TW201924215A - 濾波電路 - Google Patents

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Abstract

一種濾波電路包括信號輸入端、氣體放電管、信號輸出端、以及濾波器。信號輸入端用以接收通訊信號。氣體放電管耦接於信號輸入端與自然接地端之間。信號輸出端用以提供經濾波的通訊信號。濾波器耦接於信號輸入端與信號輸出端之間。濾波器包括第一高壓電容器、第二高壓電容器、以及主濾波元件。第一高壓電容器耦接於信號輸入端與電子接地端之間。第二高壓電容器耦接於信號輸出端與電子接地端之間。主濾波元件耦接於信號輸入端與信號輸出端之間。

Description

濾波電路
本發明是有關於一種濾波電路，且特別是有關於一種具有抗突波（surge）能力的濾波電路。
在濾波電路中，為了解決突波的問題，傳統作法是使用暫態電壓抑制器（Transient Voltage suppressor，TVS）二極體或靜電防護（Electrostatic Discharge，ESD）元件。但是，為了有效解決突波的問題，有時候會使用較多的暫態電壓抑制器二極體或靜電防護元件，造成硬體成本的提高。
本發明提供一種濾波電路，其透過氣體放電管及高壓電容器來進行突波的對地釋放，以有效地解決突波的問題。
本發明的濾波電路，包括信號輸入端、氣體放電管、至少一信號輸出端、以及至少一濾波器。信號輸入端用以接收通訊信號。氣體放電管耦接於信號輸入端與自然接地端之間。信號輸出端用以提供經濾波的通訊信號。濾波器分別耦接於信號輸入端與對應的信號輸出端之間，並且分別包括一第一子濾波器。第一子濾波器包括第一高壓電容器、第二高壓電容器、以及主濾波元件。第一高壓電容器耦接於信號輸入端與電子接地端之間。第二高壓電容器耦接於對應的信號輸出端與電子接地端之間。主濾波元件耦接於信號輸入端與對應的信號輸出端之間。
基於上述，本發明實施例的濾波電路，透過氣體放電管形成突波在濾波電路中的第一個對地的放電路徑，並且透過高壓電容器形成突波在濾波電路中的第二個對地的放電路徑。藉此，透過多個放電路徑，可有效地解決突波的問題。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1依據本發明第一實施例的濾波電路的電路示意圖。請參照圖1，在本實施例中，濾波電路100包括信號輸入端TEI、氣體放電管（gas-discharge-tube，GDT）110、濾波器120、暫態電壓抑制器二極體TVS1、信號輸出端TEO。信號輸入端TEI用以接收通訊信號XSS，通訊信號XSS例如是有線信號或無線信號，有線信號例如是纜線（cable）信號、乙太（Ethernet）網路信號，無線信號例如是衛星信號或無線網路信號。
氣體放電管110耦接於信號輸入端TEI與自然接地端GNDn之間，用以對濾波電路100中的突波形成對地的放電路徑。濾波器120耦接於信號輸入端TEI與信號輸出端TEO之間，用以對信號輸入端TEI所接收的通訊信號XSS進行濾波，並且提供經濾波的通訊信號XSSf給信號輸出端TEO。暫態電壓抑制器二極體TVS1耦接於信號輸出端TEO與電子接地端GNDe之間，用以對對濾波電路100中的突波形成另一個對地的放電路徑。
信號輸出端TEO用以提供經濾波的通訊信號XSSf給下一級電路，上述的下一級電路可以是接收器、解碼器等，此可依據電路設計而定。
濾波器120在此以低通濾波器為例，並且濾波器120包括第一子濾波器121及至少一第二子濾波器（如123_1~123_n），並且第一子濾波器121及至少一第二子濾波器（如123_1~123_n）皆以低通濾波器為例，其中n為大於0的正整數。第一子濾波器121與第二子濾波器（如123_1~123_n）串接於信號輸入端TEI與信號輸出端TEO之間。
第一子濾波器121包括第一高壓電容器HVC1、濾波電感器LX1、以及第二高壓電容器HVC2。第一高壓電容器HVC1的第一端耦接信號輸入端TEI，第一高壓電容器HVC1的第二端耦接電子接地端GNDe。第二高壓電容器HVC2的第一端耦接信號輸出端TEO，第二高壓電容器HVC2的第二端耦接電子接地端GNDe。濾波電感器LX1耦接於第一高壓電容器HVC1的第一端與第二高壓電容器HVC2的第一端之間，等同於耦接於信號輸入端TEI與信號輸出端TEO之間。
第二子濾波器（以與第一子濾波器121直接相鄰的123_1為例），第二子濾波器123_1與第一子濾波器121共用（或共享）第二高壓電容器HVC2，並且第二子濾波器123_1更包括濾波電感器LX2及濾波電容器CX1。濾波電容器CX1的第一端透過其他第二子濾波器（如123_2~123_n）耦接至信號輸出端TEO，濾波電容器CX1的第二端耦接電子接地端GNDe。濾波電感器LX2耦接於第二高壓電容器HVC2的第一端與濾波電容器CX1的第一端之間。
其中，第一高壓電容器HVC1及第二高壓電容器HVC2的耐壓大於250伏特，並且藉此用以對突波形成又一個對地的放電路徑。濾波電容器CX1的耐壓約為數十伏特（例如25或是50伏特）。
在本實施例中，電子接地端GNDe是設計接地平面電極，亦即接地端為大面積的電極。換言之，在電子接地端GNDe具有足夠的放電能力時，可不限制電子接地端GNDe的電極圖案，並且信號輸入端TEI的類型是視電路設計而定。並且，信號輸入端TEI可以為F型或是ICE型連接座，但信號輸入端TEI的型態是決定於要接收的信號而定，本發明實施例不以此為限。
另一方面，第一子濾波器121在此是從信號輸入端TEI的第一個子濾波器為例，但在其他實施例中，第一子濾波器121可以安插在第二子濾波器123_1~123_n之中，或在第二子濾波器123_n與信號輸出端TEO之間，亦即第一子濾波器121可與直接相鄰的第二子濾波器（如123_1~123_n）共享第一高壓電容器HVC1及/或第二高壓電容器HVC2，此依據電路設計而定。
再者，暫態電壓抑制器二極體TVS1是配置於靠近信號輸出端TEO，但在其他實施例中，可配置於第一子濾波器121及第二子濾波器（如123_1~123_n）中任意的位置，此可依據電路設計而定，本發明實施例不以此為限。並且，依據電路設計，若抗突波的要求較低時，可省略暫態電壓抑制器二極體TVS1。
圖2依據本發明第二實施例的濾波電路的電路示意圖。請參照圖1及圖2，濾波電路200大致相同於濾波電路100，其不同之處在於濾波器220，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中，濾波器220同樣耦接於信號輸入端TEI與信號輸出端TEO之間，用以對信號輸入端TEI所接收的通訊信號XSS進行濾波，並且提供經濾波的通訊信號XSSf給信號輸出端TEO。
濾波器220在此以帶通濾波器為例，並且濾波器220包括第一子濾波器221及至少一第二子濾波器（如223_1~223_n），並且第一子濾波器221以低通濾波器為例，至少一第二子濾波器（如223_1~223_n）至少包括一高通濾波器（在此以第二子濾波器223_1為例）。第一子濾波器221與第二子濾波器（如223_1~223_n）串接於信號輸入端TEI與信號輸出端TEO之間。
第一子濾波器221相同於第一子濾波器121，因此可參照圖1實施例所示。為高通濾波器的第二子濾波器（以與第一子濾波器221直接相鄰的223_1為例）包括濾波電感器LX3、LX4及濾波電容器CX2。濾波電感器LX3的第一端透過第一子濾波器221耦接至信號輸入端TEI，濾波電感器LX3的第二端耦接電子接地端GNDe。濾波電感器LX4的第一端透過其他第二子濾波器（如223_2~223_n）耦接至信號輸出端TEO，濾波電感器LX4的第二端耦接電子接地端GNDe。濾波電感器CX2耦接於濾波電感器LX3的第一端與濾波電感器LX4的第一端之間。
圖4依據本發明第三實施例的濾波電路的電路示意圖。請參照圖1及圖3，濾波電路3400大致相同於濾波電路100，其不同之處在於濾波器320及信號輸出端TEO1，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。
在本實施例中，濾波器320耦接於信號輸入端TEI與信號輸出端TEO1之間，用以對信號輸入端TEI所接收的通訊信號XSS進行濾波，並且提供另一個經濾波的通訊信號XSSf1給信號輸出端TEO1。其中，濾波器320包括第一子濾波器321及至少一第二子濾波器323。信號輸出端TEO1用以提供經濾波的通訊信號XSSf1給下一級電路。
並且，濾波器320可以是圖1所示濾波器120或圖2所示濾波器220，亦即經濾波的通訊信號XSSf1可相同於或不同於經濾波的通訊信號XSSf，此可依據電路設計而定，本發明實施例不以此為限。進一步來說，第一子濾波器321可參考第一子濾波器121或221，並且至少一第二子濾波器323可參照第二子濾波器123_1~123_n或223_1~223_n。
綜上所述，本發明實施例的濾波電路，透過氣體放電管形成突波在濾波電路中的第一個對地的放電路徑，並且透過高壓電容器形成突波在濾波電路中的第二個對地的放電路徑。藉此，透過多個放電路徑，可有效地解決突波的問題。並且，可更透過暫態電壓抑制器二極體形成突波在濾波電路中的第三個對地的放電路徑，以提高抗突波的能力。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300‧‧‧濾波電路
110‧‧‧氣體放電管
120、220、320‧‧‧濾波器
121、221、321‧‧‧第一子濾波器
123_1~123_n、223_1~223_n、323‧‧‧第二子濾波器
CX1、CX2‧‧‧濾波電容器
GNDe‧‧‧電子接地端
GNDn‧‧‧自然接地端
HVC1‧‧‧第一高壓電容器
HVC2‧‧‧第二高壓電容器
LX1、LX2、LX3、LX4‧‧‧濾波電感器
TEI‧‧‧信號輸入端
TEO、TEO1‧‧‧信號輸出端
TVS1‧‧‧暫態電壓抑制器二極體
XSS‧‧‧通訊信號
XSSf、XSSf1‧‧‧經濾波的通訊信號
圖1依據本發明第一實施例的濾波電路的電路示意圖。 圖2依據本發明第二實施例的濾波電路的電路示意圖。 圖3依據本發明第三實施例的濾波電路的電路示意圖。

Claims (8)

  1. 一種濾波電路，包括： 一信號輸入端，用以接收一通訊信號； 一氣體放電管，耦接於該信號輸入端與一自然接地端之間； 至少一信號輸出端，用以輸出經濾波的該通訊信號；以及 至少一濾波器，耦接於該信號輸入端與對應的信號輸出端之間，並且該至少一濾波器包括一第一子濾波器，其包括： 一第一高壓電容器，耦接於該信號輸入端與一電子接地端之間； 一第二高壓電容器，耦接於對應的信號輸出端與該電子接地端之間；以及 一濾波電感器，耦接於該信號輸入端與對應的信號輸出端之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的濾波電路，其中該第一高壓電容器及該第二高壓電容器的耐壓大於250伏特。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的濾波電路，其中該至少一濾波器更分別包括一暫態電壓抑制器二極體，耦接於對應的信號輸出端與該電子接地端之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的濾波電路，其中該至少一濾波器更包括至少一第二子濾波器，其與該第一子濾波器串接於該信號輸入端與對應的信號輸出端之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的濾波電路，其中該至少一第二子濾波器可為一低通濾波器或一高通濾波器。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的濾波電路，其中當直接相隣於該第一濾波器的第二子濾波器為該低通濾波器，該第一濾波器與相隣的第二子濾波器共用該第一高壓電容器或該第二高壓電容器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的濾波電路，其中該電子接地端為一接地平面電極。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的濾波電路，其中該信號輸入端為一F型或IEC型連接座。
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