WO2007022693A1 - Interface e1 avec circuit de compatibilite electromagnetique - Google Patents

Interface e1 avec circuit de compatibilite electromagnetique Download PDF

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WO2007022693A1 PCT/CN2006/002024 CN2006002024W WO2007022693A1 WO 2007022693 A1 WO2007022693 A1 WO 2007022693A1 CN 2006002024 W CN2006002024 W CN 2006002024W WO 2007022693 A1 WO2007022693 A1 WO 2007022693A1
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common mode
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French (fr)
Inventor
Xueyuan Zhang
Jian Qi
Dongbing Ni
Guangwei Jiang
Daxiang Fan
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Zte Corporation
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B15/00—Suppression or limitation of noise or interference

Definitions

  • the present invention relates to an interface for a communication product, and more particularly to an E1 interface having an electromagnetic compatibility circuit. Background technique
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the E1 interface is a common interface in communication products. Its design directly affects the EMC performance of the product, and the design is more difficult when the density is high.
  • Figure 1 shows a prior art E1 interface with an EMC circuit.
  • the existing E1 interface with EMC circuit is mainly divided into two parts.
  • the first part is the line side, that is, the right side of the transformers T1 and T2.
  • the overvoltage protector is used for the first level protection, usually such as LC01-6.
  • a transient voltage suppressor (TVS) is used as the overvoltage protector;
  • the second part is the circuit side, that is, the portion between the E1 interface chip 100 and the transformers T1 and T2, using a clamp circuit such as SRDA05-04 Level protection, .
  • Resistors R1 to R5 form a matching network for the E1 interface.
  • the E1 interface chip is generally a digital-analog hybrid circuit, so there is common mode interference; second, there may be a ground potential difference, that is, a ground circulation problem. Summary of the invention
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an E1 connection with an electromagnetic compatibility circuit.
  • the mouth can not only suppress noise in the signal, but also solve the problem of the ground circulation.
  • the present invention provides an E1 interface having an electromagnetic compatibility circuit, including an E1 interface chip, a circuit side circuit from the chip to the transformer circuit, and a line side circuit from the transformer circuit to the external circuit;
  • the chip includes positive and negative transmitting ends and positive and negative receiving ends, wherein the transformer in the transformer circuit is a common mode transformer integrated with a common mode inductor.
  • the circuit-side circuit may include first and second clamping circuits respectively opposite to the positive and negative transmitting ends of the E1 interface chip, and third and third respectively connected to the positive and negative receiving ends of the E1 interface chip. Four-clamp circuit.
  • the transformer circuit may include a first common mode transformer located on the line of the transmitting end of the E1 interface chip, and a third common mode transformer located on the line of the receiving end of the E1 interface chip; the circuit side circuit may further include a first matching network in parallel with the input side of the first common mode transformer and a third matching network in parallel with the input side of the third common mode transformer.
  • the circuit side circuit may further include:
  • a fourth magnetic bead is coupled between the fourth clamping circuit and a negative side of the input side of the third matching network.
  • the line side circuit may include a first overvoltage protector connected in parallel with the output side of the first common mode transformer, and a third overvoltage protector connected in parallel with the output side of the third common mode transformer.
  • the negative terminal of the third overvoltage protector may have a high frequency capacitor connected in series, and the node between the third overvoltage protector and the high frequency capacitor is grounded.
  • the high frequency capacitor can have a zero resistance in parallel.
  • the zero-resistance and the capacitor grounding are adopted at the receiving negative terminal.
  • the ground potential difference problem that is, the ground circulation problem
  • the problem can be effectively solved by removing the zero resistance
  • the noise can be effectively suppressed by serially connecting the magnetic beads at each end;
  • the secondary protection circuit formed by the overvoltage protector and the clamp circuit can effectively prevent the impact of the surge on the E1 interface.
  • the electromagnetic compatibility of the E1 interface can be effectively improved, thereby improving its reliability.
  • Figure 1 shows a prior art E1 interface with an EMC circuit
  • FIG. 2 is a circuit block diagram of an E1 interface having an EMC circuit in accordance with a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a transmission circuit of an E1 interface having an EMC circuit according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a receiving circuit of an E1 interface having an EMC circuit according to a first embodiment of the present invention
  • 5 is a circuit block diagram of an E1 interface having an EMC circuit in accordance with a second embodiment of the present invention
  • 6 is a schematic diagram of a transmitting circuit of an E1 interface having an EMC circuit according to a second embodiment of the present invention
  • Fig. 7 is a schematic diagram showing a receiving circuit of an E1 interface having an EMC circuit according to a second embodiment of the present invention. Preferred embodiment of the invention
  • the E1 interface has two types: unbalanced (ie, characteristic impedance 75 ⁇ ) and balanced (ie, characteristic impedance 120 ⁇ ).
  • unbalanced ie, characteristic impedance 75 ⁇
  • balanced ie, characteristic impedance 120 ⁇
  • the structure and operation principle of the E1 interface unbalanced circuit having the EMC circuit according to the first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to Figs. 2, 3 and 4.
  • the transmitting circuit portion the transmitting end of the E1 interface chip 100 and the negative of the transmitting end are respectively connected to the magnetic beads 301 and 302 through the clamping circuit 201 formed by the diodes D1 and D2 and the clamping circuit 202 formed by the diodes D3 and D4, respectively.
  • the beads 301 and 302 are respectively connected to the positive and negative terminals of the input side of the matching network 401, and the output side of the matching network 401 is connected to the common mode transformer 501 integrated with the common mode inductance, and the positive side of the common mode transformer 501 is positive.
  • a negative voltage suppressor (TVS) 601 serving as an overvoltage protector is connected in parallel with the negative terminal, and the transmitting terminal and the transmitting terminal of the El interface are negatively connected to an external circuit (not shown).
  • TVS negative voltage suppressor
  • the secondary protection circuit including the clamp circuit and the overvoltage protector since the secondary protection circuit including the clamp circuit and the overvoltage protector is included, the surge can be effectively suppressed, and the magnetic beads 301 and 302 can reduce the conduction and radiation interference, thereby suppressing noise. effect.
  • the receiving circuit portion is substantially the same as the transmitting circuit portion, except that the overvoltage protector 603 is not directly connected to the receiving negative terminal of the E1 interface, but is connected to the negative of the E1 interface through the zero-connected R0 and the capacitor CO connected in parallel. And the node between the overvoltage protector 603 and the high frequency capacitor CO is grounded. When the ground potential difference problem is encountered, that is, when the ground circulation problem occurs, zero is removed. The resistor can effectively solve the ground circulation problem.
  • the E1 interface chip can be IDT's IDT82V2058DA chip. When the chip is used, its transmitting end is the TTIP pin, the transmitting end is the TRING pin, the receiving end is the RTIP pin, and the receiving end is the RRING pin.
  • a clamp circuit 201 composed of D1 and D2, a clamp circuit 202 composed of D3 and D4, a clamp circuit 203 composed of D5 and D6, and a clamp circuit 204 composed of D7 and D8 may be used by a company such as SEMTECH. Implementation of the TVS diode array of SRDA3.3-4.
  • a chip bead with an impedance of 5 ⁇ to 30 ⁇ is preferred.
  • MURUTA's BLM18PG330SN1 can be selected: 30 ⁇ ⁇ 25% (100 MHz, 0.1 V), ⁇ 0.05 ⁇ .
  • Common mode transformers 501 and 503 can be used with PULSE's TX1263.
  • Overvoltage protectors 601 and 603 can be used with ST's SMP75-8.
  • Zero resistance R0 can use a resistor with a power greater than 1/8W and an internal resistance of less than 30 ⁇ , for example, l/8W-0+50mQ-1206.
  • the high-frequency capacitor CO can be a high-frequency capacitor of InF to lOOnF with a withstand voltage of 100V or more, for example, a ceramic chip capacitor of 100nF/100V.
  • the matching network 401 is composed of a resistor R1, a capacitor C1 and a resistor 2 connected in series, wherein one end of the resistor R1 not connected to the capacitor C1 is a positive end of the input side of the matching network 401, and one end of the resistor R2 not connected to the capacitor C1 is The negative terminal of the input side of the matching network 401, and the node between the capacitor C1 and the resistor R1 is the positive terminal of the output side of the matching network 401, and the node between the capacitor C1 and the resistor R2 is the negative terminal of the output side of the matching network 401.
  • the matching network 403 is composed of resistors R3, R5, R6 and R4 connected in series in series, and a capacitor C2 connected between the nodes of the resistors R5 and R6 and the ground, wherein the end of the resistor R3 not connected to the resistor R5 is a matching network 403.
  • the positive side of the input side, the end of the resistor R4 not connected to the resistor R6 is the negative end of the input side of the matching network 403, and the node between the resistor R3 and the resistor R5 is the positive end of the output side of the matching network 403 and the resistor R4 and the resistor
  • the node between R6 is the negative side of the output side of the matching network 403.
  • an E1 interface balancing circuit with an EMC circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7.
  • the E1 interface The balanced transmit circuit is identical to the El interface unbalanced transmit circuit.
  • the difference from the first embodiment is that the overvoltage protector 603 of the E1 interface balancing receiving circuit is directly connected to the receiving negative terminal of the E1 interface. The description of the same portions is omitted here.
  • the E1 interface having the electromagnetic compatibility circuit according to the present invention has the following advantages as compared with the prior art - first, since the common mode transformer integrated with the common mode inductance can not effectively filter the common mode interference And take up less space.
  • the zero-resistance and the capacitor grounding are adopted at the receiving negative terminal.
  • the ground potential difference problem that is, the ground circulation problem
  • the problem can be effectively solved by removing the zero resistance
  • the noise can be effectively suppressed by serially connecting the magnetic beads at each end;
  • the secondary protection circuit formed by the overvoltage protector and the clamp circuit can effectively prevent the impact of the surge on the E1 interface
  • the electromagnetic compatibility of the E1 interface can be effectively improved, thereby improving its reliability.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

一种具有电磁兼容电路的 E1接口
技术领域
本发明涉及一种通讯产品的接口， 尤其涉及具有电磁兼容电路的 E1 接口。 背景技术
随着通讯传输速度的不断增长，通讯接口的电磁兼容（EMC)性能对 整个产品 EMC性能的影响也越来越大。 而 EMC性能也决定了产品的设 计质量和固有可靠性，当前各国对 EMC性能的要求也越来越高，产品 EMC 性能直接影响着产品的市场准入、 份额和利润。
E1 接口作为通讯产品中的常用接口， 其设计好坏直接影响产品的 EMC性能， 并且密度较高时设计更困难。
图 1所示为现有技术的具有 EMC电路的 E1接口。
如图 1所示， 现有具有 EMC电路的 E1接口主要分为两部分， 第一 部分是线路侧， 即变压器 T1和 T2右侧， 采用过压保护器进行一级防护， 通常诸如 LC01-6的瞬变电压抑制器 （TVS) 用作该过压保护器； 第二部 分是电路侧， 即 E1接口芯片 100与变压器 T1和 T2之间的部分， 采用诸 如 SRDA05-04等的嵌位电路进行二级防护， .电阻 R1到 R5构成 E1接口 的匹配网络。
现有技术的 E1接口的缺点主要在于以下几点： 第一， E1接口芯片一 般为数模混合电路， 因此存在共模干扰； 第二， 可能存在地电位差， 即地 环流问题。 发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有电磁兼容电路的 E1接 口， 可以不仅抑制信号中的噪声， 并且可以解决地环流问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有电磁兼容电路的 E1接口， 包括 E1接口芯片、 从该芯片到变压器电路之间的电路侧电路、 从变压器 电路到外部电路的线路侧电路； 所述芯片包括正、负发送端与正、 负接收 端， 其中， 所述变压器电路中的变压器为集成有共模电感的共模变压器。
其中， 所述电路侧电路可以包括分别与 E1接口芯片的正、 负发送端 相逹的第一、 第二嵌位电路， 及分别与 E1接口芯片的正、 负接收端相连 的第三、 第四嵌位电路。
其中， 所述变压器电路， 可以包括位于 E1接口芯片发送端线路上的 第一共模变压器， 及位于 E1接口芯片接收端线路上的第三共模变压器； 所述电路侧电路，可以进一步包括与第一共模变压器输入侧并联的第一匹 配网络， 及与第三共模变压器输入侧并联的第三匹配网络。
其中， 所述电路侧电路， 可以进一步包括：
第一磁珠，连接于所述第一嵌位电路和所述第一匹配网络的输入侧的 正端之间； .
第二磁珠，连接于所述第二嵌位电路和所述第一匹配网络的输入侧的 负端之间；
第三磁珠，连接于所述第三嵌位电路和所述第三匹配网络的输入侧的 正端之间； 以及
第四磁珠，连接于所述第四嵌位电路和所述第三匹配网络的输入侧的 负端之间。
其中，所述线路侧电路， 可以包括与第一共模变压器输出侧并联的第 一过压保护器， 及与第三共模变压器输出侧并联的第三过压保护器。
其中，所述第三过压保护器的负端可以串联有一高频电容， 并且所述 第三过压保护器和所述高频电容之间的节点接地。
其中， 所述高频电容可以并联有一零电阻。
与现有技术相比， 根据本发明的具有电磁兼容电路的 E1接口可以实 现以下功能：
第一， 由于采用了集成有共模电感的共模变压器不仅可以有效地滤 除共模干扰， 而且仅占用较少空间。
第二，在接收负端采取通过零电阻和电容接地，在发生地电位差问题， 即地环流问题时， 通过去除零电阻可以有效地解决该问题；
第三， 通过在各端分别串接磁珠可以有效地抑制噪声；
第四，通过由过压保护器和嵌位电路形成的二级保护电路可以有效防 止浪涌对 E1接口的影响。
总之， 通过以下各部分电路的共同作用， 可以有效地提高 E1接口的 电磁兼容性， 从而提高其可靠性。
可以理解的是，上面对本发明的概述和下面的详细解释都是示例性和 解释性的， 并且提供对要求保护的本发明的进一步解释。
本发明的附加优点和特征将在后面的描述中得以阐明， 通过以下描 述，将使它们在某种程度上显而易见，或者可通过实践本发明来认识它们。 本发明的这些目的和优点可通过书面描述及其权利要求以及附图中具体 指出的结构来实现和得到。 附图概述
图 1所示为现有技术的具有 EMC电路的 E1接口；
图 2所示为根据本发明第一实施方式具有 EMC电路的 E1接口的电 路框图；
图 3所示为根据本发明第一实施方式具有 EMC电路的 E1接口的发 送电路原理图；
图 4所示为根据本发明第一实施方式具有 EMC电路的 E1接口的接 收电路原理图；
图 5所示为根据本发明第二实施方式具有 EMC电路的 E1接口的电 路框图； 图 6所示为根据本发明第二实施方式具有 EMC电路的 E1接口的发 送电路原理图； 以及
图 7所示为根据本发明第二实施方式具有 EMC电路的 E1接口的接 收电路的原理图。 本发明的较佳实施方式
下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。
E1接口有非平衡（即，特性阻抗 75Ω)和平衡（即，特性阻抗 120Ω) 两种。 下面参照图 2、 图 3和图 4详细说明根据本发明第一实施方式具有 EMC电路的 E1接口非平衡电路的结构及工作原理。
发送电路部分： E1接口芯片 100的发送端正和发送端负分别通过由 二极管 D1和 D2形成的嵌位电路 201和由二极管 D3和 D4形成的嵌位电 路 202分别连接到磁珠 301和 302， 磁珠 301和 302分别连接到匹配网络 401输入侧的正端和负端， 而匹配网络 401的输出侧连接到集成有共模电 感的共模变压器 501， 而在共模变压器 501的输出侧的正负端并联有用作 过压保护器的瞬变电压抑制器（TVS) 601 , 并且作为该 El接口的发送端 正和发送端负连接到外部电路 （未示出） 。
在该发送电路中，由于包括有嵌位电路和过压保护器构成的二级防护 电路， 因此可以有效地抑制浪涌，而磁珠 301和 302可以降低传导和辐射 干扰， 从而起抑制噪声的作用。
由于采用了集成有共模电感的共模变压器 501， 因此不仅可以有效地 滤除输出信号中的共模干扰， 而且可以占用较少的空间， 这在高密度 E1 电路中是非常有效的。
接收电路部分与发送电路部分基本上相同， 不同之外在于， 过压保护 器 603没有直接连接在 E1接口的接收负端， 而是通过并联连接的零电阻 R0和电容 CO连接到 E1接口的负端，而且过压保护器 603和高频电容 CO 之间的节点接地。 当遇到地电位差问题， 即发生了地环流问题时， 去除零 电阻可以有效地解决地环流问题。
在上述电路中， 各部分可以采用下述器件， 但是并不限于此。 E1 接 口芯片可以是 IDT公司的 IDT82V2058DA芯片， 当采用该芯片时， 其发 送端正为 TTIP管脚， 发送端负为 TRING管脚， 接收端正为 RTIP管脚， 而接收端负为 RRING管脚。 由 D1和 D2构成的嵌位电路 201、 由 D3和 D4构成的嵌位电路 202、 由 D5和 D6构成的嵌位电路 203、 及由 D7和 D8构成的嵌位电路 204可以由诸如 SEMTECH公司的 SRDA3.3-4的 TVS 二极管阵列实现。而磁珠 301到 304的选取需要与匹配网络 401和 403相 结合， 以不影响 E1电路模板。 优选阻抗为 5Ω到 30Ω的片式磁珠， 例如 可以选取 MURUTA公司的 BLM18PG330SN1 : 30Ω士 25% ( 100MHz, 0.1V) ， ΜΧ 0.05Ω。 共模变压器 501和 503可以采用 PULSE公司的 TX1263。 过压保护器 601和 603可以采用 ST公司的 SMP75-8。 零电阻 R0 可以选用功率大于 1/8W 内阻小于 30Ω 的电阻， 例如， l/8W-0+50mQ-1206。 高频电容 CO可以为耐压 100V以上的 InF到 lOOnF 的高频电容， 例如陶瓷贴片电容 100nF/100V。 匹配网络 401 由依次串联 连接的电阻 Rl、电容 C1和电阻 2组成，其中电阻 R1不与电容 C1相连 接的一端为匹配网络 401输入侧的正端， 电阻 R2不与电容 C1相连接的 一端为匹配网络 401输入侧的负端， 而电容 C1和电阻 R1之间的节点为 匹配网络 401输出侧的正端， 电容 C1和电阻 R2之间的节点为匹配网络 401输出侧的负端。 匹配网络 403由依次串联连接的电阻 R3、 R5、 R6和 R4, 以及连接在电阻 R5和 R6的节点与地之间的电容 C2组成，其中电阻 R3不与电阻 R5相连接的一端为匹配网络 403输入侧的正端， 电阻 R4不 与电阻 R6相连接的一端为匹配网络 403输入侧的负端， 而电阻 R3和电 阻 R5之间的节点为匹配网络 403输出侧的正端以及电阻 R4和电阻 R6之 间的节点为匹配网络 403的输出侧的负端。
下面参照图 5、图 6和图 7说明根据本发明第二实施方式的具有 EMC 电路的 E1接口平衡电路的结构及工作原理。如图 5到图 7所示， E1接口 平衡发送电路与 El接口非平衡发送电路完全相同。 同第一实施方式， 其 不同之外在于， E1接口平衡接收电路的过压保护器 603直接连接到 E1接 口的接收负端。 在此省略对相同部分的描述。
显然在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员 可以对本发明做出各种改进和变型。因此， 本发明覆盖所有落入所附权利 要求及其等效物所在的范围之内的改进和变型。 工业实用性
通过上述说明， 与现有技术相比， 根据本发明具有电磁兼容电路的 E1接口具有下述优点- 第一， 由于采用了集成有共模电感的共模变压器不仅可以有效地滤 除共模干扰， 而且仅占用较少空间。
第二，在接收负端采取通过零电阻和电容接地，在发生地电位差问题， 即地环流问题时， 通过去除零电阻可以有效地解决该问题；
第三， 通过在各端分别串接磁珠可以有效地抑制噪声；
第四，通过由过压保护器和嵌位电路形成的二级保护电路可以有效防 止浪涌对 E1接口的影响；
总之， 通过以下各部分电路的共同作用， 可以有效地提高 E1接口的 电磁兼容性， 从而提高其可靠性。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种具有电磁兼容电路的 El接口， 包括 E1接口芯片、 从该芯片 到变压器电路之间的电路侧电路、 从变压器电路到外部电路的线路侧电 路； 所述芯片包括正、 负发送端与正、 负接收端， 其特征在于， 所述变压 器电路中的变压器为集成有共模电感的共模变压器。
2、 根据权利要求 1所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于， 所述电路侧电路包括分别与 E1接口芯片的正、 负发送端相连的第一、 第 二嵌位电路， 及分别与 E1接口芯片的正、 负接收端相连的第三、 第四嵌 位电路。
3、 根据权利要求 2所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于， 所述变压器电路，包括位于 E1接口芯片发送端线路上的第一共模变压器， 及位于 E1接口芯片接收端线路上的第三共模变压器； 所述电路侧电路， 进一步包括与第一共模变压器输入侧并联的第一匹配网络，及与第三共模 变压器输入侧并联的第三匹配网络。
4、 根据权利要求 3所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于， 所述电路侧电路， 进一步包括：
第一磁珠，连接于所述第一嵌位电路和所述第一匹配网络的输入侧的 正端之间；
第二磁珠，连接于所述第二嵌位电路和所述第一匹配网络的输入侧的 负端之间；
第三磁珠，连接于所述第三嵌位电路和所述第三匹配网络的输入侧的 正端之间； 以及
第四磁珠，连接于所述第四嵌位电路和所述第三匹配网络的输入侧的 负端之间。
5、 根据权利要求 3所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于， 所述线路侧电路， 包括与第一共模变压器输出侧并联的第一过压保护器， 及与第三共模变压器输出侧并联的第三过压保护器。
6、 根据权利要求 5所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于， 所述第三过压保护器的负端串联有一高频电容，并且所述第三过压保护器 和所述高频电容之间的节点接地。
7、 根据权利要求 6所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于， 所述高频电容并联有一零电阻。
8、 根据权利要求 3所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于： 所述第一匹配网络由依次串联连接的电阻 Rl、 电容 C1和电阻 R2组 成， 其中电阻 R1不与电容 C1相连接的一端为该第一匹配网络输入侧的 正端， 电阻 R2不与电容 C1相连接的一端为该第一匹配网络输入侧的负 端， 而电容 C1和电阻 R1之间的节点为该第一匹配网络输出侧的正端， 电容 C1和电阻 R2之间的节点为该第一匹配网络输出侧的负端；
所述第三匹配网络由依次串联连接的电阻 R3、 R5、 R6和 R4， 以及 连接在电阻 R5和 R6的节点与地之间的电容 C2组成， 其中电阻 R3不与 电阻 R5相连接的一端为该第三匹配网络输入侧的正端， 电阻 R4不与电 阻 R6相连接的一端为该第三匹配网络输入侧的负端， 而电阻 R3和电阻
R5之间的节点为该第三匹配网络输出侧的正端， 以及电阻 R4和电阻 R6 之间的节点为该第三匹配网络的输出侧的负端。
9、 根据权利要求 6所述具有电磁兼容电路的 E1接口， 其特征在于， 所述高频电容为 InF到 100nF， 耐压大于 100V。
10、根据权利要求 7所述具有电磁兼容电路的 El接口，其特征在于， 所述零电阻内阻小于 30ιη Ω、 功率大于 1/8W。
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