CN114094816A - 一种电源有源降噪电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及降噪电路技术领域，公开了一种可靠性较高的电源有源降噪电路，具备：直流输入电路（100），其用于接收直流信号；电源噪声吸收/衰减网络（200），其输入端耦接于直流输入电路（100）的输出端，用于接收直流信号，并对直流信号中的高/低频噪声形成一种低阻抗的有源吸收网络，通过有源吸收网络对直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减直流信号中高/低频噪声；直流输出电路（300），其输入端与电源噪声吸收/衰减网络（200）的输入端连接，用于输出经吸收/衰减的直流信号。

Description

一种电源有源降噪电路

技术领域

本发明涉及降噪电路技术领域，更具体地说，涉及一种电源有源降噪电路。

背景技术

目前，低频/高频电流通过线路或走线时，路径便成了向外辐射噪声的天线，当线路附近有其他电子设备时，辐射的电波（低频/高频噪声）就会干扰到其他电子设备的正常工作，当严重的低频/高频噪声进入数字电路时，会造成数字信号失真，甚至导致电路发生故障而使得负载无法工作。

因此，如何有效地吸收/衰减线路中的低频/高频噪声以提高电子设备运行的可靠性成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述当严重的低频/高频噪声进入数字电路时，会造成数字信号失真，甚至导致电路发生故障而使得负载无法工作的缺陷，提供一种可靠性较高的电源有源降噪电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电源有源降噪电路，具备：

直流输入电路，其配置于有源降噪电路内，用于接收直流信号；

电源噪声吸收/衰减网络，其输入端耦接于所述直流输入电路的输出端，用于接收所述直流信号，并对所述直流信号中的高/低频噪声形成一低阻抗的有源吸收网络，

通过所述有源吸收网络对所述直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减所述直流信号中所述高/低频噪声；

直流输出电路，其输入端与所述电源噪声吸收/衰减网络的输入端连接，用于输出经吸收/衰减的所述直流信号。

在一些实施方式中，所述电源噪声吸收/衰减网络包括电感滤波电路，

所述电感滤波电路的输入端耦接于所述直流输入电路的输出端，用于对输入所述直流信号进行滤波处理。

在一些实施方式中，所述电源噪声吸收/衰减网络还包括低频/高频噪声吸收/衰减网络，

所述低频/高频噪声吸收/衰减网络的输入端与所述电感滤波电路的输出端连接，用于接收经滤波后的所述直流信号，并对所述直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减所述直流信号中所述高/低频噪声。

在一些实施方式中，所述电源噪声吸收/衰减网络还包括电容滤波电路，

所述电容滤波电路的输入端与所述低频/高频噪声吸收/衰减网络的输出端连接，用于接收处理后的所述直流信号，并将该所述直流信号进行后级滤波处理。

在一些实施方式中，所述低频/高频噪声吸收/衰减网络包括运算放大器及三极管，

所述运算放大器的反相端通过第一电阻与所述电感滤波电路的一端连接，

所述运算放大器的同相端与所述三极管的集电极连接，

所述三极管的基极通过第八电阻与所述运算放大器的输出端连接，

所述三极管的发射极与电感滤波电路的一端连接。

在一些实施方式中，所述低频/高频噪声吸收/衰减网络还包括串联连接的第四电阻、第五电阻及第六电阻，

所述第四电阻的一端耦接于所述运算放大器的同相端，

所述第六电阻的一端耦接于所述三极管的集电极。

在一些实施方式中，所述三极管为NPN型三极管。

在一些实施方式中，所述电感滤波电路包括第一电感、第二电感及第三电感，

所述第一电感及所述第三电感的一端分别与所述直流输入电路的输出端连接，

所述第二电感的一端耦接于所述第一电感的另一端，所述第二电感及所述第三电感的另一端耦接于所述直流输出电路的输入端。

在一些实施方式中，所述电容滤波电路包括并联连接的第五电容、第六电容、第七电容及第八电容，

所述第五电容、所述第六电容及所述第七电容的一端耦接于所述第一电感及所述第二电感的连接端，

所述第五电容、所述第六电容及所述第七电容的另一端与所述第三电感及所述第八电容的一端连接，

所述第八电容的另一端耦接于所述第二电感的一端。

在本发明所述的电源有源降噪电路中，包括用于接收直流信号的直流输入电路、电源噪声吸收/衰减网络及直流输出电路，其中，电源噪声吸收/衰减网络用于接收直流信号，并对直流信号中的高/低频噪声形成一低阻抗的有源吸收网络，通过有源吸收网络对直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减直流信号中高/低频噪声，直流输出电路用于输出经吸收/衰减后的直流信号。与现有技术相比，通过在电源噪声吸收/衰减网络内设置低阻抗的有源吸收网络，其中，低阻抗有源吸收网络的低频、高频噪声吸收、衰减网络的开环电路增益很大，它们对直流到高频带的宽带噪声具有较强的吸收、衰减作用，因此大部分的低频、高频噪声都被这个吸收、衰减网络吸收、衰减掉了，从而达到了降低电源噪声的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供电源有源降噪电路一实施例的方框图；

图2是本发明提供电源有源降噪电路一实施例的电路原理图；

图3是本发明提供电源有源降噪电路一实施例对低频、高频噪声的衰减曲线图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-图3所示，在本发明的电源有源降噪电路的第一实施例中，电源有源降噪电路10包括直流输入电路100、电源噪声吸收/衰减网络200及直流输出电路300。

其中，直流输入电路100用于接收前级电路输入的直流电流/电压信号。

电源噪声吸收/衰减网络200配置于直流输入电路100的后级，用于接收直流输入电路100输出的直流电流/电压信号，其中，在电源噪声吸收/衰减网络200内形成一个低阻抗的有源吸收网络，这个低阻抗的有源吸收网络（或宽频带的低频/高频噪声吸收/衰减网络）的开环电路增益很大，其对直流到高频带的宽带噪声具有较强的吸收/衰减作用，因此大部分的低频/高频噪声都被这个吸收/衰减网络吸收/衰减掉了，从而达到了降低电源噪声的目的。

直流输出电路300配置于电源噪声吸收/衰减网络200的后级，用于输出经处理后的直流电流/电压信号。

具体地，直流输入电路100配置于有源降噪电路内，用于接收前级电路（开关电源/整流电路）输出的直流信号（对应电流/电压信号），并将该直流信号输出至电源噪声吸收/衰减网络200。

进一步地，电源噪声吸收/衰减网络200的输入端耦接于直流输入电路100的输出端，用于接收直流信号。

其中，在电源噪声吸收/衰减网络200内形成一个低阻抗的有源吸收网络。

具体地，直流输入电路100配置于有源降噪电路内，用于接收直流信号，并将该直流信号输出至电源噪声吸收/衰减网络200。

电源噪声吸收/衰减网络200的输入端耦接于直流输入电路100的输出端，用于接收直流信号，其中，在电源噪声吸收/衰减网络200内设有低阻抗宽频带的低频/高频噪声吸收/衰减网络对电源上的低频/高频噪声形成一个低阻抗的有源吸收网络，通过有源吸收网络对直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减直流信号中高/低频噪声。

具体而言，低阻抗宽频带的低频/高频噪声吸收/衰减网络的开环电路增益很大，使得直流信号到高频带的宽带噪声具有较强的吸收、衰减作用，因此大部分的低频/高频噪声都被这个吸收/衰减网络吸收/衰减掉，从而达到了降低电源噪声的目的。再将吸收/衰减后的直流信号输出至直流输出电路300。

进一步地，直流输出电路300输入端与电源噪声吸收/衰减网络200的输入端连接，用于输出经吸收/衰减的直流信号，进而提高输出直流信号的质量。

图3是采用图2电路结构的低阻抗宽频带的低频/高频噪声吸收/衰减网络，对电源上的低频/高频噪声的衰减曲线图；从图中可见，该低阻抗宽频带的低频/高频噪声吸收/衰减网络对电源噪声有较好的衰减作用。

使用本技术方案，通过在电源噪声吸收/衰减网络200内设置低阻抗的有源吸收网络，其中，该低阻抗有源吸收网络的低频、高频噪声吸收、衰减网络的开环电路增益很大，它们对直流到高频带的宽带噪声具有较强的吸收、衰减作用，因此大部分的低频、高频噪声都被这个吸收、衰减网络吸收、衰减掉了，从而达到了降低电源噪声的目的。

在一些实施方式中，为了提高输出直流信号的质量，可在电源噪声吸收/衰减网络200设置电感滤波电路201，其中，电感滤波具有滤波、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用，还具有通直阻交的作用。

具体地，电感滤波电路201的输入端与直流输入电路100的输出端，用于对输入直流信号进行滤波及过滤噪声处理，并将处理后的直流信号输出至后级电路。

在一些实施方式中，为了降低直流信号中的高频噪声干扰，可在电源噪声吸收/衰减网络200中设置低频/高频噪声吸收/衰减网络202，其中，低频/高频噪声吸收/衰减网络202对电源上的低频、高频噪声形成一个低阻抗的有源吸收网络，低阻抗宽频带的低频、高频噪声吸收、衰减网络的开环电路增益很大，其对直流到高频带的宽带噪声具有较强的吸收、衰减作用，从而达到了降低电源噪声的目的。

具体地，低频/高频噪声吸收/衰减网络202的输入端与电感滤波电路201的输出端连接，用于接收经滤波后的直流信号，并对直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减直流信号中高/低频噪声。

需要说明的是，低频/高频噪声的两级直流耦合由有源吸收网络进行处理。

在一些实施方式中，为了提高输出直流信号的质量，可在电源噪声吸收/衰减网络200设置电容滤波电路203，其中，其具有隔直流、耦合、旁路及滤波的作用。

具体地，电容滤波电路203的输入端与低频/高频噪声吸收/衰减网络202的输出端连接，用于接收处理后的直流信号，并将该直流信号进行后级滤波处理，再处理后的直流信号输出至直流输出电路300。

在一些实施方式中，为了提高低频/高频噪声的降噪效果，可在低频/高频噪声吸收/衰减网络202设置运算放大器U101及三极管VT101。

其中，运算放大器U101具有信号耦合及放大的作用。

三极管VT101具有耦合及开关的作用，其为NPN型三极管。

具体地，运算放大器U101的反相端（对应2脚）通过第一电阻R101与电感滤波电路201的一端（对应相线）连接，运算放大器U101的同相端（对应3脚）与三极管VT101的集电极连接。

三极管VT101的基极通过第八电阻与运算放大器U101的输出端（对应4脚）连接，三极管VT101的发射极与电感滤波电路201的一端连接。

具体而言，在低频/高频噪声吸收/衰减网络202内形成有对电源上的低频、高频噪声形成一个低阻抗的有源吸收网络，其中，运算放大器U101的同相端、反相端都是直流耦合，同时运算放大器U101和三极管VT101也是直流耦合，因此这个低阻抗宽频带的低频、高频噪声吸收、衰减网络的开环电路增益很大，运算放大器U101及三极管VT101对直流到高频带的宽带噪声具有较强的吸收、衰减作用，因此大部分的低频、高频噪声都被这个吸收、衰减网络吸收、衰减掉了，从而达到了降低电源噪声的目的。

在一些实施方式中，为了保证直流信号的耦合效果，可在低频/高频噪声吸收/衰减网络202中设置第四电阻R104、第五电阻R105、第六电阻R106、第三电容C103及第四电容C104。

其中，第四电阻R104、第五电阻R105及第六电阻R106串联连接，其具有信号衰减的作用。

具体地，第四电阻R104的一端耦接于运算放大器U101的同相端（对应3脚），第四电阻R104的另一端分别与第五电阻R105及第三电容C103的一端连接，第五电阻R105的另一端分别与第四电容C104及第六电阻R106的一端连接，第六电阻R106的另一端耦接于三极管VT101的集电极。

其中，第三电容C103及第四电容C104具有滤波作用，即，当三极管VT101导通时，运算放大器U101与三极管VT101耦合输出的信号经第四电阻R104、第五电阻R105及第六电阻R106衰减及第三电容C103与第四电容C104滤波后，再输入运算放大器U101的同相端（对应3脚）。

需要说明的是，运算放大器U101为前级耦合，三极管VT101为后级耦合，其对直流信号到高频带的宽带噪声具有较强的吸收/衰减作用。

在一些实施方式中，为了降低输出直流信号的高频噪声干扰，可在电感滤波电路201中设置第一电感L101、第二电感L102及第三电感L103。

具体地，第一电感L101与第二电感L102串联连接，再与第三电感L103并联连接，第一电感L101及第三电感L103的一端分别与直流输入电路100的输出端连接，上述电感对直流输入电路100输出直流信号进行滤波处理。

第一电感L101及第三电感L103的另一端分别与电容滤波电路203的输出端连接，第二电感L102的一端与电容滤波电路203的输出端连接，第二电感L102的另一端与直流输出电路300的输入端连接。

在一些实施方式中，为了降低输出直流信号的高频噪声干扰，可在电容滤波电路203设置第五电容C105、第六电容C106、第七电容C107及第八电容C108，其中，第五电容C105、第六电容C106、第七电容C107及第八电容C108并联连接。

具体地，第五电容C105、第六电容C106及第七电容C107的一端分别与低频/高频噪声吸收/衰减网络202的输出端及第二电感L102的一端连接，第五电容C105、第六电容C106及第七电容C107的另一端与第三电感L103的一端连接。

第八电容C108的一端分别与第二电感L102的另一端及直流输出电路300的一输入端连接，第八电容C108的另一端与直流输出电路300的另一输入端连接。

即，通过并联设置的电容滤波电路，以对输出的直流信号进行滤波处理，以提高负载端的电源信号的质量。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种电源有源降噪电路，其特征在于，具备：直流输入电路，其配置于有源降噪电路内，用于接收直流信号；电源噪声吸收/衰减网络，其输入端耦接于所述直流输入电路的输出端，用于接收所述直流信号，并对所述直流信号中的高/低频噪声形成一低阻抗的有源吸收网络，通过所述有源吸收网络对所述直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减所述直流信号中所述高/低频噪声；直流输出电路，其输入端与所述电源噪声吸收/衰减网络的输入端连接，用于输出经吸收/衰减的所述直流信号。

2.根据权利要求1所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述电源噪声吸收/衰减网络包括电感滤波电路，所述电感滤波电路的输入端耦接于所述直流输入电路的输出端，用于对输入所述直流信号进行滤波处理。

3.根据权利要求2所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述电源噪声吸收/衰减网络还包括低频/高频噪声吸收/衰减网络，所述低频/高频噪声吸收/衰减网络的输入端与所述电感滤波电路的输出端连接，用于接收经滤波后的所述直流信号，并对所述直流信号进行两级直流耦合，以吸收/衰减所述直流信号中所述高/低频噪声。

4.根据权利要求3所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述电源噪声吸收/衰减网络还包括电容滤波电路，所述电容滤波电路的输入端与所述低频/高频噪声吸收/衰减网络的输出端连接，用于接收处理后的所述直流信号，并将该所述直流信号进行后级滤波处理。

5.根据权利要求4所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述低频/高频噪声吸收/衰减网络包括运算放大器及三极管，所述运算放大器的反相端通过第一电阻与所述电感滤波电路的一端连接，所述运算放大器的同相端与所述三极管的集电极连接，所述三极管的基极通过第八电阻与所述运算放大器的输出端连接，所述三极管的发射极与电感滤波电路的一端连接。

6.根据权利要求5所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述低频/高频噪声吸收/衰减网络还包括串联连接的第四电阻、第五电阻及第六电阻，所述第四电阻的一端耦接于所述运算放大器的同相端，所述第六电阻的一端耦接于所述三极管的集电极。

7.根据权利要求6所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管。

8.根据权利要求3所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述电感滤波电路包括第一电感、第二电感及第三电感，所述第一电感及所述第三电感的一端分别与所述直流输入电路的输出端连接，所述第二电感的一端耦接于所述第一电感的另一端，所述第二电感及所述第三电感的另一端耦接于所述直流输出电路的输入端。

9.根据权利要求8所述的电源有源降噪电路，其特征在于，所述电容滤波电路包括并联连接的第五电容、第六电容、第七电容及第八电容，所述第五电容、所述第六电容及所述第七电容的一端耦接于所述第一电感及所述第二电感的连接端，所述第五电容、所述第六电容及所述第七电容的另一端与所述第三电感及所述第八电容的一端连接，所述第八电容的另一端耦接于所述第二电感的一端。

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