CN204258828U - 实现机顶盒与eoc模块一体化的网络接口电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其中包括电流型PHY芯片、电压型PHY芯片和网络变压器模块，所述的电流型PHY芯片的差分信号线与所述的电压型PHY芯片对应的差分信号线通过变压器进行耦合，与电流型PHY芯片连接的所述的网络变压器模块的绕组的电流中心抽头接电源，与电压型PHY芯片连接的网络变压器模块的绕组的电压中心抽头接地。采用本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，将电流型PHY芯片和电压型PHY芯片通过变压器耦合从而实现两种不同类型PHY芯片的短距离通讯，避免机顶盒与EOC采用不同PHY芯片导致的信号不兼容，节约成本，灵活性强，具有更广泛的应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及网络接口技术领域，尤其涉及一体化机顶盒的网络接口技术领域，具体是指一种实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路。
背景技术
广电数字机顶盒行业，目前产品体系中，主要分为，标清和高清，以及智能，三种类别产品，就这些类型机顶盒，要实现双向业务通讯，都是依靠外围EOC(Ethernet over Coax，基于同轴电缆的以太网传输)产品来实现信息交互；
机顶盒与EOC模块一起工作的流程是，有线电视线缆进到EOC模块中，将有线电视信号转发给机顶盒，供机顶盒解码播放到电视上，这是传统的单向业务；用户操作遥控器，发出需交互的信息送到服务器上，例如点播，回看，等业务信息时，机顶盒通过网口与EOC模块的网口连接，然后EOC模块把所要回传的信息用调制技术调制后，在通过有线电视线缆送到服务器上，通常以这样的方式来实现机顶盒双向业务；
在两个网络设备(机顶盒与EOC模块)进行交互通讯时，物理层中，信号从CPU出来后都经PHY芯片(一种提供以太网的接入通道的芯片)到网络变压器到RJ45插座，如图1所示，其中，PHY芯片到网络变压器的驱动方式，分为电压型和电流型驱动，而网络变压器除了有隔离的作用外，还有将PHY芯片与PHY芯片之间拉动电位平衡的作用，以便中间用网线(双绞线)联通，实现长距离通讯。
而在用户家中，需要连接两台设备(机顶盒与EOC模块)才能进行点播或者其他双向业务，如图2所示，而两台设备意味着需要两个电源，一根网线，一根75欧同轴电缆线，这样既造成成本浪费，又给用户和安装带来很多不便，因此在这样的大背景下，机顶盒与EOC的一体机应允而生，将机顶盒与EOC模块两个设备系统集成在一个盒子中，如何连接成为关键性技术问题，所有的连接中，网口与网口的连接是关键性技术，直接影响能不能实现双向业务，同时，电流型PHY芯片与电压型PHY芯片由于驱动方式不同是不能直连使用。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种将电流型PHY芯片和电压型PHY芯片通过变压器耦合从而实现两种不同类型PHY芯片的短距离通讯，避免机顶盒与EOC采用不同PHY芯片导致的信号不兼容，节约成本，灵活性强的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路。
为了实现上述目的，本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路具有如下构成：
该实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其主要特点是，所述的网络接口电路包括电流型PHY芯片、电压型PHY芯片和网络变压器模块，所述的电流型PHY芯片的差分信号线与所述的电压型PHY芯片对应的差分信号线通过变压器进行耦合，与电流型PHY芯片连接的所述的网络变压器模块的绕组的电流中心抽头接电源，与电压型PHY芯片连接的网络变压器模块的绕组的电压中心抽头接地。
进一步地，所述的网络接口电路还包括电容，所述的电容的两端分别连接所述的电流中心抽头和地。
更进一步地，所述的网络接口电路还包括电阻，所述的电阻的两端分别连接所述的电流中心抽头和所述的电容。
更进一步地，所述的电阻的阻值为75欧姆，所述的电容为高压瓷片电容。
其中，所述的网络变压器模块包括第一变压器与第二变压器，所述的电压型PHY芯片的发送数据引脚连接所述的第一变压器的原边绕组，所述的电流型PHY芯片的接收数据引脚连接所述的第一变压器的副边绕组；
所述的电压型PHY芯片的接收数据引脚连接所述的第二变压器的原边绕组，所述的电流型PHY芯片的发送数据引脚连接所述的第二变压器的副边绕组；
所述的第一变压器的原边绕组的中心抽头和第二变压器的原边绕组的中心抽头连接所述的电源；
所述的第一变压器的副边绕组的中心抽头和第一变压器的副边绕组的中心抽头连接所述的地；
所述的第一变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比为1：1，所述的第二变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比为1：1。
采用了本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，具有以下积极的效益：
1、网络变压器的中心抽头接电容来滤波，主要作用于电流型PHY芯片，因为电流有可能饱和。
2、采用R1、R2为75ohm端接电阻，此电阻提供差分线对之间150ohm的端接，主要用于混合模式信号的阻抗匹配，通过75欧电阻接地，形成电流回路。
3、高压电容C1将线缆终端连接到地(GND)改善EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)，由于电容还连接电阻、接线电感以及其它的限制，使该电路不仅是一个接地低阻抗路径，实现了阻抗匹配功能和增强EMI功能，还可以防静电雷击。
总之，本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路利用网络变压器自身传输数据和隔离的作用，将PHY送出来的差分信号通过差模耦合的线圈进行耦合滤波，增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另一端，同时，通过变压器隔离了网线连接的不同的两个网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。
此外，通过特殊的电路设计，本实用新型的电路不但可以使用有的双电流型PHY芯片或双电压型PHY芯片形成耦合电路，也可以为了满足两种不同类型PHY芯片的各种特性需求，将电流型和电压型连接起来，从而达到一个网络变压器实现两种不同类型PHY芯片的短距离通讯，避免机顶盒与EOC采用不同PHY芯片导致的信号不兼容，可省略两个RJ45座子、一条网线和1个网络变压器，使PCB板尺寸减小，大大降低了一体机的成本，且灵活性强，具有更广泛的应用范围。
附图说明
图1为本实用新型的传统的两个PHY芯片的连接示意图。
图2为本实用新型的传统的机顶盒与EOC模块的连接示意图。
图3为本实用新型的电流驱动型PHY芯片的典型连接示意图。
图4为本实用新型的电压驱动型PHY芯片的典型连接示意图。
图5为本实用新型的相同PHY芯片的连接示意图。
图6为本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路的连接示意图
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
威盛(VIA)设计制造的机顶盒用Elite1000型号CPU(ARM Cortex-A9双核1.2GHz)，用于上海东方有线的智能机顶盒产品中，此CPU为PCIE总线，外围驱动的PHY芯片为瑞昱(RealTek)生产的RTL8111GS芯片，这是一颗电流驱动型PHY，具体连接原理图如图3所示，为典型的电流驱动型PHY芯片的连接，由图可知，PHY芯片的差分数据线连接到网络变压器上，网络变压器的中心抽头通过电容C1，C2接地。
EOC模块为上海未来宽带公司的模块，带4个Lan口和1个WIFI，其中与机顶盒网络通讯的芯片为高通生产的AR9331型号，芯片连接到网络变压器的原理图如图4所示，为典型的电压驱动型PHY芯片的连接，由图可知，变压器的中心抽头接电源VDD_2.0V。
从电器特性分析以上两种类型的PHY，电流型只要有回路，就能实现匹配，并进行通信；而电压型，只要在PHY规定的驱动电压范围内，就能通讯；
从通讯信号上分析以上两种类型的PHY，如果两个都是电压型PHY芯片或电流型PHY芯片，由于两个PHY芯片具有一致的差分信号，可以采取直连的方式来实现通讯，如图5所示。
从以上分析来看两种类型的PHY，电流型与电压型的PHY，是不能直连使用；而解决这个连接技术的关键，就是要信号匹配和信号平衡，为此，使用一个1CT：1CT的网络变压器来解决匹配和平衡问题，既实现了数据通信，又节约了成本
请参阅图6所示，在一种实施方式中，本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路包括电流型PHY芯片、电压型PHY芯片和网络变压器模块，所述的电流型PHY芯片的差分信号线与所述的电压型PHY芯片对应的差分信号线通过变压器进行耦合，与电流型PHY芯片连接的所述的网络变压器模块的绕组的电流中心抽头接电源，与电压型PHY芯片连接的网络变压器模块的绕组的电压中心抽头接地。
在一种优选的实施方式汇总，所述的网络接口电路还包括电容，所述的电容的两端分别连接所述的电流中心抽头和地。
在一种更优选的实施方式汇总，所述的网络接口电路还包括电阻，所述的电阻的两端分别连接所述的电流中心抽头和所述的电容。
在一种更优选的实施方式汇总，所述的电阻的阻值为75欧姆，所述的电容为高压瓷片电容。
其中，所述的网络变压器模块包括第一变压器与第二变压器，所述的电压型PHY芯片的发送数据引脚连接所述的第一变压器的原边绕组，所述的电流型PHY芯片的接收数据引脚连接所述的第一变压器的副边绕组；
所述的电压型PHY芯片的接收数据引脚连接所述的第二变压器的原边绕组，所述的电流型PHY芯片的发送数据引脚连接所述的第二变压器的副边绕组；
所述的第一变压器的原边绕组的中心抽头和第二变压器的原边绕组的中心抽头连接所述的电源；
所述的第一变压器的副边绕组的中心抽头和第一变压器的副边绕组的中心抽头连接所述的地；
所述的第一变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比为1：1，所述的第二变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比为1：1。
PHY的DAC(Digital to Analog Converter，数字模拟转换器)有电压驱动和电流驱动之分，以RTL8111GS芯片和AR9331芯片为例，RTL8111GS是电压型驱动，AR9331是电流型驱动，
从PHY芯片RTL8111GS看，外接匹配的网络变压器TX和RX的线圈绕组为1CT:1CT,同时再看PHY芯片AR9331，也是匹配的1CT:1CT的线圈绕组，这样，选用一个TX和RX为1CT：1CT的绕组的变压器做隔离与耦合使用，即可满足芯片之间的连接耦合，另外，与电压型PHY端连接的变压器的中心抽头必须接电容来滤波。
将RTL8111GS芯片的2组差分信号线连接到网络变压器TX+，TX-，RX+，RX-上，中心抽头CT，通过75欧电阻接地，形成电流回路；高压电容可以防静电雷击。
将AR9331芯片的差分信号连接到网络变压器的TD+，TD-，RD+，RD-上，中心抽头的CT，连接上驱动电压，形成了电压驱动型。
采用了本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，具有以下积极的效益：
1、网络变压器的中心抽头接电容来滤波，主要作用于电流型PHY芯片，因为电流有可能饱和。
2、采用R1、R2为75ohm端接电阻，此电阻提供差分线对之间150ohm的端接，主要用于混合模式信号的阻抗匹配，通过75欧电阻接地，形成电流回路。
3、高压电容C1将线缆终端连接到地(GND)改善EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)，由于电容还连接电阻、接线电感以及其它的限制，使该电路不仅是一个接地低阻抗路径，实现了阻抗匹配功能和增强EMI功能，还可以防静电雷击。
总之，本实用新型的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路利用网络变压器自身传输数据和隔离的作用，将PHY送出来的差分信号通过差模耦合的线圈进行耦合滤波，增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另一端，同时，通过变压器隔离了网线连接的不同的两个网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。
此外，通过特殊的电路设计，本实用新型的电路不但可以使用有的双电流型PHY芯片或双电压型PHY芯片形成耦合电路，也可以为了满足两种不同类型PHY芯片的各种特性需求，将电流型和电压型连接起来，从而达到一个网络变压器实现两种不同类型PHY芯片的短距离通讯，避免机顶盒与EOC采用不同PHY芯片导致的信号不兼容，可省略两个RJ45座子、一条网线和1个网络变压器，使PCB板尺寸减小，大大降低了一体机的成本，且灵活性强，具有更广泛的应用范围。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (6)
1.一种实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其特征在于，所述的网络接口电路包括电流型PHY芯片、电压型PHY芯片和网络变压器模块，所述的电流型PHY芯片的差分信号线与所述的电压型PHY芯片对应的差分信号线通过变压器进行耦合，与电流型PHY芯片连接的所述的网络变压器模块的绕组的电流中心抽头接电源，与电压型PHY芯片连接的网络变压器模块的绕组的电压中心抽头接地。
2.根据权利要求1所述的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其特征在于，所述的网络接口电路还包括电容，所述的电容的两端分别连接所述的电流中心抽头和地。
3.根据权利要求2所述的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其特征在于，所述的网络接口电路还包括电阻，所述的电阻的两端分别连接所述的电流中心抽头和所述的电容。
4.根据权利要求3所述的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其特征在于，所述的电阻的阻值为75欧姆，所述的电容为高压瓷片电容。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其特征在于，所述的网络变压器模块包括第一变压器与第二变压器，所述的电压型PHY芯片的发送数据引脚连接所述的第一变压器的原边绕组，所述的电流型PHY芯片的接收数据引脚连接所述的第一变压器的副边绕组；
所述的电压型PHY芯片的接收数据引脚连接所述的第二变压器的原边绕组，所述的电流型PHY芯片的发送数据引脚连接所述的第二变压器的副边绕组；
所述的第一变压器的原边绕组的中心抽头和第二变压器的原边绕组的中心抽头连接所述的电源；
所述的第一变压器的副边绕组的中心抽头和第一变压器的副边绕组的中心抽头连接所述的地。
6.根据权利要求5所述的实现机顶盒与EOC模块一体化的网络接口电路，其特征在于，所述的第一变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比为1：1，所述的第二变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比为1：1。
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