基于差分传输线的共模抑制器的制造方法_3

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[0034]图6A-6D示出了共模抑制器针对差模和共模的仿真结果,其中差分传输线的差分阻抗被设计为匹配100欧姆的系统阻抗。每个图表示出了 0-25GHZ频率范围内的S参数系数的变化。散射参数或S参数描述了线性电气网络在经历电信号所导致的各种稳态刺激时的电气表现。特别地,S参数给出了入射功率和反射功率之间的关系。对于双端口设备而言,存在四个3参数311、321、312和322。311和322是正向和逆向反射系数,而312和321表示正向传输系数和逆向传输系数。从图6A和6D能够看出,针对OGHz和15GHz之间的频率,针对共模信号601的正向反射系数SI I和针对共模信号607的逆向反射系数S22为OdB(即,全反射),这表示对于共模信号存在非常高的反射,并且针对差模信号602的正向反射系数Sll和针对差模信号608的逆向反射系数S22为-20dB,这表示针对差模信号存在非常低的反射。另外,从图6B和6C看出,对于0-15GHZ的频率范围而言,针对差分信号603的正向传输系数S12和针对差分信号605的逆向传输系数S21接近于OdB(即,全传输),这表示差分信号具有非常好的传输,并且针对共模信号604的正向传输系数SI 2和针对共模信号606的逆向传输系数S21远小于OdB,尤其针对10-15GHZ的频率范围而言大约为-35dB,这表示共模信号通过系统的传输非常差。
[0035]处于图2中的共模抑制器203之前的ESD保护电路202由于202内部的ESD二极管的寄生电容而使得共模抑制器203的特性有所退化。因此,我们必须对这些电容进行补偿。图7A图示了用来提供ESD保护并且对所不希望出现的ESD 二极管的电容进行补偿的可能PI电路。图7A中的ESD器件ESD1-ESD4被用来对ESD二极管进行建模。在一个实施例中,图7A描绘了与共模抑制器702相关联的ESD保护电路701,其通过输入引脚703和704连接至共模抑制器702的输入侧。ESD保护电路701被配置为保护差分数据传输系统免受ESD冲击的影响。特别地,连接在共模抑制器702的第一输入引脚703和接地之间的第一 ESD器件707以及连接在共模抑制器702的第二输入引脚704和接地之间的第二 ESD器件708被配置为提供ESD保护。在一些实施例中,ESD保护电路701进一步包括连接在第一输入引脚703和接地之间的第三ESD器件709,并且第一 ESD器件707和第三ESD器件709的与接地相对的端子之间连接有电感711。第三ESD器件709和电感711对第一 ESD器件707的寄生电容提供补偿。ESD保护电路701还包括连接在第二输入引脚704和接地之间的第四ESD器件710,并且第二 ESD器件708和第四ESD器件710的与接地相对的端子之间连接有电感712。第四ESD器件710和电感712对第二ESD器件708的寄生电容进行补偿。在图7A中,ESD器件707和708提供了ESD保护,然而在其它实施例中,ESD器件709和710能够被配置为提供ESD保护。在两个实施例中,提供ESD保护的ESD器件必须是ESD二极管。在一些实施例中,被配置为对第一ESD器件707的寄生电容提供补偿的第三ESD器件709被建模为电容器,其具有与第一 ESD器件707的寄生电容相等的电容。类似地,被配置为对第二 ESD器件708的寄生电容提供补偿的第四ESD器件710被建模为电容器,其具有与第二 ESD器件708的寄生电容相等的电容。图7B示出了具有图7A的ESD保护电路的共模抑制器的布局。
[0036]图8A、8B和SC示出了具有ESD保护的共模抑制器针对差模的仿真结果,其中差分传输线的差分阻抗被设计为匹配100欧姆的系统阻抗。每个图表示出了 S参数系数在0-25GHZ的频率范围内的变化。图表的分析能够以类似于图6A-6D的方式来执行。根据图8A、8B和SC,特别是示出差分信号在频率范围上的正向传输增益S12的变化的图SB,所清楚的是,差分信号针对1-15GHZ的频率范围以非常少的反射而通过该系统进行传输。然而,该性能在与图6A-6D中没有ESD保护的共模抑制器的仿真结果相比时已经有所退化,并且这是因为ESD 二极管的寄生性所导致的。类似地,图8D、8E和8F示出了具有ESD保护的共模抑制器针对共模的仿真结果,其中该差分传输线的差分阻抗被设计为匹配100欧姆的系统阻抗。每个图表示出了 S参数系数在0-25GHZ的频率范围内的变化。根据图8D、8E和8F,特别是示出差分信号在频率范围上的正向传输系数S12的变化的图8E,所清楚的是,在0-15GHZ的频率范围上有良好的共模抑制并且非常少量的共模噪声进入到系统之中。
[0037]图9A示出了根据本公开一个实施例的针对5GB/s信号的时域分析。该图表示出了USB中的输入信号950和输出信号952的时域表示。所清楚的是,输出信号与输入信号相比并没有过多失真,并且这示出了该系统具有非常好的时域性能。类似地,图9B示出了根据本公开一个实施例的针对1GB/s信号的时域分析。该图表不出了 USB中的输入信号960和输出信号962的时域表示。所清楚的是,输出信号与输入信号相比并没有过多失真,并且这示出了该系统具有非常好的时域性能。
[0038]图10图示了用于抑制差分数据传输系统中的共模噪声的方法1000。在框1002,提供第一传输线以将差分信号的第一部分从源传输至负载,其中第一导线的长度大于通过第一导线进行传输的差分信号的波长的十分之一。在框1004,提供第二导线以将该差分信号的第二部分从源传输至负载,其中该第二导线的长度大于通过第二传输线传输的差分信号的波长的十分之一。在框1006,第一导线和第二导线被卷绕以形成具有多个绕组的卷绕的差分传输线,使得该卷绕的差分传输线的相邻绕组之间的距离大于第一导线和第二导线之间的距离。
[0039]图11图示了用于调谐差分传输线从而实现共模噪声抑制的方法的示例实施方式。方法1100在这里参考图3的共模抑制器300进行描述。
[0040]在框1101,对差分传输线的差分阻抗进行调谐以便匹配系统阻抗。也就是说,改变第一导线301和第二导线302的截面和/或改变第一导线301和第二导线302之间的距离。在框1102,差分传输线的差分阻抗与系统阻抗进行比较。如果差分阻抗与系统阻抗相匹配(1102为是),则该方法进行至框1103,否则(1102为否),该方法返回至框1101,其中再次对该差分传输线的差分阻抗进行调谐。在框1103,增大差分传输线对共模信号的电感。也就是说,增大包括第一导线301和第二导线302的差分传输线的长度并且随后差分传输线被卷绕。在框1104,检查差分传输线针对共模信号的阻抗。如果该阻抗为高(1104为是),则该方法进行至1105,其中该方法结束。否则(1104为否),该方法返回框1103,其中进一步增大差分传输线对共模信号的电感。
[0041]虽然该方法在以下被图示并描述为一系列动作或事件,但是将要意识到的是,所图示的这样的动作或事件的顺序并非要以限制的含义来解释。例如,不同于这里所图示和/或描述的那些,一些动作可以以不同顺序进行和/或与其它动作或事件同时进行。此外,并非所有所图示的动作对于实施本公开的一个或多个方面或实施例而言都是必需的。而且,这里所描绘的一个或多个动作可以在一个或多个单独动作和/或阶段执行。
[0042]如以上所强调的,该基于差分传输线的共模抑制器与现有技术的
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