CN203193579U - 网络信号耦合及防电磁干扰的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种网络信号耦合及防电磁干扰的电路，设置于电路板上且位于网络连接器与网络芯片之间，处理电路分别具二电路的多个通道，一个或一个以上通道于网络连接器与网络芯片之间连设有耦合模块及防电磁干扰模块，耦合模块以一个或一个以上通道的二电路连设第一电容，防电磁干扰模块则以一个或一个以上通道的二电路分别连设有电感，电感一端串联有另端电性连接于第二接地端的二个第二电容，便可利用耦合模块来隔离电气并耦合信号，进而提升信号耦合及传输效果，且电磁干扰模块又会对信号于低频及高频部份的谐波进行吸收以避免电磁干扰，进而达到提升信号耦合、传输效果及使用稳定性的目的。

Description

网络信号耦合及防电磁干扰的电路

技术领域

本实用新型提供一种网络信号耦合及防电磁干扰的电路，尤指处理电路于网络连接器与网络芯片之间设有耦合模块及防电磁干扰模块，利用处理电路来隔离电气、耦合信号及吸收谐波，进而达到提升信号耦合、传输效果及使用稳定性的目的。

背景技术

随着现今电脑科技的快速发展，而台式电脑或笔记本电脑已普遍的存在于社会上的各个角落，其电脑发展趋势亦朝运算功能强、速度快及体积小的方向迈进，由于网络通讯技术也正在迅速蓬勃发展中，并将人们生活、学习、工作与休闲带入另一有别以往的崭新境界，使人与人之间即可透过网络通讯相互传输所需即时资讯、广告宣传或往来邮件等，同时藉由网络搜寻各种资讯、即时通讯或线上游戏等，让人们与网络之间关系更为热切且密不可分。

但网络的部分有使用电缆连接及无线传输等二种方式来传输资料，电缆连接技术需装设有网络连接器，传统网络连接器具有变压器模块与共模抑制模块，请参阅图8所示，一般厂商的做法是将变压线圈Ｂ与滤波线圈Ｃ装设于电路板Ａ上，且变压线圈Ｂ及滤波线圈Ｃ于线芯Ｄ上绕设有导线Ｄ1，导线Ｄ1末端的接头焊接于电路板Ａ的接点，由于线圈需以手工缠绕导致生产效率低下，更无法自动化生产，线圈也容易断裂而让成本提高，且缠绕的紧密、距离、圈数等差异也会影响效果，而导致产品品质良莠不齐。

再者，随着网络的运用越来越广，网络上传输的资料容量也越来越大，网络厂商为了满足使用者的需求便一直拉高网络传输的速度，从10Ｍｂｐｓ到100Ｍｂｐｓ或1Ｇｂｐｓ，甚至现在所推出的光纤网络传输速度可达到10Ｇｂｐｓ以上，然而，变压线圈Ｂ是电感，电感的阻抗（Ｚ）称的为感抗，其单位为欧姆（Ω），感抗的公式为：

Ｚ＝2π＊ｆ＊Ｌ

上述公式中ｆ为频率，单位为赫兹（Ｈｚ）；Ｌ为电感的感值，单位为亨利（Ｈ），由于网络连接器是利用变压线圈Ｂ的电感特性来隔离电气并耦合信号，所以为了让信号由一次侧传递到二次侧，必须要让变压线圈Ｂ具有预定的感值，由上述公式可以得知，感抗与工作频率及电感值成正比，所以在信号频率增大的状况下，其感抗也会随的增大（请参阅图9所示，为350μＨ电容的频率与感抗的比较图），但感抗增大却会让信号的衰减变大，所以会产生网络断线或网络传输速度变慢的缺陷，请同时参阅图10所示，从图中可以得知，当变压器的插入损耗为－3ｄｂ时，频率响应约为0﹒45ＭＨｚ～240ＭＨｚ，因为超过时会让插入损耗快速增加，所以变压器的工作频率只能在特定的较窄频宽内；此外，因为变压线圈Ｂ的特性是由低频率低强度、中频率高强度及高频率低强度所形成的曲线，所以在网络传输速度高达1Ｇｂｐｓ时，反而会让变压线圈Ｂ的信号强度降低，而不易达到符合产品的要求。

所以，厂商便想针对现有变压线圈的问题与缺失，利用既有的电子元件及电路设计进行研发改善，然而，因为变压线圈具有电感特性而让信号衰减，若信号未衰减则又会在传输到主板上的网络芯片时，因为信号产生谐波而形成辐射并产生电磁场干扰现象，让网络芯片周围的各电子元件或装置受到干扰而无法正常运作或让性能降低，因此，如何利用既有的电子元件及电路设计解决现有变压线圈品质不良、成本高、无法自动化生产及在高网络传输速度时强度降低的问题与缺陷，同时又具有防止电磁干扰的功效，此即为本发明人与从事此行业者所亟欲改善的目标所在。

发明内容

本实用新型的主要目的乃在于，该一个或一个以上的通道于第一连接端与第二连接端之间连设有耦合模块及防电磁干扰模块，利用耦合模块来隔离电气并耦合信号，再利用防电磁干扰模块的电感来对信号于频段中较高频部份的谐波进行吸收，所以在高网络频率下仍具有良好的网络信号耦合效果，且让信号传输到网络芯片后不会对周遭元件产生电磁干扰，进而达到提升信号耦合、传输效果及使用稳定性的目的。

本实用新型的次要目的乃在于该防电磁干扰模块以一个或一个以上的通道的二电路分别连设有电感，并进一步于二电感一端二电路间串联有二个第二电容，再以各第二电容另端电性连接于接地端，利用电感及第二电容来对信号于频段中较低频及较高频部份的谐波进行吸收，让信号不论是否有产生低频或高频谐波，信号传输到网络芯片后不会对周遭元件产生电磁干扰。

本实用新型的另一目的在于，该耦合模块是以一个或一个以上通道的二电路连设有电容，而防电磁干扰模块以一个或一个以上通道的二电路分别连设有电感，二电感一端串联有二个第二电容，再以各第二电容另端电性连接于接地端，因为仅使用了一般的电子元件成品焊接在电路板而不须人工绕线，便可作自动化生产，且电子元件成品购买时可进行品质管理，进而达到提升合格率及自动化降低生产成本的目的。

为达上述目的，本实用新型提出一种网络信号耦合及防电磁干扰的电路，包括设置于具网络芯片的电路板上，且再与网络连接器电性连接以对信号进行处理的处理电路，网络芯片为电压模式的芯片，网络芯片供应驱动电压至信号耦合电路，其中，该处理电路设有分别具二电路的多个通道，多个通道二端分别具有连接网络连接器的第一连接端、连接网络芯片的第二连接端，且一个或一个以上的通道于第一连接端与第二连接端之间连设有耦合模块及防电磁干扰模块，耦合模块以一个或一个以上通道的二电路连设有第一电容，该防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路分别连设有电感。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该防电磁干扰模块于二电感邻近第一连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该防电磁干扰模块于二电感邻近第二连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该滤波模块设置于耦合模块邻近第二连接端一侧。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该滤波模块设置于耦合模块邻近第二连接端一侧。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该多个通道的数量为四个。

在另一实施例中，本实用新型提出一种网络信号耦合及防电磁干扰的电路，包括设置于网络连接器内部电路板上，且再与网络芯片电性连接以对信号进行耦合的处理电路，网络芯片为电压模式的芯片，网络芯片供应驱动电压至信号耦合电路，其中，该处理电路设有分别具二电路的多个通道，多个通道二端分别具有连接网络连接器的第一连接端、连接网络芯片的第二连接端，且一个或一个以上的通道于第一连接端与第二连接端之间连设有耦合模块及防电磁干扰模块，耦合模块以一个或一个以上通道的二电路连设有第一电容，该防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路分别连设有电感。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该防电磁干扰模块于二电感邻近第一连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该防电磁干扰模块于二电感邻近第二连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该滤波模块设置于耦合模块邻近第二连接端一侧。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该滤波模块设置于耦合模块邻近第二连接端一侧。

本实用新型提出的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其中该多个通道的数量为四个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（一）本实用新型可提升信号耦合及传输效果，使信号传输到网络芯片后不会对周遭元件产生电磁干扰。

（二）本实用新型可对信号于频段中较低频及较高频部份的谐波进行吸收，让信号不论是否有产生低频或高频谐波，信号传输到网络芯片后不会对周遭元件产生电磁干扰。

（三）本实用新型不须人工绕线，直接焊接在电路板上，易于进行自动化生产，且电子元件成品在购买时就可进行品质管理，所以产品的品质就可保持在良品范围中，进而达到提升合格率及自动化降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的方块图。

图2为本实用新型较佳实施例处理电路的电路图。

图3为本实用新型另一实施例的方块图。

图4为本实用新型另一实施例处理电路的电路图。

图5为本实用新型又一实施例处理电路的电路图。

图6为本实用新型耦合模块处理后信号频率及强度的波型图。

图7为本实用新型耦合模块及防电磁干扰模块处理后信号频率及强度的波型图。

图8为现有的立体外观图。

图9为现有频率与感抗的比较图。

图10为现有变压器的频率响应图。

附图标记说明：1-处理电路；10-第一连接端；11-第二连接端；12-通道；121-电路；13-耦合模块；131-第一电容；14-防电磁干扰模块；141-电感；142-第二电容；143-接地端；2-网络连接器；3-网络芯片；4-电路板；Ａ-现有技术中的电路板；Ｂ-现有技术中的变压线圈；Ｃ-现有技术中的滤波线圈；Ｄ-现有技术中的线芯；D1-现有技术中的导线。

具体实施方式

以下结合附图，就本实用新型上述的和另外的技术特征和优点做进一步地说明。

请参阅图1、图2所示，由图中所示可清楚看出在本实用新型较佳实施例中，该处理电路1为设置于电路板4上，且二端分别设有电性导通于网络连接器2的第一连接端10及电性导通于网络芯片3的第二连接端11，其处理电路1为设有分别具二电路121的多个通道12，一个或一个以上的通道12于第一连接端10与第二连接端11的间连设有耦合模块13及防电磁干扰模块14，耦合模块13以一个或一个以上通道12的二电路121分别连设有电容131，防电磁干扰模块14则以一个或一个以上的通道12的二电路121分别连设有电感141（如磁珠、芯片磁珠、插件磁珠、绕线电感、芯片电感、插件电感或共模电感等）。

请参阅图1-5所示，由图中所示可清楚看出在本实用新型另一实施例中，该防电磁干扰模块14以一个或一个以上的通道12的二电路121分别连设有电感141，并进一步于二电感141一端二电路121间串联有二个第二电容142，再以各第二电容142另端电性连接于接地端143，防电磁干扰模块14各第二电容142另端亦可相连接后再连接至接地端143，二第二电容142可设置于电感141邻近第一连接端10或第二连接端11的一端二电路121。

该处理电路1为以第一连接端10电性连接于网络连接器2的各端子，且处理电路1为以第二连接端11电性连接于网络芯片3的多接脚，其通道12数量可为四个，四通道12的各电路121为分别连接ＭＤ0＋与ＭＸ0＋、ＭＤ0－与ＭＸ0－、ＭＤ1＋与ＭＸ1＋、ＭＤ1－与ＭＸ1－、ＭＤ2＋与ＭＸ2＋、ＭＤ2－与ＭＸ2－、ＭＤ3＋与ＭＸ3＋、ＭＤ3－与ＭＸ3－，其位置可视实际设计需求变换，非因此即局限本实用新型的专利范围。

上述网络芯片3为电压模式的芯片，所以网络芯片3供应驱动电压至信号耦合电路1，因为信号在传输时是跟电压一起变化，所以在使用电流模式的网络芯片3时，其耦合模块13需提供电阻才能产生电压以进行信号传输，使用电压模式的网络芯片3便不须设置电阻，所以耦合模块13仅需于一个或一个以上通道12的各电路121设有第一电容131，因为第一电容131的特性使供应电压流至其第一端时，会让其第一端产生单一极性的暂态电荷（如正电荷），且第一电容131第二端则会产生另一极性的暂态电荷（如负电荷），并在经过一段预定时间后停止供应正电荷至第一电容131第一端时，其第一电容131第二端则会将负电荷沿着电路121流掉，便会达到信号耦合的传输效果，同时，第一电容131又不会让信号直接的穿过电路121，便可达到防止逆电流的功效，然而，因为第一电容131进行充放电时的速度为与时间常数有关，所以必需让时间常数与信号周期搭配，才能让充放电的时间刚好可供完整信号传输，而不会截断信号，而第一电容131的容值增加后时间常数也会随的增大，所以第一电容131的容值为100μＦ～0﹒01μＦ，且第一电容131的较佳容值为0﹒1μＦ。

上述耦合模块13为以一电路121上连设的第一电容131让二端电路耦合，电容的阻抗（Ｚ）称为容抗，其单位为欧姆（Ω），容抗的公式为：

Ｚ＝1／（2π＊ｆ＊Ｃ）

上述公式中ｆ为频率，单位为赫兹（Ｈｚ）；Ｃ为电容的容值，单位为法拉（Ｆ），由于是利用电容的特性来隔离电气并耦合信号，由上述公式可以得知，容抗与工作频率及电容容值成反比，所以在使用相同容值的第一电容131且信号频率增大的状况下，其容抗会随的减小，则信号的衰减也会变小，便可具有良好的网络连线且信号传输速度也会变快，由于利用了电容在频率越高的状态下其强度也会随的增大的特性，在现今网络频率（频宽）越来越高的情况（大于1Ｇｂｐｓ），让电容利用隔离电脑的直流电形成电场感应来作信号耦合，且电容的特性也会让高频网络信号的耦合效果随的提高。

再者，请参阅图1、图3所示，由图中所示可清楚看出该处理电路1设置的电路板4，可直接设置有网络芯片3，再与网络连接器2的多端子电性连接；且处理电路1设置的电路板4亦可设置于网络连接器2内部，再将网络连接器2电性连接于外部电路板，并与外部电路板上设置的网络芯片3形成电性连接，其仅具对网络连接器2与网络芯片3之间所传输的信号进行耦合及滤波的功能即可，然而有关网络连接器2及网络芯片3的配置为现有的技术，且该局部构成非本实用新型发明要点，兹不再赘述。

请参阅图1-7所示，由图中所示可清楚看出，因为经由耦合模块13处理后的信号几乎不会有衰减，所以几乎是以原信号往网络芯片3一端传输，以所传输信号进行检测作为举例进行说明，由于网络信号传输是呈倍数的，所以信号在低频的125ＭＨｚ及高频的250ＭＨｚ处会产生具较大强度（ｄＢ）的谐波，且因为信号传输时会有其他的信号进来，所以会产生有噪声，便需将噪声滤除，由于防电磁干扰模块14的二电感141利用了电流增加时会将能量以磁场的形式暂时储存起来，并于电流减小时将磁场的能量释放出来以抵抗电流变化的特性，便会吸收频段中较高频部份的谐波，而防电磁干扰模块14串联的第二电容142因为具有高通滤波（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ）的效果，且随着第二电容142容值的降低其可滤除的信号频率便会随的增大，所以便可调整第二电容142的容值让信号通过但噪声却是被滤除，利用储存电荷的能力吸收频段中较低频部份的谐波，再让低频部份的谐波以分流至接地端143，进而达到滤除低频噪声的效果，所以经过防电磁干扰模块14处理后的信号，便不会有高频段或低频段的谐波产生，所以信号传输到网络芯片3后，便不会对周遭元件产生电磁干扰，进而达到提升使用稳定性的目的。

同时，因为滤波模块13仅是对信号进行噪声滤除，所以滤波模块13可设置于耦合模块14邻近第二连接端11一侧或邻近第二连接端11一侧，且都可具有噪声滤除效果。

再者，由于防电磁干扰模块14则以各通道12的二电路121分别连设有电感141，二电感141邻近耦合模块13一端并联有电容142，再以各电容142另端电性连接于第二接地端143，利用此电路排列方式可与网络回路形成阻抗匹配，以符合通讯法规。

上述本实用新型的网络信号耦合及防电磁干扰的电路于实际使用时，为可具有下列各项优点，如：

（一）该一个或一个以上的通道12于第一连接端10与第二连接端11的间连设有耦合模块13及防电磁干扰模块14，利用耦合模块13来隔离电气并耦合信号，让耦合电路使用于高网络频率下仍具有良好的网络信号耦合效果，进而提升信号耦合及传输效果，再利用防电磁干扰模块14的电感141来对信号于频段中较高频部份的谐波进行吸收，让信号传输到网络芯片3后不会对周遭元件产生电磁干扰。

（二）该防电磁干扰模块14以一个或一个以上的通道12的二电路121分别连设有电感141，并进一步于二电感141一端二电路121间串联有二个第二电容141，再以各第二电容141另端电性连接于接地端142，利用防电磁干扰模块14的电感141及第二电容141来对信号于频段中较低频及较高频部份的谐波进行吸收，让信号不论是否有产生低频或高频谐波，信号传输到网络芯片3后不会对周遭元件产生电磁干扰。

（三）该耦合模块13是以一个或一个以上通道12的二电路121连设有电容131，而防电磁干扰模块14以一个或一个以上通道12的二电路121分别连设有电感141，二电感141一端的二电路121串联有第二电容142，再以各第二电容142另端电性连接于接地端143，因为仅使用了一般的电子元件成品，所以不须人工绕线，而是直接焊接在电路板上，便可作自动化生产，且电子元件成品在购买时就可进行品质管理，所以产品的品质就可保持在良品范围中，进而达到提升合格率及自动化降低生产成本的目的。

故，本实用新型为主要针对网络信号耦合及防电磁干扰的电路，而可于处理电路1二端分别设有电性导通于网络连接器2的第一连接端10及电性导通于网络芯片3的第二连接端11，处理电路1为设有分别具二电路121的多个通道12，一个或一个以上的通道12于第一连接端10与第二连接端11的间连设有耦合模块13及防电磁干扰模块14，耦合模块13以一个或一个以上通道12的二电路121分别连设有第一电容131，防电磁干扰模块14则以一个或一个以上的通道12的二电路121分别连设有电感141，便可利用耦合模块13来隔离电气并耦合信号，进而提升信号耦合及传输效果，再利用防电磁干扰模块14的电感141来对信号于高频部份的谐波进行吸收，让信号传输到网络芯片3后不会对周遭元件产生电磁干扰，以达到提升信号耦合、传输效果及使用稳定性的目的为主要保护重点。

以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1.一种网络信号耦合及防电磁干扰的电路，包括设置于具网络芯片的电路板上，且再与网络连接器电性连接以对信号进行处理的处理电路，网络芯片为电压模式的芯片，网络芯片供应驱动电压至信号耦合电路，其特征在于：

该处理电路设有分别具二电路的多个通道，多个通道二端分别具有连接网络连接器的第一连接端、连接网络芯片的第二连接端，且一个或一个以上的通道于第一连接端与第二连接端之间连设有耦合模块及防电磁干扰模块，耦合模块以一个或一个以上通道的二电路连设有第一电容，该防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路分别连设有电感。

2.如权利要求1所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该防电磁干扰模块于二电感邻近第一连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

3.如权利要求1所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该防电磁干扰模块于二电感邻近第二连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

4.如权利要求1所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该滤波模块设置于耦合模块邻近第一连接端一侧。

5.如权利要求1所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该滤波模块设置于耦合模块邻近第二连接端一侧。

6.如权利要求1所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该多个通道的数量为四个。

7.一种网络信号耦合及防电磁干扰的电路，包括设置于网络连接器内部电路板上，且再与网络芯片电性连接以对信号进行耦合的处理电路，网络芯片为电压模式的芯片，网络芯片供应驱动电压至信号耦合电路，其特征在于：

该处理电路设有分别具二电路的多个通道，多个通道二端分别具有连接网络连接器的第一连接端、连接网络芯片的第二连接端，且一个或一个以上的通道于第一连接端与第二连接端之间连设有耦合模块及防电磁干扰模块，耦合模块以一个或一个以上通道的二电路连设有第一电容，该防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路分别连设有电感。

8.如权利要求7所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该防电磁干扰模块于二电感邻近第一连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

9.如权利要求7所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该防电磁干扰模块于二电感邻近第二连接端的二电路间串联有电容，再以各电容另端电性连接于接地端。

10.如权利要求7所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该滤波模块设置于耦合模块邻近第一连接端一侧。

11.如权利要求7所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该滤波模块设置于耦合模块邻近第二连接端一侧。

12.如权利要求7所述的网络信号耦合及防电磁干扰的电路，其特征在于，该多个通道的数量为四个。

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