TWM577500U - Passive component signal measurement system - Google Patents

Abstract

本案提供一種被動元件之訊號量測系統，適用於量測被動元件，被動元件運作後產生溢出雜訊。訊號量測系統包含訊號屏蔽箱、訊號接收器以及訊號收發單元。訊號屏蔽箱用以容置被動元件。訊號接收器容置於訊號屏蔽箱內並鄰近於被動元件。訊號收發單元電性連接被動元件及訊號接收器，訊號收發單元提供輸入訊號至被動元件，並接收溢出雜訊，且計算輸入訊號及溢出雜訊的差值。

Description

被動元件之訊號量測系統

本案與被動元件之訊號量測系統有關。

在電子產品中，訊號於傳輸過程中會受到能量的干擾，也就是所謂的雜訊干擾。而雜訊干擾會影響訊號傳遞中斷或是造成訊號失真。

目前的電子產品中通常裝設有無線通訊模組(Wi-Fi、Zigbee、bluetooth、GPS、LTE)，而在訊號傳遞方面也進入高速訊號的數位時代，時下電子產品又以輕薄短小為開發趨勢，無線通訊模組與電子產品中的各種訊號傳輸器之相對距離顯著地被縮短。無論訊號傳輸器為主動訊號傳輸器或是被動訊號傳輸器，在高速訊號進入各種訊號傳輸器時，訊號傳輸器在傳輸訊號時經過訊號不連續面會導致雜訊溢出，進而影響電子產品的無線通訊品質。

本案提供一種被動元件之訊號量測系統，適用於量測被動元件，被動元件運作後產生溢出雜訊。訊號量測系統包含訊號屏蔽箱、訊號接收器以及訊號收發單元。訊號屏蔽箱用以容置被動元件。訊號接收器容置於訊號屏蔽箱內並鄰近於被動元件。訊號收發單元電性連接被動元件及訊號接收器，訊號收發單元提供輸入訊號至被動元件，並接收溢出雜訊，且計算輸入訊號及溢出雜訊的差值。

請配合參閱圖1，圖1為本創作被動元件之訊號量測系統之一第一實施例的示意圖。圖1繪示之訊號量測系統適用於量測運作後會產生溢出雜訊的被動元件20。訊號量測系統包含訊號屏蔽箱10、訊號接收器30以及訊號收發單元40。訊號屏蔽箱10用以容置被動元件20。訊號接收器30容置於訊號屏蔽箱10內並鄰近被動元件20。訊號收發單元40電性連接被動元件20及訊號接收器30，訊號收發單元40提供輸入訊號至被動元件20，並接收溢出雜訊，且能計算輸入訊號及溢出雜訊的差值。

藉此，可以測得被動元件20的訊號屏蔽能力或是雜訊抑制能力，而能在被動元件20適用的電子裝置之產品設計或開發時得到最佳的配置方式。

繼續參閱圖1，在一實施例中，訊號屏蔽箱10包含箱體11及吸波材12。箱體11可以是以金屬材質製成的矩形空心立方體結構，箱體11具有六個內面，吸波材12覆蓋貼滿箱體11的六個內面。進一步地，箱體11的金屬材質可以但不限於是鋁、鐵、不鏽鋼或其他金屬。而吸波材12可以但不限於是錐形吸波棉、平面吸波膠板或是吸波磁磚。藉此，訊號屏蔽箱10得以阻斷來自外部的電磁波，並且防止內部電磁波的反射。

在一實施例中，被動元件20為能提供被動功能而配合電子主動元件運作的零組件。且被動元件20為一種會消耗、儲存或釋放電力的電子元件。具體而言，被動元件20可以但不限於是電阻器、電容器、電感器、各種電連接器(Connector)、USB(Universal Serial Bus)連接器或是電纜線(Cable)。在此，被動元件20容置於訊號屏蔽箱10內，藉以透過訊號屏蔽箱10阻隔外界訊號之干擾，而得以準確測得被動元件20所溢出之訊號能量。

參閱圖2，進一步地，當被動元件20為公母配合的兩器件時，例如前述USB連接器，被動元件20包含第一被動元件21及第二被動元件22。第一被動元件21為USB公接頭，而第二被動元件22為USB母接頭。於此實施例中，第一被動元件21及第二被動元件22係連接後進行測試。

於一實施例中，訊號接收器30為用來接收電磁波之接收設備。具體地，訊號接收器30可以是天線、電場探棒、磁場探棒或其它各種可用於偵測電磁波之裝置。進一步地，在訊號接收器30為天線之實施例中，訊號接收器30可以但不限於是雙錐天線(Biconical Antenna)、對數周期天線(Log Perioidic Antenna)、寬頻天線(Combilog Antenna)、半波偶極天線(Half Wave Turned Dipole Antenna)、號角天線(Double Ridged Hon Antenna)、環路天線(Active Loop Antenna)或單極天線(Monopole Antenna)。

參閱圖1，訊號收發單元40能提供輸入訊號至被動元件20、接收訊號接收器30接收到的溢出雜訊，並且計算輸入訊號與溢出雜訊的差值。藉此，透過計算出輸入訊號與溢出雜訊的差值可以得知被動元件20的訊號屏蔽或是雜訊抑制效果。在一具體實施例中，訊號收發單元40可以是向量網路分析儀VNA(Vector Network Analyzer, VNA)。

參閱圖1，在此實施例中，被動元件20及訊號接收器30分別電性連接至向量網路分析儀VNA，向量網路分析儀VNA可以提供輸入訊號至被動元件20，被動元件20在接收輸入訊號時產生的溢出雜訊則被訊號接收器30所接收，並且，電性連接於訊號接收器30的向量網路分析儀VNA可以接收到溢出雜訊的值，如此一來，向量網路分析儀VNA得以計算輸入訊號及溢出雜訊的差值。

參閱圖3，圖3為本創作被動元件之訊號量測系統第二實施例的示意圖。進一步地，在此實施例中，被動元件20電性連接到訊號收發單元40的方式可以是透過訊號屏蔽箱10上的訊號接頭13。具體地，在此實施例中，訊號屏蔽箱10具有訊號接頭13，訊號接頭13包含第一訊號接頭131以及第二訊號接頭132，第一訊號接頭131位於訊號屏蔽箱10的內面，而第二訊號接頭132位於訊號屏蔽箱10的外面。於此，被動元件20可以透過導線連接至第一訊號接頭131，訊號收發單元40透過導線連接至第二訊號接頭132。更進一步地，訊號接頭13較佳可以是濾波器接頭，也就是具有屏蔽電磁波效果的訊號接頭13。而導線可以是同軸屏蔽線(Coaxial shielding line)或是其他形式有電磁波屏蔽效果的導線。

參閱圖4，圖4為本創作被動元件之訊號量測系統第三實施例的示意圖。被動元件20電性連接到訊號收發單元40的方式不限於前述實施例所述之直接透過導線連接，在此實施例中，也可以是透過集成板50進行連接。具體而言，集成板50可以是印刷電路板(PCB, Printed circuit board)。在此實施例中，被動元件20可以先電性連接於集成板50上，集成板50再電性連接至訊號收發單元40，在此，集成板50電性連接至訊號收發單元40的方式仍可以是透過訊號接頭13及導線。

參閱圖5，圖5為本創作被動元件之訊號量測系統第四實施例的示意圖。在另此實施例中，訊號收發單元40並不限於是前述實施例之向量網路分析儀VNA。於此實施例中，訊號收發單元40包含電性連接的信號產生器(Signal Generator)SG及頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)SA。信號產生器SG用以提供輸入訊號至被動元件20，而頻譜分析儀SA用以接收訊號接收器30接收到的溢出雜訊以及計算輸入訊號與溢出雜訊之間的差值。其中，信號產生器SG可以但不限於是單端信號產生器SG或是差動對信號產生器SG。當然，訊號收發單元40並不限於如前述各實施例所述，只要是可以提供輸入訊號至被動元件20、接收溢出雜訊，以及計算輸入訊號與溢出雜訊之間差值的其他儀器設備也可以作為訊號收發單元40。

進一步地，為了多面向地量測被動元件20之雜訊抑制能力，在一實施例中，訊號接收器30的數量可以是複數。參閱圖2、圖4及圖5所示之被動元件20雜訊溢出量測系統之一實施例是設置六個訊號接收器30，六個訊號接收器30分別設置在被動元件20的前面、後面、左側、右側、上側及下側。藉此，透過位於被動元件20周圍不同方位的訊號接收器30得以接收由被動元件20周遭不同方位溢出的雜訊，而能全面性地測量被動元件20周圍的雜訊溢出狀況。

參閱圖5，在此實施例中，為使訊號收發單元40能分別接收各訊號接收器30所接收到的溢出雜訊，更可以設置訊號切換器60。於此，各訊號接收器30分別電性連接至訊號切換器60，訊號切換器60再電性連接至訊號收發單元40，藉此，透過訊號切換器60的切換而能使訊號收發單元40接收不同訊號接收器30所接收到的溢出雜訊，並能分別計算出在被動元件20周圍不同方位的訊號接收器30之雜訊抑制能力。當然，在訊號接收器30的數量為複數的實施例中，訊號接收器30的數量並不以前述六個為限，且訊號接收器30設置於被動元件20周圍方位的配置也不以前述實施例為限。例如當有量測被動元件20右上方45度角位置的雜訊抑制能力之需求時，也可以再增加訊號接收器30的數量並將訊號接收器30設置於特定需求位置，藉以滿足不同需求的量測。

參閱圖6，圖6為本創作被動元件之訊號量測系統第五實施例的示意圖。在此實施例中，訊號屏蔽箱10可以是設置複數訊號接頭13，藉以使各訊號接收器30及訊號切換器60也都能透過訊號接頭13連接，提高操作及使用上的便利性。

參閱圖7，圖7為本創作被動元件之訊號量測系統第六實施例的示意圖。在此實施例中，為了可以適用於各種被動元件20與訊號收發單元40的電性連接，本實施例以被動元件20包含第一被動元件21與第二被動元件22的組合為例，被動元件20與訊號收發單元40透過導線進行電性連接時可以透過增加負載L來建構完整的迴路。於此，負載L可以但不限於是阻抗器，且被動元件20可單獨耦接於負載L，亦可經由成對之公母連接器連接後再耦接於負載L。

藉此，透過全面性的量測被動元件20周圍不同方位的雜訊抑制能力，可以得知被動元件20周圍不同方位可能產生的雜訊影響。如此一來，在設計或開發使用被量測之被動元件20的電子裝置時，便能事先得知被動元件20周圍的雜訊抑制能力狀況，也就能避免將容易受到雜訊干擾的器件(例如各種無線通訊模組)設置於雜訊溢出強度較高的位置，而能得到最佳的配置。

雖然本揭露已以一些實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神及範圍內，當可作些許更動及潤飾。因此本申請之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧訊號屏蔽箱 11‧‧‧箱體 12‧‧‧吸波材 13‧‧‧訊號接頭 131‧‧‧第一訊號接頭 132‧‧‧第二訊號接頭 20‧‧‧被動元件 21‧‧‧第一被動元件 22‧‧‧第二被動元件 30‧‧‧訊號接收器 40‧‧‧訊號收發單元 50‧‧‧集成板 60‧‧‧訊號切換器 VNA‧‧‧向量網路分析儀 SG‧‧‧信號產生器 SA‧‧‧頻譜分析儀 L‧‧‧負載

圖1為本創作被動元件之訊號量測系統之第一實施例的示意圖。 圖2為本創作被動元件之訊號量測系統中被動元件與訊號接收 器的配置示意圖。 圖3為本創作被動元件之訊號量測系統第二實施例的示意圖。 圖4為本創作被動元件之訊號量測系統第三實施例的示意圖。 圖5為本創作被動元件之訊號量測系統第四實施例的示意圖。 圖6為本創作被動元件之訊號量測系統第五實施例的示意圖。 圖7為本創作被動元件之訊號量測系統第六實施例的示意圖。

Claims (10)

1. 一種被動元件之訊號量測系統，適用於量測一被動元件，該被動元件運作後產生一溢出雜訊，該訊號量測系統包含： 一訊號屏蔽箱，用以容置該被動元件； 一訊號接收器，容置於該訊號屏蔽箱內並鄰近於該被動元件；以及 一訊號收發單元，電性連接該被動元件及該訊號接收器，該訊號收發單元提供一輸入訊號至該被動元件，並接收該溢出雜訊，且計算該輸入訊號及該溢出雜訊的差值。
2. 如請求項1所述之被動元件之訊號量測系統，其中該訊號收發單元為向量網路分析儀。
3. 如請求項1所述之被動元件之訊號量測系統，其中該訊號收發單元包含一信號產生器及一頻譜分析儀，該信號產生器與該頻譜分析儀電性連接，且該信號產生器與該被動元件電性連接以提供該輸入訊號至該被動元件，該頻譜分析儀與該訊號接收器電性連接以接收該溢出雜訊並計算該輸入訊號及該溢出雜訊的差值。
4. 如請求項1所述之被動元件之訊號量測系統，其中該訊號接收器的數量為複數，該複數訊號接收器設置於該被動元件的不同方位。
5. 如請求項4所述之被動元件之訊號量測系統，更包含一訊號切換器，分別電性連接該複數訊號接收器及該訊號收發單元。
6. 如請求項1所述之被動元件之訊號量測系統，其中該訊號接收器為天線、電場探棒或磁場探棒。
7. 如請求項1所述之被動元件之訊號量測系統，更包含一集成板，該被動元件電性連接於該集成板，該集成板電性連接於該訊號收發單元。
8. 如請求項1所述之被動元件之訊號量測系統，其中該訊號屏蔽箱具有一訊號接頭，該被動元件及該訊號收發單元分別連接於該訊號接頭。
9. 如請求項1所述之被動元件之訊號量測系統，更包含一負載，該被動元件耦接於該負載。
10. 如請求項9所述之被動元件之訊號量測系統，其中該負載為阻抗器。