电源式电磁干扰抑制滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种电磁干扰抑制滤波器；特别是关于一种用以解决电源端所产生 的电磁干扰的抑制滤波器。
【背景技术】
[0002] 基于电子产品电路基板（printedcircuitboard，PCB)的设计要面临许多信号的 载送，各种谐振（harmonic)频率的迭加（superposition)，除了影响信号的质量，也造成信 号与信号间的干扰。而干扰信号的元凶除了以上的问题外，在电源端更是被耦合了复杂的 谐振频率波也是主要的问题之一。产生这些频率波的来源，主要即来自于主要的功能性集 成电路芯片（mainfunctional1C)内部电路的运作，于此，这些谐振波更是造成电子产品 电磁干扰（electromagneticinterference)的主要来源，目前已知电容及各种形式滤波器 的使用，为现今主要解决EMI问题的工具。
[0003] 然而，在电路基板（PCB)上，信号完整性（signalintegrity，SI)与电源完整 性（powerintegrity，PI)的设计，必须充分掌握主芯片电路特性与系统板特性，以及边 界条件的设定。但这在分工细密的今日，已变得相当困难。为了要达成这样的协同模拟 (co-simulation)设计，单就系统设计者而言，是很难取得完整的芯片特性的信息，而芯片 设计者也仅能就其信号特性设计，而获得较佳的特性分析，对于连接到系统的问题，相对掌 握度也不高。而电源的谐振频率噪声的特性部分，无论是系统设计端或是芯片设计端，都是 一个未知及无解的问题，最多仅能在主芯片中的逻辑电路的设定中下手去规避。除此之外， 在许多电子产品的价格激烈竞争下，电路基板的设计由六层板降为四层板，四层板降为二 层板，在此情况下，电源完整性（PI)的设计更显得格外困难，现有可使用的滤波组件显然 已不符使用，因此目前业界面对电源端上的噪声及EMI问题，其处理的方法大多还是仅能 利用效率相当低的尝试错误（tryanderror)方式进行，相当不符合经济及成本效益。
[0004] 再者，由于电源端的EMI问题主要发生于，电源在某一个特定频率的谐振噪声由 于与其他噪声波互相的耦合作用，造成此频率的电压小信号与电流小信号在大多状态下不 是同步的行进，而电压噪声经过单一路径的电容器后，其电流噪声的相位无法完全被耦合 掉，甚至更差的情况下，会出现信号的波峰对到波谷此种严重的问题产生。这样的合成电 流，不仅造成通过此节点的后到电路基板其他位置的电源路径上，而导线也产生寄生电感 效应的特性，更严重影响到电压特性变化的连锁反应。
[0005] 因此，本发明人有感于上述缺失的可改善，且依据多年来从事此方面的相关经验， 悉心观察且研宄的，并配合学理的运用，而提出一种设计新颖且有效改善上述缺失的本发 明，其揭露一种电源式电磁干扰抑制滤波器，其是利用此滤波电路两端式的电性耦接于电 源端与主要的功能性芯片之间，其具体的架构及实施方式将详述于下。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术存在的问题，本发明之一目的在于提供一种电源式电磁干扰抑制 滤波器，其是首创揭露一种完全创新的电路设计，并藉由此设计解决电源端上产生的电磁 干扰与耦合的谐振频率波。
[0007] 本发明的又一目的在于提供一种电源式电磁干扰抑制滤波器，其是利用对电压与 电流进行特征向量值的计算，精确地匹配出由电阻、电容与电感其中的至少一被动组件组 成的滤波器结构，相较于现有仅能利用尝试错误的作法，更具备有较佳的经济及时间成本 效益。
[0008] 本发明的再一目的在于提供一种电源式电磁干扰抑制滤波器，其为一种两端式电 性耦接的滤波电路，不仅可有效过滤电源在线的高频噪声（例如：100MHz以上至数GHz)，更 可在有效过滤噪声的同时，维持一定的电源完整性以及信号完整性。
[0009] 因此，根据本发明所揭示的电源式电磁干扰抑制滤波器，其主要包括有一位准参 考电路以及至少一滤波调变电路。其中，此电源式电磁干扰抑制滤波器系电性耦接于主芯 片的电源供应线与负载端之间，并且，主芯片在受电后系产生一输出电压与一输出电流，其 中该输出电压与该输出电流系各自有一输出电压噪声与输出电流噪声。由于电源噪声的谐 振影响下，该输出电压噪声与输出电流噪声间系具有一相位差。
[0010] 根据本发明的实施例，位准参考电路系电性耦接于所述的主芯片，并根据输出电 压噪声与输出电流噪声其中的至少一个，产生一位准参考信号。至少一滤波调变电路系并 联所述的位准参考电路，以接收并根据该位准参考信号对输出电压噪声与输出电流噪声其 中的至少一个进行特征向量值的计算，藉此调变该二者间的相位差及其强度逐渐趋近于 零。最后，于负载端所接收到的电压及电流信号可为一滤除噪声及谐振干扰后的直流信号。
[0011] 其中，该位准参考信号为一电压信号或一电流信号。
[0012] 其中，本发明的电源式电磁干扰抑制滤波器，更包括多个该滤波调变电路，以同时 利用该多个滤波调变电路进行电压或电流特征向量值的计算，使得该输出电压噪声与该输 出电流噪声间的该相位差逐渐趋近于零。
[0013] 更进一步而言，本发明更可选择性地包括至少一第一、第二、第三、及第四调变电 路，利用该些调变电路可同时存在，或仅设置至少其一的巧妙设计，基于该些调变电路为由 电阻、电容与电感其中的至少一被动组件组成的特性，搭配控制开关根据参考信号所形成 的相依电压电流特性，完成对输出电压电流的特征向量值计算，藉此实现对电源在线产生 的噪声干扰进行滤波的动作，以达成本发明的发明目的。
[0014] 具体而言，该至少一滤波调变电路包括一控制开关与至少一第一调变电路，该控 制开关与该至少一第一调变电路相互串接，并耦接于该电源供应线与一接地端之间。该第 一调变电路电性耦接于该电源供应线与该控制开关之间，且该控制开关连接该位准参考电 路以接收该位准参考信号。该滤波调变电路更包括至少一第二调变电路，该第二调变电路 电性耦接于该控制开关与该接地端之间。该第一调变电路也可以电性耦接于该控制开关与 该接地端之间，此时该控制开关连接该位准参考电路以接收该位准参考信号；该第二调变 电路则电性耦接于该电源供应线与该控制开关之间。其中，该第一调变电路为由电阻、电容 与电感其中的至少一被动组件组成的电路结构。其中，该第二调变电路为由电阻、电容与电 感其中的至少一被动组件组成的电路结构。其中，该位准参考电路包括一参考电容与一参 考电阻，其中该参考电容与该参考电阻相互串联，且该控制开关親接于该参考电容与该参 考电阻的连接节点上。其中，该控制开关为一金氧半场效型晶体管或双载子接面晶体管，以 利用该晶体管位于不同操作区域的电压电流特性进行该特征向量值的计算，使得该输出电 压噪声与该输出电流噪声间的该相位差趋近于零。以及/或者
[0015] 本发明的电源式电磁干扰抑制滤波器更包括至少一第三调变电路，该第三调变电 路与该滤波调变电路相互串接，并耦接于该电源供应线与一接地端之间。其中，该第三调变 电路电性耦接于该电源供应线与该滤波调变电路之间，且该第三调变电路为由电阻、电容 与电感其中的至少一被动组件组成的电路结构。其中，更包括至少一第四调变电路，该第四 调变电路电性耦接于该滤波调变电路与该接地端之间。该第三调变电路也可以电性耦接于 该滤波调变电路与该接地端之间，则该第三调变电路为由电阻、电容与电感其中的至少一 被动组件组成的电路结构；该第四调变电路电性耦接于该电源供应线与该滤波调变电路之 间。其中，该第四调变电路为由电阻、电容与电感其中的至少一被动组件组成的电路结构。
[0016] 底下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技 术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
[0017] 图1为根据本发明电源式电磁干扰抑制滤波器的示意图；
[0018] 图2为根据本发明具有多个滤波调变电路的电源式电磁干扰抑制滤波器的示意 图；
[0019] 图3A为根据本发明第一实施例的电源式电磁干扰抑制滤波器的示意图；
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