CN1980082B - 一种提高e1接口电磁兼容性的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高E1非平衡接口的电磁兼容性的装置，包括发送模块和接收模块两大部分，其中发送模块又包括彼此串联连接的第一对外接口、第一保护电路和第一滤波电路，而接收模块又包括彼此串联连接的第二对外接口、第二保护电路和第二滤波电路，以及在所述第二对外接口和所述第二保护电路之间接入的第三滤波电路。本发明装置采用无源元件，实现简单，可以使得设备的对外接口能够承受±1kV的线-线和线-地的雷击浪涌，并且使用滤波电路可以使500KHz至800KHz的共模信号衰减33dB以上，3MHz、5MHz、7MHz附近的共模信号衰减20dB以上，大大提高了原有设备E1接口的电磁兼容性。

Description

一种提高E1接口电磁兼容性的装置

技术领域

本发明涉及通信设备的E1接口，特别是涉及E1(75Ω)非平衡接口，以及一种提高其电磁兼容性的装置。

背景技术

E1接口是通信设备应用最广的接口之一，广泛应用在交换机、接入设备、传输设备、网络服务器、基站设备等领域中，其包括非平衡接口(75Ω)和平衡接口(120Ω)。具有E1接口的设备为了兼容多种接口形式，通常都具有E1(75Ω)非平衡方式、E1(120Ω)和T1(100Ω)平衡方式等多种接口兼容设计。对于不同的应用接口要求，只需通过软件配置或硬件跳线设置，即可实现设备不同的驱动和终端匹配。

由于E1(120Ω)和T1(100Ω)平衡接口以及用于互连的平衡双绞线都具有较强的抗干扰能力，连接时不会对信号的完整性造成影响，因此，一般不需要对其采取特别的措施，线路传导性能就能满足所有场合的要求。而在E1(75Ω)非平衡接口电路设计中，由于兼容设计、互连、转接等原因，通过E1(75Ω)非平衡接口连接的设备需要考虑线路阻抗的匹配问题。因为阻抗失配将会给线路信号造成不良影响，从而导致功率波反射回源端并且增加线路的电压和电流。只有线路阻抗处处相等才能使线路工作在最佳状态中。当实际情况不满足这个条件时，应当使用匹配网络对失配进行校正，减小这种由于阻抗的非连续性而造成的信号畸变。设备的E1(75Ω)非平衡接口同外部的75Ω非平衡线缆直接连接时，共模干扰信号也会通过非平衡线缆向外传导，产生较大的传导干扰信号。因此，对于E1(75Ω)非平衡接口，如果不采取一定的措施，一般很难满足GB9254-1998(国家标准：信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法，等效于国际无线电干扰特别委员会制订的CISPR22标准)中规定的A级或B级限值要求。

目前E1接口一般采用的抑制传导骚扰的方法，即，在端口信号采用穿芯电容的方法，将保护电路放在设备内部。这种方法虽然对共模干扰信号的传导发射有一定抑制作用，但同时也会对E1信号产生较大影响，从而导致传输中产生误码。此外这种方式的保护性能也不是最优的。因为容易将接口外部的浪涌引入到设备内部，对内部电路造成影响甚至损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是设计一种装置，串接到通信设备E1接口的外侧，以提高接口的电磁兼容性。

为了实现上述目的，本发明公开一种提高E1(75Ω)非平衡接口电磁兼容性的装置，包括：发送模块，包括第一对外接口、第一保护电路和第一滤波电路，其中，所述第一滤波电路用于接收设备输出的E1信号，并且所述第一对外接口用于向外部发送E1信号，其中，所述第一对外接口和所述第一保护电路串联连接，所述第一保护电路和所述第一滤波电路串联连接；以及接收模块，包括第二对外接口、第二保护电路和第二滤波电路，以及在所述第二对外接口和所述第二保护电路之间接入的第三滤波电路，其中，所述第二对外接口用于接收外部的E1信号输入，而所述第二滤波电路用于向所述设备输入E1信号，所述第二对外接口和所述第二保护电路串联连接，所述第二保护电路和所述第二滤波电路串联连接。

其中，所述第一对外接口和所述第二对外接口组成第一信号接口用于与其它设备互连，其中，所述第一对外接口和所述第二对外接口均包括特征阻抗为75Ω的连接器，并且所述第一对外接口的发送负端(TX1-)接地。

根据本发明的一种提高E1(75Ω)非平衡接口电磁兼容性的装置还包括，与所述第一滤波电路的输入端和所述第二滤波电路的输出端相连的第二信号接口，用于连接E1接口的外侧。

在这里，所述第一保护电路包括：自恢复保险丝，串接在所述第一对外接口的发送正端(TX1+)；以及瞬态抑止二极管，在自恢复保险丝之后跨接在所述第一对外接口的发送正端(TX1+)和发送负端(TX1-)之间。

所述第一滤波电路包括：共模电感，其发送输出端与所述第一对外接口的发送信号线相连，并且其发送输入端通过所述第二信号接口与设备发送端相连；以及电容，跨接在所述第一对外接口的发送正端(TX1+)和发送负端(TX1-)之间。

所述第二保护电路包括：第一自恢复保险丝，串接在所述第二对外接口的接收正端(RX1+)；第二自恢复保险丝，串接在所述第二对外接口的接收负端(RX1-)；第一瞬态抑止二极管，在所述第一自恢复保险丝和第二自恢复保险丝之后跨接在所述接收正端(RX1+)和所述接收负端(RX1-)之间；以及第二瞬态抑止二极管，在所述第二自恢复保险丝之后跨接在所述接收负端(RX1-)和地之间。

所述第二滤波电路包括共模电感，所述共模电感的接收输出端与所述第二对外接口的接收信号线相连，并且其接收输入端通过所述第二信号接口与设备接收端相连。

所述第三滤波电路包括电容，在所述第二保护电路之前所述电容跨接在所述接收负端(RX1-)和地之间。

在这里，所述第一滤波电路中的共模电感和所述第二滤波电路中的共模电感封装在同一个元件中。或者，所述第一滤波电路中的共模电感和所述第二滤波电路中的共模电感为两个相互独立的元件。

采用本发明所述的装置，可以使得通信设备的E1接口能够承受±1kV的线-线以及线-地的雷击浪涌，并且使用滤波电路可以使500KHz至800KHz的共模信号衰减33dB以上，3MHz、5MHz、7MHz附近的共模信号衰减20dB以上。

下面结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明。

附图说明

图1所示为本发明装置的原理图；

图2所示为根据本发明第一实施方式的装置在E1非平衡接口中应用的电路原理图；

图3所示为根据本发明第二实施方式的装置在E1非平衡接口中应用的电路原理图；

图4所示为基站设备未使用本发明装置时的测试结果；以及

图5所示为基站设备使用了本发明装置的测试结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明的装置作进一步的详细说明。

图1所示为本发明装置的原理图。根据本发明的用于提高E1接口电磁兼容性的装置包括相互独立的发送模块11和接收模块12。其中，发送模块11又包括依次串联连接的第一对外接口111、第一保护电路112和第一滤波电路113；而接收模块12包括依次串联连接的第二对外接口121、第二保护电路122和第二滤波电路124，以及在第二对外接口121和所述第二保护电路122之间接入的第三滤波电路123。

如图1所示，对于发送模块11，第一滤波电路113用于接收设备输出的E1信号，而第一对外接口111用于向外部发送E1信号；对于接收模块12，第二对外接口121用于接收外部的E1信号输入，而第二滤波电路124用于向设备输入E1信号。

图2所示为根据本发明第一实施方式的装置在E1非平衡接口中应用的电路原理图。其中，第一对外接口111和第二对外接口121各包括一特征阻抗为75Ω的连接器，并且第一对外接口111和第二对外接口121构成了本发明装置的第一信号接口13。如图2所示，在第一信号接口13和第二信号接口14之间，连接有一对发送信号线和一对接收信号线，其中，发送信号线又包括发送正端(TX1+)10和发送负端(TX1-)20，而输出信号线又包括输出正端(RX1+)30和输出负端(RX1-)40。

根据本发明的第一实施方式，发送模块的具体电路设置为：TX1-20在靠近第一信号接口13的前端直接接地(GNDP)；TX1+10在靠近第一信号接口13的前端串联一个自恢复保险丝(Resettable Fuse)24，并且在自恢复保险丝24之后，在TX1+10和TX1-20之间跨接瞬态抑止二极管27，从而构成第一保护电路112；之后，在TX1+10和TX1-20之间再跨接电容22，并且将这对发送信号线一起连接到共模电感21的发送输出端，从而构成第一滤波电路113；而共模电感21的发送输入端连接到第二信号接口14，从而进一步与设备发送端相连。

类似的，根据本发明的第一实施方式，接收模块的具体电路设置为：在RX1-40在靠近第一信号接口13的前端与地之间跨接电容23，从而构成第三滤波电路123以滤除线路上的杂波；在RX1+30以及RX1-40上电容23的连接点之后的位置分别串联自恢复保险丝25以及自恢复保险丝26，然后在RX1+30和RX1-40之间跨接瞬态抑止二极管28，并且在RX1-40与地之间跨接瞬态抑止二极管29，从而构成第二保护电路122；之后，将这对接收信号线一起 连接到共模电感21的接收输入端，从而构成第二滤波电路124，而共模电感21的接收输出端连接到第二信号接口14，从而进一步与设备接收端相连。

值得注意的是，在本实施方式中，发送信号线和接收信号线所连接的共模电感实际上位于同一个元件中，即共模电感21。

图3所示为根据本发明第二实施方式的装置在E1非平衡接口中应用的电路原理图。本发明的第二实施方式是如图2所示的第一实施方式的变型，区别在于，在本发明第二实施方式中，发送信号线和接收信号线所连接的共模电感实际上为相互分离的两个元件。如图3所示，一对发送信号线TX1+10和TX1-20一起连接到共模电感31的发送输出端，而共模电感31的发送输入端连接到第二信号接口14；一对接收信号线RX1+30和RX1-40一起连接到共模电感32的接收输入端，而共模电感32的接收输出端连接到第二信号接口14。

另外，在本发明所采用的共模电感是提高电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility，EMC)的主要元件。一般来说，共模电感的电感量选取范围在100μH到260μH之间。

图4所示为基站设备未使用本发明装置时的测试结果，而图5所示为基站设备使用了本发明装置的测试结果。

通过图4和图5的对比可以看出，与现有技术相比，在不增加成本的前提下，本发明能够使线路的传导骚扰性能和抗干扰性都达到国标GB9254-1998B级(或CISPR22B级)规定的限值要求。本发明装置采用无源元件，实现简单，可以使得设备的对外接口能够承受±1kV的线-线和线-地的雷击浪涌，并且使用滤波电路可以使500KHz至800KHz的共模信号衰减33dB以上，3MHz、5MHz、7MHz附近的共模信号衰减20dB以上。

应当指出的是，本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的情况下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求所保护的范围。

Claims (10)

1.一种提高E1非平衡接口电磁兼容性的装置，其特征在于，包括：

发送模块，包括第一对外接口、第一保护电路和第一滤波电路，其中，所述第一滤波电路用于接收设备输出的E1信号，并且所述第一对外接口用于向外部发送E1信号，其中，所述第一对外接口和所述第一保护电路串联连接，所述第一保护电路和所述第一滤波电路串联连接；以及

接收模块，包括第二对外接口、第二保护电路和第二滤波电路，以及在所述第二对外接口和所述第二保护电路之间接入的第三滤波电路，其中，所述第二对外接口用于接收外部的E1信号输入，而所述第二滤波电路用于向所述设备输入E1信号，所述第二对外接口和所述第二保护电路串联连接，所述第二保护电路和所述第二滤波电路串联连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一对外接口和所述第二对外接口组成第一信号接口用于与其它设备互连，其中，所述第一对外接口和所述第二对外接口均包括特征阻抗为75Ω的连接器，并且所述第一对外接口的发送负端接地。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括与所述第一滤波电路的输入端和所述第二滤波电路的输出端相连的第二信号接口，用于连接E1接口的外侧。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一保护电路包括：

自恢复保险丝，串接在所述第一对外接口的发送正端；以及

瞬态抑止二极管，在自恢复保险丝之后跨接在所述第一对外接口的发送正端和发送负端之间。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一滤波电路包括：

共模电感，其发送输出端与所述第一对外接口的发送信号线相连，并且其发送输入端通过所述第二信号接口与所述设备发送端相连；以及

电容，跨接在所述第一对外接口的发送正端和发送负端之间。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二保护电路包括：

第一自恢复保险丝，串接在所述第二对外接口的接收正端；

第二自恢复保险丝，串接在所述第二对外接口的接收负端； 

第一瞬态抑止二极管，在所述第一自恢复保险丝和第二自恢复保险丝之后跨接在所述接收正端和所述接收负端之间；以及

第二瞬态抑止二极管，在所述第二自恢复保险丝之后跨接在所述接收负端和地之间。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二滤波电路包括共模电感，所述共模电感的接收输出端与所述第二对外接口的接收信号线相连，并且其接收输入端通过所述第二信号接口与所述设备接收端相连。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三滤波电路包括电容，在所述第二保护电路之前所述电容跨接在所述接收负端和地之间。

9.根据权利要求1、5或7所述的装置，其特征在于，所述第一滤波电路中的共模电感和所述第二滤波电路中的共模电感封装在同一个元件中。

10.根据权利要求1、5或7所述的装置，其特征在于，所述第一滤波电路中的共模电感和所述第二滤波电路中的共模电感为两个相互独立的元件。 

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