CN211702032U - 一种高速通信线耦合去耦网络 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高速通信线耦合去耦网络，包括耦合网络、去耦合网络，可同时实现浪涌1.2/50us（8/20us）和10/700us（5/320us）、100kHz振铃波测试，且带宽满足3Gbps以上最高可达5Gbps，同时该设备自带保护电路，可在满足POE设备正常工作情况下，共模残余电压小于50V。同时可外接电压保护模块，残余电压可小于10V，用于保护敏感设备。
Description
技术领域
本实用新型属于电磁兼容（EMC）测试领域，具体涉及一种高速通信线耦合去耦网络。
背景技术
由于通信技术的迅速发展，人们对通信速率的要求不断提高。为了检验相应的设备在实际运行过程中的抗扰度测试时，需要速率更高的耦合/去耦网络将干扰波形耦合到受试设备，由此来评价受试设备的抗干扰能力。
高速通信线耦合去耦网络作用是将干扰信号耦合到与受试设备相连的各种电缆上，同时避免对辅助设备产生破坏。被耦合电缆的不同，所选用的耦合/去耦合网络也不同。耦合去耦网络由耦合网络和去耦网络组成，其中耦合网络的作用是将波形信号耦合到受试设备，并且限制从受试设备电缆注入到波形发生器的电流，减小对波形发生器本身的影响。去耦网络的作用用来防止加在受试设备的干扰信号进入辅助设备，影响辅助设备，对从辅助设备传送过来的有用信号不产生过分的影响。信号发生器的输出波形可以通过不同耦合方式和耦合路径耦合到受试设备，其中耦合方式常用电容器、气体放电管、拑位器件和雪崩器件耦合，耦合路径分为非屏蔽对称线和非屏蔽不对称线，其中非屏蔽不对称线分为共模模式（线对地）和差模模式（线对线）；非屏蔽对称线都是共模模式（线对地），根据耦合线的线对数又分为1对线、2对线、4对线和多对线。
目前，市场上的组合波发生器信号端的浪涌波形有1.2/50us、10/700us,振铃波，阻尼振荡波等，不同的波形需要选择不同的耦合去耦网络，如图1和图2提供了对称通信线耦合去耦网络设计参考图。图2针对速率高于1000Mbps测试，但只适用于脉冲测试，无法满足10/700us脉冲测试。不仅增加了用户的成本，而且还会形成糟糕的用户体验。
同时高速通信线测试时，要求耦合器件的结电容很小。气体放电管（GDT）器件结电容很小，满足通信速度要求。但由于气体放电管（GDT）器件的固有性能，会产生三个方面缺陷。第一会引起低电压脉冲波形畸变。第二由于气体放电管（GDT）开通时会产生高频振荡，会导致残余电压尖峰过高，对AE侧设备产生危害。第三气体放电管（GDT）器件导通后，如果电压信号为直流会导致气体放电管（GDT）器件损坏，所以百兆POE端口4/5、7/8对线为直流供电时不能使用气体放电管（GDT）耦合。钳位器件如TVS等，由于需要耦合浪涌脉冲，电流较大，所以结电容都很大，不满足高速网络使用。
实用新型内容
针对现有的技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种高速一体化的高速通信线耦合去耦网络，可以同时实现1.2/50us（8/20us）、10/700us（5/320us）、100kHz振铃波等波形的抗扰度测试，并且在满足3Gbps以上带宽要求的情况下，不会对残余电压产生影响。
本实用新型通过以下技术方案实现：一种高速通信线耦合去耦网络，包括耦合网络和去耦合网络，所述的耦合网络由n路并联连接的线路组成，n≥1，去耦合网络具有n路与耦合网络对应连接的去耦合线路；其中，n路去耦合线路共模绕制第四电感线圈。
传统的耦合去耦网络不适用与高速网络，有些适用于高速网络的，但不适用于10/700us（5/320us）浪涌测试，本实用新型通过对传统网络进行改进，将去耦合网络的电感改造成共模电感绕制，共模电感不影响差分信号的输出，大大加快数据传输速度。这样即可满足高速网络测试，又同时满足1.2/50us（8/20us）和10/700us（5/320us）浪涌测试
作为一种技术方案，还包括保护电路，所述去耦合网络一端与所述耦合网络连接，在另一端与保护电路对应线路连接；保护电路由第一级保护电路和第二级保护电路构成，第一级保护电路由第二电感串联钳位器件和第三电感串联钳位器件构成；第二级保护电路由n个二极管模块分别串联钳位器件构成，n≥1；第一级保护电路与第二级保护电路保护电路之间串联一个共模电感线圈。
可选的，n等于4，去耦合网络采用4路8线的共模绕制方式，每路去耦合线路的一端与耦合线路的对应端连接，另一端与对应的保护电路连接。
作为一种技术方案，保护电路由第一级保护电路和第二级保护电路组成。第一级保护电路由第二电感串联钳位器件和第三电感串联钳位器件构成，可选的，其中第二电感由小磁芯绕制，浪涌测试时由钳位器件进行初步钳位。第二级保护电路由n个二极管模块分别串联钳位器件组成，二极管模块用于降低线路结电容，钳位器件用于钳位电压。第一级保护电路与第二级保护电路之间串联一个共模第一电感，用于限制第二级保护电路的共模电流。通过此电路，可在满足POE供电情况下使的线-地之间的钳位电压低于50V。
作为一种技术方案，所述的二极管模块由两条电路并联连接组成；其中，一条电路串联m个正向连接的二极管，另一条电路串联m个反向连接的二极管，m≥1。
作为一种技术方案，所述的耦合网络采用n路分立式耦合方式，n≥1；每路所述耦合线路串联一个限流电阻和一个耦合器件；所述耦合线路一端与组合波发生器的端口连接，另一端与对应的去耦合线路连接。
作为一种技术方案，所述耦合网络还包括接地线，所述接地线的一端与所述组合波发生器端口连接，另一端与地连接。
作为一种技术方案，串联一个限流电阻和耦合器件的每路耦合线路，其一端与组合波发生器端口连接，另一端连接到去耦合线路。可选的，限流电阻等效电阻值包括但不限于0Ω、25Ω和40Ω，限流电阻包括至少一个与等效电阻值相等的限流电阻，等效电阻阻值根据试验波形的不同有所区别，根据IEC61000-4-5标准中的规定：1.2/50us（8/20us）浪涌波形的等效电阻值为40Ω，10/700us（5/320us）浪涌波形的等效电阻为25Ω；根据IEC61000-4-12标准中规定，100kHz振铃波的等效电阻为0Ω。
作为优选，所述的限流电阻单元中还包括阻值等于每条耦合线路的等效电阻值与实际参与耦合的线路路数乘积的限流电阻，其中所述的等效电阻值为40Ω。对于浪涌波形为10/700us（5/320us）的组合波，其耦合电阻单元中所需的耦合电阻的阻值应该根据参与耦合的线路路数（1对、2对、4对线等）的不同选择对应的包括但不限于80Ω、160Ω、320Ω的耦合电阻。
可选的，此方案中的耦合器件单元采用小电压半导体放电管串联钳位器件的方案设计，并且要求耦合器件单元的结电容很小来满足高速通信线测试。
综上所述，本实用新型通过对传统的耦合去耦网络进行改造，通过限流电阻单元、耦合器件单元，以及增加的保护电路模块，实现高速通信线多种试验波形的测试，包括1.2/50us（8/20us）、10/700us（5/320us）浪涌组合波，100kHz振铃波等。具有成本低、操作便捷，应用广泛等特点。
附图说明
附图1是IEC61000-4-5：2017中非屏蔽对称互连线CDN示例：线-地耦合；
附图2是IEC61000-4-5：2017中非屏蔽对称互连线的CDN示例：线-地耦合，用电容耦合；
附图3是本实用新型提供的一种高速通信线耦合去耦网络的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例公开了一种高速通信线耦合去耦网络结构示意图，如图3所示，包括耦合网络1和去耦合网络2；耦合网络1包括四路并联连接的耦合线路A、B、C、D，它们连在一起的公共端口与组合波形发生器4连接，耦合线路A、B、C、D分别串联一个限流电阻R1、R2、R3、R4和耦合器件CD，并分别连接到去耦合网络2；去耦合网络2中包括四路去耦合线路A’、B’、C’、D’，共模绕制电感L4，每路去耦合线路的一端与对应的耦合线路连接，其另一端与保护电路3对应的端口连接；组合波发生器4的一端与地连接，另一端与耦合线路连在一起的公共端口连接。本实例中每条耦合线路串联一个限流电阻R1、R2、R3、R4和一个耦合器件CD，限流电阻的等效阻值可以是40Ω,25Ω,0Ω，耦合器件单元采用小电压半导体放电管TSS串联钳位器件TVS。
本实例中的保护电路3由两级保护电路组成，第一级保护电路31由电感L2串联钳位器件TVS1和电感L3串联钳位器件TVS2构成；其中L2电感由小磁芯绕制而成，第二级保护电路32由若干二极管模块32-1分别串联钳位器件TVS3、TVS4、TVS5、TVS6组成，二极管模块32-1由两条电路并联连接组成；其中一条电路串联 m个正向连接的二极管，另一条电路串联m个反向连接的二极管，n≥1；二极管模块32-1用于降低线路结电容，钳位器件TVS3、TVS4、TVS5、 TVS6用于钳位电压。第一级保护电路31与第二级保护电路32中间串联一个共模电感L1，用于限制第二级保护电路32中的共模电流。
Claims (8)
1.一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，包括耦合网络（1）、去耦合网络（2）；所述的耦合网络（1）由n路并联连接的耦合线路组成，n≥1；去耦合网络（2）具有n路与耦合网络（1）对应连接的去耦合线路，n路所述去耦合线路共模绕制第四电感线圈（L4）。
2.根据权利要求1所述的一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，还包括保护电路（3），所述去耦合网络（2）一端与所述耦合网络（1）连接，在另一端与保护电路（3）的对应线路连接。
3.根据权利要求2所述的一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，所述的保护电路（3）由第一级保护电路（31）和第二级保护电路（32）构成；第一级保护电路（31）由第二电感（L2）串联钳位器件和第三电感（L3）串联钳位器件构成；第二级保护电路（32）由 n个二极管模块（32-1）分别串联钳位器件构成，n≥1；第一级保护电路（31）与第二级保护电路（32）之间串联一个共模第一电感线圈（L1）。
4.根据权利要求3所述的一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，所述的二极管模块（32-1）由两条电路并联连接组成；其中，一条电路串联m个正向连接的二极管，另一条电路串联m个反向连接的二极管，m≥1。
5.根据权利要求1所述的一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，所述的耦合网络（1）采用路分立式耦合方式，n≥1；每路所述耦合线路串联一个限流电阻和一个耦合器件；所述耦合线路一端与组合波发生器（4）的端口连接，另一端与对应的去耦合线路连接。
6.根据权利要求5所述的一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，所述耦合网络（1）还包括接地线，所述接地线的一端与所述组合波发生器（4）端口连接，另一端与地连接。
7.根据权利要求5所述的一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，所述的每条耦合线路上串联的限流电阻的等效电阻值是0Ω、25Ω或40Ω。
8.根据权利要求5所述的一种高速通信线耦合去耦网络，其特征在于，所述的耦合器件采用小电压半导体放电管串联钳位器件。
Priority Applications (1)
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| CN202020489499.8U CN211702032U (zh) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | 一种高速通信线耦合去耦网络 |
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ID=72782360
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112217582A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-12 | 苏州泰思特电子科技有限公司 | 一种耦合/去耦网络及抗干扰测试系统 |
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2020
- 2020-04-07 CN CN202020489499.8U patent/CN211702032U/zh active Active
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