CN113691327B - 一种有线通信的混合电路及其校准方法 - Google Patents

一种有线通信的混合电路及其校准方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有线通信的混合电路及其校准方法，包括信号收发电路的第一连接端和第二连接端；发射正极，与第一连接端之间连接第一可调电容；发射负极，与第二连接端之间连接第二可调电容；第一数模转换器，连接第一连接端和第二连接端，于一时钟信号的作用下分别调节至第一连接端和第二连接端的电流；第二数模转换器，连接发射正极和发射负极，于时钟信号的延迟信号的作用下分别调节至发射正极和发射负极的电流。本发明通过在信号收发电路的第一连接端与接收正极之间设置第一可调电容，第二连接端与接收负极之间设置第二可调电容，以校准延时差；同时通过调节时钟信号的延迟信号校准带宽失配，达到混合电路的作废信号最优。

Description

一种有线通信的混合电路及其校准方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种有线通信的混合电路及其校准方法。
背景技术
在通信领域中，全双工（full-duplex）技术允许一通信装置通过同一信道同时进行传送与接收；然而，基于阻抗不完全匹配等原因，传送信号会部分地反射而掺杂在接收信号，影响其性能。
若使用同一对线进行数据收发，必须采取一定的措施从远端接收的较弱信号中分离出强的近端发射信号，否则，接收信号会被破坏。用于提供电路来从发射信号中分离出接收信号，这些电路被称为混合电路（Hybrid）。
若通信装置使用差分信号进行通信，即在同一信道传输差分信号的正端信号和负端信号，现有技术中并未详加考虑到同一信道中传输正端信号的传输路径与传输负端信号的传输路径之间的差异，该传输路径的差异会造成该正端信号与负端信号之间的相位差，从而造成差分对的延迟差（skew），这会使得该传送差分信号的一部分变成了电磁干扰噪声，造成混合电路的性能较低。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种有线通信的混合电路及其校准方法。
一种有线通信的混合电路，包括一信号收发电路的第一连接端和第二连接端；一接收正极，与所述第一连接端之间连接一第一电阻，所述第一电阻的两端连接一第一可调电容；一接收负极，与所述第二连接端之间连接一第二电阻，所述第二电阻的两端连接一第二可调电容；所述第一连接端和所述第二连接端之间连接第三电阻和第四电阻；第一数模转换器，连接所述第一连接端和第二连接端，于一时钟信号的作用下分别调节至所述第一连接端和所述第二连接端的电流；第二数模转换器，连接所述接收正极和所述接收负极，于所述时钟信号的延迟信号的作用下分别调节至所述接收正极和所述接收负极的电流。
本发明所述的有线通信的混合电路，所述第三电阻和所述第四电阻相连接的点连接一电源电压。
本发明所述的有线通信的混合电路，所述第一连接端通过第一电容连接一共模电感，所述第二连接端通过第二电容连接所述共模电感，所述共模电感连接对端信号收发电路。
本发明所述的有线通信的混合电路，所述第一连接端和所述第二连接端之间连接一变压器，所述变压器的中心抽头连接一电源电压，所述变压器连接对端信号收发电路。
本发明所述的有线通信的混合电路，所述第一数模转换器流向所述第一连接端和所述第二连接端电流比值为8：1或1：8。
本发明还提供一种有线通信的混合电路的校准方法，应用于如上述的有线通信的混合电路，所述方法包括：步骤S1，持续发送一高频信号，于一第一检测信号的作用下通过调整所述时钟信号的延迟信号以调节所述接收正极和所述接收负极之间的延迟差；步骤S2，通过调整所述第一可调电容和所述第二可调电容的相位以补偿所述接收正极和所述接收负极之间的带宽误差。
本发明所述的有线通信的混合电路的校准方法，所述步骤S2之后，还包括：步骤S3，反复迭代步骤S1-S2，直到所述混合电路的作废信号最优。
本发明所述的有线通信的混合电路的校准方法，所述步骤S1之前，还包括：步骤S0，发送一低频信号，于一第二检测信号的作用下分别调节所述第一数模转换器的电流和所述第二数模转换器的电流，以校准所述第一数模转换器和所述第二数模转换器。
本发明所述的有线通信的混合电路的校准方法，所述步骤S1中和所述步骤S2中，所述接收正极和所述接收负极检测所述信号收发电路发送的高频信号的残留回波，输出所述第一检测信号。
本发明所述的有线通信的混合电路的校准方法，所述步骤S0中，所述接收正极和所述接收负极检测所述信号收发电路发送的低频信号的残留回波，输出所述第二检测信号。
有益效果：本发明通过在信号收发电路的第一连接端MDIP与接收正极之间设置第一可调电容，第二连接端MDIN与接收负极之间设置第二可调电容，以校准延时差；同时通过调节时钟信号的延迟信号校准带宽失配，达到混合电路的作废信号（cancel）最优。
附图说明
图1是本发明的有线通信的混合电路实施例一的示意图；
图2是本发明的有线通信的混合电路实施例二的示意图；
图3是本发明的有线通信的混合电路的的校准方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例一
参照图1，一种有线通信的混合电路，应用于以太网通信装置，包括一信号收发电路的第一连接端MDIP和第二连接端MDIN；一接收正极RXP，与第一连接端MDIP之间连接一第一电阻R1，第一电阻R1的两端连接一第一可调电容C1；一接收负极RXN，与第二连接端MDIN之间连接一第二电阻R2，第二电阻R2的两端连接一第二可调电容C2；第一连接端MDIP和第二连接端MDIN之间连接第三电阻R3和第四电阻R4；第一数模转换器DAC11，连接第一连接端MDIP和第二连接端MDIN，于一时钟信号CLK的作用下分别调节至第一连接端MDIP和第二连接端MDIN的电流；第二数模转换器DAC12，连接接收正极RXP和接收负极RXN，于时钟信号CIK的延迟信号的作用下分别调节至接收正极RXP和接收负极RXN的电流。
本发明的混合电路（Hybrid）通过在信号收发电路的第一连接端MDIP与接收正极RXP之间设置第一可调电容C1，第二连接端MDIN与接收负极RXN之间设置第二可调电容C2，以校准延时差skew；同时通过调节时钟信号的延迟信号校准带宽失配bandwidthmismatch，可通过反复校准延时差和带宽误差达到混合电路的作废信号cancel最优。
本发明的有线通信的混合电路，第一连接端MDIP和第二连接端MDIN之间连接一变压器，变压器的中心抽头连接一电源电压，变压器连接对端信号收发电路，该电源电压优选为1.8V。
本发明的有线通信的混合电路，第一数模转换器DAC11流向第一连接端MDIP和第二连接端MDIN电流比值为8：1或1：8。
优选的，第一数模转换器DAC11和第二数模转换器DAC12的电流比值约为9：1，其中第一数模转换器DAC11的电流分为9份，其中一端分配8份，另一端分配1份。
进一步的，变压器侧还连接一第五电阻R3’和一第六电阻R4’。
实施例二
参照图2，一种有线通信的混合电路，应用于车载通信装置，包括一信号收发电路的第一连接端MDIP和第二连接端MDIN；一接收正极RXP，与第一连接端MDIP之间连接一第一电阻R1，第一电阻R1的两端连接一第一可调电容C1；一接收负极RXN，与第二连接端MDIN之间连接一第二电阻R2，第二电阻R2的两端连接一第二可调电容C2；第一连接端MDIP和第二连接端MDIN之间连接第三电阻R3和第四电阻R4；第一数模转换器DAC11，连接第一连接端MDIP和第二连接端MDIN，于一时钟信号CLK的作用下分别调节至第一连接端MDIP和第二连接端MDIN的电流；第二数模转换器DAC12，连接接收正极RXP和接收负极RXN，于时钟信号CIK的延迟信号的作用下分别调节至接收正极RXP和接收负极RXN的电流。
本发明的有线通信的混合电路，第一连接端MDIP通过第一电容C3连接一共模电感10（CM choke），第二连接端MDIN通过第二电容C4连接共模电感10，共模电感10连接对端信号收发电路。
本发明的有线通信的混合电路，第三电阻R3和第四电阻R4相连接的点连接一电源电压，该电源电压优选为3.3V。
本发明的有线通信的混合电路，第一数模转换器DAC11流向第一连接端MDIP和第二连接端MDIN电流比值为8：1或1：8。
进一步的，共模电感10侧还连接一第五电阻R3’和一第六电阻R4’。
由于车载MDI结构不同，对混合电路进行了相应的修改，相比于以太网中，应用于车载MDI中的混合电路将变压器变成了共模电感10，由共模电感10连接对端信号收发电路，在共模电感10和第一连接端MDIP和第二连接端MDIN分别增设了一电容。
本发明还提供一种有线通信的混合电路的校准方法，应用于如上述实施例一和实施例二中的有线通信的混合电路，参照图3，方法包括：步骤S1，持续发送一高频信号，于一第一检测信号的作用下通过调整时钟信号的延迟信号以调节接收正极RXP和接收负极RXN之间的延迟差；步骤S2，通过调整第一可调电容C1和第二可调电容C2的相位以补偿接收正极RXP和接收负极RXN之间的带宽误差。
本发明的有线通信的混合电路的校准方法，步骤S2之后，还包括：步骤S3，反复迭代步骤S1-S2，直到混合电路的作废信号（cancel）最优。
本发明的有线通信的混合电路的校准方法，步骤S1之前，还包括：步骤S0，发送一低频信号，于一第二检测信号的作用下分别调节第一数模转换器DAC11的电流和第二数模转换器DAC12的电流，以校准第一数模转换器DAC11和第二数模转换器DAC12。
本发明的有线通信的混合电路的校准方法，步骤S1中和步骤S2中，接收正极RXP和接收负极RXN检测信号收发电路发送的高频信号的残留回波，输出第一检测信号。
本发明的有线通信的混合电路的校准方法，步骤S0中，接收正极RXP和接收负极RXN检测信号收发电路发送的低频信号的残留回波，输出第二检测信号。
在低频信号下电容可以趋于+∞，接收正极RXP和接收负极RXN之间的延迟差skew速度很慢，不会受到影响，此时混合电路的失配主要体现在第一数模转换器DAC11和第二数模转换器DAC12的电流失配；在高频信号下，电容是默认值，此时的失配主要体现在带宽失配bandwidth mismatch，即不同信号下，带宽不同。
具体的，本发明的有线通信的混合电路的校准方法中，先发送低频信号，接收正极RXP和接收负极RXN接收发送信号，检测低频信号的残留回波，根据残留回波调节两个数模转换器的电流，通过调节电流偏压，先独立各自完成数模转换器的校准；然后发送高频信号，通过改变时钟信号的延迟信号校准接收正极RXP和接收负极RXN之间的延迟差；由于第一数模转换器DAC11和第二数模转换器DAC12的电流比值约为9：1，大小不同，可以通过调节第一补偿电容C1和第二补偿电容C2补偿带宽误差。
进一步的，由于步骤S1和步骤S2中的调节难以解耦，电容不同，时钟信号也存在延时差skew，在高频信号下，均是体现在混合电路的作废信号（cancel）有泄露，可能无法通过一次执行步骤S1和步骤S2完成延时差和带宽误差的校准，因此，可以通过反复迭代步骤S1-S2，反复迭代调节，实现混合电路的作废信号（cancel）最优。
本发明的有益效果在于：本发明通过在信号收发电路的第一连接端MDIP与接收正极之间设置第一可调电容，第二连接端MDIN与接收负极之间设置第二可调电容，以校准延时差；同时通过调节时钟信号的延迟信号校准带宽失配，达到混合电路的作废信号（cancel）最优。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (8)

1.一种有线通信的混合电路，其特征在于，包括一信号收发电路的第一连接端和第二连接端；
一接收正极，与所述第一连接端之间连接一第一电阻，所述第一电阻的两端连接一第一可调电容；
一接收负极，与所述第二连接端之间连接一第二电阻，所述第二电阻的两端连接一第二可调电容；
所述第一连接端和所述第二连接端之间连接第三电阻和第四电阻；
第一数模转换器，连接所述第一连接端和第二连接端，于一时钟信号的作用下分别调节至所述第一连接端和所述第二连接端的电流；
第二数模转换器，连接所述接收正极和所述接收负极，于所述时钟信号的延迟信号的作用下分别调节至所述接收正极和所述接收负极的电流；
所述第一数模转换器和所述第二数模转换器的电流比值为9: 1；
所述第一数模转换器流向所述第一连接端和所述第二连接端电流比值为8：1或1：8。
2.根据权利要求1所述的有线通信的混合电路，其特征在于，所述第三电阻和所述第四电阻相连接的点连接一电源电压。
3.根据权利要求2所述的有线通信的混合电路，其特征在于，所述第一连接端通过第一电容连接一共模电感，所述第二连接端通过第二电容连接所述共模电感，所述共模电感连接对端信号收发电路。
4.根据权利要求1所述的有线通信的混合电路，其特征在于，所述第一连接端和所述第二连接端之间连接一变压器，所述变压器的中心抽头连接一电源电压，所述变压器连接对端信号收发电路。
5.一种有线通信的混合电路的校准方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任意一项所述的有线通信的混合电路，所述方法包括：
步骤S1，持续发送一高频信号，于一第一检测信号的作用下通过调整所述时钟信号的延迟信号以调节所述接收正极和所述接收负极之间的延迟差；
步骤S2，通过调整所述第一可调电容和所述第二可调电容的相位以补偿所述接收正极和所述接收负极之间的带宽误差；
步骤S3，反复迭代步骤S1-S2，直到所述混合电路的作废信号最优。
6.根据权利要求5所述的有线通信的混合电路的校准方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还包括：
步骤S0，发送一低频信号，于一第二检测信号的作用下分别调节所述第一数模转换器的电流和所述第二数模转换器的电流，以校准所述第一数模转换器和所述第二数模转换器。
7.根据权利要求5所述的有线通信的混合电路的校准方法，其特征在于，所述步骤S1中和所述步骤S2中，所述接收正极和所述接收负极检测所述信号收发电路发送的高频信号的残留回波，输出所述第一检测信号。
8.根据权利要求6所述的有线通信的混合电路的校准方法，其特征在于，所述步骤S0中，所述接收正极和所述接收负极检测所述信号收发电路发送的低频信号的残留回波，输出所述第二检测信号。
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