具有噪声抑制机制的电子装置的制作方法

本发明涉及噪声抑制技术，且特别涉及一种具有噪声抑制机制的电子装置。

背景技术：

在部分电子装置中，会在芯片设置的区域上设置以金属的屏蔽壳，以避免辐射。然而，当内部的芯片有数字信号在传递时，屏蔽壳将因共振而形成噪声的传导路径。由于屏蔽壳的存在所产生的噪声，将对内部的其他模块，例如但不限于射频通讯电路造成干扰。

因此，如何设计一个新的具有噪声抑制机制的电子装置，以解决上述的缺失，是此一业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有噪声抑制机制的电子装置，包括：电路板、无线通讯模块、数字信号产生模块、金属壳以及至少一个接地金属柱。无线通讯模块形成在电路板上的芯片设置区中，配置以在无线信号频率范围内进行无线通讯。数字信号产生模块形成在电路板上的芯片设置区中，配置以产生数字信号，使得通过芯片设置区中的至少一条传递路径传递。金属壳配置以与电路板相接，以覆盖芯片设置区。接地金属柱设置在电路板上的芯片设置区中并延伸以接触金属壳，配置以提升金属壳的共振频率，以使数字信号产生的噪声通过金属壳耦合共振产生的噪声值小于一干扰阈值。

应用本发明的优点在于通过电子装置中接地金属柱的设置，将可大幅抑制数字信号通过金属壳造成的噪声，以避免对电子装置的无线通讯模块造成干扰。

附图说明

图1a为本发明一实施例中，一种具有噪声抑制机制的电子装置的立体透视图；

图1b为本发明一实施例中，图1a的电子装置沿a方向的侧剖视图；

图2a为本发明一实施例中，数字信号在时域上的波形图；

图2b为本发明一实施例中，数字信号的能量频谱的波形图；

图3为本发明一实施例中，数字信号在金属壳进行共振的频率响应图；以及

图4为本发明一实施例中，以接地金属柱的位置为中心，对于共振频率造成影响的场型示意图。

具体实施方式

请参照图1a及图1b。图1a为本发明一实施例中，一种具有噪声抑制机制的电子装置1的立体透视图。图1b为本发明一实施例中，图1a的电子装置1沿a方向的侧剖视图。

电子装置1包括：电路板100、无线通讯模块102、数字信号产生模块104、金属壳106以及接地金属柱108。

在一实施例中，电路板100包含芯片设置区101，配置以设置不同的芯片模块，例如但不限于无线通讯模块102及数字信号产生模块104，以提供不同的功能。在不同实施例中，芯片设置区101可设置有例如，但不限于处理模块、数字到模拟转换模块、模拟到数字转换模块或其他功能模块(未示出)。在一实施例中，芯片设置区101也可包含走线103，配置以电耦接芯片设置区101中的不同模块，以提供信号的传递路径。

无线通讯模块102形成在芯片设置区101中，配置以在无线信号频率范围内进行无线通讯。在一实施例中，无线通讯模块102为射频模块，无线信号频率范围为射频范围，例如但不限于以2.4吉赫、5吉赫为中心频率的频率范围。

数字信号产生模块104形成在电路板100上的芯片设置区101中，配置以产生数字信号dig，通过芯片设置区101中的至少一条传递路径传递。在一实施例中，数字信号产生模块104为时脉信号产生模块，且数字信号dig为数字时脉信号。在另一实施例中，数字信号产生模块104为数据信号产生模块，且数字信号dig为数字数据信号。数字信号产生模块104可将数字信号dig通过走线103传送至无线通讯模块102，或是通过其他走线传送至芯片设置区101内的其他模块。

金属壳106配置以与电路板100相接，以覆盖芯片设置区101。更详细地说，金属壳106可做为屏蔽遮罩，以覆盖芯片设置区101，提供防止电磁干扰(electromagneticinterference；emi)以及进行散热的功效。

接地金属柱108设置在电路板100上的芯片设置区101中并延伸以接触金属壳106。在一实施例中，接地金属柱108可选择性地设置以穿越金属壳106。

在一实施例中，接地金属柱108可通过电路板100上的接地路径进行接地。举例而言，电路板100可在芯片设置区101中设置接地的走线，以使接地金属柱108通过接地走线进行接地。在另一实施例中，电路板100相对于芯片设置区101的另一面可如图1b所示，设置有接地板110。接地金属柱108可设置以穿透电路板100并接触接地板110，以通过接地板110进行接地。

接地金属柱108配置以提升金属壳106的共振频率，以使数字信号dig产生的噪声通过金属壳106耦合共振产生的噪声值小于干扰阈值。

请同时参照图2a及图2b。图2a为本发明一实施例中，数字信号dig在时域上的波形图。其中，横轴为时间，纵轴为电压值。在一实施例中，图2a的数字信号dig是以随机出现0及1的形式产生。图2b为本发明一实施例中，数字信号dig的能量频谱的波形图。其中，横轴是化为整数倍率后的比特率(bitrate)，纵轴是标准化(normalized)能量密度，单位为分贝。在一实施例中，图2b的波形是利用伪随机二进位序列(pseudo-randombinarysequence；prbs)进行傅立叶转换后所得。

在一优选实施例中，接地金属柱108配置以提升金属壳106的共振频率至大于无线信号频率范围，且对应于数字信号dig的能量频谱波形中的波谷节点的特定值，例如图2b中的波谷节点200。在一实施例中，数字信号dig的能量频谱波形中的各波谷节点对应于数字信号产生模块104据以运作的时脉的整数倍的位置。

当接地金属柱108将共振频率移至对应波谷节点的位置时，数字信号dig即使与金属壳106耦合，也将产生相当小的能量。因此，其噪声将无法通过金属壳106放大。换言之，数字信号dig虽依然会产生噪声，却因为传导路径被抑制而大幅降低对于在无线信号频率范围运作的无线通讯模块102的影响。

请参照图3，图3为本发明一实施例中，数字信号dig在金属壳106进行共振的频率响应图。其中，横轴为频率，且单位为吉赫。纵轴为强度，单位为分贝。实线表示并未加入接地金属柱108时的频率响应波形，虚线表示加入接地金属柱108后的频率响应波形。

在一实施例中，数字信号dig的时脉频率为例如，但不限于每秒2.7十亿比特(gbps)时，如图3所示，在未加入接地金属柱108的情形下，最大的共振频率位于9.3吉赫。当欲将共振频率移至对应图2b的波谷节点200(第四节点)时，接地金属柱108须使最大的共振频率移至10.8吉赫。

请参照表1。表1为本发明一实施例中，对于电路板100上未加金属壳106、加上金属壳106以及加上金属壳106且设置接地金属柱108的情形下的最大噪声与均方根噪声的测量。在一实施例中，表1中的各数据的单位为毫伏特(millivolt)。

表1

由表1可知，在加上金属壳106且未设置接地金属柱108时，数字信号dig造成的噪声将由于金属壳106的耦合效应而比未加金属壳106时大。然而，在设置接地金属柱108后，金属壳106的耦合效应将由于共振频率的提升而下降。数字信号dig的噪声将因而下降。

请参照图4。图4为本发明一实施例中，以接地金属柱108的位置p为中心，对于共振频率造成影响的场型示意图。横轴及纵轴分别为位置间的相对比例。

如图4所示，曲线400、402、404、406以位置p为轴心，形成类似等高线的分布。其中，接地金属柱108的位置p可将共振频率提升例如，但不限于1.25倍。曲线400、402、404、406分别可将共振频率提升1.2、1.15、1.1、1.05倍。因此，当欲将共振频率自例如，但不限于9.3吉赫移至10.8吉赫，也即提升1.16倍时，可依据图4中的场型分布，使数字信号dig经过的路径，例如但不限于图1的走线103，与接地金属柱108间的相对位置，设置为线段402与位置p间的关系。

在一实施例中，接地金属柱108不必需让共振频率移至对应数字信号dig的能量频谱波形中的波谷节点的位置，而仅需配置以将金属壳106的共振频率移至可使数字信号dig不会对无线通讯模块102造成影响的一个干扰阈值即可。

在一实施例中，为平均地降低噪声对于芯片设置区101中的走线造成的影响，可将接地金属柱108设置在芯片设置区101的中央区域。

通过本发明的电子装置1中接地金属柱108的设置，将可大幅抑制数字信号dig透过金属壳106造成的噪声，以避免对电子装置1的无线通讯模块102造成干扰。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

符号说明

1：电子装置

101：芯片设置区

103：走线

106：金属壳

110：接地板

400-406：曲线

dig：数字信号

100：电路板

102：无线通讯模块

104：数字信号产生模块

108：接地金属柱

200：波谷节点

a：方向

p：位置。