用于消弭电源式电磁干扰的滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电磁干扰抑制滤波器；特别是关于一种利用首级滤波电路与次级 滤波电路以消弭电源端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 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，无论是系统设计端还是芯片设计端，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竞争激烈下，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，现有的可使用的滤波元元件 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 造成通过此节点之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] 所以，本案发明人有感于上述缺失可改善，且依据多年来从事此方面的相关经验， 悉心观察且研宄，并配合学理运用，而提出一种设计新颖且有效改善上述缺失的本发明，其 公开了一种用于消弭电源式电磁干扰的滤波器，其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，本发明的一目的在于提供一种用于消弭电源式电磁 干扰的滤波器，其首创公开了一种完全创新的电路架构，并通过此滤波电路解决电源端上 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用于消弭电源式电磁干扰的滤波器，其利用对电 压或电流进行特征向量值（eigenvalue)的计算，精确地匹配出由电阻、电容与电感其中至 少一被动元件组成的滤波器结构，相较于现有的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用于消弭电源式电磁干扰的滤波器，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)，还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] 所以，根据本发明所公开的用于消弭电源式电磁干扰的滤波器，其电性耦接于一 主芯片的电源供应线与一负载端之间。其中，主芯片由电源供应线供给电源后，产生一输出 电压与一输出电流至该负载端，输出电压与输出电流分别夹杂有一输出电压噪声与一输出 电流噪声，且输出电压噪声与输出电流噪声在电源的噪声谐振影响下产生一相位差。本发 明所公开的用于消弭电源式电磁干扰的滤波器包括一位准参考电路、一首级滤波电路以及 一次级滤波电路。
[0010] 根据本发明的实施例，位准参考电路电性耦接主芯片，并根据输出电压噪声与输 出电流噪声其中至少一个产生一第一位准参考信号。首级滤波电路并联该位准参考电路， 并接收第一位准参考信号，藉此，首级滤波电路根据第一位准参考信号对输出电压噪声或 输出电流噪声进行特征向量值的计算，以输出一第二位准参考信号。之后，次级滤波电路接 收该第二位准参考信号，并根据第二位准参考信号对输出电压噪声或输出电流噪声进行特 征向量值的计算，藉此消除该输出电压噪声、该输出电流噪声及该输出电压噪声与该输出 电流噪声之间的相位差，进而使得最后于负载端可接收到滤除噪声后的输出电压与电流信 号。
[0011] 更进一步而言，本发明还可选择性地另外包括至少一第一、第二、第三、第四、或第 五调变电路，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、电容与电感其中至少一被动元件组成的特性，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。
[0012] 下面通过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】
[0013] 图1为根据本发明实施例的用于消弭电源式电磁干扰的滤波器的示意图；
[0014] 图2为根据本发明首级滤波电路第一实施例的示意图；
[0015] 图3为根据本发明首级滤波电路第二实施例的示意图；
[0016] 图4为根据本发明首级滤波电路第三实施例的示意图；
[0017] 图5为根据本发明首级滤波电路第四实施例的示意图；
[0018] 图6为根据本发明次级滤波电路第一实施例的示意图；
[0019] 图7为根据本发明次级滤波电路第二实施例的示意图；
[0020] 图8为根据本发明次级滤波电路第三实施例的示意图；
[0021] 图9为根据本发明一实施例用于消弭电源式电磁干扰的滤波器内部详细电路示 意图；
[0022] 图10为根据本发明又一实施例用于消弭电源式电磁干扰的滤波器的示意图；
[0023] 图11为根据本发明另一实施例用于消弭电源式电磁干扰的滤波器的示意图；
[0024] 图12为根据本发明再一实施例用于消弭电源式电磁干扰的滤波器的示意图。
[0025] 附图标记说明：1_用于消弭电源式电磁干扰的滤波器；10-主芯片；20-负载端； 100-位准参考电路；200-首级滤波电路；201-第一控制开关；210-第一调变电路；220-第 二调变电路；300-次级滤波电路；301-第二控制开关；310-第三调变电路；320-第四调变 电路；500-第五调变电路；600-第六调变电路。
【具体实施方式】
[0026] 以上有关于本发明的内容说明，与以下的实施方式用以示范与解释本发明的精神 与原理，并且提供本发明的专利保护范围更进一步的解释。有关本发明的特征、实作与功 效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
[0027] 请参阅图1所示，其为根据本发明实施例的用于消弭电源式电