TWI569595B - 用於乙太網路之傳輸電路及其保護元件組 - Google Patents

Description

用於乙太網路之傳輸電路及其保護元件組

本發明係關於一種用於乙太網路之傳輸電路及其保護元件組。更具體而言，本發明之傳輸電路可取代傳統乙太網路設備的變壓器，以提供乙太網路傳輸中必要的訊號耦合及直流隔離，並提供突波保護功能。

由於乙太網路(Ethernet)裝置已成為生活中必需品，故人們對於乙太網路裝置的依賴性相當高。然而，乙太網路裝置中的變壓器需使用大量人工進行生產，且乙太網路裝置亦並未具有突波保護功能。因此，目前的乙太網路裝置容易因環境中雷擊、靜電或電源開關動作所產生電壓突波而損壞。

有鑑於此，如何提供一種可自動化生產並用於乙太網路之傳輸電路，以取代傳統的變壓器，並提供突波保護功能，乃為此一業界亟待解決的問題。

本發明之一目的在於提供一種可自動化生產並用於乙太網路之傳輸電路，以取代傳統的變壓器。

為達上述目的，本發明揭露一種用於一乙太網路之傳輸電路。該傳輸電路包含四個傳輸元件組。各該傳輸元件組耦接至一乙太網路連接器以及一乙太網路晶片間。各該傳輸元件組包含一第一電容器、一第二電容器、一第一電感器、一第二電感器、一第三電感器、一第一傳輸線、一第二傳輸線、一第三傳輸線、一第四傳輸線以及一第五傳輸線。各該傳輸元件組之該第一電容器耦接於該第一傳輸線與該第二傳輸線之間，並透過該第一傳輸線耦接至該乙太網路連接器以及透過該第二傳輸線耦接至該 乙太網路晶片。各該傳輸元件組之該第二電容器連接於該第三傳輸線及該第四傳輸線之間，並透過該第三傳輸線連接至該乙太網路連接器以及透過該第四傳輸線連接至該乙太網路晶片。各該傳輸元件組之該第一電感器與該第二電感器串聯，並耦接於該第一傳輸線及該第三傳輸線之間。各該傳輸元件組之該第三電感器耦接於該第二傳輸線及該第四傳輸線之間。各該傳輸元件組之該第一電感器與該第二電感器間之一接點，透過該第五傳輸線耦接至一接地端。

本發明之另一目的在於提供一種保護元件組，其用於前述之該傳輸電路之各該傳輸元件組，以提供突波保護功能。為達此目的，本發明揭露一種保護元件組。各該傳輸元件組之該保護元件組耦接於該第二傳輸線及該第四傳輸線之間。該保護元件組包含一第一瞬態抑制二極體、一第二瞬態抑制二極體以及一快速反應二極體。該第一瞬態抑制二極體耦接於該第二傳輸線與該快速反應二極體間。該第二瞬態抑制二極體耦接於該第四傳輸線與該快速反應二極體間。該快速反應二極體耦接至該接地端。

為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。

1‧‧‧乙太網路應用電路

2‧‧‧乙太網路應用電路

3‧‧‧乙太網路應用電路

4‧‧‧乙太網路應用電路

11‧‧‧乙太網路連接器

13‧‧‧傳輸電路

13a‧‧‧傳輸元件組

15‧‧‧乙太網路晶片

C1‧‧‧第一電容器

C2‧‧‧第二電容器

D1‧‧‧第一瞬態抑制二極體

D2‧‧‧第二瞬態抑制二極體

D3‧‧‧第一快速反應二極體

D4‧‧‧第二快速反應二極體

G‧‧‧接地端

L1‧‧‧第一電感器

L2‧‧‧第二電感器

L3‧‧‧第三電感器

L4‧‧‧第四電感器

L5‧‧‧第五電感器

P1‧‧‧接點

P2‧‧‧接點

T1‧‧‧第一傳輸線

T2‧‧‧第二傳輸線

T3‧‧‧第三傳輸線

T4‧‧‧第四傳輸線

T5‧‧‧第五傳輸線

第1圖係本發明第一實施例之乙太網路應用電路1之示意圖。

第2圖係本發明第二實施例之乙太網路應用電路2之示意圖。

第3圖係本發明第三實施例之乙太網路應用電路3之示意圖。

第4圖係本發明第四實施例之乙太網路應用電路4之示意圖。

以下之實施例係用以舉例說明本發明之技術內容，並非用以限制本發明之範圍。需說明者，以下實施例及圖式中，與本發明無關之元件已省略而未繪示，且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明之第一實施例如第1圖，其係本發明之乙太 網路應用電路1之示意圖。乙太網路應用電路1包含一乙太網路連接器11、一傳輸電路13及一乙太網路晶片15。

乙太網路連接器11可為一具有RJ-45介面之乙太網路連接器，其包含Tx0+接腳、Tx0-接腳、Tx1+接腳、Tx1-接腳、Tx2+接腳、Tx2-接腳、Tx3+接腳及Tx3-接腳。乙太網路晶片15可為各廠商之晶片，例如：瑞昱半導體股份有限公司之RTL8201晶片，其包含MD0+接腳、MD0-接腳、MD1+接腳、MD1-接腳、MD2+接腳、MD2-接腳、MD3+接腳及MD3-接腳。由於本發明之主要技術內容係著重於傳輸電路13，且所屬技術領域中具有通常知識者可輕易根據隨後之敘述，輕易瞭解本發明之傳輸電路13如何取代傳統乙太網路應用電路中之變壓器，耦接於乙太網路連接器11及乙太網路晶片15間，故在此不再針對乙太網路連接器11及乙太網路晶片15加以贅述。

傳輸電路13包含四個傳輸元件組13a。各傳輸元件組13a耦接至乙太網路連接器11以及乙太網路晶片15間。各傳輸元件組13a包含一第一電容器C1、一第二電容器C2、一第一電感器L1、一第二電感器L2、一第三電感器L3、一第一傳輸線T1、一第二傳輸線T2、一第三傳輸線T3、一第四傳輸線T4以及一第五傳輸線T5。

各傳輸元件組13a之第一電容器C1耦接於第一傳輸線T1與第二傳輸線T2之間，並透過第一傳輸線T1耦接至乙太網路連接器11以及透過第二傳輸線T2耦接至乙太網路晶片15。各傳輸元件組13a之第二電容器C2連接於第三傳輸線T3及第四傳輸線T4之間，並透過第三傳輸線T3連接至乙太網路連接器11以及透過第四傳輸線T4連接至乙太網路晶片15。

各傳輸元件組13a之第一電感器L1與第二電感器L2串聯，並耦接於第一傳輸線T1及第三傳輸線T3之間。各傳輸元件組13a之第三電感器L3耦接於第二傳輸線T2及第四傳輸線T4之間。各傳輸元件組13a之第一電感器L1與第二電感器L2間之一接點P1，透過第五傳輸線T5耦接至一接地端G。

於本實施例中，第一電容器C1及第二電容器C2係一無極性的電容器，可提供訊號耦合及直流隔離的效果，且電容值介於1至10納法(nF)間。此外，第一電感器L1與第二電感器L2之電感值介於3至13微亨(uH)間，以及第三電感器L3之電感值介於15至30uH間。第一電感器L1、第二電感器L2及第三電感器L3可在特定頻率下提供阻抗匹配，並提供一穩定的直流準位。

傳輸電路13可藉由於一印刷電路板(printed circuit board；PCB)上依第1圖的電路連接方式耦接第一電容器C1、第二電容器C2、第一電感器L1、第二電感器L2及第三電感器L3，並自PCB上引出20支接腳來實現。據此，傳輸電路13可取代傳統乙太網路應用電路中之變壓器，耦接於乙太網路連接器11及乙太網路晶片15間，以提供乙太網路傳輸中必要的訊號耦合及直流隔離。

此外，傳輸電路13亦可透過將電容器與電感器整合成單一元件的製程方式來實現，例如：採用共燒陶瓷技術。再者，傳輸電路13亦可採用半導體製程，將電容器與電感器製作於同一矽基板上來實現。

本發明之第二實施例如第2圖，其係本發明之乙太網路應用電路2之示意圖。相較於第一實施例，於本實施例中，傳輸電路13之各傳輸元件組13a更包含一保護元件組，耦接於第二傳輸線T2及第四傳輸線T4之間。保護元件組包含一第一瞬態抑制二極體D1、一第二瞬態抑制二極體D2以及一第一快速反應二極體D3。第一瞬態抑制二極體D1耦接於第二傳輸線T2與第一快速反應二極體D3間。第二瞬態抑制二極體D2耦接於第四傳輸線T4與第一快速反應二極體D3間。第一快速反應二極體D3耦接至接地端。

當採用本實施例之傳輸電路13取代傳統乙太網路應用電路中之變壓器，耦接於乙太網路連接器11及乙太網路晶片15間時，傳輸電路13不但可提供乙太網路傳輸中必要的訊號耦合及 直流隔離，更可提供突波保護功能。

本發明之第三實施例如第3圖，其係本發明之乙太網路應用電路3之示意圖。乙太網路應用電路3包含一乙太網路連接器11、一傳輸電路13及一乙太網路晶片15。相較於第一實施例，於本實施例中，傳輸電路13之各傳輸元件組13a更包含一第四電感器L4及一第五電感器L5。各傳輸元件組13a之第一電容器C1及第一電感器L1透過第四電感器L4耦接至第一傳輸線T1。各傳輸元件組13a之第二電容器C2及第二電感器L2透過第五電感器L5耦接至第三傳輸線。此配置可提高阻抗匹配特性，並縮減訊號響應的頻寬，以抑制高頻雜訊。

於本實施例中，第一電容器C1及第二電容器C2係一無極性的電容器，可提供訊號耦合及直流隔離的效果，且電容值介於5至35納法(nF)間。此外，第一電感器L1、第二電感器L2、第三電感器L3、第四電感器L4及第五電感器L5之電感值介於5至35微亨(uH)間。第一電感器L1、第二電感器L2、第三電感器L3、第四電感器L4及第五電感器L5可在特定頻率下提供阻抗匹配，並提供一穩定的直流準位。

本發明之第四實施例如第4圖，其係本發明之乙太網路應用電路4之示意圖。相較於第三實施例，於本實施例中，傳輸電路13之各傳輸元件組13a更包含一保護元件組，耦接於第二傳輸線T2及第四傳輸線T4之間。保護元件組包含一第一瞬態抑制二極體D1、一第二瞬態抑制二極體D2、一第一快速反應二極體D3及一第二快速反應二極體D4。

第一瞬態抑制二極體D1與第二瞬態抑制二極體D2反向串聯且耦接於第二傳輸線T2與第四傳輸線T4間。第一快速反應二極體D3與第二快速反應二極體D4反向並聯且耦接於第一瞬態抑制二極體D1與第二瞬態抑制二極體D2間之一接點P2與接地端G間。據此，當採用本實施例之傳輸電路13取代傳統乙太網路應用電路中之變壓器，耦接於乙太網路連接器11及乙太網路晶片15間時，傳輸電路13不但可提供乙太網路傳輸中必要的訊 號耦合及直流隔離，更可提供突波保護功能。

綜上所述，相較於傳統乙太網路裝置中的變壓器，本發明之傳輸電路可自動化生產，減少生產成本。再者，本發明之傳輸電路可提供乙太網路傳輸中必要的訊號耦合及直流隔離，並提供突波保護功能。

上述之實施例僅用來列舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬本發明所主張之範疇。

1‧‧‧乙太網路應用電路

11‧‧‧乙太網路連接器

13‧‧‧傳輸電路

13a‧‧‧傳輸元件組

15‧‧‧乙太網路晶片

C1‧‧‧第一電容器

C2‧‧‧第二電容器

G‧‧‧接地端

L1‧‧‧第一電感器

L2‧‧‧第二電感器

L3‧‧‧第三電感器

P‧‧‧接點

T1‧‧‧第一傳輸線

T2‧‧‧第二傳輸線

T3‧‧‧第三傳輸線

T4‧‧‧第四傳輸線

T5‧‧‧第五傳輸線

Claims (10)

1. 一種用於一乙太網路之傳輸電路，包含：四個傳輸元件組，各該傳輸元件組耦接至一乙太網路連接器以及一乙太網路晶片間；其中：各該傳輸元件組包含一第一電容器、一第二電容器、一第一電感器、一第二電感器、一第三電感器、一第一傳輸線、一第二傳輸線、一第三傳輸線、一第四傳輸線以及一第五傳輸線；各該傳輸元件組之該第一電容器耦接於該第一傳輸線與該第二傳輸線之間，並透過該第一傳輸線耦接至該乙太網路連接器以及透過該第二傳輸線耦接至該乙太網路晶片；各該傳輸元件組之該第二電容器連接於該第三傳輸線及該第四傳輸線之間，並透過該第三傳輸線連接至該乙太網路連接器以及透過該第四傳輸線連接至該乙太網路晶片；各該傳輸元件組之該第一電感器與該第二電感器串聯，並耦接於該第一傳輸線及該第三傳輸線之間；各該傳輸元件組之該第三電感器耦接於該第二傳輸線及該第四傳輸線之間；以及各該傳輸元件組之該第一電感器與該第二電感器間之一接點，透過該第五傳輸線耦接至一接地端。
2. 如請求項1所述之傳輸電路，其中各該傳輸元件組更包含一保護元件組，各該傳輸元件組之該保護元件組耦接於該第二傳輸線及該第四傳輸線之間，各該傳輸元件組之該保護元件組包含一第一瞬態抑制二極體、一第二瞬態抑制二極體以及一第一快速反應二極體，該第一瞬態抑制二極體耦接於該第二傳輸線與該第一快速反應二極體間，該第二瞬態抑制二極體耦接於該第四傳輸線與該第一快速反應二極體間，以及該第一快速反應二極體耦接至該接地端。
3. 如請求項1所述之傳輸電路，其中該第一電容器及該第二電 容器係一無極性的電容器。
4. 如請求項1所述之傳輸電路，其中該第一電容器及該第二電容器之一電容值介於1至10納法(nF)間。
5. 如請求項1所述之傳輸電路，其中該第一電感器及該第二電感器之一電感值介於3至13微亨(uH)間，且及該第三電感器之一電感值介於15至30微亨間。
6. 如請求項1所述之傳輸電路，其中各該傳輸元件組更包含一保護元件組，耦接於該第二傳輸線及該第四傳輸線之間；其中，該保護元件組包含一第一瞬態抑制二極體、一第二瞬態抑制二極體以及一快速反應二極體，該第一瞬態抑制二極體耦接於該第二傳輸線與該快速反應二極體間，該第二瞬態抑制二極體耦接於該第四傳輸線與該快速反應二極體間，以及該快速反應二極體耦接至該接地端。
7. 如請求項1所述之傳輸電路，其中各該傳輸元件組包含一第四電感器及一第五電感器，各該傳輸元件組之該第一電容器及該第一電感器透過該第四電感器耦接至該第一傳輸線，以及各該傳輸元件組之該第二電容器及該第二電感器透過該第五電感器耦接至該第三傳輸線。
8. 如請求項7所述之傳輸電路，其中該第一電容器及該第二電容器之一電容值介於5至35納法間。
9. 如請求項7所述之傳輸電路，其中該第一電感器、第二電感器、該第三電感器、該第四電感器及該第五電感器之一電感值介於5至35微亨間。
10. 如請求項7所述之傳輸電路，其中各該傳輸元件組更包含一保護元件組，耦接於該第二傳輸線及該第四傳輸線之間；其中，該保護元件組包含一第一瞬態抑制二極體、一第二瞬態抑制二極體、一第一快速反應二極體及一第二快速反應二極體，該第一瞬態抑制二極體與該第二瞬態抑制二極體反向串聯且耦接於該第二傳輸線與該第四傳輸線間，以及該第一快速反應二極體與該第二快速反應二極體反向並聯且耦接於 該第一瞬態抑制二極體與該第二瞬態抑制二極體間之一接點與該接地端間。