具有移相單元的電磁幹擾抵消電路的製作方法
2024-03-06 05:48:15
專利名稱：具有移相單元的電磁幹擾抵消電路的製作方法
技術領域：
本發明有關一電磁幹擾抵消電路，特別是一種通過信號源的移相以達到磁場抵消與電場耦合的抵消電路。
背景技術：
電磁波現象是由於動態電、磁能量的互換或變化，以波動的型式而存在或顯示，隨著時間的變化在介質中電磁波相互感應傳播噪聲的現象，則稱的為電磁幹擾(Electromagnetic Interference)(EMI)。
由幹擾來源所產生的電磁幹擾(EMI)，經常是對電路的低準位點產生感應，再經放大後變成噪聲輸出，其感應的方式經常可為靜電感應、電磁感應、導電感應等，在多數的情形下，形成電磁幹擾(EMI)的原因不止一種，也可能不止一處，欲有效防止電磁幹擾(EMI)，則對其形成的原因及可能為噪聲源的組件或電路則必需充分了解。
近年來隨著信息工業蓬勃發展，電子裝置的工作頻率越來越高，而印刷電路板上的信號也日漸提高，且印刷電路板上的印刷電路線(strip)由於電阻較高，雖僅少許電流也會導致壓降，若使用於高頻時電感組件的影響頗大，所具有的電感在高頻電路中不可忽視，一般加在信號上的濾波器(包括電阻電容的RC濾波器或電感電容的LC濾波器)在可能影響信號品質(如信號的上升時間、傳遞延遲及振幅)的考慮下，無法滿足抑制電磁幹擾的抵消目的。
而另有以信號產生器產生倒向的電磁波，可與原存在的電磁幹擾(EMI)達到相互抵消的作用，但此方式必須與信號產生器的時脈接腳相配合，於電路設計上較為不便，因此如何能有效解決噪聲源所產生的電磁幹擾(EMI)，且兼顧電路設計的便利性，乃一尚待解決的技術課題。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提出一種具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，它可抵消電磁幹擾(EMI)並防止高頻噪聲對電子裝置所產生的不良影響。
根據本發明一方面的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，它設置於一電子裝置，其特點是，該電磁幹擾抵消電路至少包括一移相單元，該移相單元與一信號擷取端相接，用以接收將該信號擷取端的信號，並加以移相後產生一抵消信號；以及一天線，該天線與該移相單元相接，用於接收該抵消信號並發射移相的電磁波以產生磁場抵消與電場耦合。
根據本發明另一方面的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，是設置於一電子裝置，該電磁幹擾抵消電路至少包括有一移相單元及一天線，其特點是該具有移相單元的電磁幹擾抵消電路與一信號擷取端相接，用以接收將該信號擷取端的信號源，並利用取得的一電磁幹擾諧波推算出一基頻，且將該信號源加以升階至與該電磁幹擾諧波匹配，並傳送至該移相單元於移相後產生一抵消信號傳送至該天線，而該天線用以接收該抵消信號並發射移相的電磁波，以產生磁場抵消與電場耦合。
採用上述方案，信號源是通過走線經移相單元加以移相後，再經微帶天線或帶狀線天線，以發射移相的電磁波，與原存在的電磁波達到相互抵消的作用。
為更清楚理解本發明的目的、特點和優點，下面將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細說明。
圖1為本發明一較佳實施例的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路示意圖；圖2A為本發明一較佳實施例所利用的天線的駐波分布示意圖；圖2B為本發明一較佳實施例所利用天線的端部輻射示意圖；圖3為本發明一較佳實施例的電磁場抵消及洩漏場強度示意圖；以及圖4A-4H為現有移相器的型式圖。
具體實施例方式
請參照圖1，為依據本發明所揭露的具有移相單元的電磁幹擾的抵消電路示意圖。
大部份的電子裝置都設置有時脈產生器，用以產生必要的輸出、頻率、調變頻率及調變度等信號，而這些時脈通過印刷電路板的線路圖形(trace)貫穿整個印刷電路板，而電流流動的時脈所造成的磁場、電場則充滿了整個電子裝置中，進而在遠場形成平面波，因此本發明提出一種具有移相單元電磁幹擾的抵消電路，可利用取得的諧波推算出基頻，再移相以產生抵銷信號來抵銷電磁幹擾。
首先假設有700MHz的電磁幹擾，則本發明可由信號擷取端F擷取一信號源，此信號擷取端F可為印刷電路板的描跡(trace)、晶體組件(Crystal)、集成電路(Integrated Circuit)及振蕩器(oscillator)等並加以升階(若信號源為10MHz則上升70階至700MHz，若信號源為100MHz則上升7階至700MHz，以求與電磁幹擾的頻率匹配)，且將此信號源通過移相單元20移相後為一假信號(Dummy Signal)，此移相單元20為一移相器(phase shifter)，再傳送至天線10以發射移相的電磁波，並與原存在的電磁波達到相互抵消的作用。
請參照圖2，它為本發明實施例所利用的天線上的駐波分布示意圖。
一般的微帶天線(Microstrip antenna)是將微帶線路的前端開路，利用此部分的天線作為發射用，而微帶線路其相對介電質基板的下方全部為導體，當基板下方的導體面比該微帶線路寬度W大很多時，則此導體具有和無限擴大的導體相同的效果。此時，若微帶線路上有電流流動的話，則除去下面的導體，取二倍間隔，則有具有反方向電流的微帶線路的等效特性。因此，微帶線路若考慮其假想電流的話，也視為與勒謝爾線(Lecher)相同的傳送線路，也即平行並排的線路，為了依據勒謝爾線(Lecher)上的駐波分布來考慮偶極天線，當微帶線路的兩端開路時，微帶線路上的駐波分布則如圖2A所示。
請參照圖2B，它為本發明實施例所利用的天線上的端部輻射示意圖。
微帶天線的諧振長度主要是靠線路的長度來決定，故線路的寬度依賴諧振的條件非常小，可是作為天線的動作必須考慮來自此部分的輻射，而本發明的天線的電磁場密閉在微帶線路內雖不錯，但是來自天線端部的電場會向外側擴散下去，也即利用彼此磁流的逆向，使其輻射的電場與原存在的電場達到相互抵消的作用。
請參照圖3所示，它為本發明實施例的電磁場抵消及洩漏場強度示意圖。
本發明通過天線20，此天線20可為微帶天線(Microstrip antenna)或帶狀線天線(Stripline antenna)，用於發射移相的電磁波，其中相位差的範圍可以依據移相器10線路的設計，產生從90°至180°不同的移相程度。此差動信號在不損及信號品質的前提下，依據右手安培定律可達到磁場抵消以及電場耦合的目的，其中為天線20的電流方向(指入紙面)，⊙為通過噪聲組件的電流方向(指出紙面)，所以在近場下，已抵消大部份的電磁場30，只有少量的洩漏場強度(stray fringingfields)40會散逸到遠場成為平面波，這樣可大幅降低電磁幅射。
本發明所採用的移相器的型式可以選自圖4A-4H中的現有移相器的型式的任何一種。其中包括圖4A的直線式延遲線型(Straight delay line)、圖4B的曲折式延遲線型(Meander-line delay line)、圖4C的T式接合相位型(T-junctionphase)、圖4D的串接相位型(Series phase)、圖4E的串接PIN相位型(Series PINdiode phase)、圖4F的分流相位型(Shunt phase)、圖4G的分流PIN相位型(ShuntPIN diode phase)及圖4H的鐵電性相位型(Ferroelectric phase)等型式。
雖然本發明以前述的較佳實施例予以揭示，然而其並非用以限定本發明，任何熟悉本領域的技術人員在不脫離本發明的精神的情況下，還可作作出種種的等效變化和等效替換，因此本發明的保護範圍應以後附的權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，它設置於一電子裝置，其特徵在於，該電磁幹擾抵消電路至少包括一移相單元，該移相單元與一信號擷取端相接，用以接收將該信號擷取端的信號，並加以移相後產生一抵消信號；以及一天線，該天線與該移相單元相接，用以接收該抵消信號並發射移相的電磁波，以產生磁場抵消與電場耦合。
2.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該抵消信號為一通過該移相器移相後的假信號。
3.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該移相單元為一移相器。
4.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一印刷電路板的描跡。
5.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一集成電路。
6.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一振蕩器。
7.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一晶體組件。
8.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該天線是一微帶天線。
9.如權利要求1所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該天線是一帶狀線天線。
10.如權利要求3所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該移相器的型式可選自直線式延遲線型、曲折式延遲線型、T式接合相位型、串接相位型、串接PIN相位型、分流相位型、分流PIN相位型及鐵電性相位型之一。
11.一種具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，是設置於一電子裝置，該電磁幹擾抵消電路至少包括有一移相單元及一天線，其特徵在於該具有移相單元的電磁幹擾抵消電路與一信號擷取端相接，用以接收將該信號擷取端的信號源，並利用取得的一電磁幹擾諧波推算出一基頻，且將該信號源加以升階至與該電磁幹擾諧波匹配，並傳送至該移相單元於移相後產生一抵消信號傳送至該天線，而該天線用以接收該抵消信號並發射移相的電磁波，以產生磁場抵消與電場耦合。
12.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該抵消信號為一通過該移相器移相後的假信號。
13.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該移相單元為一移相器。
14.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一印刷電路板的描跡。
15.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一集成電路。
16.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一振蕩器。
17.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該信號擷取端為一晶體組件。
18.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該天線可以是一微帶天線。
19.如權利要求11所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該天線可以是一帶狀線天線。
20.如權利要求13所述的具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，其特徵在於，該移相器的型式可選自直線式延遲線型、曲折式延遲線型、T式接合相位型、串接相位型、串接PIN相位型、分流相位型、分流PIN相位型及鐵電性相位型之一。
全文摘要
一種具有移相單元的電磁幹擾抵消電路，是由將信號源移相以達到磁場抵消與電場耦合的目的，此信號源是通過走線經移相單元加以移相後，再經微帶天線或帶狀線天線，以發射移相的電磁波，與原存在的電磁波達到相互抵消的作用，以達到抑制電磁幹擾噪聲的目的。
文檔編號H04B1/00GK1429071SQ01145220
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月26日 優先權日2001年12月26日
發明者鄭裕強 申請人:神達電腦股份有限公司