CN203206206U

CN203206206U - 网络信号耦合及防雷击电路

Info

Publication number: CN203206206U
Application number: CN 201320119985
Authority: CN
Inventors: 莫家平; 刘有志
Original assignee: HONGYE TECHNOLOGY Inc
Current assignee: HONGYE TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2023-03-15

Abstract

本实用新型公开一种网络信号耦合及防雷击电路，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由网络连接器与网络芯片依次连设有防雷击模块及耦合模块，耦合模块以电路连设有第一电容，防雷击模块则以各通道的二电路之间串联有二防雷击芯片，且二防雷击芯片远离电路的另端电性连接于第一接地端，便可利用防雷击模块又会将雷击产生的异常高电压传输接地进行排除，进而达到防止所装设元件或装置损坏以提升使用寿命的目的。

Description

网络信号耦合及防雷击电路

技术领域

本实用新型涉及一种网络信号耦合及防雷击电路，尤指处理电路于网络连接器与网络芯片之间依次设有防雷击模块及耦合模块，利用处理电路来排除雷击产生的异常高电压，进而达到提升使用寿命的目的。

背景技术

现今电脑科技的快速发展，而桌上型电脑或笔记型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，使人与人之间即可通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，让人们与网络的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数据，电缆连接技术便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5所示，一般厂商的作法是将变压线圈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，网络上传输的数据容量也越来越大，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感值成正比，所以在信号频率增大的状况下，其感抗也会随之增大（请参阅图6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点，请同时参阅图7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的增加，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。

此外，如上所述的网络电缆，常常会因设置上的考虑而裸露于建筑物之外，因此，当网络线遭受雷击而产生异常高电压时，异常高电压将会经由网络线传导至电子装置的网络连接器，甚至由网络连接器传导至主板或周遭电子元件及电子装置，此时便会因为异常高电压而让网络连接器内部电子元件或网络芯片损坏，更严重时异常高电压则会连主板、周遭电子元件或电子装置都一并损坏，而让产品使用寿命缩短，甚至让电脑内储存的数据一并损坏。

所以，厂商便想针对现有变压线圈的问题与缺点，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，及遭受雷击而产生异常高电压损坏电子元件或装置的问题与缺点，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，该处理电路为以第一连接端的一个或一个以上的通道连设有防雷击模块及耦合模块再连接到第二连接端，利用防雷击模块的防雷击芯片将雷击产生的异常高电压以第一接地端传输接地进行排除，进而达到防止所装设元件或装置损坏以提升使用寿命的目的。

本实用新型的次要目的乃在于，该第一连接端一个或一个以上的通道连设有防雷击模块、耦合模块及防电磁干扰模再连接到第二连接端组，利用防电磁干扰模块的电感及第二电容吸收频段中较低频及较高频部份的谐波，使信号传输到网络芯片后不会对周遭元件产生电磁干扰，进而达到提升使用稳定性的目的。

为达上述目的，本实用新型提供一种网络信号耦合及防雷击电路，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，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，且第一连接端连接的多个通道中一个或一个以上的通道分别连设有防雷击模块及耦合模块，再连接到第二连接端，耦合模块以各通道的二电路上分别连设有第一电容，防雷击模块则以各通道的二电路之间串联有二防雷击芯片，且二防雷击芯片远离电路的另端电性连接于第一接地端。

根据本实用新型提出的网络信号耦合及防雷击电路，其中，该耦合模块的第一电容的容值为100μＦ～0﹒01μＦ。

根据本实用新型提出的网络信号耦合及防雷击电路，其中，该第一电容的容值为0﹒1μＦ。

根据本实用新型提出的网络信号耦合及防雷击电路，其中，该处理电路第一连接端连接的一个或一个以上的通道为分别连设有防雷击模块、耦合模块及防电磁干扰模块，再连接到第二连接端，所述防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路上分别连设有电感，电感邻近耦合模块一端的二电路之间串联有二个第二电容，再以各第二电容远离电路的另端电性连接于第二接地端。

本实用新型还提出一种网络信号耦合及防雷击电路，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，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，且第一连接端连接的多个通道其中一个或一个以上的通道分别连设有防雷击模块及耦合模块，再连接到第二连接端，所述耦合模块以各通道的二电路分别连设有第一电容，防雷击模块则以各通道的二电路之间串联有二防雷击芯片，且二防雷击芯片远离电路的另端为电性连接于第一接地端。

根据本实用新型提出的网络信号耦合及防雷击电路，其中，该该耦合模块的第一电容的容值为100μＦ～0﹒01μＦ。

根据本实用新型提出的网络信号耦合及防雷击电路，其中，该处理电路第一连接端连接的一个或一个以上的通道分别连设有防雷击模块、耦合模块及防电磁干扰模块再连接到第二连接端，所述防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路上分别连设有电感，电感邻近耦合模块一端的二电路之间串联有二个第二电容，再以各第二电容远离电路的另端电性连接于第二接地端。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（一）本实用新型的处理电路以第一连接端连接的一个或一个以上的通道连设有防雷击模块及耦合模块再连接到第二连接端，利用防雷击模块的防雷击芯片将雷击产生的异常高电压，以防雷击芯片另侧的第一接地端传输接地进行排除，再利用耦合模块来隔离电气并耦合信号，让耦合电路及所装设的元件或所装设的装置可避免因雷击而损坏。

（二）该第一连接端连接的一个或一个以上的通道连设有防雷击模块、耦合模块及防电磁干扰模块再连接到第二连接端，利用防电磁干扰模块的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，让耦合模块处理后几乎不会有衰减的信号所产生的谐波，被防电磁干扰模块吸收或排除，则信号传输到网络芯片后不会对周遭元件产生电磁干扰，进而达到提升使用稳定性的目的。

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为本实用新型又一实施例处理电路的电路图。

图5为现有的立体外观图。

图6为现有频率与感抗的比较图。

图7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-防雷击模块；141-防雷击芯片；142-第一接地端；15-防电磁干扰模块；151-电感；152-第二电容；153-第二接地端；2-网络连接器；3-网络芯片； 4-电路板；Ａ-电路板；Ｂ-变压线圈；Ｃ-滤波线圈；Ｄ-线芯；Ｄ1-导线。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本实用新型的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。

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设置于电路板4上，且二端分别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，第一连接端10连接的一个或一个以上的通道12依序连设有防雷击模块14及耦合模块13再连接到第二连接端11，耦合模块13以各通道12的二电路121分别连设有第一电容131，防雷击模块14则以各通道12的二电路121的间串联有二防雷击芯片141，且二防雷击芯片141远离电路121的另端电性连接于第一接地端142。

该处理电路1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以第二连接端11电性连接于网络芯片3的多个接脚，其通道12数量可为四个，四通道12的各电路121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保护范围。

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，其第一电容131的较佳容值为0﹒1μＦ。

请参阅图1至图4所示，由图中所示可清楚看出在本实用新型另一实施例中，耦合模块13为以二电路121分别连设的第一电容131，防雷击模块14各防雷击芯片141远离电路121的另端亦可相连接后再连接至第一接地端142，上述耦合模块13以一电路121上连设的第一电容131让二端电路耦合，其电容的阻抗（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，其容抗会随之减小，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之增大的特性，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做信号耦合，且电容的特性也会让高频网络信号的耦合效果随之提高。

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-图4所示，由图中所示可清楚看出，该防雷击模块14以各通道12的二电路121之间串联有二防雷击芯片141，且二防雷击芯片141远离电路121的另端为电性连接于第一接地端142，所以当网络信号线遭受到雷击时，雷击产生的异常高电压将由网络信号线传输至网络连接器2，电性导通于网络连接器2的第一连接端10便会接收到异常高电压，此时因为电路121串联有防雷击芯片141，异常高电压便会流至防雷击芯片141，再经由防雷击芯片141另端所电性连接的第一接地端142进行排除，如此一来，防雷击模块14远离网络连接器2另端沿着各电路121所电性连接的电子元件或装置（如：耦合模块13、网络芯片3或主机板等）就不会损毁，进而达到确实保护所装设元件或装置并延长使用寿命的目的。

请参阅图1至图4所示，由图中所示可清楚看出，第一连接端10连接的一个或一个以上的通道12为依次连设有防雷击模块14、耦合模块13及防电磁干扰模块15再连接到第二连接端11，其防电磁干扰模块15以一个或一个以上的通道12的二电路121分别连设有电感151，电感151邻近耦合模块13一端的二电路121之间串联有二个第二电容152，再以各第二电容152远离电路121的另端电性连接于第二接地端153，且防电磁干扰模块15各第二电容152另端亦可相连接后再连接至第二接地端153，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，所以信号在低频及高频处会产生具较大强度的谐波，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，由于防电磁干扰模块15的电感151会吸收频段中较高频部份的谐波，而串联的第二电容152则会吸收频段中较低频部份的谐波，再让较低频部份的谐波以分流至第二接地端153，所以经过防电磁干扰模块15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。

上述本实用新型的网络信号耦合及防雷击电路于实际使用时，具有下列各项优点，如：

（一）该处理电路1为以第一连接端10连接的一个或一个以上的通道12为连设有防雷击模块14及耦合模块13再连接到第二连接端11，利用防雷击模块14的防雷击芯片141将雷击产生的异常高电压，以防雷击芯片141另侧的第一接地端142传输接地进行排除，再利用耦合模块13来隔离电气并耦合信号，让耦合电路13及所装设的元件或所装设的装置可避免因雷击而损坏。

（二）该第一连接端10连接的一个或一个以上的通道12连设有防雷击模块14、耦合模块13及防电磁干扰模块15再连接到第二连接端11，利用防电磁干扰模块15的电感151及第二电容152来对信号于频段中较低频及较高频部份的谐波进行吸收，让耦合模块13处理后几乎不会有衰减的信号所产生的谐波，被防电磁干扰模块15吸收或排除，则信号传输到网络芯片3后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。

故，本实用新型主要针对网络信号耦合及防雷击电路，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设有分别具二电路121的多个通道12，第一连接端10连接的一个或一个以上的通道12连设有防雷击模块14及耦合模块13再连接到第二连接端11，耦合模块13以各通道12的二电路121分别连设有第一电容131，防雷击模块14以各通道12的二电路121之间串联有二防雷击芯片141，且二防雷击芯片141远离电路121的另端为电性连接于第一接地端142，便可利用耦合模块13来隔离电气并耦合信号，并以防雷击芯片141将雷击产生的异常高电压输送至第一接地端142进行排除，以达到防止雷击损毁元件或装置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

1.一种网络信号耦合及防雷击电路，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，其特征在于：

2.如权利要求1所述的网络信号耦合及防雷击电路，其特征在于，该耦合模块的第一电容的容值为100μＦ～0﹒01μＦ。

3.如权利要求2所述的网络信号耦合及防雷击电路，其特征在于，该第一电容的容值为0﹒1μＦ。

4.如权利要求1所述的网络信号耦合及防雷击电路，其特征在于，该处理电路第一连接端连接的一个或一个以上的通道为分别连设有防雷击模块、耦合模块及防电磁干扰模块，再连接到第二连接端，所述防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路上分别连设有电感，电感邻近耦合模块一端的二电路之间串联有二个第二电容，再以各第二电容远离电路的另端电性连接于第二接地端。

5.一种网络信号耦合及防雷击电路，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，其特征在于：

6.如权利要求5所述的网络信号耦合及防雷击电路，其特征在于，该耦合模块的第一电容的容值为100μＦ～0﹒01μＦ。

7.如权利要求5所述的网络信号耦合及防雷击电路，其特征在于，该第一电容的容值为0﹒1μＦ。

8.如权利要求5所述的网络信号耦合及防雷击电路，其特征在于，该处理电路第一连接端连接的一个或一个以上的通道分别连设有防雷击模块、耦合模块及防电磁干扰模块再连接到第二连接端，所述防电磁干扰模块则以一个或一个以上的通道的二电路上分别连设有电感，电感邻近耦合模块一端的二电路之间串联有二个第二电容，再以各第二电容远离电路的另端电性连接于第二接地端。