专利名称：共模滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种共模滤波器，尤其涉及一种如下的共模滤波器，使传输超高速差动线路的所需要的超高速差动信号被传输的同时隔断不需要的共模噪音，以避免引起电磁干扰。
背景技术：
电子设备中，噪音是一种有害现象，因此现有技术中提出了很多用于消除噪音的方案。尤其是在最近出现的高速串行传输(serial transmission)技术中，由于传送速度达到了 GHz频率范围，速度更快，波长变短，因此使得该波长与电路布线(circuit pattern)长度的整数倍相一致的概率变高，为此，以电路布线作为天线向空间放射信号，从而产生了电磁放射噪音的问题。另外，在高速串行传输中，大多数情况下使用的是差动线路，因此电磁场结合于差动线路之间，难以向外部放射。然而，差动线路的轻微的不对称性以及IC中的轻微的相位移动等导致产生了共模噪音，该共模噪音在差动线路之间以同相信号形式传播，由于不存在差动线路之间的结合故而易于向外部放射，由此容易形成电磁放射噪音。因此，在使用差动线路的高速串行传输的技术领域中，解决共模噪音的方法是必不可少，而常见的消除共模噪音的方式多是使用共模扼流圈。此种技术方案的公知示例可参见日本专利特开2004-266634号公报(专利文献 1)，该专利涉及普通模式信号的频率频带下限为2MHz的技术方案；还可参见日本专利特开 2000-58343号公报(专利文献2)，该专利中以在环形核心上缠绕线路的方式来形成差动信号传输用共模扼流圈。不过，理想的共模扼流圈是如图11的等价电路所示，是通过如下两个部分来形成传输线路的，其一是在磁性体磁芯上卷绕形成的结合系数接近于“1”的一对线圈，另一个是将输入输出之间的线间容量尽量抑制得较低以作为线圈间容量，该结构可管理其特性阻抗。在该共模扼流圈中，对于共模噪音而言，可让插入在差动线路上的等价电感器构成一个较大值，如图12中符号Scc21所示的特性那样可实现阻止共模噪音通过的作用。另一方面来说，共模扼流圈对于差动信号(普通模式信号)来说其电感器接近于零，而且其与线路间容量相组合可形成低损失传输线路，实现了如图12中符号Sdd21所示的特性，所以能以较低差动信号损失来实现信号通过。这样理想的共模扼流圈实际上难以在现有条件下实现工业生产化，因此在图12 中将频带设定为15GHz，用于与本发明效果进行比较用的。
3现有技术专利文献1 特开2004-266634号公报专利文献2 特开2000-58343号公报。发明内容技术问题
然而，上述共模扼流圈相对于共模噪音而言具有较大的电感即具有很高的串联阻抗， 可隔断该共模噪音，所以就共模噪音而言，从输入端子一侧来看该输入端子的内部接近于终端开放的状态，所以输入端子处所施加的共模噪音在输入端子部处展示出与终端开放线路相同的信号应答。因此，在输入端子处所施加的共模噪音与其被反射而得到的反射共模噪音相叠力口，使得输入端子处的共模噪音的峰值电压很容易变高。输入端子部为了连接方便，需以露出的方式与电子设备进行实际安装，难于进行保护(shield)，因此其中容易产生电磁放射，这也是产生电磁干扰的重要原因，所以在该输入端子部处最好能够避免共模噪音的峰值电压变高。本发明的发明人已在特开2009-220549号专利中提出了一种可将反射共模噪音在时间上分散的共模滤波器。利用该共模滤波器虽然能够将反射共模噪音的峰值电压抑制得很低，但是需要能够更进一步找到一种可消除该反射共模噪音的电能的结构，这就是本发明所要解决的技术问题。本发明为了解决上述技术问题提出了如下一种方案，其目的在于提供一种难于产生电磁干扰的共模滤波器，从而可在超高速差动线路中确保超高速差动信号的传输，消除反射共模噪音的电能。技术方案
为了解决上述技术问题，本发明的第一个发明涉及一种共模滤波器，其具备集中常数差动延迟线，该集中常数差动延迟线具有梯子形差动4端子电路，该电路由包含以串联方式配置于差动线路中的电感器的无源串联元件以及包含以并联方式配置于上述差动线路之间的电容器的无源并联元件所构成，其中上述电容器由与该电容器等值的两个等值的串联连接电容器构成；噪音衰减无源2端子电路，该电路由串联连接的上述电容器之间的连接点和接地电位之间所连接的共模噪音衰减用阻抗、电感器和阻抗的串联电路或者电感器和阻抗的并联电路构成。本发明的第2个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线是定K型结构。本发明的第3个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线是感应m型结构。本发明的第4个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线是全域通过型结构。本发明的第5个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线以及上述噪音衰减用无源2端子电路形成1个区间的差动延迟元件，上述差动线路中上述差动延迟元件按照梯子形方式串联配置了多个，形成多个区间。本发明的第6个发明所述的共模滤波器中，在上述差动延迟元件之间按照梯子形方式方式串联配置上述集中常数差动延迟线。本发明的第7个发明所述的共模滤波器中，在上述多个区间的上述集中常数差动延迟线中的上述电容器之间的连接点间连接有阻抗。本发明的第8个发明所述的共模滤波器中，在一部分的上述集中常数差动延迟线中，上述电容器之间的连接点与接地电位之间仅连接共模衰减用电感器。本发明的第9个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线可以是定K 型、感应m型以及全域通过型差动延迟元件中选择的相互不同的2个或者3个组合而成。本发明的第10个发明所述的共模滤波器中，上述差动延迟元件中上述噪音衰减用无源2端子电路的常数在每个区间均不相同。发明效果
具有如上结构的本发明的第1个发明所涉及的共模滤波器中使用了在无源串联元件上配置电感器、在无源并联元件上配置电容器的集中常数差动延迟线；作为该并联元件的电容器以等值的两个串联连接的电容器来形成，使与该电容器等值，而且串联连接的电容器之间的连接点与接地电位之间连接有共模噪音衰减用阻抗、电感器和阻抗的串联电路、 或者电感器和阻抗的并联电路所构成的噪音衰减用无源2端子电路；因此，一方面能使得超高速差动信号通过，隔断不希望的共模噪音，除此之外还可利用阻抗来实现吸收作用，在输入端子部处降低共模噪音的峰值电压，避免引起电磁干扰。本发明的第2个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线采用定K型结构，因此，可通过该定K型结构来实现上述效果。本发明的第3个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线采用感应m 型结构，因此，可通过该感应m型结构来实现上述效果。本发明的第4个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线采用全域通过型结构，因此，可通过该全域通过型结构来实现上述效果。本发明的第5个发明所述的共模滤波器中，上述差动延迟线路以及噪音衰减用电感器形成1个区间的差动延迟元件，上述差动线路中按照梯子状方式串联配置多个差动延迟元件形成多个区间的结构，由此，除了实现上述技术效果，还可以获得多种特性。本发明的第6个发明所述的共模滤波器中，在上述差动延迟元件之间将集中常数差动延迟线按照梯子状方式串联配置，由此，除了实现上述技术效果，还可以获得多种特性。本发明的第7个发明所述的共模滤波器中，在上述多个区间的上述差动延迟线路中，在上述电容器之间的多个连接点之间连接有阻抗，由此，除了实现上述技术效果，还可以获得多种特性。本发明的第8个发明所述的共模滤波器中，在一部分的上述集中常数差动延迟线中的电容器之间的连接点和接地电位之间仅连接共模衰减用电感器，由此还能进一步获得多种特性。本发明的第9个发明所述的共模滤波器中，上述集中常数差动延迟线由定K型、感应m型以及全域通过型的差动延迟元件中的不同的2种或3中组合而成，由此，可在各种通过型结构中均实现上述技术效果。本发明的第10个发明所述的共模滤波器中，上述差动延迟元件中噪音衰减用无源2端子电路的常数设置成不同的常数，由此能够简单的将共模噪音的通过特性形成为所希望的特性，而且能够让共模噪音的吸收特性也形成为所希望的特性，由于有可能获得各种特性，所以有效避免了电磁干扰的产生。
图1是表示作为本发明共模滤波器基础的集中常数差动延迟线的线路图。图2是表示涉及本发明的共模滤波器的第1实施例的线路图。图3是表示图2所示的本发明的共模滤波器的通过特性图。图4是表示图2所示的本发明的共模滤波器的电力分配特性图。图5是表示涉及本发明的共模滤波器的第2实施例的线路图。图6是表示图5所示的本发明的共模滤波器的通过特性图。图7是表示图5所示的本发明的共模滤波器的电力分配特性图。图8是表示涉及本发明的共模滤波器的第3实施例的线路图。图9是表示图8所示的本发明的共模滤波器的通过特性图。图10是表示图8所示的本发明的共模滤波器的电力分配特性图。图11是表示现有共模扼流圈的等效电路图。图12是表示图11所示的现有共模扼流圈的通过特性图。图13是表示图11所示的现有共模扼流圈的电力分配特性图。附图标记 1、3 差动线路
IAUB 差动输入端子(输入侧) 2A、2B 差动输出端子(输出侧) 5 梯子形差动4端子网 Co、Co/2、Co/4、Ca 电容器 DL 集中常数差动延迟线
dll、dl2、dl3、dl4 差动延迟元件(差动4端子电路) Lo、Lo/2 电感器
Li、L2、L3、L4 共模噪音衰减用电感器(噪音衰减用无源2端子电路) Rl、R2、R3、R4、RIO、R12、R23、R34、R40 共模噪音衰减用阻抗(噪音衰减用无源2端子电路)
T1、T2、T3、T4 连接点 +vd、-vd 差动电源 Vc 共模噪音源。
具体实施例方式下面参考附图对本发明所涉及的共模滤波器的具体实施例进行说明。首先，对作为本发明所涉及的共模滤波器的基础的集中常数差动延迟线进行说明。图1是表示涉及本发明的共模滤波器所采用的集中常数差动延迟线的一个例子
6的电路图。图1中差动输入端子1A、1B和差动输出端子2A、2B之间的差动线路1、3上形成梯子形差动4端子网5。梯子形差动4端子网5是由串联配置于上述差动线路1、3上的无源串联元件和并联配置于上述差动线路1、3上的无源并联元件组合连接形成的梯子形状的结构。换句话说，在差动输入输出端子1A、2A之间的差动线路1以及差动输入输出端子 1B、2B之间的差动线路3上，将作为无源串联元件的电感器Lo分别串联连接多个例如3个， 在各个电感器Lo的两端之间连接有作为无源并联元件的电容器Co/4、Co/2。差动线路1、3上相同位置的各个电感器Lo的两端之间连接有上述电容器Co/4、 Co/2,构成了由上述3个区间形成的定K Π型集中常数差动延迟线DL。该集中常数差动延迟线DL中每1区间的差动延迟元件dll、dl2、dl3为梯子形差动4端子电路，其由差动线路1、3中一对电感器Lo和其两端的2个电容器Co/4、Co/2形成。相互邻接的差动延迟元件dll和dl2、dl2和dl3共用电容器Co/2。而且，由于差动输入输出端子1A、1B、2A、2B侧的差动延迟元件dll、dl3中的电容器Co/4不像中间的差动延迟元件dl2那样被共用，所以其容量值只有中间的差动延迟元件 dl2的电容器Co/2的一半。各个差动延迟元件dll dl3的延迟时间td用数学表达式1来表示。数学表达式1
权利要求
1.一种共模滤波器，其特征在于具备集中常数差动延迟线，该集中常数差动延迟线具有梯子形差动4端子电路，该电路由包含以串联方式配置于差动线路中的电感器的无源串联元件以及包含以并联方式配置于上述差动线路之间的电容器的无源并联元件所构成，其中上述电容器由与该电容器等值的两个等值的串联连接的电容器构成；噪音衰减无源2端子电路，该电路连接于串联连接的上述电容器之间的连接点和接地电位之间，上述噪音衰减无源2端子电路由共模噪音衰减用阻抗、电感器和阻抗的串联电路或者电感器和阻抗的并联电路构成。
2.根据权利要求1所述的共模滤波器，其特征在于上述集中常数差动延迟线是定K 型结构。
3.根据权利要求1所述的共模滤波器，其特征在于上述集中常数差动延迟线是感应m 型结构。
4.如权利要求1所述的共模滤波器，其特征在于上述集中常数差动延迟线是全域通过型结构。
5.根据权利要求1 4中任何一个所述的共模滤波器，其特征在于上述集中常数差动延迟线以及上述噪音衰减用无源2端子电路形成1个区间的差动延迟元件，上述差动线路中上述差动延迟元件按照梯子形方式串联配置多个，形成多个区间。
6.根据权利要求5所述的共模滤波器，其特征在于在上述差动延迟元件之间按照梯子形方式串联配置上述集中常数差动延迟线。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的共模滤波器，其特征在于在上述多个区间的上述集中常数差动延迟线中的上述电容器之间的多个连接点间连接有阻抗。
8.根据权利要求5或权利要求6所述的共模滤波器，其特征在于在上述一部分的集中常数差动延迟线中，上述电容器之间的连接点与接地电位之间仅连接共模衰减用电感ο
9.根据权利要求5 8中任何一个所述的共模滤波器，其特征在于上述集中常数差动延迟线可以是定K型、感应m型以及全域通过型差动延迟元件中选择的相互不同的2个或者3个组合而成。
10.根据权利要求5 9中任何一个所述的共模滤波器，其特征在于上述差动延迟元件中上述噪音衰减用无源2端子电路的常数在每个区间均不相同。
全文摘要
本发明要解决的技术问题是在超高速差动信号通过时，让共模噪音难以通过。本发明采用的技术手段是在差动线路1、3中配置的无源串联元件和无源并联元件构成的梯子形差动4端子电路中，无源串联元件上配置电感器Lo，无源并联元件上配置电容器Co，由此形成集中常数差动延迟线DL。集中常数差动延迟线DL中并联元件电容器Co是由与该电容器等值的两个等值的串联连接的电容器Co/2和Co/2或者Co和Co所构成。共模噪音衰减用电感器L1～L4以及阻抗R1～R4连接在串联连接的电容器Co/2之间或者Co之间的连接点T1～T4与接地电位之间，与电容器Co/2、Co一起形成共模噪音衰减用串联共振电路。
文档编号H03H7/06GK102474235SQ201080026928
公开日2012年5月23日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年11月2日
发明者龟谷雅明 申请人:松江Elmec株式会社