CN204733134U - 网络信号噪声滤除电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网络信号噪声滤除电路，包括设置于电路板上的处理电路，该处理电路的第一连接端与第二连接端之间连接有电路信道，并于任意两个相邻的电路信道间皆并联有共模电感单元，再于各电路信道上相邻于共模电感单元一侧处分别串联有耦合电容，以及任意两个相邻的电路信道间分别并联有一自耦变压器，便可将各电路信道中所传输网络信号中夹杂的电磁波或噪声等滤除，此种处理电路可通过自耦变压器所连接延伸的第一接线与第二接线分别串联有电路板上的电阻与第一电容和第二电容进行接地的电路设计，以应用于既有的电路板，亦不需配合电路板上的电子零件变更电路布局，并达到降低生产成本的目的，更具实用性与适用性。

Description

网络信号噪声滤除电路

技术领域

本实用新型涉及一种网络信号噪声滤除电路，尤指处理电路可通过自耦变压器分别串联有电路板上的电阻与第一电容和第二电容进行接地的电路设计，以应用于既有的电路板，达到降低生产成本的目的，更具实用性与适用性。

背景技术

现今计算机科技快速发展，其计算机发展趋势亦朝运算功能强、速度快及体积小的方向迈进，由于网络通讯技术也正在迅速蓬勃发展中，并将人们生活、学习、工作与休闲带入另一有别以往的崭新境界，使人与人之间即可通过网络通讯相互传输所需的实时信息、广告宣传或往来邮件等，同时通过网络搜寻各种信息、实时通讯或在线游戏，让人们与网络之间的关系更为热切且密不可分。

另外，网络中使用电缆连接及无线传输两种方式来传输数据，电缆连接技术便需装设有网络连接器，而随着网络的运用越来越广，网络传输的数据容量也越来越大，从早期10Mbps、100Mbps与1Gbps，甚至是现在所推出的光纤网络传输速度可达到10Gbps以上，然而，当网络信号线受到雷击的影响，以致网络信号线连接的网络连接器接收到雷击的瞬间高压或突波时，便会因瞬间高压或突波造成处理电路上的各电子零件、网络芯片等损坏，以致使网络信号传输不稳定、中断或无法接通，甚至造成网络芯片所连接的电路板或电子装置(如计算机主机或集线器等)等均受到瞬间高压或突波的冲击而故障或损毁；一般网络的种类根据涵盖的地理范围，大致上可分为局域网络、都会网络、广域网、无线网络和互联网络等，并于网络信号传输的过程中，很容易受到周边电子零件的电磁波或噪声等干扰影响造成网络信号传输不稳定，而一般的作法是在网络连接器内部设置滤波元件来对网络信号进行滤波处理，以降低电磁波、噪声的干扰。

而在目前的网络信号处理电路中为了防止瞬间高压或突波损坏网络芯片及电路板，便有厂商于网络连接器中设置多个变压器，如图4所示，其中该防雷击模块A中的变压器A1具有一次侧线圈A11及二次侧线圈A12，并于二次侧线圈A12的中间抽头A121处分别串联有一电阻A2及第一电容A3后再连接至接地端A31，且该一次侧线圈A11的中间抽头A111处串联有第二电容A4后再连接至接地端A41，当网络信号传输的过程中产生高压或突波时，便可通过变压器A1的耦合作用将瞬间高压、突波等予以降压，并通过各电阻A2与第一电容A3后传输至接地端A31进行排除，使高压或突波不会传输至网络芯片处，以避免造成其损坏，但是，该网络连接器内部的处理电路中需要进行复杂的变压器A1电路布局，并使处理电路所应用的电路板面积也相对变大，且整体工时与成本难以有效降低，而网络连接器考虑到符合以太网络供电(Power over Ethernet，简称为PoE供电，通过双绞线来传输电力与数据)技术的规格，遂于变压器A1中通过串联于电阻A2与第一电容A3达到排除干扰信号的功能，不过变压器A1连接电阻A2与第一电容A3并非必要的电路设计，即使未设置电阻A2与第一电容A3，也不会影响到变压器A1的应用功能，因此目前既有的符合PoE供电规格的电路板上设置有电阻A2与第一电容A3，对于变压器A1反而形成无谓的浪费，却无法实质提升或改善变压器A1应用时的功效。

此外，为了解决上述网络信号处理电路中进行信号传输时受到噪声干扰的问题，本案申请人曾利用既有的电子元件及电路设计来进行研发改进，于电路板上设置有信号处理电路，如图5所示，其中该处理电路B的第一连接端B1与第二连接端B2之间连接有多个电路信道B3，并于各电路信道B3上分别连设有耦合电容B4及自耦变压器B5后再连接至接地端B51，且任意两个相邻的电路信道B3间分别并联有一共模电感单元C，当网络信号经由第一连接端B1传输至电路信道B3上时，便可通过各共模电感单元C进行低通滤波(Low Pass)或消除共模电流所产生的电磁波干扰，并经由各耦合电容B4来隔离电器和耦合信号，以及自耦变压器B5滤除网络信号中的噪声后，再传输至接地端B51进行排除，藉此可将网络信号中所夹杂的电磁波或噪声干扰予以滤除，以达到稳定传输网络信号的目的，但是，该目前市面上符合PoE供电规格的电路板上皆设置有一电阻A2与第一电容A3，此种处理电路B的电路设计便无法应用于既有的电路板上，而必须针对处理电路B分别生产适用的电路板，或者是需要配合电路板上的电子零件变更电路布局，并增加了电路布局的复杂程度，以及应用更多的电子零件而占用更多的电路板面积，整体生产所需的工时与成本也相对的提高，即为从事于此行业者所亟欲研究改善的方向。

实用新型内容

本案发明人有鉴于上述现有技术中的问题与缺失，乃搜集相关数据经由多方的评估及考虑，并利用从事于此行业的多年研发经验不断的试作与修改，始设计出此种网络信号噪声滤除电路。

本实用新型的主要目的在于该处理电路的第一连接端与第二连接端之间连接有电路信道，并于任意两个相邻的电路信道间皆并联有共模电感单元，且各电路信道上相邻于共模电感单元一侧处分别串联有耦合电容以及任意两个相邻的电路信道间分别并联有自耦变压器，便可将电路信道所传输网络信号中夹杂的电磁波或噪声等滤除，此种处理电路可通过自耦变压器所连接延伸的第一接线与第二接线分别串联有电路板上的电阻与第一电容和第二电容进行接地的电路设计，以应用于既有的符合PoE供电规格的电路板上，亦不需配合电路板上设置的电子零件变更电路布局，并达到降低生产成本的目的，更具实用性与适用性。

本实用新型的次要目的在于该处理电路的第一连接端、第二连接端分别电性连接于网络连接器与网络芯片，当网络连接器传输网络信号的过程中受到电磁波或噪声干扰时，便可通过共模电感单元将各电路信道中的噪声进行滤波处理，并经由耦合电容与自耦变压器后，再通过电路板上的电阻、第一电容及第二电容传输至接地端来进行排除，从而使网络信号可稳定的传输至网络芯片进行处理，以避免信号传输的过程中产生不稳定或中断等情况，并确保网络信号传输的质量更为稳定。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种网络信号噪声滤除电路，包括设置于电路板上的处理电路，该处理电路具有电性连接于预设网络连接器的第一连接端及电性连接于预设网络芯片的第二连接端，并于第一连接端与第二连接端之间连接有至少一条电路信道，且任意两个相邻的电路信道间皆并联有共模电感单元，再于各电路信道上相邻于共模电感单元一侧处分别串联有耦合电容，以及任意两个相邻的电路信道间分别并联有自耦变压器，自耦变压器所连接延伸的第一接线串联有电路板上的电阻及第一电容，第二接线串联有电路板上的第二电容。

在本实用新型的一实施例中，该电路板上设有电阻、第一电容及第二电容，并由自耦变压器的第一接线串联电阻及第一电容后再连接至接地端进行接地，以及第二接线串联于第二电容后再连接至接地端进行接地。

附图说明

图1为本实用新型的简易电路图；

图2为本实用新型的方块图；

图3为本实用新型较佳实施例的方块图；

图4为现有的防雷击模块的简易电路图；

图5为现有的网络信号处理电路的简易电路图。

附图标记说明：1-处理电路；10-电路板；10a-接地端；10b-接地端；101-电阻；102-第一电容；103-第二电容；11-第一连接端；12-第二连接端；13-电路信道；14-耦合电容；15-自耦变压器；151-第一接线；152-第二接线；2-共模电感单元；3-网络芯片；4-网络连接器；A-防雷击模块；A1-变压器；A11-一次侧线圈；A111-中间抽头；A12-二次侧线圈；A121-中间抽头；A2-电阻；A3-第一电容；A31-接地端；A4-第二电容；A41-接地端；B-处理电路；B1-第一连接端；B2-第二连接端；B3-电路信道；B4-耦合电容；B5-自耦变压器；B51-接地端；C-共模电感单元。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本实用新型的较佳实施例详加说明其构造与功能如下。

如图1、图2、图3所示分别为本实用新型的简易电路图、方块图及较佳实施例的方块图，由图中可清楚看出，本实用新型提供的网络信号噪声滤除电路包括设置于电路板10上的处理电路1，并于电路板10上设有电阻101、第一电容102及第二电容103等预设的电子零件及电路布局，而处理电路1上具有第一连接端11、第二连接端12及第一连接端11与第二连接端12间所连接的至少一条电路信道13，并于任意两个相邻的电路信道13间皆并联有共模电感单元2，且各电路信道13上相邻于共模电感单元2一侧处分别串联有耦合电容14，再于任意两个相邻的电路信道13间分别并联有自耦变压器15，又自耦变压器15的铁芯上绕设有第一线圈绕组及第二线圈绕组(图中未示出)，其第一线圈绕组或第二线圈绕组上连接延伸有第一接线151与第二接线152，并由第一接线151串联于电路板10上的电阻101及第一电容102后再连接至接地端10a进行接地，且该第二接线152串联于电路板10上的第二电容103后再连接至接地端10b进行接地，以构成本实用新型网络信号噪声滤除电路。

另外，处理电路1的第一连接端11分别电性连接于网络连接器4的端子组，并由各第二连接端12分别电性连接于网络芯片3的接脚组，网络芯片3与处理电路1较佳实施为设置于电路板10上，并由电路板10连接于外部的网络连接器4，但于实际应用时，亦可将网络连接器4与处理电路1设置于电路板10上，或者是可进一步将电路板10设置于网络连接器4内部后，再由电路板10连接于外部线路板上的网络芯片3；另外，电路板10可进一步设置有供电源(如干电池、充电电池、锂电池或钮扣型电池等，或者是可通过电源线连接于外部市电电源等进行供电)，并由电路板10提供处理电路1、网络芯片3及网络连接器4等所需的电源，此部分有关网络芯片3与网络连接器4如何进行连接及其配置的方式为现有技术，且该细部构成并非本案的创设要点，所以不再作赘述。

然而，上述处理电路1一侧处的第一连接端11上具有八个接脚，其分别为MX0+、MX0－、MX1+、MX1－、MX2+、MX2－、MX3+及MX3－，并于处理电路1另一侧处的第一连接端11上具有八个接脚，且各接脚分别为MD0+、MD0－、MD1+、MD1－、MD2+、MD2－、MD3+及MD3－，仅是作为各接脚区分的编号，各编号仍可视实际设计需求变换。

当本实用新型中的处理电路1于实际应用时，若是网络连接器4的端子组传输网络信号的过程中接收到外部雷击产生的瞬间高压或突波，可通过网络连接器4传输至处理电路1中的各电路信道13，并经由各自耦变压器15的耦合作用将瞬间高压、突波等予以降压，再通过第一接线151串联的电阻101及第一电容102传输至接地端10a进行排除，但因自耦变压器15的第二接线152串联有第二电容103进行接地，此种处理电路1虽不具有防雷击的功能，不过处理电路1可通过自耦变压器15连接延伸的第一接线151与第二接线152分别串联有电路板10上的电阻101、第一电容102与第二电容103连接至接地端10a、10b电路设计，以应用于既有的符合PoE供电规格的电路板10，且该处理电路1亦不需配合电路板10上设置的电子零件变更电路布局，以达到降低生产成本的目的，更具实用性与适用性。

上述处理电路1位于各电路信道13上所分别串联的耦合电容14的电容值可介于0.03μF～1.0μFμF之间，较佳实施的电容值可为0.1μF，而处理电路1位于任意两个相邻的电路信道13间所分别并联的自耦变压器15感应值可介于30μH～350μH之间、直流阻值(DCR)可为0.5～2欧姆之间，较佳实施的感应值为80μH、直流阻值(DCR)为1欧姆。

当网络连接器4传输网络信号的过程中接收到外部电磁波(EMI)或噪声(Noise)等干扰时，为了改善上述各耦合电容14与自耦变压器15的电容值或感应值因太大或太小造成网络信号中夹杂的噪声不易滤除的情况，便可通过各共模电感单元2进行滤波处理，并将各电路信道13中的噪声经由各耦合电容14与自耦变压器15后，再通过电路板10上的电阻101、第一电容102、第二电容103的接地端10a、10b进行排除，以滤除各电路信道13中的噪声干扰，且可符合检测规范(IEEE规定)的要求，使网络信号可通过电路信道13稳定的传输至网络芯片3进行处理，以避免信号传输的过程中产生不稳定或中断等情况，进而使网络信号传输的质量更为稳定。

再者，共模电感单元2的电感值为可介于90欧姆～1000欧姆之间，并依据处理电路1中的各电路信道13传输网络信号时，各种频段的信号中夹杂的噪声情况不同，共模电感单元2较佳实施的电感值可为800欧姆，且各电路信道13进行信号传输的过程中，若发生其他信号进入而产生电磁波或噪声等干扰的情况，便可通过共模电感单元2采用电感值约为800欧姆滤除网络信号中夹杂的噪声，但于实际应用时，亦可依实际应用或电路设计作电感值的高低调整，以提升高频网络信号传输时的稳定性。

综上，本实用新型中的该处理电路1设置于电路板10上，并于第一连接端11与第二连接端12之间连接有电路信道13，且任意两个相邻的电路信道13间并联有共模电感单元2，再于各电路信道13上分别串联有耦合电容14及任意两个相邻的电路信道13间分别并联有自耦变压器15，而自耦变压器15所连接延伸的第一接线151与第二接线152则分别串联有电路板10上的电阻101与第一电容102和第二电容103进行接地为其保护重点，此种处理电路1中的自耦变压器15电路设计可应用于既有的符合PoE供电规格的电路板10上，亦不需配合电路板10上的电子零件变更电路布局，以达到降低生产成本的目的，更具实用性与适用性。

上述详细说明为针对本实用新型一种较佳的可行实施例说明而已，但该实施例并非用以限定本实用新型的保护范围，凡其它未脱离本实用新型所揭示的技艺精神下所完成的均等变化与修饰变更，均应包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种网络信号噪声滤除电路，其特征在于，包括设置于电路板上的处理电路，该处理电路具有电性连接于预设网络连接器的第一连接端及电性连接于预设网络芯片的第二连接端，并于第一连接端与第二连接端之间连接有至少一条电路信道，且任意两个相邻的电路信道间皆并联有共模电感单元，再于各电路信道上相邻于共模电感单元一侧处分别串联有耦合电容，以及任意两个相邻的电路信道间分别并联有自耦变压器，自耦变压器所连接延伸的第一接线串联有电路板上的电阻及第一电容，第二接线串联有电路板上的第二电容。

2.根据权利要求1所述的网络信号噪声滤除电路，其特征在于，该电路板上设有电阻、第一电容及第二电容，并由自耦变压器的第一接线串联电阻及第一电容后再连接至接地端进行接地，以及第二接线串联于第二电容后再连接至接地端进行接地。