CN110247640B - 一种采用互补结构的共模噪声抑制电路 - Google Patents

一种采用互补结构的共模噪声抑制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用互补结构的共模噪声抑制电路，包括介质基板、差分耦合电路、参考接地层和滤波电路，差分耦合电路附着在介质基板的上表面，参考接地层和滤波电路分别附着在介质基板的下表面，参考接地层和滤波电路通过在介质基板的下表面附着一层金属层后在该金属层上采用刻蚀工艺形成，滤波电路包括两个谐振器组和两个Z字形短路支节线组，每个谐振器组分别由两个互补的四分之一波长谐振器组成，每个Z字形短路支节线组分别由两个Z字形短路支节线组成；优点是结构简单，尺寸较小，成本较低，抑制带宽较宽，抑制深度较深，在实现共模噪声抑制的同时可以保证差分信号传输的信号完整性。

Description

一种采用互补结构的共模噪声抑制电路
技术领域
本发明涉及一种共模噪声抑制电路，尤其是涉及一种采用互补结构的共模噪声抑制电路。
背景技术
随着数字电路技术的高速发展，高速数据传输的信号可靠性与完整性已成为现代高速电路设计关注的热点问题。差分技术由于其优良的抗噪性、低串扰和低电磁辐射等优点而得到了广泛的应用。如今，许多采用差分技术实现的高速串行链路标准(如Sata3.0，PCI4.0，USB3.1，HDMI2.0等)均实现了超5Gbps的差分信号传输。然而，在实际电路应用中，从信号源产生的时域偏移和幅值不平衡，到版图设计中的工艺误差和布线不连续等原因都不可避免地会造成差分线的不对称，从而产生了共模噪声。当共模噪声在电路系统中传输时会引发严重的电磁辐射，对周围电路产生干扰，继而影响整体电路的信号完整性和电源完整性。因此，如何在保证差分信号高质量地传输的同时，有效抑制共模噪声在电路设计中就显得尤为重要。
现有的共模噪声抑制电路主要有三种实现方式：第一种采用铁磁性材料制成的共模扼流圈来实现，第二种采用基于多层低温共烧陶瓷(LTCC,Low Temperature Co-FiredCeramic)的共模抑制滤波器来实现，第三种采用在耦合微带线的参考地平面上引入缺陷地结构(DGS,Defect Ground Structure)来实现。上述第一种共模噪声抑制电路只能用于MHz频段，且其尺寸较大，已经不能满足紧凑高速电路的设计需求；上述第二种共模噪声抑制电路能够用于GHz频段，结构简单，尺寸较小，能够满足紧凑高速电路的设计需求，而且具有较宽的抑制带宽，但是LTCC的制作成本较高，工艺复杂；上述第三种共模噪声抑制电路结构简单、成本低，能够满足紧凑高速电路的设计需求，但是其抑制带宽较窄，抑制深度较浅，且其横向尺寸一般有所偏大，可能对PCB板上相应区域的排版布线有所影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，尺寸较小，成本较低，抑制带宽较宽，抑制深度较深，在实现共模噪声抑制的同时可以保证差分信号传输的信号完整性的采用互补结构的共模噪声抑制电路。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种采用互补结构的共模噪声抑制电路，包括介质基板、差分耦合电路、参考接地层和滤波电路，所述的差分耦合电路附着在所述的介质基板的上表面，所述的参考接地层和所述的滤波电路分别附着在所述的介质基板的下表面，所述的参考接地层和所述的滤波电路通过在所述的介质基板的下表面附着一层金属层后在该金属层上采用刻蚀工艺形成，所述的滤波电路包括两个谐振器组和两个Z字形短路支节线组，第一个所述的谐振器组包括第一四分之一波长谐振器和第二四分之一波长谐振器，所述的第一四分之一波长谐振器和所述的第二四分之一波长谐振器相互嵌套,且两者的开路端相反，呈互补结构，第二个所述的谐振器组包括第三四分之一波长谐振器和第四四分之一波长谐振器，所述的第三四分之一波长谐振器和所述的第四四分之一波长谐振器相互嵌套,且两者的开路端相反，呈互补结构，第一个所述的Z字形短路支节线组包括第一Z字形短路支节线和第二Z字形短路支节线，第二个所述的Z字形短路支节线组包括第三Z字形短路支节线和第四Z字形短路支节线，所述的第一四分之一波长谐振器分别通过所述的第一Z字形短路支节线和所述的第二Z字形短路支节线与所述的参考接地层连接，所述的第三四分之一波长谐振器分别通过所述的第三Z字形短路支节线和所述的第四Z字形短路支节线与所述的参考接地层连接。
所述的介质基板为矩形，所述的参考接地层包括附着在所述的介质基板下表面的第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块和第五矩形金属块，所述的第一矩形金属块的前端所在平面与所述的介质基板的前端所在平面重合，所述的第一矩形金属块的左端所在平面与所述的介质基板的左端所在平面重合，所述的第一矩形金属块的右端所在平面与所述的介质基板的右端所在平面重合，所述的第三矩形金属块的后端所在平面与所述的介质基板的后端所在平面重合，所述的第三矩形金属块的左端所在平面与所述的介质基板的左端所在平面重合，所述的第三矩形金属块的右端所在平面与所述的介质基板的右端所在平面重合，所述的第二矩形金属块位于所述的第一矩形金属块和所述的第三矩形金属块之间，所述的第二矩形金属块分别垂直于所述的第一矩形金属块和所述的第三矩形金属块，所述的第二矩形金属块的前端和所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第二矩形金属块的后端和所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第四矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的左侧，所述的第四矩形金属块的左端面所述的平面与所述的介质基板的左端面所在平面重合，所述的第四矩形金属块的前端与所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第四矩形金属块的后端与所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第四矩形金属块的右端与所述的第二矩形金属块的左端之间具有一段距离，所述的第五矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的右侧，所述的第五矩形金属块的右端面所述的平面与所述的介质基板的右端面所在平面重合，所述的第五矩形金属块的前端与所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第五矩形金属块的后端与所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第五矩形金属块的左端与所述的第二矩形金属块的右端之间具有一段距离且该段距离大于所述的第四矩形金属块的右端与所述的第二矩形金属块的左端之间的距离，所述的第一四分之一波长谐振器包括第六矩形金属块、第七矩形金属块和第八矩形金属块，所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块前后间隔平行设置，所述的第六矩形金属块的右端和所述的第七矩形金属块的右端分别与所述的第二矩形金属块的左端连接，所述的第二矩形金属块分别与所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块垂直，所述的第六矩形金属块的前端所在平面与所述的第一矩形金属块的后端所在平面之间的距离等于所述的第七矩形金属块的后端所在平面与所述的第三矩形金属块的前端所在平面之间的距离，所述的第八矩形金属块的右端分别与所述的第六矩形金属块的左端和所述的第七矩形金属块的左端连接，所述的第八矩形金属块分别垂直于所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块，所述的第八矩形金属块的左端与所述的第四矩形金属块的右端之间具有一段距离，所述的第八矩形金属块的前端所在平面与所述的第六矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第八矩形金属块的后端所在平面与所述的第七矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第二四分之一波长谐振器包括第九矩形金属块，所述的第九矩形金属块位于所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块之间且三者分别平行，所述的第九矩形金属块的左端和所述的第八矩形金属块的右端连接，所述的第九矩形金属块的右端和所述的第二矩形金属块的左端之间具有一段距离；所述的第九矩形金属块的前端所在平面与所述的第六矩形金属块的后端所在平面之间的距离等于所述的第九矩形金属块的后端所在平面与所述的第七矩形金属块的前端所在平面之间的距离；所述的第一Z字形短路支节线包括第十矩形金属块、第十一矩形金属块和第十二矩形金属块，所述的第十矩形金属块的后端和所述的第八矩形金属块的前端连接，所述的第十矩形金属块的前端和所述的第十一矩形金属块的后端连接，所述的第十一矩形金属块的前端和所述的第十二矩形金属块的后端连接，所述的第十二矩形金属块的前端和所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第十矩形金属块和所述的第十二矩形金属块分别垂直于所述的第十一矩形金属块，所述的第十一矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第十矩形金属块的左端与所述的第十一矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第十二矩形金属块的右端与所述的第十一矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第二Z字形短路支节线包括第十三矩形金属块、第十四矩形金属块和第十五矩形金属块，所述的第十三矩形金属块的前端和所述的第八矩形金属块的后端连接，所述的第十三矩形金属块的后端和所述的第十四矩形金属块的前端连接，所述的第十四矩形金属块的后端和所述的第十五矩形金属块的前端连接，所述的第十五矩形金属块的后端和所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第十三矩形金属块和所述的第十五矩形金属块分别垂直于所述的第十四矩形金属块，所述的第十四矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第十三矩形金属块的左端与所述的第十四矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第十五矩形金属块的右端与所述的第十四矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第一Z字形短路支节线与所述的第二Z字形短路支节线为前后对称结构；所述的第三四分之一波长谐振器包括第十六矩形金属块、第十七矩形金属块和第十八矩形金属块，所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块前后间隔平行设置，所述的第十六矩形金属块的左端和所述的第十七矩形金属块的左端分别与所述的第二矩形金属块的右端连接，所述的第二矩形金属块分别与所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块垂直，所述的第十六矩形金属块的前端所在平面与所述的第六矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十六矩形金属块的后端所在平面与所述的第六矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第十七矩形金属块的前端所在平面与所述的第七矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十七矩形金属块的后端所在平面与所述的第七矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第十六矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第六矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十八矩形金属块沿左右方向的长度小于所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十八矩形金属块的左端分别与所述的第十六矩形金属块的右端和所述的第十七矩形金属块的右端连接，所述的第十八矩形金属块分别垂直于所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块，所述的第十八矩形金属块的右端与所述的第五矩形金属块的左端之间具有一段距离且该段距离等于所述的第八矩形金属块的左端与所述的第四矩形金属块的右端之间的距离，所述的第十八矩形金属块的前端所在平面与所述的第十六矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十八矩形金属块的后端所在平面与所述的第十七矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第四四分之一波长谐振器包括第十九矩形金属块，所述的第十九矩形金属块位于所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块之间且三者分别平行，所述的第十九矩形金属块的右端和所述的第十八矩形金属块的左端连接，所述的第十九矩形金属块的左端和所述的第二矩形金属块的右端之间具有一段距离且该段距离等于所述的第九矩形金属块的右端和所述的第二矩形金属块的左端之间的距离，所述的第十九矩形金属块的前端所在平面与所述的第九矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十九矩形金属块的后端所在平面与所述的第九矩形金属块的后端所在平面重合；所述的第三Z字形短路支节线包括第二十矩形金属块、第二十一矩形金属块和第二十二矩形金属块，所述的第二十矩形金属块的后端和所述的第十六矩形金属块的前端连接，所述的第二十矩形金属块的前端和所述的第二十一矩形金属块的后端连接，所述的第二十一矩形金属块的前端和所述的第二十二矩形金属块的后端连接，所述的第二十二矩形金属块的前端和所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第二十矩形金属块和所述的第二十二矩形金属块分别垂直于所述的第二十一矩形金属块，所述的第二十一矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第二十矩形金属块的右端与所述的第二十一矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第二十二矩形金属块的左端与所述的第二十一矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第二十一矩形金属块的前端所在平面与所述的第十一矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第二十一矩形金属块的后端所在平面与所述的第十一矩形金属块的后端所在平面重合；所述的第四Z字形短路支节线包括第二十三矩形金属块、第二十四矩形金属块和第二十五矩形金属块，所述的第二十三矩形金属块的前端和所述的第十七矩形金属块的后端连接，所述的第二十三矩形金属块的后端和所述的第二十四矩形金属块的前端连接，所述的第二十四矩形金属块的后端和所述的第二十五矩形金属块的前端连接，所述的第二十五矩形金属块的后端和所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第二十三矩形金属块和所述的第二十五矩形金属块分别垂直于所述的第二十四矩形金属块，所述的第二十四矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第二十三矩形金属块的右端与所述的第二十四矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第二十五矩形金属块的左端与所述的第二十四矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第二十四矩形金属块的前端所在平面与所述的第十四矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第二十四矩形金属块的后端所在平面与所述的第十四矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第三Z字形短路支节线与所述的第四Z字形短路支节线为前后对称结构；该结构中，第二四分之一波长谐振器嵌套在第一四分之一波长谐振器内，且两者的开路端(第八矩形金属块的左端和第九矩形金属块的右端)相反，第四四分之一波长谐振器嵌套在第三四分之一波长谐振器内，且两者的开路端(第十八矩形金属块的左端和第十九矩形金属块的右端)相反，且第一谐振器组和第二谐振器在结构上类似，在介质基板上排布方向上相反，由此第一谐振器组和第二谐振器也呈现互补结构，从而可以进一步减小共模噪声抑制电路的横向尺寸，增大补充模噪声抑制带宽带宽，有效地保持高速差分信号的信号完整性。
所述的差分耦合电路包括平行间隔设置的第一矩形微带线和第二矩形微带线，所述的第一微带线的前端面所在平面平行于所述的介质基板的前端面所在平面，所述的第二微带线的后端面所在平面平行于所述的介质基板的后端面所在平面，所述的第一微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面之间的距离等于所述的第二微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面之间的距离，所述的第一矩形微带线的左端面所在平面、所述的第二矩形微带线的左端面所在平面与所述的介质基板的左端面所在平面重合，所述的第一矩形微带线的右端面所在平面、所述的第二矩形微带线的右端面所在平面与所述的介质基板的右端面所在平面重合，所述的第一矩形微带线沿前后方向的长度等于所述的第二矩形微带线沿前后方向的长度。
所述的介质基板的板材为FR4材料，厚度为0.2mm,介电常数为4.4，损耗正切为0.02。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过在介质基板的下表面附着一层金属层后在该金属层上采用刻蚀工艺形成参考接地层和滤波电路，滤波电路包括两个谐振器组和两个Z字形短路支节线组，第一个谐振器组包括第一四分之一波长谐振器和第二四分之一波长谐振器，第一四分之一波长谐振器和第二四分之一波长谐振器相互嵌套,且两者的开路端相反，呈互补结构，第二个谐振器组包括第三四分之一波长谐振器和第四四分之一波长谐振器，第三四分之一波长谐振器和第四四分之一波长谐振器相互嵌套,且两者的开路端相反，呈互补结构，第一个Z字形短路支节线组包括第一Z字形短路支节线和第二Z字形短路支节线，第二个Z字形短路支节线组包括第三Z字形短路支节线和第四Z字形短路支节线，第一四分之一波长谐振器分别通过第一Z字形短路支节线和第二Z字形短路支节线与参考接地层连接，第三四分之一波长谐振器分别通过第三Z字形短路支节线和第四Z字形短路支节线与参考接地层连接，本发明中滤波电路和参考接地层采用刻蚀工艺得到，形成共面波导，有效的减小了横向尺寸，从而减小了对PCB板上相应区域排版布线的影响，简化共模噪声抑制电路的结构，使其具有较小的尺寸，且每个谐振器组中两个四分之一波长谐振器均为互补结构，当共模噪声在差分耦合电路中传输时，会激励起谐振器组中两个四分之一波长谐振器的谐振，从而在每个谐振器组中产生两种谐振模式，并且两个四分之一波长谐振器之间的耦合将会增加阻带共模噪声的抑制深度，从而有效的增大了共模噪声的抑制带宽，使本发明具有较宽的抑制带宽，每个谐振器组分别通过两个Z字形短路支节线与参考接地层连接，使流过每个谐振器组的感生电流分布不均，有效激励起每个谐振器组中不同谐振模式，同时不同谐振模式相互耦合，有效的拓宽了共模阻带的宽度以及共模阻带的抑制深度，使本发明具有较深的抑制深度，实验证明多个谐振模式之间的相互耦合使得本发明的共模噪声抑制电路在3.7-15.6GHz频段内实现对共模噪声的-20dB的抑制，同时可以很好地保证差分信号传输的信号完整性。
附图说明
图1为本发明的采用互补结构的共模噪声抑制电路的立体图；
图2为本发明的采用互补结构的共模噪声抑制电路的俯视图；
图3为本发明的采用互补结构的共模噪声抑制电路的仰视图；
图4为本发明的采用互补结构的共模噪声抑制电路的仿真结果图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图1-图3所示，一种采用互补结构的共模噪声抑制电路，包括介质基板1、差分耦合电路、参考接地层和滤波电路，差分耦合电路附着在介质基板1的上表面，参考接地层和滤波电路分别附着在介质基板1的下表面，参考接地层和滤波电路通过在介质基板1的下表面附着一层金属层后在该金属层上采用刻蚀工艺形成，滤波电路包括两个谐振器组和两个Z字形短路支节线组，第一个谐振器组包括第一四分之一波长谐振器和第二四分之一波长谐振器，第一四分之一波长谐振器和第二四分之一波长谐振器为互补结构，第二个谐振器组包括第三四分之一波长谐振器和第四四分之一波长谐振器，第三四分之一波长谐振器和第四四分之一波长谐振器为互补结构，第一个Z字形短路支节线组包括第一Z字形短路支节线和第二Z字形短路支节线，第二个Z字形短路支节线组包括第三Z字形短路支节线和第四Z字形短路支节线，第一四分之一波长谐振器分别通过第一Z字形短路支节线和第二Z字形短路支节线与参考接地层连接，第三四分之一波长谐振器分别通过第三Z字形短路支节线和第四Z字形短路支节线与参考接地层连接。
本实施例中，介质基板1为矩形，参考接地层包括附着在介质基板1下表面的第一矩形金属块2、第二矩形金属块3、第三矩形金属块4、第四矩形金属块5和第五矩形金属块6，第一矩形金属块2的前端所在平面与介质基板1的前端所在平面重合，第一矩形金属块2的左端所在平面与介质基板1的左端所在平面重合，第一矩形金属块2的右端所在平面与介质基板1的右端所在平面重合，第三矩形金属块4的后端所在平面与介质基板1的后端所在平面重合，第三矩形金属块4的左端所在平面与介质基板1的左端所在平面重合，第三矩形金属块4的右端所在平面与介质基板1的右端所在平面重合，第二矩形金属块3位于第一矩形金属块2和第三矩形金属块4之间，第二矩形金属块3分别垂直于第一矩形金属块2和第三矩形金属块4，第二矩形金属块3的前端和第一矩形金属块2的后端连接，第二矩形金属块3的后端和第三矩形金属块4的前端连接，第四矩形金属块5位于第二矩形金属块3的左侧，第四矩形金属块5的左端面平面与介质基板1的左端面所在平面重合，第四矩形金属块5的前端与第一矩形金属块2的后端连接，第四矩形金属块5的后端与第三矩形金属块4的前端连接，第四矩形金属块5的右端与第二矩形金属块3的左端之间具有一段距离，第五矩形金属块6位于第二矩形金属块3的右侧，第五矩形金属块6的右端面平面与介质基板1的右端面所在平面重合，第五矩形金属块6的前端与第一矩形金属块2的后端连接，第五矩形金属块6的后端与第三矩形金属块4的前端连接，第五矩形金属块6的左端与第二矩形金属块3的右端之间具有一段距离且该段距离大于第四矩形金属块5的右端与第二矩形金属块3的左端之间的距离，第一四分之一波长谐振器包括第六矩形金属块7、第七矩形金属块8和第八矩形金属块9，第六矩形金属块7和第七矩形金属块8前后间隔平行设置，第六矩形金属块7的右端和第七矩形金属块8的右端分别与第二矩形金属块3的左端连接，第二矩形金属块3分别与第六矩形金属块7和第七矩形金属块8垂直，第六矩形金属块7的前端所在平面与第一矩形金属块2的后端所在平面之间的距离等于第七矩形金属块8的后端所在平面与第三矩形金属块4的前端所在平面之间的距离，第八矩形金属块9的右端分别与第六矩形金属块7的左端和第七矩形金属块8的左端连接，第八矩形金属块9分别垂直于第六矩形金属块7和第七矩形金属块8，第八矩形金属块9的左端与第四矩形金属块5的右端之间具有一段距离，第八矩形金属块9的前端所在平面与第六矩形金属块7的前端所在平面重合，第八矩形金属块9的后端所在平面与第七矩形金属块8的后端所在平面重合，第二四分之一波长谐振器包括第九矩形金属块10，第九矩形金属块10位于第六矩形金属块7和第七矩形金属块8之间且三者分别平行，第九矩形金属块10的左端和第八矩形金属块9的右端连接，第九矩形金属块10的右端和第二矩形金属块3的左端之间具有一段距离；第九矩形金属块10的前端所在平面与第六矩形金属块7的后端所在平面之间的距离等于第九矩形金属块10的后端所在平面与第七矩形金属块8的前端所在平面之间的距离；第一Z字形短路支节线包括第十矩形金属块11、第十一矩形金属块12和第十二矩形金属块13，第十矩形金属块11的后端和第八矩形金属块9的前端连接，第十矩形金属块11的前端和第十一矩形金属块12的后端连接，第十一矩形金属块12的前端和第十二矩形金属块13的后端连接，第十二矩形金属块13的前端和第一矩形金属块2的后端连接，第十矩形金属块11和第十二矩形金属块13分别垂直于第十一矩形金属块12，第十一矩形金属块12平行于第一矩形金属块2，第十矩形金属块11的左端与第十一矩形金属块12的左端位于同一平面，第十二矩形金属块13的右端与第十一矩形金属块12的右端位于同一平面，第二Z字形短路支节线包括第十三矩形金属块14、第十四矩形金属块15和第十五矩形金属块16，第十三矩形金属块14的前端和第八矩形金属块9的后端连接，第十三矩形金属块14的后端和第十四矩形金属块15的前端连接，第十四矩形金属块15的后端和第十五矩形金属块16的前端连接，第十五矩形金属块16的后端和第三矩形金属块4的前端连接，第十三矩形金属块14和第十五矩形金属块16分别垂直于第十四矩形金属块15，第十四矩形金属块15平行于第一矩形金属块2，第十三矩形金属块14的左端与第十四矩形金属块15的左端位于同一平面，第十五矩形金属块16的右端与第十四矩形金属块15的右端位于同一平面，第一Z字形短路支节线与第二Z字形短路支节线为前后对称结构；第三四分之一波长谐振器包括第十六矩形金属块17、第十七矩形金属块18和第十八矩形金属块19，第十六矩形金属块17和第十七矩形金属块18前后间隔平行设置，第十六矩形金属块17的左端和第十七矩形金属块18的左端分别与第二矩形金属块3的右端连接，第二矩形金属块3分别与第十六矩形金属块17和第十七矩形金属块18垂直，第十六矩形金属块17的前端所在平面与第六矩形金属块7的前端所在平面重合，第十六矩形金属块17的后端所在平面与第六矩形金属块7的后端所在平面重合，第十七矩形金属块18的前端所在平面与第七矩形金属块8的前端所在平面重合，第十七矩形金属块18的后端所在平面与第七矩形金属块8的后端所在平面重合，第十六矩形金属块17沿左右方向的长度大于第六矩形金属块7沿左右方向的长度，第十八矩形金属块19沿左右方向的长度小于第八矩形金属块9沿左右方向的长度，第十八矩形金属块19的左端分别与第十六矩形金属块17的右端和第十七矩形金属块18的右端连接，第十八矩形金属块19分别垂直于第十六矩形金属块17和第十七矩形金属块18，第十八矩形金属块19的右端与第五矩形金属块6的左端之间具有一段距离且该段距离等于第八矩形金属块9的左端与第四矩形金属块5的右端之间的距离，第十八矩形金属块19的前端所在平面与第十六矩形金属块17的前端所在平面重合，第十八矩形金属块19的后端所在平面与第十七矩形金属块18的后端所在平面重合，第四四分之一波长谐振器包括第十九矩形金属块20，第十九矩形金属块20位于第十六矩形金属块17和第十七矩形金属块18之间且三者分别平行，第十九矩形金属块20的右端和第十八矩形金属块19的左端连接，第十九矩形金属块20的左端和第二矩形金属块3的右端之间具有一段距离且该段距离等于第九矩形金属块10的右端和第二矩形金属块3的左端之间的距离，第十九矩形金属块20的前端所在平面与第九矩形金属块10的前端所在平面重合，第十九矩形金属块20的后端所在平面与第九矩形金属块10的后端所在平面重合；第三Z字形短路支节线包括第二十矩形金属块21、第二十一矩形金属块22和第二十二矩形金属块23，第二十矩形金属块21的后端和第十六矩形金属块17的前端连接，第二十矩形金属块21的前端和第二十一矩形金属块22的后端连接，第二十一矩形金属块22的前端和第二十二矩形金属块23的后端连接，第二十二矩形金属块23的前端和第一矩形金属块2的后端连接，第二十矩形金属块21和第二十二矩形金属块23分别垂直于第二十一矩形金属块22，第二十一矩形金属块22平行于第一矩形金属块2，第二十矩形金属块21的右端与第二十一矩形金属块22的右端位于同一平面，第二十二矩形金属块23的左端与第二十一矩形金属块22的左端位于同一平面，第二十一矩形金属块22的前端所在平面与第十一矩形金属块12的前端所在平面重合，第二十一矩形金属块22的后端所在平面与第十一矩形金属块12的后端所在平面重合；第四Z字形短路支节线包括第二十三矩形金属块24、第二十四矩形金属块25和第二十五矩形金属块26，第二十三矩形金属块24的前端和第十七矩形金属块18的后端连接，第二十三矩形金属块24的后端和第二十四矩形金属块25的前端连接，第二十四矩形金属块25的后端和第二十五矩形金属块26的前端连接，第二十五矩形金属块26的后端和第三矩形金属块4的前端连接，第二十三矩形金属块24和第二十五矩形金属块26分别垂直于第二十四矩形金属块25，第二十四矩形金属块25平行于第一矩形金属块2，第二十三矩形金属块24的右端与第二十四矩形金属块25的右端位于同一平面，第二十五矩形金属块26的左端与第二十四矩形金属块25的左端位于同一平面，第二十四矩形金属块25的前端所在平面与第十四矩形金属块15的前端所在平面重合，第二十四矩形金属块25的后端所在平面与第十四矩形金属块15的后端所在平面重合，第三Z字形短路支节线与第四Z字形短路支节线为前后对称结构。
本实施例中，差分耦合电路包括平行间隔设置的第一矩形微带线27和第二矩形微带线28，第一矩形微带线27的前端面所在平面平行于介质基板1的前端面所在平面，第二矩形微带线28的后端面所在平面平行于介质基板1的后端面所在平面，第一矩形微带线27的前端面所在平面与介质基板1的前端面所在平面之间的距离等于第二矩形微带线28的后端面所在平面与介质基板1的后端面所在平面之间的距离，第一矩形微带线27的左端面所在平面、第二矩形微带线28的左端面所在平面与介质基板1的左端面所在平面重合，第一矩形微带线27的右端面所在平面、第二矩形微带线28的右端面所在平面与介质基板1的右端面所在平面重合，第一矩形微带线27沿前后方向的长度等于第二矩形微带线28沿前后方向的长度。
本实施例中，介质基板1的板材为FR4材料，厚度为0.2mm,介电常数为4.4，损耗正切为0.02。
对本发明的采用互补结构的共模噪声抑制电路的混合散射参数(S参数)的频域进行仿真，其仿真结果图如图4所示，Sdd21为差模信号在本发明中的传输曲线，Scc21为共模信号在本发明中的传输曲线，仿真时，将左右方向作为长度方向，前后方向作为宽度方向，各参数设定如下：第一矩形微带线27和第二矩形微带线28的长度均为18mm，宽度均为0.25mm，第一矩形微带线27和第二矩形微带线28的间距为0.21mm，第一矩形金属块2的长度为18mm，宽度为3.8mm，第二矩形金属块3的长度为1.5mm，宽度为2.4mm，第三矩形金属块4的长度为18mm，宽度为3.8mm，第四矩形金属块5的长度为0.25mm，宽度为2.4mm，第五矩形金属块6的长度为0.25mm，宽度为2.4mm，第六矩形金属块7的长度为3.8mm，宽度为0.5mm，第七矩形金属块8的长度为3.8mm，宽度为0.5mm，第八矩形金属块9的长度为2mm，宽度为2.4mm，第九矩形金属块10的长度为3.4mm，宽度为0.8mm，第十矩形金属块11的长度为0.2mm，宽度为0.2mm，第十一矩形金属块12的长度为3.4mm，宽度为0.2mm，第十二矩形金属块13的长度为0.2mm，宽度为0.2mm，第十三矩形金属块14的长度为0.2mm，宽度为0.2mm，第十四矩形金属块15的长度为3.4mm，宽度为0.2mm，第十五矩形金属块16的长度为0.2mm，宽度为0.2mm，第十六矩形金属块17的长度为6.8mm，宽度为0.5mm，第十七矩形金属块18的长度为6.8mm，宽度为0.5mm，第十八矩形金属块19的长度为3mm，宽度为2.4mm，第十九矩形金属块20的长度为6.4mm，宽度为0.8mm，第二十矩形金属块21的长度为0.2mm，宽度为0.2mm，第二十一矩形金属块22的长度为6.4mm，宽度为0.2mm，第二十二矩形金属块23的长度为0.2mm，宽度为0.2mm，第二十三矩形金属块24的长度为0.2mm，宽度为0.2mm，第二十四矩形金属块25的长度为6.4mm，宽度为0.2mm，第二十五矩形金属块26的长度为0.2mm，宽度为0.2mm。
分析图4可知：对于差分信号而言，在dc-16GHz频段内，差模信号插入损耗(|Sdd21|)小于2dB，表明该共模噪声抑制电路基本不影响差分信号的传输；对于共模噪声而言，在3.7GHz-15.6GHz频段内，共模噪声抑制深度超-20dB，共模阻带相对带宽达到120％，因此本发明对共模噪声有效抑制的同时，且共模阻带带宽超宽，同时保证了差分信号的传输完整性。在共模阻带频段内，共有四个共模传输零点，分别位于3.9GHz、7.5GHz、12.3GHz以及14.5GHz，四个共模传输零点在阻带内分布较均匀，使得共模噪声抑制带宽较宽，深度较深，拥有很强的实用性。

Claims (4)

1.一种采用互补结构的共模噪声抑制电路，其特征在于包括介质基板、差分耦合电路、参考接地层和滤波电路，所述的差分耦合电路附着在所述的介质基板的上表面，所述的参考接地层和所述的滤波电路分别附着在所述的介质基板的下表面，所述的参考接地层和所述的滤波电路通过在所述的介质基板的下表面附着一层金属层后在该金属层上采用刻蚀工艺形成，所述的滤波电路包括两个谐振器组和两个Z字形短路支节线组，第一个所述的谐振器组包括第一四分之一波长谐振器和第二四分之一波长谐振器，所述的第一四分之一波长谐振器和所述的第二四分之一波长谐振器相互嵌套,且两者的开路端相反，呈互补结构，第二个所述的谐振器组包括第三四分之一波长谐振器和第四四分之一波长谐振器，所述的第三四分之一波长谐振器和所述的第四四分之一波长谐振器相互嵌套,且两者的开路端相反，呈互补结构，第一个所述的Z字形短路支节线组包括第一Z字形短路支节线和第二Z字形短路支节线，第二个所述的Z字形短路支节线组包括第三Z字形短路支节线和第四Z字形短路支节线，所述的第一四分之一波长谐振器分别通过所述的第一Z字形短路支节线和所述的第二Z字形短路支节线与所述的参考接地层连接，所述的第三四分之一波长谐振器分别通过所述的第三Z字形短路支节线和所述的第四Z字形短路支节线与所述的参考接地层连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用互补结构的共模噪声抑制电路，其特征在于所述的介质基板为矩形，所述的参考接地层包括附着在所述的介质基板下表面的第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块和第五矩形金属块，所述的第一矩形金属块的前端所在平面与所述的介质基板的前端所在平面重合，所述的第一矩形金属块的左端所在平面与所述的介质基板的左端所在平面重合，所述的第一矩形金属块的右端所在平面与所述的介质基板的右端所在平面重合，所述的第三矩形金属块的后端所在平面与所述的介质基板的后端所在平面重合，所述的第三矩形金属块的左端所在平面与所述的介质基板的左端所在平面重合，所述的第三矩形金属块的右端所在平面与所述的介质基板的右端所在平面重合，所述的第二矩形金属块位于所述的第一矩形金属块和所述的第三矩形金属块之间，所述的第二矩形金属块分别垂直于所述的第一矩形金属块和所述的第三矩形金属块，所述的第二矩形金属块的前端和所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第二矩形金属块的后端和所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第四矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的左侧，所述的第四矩形金属块的左端面所述的平面与所述的介质基板的左端面所在平面重合，所述的第四矩形金属块的前端与所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第四矩形金属块的后端与所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第四矩形金属块的右端与所述的第二矩形金属块的左端之间具有一段距离，所述的第五矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的右侧，所述的第五矩形金属块的右端面所述的平面与所述的介质基板的右端面所在平面重合，所述的第五矩形金属块的前端与所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第五矩形金属块的后端与所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第五矩形金属块的左端与所述的第二矩形金属块的右端之间具有一段距离且该段距离大于所述的第四矩形金属块的右端与所述的第二矩形金属块的左端之间的距离，所述的第一四分之一波长谐振器包括第六矩形金属块、第七矩形金属块和第八矩形金属块，所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块前后间隔平行设置，所述的第六矩形金属块的右端和所述的第七矩形金属块的右端分别与所述的第二矩形金属块的左端连接，所述的第二矩形金属块分别与所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块垂直，所述的第六矩形金属块的前端所在平面与所述的第一矩形金属块的后端所在平面之间的距离等于所述的第七矩形金属块的后端所在平面与所述的第三矩形金属块的前端所在平面之间的距离，所述的第八矩形金属块的右端分别与所述的第六矩形金属块的左端和所述的第七矩形金属块的左端连接，所述的第八矩形金属块分别垂直于所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块，所述的第八矩形金属块的左端与所述的第四矩形金属块的右端之间具有一段距离，所述的第八矩形金属块的前端所在平面与所述的第六矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第八矩形金属块的后端所在平面与所述的第七矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第二四分之一波长谐振器包括第九矩形金属块，所述的第九矩形金属块位于所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块之间且三者分别平行，所述的第九矩形金属块的左端和所述的第八矩形金属块的右端连接，所述的第九矩形金属块的右端和所述的第二矩形金属块的左端之间具有一段距离；所述的第九矩形金属块的前端所在平面与所述的第六矩形金属块的后端所在平面之间的距离等于所述的第九矩形金属块的后端所在平面与所述的第七矩形金属块的前端所在平面之间的距离；所述的第一Z字形短路支节线包括第十矩形金属块、第十一矩形金属块和第十二矩形金属块，所述的第十矩形金属块的后端和所述的第八矩形金属块的前端连接，所述的第十矩形金属块的前端和所述的第十一矩形金属块的后端连接，所述的第十一矩形金属块的前端和所述的第十二矩形金属块的后端连接，所述的第十二矩形金属块的前端和所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第十矩形金属块和所述的第十二矩形金属块分别垂直于所述的第十一矩形金属块，所述的第十一矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第十矩形金属块的左端与所述的第十一矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第十二矩形金属块的右端与所述的第十一矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第二Z字形短路支节线包括第十三矩形金属块、第十四矩形金属块和第十五矩形金属块，所述的第十三矩形金属块的前端和所述的第八矩形金属块的后端连接，所述的第十三矩形金属块的后端和所述的第十四矩形金属块的前端连接，所述的第十四矩形金属块的后端和所述的第十五矩形金属块的前端连接，所述的第十五矩形金属块的后端和所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第十三矩形金属块和所述的第十五矩形金属块分别垂直于所述的第十四矩形金属块，所述的第十四矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第十三矩形金属块的左端与所述的第十四矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第十五矩形金属块的右端与所述的第十四矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第一Z字形短路支节线与所述的第二Z字形短路支节线为前后对称结构；所述的第三四分之一波长谐振器包括第十六矩形金属块、第十七矩形金属块和第十八矩形金属块，所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块前后间隔平行设置，所述的第十六矩形金属块的左端和所述的第十七矩形金属块的左端分别与所述的第二矩形金属块的右端连接，所述的第二矩形金属块分别与所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块垂直，所述的第十六矩形金属块的前端所在平面与所述的第六矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十六矩形金属块的后端所在平面与所述的第六矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第十七矩形金属块的前端所在平面与所述的第七矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十七矩形金属块的后端所在平面与所述的第七矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第十六矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第六矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十八矩形金属块沿左右方向的长度小于所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十八矩形金属块的左端分别与所述的第十六矩形金属块的右端和所述的第十七矩形金属块的右端连接，所述的第十八矩形金属块分别垂直于所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块，所述的第十八矩形金属块的右端与所述的第五矩形金属块的左端之间具有一段距离且该段距离等于所述的第八矩形金属块的左端与所述的第四矩形金属块的右端之间的距离，所述的第十八矩形金属块的前端所在平面与所述的第十六矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十八矩形金属块的后端所在平面与所述的第十七矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第四四分之一波长谐振器包括第十九矩形金属块，所述的第十九矩形金属块位于所述的第十六矩形金属块和所述的第十七矩形金属块之间且三者分别平行，所述的第十九矩形金属块的右端和所述的第十八矩形金属块的左端连接，所述的第十九矩形金属块的左端和所述的第二矩形金属块的右端之间具有一段距离且该段距离等于所述的第九矩形金属块的右端和所述的第二矩形金属块的左端之间的距离，所述的第十九矩形金属块的前端所在平面与所述的第九矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第十九矩形金属块的后端所在平面与所述的第九矩形金属块的后端所在平面重合；所述的第三Z字形短路支节线包括第二十矩形金属块、第二十一矩形金属块和第二十二矩形金属块，所述的第二十矩形金属块的后端和所述的第十六矩形金属块的前端连接，所述的第二十矩形金属块的前端和所述的第二十一矩形金属块的后端连接，所述的第二十一矩形金属块的前端和所述的第二十二矩形金属块的后端连接，所述的第二十二矩形金属块的前端和所述的第一矩形金属块的后端连接，所述的第二十矩形金属块和所述的第二十二矩形金属块分别垂直于所述的第二十一矩形金属块，所述的第二十一矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第二十矩形金属块的右端与所述的第二十一矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第二十二矩形金属块的左端与所述的第二十一矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第二十一矩形金属块的前端所在平面与所述的第十一矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第二十一矩形金属块的后端所在平面与所述的第十一矩形金属块的后端所在平面重合；所述的第四Z字形短路支节线包括第二十三矩形金属块、第二十四矩形金属块和第二十五矩形金属块，所述的第二十三矩形金属块的前端和所述的第十七矩形金属块的后端连接，所述的第二十三矩形金属块的后端和所述的第二十四矩形金属块的前端连接，所述的第二十四矩形金属块的后端和所述的第二十五矩形金属块的前端连接，所述的第二十五矩形金属块的后端和所述的第三矩形金属块的前端连接，所述的第二十三矩形金属块和所述的第二十五矩形金属块分别垂直于所述的第二十四矩形金属块，所述的第二十四矩形金属块平行于所述的第一矩形金属块，所述的第二十三矩形金属块的右端与所述的第二十四矩形金属块的右端位于同一平面，所述的第二十五矩形金属块的左端与所述的第二十四矩形金属块的左端位于同一平面，所述的第二十四矩形金属块的前端所在平面与所述的第十四矩形金属块的前端所在平面重合，所述的第二十四矩形金属块的后端所在平面与所述的第十四矩形金属块的后端所在平面重合，所述的第三Z字形短路支节线与所述的第四Z字形短路支节线为前后对称结构。
3.根据权利要求1所述的一种采用互补结构的共模噪声抑制电路，其特征在于所述的差分耦合电路包括平行间隔设置的第一矩形微带线和第二矩形微带线，所述的第一微带线的前端面所在平面平行于所述的介质基板的前端面所在平面，所述的第二微带线的后端面所在平面平行于所述的介质基板的后端面所在平面，所述的第一微带线的前端面所在平面与所述的介质基板的前端面所在平面之间的距离等于所述的第二微带线的后端面所在平面与所述的介质基板的后端面所在平面之间的距离，所述的第一矩形微带线的左端面所在平面、所述的第二矩形微带线的左端面所在平面与所述的介质基板的左端面所在平面重合，所述的第一矩形微带线的右端面所在平面、所述的第二矩形微带线的右端面所在平面与所述的介质基板的右端面所在平面重合，所述的第一矩形微带线沿前后方向的长度等于所述的第二矩形微带线沿前后方向的长度。
4.根据权利要求1所述的一种采用互补结构的共模噪声抑制电路，其特征在于所述的介质基板的板材为FR4材料，厚度为0.2mm,介电常数为4.4，损耗正切为0.02。
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