zusätzlichen Widerstandselement zwischen dem ersten Kabelleiter und der Systemerdung und parallel zu dem ersten Abschlusswiderstandselement geschaltet ist.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei: das erste Abschlussreaktanzelement mit einem ersten Abschlussreaktanzwert ein erstes Abschlusskapazitätselement mit einem ersten Abschlusskapazitätswert ist; und das erste Abschlusskapazitätselement inline in dem ersten Kabelleiter benachbart zu dem ersten Abschlusswiderstandselement in einer Richtung zu der Funktionsschaltung hin gekoppelt ist.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 11 des Weiteren umfassend ein zusätzliches Widerstandselement, das parallel zu dem ersten Abschlusskapazitätselement angeordnet ist.
Drahtgebundenes HF-Kommunikationssystem nach Anspruch 11, wobei: das erste Reaktanzelement weiterhin ein Induktivitätselement parallel zu dem ersten Abschlusskapazitätselement umfasst; und die vorbestimmten Frequenzmerkmale einen vorbestimmten Frequenzbereich umfassen.