電口模塊的制作方法
【專利摘要】本發明涉及光通信技術領域，具體涉及一種電口模塊。其包括有至少一個第一級防護電路，及依次電連接的網絡接口插座、網絡變壓器、第二級防護電路和網卡物理接口芯片，所述網絡變壓器，用于隔離該網絡接口插座和所述網卡物理接口芯片；所述第一級防護電路，其電連接所述網絡變壓器的第一端的中心抽頭與地之間，用于限制從所述網絡接口插座接收到的共模浪涌信號；所述第二級防護電路，其設置在所述網絡變壓器的第二端的差分信號線的正負端之間，用于限制從所述網絡接口插座接收到的差模浪涌信號。能保護電口模塊免受從網絡接口插座接收到的雷擊浪涌信號的破壞，從而提高整個模塊的可靠性。
【專利說明】
電口模塊【
技術領域
】
[0001]本發明涉及光通信技術領域，具體的，涉及一種電口模塊。【【背景技術】】
[0002]光模塊是一種常用的光電轉換配件，可以與各種光電轉換設備互聯，如光纖收發器，光端機等。通常，光模塊除了包括光收發模塊和相應的功能電路外，還包括有一些接口模塊。例如，光模塊通常包括有光口模塊，常用接口類型是LC接口，用于連接LC頭的光纖跳線或者尾纖;還包括有電口模塊，常用的接口類型是RJ45接口，用于實現與網線連接。
[0003]其中電口模塊由于工作穩定可靠、價格低、組網簡單而獲得了大量應用。但是電口模塊使用網線作為傳輸介質，且在實際使用時，網線經常鋪設在室外，容易受雷擊浪涌信號影響，而光模塊內部電路本身不具備有防雷擊能力，雷擊浪涌能量會損壞光模塊或其他光電轉換設備，造成不必要的經濟損失。
[0004]現有技術中電口模塊包括有網卡物理接口芯片、網絡變壓器、網絡接口插座及一系列阻抗匹配電路，且通常只在網絡變壓器與網絡接口插座之間用bob-smith電路做阻抗匹配，無防雷保護電路。且現有技術中依靠共模電感和變壓器來抑制共模浪涌的防護，但是由于變壓器存在分布電容，降低了實際的共模浪涌的隔離效果，仍然會有部分共模浪涌能量耦合到網絡變壓器的次級端，進而損壞網卡物理接口芯片及內部功能模塊。
[0005]而且目前使用的光模塊需要遵從SFP MSA協議，即在模塊尺寸上有要求，布板空間非常有限，因此對電口模塊中的防雷擊電路在尺寸上有嚴格要求。雖然目前市場上有部分防雷保護芯片，價格昂貴且封裝較大，為了在PCB板上放置此類防護器件，需要專門定制的網絡變壓器和網絡接口插座，以便挪出布板空間，但是即便使用上述定制器件后，PCB布板仍顯得非常擁擠，增加模塊成本的同時還會對模塊性能造成影響，故此類防護芯片不適合用在電口模塊這種體積小且成本有嚴格要求的產品上。【
【發明內容】
】
[0006]本發明的目的旨在解決上述任意一個問題，提供一種電口模塊。
[0007]為實現該目的，本發明采用如下技術方案:
[0008]本方案提供了一種電口模塊，其包括有至少一個第一級防護電路，及依次電連接的網絡接口插座、網絡變壓器、第二級防護電路和網卡物理接口芯片，
[0009]所述網絡變壓器，其第一端電連接所述網絡接口插座，其第二端電連接所述網卡物理接口芯片，用于隔離該網絡接口插座和所述網卡物理接口芯片；
[0010]所述第一級防護電路，其電連接所述網絡變壓器的第一端的中心抽頭與地之間， 用于限制從所述網絡接口插座接收到的共模浪涌信號；
[0011]所述第二級防護電路，其設置在所述網絡變壓器的第二端的差分信號線的正負端之間，用于限制從所述網絡接口插座接收到的差模浪涌信號。
[0012]與現有技術相比，本發明方案具備如下優點:
[0013]本方案中所提供的一種電口模塊，包括有連接在所述網絡變壓器的第一端的中心抽頭與地之間的第一級防護電路，用于限制從所述網絡接口插座接收到的共模浪涌信號； 還包括有連接在所述網絡變壓器的第二端的差分信號線的正負端之間的第二級防護電路， 用于限制從所述網絡接口插座接收到的差模浪涌信號。即本方案中所述的電口模塊，通過第一級防護電路來限制共模浪涌信號，及第二級防護電路來限制差模浪涌信號，保護電口模塊免受從網絡接口插座接收到的雷擊浪涌信號的破壞，從而提高整個模塊的可靠性。
[0014]本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本方案的實施例了解到。【【附圖說明】】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，但本發明不限于此。
[0016]圖1為本發明中一種電口模塊的一個實施例中的結構示意圖；
[0017]圖2為本發明中一種電口模塊的一個實施例中的結構示意圖。【【具體實施方式】】
[0018]下面結合附圖和示例性實施例對本發明作進一步地描述，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。此外，如果已知技術的詳細描述對于示出本發明的特征是不必要的，則將其省略。
[0019]本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“親接”可以包括無線連接或無線耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關聯的列出項的全部或任一單元和全部組合。
[0020]本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)，具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語，應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣被特定定義，否則不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0021]下文詳細說明本方案的【具體實施方式】。
[0022]具體的，請參見附圖1和附圖2,為本方案所述的一種電口模塊，包括有依次電連接的網絡接口插座10、第一級防護電路11、網絡變壓器12、第二級防護電路13、第三級防護電路14和網卡物理接口芯片15。其中所述網絡變壓器12,用于隔離所述網絡接口插座10和所述網卡物理接口芯片15;所述第一級防護電路11，電連接所述網絡變壓器12的第一端的中心抽頭與地之間，用于限制從所述網絡接口插座10接收到的共模浪涌信號;所述第二級防護電路13,其設置在所述網絡變壓器12的第二端的差分信號線的正負端之間，用于限制從所述網絡接口插座10接收到的差模浪涌信號;所述第三級防護電路14,其串聯在網卡物理接口芯片15與所述第二級防護電路13之間，用于抑制所述差模浪涌信號和/或共模浪涌信號在差分信號線上產生的電流。即本方案中，可以通過第一級防護電路11和第三級防護電路14來共同抑制由于雷擊浪涌能量所帶來的共模浪涌干擾，通過第二級防護電路12和第三級防護電路14來共同抑制由于雷擊浪涌能量所帶來的差模浪涌干擾。在本方案的一個示例性實施例中，所述網絡接口插座10為RJ45座，網卡物理接口芯片15為PHY芯片。[〇〇23]進一步的，目前使用的光模塊需要遵從SFP MSA協議，在模塊尺寸上有要求，布板空間非常有限，因此對光模塊中的電口模塊中的防雷擊電路在尺寸上有嚴格要求；目前市場上有部分防雷保護芯片，價格昂貴且封裝較大，為了在PCB板上放置此類防護器件，需要專門定制的網絡變壓器和網絡接口插座，以便挪出布板空間，但是即便使用上述定制器件后，PCB布板仍顯得非常擁擠，增加模塊成本的同時還會對模塊性能造成影響，故此類防護芯片不適合用在電口模塊這種體積小且成本有嚴格要求的產品上。因此，本方案中所述的電口模塊中的第一級防護電路11、第二級防護電路13和第三級防護電路14在尺寸上要盡可能的少，需要采用盡可能少的元器件，方便PCB布板及節約成本。
[0024]具體的，參見附圖2，在本方案的一個實施例中，所述第一級防護電路11主要由氣體放電管G1組成，且該氣體放電管G1電連接在所述網絡變壓器12的第一端的中心抽頭與地之間，圖2中只顯示放置有一個氣體放電管G1，而在實際的應用中，還可以在網絡變壓器12 的每一個或任意多個中心抽頭與地之間各放置一個氣體放電管，本實施例對此不作限制。 [〇〇25]進一步的，在所述網絡變壓器12的第一端的中心抽頭與地之間，還電連接有bob-smith 電路 ，其包括有分別串接在網絡變壓器 12 的第一端的中心抽頭與地之間的電阻R9 、 電阻R10、電阻R11、電阻R12,且所述電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12通過電容C1接地，所述 bob-smith電路用于實現所述網絡變壓器12與網絡接口插座10之間的阻抗匹配。
[0026]具體的，參見附圖2，在本方案的一個實施例中，所述第三級防護電路14包括串接在網卡物理接口芯片15與所述第二級防護電路13之間的至少一個電阻，參見附圖2中的串接在每條差分信號線上的電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7和電阻 R8〇
[0027]具體的，當從網絡接口插座10端輸入有雷擊浪涌能量時，產生一定幅值的波形雷擊浪涌信號通過該網絡接口插座10中的一對或多對差分信號線傳遞到網絡變壓器12第一端的中心抽頭處，由于該中心抽頭處所連接的bob-smith電路的電阻阻值較小，可認為該網絡變壓器12的四個中心抽頭連接在一起，故共模浪涌信號傳遞到第一級防護電路11中的氣體放電管G1上，當共模浪涌信號的電量值足夠大，超出該氣體放電管G1的動作電壓和反應時間后，會造成該氣體放電管G1級間間隙被擊穿，氣體放電管G1由絕緣狀態變為導通狀態， 形成一條放電回路，將共模浪涌信號的電壓限制在一定范圍，一般在20V?50V之間，實現對電口模塊的后級電路的保護。[〇〇28]進一步的，由于網絡變壓器12存在寄生參數，并不能完全隔離掉網絡變壓器12第一端的共模浪涌信號，還是會存在一部分共模浪涌信號耦合到該網絡變壓器12的第二端及后級電路中，且該耦合過來的共模浪涌信號通過所述第三級防護電路14中的串聯電阻、網卡物理接口芯片15的差分信號線形成回路，產生電流，而該第三級防護電路14中的串聯電阻可限制此回路的電流，保護后級的網卡物理接口芯片15不受損壞。[〇〇29]不難理解，本實施例第一級防護電路11中將氣體放電管G1跨接在網絡變壓器12的第一端的中心抽頭與地之間，而不是跨接在網絡變壓器12的第一端的差分信號線對之間， 是因為氣體放電管G1存在有寄生電容，特別是在信號傳輸速率達到千兆的光模塊的電口模塊中，該寄生電容阻抗極低，相當于在差分信號線對之間并聯有一個低阻抗器件，會影響阻抗匹配，進而影響傳輸信號質量；因此本實施例中將氣體放電管G1跨接在網絡變壓器12的第一端的中心抽頭與地之間可以降低對該電口模塊中信號質量的影響。
[0030]進一步的，請參見附圖2，本方案所述的第二級防護電路13中主要由至少一個雙向瞬態抑制(TVS)二極管組成，該雙向瞬態抑制二極管串接在所述網絡變壓器12的第二端的每組差分信號線的正負端之間；參見附圖2中的TVS管D1、D2、D3和D4。
[0031]具體的，當從網絡接口插座10端輸入有雷擊浪涌能量時，差模浪涌信號通過該網絡接口插座10的一對或者多對差分信號線傳遞到網絡變壓器12上時，經過該網絡變壓器12 的第一端耦合到網絡變壓器12的第二端與網卡物理接口芯片15之間的差分信號線上，當差模浪涌信號的電壓值高于該雙向TVS管的擊穿電壓后，雙向TVS管被擊穿而導通，將該網卡物理接口芯片15的每組差分信號線的正負端之間的電壓限制在雙向TVS管的鉗位電壓大小，使得該差分信號線的正負端之間的電壓遠低于浪涌電壓。進一步的，第三級防護電路14 中的串聯電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7和電阻R8可以限制該鉗位電壓所產生的電流，即該第三級防護電路14與所述第二級防護電路13中的雙向TVS管共同實現對差模浪涌信號的防護。[〇〇32]不難理解，本實施例第二級防護電路13在每組差分信號線的正負端只采用一個雙向TVS抑制管，其引入的寄生電容遠小于采用多顆防護器件所引起的。例如，若在每組差分信號線的正負端之間采用多顆并聯的二極管防護器件，會增加寄生電容，進而也會影響傳輸速率較高的信號在差分信號線上的傳輸質量。因此，本實施中，第二級防護電路13在每組差分信號線的正負端只采用一個雙向TVS抑制管，能降低對該電口模塊中差分信號上所傳輸的信號質量的影響。
[0033]進一步的，參見附圖1，本方案所述的電口模塊還包括有SFP連接器16，所述SFP連接器16與所述網卡物理接口芯片15電連接;還包括有為所述網卡物理接口芯片15與SFP連接器16供電的電源電路17。
[0034]綜上所述，本方案中電路模塊，包括有連接在所述網絡變壓器12的第一端的中心抽頭與地之間的第一級防護電路11，用于限制從所述網絡接口插座10接收到的共模浪涌信號;還包括有連接在所述網絡變壓器12的第二端的差分信號線的正負端之間的第二級防護電路13,用于限制從所述網絡接口插座10接收到的差模浪涌信號。即本方案中所述的電口模塊，通過第一級防護電路11來限制共模浪涌信號，及第二級防護電路13來限制差模浪涌信號，保護電口模塊免受從網絡接口插座10接收到的雷擊浪涌信號的破壞，從而提高整個模塊的可靠性。[〇〇35]進一步的，本方案中第一級防護電路11、第二級防護電路13和第三級防護電路14 均采用數量少且價格便宜的元器件組成，方便PCB布板，也能減小該電口模塊的體積，節約成本，適合應用在電口模塊這種體積小且對成本有嚴格要求的產品上。
[0036]在此處所提供的說明書中，雖然說明了大量的具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實施例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。[〇〇37]雖然上面已經示出了本發明的一些示例性實施例，但是本領域的技術人員將理解，在不脫離本發明的原理或精神的情況下，可以對這些示例性實施例做出改變，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種電口模塊，其特征在于:包括有至少一個第一級防護電路，及依次電連接的網絡 接口插座、網絡變壓器、第二級防護電路和網卡物理接口芯片，所述網絡變壓器，其第一端電連接所述網絡接口插座、其第二端電連接所述網卡物理 接口芯片，用于隔離該網絡接口插座和所述網卡物理接口芯片；所述第一級防護電路，其電連接所述網絡變壓器的第一端的中心抽頭與地之間，用于 限制從所述網絡接口插座接收到的共模浪涌信號；所述第二級防護電路，其設置在所述網絡變壓器的第二端的差分信號線的正負端之 間，用于限制從所述網絡接口插座接收到的差模浪涌信號。2.根據權利要求1所述的模塊，其特征在于:還包括有第三級防護電路，所述第三級防護電路，其串聯在網卡物理接口芯片與所述第二級防護電路之間，用于 限制所述共模浪涌信號在差分信號線上產生的電流。3.根據權利要求1或2所述的模塊，其特征在于:還包括有第三級防護電路，所述第三級防護電路，其串聯在網卡物理接口芯片與所述第二級防護電路之間，用于 限制所述差模浪涌信號在差分信號線上產生的電流。4.根據權利要求1所述的模塊，其特征在于:所述第一級防護電路主要由氣體放電管組 成。5.根據權利要求1所述的模塊，其特征在于:所述第二級防護電路主要由至少一個雙向 瞬態抑制二極管組成，該雙向瞬態抑制二極管串接在所述每組差分信號線的正負端之間。6.根據權利要求2所述的模塊，其特征在于:所述第三級防護電路主要由至少一個串接 的電阻組成。7.根據權利要求1所述的模塊，其特征在于:還包括有電源電路，所述電源電路，電連接所述網卡物理接口芯片，用于為所述網卡物理接口芯片供電。8.根據權利要求1所述的模塊，其特征在于:還包括有bob-smith電路，所述bob-smith電路，電連接在所述網絡變壓器的第一端的中心抽頭與地之間，用于實 現該網絡變壓器與所述網絡接口插座之間的阻抗匹配。9.根據權利要求1所述的模塊，其特征在于:還包括有SFP連接器，所述SFP連接器電連 接所述網卡物理接口芯片。
【文檔編號】H02H9/06GK105959063SQ201610429975
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】姹ゅ姜, 湯彪
【申請人】青島海信寬帶多媒體技術有限公司