專利名稱：共模濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種共模濾波器，尤其涉及一種如下的共模濾波器，使傳輸超高速差動線路的所需要的超高速差動信號被傳輸?shù)耐瑫r隔斷不需要的共模噪音，以避免引起電磁干擾。
背景技術：
電子設備中，噪音是一種有害現(xiàn)象，因此現(xiàn)有技術中提出了很多用于消除噪音的方案。尤其是在最近出現(xiàn)的高速串行傳輸(serial transmission)技術中，由于傳送速度達到了 GHz頻率范圍，速度更快，波長變短，因此使得該波長與電路布線(circuit pattern)長度的整數(shù)倍相一致的概率變高，為此，以電路布線作為天線向空間放射信號，從而產(chǎn)生了電磁放射噪音的問題。另外，在高速串行傳輸中，大多數(shù)情況下使用的是差動線路，因此電磁場結合于差動線路之間，難以向外部放射。然而，差動線路的輕微的不對稱性以及IC中的輕微的相位移動等導致產(chǎn)生了共模噪音，該共模噪音在差動線路之間以同相信號形式傳播，由于不存在差動線路之間的結合故而易于向外部放射，由此容易形成電磁放射噪音。因此，在使用差動線路的高速串行傳輸?shù)募夹g領域中，解決共模噪音的方法是必不可少，而常見的消除共模噪音的方式多是使用共模扼流圈。此種技術方案的公知示例可參見日本專利特開2004-266634號公報(專利文獻 1)，該專利涉及普通模式信號的頻率頻帶下限為2MHz的技術方案；還可參見日本專利特開 2000-58343號公報(專利文獻2)，該專利中以在環(huán)形核心上纏繞線路的方式來形成差動信號傳輸用共模扼流圈。不過，理想的共模扼流圈是如圖11的等價電路所示，是通過如下兩個部分來形成傳輸線路的，其一是在磁性體磁芯上卷繞形成的結合系數(shù)接近于“1”的一對線圈，另一個是將輸入輸出之間的線間容量盡量抑制得較低以作為線圈間容量，該結構可管理其特性阻抗。在該共模扼流圈中，對于共模噪音而言，可讓插入在差動線路上的等價電感器構成一個較大值，如圖12中符號Scc21所示的特性那樣可實現(xiàn)阻止共模噪音通過的作用。另一方面來說，共模扼流圈對于差動信號(普通模式信號)來說其電感器接近于零，而且其與線路間容量相組合可形成低損失傳輸線路，實現(xiàn)了如圖12中符號Sdd21所示的特性，所以能以較低差動信號損失來實現(xiàn)信號通過。這樣理想的共模扼流圈實際上難以在現(xiàn)有條件下實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)化，因此在圖12 中將頻帶設定為15GHz，用于與本發(fā)明效果進行比較用的。
3現(xiàn)有技術專利文獻1 特開2004-266634號公報專利文獻2 特開2000-58343號公報。發(fā)明內(nèi)容技術問題
然而，上述共模扼流圈相對于共模噪音而言具有較大的電感即具有很高的串聯(lián)阻抗， 可隔斷該共模噪音，所以就共模噪音而言，從輸入端子一側(cè)來看該輸入端子的內(nèi)部接近于終端開放的狀態(tài)，所以輸入端子處所施加的共模噪音在輸入端子部處展示出與終端開放線路相同的信號應答。因此，在輸入端子處所施加的共模噪音與其被反射而得到的反射共模噪音相疊力口，使得輸入端子處的共模噪音的峰值電壓很容易變高。輸入端子部為了連接方便，需以露出的方式與電子設備進行實際安裝，難于進行保護(shield)，因此其中容易產(chǎn)生電磁放射，這也是產(chǎn)生電磁干擾的重要原因，所以在該輸入端子部處最好能夠避免共模噪音的峰值電壓變高。本發(fā)明的發(fā)明人已在特開2009-220549號專利中提出了一種可將反射共模噪音在時間上分散的共模濾波器。利用該共模濾波器雖然能夠?qū)⒎瓷涔材Ｔ胍舻姆逯惦妷阂种频煤艿?，但是需要能夠更進一步找到一種可消除該反射共模噪音的電能的結構，這就是本發(fā)明所要解決的技術問題。本發(fā)明為了解決上述技術問題提出了如下一種方案，其目的在于提供一種難于產(chǎn)生電磁干擾的共模濾波器，從而可在超高速差動線路中確保超高速差動信號的傳輸，消除反射共模噪音的電能。技術方案
為了解決上述技術問題，本發(fā)明的第一個發(fā)明涉及一種共模濾波器，其具備集中常數(shù)差動延遲線，該集中常數(shù)差動延遲線具有梯子形差動4端子電路，該電路由包含以串聯(lián)方式配置于差動線路中的電感器的無源串聯(lián)元件以及包含以并聯(lián)方式配置于上述差動線路之間的電容器的無源并聯(lián)元件所構成，其中上述電容器由與該電容器等值的兩個等值的串聯(lián)連接電容器構成；噪音衰減無源2端子電路，該電路由串聯(lián)連接的上述電容器之間的連接點和接地電位之間所連接的共模噪音衰減用阻抗、電感器和阻抗的串聯(lián)電路或者電感器和阻抗的并聯(lián)電路構成。本發(fā)明的第2個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線是定K型結構。本發(fā)明的第3個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線是感應m型結構。本發(fā)明的第4個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線是全域通過型結構。本發(fā)明的第5個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線以及上述噪音衰減用無源2端子電路形成1個區(qū)間的差動延遲元件，上述差動線路中上述差動延遲元件按照梯子形方式串聯(lián)配置了多個，形成多個區(qū)間。本發(fā)明的第6個發(fā)明所述的共模濾波器中，在上述差動延遲元件之間按照梯子形方式方式串聯(lián)配置上述集中常數(shù)差動延遲線。本發(fā)明的第7個發(fā)明所述的共模濾波器中，在上述多個區(qū)間的上述集中常數(shù)差動延遲線中的上述電容器之間的連接點間連接有阻抗。本發(fā)明的第8個發(fā)明所述的共模濾波器中，在一部分的上述集中常數(shù)差動延遲線中，上述電容器之間的連接點與接地電位之間僅連接共模衰減用電感器。本發(fā)明的第9個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線可以是定K 型、感應m型以及全域通過型差動延遲元件中選擇的相互不同的2個或者3個組合而成。本發(fā)明的第10個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述差動延遲元件中上述噪音衰減用無源2端子電路的常數(shù)在每個區(qū)間均不相同。發(fā)明效果
具有如上結構的本發(fā)明的第1個發(fā)明所涉及的共模濾波器中使用了在無源串聯(lián)元件上配置電感器、在無源并聯(lián)元件上配置電容器的集中常數(shù)差動延遲線；作為該并聯(lián)元件的電容器以等值的兩個串聯(lián)連接的電容器來形成，使與該電容器等值，而且串聯(lián)連接的電容器之間的連接點與接地電位之間連接有共模噪音衰減用阻抗、電感器和阻抗的串聯(lián)電路、 或者電感器和阻抗的并聯(lián)電路所構成的噪音衰減用無源2端子電路；因此，一方面能使得超高速差動信號通過，隔斷不希望的共模噪音，除此之外還可利用阻抗來實現(xiàn)吸收作用，在輸入端子部處降低共模噪音的峰值電壓，避免引起電磁干擾。本發(fā)明的第2個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線采用定K型結構，因此，可通過該定K型結構來實現(xiàn)上述效果。本發(fā)明的第3個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線采用感應m 型結構，因此，可通過該感應m型結構來實現(xiàn)上述效果。本發(fā)明的第4個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線采用全域通過型結構，因此，可通過該全域通過型結構來實現(xiàn)上述效果。本發(fā)明的第5個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述差動延遲線路以及噪音衰減用電感器形成1個區(qū)間的差動延遲元件，上述差動線路中按照梯子狀方式串聯(lián)配置多個差動延遲元件形成多個區(qū)間的結構，由此，除了實現(xiàn)上述技術效果，還可以獲得多種特性。本發(fā)明的第6個發(fā)明所述的共模濾波器中，在上述差動延遲元件之間將集中常數(shù)差動延遲線按照梯子狀方式串聯(lián)配置，由此，除了實現(xiàn)上述技術效果，還可以獲得多種特性。本發(fā)明的第7個發(fā)明所述的共模濾波器中，在上述多個區(qū)間的上述差動延遲線路中，在上述電容器之間的多個連接點之間連接有阻抗，由此，除了實現(xiàn)上述技術效果，還可以獲得多種特性。本發(fā)明的第8個發(fā)明所述的共模濾波器中，在一部分的上述集中常數(shù)差動延遲線中的電容器之間的連接點和接地電位之間僅連接共模衰減用電感器，由此還能進一步獲得多種特性。本發(fā)明的第9個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述集中常數(shù)差動延遲線由定K型、感應m型以及全域通過型的差動延遲元件中的不同的2種或3中組合而成，由此，可在各種通過型結構中均實現(xiàn)上述技術效果。本發(fā)明的第10個發(fā)明所述的共模濾波器中，上述差動延遲元件中噪音衰減用無源2端子電路的常數(shù)設置成不同的常數(shù)，由此能夠簡單的將共模噪音的通過特性形成為所希望的特性，而且能夠讓共模噪音的吸收特性也形成為所希望的特性，由于有可能獲得各種特性，所以有效避免了電磁干擾的產(chǎn)生。


圖1是表示作為本發(fā)明共模濾波器基礎的集中常數(shù)差動延遲線的線路圖。圖2是表示涉及本發(fā)明的共模濾波器的第1實施例的線路圖。圖3是表示圖2所示的本發(fā)明的共模濾波器的通過特性圖。圖4是表示圖2所示的本發(fā)明的共模濾波器的電力分配特性圖。圖5是表示涉及本發(fā)明的共模濾波器的第2實施例的線路圖。圖6是表示圖5所示的本發(fā)明的共模濾波器的通過特性圖。圖7是表示圖5所示的本發(fā)明的共模濾波器的電力分配特性圖。圖8是表示涉及本發(fā)明的共模濾波器的第3實施例的線路圖。圖9是表示圖8所示的本發(fā)明的共模濾波器的通過特性圖。圖10是表示圖8所示的本發(fā)明的共模濾波器的電力分配特性圖。圖11是表示現(xiàn)有共模扼流圈的等效電路圖。圖12是表示圖11所示的現(xiàn)有共模扼流圈的通過特性圖。圖13是表示圖11所示的現(xiàn)有共模扼流圈的電力分配特性圖。附圖標記 1、3 差動線路
IAUB 差動輸入端子(輸入側(cè)) 2A、2B 差動輸出端子(輸出側(cè)) 5 梯子形差動4端子網(wǎng) Co、Co/2、Co/4、Ca 電容器 DL 集中常數(shù)差動延遲線
dll、dl2、dl3、dl4 差動延遲元件(差動4端子電路) Lo、Lo/2 電感器
Li、L2、L3、L4 共模噪音衰減用電感器(噪音衰減用無源2端子電路) Rl、R2、R3、R4、RIO、R12、R23、R34、R40 共模噪音衰減用阻抗(噪音衰減用無源2端子電路)
T1、T2、T3、T4 連接點 +vd、-vd 差動電源 Vc 共模噪音源。
具體實施例方式下面參考附圖對本發(fā)明所涉及的共模濾波器的具體實施例進行說明。首先，對作為本發(fā)明所涉及的共模濾波器的基礎的集中常數(shù)差動延遲線進行說明。圖1是表示涉及本發(fā)明的共模濾波器所采用的集中常數(shù)差動延遲線的一個例子
6的電路圖。圖1中差動輸入端子1A、1B和差動輸出端子2A、2B之間的差動線路1、3上形成梯子形差動4端子網(wǎng)5。梯子形差動4端子網(wǎng)5是由串聯(lián)配置于上述差動線路1、3上的無源串聯(lián)元件和并聯(lián)配置于上述差動線路1、3上的無源并聯(lián)元件組合連接形成的梯子形狀的結構。換句話說，在差動輸入輸出端子1A、2A之間的差動線路1以及差動輸入輸出端子 1B、2B之間的差動線路3上，將作為無源串聯(lián)元件的電感器Lo分別串聯(lián)連接多個例如3個， 在各個電感器Lo的兩端之間連接有作為無源并聯(lián)元件的電容器Co/4、Co/2。差動線路1、3上相同位置的各個電感器Lo的兩端之間連接有上述電容器Co/4、 Co/2,構成了由上述3個區(qū)間形成的定K Π型集中常數(shù)差動延遲線DL。該集中常數(shù)差動延遲線DL中每1區(qū)間的差動延遲元件dll、dl2、dl3為梯子形差動4端子電路，其由差動線路1、3中一對電感器Lo和其兩端的2個電容器Co/4、Co/2形成。相互鄰接的差動延遲元件dll和dl2、dl2和dl3共用電容器Co/2。而且，由于差動輸入輸出端子1A、1B、2A、2B側(cè)的差動延遲元件dll、dl3中的電容器Co/4不像中間的差動延遲元件dl2那樣被共用，所以其容量值只有中間的差動延遲元件 dl2的電容器Co/2的一半。各個差動延遲元件dll dl3的延遲時間td用數(shù)學表達式1來表示。數(shù)學表達式1
權利要求
1.一種共模濾波器，其特征在于具備集中常數(shù)差動延遲線，該集中常數(shù)差動延遲線具有梯子形差動4端子電路，該電路由包含以串聯(lián)方式配置于差動線路中的電感器的無源串聯(lián)元件以及包含以并聯(lián)方式配置于上述差動線路之間的電容器的無源并聯(lián)元件所構成，其中上述電容器由與該電容器等值的兩個等值的串聯(lián)連接的電容器構成；噪音衰減無源2端子電路，該電路連接于串聯(lián)連接的上述電容器之間的連接點和接地電位之間，上述噪音衰減無源2端子電路由共模噪音衰減用阻抗、電感器和阻抗的串聯(lián)電路或者電感器和阻抗的并聯(lián)電路構成。
2.根據(jù)權利要求1所述的共模濾波器，其特征在于上述集中常數(shù)差動延遲線是定K 型結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的共模濾波器，其特征在于上述集中常數(shù)差動延遲線是感應m 型結構。
4.如權利要求1所述的共模濾波器，其特征在于上述集中常數(shù)差動延遲線是全域通過型結構。
5.根據(jù)權利要求1 4中任何一個所述的共模濾波器，其特征在于上述集中常數(shù)差動延遲線以及上述噪音衰減用無源2端子電路形成1個區(qū)間的差動延遲元件，上述差動線路中上述差動延遲元件按照梯子形方式串聯(lián)配置多個，形成多個區(qū)間。
6.根據(jù)權利要求5所述的共模濾波器，其特征在于在上述差動延遲元件之間按照梯子形方式串聯(lián)配置上述集中常數(shù)差動延遲線。
7.根據(jù)權利要求5或權利要求6所述的共模濾波器，其特征在于在上述多個區(qū)間的上述集中常數(shù)差動延遲線中的上述電容器之間的多個連接點間連接有阻抗。
8.根據(jù)權利要求5或權利要求6所述的共模濾波器，其特征在于在上述一部分的集中常數(shù)差動延遲線中，上述電容器之間的連接點與接地電位之間僅連接共模衰減用電感ο
9.根據(jù)權利要求5 8中任何一個所述的共模濾波器，其特征在于上述集中常數(shù)差動延遲線可以是定K型、感應m型以及全域通過型差動延遲元件中選擇的相互不同的2個或者3個組合而成。
10.根據(jù)權利要求5 9中任何一個所述的共模濾波器，其特征在于上述差動延遲元件中上述噪音衰減用無源2端子電路的常數(shù)在每個區(qū)間均不相同。
全文摘要
本發(fā)明要解決的技術問題是在超高速差動信號通過時，讓共模噪音難以通過。本發(fā)明采用的技術手段是在差動線路1、3中配置的無源串聯(lián)元件和無源并聯(lián)元件構成的梯子形差動4端子電路中，無源串聯(lián)元件上配置電感器Lo，無源并聯(lián)元件上配置電容器Co，由此形成集中常數(shù)差動延遲線DL。集中常數(shù)差動延遲線DL中并聯(lián)元件電容器Co是由與該電容器等值的兩個等值的串聯(lián)連接的電容器Co/2和Co/2或者Co和Co所構成。共模噪音衰減用電感器L1～L4以及阻抗R1～R4連接在串聯(lián)連接的電容器Co/2之間或者Co之間的連接點T1～T4與接地電位之間，與電容器Co/2、Co一起形成共模噪音衰減用串聯(lián)共振電路。
文檔編號H03H7/06GK102474235SQ201080026928
公開日2012年5月23日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權日2009年11月2日
發(fā)明者龜谷雅明 申請人:松江Elmec株式會社