用于消弭電源式電磁干擾的濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電磁干擾抑制濾波器；特別是關于一種利用首級濾波電路與次級 濾波電路以消弭電源端的電磁干擾的抑制濾波器。
【背景技術】
[0002] 基于電子產(chǎn)品電路基板（printedcircuitboard，PCB)的設計要面臨許多信號的 載送，各種諧振（harmonic)頻率的迭加（superposition)，除了影響信號的質(zhì)量，也造成信 號與信號間的干擾。而干擾信號的元兇除了以上的問題外，在電源端更是被耦合了復雜的 諧振頻率波也是主要的問題之一。產(chǎn)生這些頻率波的來源，主要即來自于主要的功能性集 成電路芯片（mainfunctional1C)內(nèi)部電路的運作，于此，這些諧振波更是造成電子產(chǎn)品 電磁干擾（electromagneticinterference)的主要來源，目前已知電容及各種形式濾波器 為現(xiàn)今主要解決EMI問題的工具。
[0003] 然而，在電路基板（PCB)上，信號完整性（signalintegrity，SI)與電源完整 性（powerintegrity，PI)的設計必須充分掌握主芯片電路特性與系統(tǒng)板特性，以及邊 界條件的設定。但這在分工細密的今日，已變得相當困難。為了要達成這樣的協(xié)同模擬 (co-simulation)設計，單就系統(tǒng)設計者而言，是很難取得完整的芯片特性的信息，而芯片 設計者也僅能就其信號特性設計，而獲得較佳的特性分析，對于連接到系統(tǒng)的問題，相對掌 握度也不高。而電源的諧振頻率噪聲的特性部分，無論是系統(tǒng)設計端還是芯片設計端，都是 一個未知及無解的問題，最多僅能在主芯片中的邏輯電路的設定中下手去規(guī)避。除此之外， 在許多電子產(chǎn)品的價格競爭激烈下，電路基板的設計由六層板降為四層板，四層板降為二 層板，在此情況下，電源完整性（PI)的設計更顯得格外困難，現(xiàn)有的可使用的濾波元元件 顯然已不符使用，因此目前業(yè)界面對電源端上的噪聲及EMI問題，其處理的方法大多還是 僅能利用效率相當?shù)偷膰L試錯誤（tryanderror)方式進行，相當不符合經(jīng)濟及成本效益。
[0004] 再者，由于電源端的EMI問題主要發(fā)生于電源在某一個特定頻率的諧振噪聲與其 他噪聲波互相的耦合作用，造成此頻率的電壓小信號與電流小信號在大多狀態(tài)下不是同步 的行進，而電壓噪聲經(jīng)過單一路徑的電容器后，其電流噪聲的相位無法完全被耦合掉，甚至 更差的情況下，會出現(xiàn)信號的波峰對到波谷此種嚴重的問題產(chǎn)生。這樣的合成電流，不僅 造成通過此節(jié)點之后到電路基板其他位置的電源路徑上，而導線也產(chǎn)生寄生電感效應的特 性，更嚴重影響到電壓特性變化的連鎖反應。
[0005] 所以，本案發(fā)明人有感于上述缺失可改善，且依據(jù)多年來從事此方面的相關經(jīng)驗， 悉心觀察且研宄，并配合學理運用，而提出一種設計新穎且有效改善上述缺失的本發(fā)明，其 公開了一種用于消弭電源式電磁干擾的濾波器，其利用此濾波電路兩端式的電性耦接于電 源端與主要的功能性芯片之間，其具體架構及實施方式將詳述于下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的一目的在于提供一種用于消弭電源式電磁 干擾的濾波器，其首創(chuàng)公開了一種完全創(chuàng)新的電路架構，并通過此濾波電路解決電源端上 產(chǎn)生的電磁干擾與耦合的諧振頻率波。
[0007] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種用于消弭電源式電磁干擾的濾波器，其利用對電 壓或電流進行特征向量值（eigenvalue)的計算，精確地匹配出由電阻、電容與電感其中至 少一被動元件組成的濾波器結構，相較于現(xiàn)有的僅能利用嘗試錯誤的作法，更具備有較佳 的經(jīng)濟及時間成本效益。
[0008] 本發(fā)明的再一目的在于提供一種用于消弭電源式電磁干擾的濾波器，其為一種兩 端式電性耦接的濾波電路，不僅可有效過濾電源在線的高頻噪聲（例如：100MHz以上至數(shù) GHz)，還可在有效過濾噪聲的同時，維持一定的電源完整性以及信號完整性。
[0009] 所以，根據(jù)本發(fā)明所公開的用于消弭電源式電磁干擾的濾波器，其電性耦接于一 主芯片的電源供應線與一負載端之間。其中，主芯片由電源供應線供給電源后，產(chǎn)生一輸出 電壓與一輸出電流至該負載端，輸出電壓與輸出電流分別夾雜有一輸出電壓噪聲與一輸出 電流噪聲，且輸出電壓噪聲與輸出電流噪聲在電源的噪聲諧振影響下產(chǎn)生一相位差。本發(fā) 明所公開的用于消弭電源式電磁干擾的濾波器包括一位準參考電路、一首級濾波電路以及 一次級濾波電路。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，位準參考電路電性耦接主芯片，并根據(jù)輸出電壓噪聲與輸 出電流噪聲其中至少一個產(chǎn)生一第一位準參考信號。首級濾波電路并聯(lián)該位準參考電路， 并接收第一位準參考信號，藉此，首級濾波電路根據(jù)第一位準參考信號對輸出電壓噪聲或 輸出電流噪聲進行特征向量值的計算，以輸出一第二位準參考信號。之后，次級濾波電路接 收該第二位準參考信號，并根據(jù)第二位準參考信號對輸出電壓噪聲或輸出電流噪聲進行特 征向量值的計算，藉此消除該輸出電壓噪聲、該輸出電流噪聲及該輸出電壓噪聲與該輸出 電流噪聲之間的相位差，進而使得最后于負載端可接收到濾除噪聲后的輸出電壓與電流信 號。
[0011] 更進一步而言，本發(fā)明還可選擇性地另外包括至少一第一、第二、第三、第四、或第 五調(diào)變電路，利用該些調(diào)變電路可同時存在，或僅設置至少其一的巧妙設計，基于該些調(diào)變 電路為由電阻、電容與電感其中至少一被動元件組成的特性，搭配控制開關根據(jù)參考信號 所形成的相依電壓電流特性，完成對輸出電壓電流的特征向量值計算，藉此實現(xiàn)對電源在 線產(chǎn)生的噪聲干擾進行濾波的動作，以達成本發(fā)明的發(fā)明目的。
[0012] 下面通過具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技 術內(nèi)容、特點及其所達成的功效。
【附圖說明】
[0013] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于消弭電源式電磁干擾的濾波器的示意圖；
[0014] 圖2為根據(jù)本發(fā)明首級濾波電路第一實施例的示意圖；
[0015] 圖3為根據(jù)本發(fā)明首級濾波電路第二實施例的示意圖；
[0016] 圖4為根據(jù)本發(fā)明首級濾波電路第三實施例的示意圖；
[0017] 圖5為根據(jù)本發(fā)明首級濾波電路第四實施例的示意圖；
[0018] 圖6為根據(jù)本發(fā)明次級濾波電路第一實施例的示意圖；
[0019] 圖7為根據(jù)本發(fā)明次級濾波電路第二實施例的示意圖；
[0020] 圖8為根據(jù)本發(fā)明次級濾波電路第三實施例的示意圖；
[0021] 圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例用于消弭電源式電磁干擾的濾波器內(nèi)部詳細電路示 意圖；
[0022] 圖10為根據(jù)本發(fā)明又一實施例用于消弭電源式電磁干擾的濾波器的示意圖；
[0023] 圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實施例用于消弭電源式電磁干擾的濾波器的示意圖；
[0024] 圖12為根據(jù)本發(fā)明再一實施例用于消弭電源式電磁干擾的濾波器的示意圖。
[0025] 附圖標記說明：1_用于消弭電源式電磁干擾的濾波器；10-主芯片；20-負載端； 100-位準參考電路；200-首級濾波電路；201-第一控制開關；210-第一調(diào)變電路；220-第 二調(diào)變電路；300-次級濾波電路；301-第二控制開關；310-第三調(diào)變電路；320-第四調(diào)變 電路；500-第五調(diào)變電路；600-第六調(diào)變電路。
【具體實施方式】
[0026] 以上有關于本發(fā)明的內(nèi)容說明，與以下的實施方式用以示范與解釋本發(fā)明的精神 與原理，并且提供本發(fā)明的專利保護范圍更進一步的解釋。有關本發(fā)明的特征、實作與功 效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
[0027] 請參閱圖1所示，其為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于消弭電源式電