回波消除电路转让专利
申请号 : CN202110878331.5
文献号 : CN113346928B
文献日 : 2021-11-09
发明人 : 应子罡 , 徐秀波 , 李广辉 , 魏江龙 , 吴宗桂 , 杨丽丽 , 张雄波
申请人 : 北京国科天迅科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种回波消除电路,其特征在于,包括:差分信号发射模块,被配置为:第一输出端用于输出第一初始发射信号,第二输出端用于输出与所述第一初始发射信号互为差分信号的第二初始发射信号;
第一电阻模块,与所述第一输出端及所述第二输出端均电连接,用于根据接收的所述第一初始发射信号、所述第二初始发射信号及第一电缆信号生成消除回波信号后的第一目标信号;
第二电阻模块,与所述第一输出端及所述第二输出端均电连接,用于根据接收的所述第一初始发射信号、所述第二初始发射信号及第二电缆信号生成消除回波信号后的第二目标信号。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述第一目标信号与所述第二目标信号互为差分信号。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述第一电缆信号经由外接的第一电缆传输至所述第一电阻模块。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述第二电缆信号经由外接的第二电缆传输至所述第二电阻模块。
5.根据权利要求4所述的电路,其特征在于,所述第一电阻模块包括:第一发送电阻,被配置为:一端与所述第一输出端电连接,用于根据接收的所述第一初始发射信号生成第一发射信号;
第一线圈,被配置为:一端与所述第一发送电阻的另一端电连接,另一端与所述第一电缆连接;
第一电容,被配置为:一端经由所述第一线圈与所述第一电缆连接,另一端接地;
第一分压电阻,被配置为:与所述第一发送电阻、所述第二输出端及所述第一电容均电连接,用于根据接收的所述第一发射信号、所述第二初始发射信号及所述第一电缆信号生成消除回波信号后的第一目标信号。
6.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,所述第二电阻模块包括:第二发送电阻,被配置为:一端与所述第二输出端电连接,用于根据接收的所述第二初始发射信号生成第二发射信号;
第二线圈,被配置为:一端与所述第二发送电阻连接,另一端与所述第二电缆连接,其中,所述第一线圈与所述第二线圈绕制在闭合磁环上,绕制方向相反,绕制匝数相同;
第二电容,被配置为:一端经由所述第二线圈与所述第二电缆连接,另一端接地;
第二分压电阻,被配置为:与所述第二发送电阻、所述第一输出端及所述第二电容均电连接,用于根据接收的所述第二发射信号、所述第一初始发射信号及所述第二电缆信号生成消除回波信号后的第二目标信号。
7.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的阻值相等;及/或
所述第一发送电阻与所述第二发送电阻的阻值相等。
8.根据权利要求1‑2任一项所述的电路,其特征在于,所述差分信号发射模块包括:数模转换器,用于输出模拟信号;以及差分模块,与所述数模转换器电连接,用于根据接收的所述模拟信号生成所述第一初始发射信号及所述第二初始发射信号。
9.一种电子装置,其特征在于,包括:权利要求1‑8任一项所述的电路。
说明书 :
回波消除电路
技术领域
背景技术
1000BASE‑T1协议中,为了减小外接电缆的数量,要求在同一对电缆上进行发送和接收信
号,因此电缆传输目标信号的同时会产生回波信号,影响信号的正常输出。
号,然后利用上述信号经过减法器将回波信号去除。
模噪声,而高频信号经过CMC时,会发生相位变化,此时传统的技术方案无法实现回波信号
的消除。
发明内容
输出端用于输出与所述第一初始发射信号互为差分信号的第二初始发射信号;所述第一电
阻模块与所述第一输出端及所述第二输出端均电连接,用于根据接收的所述第一初始发射
信号、所述第二初始发射信号及第一电缆信号生成消除回波信号后的第一目标信号。
互为差分信号的第一初始发射信号及第二初始发射信号,另一方面接收来自电缆另一端的
第一电缆信号,该信号为需要获取的目标信号。第一初始发射信号、第二初始发射信号及第
一电缆信号经过第一电阻模块后叠加后,能有效消除回波信号后得到第一目标信号,本申
请中的回波消除电路用简单的加法器代替传统的减法器电路,降低了电路复杂性,同时能
有效消除回波。
信号、所述第二初始发射信号及所述第二电缆信号生成消除回波信号后的第二目标信号。
据接收的所述第一初始发射信号生成第一发射信号;所述第一线圈被配置为一端与所述第
一发送电阻的另一端电连接,另一端与所述第一电缆连接;第一电容被配置为一端经由所
述第一线圈与所述第一电缆连接,另一端接地。所述第一分压电阻被配置为与所述第一发
送电阻、所述第二输出端及所述第一电容均电连接,用于根据接收的所述第一发射信号、所
述第二初始发射信号及所述第一电缆信号生成消除回波信号后的第一目标信号。
据接收的所述第二初始发射信号生成第二发射信号;第二线圈被配置为一端与所述第二发
送电阻连接,另一端与所述第二电缆连接,其中,所述第一线圈与所述第二线圈绕制在闭合
磁环上,绕制方向相反,绕制匝数相同;第二电容被配置为一端经由所述第二线圈与所述第
二电缆连接,另一端接地。第二分压电阻被配置为与所述第二发送电阻、所述第一输出端及
所述第二电容均电连接,用于根据接收的所述第二发射信号、所述第一初始发射信号及所
述第二电缆信号生成消除回波信号后的第二目标信号。
请的回波消除电路中传输的信号均为模拟信号。通过设置差分模块与所述数模转换器电连
接,用于根据接收的所述模拟信号生成所述第一初始发射信号及与所述第一初始发射信号
互为差分信号的第二初始发射信号。利用上述差分信号叠加即可实现回波信号的消除。与
传统的利用双DAC装置实现回波消除的电路相比,由于本申请的电路只需在发射端设置
DAC,一方面大大降低了电路的功率消耗,另一方面,避免了双DAC带来的回波残差。
能有效消除电路中的回波信号,并降低电路功耗。
附图说明
本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他
的附图。
具体实施方式
的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
接的对象之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多
个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时,在本说明书中使用
的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
的和规范的特性。物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础。主
要功能是为数据端设备提供传送数据通路、传输数据,其中,数据通路可以是一个物理媒
体,也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,
终止物理连接。所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备
间连接起来,形成一条通路,传输数据,物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传
送服务。一是要保证数据能在其上正确通过,二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能
通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,
串行或并行,半双工或全双工,同步或异步传输的需要。OSI模型采纳了各种现成的协议。
关子层组成。这三种物理层标准在结构上均采用以HUB为中心的星形拓扑结构。100Base‑FX
使用2条光纤,一条光纤用于发送,另一条光纤用于接收;100Base‑TX使用5类数据线无屏蔽
双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线,一对用于发送,一对用于接收
数据,采用全双工方式工作,而100Base‑T4采用半双工方式工作。上述规定均要求在同一对
电缆上进行发送和接收,如图1所示,发射端发送信号TX至电缆,与接收信号RX形成电缆信
号TRX,此时直接发送至接收端的信号会有回波干扰信号,因此,需要回波消除电路来防止
发射信号TX回波到接收端干扰接收信号RX而引起误码,此回波消除电路一方面需要从电缆
信号TRX中将自己的发射信号TX消除掉,另一方面需要接收对方信号RX,并将RX发送至接收
端。具体地,如图2所示,回波消除电路包括信号的提取和回波的消除两部分。
送DAC信号,然后利用减法器将TRX信号中的TX信号减去,得到RX=TRX‑TX,这里TRX是电缆中
的收发混合信号,TX是自己的发射信号,RX是接收到的对方信号。但是上述技术方案由于采
用双DAC装置,一方面会消耗较大的电流功耗,另一方面,DAC之间会带来回波信号的残差,
进一步影响接收信号,因此,回波消除效果不佳。除此之外,现有的技术通常在电缆前端设
置共模电感(Common mode Choke,CMC),用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射,
但是CMC有很大的差模杂散电感,作为示例:CMC=100uH时差模杂散电感达200nH,并且为了
更好的抑制共模噪声,会使用更大的共模扼流线圈,因此差模杂散电感进一步加大;当电缆
中的信号为高频信号时,会使电缆中的混合信号TRX相位发生明显变化,而TX处是电路内部
节点没有相位改变,即虽然TRX和TX的幅值相同,但是由于相位不同,相减后也无法使TX完
全消除,因此在高频域下,此方案的回波效果不佳。
的提取和回波消除,本文利用了DAC的差分输出特性,将正负两端的信号互为差分信号,采
用分压电阻网络来进行回波信号提取,调整分压电阻网络使得DAC差分输出端的信号在接
收端相加为零,达到回波信号消除。
信号,第二输出端用于输出与所述第一初始发射信号互为差分信号的第二初始发射信号;
第一电阻模块20与所述第一输出端、所述第二输出端均电连接,用于根据接收的所述第一
初始发射信号、所述第二初始发射信号及所述第一电缆信号生成消除回波信号后的第一目
标信号。
分信号的第一初始发射信号及第二初始发射信号,该第一初始发射信号、第二初始发射信
号及第一电缆信号经过第一电阻模块后叠加后,能有效消除回波信号输出为第一目标信
号,本申请中的回波消除电路用简单的加法器代替传统的减法器电路,降低了电路复杂性。
一初始发射信号、所述第二初始发射信号及第二电缆信号生成消除回波信号后的第二目标
信号。
信号后的第二目标信号,该消除过程是利用第一初始发射信号及所述第二初始信号的差分
性质,经过叠加后消除;第二电缆信号为传输过程中的目标信号。
号。信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的逻辑状态。在本申请中,所述第
一目标信号与所述第二目标信号互为差分信号,即振幅相同,相位相反,该目标信号为消除
回波信号后的有用信号。
一电缆传输给对方,即第一电缆中为第一电缆信号及第一发射信号的混合信号。
二电缆传输给对方,即第二电缆中为第二电缆信号及第二发射信号的混合信号。
一输出端1电连接,用于根据接收的所述第一初始发射信号生成第一发射信号;第一线圈
CMC1被配置为一端与第一发送电阻21的另一端电连接,另一端与所述第一电缆连接;第一
电容C1被配置为一端经由第一线圈CMC1与所述第一电缆连接,另一端接地。第一分压电阻
22被配置为与第一发送电阻21、所述第二输出端2及第一电容C1均电连接,用于根据接收的
所述第一发射信号、所述第二初始发射信号及所述第一电缆信号生成消除回波信号后的第
一目标信号。
出为消除回波信号后第一目标信号RXP,其中,第一初始发射信号TXP为电流信号,经过第一
发送电阻21后生成为第一发射信号,该第一发射信号经过第一线圈CMC1发送至第一电缆,
同时产生对应的电缆混合信号TRP,经过第一电容C1及第一分压电阻22后输出为A*TXP,A为
电流经过第一发送电阻21及第一分压电阻22后衰减的倍数;第二初始发射信号TXN为电流
信号,经过第一分压电阻22分压作用后输出为B*TXN,B为电流经过第一分压电阻22输出后
衰减的倍数;第一发射信号及第二初始发射信号叠加后在RXP输出为RXP=A*TXP+B*TXN,由
于TXP与TXN互为差分信号,所以当A不等于B时,RXP输出为发射残余信号,幅值为A与B差值
的绝对值,当A等于B时,RXP输出为0电平,即消除了回波信号。除此之外,混合信号TRP还包
括第一电缆信号,该信号经由第一分压电阻22后在RXP处输出,最终RXP输出为消除回波的
第一目标信号。在本申请中在电缆前端接入第一线圈CMC1,可以有效过滤外部高频噪声。但
是电缆混合信号TRP经过后CMC1时会产生相位变化,导致TXP经过分压电阻后无法叠加消
除,因此在CMC1与第一分压电阻之间设置电容C1,用于抵消CMC1产生相位变化,此方案能有
效提高回波消除电路的工作频率。
二输出端2电连接,用于根据接收的所述第二初始发射信号生成第二发射信号;第二线圈
CMC2被配置为一端与第二发送电阻31连接,另一端与所述第二电缆连接,其中,所述第一线
圈与所述第二线圈绕制在闭合磁环上,绕制方向相反,绕制匝数相同;第二电容C2被配置为
一端经由所述第二线圈CMC2与所述第二电缆连接,另一端接地。第二分压电阻32被配置为
与第二发送电阻31、所述第一输出端1及第二电容C2均电连接,用于根据接收的所述第二发
射信号、所述第一初始发射信号及所述第二电缆信号生成消除回波信号后的第二目标信
号。
为消除回波信号后第二目标信号RXP,其中,第二初始发射信号TXN为电流信号,经过第二发
送电阻31后生成第二发射信号,该第二发射信号经过第二线圈CMC2发送至第二电缆,同时
产生对应的电缆混合信号TRN,而第一线圈CMC1与第二线圈CMC2绕制在闭合磁环上,绕制方
向相反,绕制匝数相同,共同形成共模电感CMC可以有效过滤电路中的共模噪声同时抑制共
模辐射。混合信号TRN经过第一电容C1及第一分压电阻22后输出为C*TXN,C为电流经过第二
发送电阻31及第二分压电阻32后衰减的倍数;第一初始发射信号TXP为电流信号,经过第二
分压电阻32分压作用后输出为D*TXP,D为电流经过第二分压电阻32输出后衰减的倍数;第
二发射信号及第一初始发射信号叠加后在RXN输出为RXN=D*TXP+C*TXN,由于TXP与TXN互为
差分信号,所以当C不等于D时,RXP输出为发射残余信号,幅值为C与D差值的绝对值,当C等
于D时,RXP输出为0电平,即消除了回波信号。除此之外,混合信号TRN还包括第二电缆信号,
该信号经由第二分压电阻32后在RXN处输出,最终RXN输出为消除回波的第二目标信号。在
本申请的电路中接入共模电感CMC,可以有效过滤共模噪声和抑制共模辐射。但同时CMC会
产生很大的杂散电感,高频信号经过后会产生相位变化,导致在经过分压电阻后无法叠加
消除,因此在CMC1与第二分压电阻之间设置电容C1、CMC2与第二分压电阻之间设置电容C2
用于抵消杂散电感产生相位变化,此方案大大提高了回波消除电路的工作频率,同时增大
了目标信号的频率带宽,使回波消除电路可以应用于高频率信号的传输。
及第二初始发射信号TXN经过相同的衰减倍数后输出为互为差分信号的RXP及RXN。通过设
置阻值相同的电阻使电缆输出信号满足差分输出要求。
请的回波消除电路中传输的信号均为模拟信号。通过设置差分模块与所述数模转换器电连
接,用于根据接收的所述模拟信号生成所述第一初始发射信号及与所述第一初始发射信号
互为差分信号的第二初始发射信号。利用上述差分信号叠加即可实现回波信号的消除。与
传统的利用双DAC装置实现回波消除的电路相比,由于本申请的电路只需在发射端设置
DAC,一方面大大降低了电路的功率消耗,另一方面,避免了双DAC带来的回波残差。
能有效消除电路中的回波信号,并降低电路功耗。
在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护
范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。