專利名稱：抑制電磁干擾的接口電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設(shè)備的接口電路，特別涉及通信設(shè)備中具有抑制電磁干擾 功能的接口電路，及該接口電路抑制電磁干擾的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的銅線環(huán)路上采用 一般的數(shù)字傳輸技術(shù)，可以使大部份銅線環(huán)路的
數(shù)字傳輸速率達(dá)到9.6kbits甚至28.8kbit/s;如果采用DSL (數(shù)字用戶環(huán)路)技術(shù)， 可以使銅線環(huán)路的數(shù)字傳輸速率可以達(dá)到MHz的級(jí)別。
為了在銅線環(huán)路中實(shí)現(xiàn)全雙工操作(即發(fā)送信道和接收信道同時(shí)工作)，調(diào) 制解調(diào)器把通頻帶分成兩個(gè)分離的信道，分別用于上^^通信和下行通信，并使 用回?fù)艿窒娐罚罱K通過(guò)一個(gè)變壓器，將上行通信的數(shù)據(jù)和下行通信的數(shù)據(jù) 匯總到一對(duì)雙絞線上，進(jìn)行傳輸。如

圖1所示，以DSL技術(shù)為例，在DSL設(shè)備 發(fā)送信號(hào)時(shí)，首先通過(guò)DA轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散的模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)濾波 器將模擬信號(hào)中的高頻成分過(guò)濾，得到模擬信號(hào)后，再依次通過(guò)回波抵消電路 和變壓器，最后輸出到銅線上。在通過(guò)銅線環(huán)路接收信號(hào)時(shí)，模擬信號(hào)先依次 通過(guò)變壓器和回波抵消電路、然后由芯片內(nèi)部的解碼模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)。在發(fā)送信號(hào)使用的DA轉(zhuǎn)換模塊，和接收信號(hào)使用的解碼模塊均可能產(chǎn) 生高頻噪音，這些高頻噪音會(huì)對(duì)設(shè)備造成電磁干擾。信號(hào)通過(guò)銅線環(huán)路傳輸過(guò) 程中，也可能引入4艮多高頻噪音，例如雷擊產(chǎn)生的高頻信號(hào)會(huì)耦合到銅線環(huán) 路上。1前，抑制電磁干擾的措施較有效的方法是在信號(hào)回路上添加濾波器。 如圖1所示的ADSL端口電路框圖，在變壓器的輸入線圏通過(guò)電容C1、 C3接地， 或在變壓器和回波抵消電路之間通過(guò)電容C2、 C4接地，這樣就可以將高頻信號(hào) 通過(guò)電容C1、 C3以及C2、 C4引到接地端，抑制高頻信號(hào)對(duì)設(shè)備造成的電磁干 擾。
發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述抑制高頻信號(hào)的技術(shù)至少存在如 下問(wèn)題；
1、在選擇電容C2、 C4時(shí)，需要考慮到回波抵消電路的端口阻抗，當(dāng)輸入的噪聲信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，則需要將電容C2、 C4的電容值配置到lOOpF以上，才能夠 將噪聲信號(hào)過(guò)濾掉。由于C2、 C4的電容值較大，即C2、 C4的阻抗值較小，增 加了C2、 C4濾波所作用的頻段，使得部分有用的信號(hào)被電容C2過(guò)濾掉，造成 信號(hào)環(huán)路性能明顯下降。
2、變壓器的輸入線圈通過(guò)電容C1、 C3接地，由于回波抵消電路對(duì)地的阻 抗較低，所以，電容C1、 C3的接地端相當(dāng)于連接到回波抵消電路的端口 ，即， 電容C1、 C3相當(dāng)于跨接在變壓器的輸入線圏和輸出線圈之間。由于電容C1、 C3 對(duì)于高頻信號(hào)的阻抗較小，使得高頻信號(hào)通過(guò)電容C1、 C3耦合到銅線環(huán)路上， 并且外部的浪涌(如雷擊)容易通過(guò)電容C1、 C3耦合到使用該接口電路的設(shè)備 中，導(dǎo)致變壓器的隔離性能下降，造成電磁干擾較強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種抑制電磁干擾的接口電路及方法，抑制銅線環(huán)路 中傳輸數(shù)字信號(hào)的電磁干擾，并且保證該接口電路的隔離性能和環(huán)路性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案
一種抑制電磁干擾的接口電路，包括變壓器，該變壓器包括初級(jí)線圏和次 級(jí)線圈，所述次級(jí)線圈上設(shè)有中間抽頭，并且所述中間抽頭通過(guò)高頻濾波器接 地。
一種抑制電磁干擾的方法，其特征在于，將通過(guò)變壓器次級(jí)線圈的中間抽 頭通過(guò)高頻濾波器接地；高頻噪音通過(guò)所述高頻濾波器輸出到接地端。
由上述技術(shù)方案所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)在次級(jí)線圈設(shè)置中間抽頭， 然后利用高頻率波器將中間抽頭接地，使得進(jìn)入到次級(jí)線圈的高頻噪音通過(guò)高 頻濾波器被引導(dǎo)至接地端，防止了高頻噪音被輸入到該接口電路所在的設(shè)備中， 從而抑制了電磁干擾。同時(shí)由于本發(fā)明實(shí)施例中沒(méi)有在變壓器的輸入端直接通 過(guò)電容接地，使得噪音信號(hào)不會(huì)被耦合到銅線環(huán)路上，外部的浪涌(如雷擊) 信號(hào)也不會(huì)被耦合到使用該接口電路的設(shè)備中，增加了該接口電路的隔離性負(fù)fe; 并且本發(fā)明實(shí)施例沒(méi)有在變壓器的輸出端直接通過(guò)電容接地，防止了有效信號(hào) 被過(guò)濾，從而保證了該接口電路的環(huán)路性能。
附圖為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施 例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描 述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不 付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例的附圖獲得其他的實(shí)施例。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中ADSL端口電路框圖2為本發(fā)明實(shí)施例中接口電路的原理圖3為圖2等效的阻抗模型圖4為本發(fā)明抑制電A茲干擾的方法實(shí)施例的流程圖5為本發(fā)明抑制電磁干擾的接口電路第一實(shí)施例具體電路圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例中的有源高通濾波器的具體電路圖7為本發(fā)明抑制電磁干擾的接口電路第二實(shí)施例具體電路圖8為采用現(xiàn)有接口電路時(shí)采集到的信號(hào)圖9為采用本發(fā)明接口電路的實(shí)施例后采集到的信號(hào)圖IO為本發(fā)明實(shí)施例中接口電路采用帶通濾波器的原理圖11為本發(fā)明實(shí)施例中接口電路采用的有源帶通濾波器的具體電路圖12為本發(fā)明實(shí)施例中接口電路采用低通濾波器的原理圖13為本發(fā)明實(shí)施例中接口電路采用的有源低通濾波器的具體電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是 全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造 性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實(shí)施例在變壓器次級(jí)線圈的中間抽頭處通過(guò)高頻濾波器接地，使得 高頻噪音被過(guò)濾，抑制了電磁干擾，根據(jù)所使用的場(chǎng)合不同，變壓器可以包括 一組初級(jí)線圏，也可以包括多組初級(jí)線圏，本發(fā)明實(shí)施例中不對(duì)初級(jí)線圏的組 數(shù)限定。
如圖2所示，該接口電路在次級(jí)線圏的C點(diǎn)處通過(guò)高頻濾波器接地，這樣,A點(diǎn)就相當(dāng)于通過(guò)A點(diǎn)到C點(diǎn)這段的電感和高頻濾波器接地，而B(niǎo)點(diǎn)就相當(dāng)于通 過(guò)B點(diǎn)到C點(diǎn)這段的電感和高頻濾波器接地。A點(diǎn)和B點(diǎn)對(duì)地的阻抗就是CI和 高頻濾波器串聯(lián)后的阻抗(如圖3所示)，由于高頻濾波器可以將有用信號(hào)阻隔， 而導(dǎo)通高頻噪音信號(hào)，使得所有到達(dá)A、 B兩點(diǎn)的高頻噪音都會(huì)被引導(dǎo)至接地端， 防止了高頻噪音被輸入到后面連接的驅(qū)動(dòng)電路，從而確保輸入到驅(qū)動(dòng)電路的信 號(hào)不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)電路的工作性能。
本發(fā)明實(shí)施例中抑制電磁干擾的方法如圖4所示，具體為
401、 在接口變壓器的次級(jí)線圏抽頭處，通過(guò)高頻濾波器接地。
402、 有用信號(hào)和高頻噪音同時(shí)通過(guò)變壓器的初級(jí)線圈耦合到次級(jí)線圈，高 頻噪音被耦合到次級(jí)線圈后，通過(guò)次級(jí)線圏中間抽頭處的高頻濾波器導(dǎo)通到接 地點(diǎn)，從而抑制了變壓器后續(xù)的電路不會(huì)受到高頻噪音的影響。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明抑制電磁干擾的接口電路的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。 實(shí)施例1:
如圖5所示，在本實(shí)施例中，接口電路的變壓器上設(shè)置了兩個(gè)次級(jí)線圈， 一個(gè)初級(jí)線圏， 一個(gè)次級(jí)線圏為發(fā)送端口，另一個(gè)次級(jí)線圏為接收端口，并且 兩個(gè)次級(jí)線圈的中部都串聯(lián)有隔直電容，所以隔直電容的兩端都需要通過(guò)濾波 電容接地，如圖5中的C1、 C2、 C3和C4。在本實(shí)施例中，發(fā)送端口的一個(gè)信號(hào) 端1通過(guò)次級(jí)線圈上1和3之間的分布電容，以及濾波電容C3接地，使得到達(dá) 該信號(hào)端1的高頻噪音被引導(dǎo)至接地端。
同理，發(fā)送端口的另 一個(gè)信號(hào)端4，以及接收端口的兩個(gè)信號(hào)端(5和8 ) 處的高頻噪普也被引導(dǎo)至接地端。本實(shí)施例防止了高頻噪音被輸入到該接口電 路所連接的芯片，從而確保輸入到芯片的信號(hào)不會(huì)影響該芯片的工作性能。
上述的濾波電容C3的容值應(yīng)該大于或等于lOOpF,才能保i正較好地過(guò)濾掉 高頻噪音信號(hào)。當(dāng)濾波電容C3取值為lOOpF時(shí)，可以將頻段100MHz以上的噪 聲信號(hào)過(guò)濾掉，當(dāng)濾波電容C3取值為lOOOpF時(shí)，可以將頻—?dú)W為30MHz到100MHz 的噪聲信號(hào)過(guò)濾掉。
本實(shí)施例中所采用的濾波電容C3只是^^莫擬高通濾波器的一種，還可以采用 其他的模擬高通濾波器，目前常用的模擬高通濾波器包括電阻、電容和運(yùn)算 放大器組成的有源高通濾波器。如圖5所示，為通過(guò)電容電阻和運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的二階有源高通濾波器。
上述實(shí)施例中所描述的接口電路可以用在通過(guò)銅線環(huán)路進(jìn)行通信的設(shè)備
中，包括ADSL接入i殳備、ISDN (Integrated Service Digital Network,綜合 業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))接入設(shè)備等。 實(shí)施例2:
如圖7所示，本實(shí)施例接口電路的變壓器上設(shè)置了兩個(gè)次級(jí)線圈， 一個(gè)初 級(jí)線圈， 一個(gè)次級(jí)線圈為發(fā)送端口，另一個(gè)次級(jí)線圈為接收端口，但只有在發(fā) 送端口次級(jí)線圈的中部串聯(lián)有隔直電容。對(duì)于發(fā)送端口，隔直電容的兩端都需 要通過(guò)濾波電容(C5和C6)接地，而接收端口只需要在線圏的中部通過(guò)一個(gè)濾 波電容C7接地就行了。
同實(shí)施例1中的原理一樣，本實(shí)施例防止了高頻噪音^皮輸入到該接口電路 所連接的芯片，從而確保輸入到芯片的信號(hào)不會(huì)影響該芯片的工作性能。
通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量可以得出采用本發(fā)明實(shí)施例后，能夠削弱該接口電路的高頻 噪音，如圖8所示，為采用現(xiàn)有技術(shù)中的接口電路測(cè)量到的頻譜圖，其中橫坐 標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為信號(hào)強(qiáng)度，由圖8可以觀察到，在35MHz、 71MHz和HlMHz 處的噪音比較明顯，可能造成電磁干擾。釆用本發(fā)明接口電路實(shí)施例后，再去 測(cè)量頻譜圖，得到圖9所示結(jié)果，可以看到，在35MHz、 71MHz和141MHz處的 噪音明顯降低很多，降幅大概有5dB到10dB,較好地抑制了電磁干擾。
上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中都采用模擬高通濾波器作為高頻濾波器，在實(shí) 際運(yùn)用時(shí)，還可以將模擬帶通濾波器來(lái)作為高頻濾波器，只需要使得高頻噪音 信號(hào)的頻率落在模擬帶通濾波器的通帶內(nèi)即可。如圖10所示，模擬帶通濾波器 的最普遍實(shí)現(xiàn)方式就是電感Ll和電容C10組成的模擬帶通濾波器。也可以通過(guò) 電阻、電容和運(yùn)算放大器組成的有源帶通濾波器，如圖11所示為一個(gè)二階有源 帶通濾波器。
當(dāng)所述的隔直電容位于次級(jí)線圏的中點(diǎn)位置時(shí)，可以將模擬低通濾波器作 為高頻濾波器；或者次級(jí)線圈中沒(méi)有隔直電容時(shí)，直接將中間抽頭設(shè)置在次級(jí) 線圈的中點(diǎn)位置，然后將中間抽頭通過(guò)模擬低通濾波器接地。由于在信號(hào)傳輸 時(shí)，次級(jí)線圈的兩端傳輸?shù)氖遣罘中盘?hào)，那么次級(jí)線圏的中點(diǎn)處電位為零，不 會(huì)受到接地的影響；如果在設(shè)計(jì)模擬低通濾波器時(shí)，使得高頻噪音信號(hào)的頻率落在通帶內(nèi)，則會(huì)使得高頻噪音信號(hào)被導(dǎo)通到接地點(diǎn)，確保高頻噪音信號(hào)不會(huì)
繼續(xù)在信號(hào)線上傳輸。如圖12所示，模擬低通濾波器的最普遍實(shí)現(xiàn)方式就是電 感L2，當(dāng)然，也可以通過(guò)電阻、電容和運(yùn)算放大器組成的有源低通濾波器，圖 13為一個(gè)二階有源低通濾波器。 實(shí)施例3:
本實(shí)施例中所采用的高頻濾波器，有別于實(shí)施例1和實(shí)施例2中所采用的 高頻濾波器。在實(shí)施例1和實(shí)施例2中都是采用模擬濾波器，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)， 可以用數(shù)字濾波器代替模擬濾波器。
一般情況下，數(shù)字濾波器是通過(guò)DSP (數(shù)字信號(hào)處理)芯片，以及相應(yīng)的程 序來(lái)完成，具體過(guò)程如下首先將信號(hào)進(jìn)行FFT變換(快速傅立葉變換)，然后 將變換后的信號(hào)乘以一個(gè)頻率因子，以便將不需要的頻率信號(hào)過(guò)濾掉，最后再 進(jìn)行DFT變換(反快速傅立葉變換)，得到輸出的信號(hào)。
上述的頻率因子如果選擇高通頻率因子，則可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字高通濾波器；如 果選擇帶通頻率因子，則可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字帶通濾波器。
和模擬低通濾波器的運(yùn)用原理相同，當(dāng)所述的隔直電容位于次級(jí)線圈的中 點(diǎn)位置時(shí)，可以將數(shù)字低通濾波器作為高頻濾波器；或者次級(jí)線圈中沒(méi)有隔直 電容時(shí)，直接將中間抽頭設(shè)置在次級(jí)線圈的中點(diǎn)位置，然后將中間抽頭通過(guò)數(shù) 字低通濾波器接地。而數(shù)字低通濾波器是需要將頻率因子選擇為低通頻率因子 即可。^
由于本發(fā)明實(shí)施例中沒(méi)有在變壓器的輸入端直接通過(guò)電容接地，使得噪音 信號(hào)不會(huì)被耦合到銅線環(huán)路上，外部的浪涌(如雷擊)信號(hào)也不會(huì)被耦合到使 用該接口電路的設(shè)備中，增加了該接口電路的隔離性能；并且本發(fā)明實(shí)施例沒(méi) 有在變壓器的輸出端直接通過(guò)電容接地，防止了有效信號(hào)被過(guò)濾，從而保證了 該接口電路的環(huán)路性能。
可以理解，本發(fā)明的實(shí)施例中通過(guò)改變高頻濾波器的實(shí)現(xiàn)方式，仍然能夠 完成本發(fā)明的目的，增加接口電路的隔離性能，并且防止了有效信號(hào)被過(guò)濾， 從而保證了該接口電3各的環(huán)3各性能。
本發(fā)明實(shí)施例主要用在各種電子設(shè)備的接口電路中，特別是用在通過(guò)銅線 環(huán)路進(jìn)行通信的電子設(shè)備的接口電路中，例如ADSL、 ISDN等。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于 此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變 化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種抑制電磁干擾的接口電路，包括變壓器，該變壓器包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，其特征在于，所述次級(jí)線圈上設(shè)有中間抽頭，并且所述中間抽頭通過(guò)高頻濾波器接地。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所述次 級(jí)線圈的中部串聯(lián)有隔直電容，所述中間抽頭由隔直電容的兩端分別引出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所 述高頻濾波器為數(shù)字濾波器或模擬濾波器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所述數(shù) 字濾波器包括數(shù)字高通濾波器或者數(shù)字帶通濾波器；所述模擬濾波器包括模擬 高通濾波器或者模擬帶通濾波器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所述模 擬高通濾波器包括濾波電容，所述模擬帶通濾波器包括串聯(lián)的電容和電感。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所述中 間抽頭位于次級(jí)線圈的中點(diǎn)位置，所述高頻濾波器為模擬低通濾波器或者數(shù)字 低通濾波器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所述隔 直電容位于次級(jí)線圈的中點(diǎn)位置，所述高頻濾波器為;f莫擬低通濾波器或者數(shù)字 低通濾波器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所 述模擬低通濾波器包括電感。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制電磁干擾的接口電路，其特征在于，所述變 壓器包括兩組次級(jí)線圈，其中一組次級(jí)線圏為發(fā)送端口，另一組次級(jí)線圈為接 收端口。
10、 一種抑制電眉茲干擾的方法，其特征在于，將變壓器次級(jí)線圈的中間抽 頭通過(guò)高頻濾波器接地；高頻噪音通過(guò)所述高頻濾波器輸出到接地端。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種抑制電磁干擾的接口電路及方法，涉及通信設(shè)備的接口電路，主要用于ADSL、ISDN等通過(guò)銅線環(huán)路進(jìn)行通信的設(shè)備中。該抑制電磁干擾的接口電路，包括變壓器，該變壓器包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，所述次級(jí)線圈上設(shè)有中間抽頭，并且所述中間抽頭通過(guò)高頻濾波器接地；本發(fā)明抑制電磁干擾的方法實(shí)施例，將高頻噪音通過(guò)變壓器次級(jí)線圈中間抽頭上的高頻濾波器導(dǎo)通到接地點(diǎn)，從而過(guò)濾掉高頻噪音。本發(fā)明解決了現(xiàn)有通信設(shè)備的接口電路抑制電磁干擾功能較弱的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04B3/02GK101505174SQ20081000810
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者偉 狄 申請(qǐng)人:深圳華為通信技術(shù)有限公司