電源式電磁干擾抑制濾波器制造技術

本發明專利技術公開一種電源式電磁干擾抑制濾波器，電性耦接于一主芯片的電源供應線與一負載端之間，主芯片由電源供應線供給電源后，因主芯片內部電路的運作產生一輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲，由于電源噪聲的諧振影響輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲間具有一相位差。電磁干擾抑制濾波器包括位準參考電路與至少一并聯于該位準參考電路的濾波調變電路。位準參考電路根據主芯片的輸出電壓噪聲或輸出電流噪聲產生一位準參考信號。至少一濾波調變電路系根據此位準參考信號進行電壓與電流特征向量值的計算，以控制輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲間的強度及相位差逐漸趨近于零。藉此，負載端接收到的信號即可被調整為一濾除噪聲后的直流信號。

【技術實現步驟摘要】
電源式電磁干擾抑制濾波器
本專利技術是關于一種電磁干擾抑制濾波器；特別是關于一種用以解決電源端所產生的電磁干擾的抑制濾波器。
技術介紹
基于電子產品電路基板(printedcircuitboard，PCB)的設計要面臨許多信號的載送，各種諧振(harmonic)頻率的迭加(superposition)，除了影響信號的質量，也造成信號與信號間的干擾。而干擾信號的元兇除了以上的問題外，在電源端更是被耦合了復雜的諧振頻率波也是主要的問題之一。產生這些頻率波的來源，主要即來自于主要的功能性集成電路芯片(mainfunctionalIC)內部電路的運作，于此，這些諧振波更是造成電子產品電磁干擾(electromagneticinterference)的主要來源，目前已知電容及各種形式濾波器的使用，為現今主要解決EMI問題的工具。然而，在電路基板(PCB)上，信號完整性(signalintegrity，SI)與電源完整性(powerintegrity，PI)的設計，必須充分掌握主芯片電路特性與系統板特性，以及邊界條件的設定。但這在分工細密的今日，已變得相當困難。為了要達成這樣的協同模擬(co-simulation)設計，單就系統設計者而言，是很難取得完整的芯片特性的信息，而芯片設計者也僅能就其信號特性設計，而獲得較佳的特性分析，對于連接到系統的問題，相對掌握度也不高。而電源的諧振頻率噪聲的特性部分，無論是系統設計端或是芯片設計端，都是一個未知及無解的問題，最多僅能在主芯片中的邏輯電路的設定中下手去規避。除此之外，在許多電子產品的價格激烈競爭下，電路基板的設計由六層板降為四層板，四層板降為二層板，在此情況下，電源完整性(PI)的設計更顯得格外困難，現有可使用的濾波組件顯然已不符使用，因此目前業界面對電源端上的噪聲及EMI問題，其處理的方法大多還是僅能利用效率相當低的嘗試錯誤(tryanderror)方式進行，相當不符合經濟及成本效益。再者，由于電源端的EMI問題主要發生于，電源在某一個特定頻率的諧振噪聲由于與其他噪聲波互相的耦合作用，造成此頻率的電壓小信號與電流小信號在大多狀態下不是同步的行進，而電壓噪聲經過單一路徑的電容器后，其電流噪聲的相位無法完全被耦合掉，甚至更差的情況下，會出現信號的波峰對到波谷此種嚴重的問題產生。這樣的合成電流，不僅造成通過此節點的后到電路基板其他位置的電源路徑上，而導線也產生寄生電感效應的特性，更嚴重影響到電壓特性變化的連鎖反應。因此，本專利技術人有感于上述缺失的可改善，且依據多年來從事此方面的相關經驗，悉心觀察且研究的，并配合學理的運用，而提出一種設計新穎且有效改善上述缺失的本專利技術，其揭露一種電源式電磁干擾抑制濾波器，其是利用此濾波電路兩端式的電性耦接于電源端與主要的功能性芯片之間，其具體的架構及實施方式將詳述于下。
技術實現思路
為解決現有技術存在的問題，本專利技術之一目的在于提供一種電源式電磁干擾抑制濾波器，其是首創揭露一種完全創新的電路設計，并藉由此設計解決電源端上產生的電磁干擾與耦合的諧振頻率波。本專利技術的又一目的在于提供一種電源式電磁干擾抑制濾波器，其是利用對電壓與電流進行特征向量值的計算，精確地匹配出由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的濾波器結構，相較于現有僅能利用嘗試錯誤的作法，更具備有較佳的經濟及時間成本效益。本專利技術的再一目的在于提供一種電源式電磁干擾抑制濾波器，其為一種兩端式電性耦接的濾波電路，不僅可有效過濾電源在線的高頻噪聲(例如：100MHz以上至數GHz)，更可在有效過濾噪聲的同時，維持一定的電源完整性以及信號完整性。因此，根據本專利技術所揭示的電源式電磁干擾抑制濾波器，其主要包括有一位準參考電路以及至少一濾波調變電路。其中，此電源式電磁干擾抑制濾波器系電性耦接于主芯片的電源供應線與負載端之間，并且，主芯片在受電后系產生一輸出電壓與一輸出電流，其中該輸出電壓與該輸出電流系各自有一輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲。由于電源噪聲的諧振影響下，該輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲間系具有一相位差。根據本專利技術的實施例，位準參考電路系電性耦接于所述的主芯片，并根據輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲其中的至少一個，產生一位準參考信號。至少一濾波調變電路系并聯所述的位準參考電路，以接收并根據該位準參考信號對輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲其中的至少一個進行特征向量值的計算，藉此調變該二者間的相位差及其強度逐漸趨近于零。最后，于負載端所接收到的電壓及電流信號可為一濾除噪聲及諧振干擾后的直流信號。其中，該位準參考信號為一電壓信號或一電流信號。其中，本專利技術的電源式電磁干擾抑制濾波器，更包括多個該濾波調變電路，以同時利用該多個濾波調變電路進行電壓或電流特征向量值的計算，使得該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲間的該相位差逐漸趨近于零。更進一步而言，本專利技術更可選擇性地包括至少一第一、第二、第三、及第四調變電路，利用該些調變電路可同時存在，或僅設置至少其一的巧妙設計，基于該些調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的特性，搭配控制開關根據參考信號所形成的相依電壓電流特性，完成對輸出電壓電流的特征向量值計算，藉此實現對電源在線產生的噪聲干擾進行濾波的動作，以達成本專利技術的專利技術目的。具體而言，該至少一濾波調變電路包括一控制開關與至少一第一調變電路，該控制開關與該至少一第一調變電路相互串接，并耦接于該電源供應線與一接地端之間。該第一調變電路電性耦接于該電源供應線與該控制開關之間，且該控制開關連接該位準參考電路以接收該位準參考信號。該濾波調變電路更包括至少一第二調變電路，該第二調變電路電性耦接于該控制開關與該接地端之間。該第一調變電路也可以電性耦接于該控制開關與該接地端之間，此時該控制開關連接該位準參考電路以接收該位準參考信號；該第二調變電路則電性耦接于該電源供應線與該控制開關之間。其中，該第一調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的電路結構。其中，該第二調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的電路結構。其中，該位準參考電路包括一參考電容與一參考電阻，其中該參考電容與該參考電阻相互串聯，且該控制開關耦接于該參考電容與該參考電阻的連接節點上。其中，該控制開關為一金氧半場效型晶體管或雙載子接面晶體管，以利用該晶體管位于不同操作區域的電壓電流特性進行該特征向量值的計算，使得該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲間的該相位差趨近于零。以及/或者本專利技術的電源式電磁干擾抑制濾波器更包括至少一第三調變電路，該第三調變電路與該濾波調變電路相互串接，并耦接于該電源供應線與一接地端之間。其中，該第三調變電路電性耦接于該電源供應線與該濾波調變電路之間，且該第三調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的電路結構。其中，更包括至少一第四調變電路，該第四調變電路電性耦接于該濾波調變電路與該接地端之間。該第三調變電路也可以電性耦接于該濾波調變電路與該接地端之間，則該第三調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的電路結構；該第四調變電路電性耦接于該電源供應線與該濾波調變電路之間。其中，該第四調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的電路結構。底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易了解本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，其是電性耦接于一主芯片的電源供應線與一負載端之間，該主芯片由該電源供應線供給電源后，產生一輸出電壓與一輸出電流，其中該輸出電壓與該輸出電流各自有一輸出電壓噪聲與一輸出電流噪聲，且該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲在該電源的噪聲諧振影響下具有一相位差，該電源式電磁干擾抑制濾波器包括：一位準參考電路，電性耦接于該主芯片，并根據該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲其中的至少一個，產生一位準參考信號；以及至少一濾波調變電路，并聯該位準參考電路，其中該至少一濾波調變電路是根據該位準參考信號對該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲其中的至少一個進行特征向量值的計算，使得該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲的強度及其之間的該相位差逐漸趨近于零，且該負載端所接收到的該輸出電壓與該輸出電流為直流信號。

【技術特征摘要】
1.一種電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，其是電性耦接于一主芯片的電源供應線與一負載端之間，該主芯片由該電源供應線供給電源后，產生一輸出電壓與一輸出電流，該輸出電壓具有一輸出電壓噪聲，該輸出電流具有一輸出電流噪聲，且該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲在該電源的噪聲諧振影響下具有一相位差，該電源式電磁干擾抑制濾波器包括：一位準參考電路，電性耦接于該主芯片，并根據該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲其中的至少一個，產生一位準參考信號；以及至少一濾波調變電路，更包括一控制開關與至少一第一調變電路，該控制開關與該至少一第一調變電路相互串接組成串聯電路，所述串聯電路耦接于該電源供應線與一接地端之間，并且所述串聯電路并聯該位準參考電路，其中該至少一濾波調變電路是根據該位準參考信號對該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲其中的至少一個進行特征向量值的計算，使得該輸出電壓噪聲與該輸出電流噪聲的強度及其之間的該相位差逐漸趨近于零，且該負載端所接收到的該輸出電壓與該輸出電流為直流信號。2.根據權利要求1所述的電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，該第一調變電路電性耦接于該電源供應線與該控制開關之間，且該控制開關連接該位準參考電路以接收該位準參考信號。3.根據權利要求2所述的電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，該濾波調變電路更包括至少一第二調變電路，該第二調變電路電性耦接于該控制開關與該接地端之間。4.根據權利要求1所述的電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，該第一調變電路電性耦接于該控制開關與該接地端之間，且該控制開關連接該位準參考電路以接收該位準參考信號。5.根據權利要求4所述的電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，該濾波調變電路更包括至少一第二調變電路，該第二調變電路電性耦接于該電源供應線與該控制開關之間。6.根據權利要求1所述的電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，該第一調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的電路結構。7.根據權利要求3或5所述的電源式電磁干擾抑制濾波器，其特征在于，該第二調變電路為由電阻、電容與電感其中的至少一被動組件組成的電路結構。8.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳東旸，
申請(專利權)人：晶焱科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71