專(zhuān)利名稱(chēng)：雙股數(shù)據(jù)通信線的濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)數(shù)據(jù)通信線路進(jìn)行濾波的濾波器。
電源線濾波器已用于濾除電源線上的浪涌電壓。在美國(guó)專(zhuān)利4,023,071和4,616,286公開(kāi)了這種線路濾波器的實(shí)例。這些文件所公開(kāi)的電源線濾波器均被設(shè)計(jì)來(lái)抑制電源線上瞬變高壓。在這些實(shí)例中，線路濾波器并聯(lián)設(shè)置在雙股電源線之間。
一種與美國(guó)專(zhuān)利4,023,071和4,616,286所公開(kāi)的線路濾波器相近的線路濾波器，已被用于電話線上來(lái)抑制高壓并防止對(duì)電話或電話使用者的傷害。
近來(lái)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)發(fā)展迅速，大大提高了計(jì)算機(jī)調(diào)制解調(diào)器的每秒比特傳輸率。目前，33600每秒比特傳輸率的調(diào)制解調(diào)器已普及，57.6k每秒比特傳輸率的調(diào)制解調(diào)器也逐漸流行起來(lái)。
這種調(diào)制解調(diào)器的高速每秒比特吞吐量，對(duì)數(shù)據(jù)通信線路中可接受的噪聲電平有嚴(yán)格的要求。在許多場(chǎng)合下，由于數(shù)據(jù)通信線路上的噪聲和干擾，使得這種高速調(diào)制解調(diào)器為進(jìn)行有效的通信，不得不降低吞吐速度。
以往用于電源線的線路濾波器適用于防范高壓浪涌對(duì)調(diào)制解調(diào)器的損害，然而這種器件并不能幫助這些高速調(diào)制解調(diào)器達(dá)到其最大的吞吐速度。
除了高壓，大電流會(huì)在調(diào)制解調(diào)器的接收電路中引起畸變和起伏，這也會(huì)減低有效通信速度。而且，射頻(RF)噪聲也對(duì)調(diào)制解調(diào)器的通信速度有不良影響。
以往的電源線濾波器與各電源線并聯(lián)設(shè)置，因而不適宜用來(lái)在數(shù)據(jù)通信線路中濾除RF噪聲和/或大電流。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于雙股數(shù)據(jù)通信線的濾波器，該濾波器的輸入端用于連接所述數(shù)據(jù)通信線，而其輸出端用于連接諸如調(diào)制解調(diào)器或傳真機(jī)等的通信設(shè)備，該濾波器包括第一抑制裝置，鄰接于所述輸入端，用于吸收所述數(shù)據(jù)通信線上的瞬變高壓；限流裝置，設(shè)置在所述第一抑制裝置之后，串聯(lián)在各個(gè)數(shù)據(jù)通信線中；RF濾波裝置，設(shè)置在所述限流裝置之后，包括能量存貯器；
第二抑制裝置，設(shè)置在所述RF濾波裝置之后，用于吸收所述數(shù)據(jù)通信線上的瞬變高壓；所述第二抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間小于所述第一抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間。
最好是，所述濾波器還包括進(jìn)一步的抑制裝置，設(shè)置在所述限流裝置之后和所述RF濾波裝置之前，所述的進(jìn)一步抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間介于所述第一和第二抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間之間。
最好是，所述進(jìn)一步抑制裝置包括兩個(gè)變阻器，分別接在每條數(shù)據(jù)通信線和地線之間。
最好是，所述第二抑制裝置包括瞬變抑制二極管。
最好是，所述瞬變抑制二極管設(shè)置在兩條數(shù)據(jù)通信線之間。
最好是，所述限流裝置包括PCT電阻器，該P(yáng)CT電阻器串聯(lián)設(shè)置在各個(gè)數(shù)據(jù)通信線中。
最好是，所述第一抑制裝置包括氣體避雷器(gas arrester)。
最好是，所述氣體避雷器位于每條數(shù)據(jù)通信線和地線之間。
最好是，所述能量存貯器包括至少一個(gè)電感器和一個(gè)電容器。
最好是，所述RF濾波裝置包括串聯(lián)設(shè)置在各條數(shù)據(jù)通信線中的電感器和設(shè)置在兩條數(shù)據(jù)通信線之間的電容器。
下面將結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，附圖中

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電路圖。
本實(shí)施例針對(duì)的是用于傳真或數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器通信所要采用的雙股數(shù)據(jù)通信線12和14的濾波器10。
線路濾波器10與數(shù)據(jù)通信線12和14串聯(lián)設(shè)置。濾波器10具有輸入端16和輸出端18。
濾波器10包括由氣體避雷器20形成的第一抑制裝置、由PTC(正溫度系數(shù))電阻器28和30形成的限流裝置、由電感器38和40以及電容器42組成的RF濾波器36、由瞬變抑制二極管46形成的第二抑制裝置、以及由變阻器22和24形成的進(jìn)一步抑制裝置。
氣體避雷器20位于線路22和24之間線路濾波器10的輸入端16處。氣體避雷器20也連接到地線26。
PTC電阻器28和30分別地串聯(lián)設(shè)置在線路22和24中，并位于氣體避雷器20之后。
變阻器32跨接在線路22和地線26之間。變阻器34跨接在線路24和地線26之間。變阻器32和34分別位于PTC電阻器28和30之后。
電感器38和40分別處在變阻器32和34之后，并串聯(lián)設(shè)置在線路22和24中。電容器42跨接在線路22和24之間，并位于電感器38和40之后。實(shí)際上，電感器38和40與電容器42對(duì)于線路22和24上信號(hào)起著低通濾波器的作用。
瞬變抑制二極管46跨接在線路22和24之間，處在電容器42之后并與其并聯(lián)。
在使用中，濾波器10位于線路22和線路24與采用這些線路的設(shè)備如傳真機(jī)或數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器之間。濾波器10的輸入端16連接到線路22和24，且其輸出端18連接到所述通信設(shè)備。
在正常操作情況下，沿線路22和24傳輸?shù)男盘?hào)的電壓和電流相對(duì)較小，并且其頻率也較低。所以，這樣的信號(hào)不會(huì)啟動(dòng)氣體避雷器20、變阻器32和34或瞬變抑制二極管46。而且，由于該信號(hào)頻率相對(duì)較低，所以它會(huì)基本上無(wú)衰減地通過(guò)濾波器36。
同樣地，這種低電壓和小電流的信號(hào)不會(huì)在PTC電阻器28和30中耗散能量。因此，使PTC電阻器28和30的電阻較低，且不會(huì)使信號(hào)顯著衰減。
線路12和14中浪涌電流由PTC電阻器28和30來(lái)抑制。電流的增大會(huì)在PTC電阻器28和30中消耗更多的能量，其結(jié)果是不僅升高PTC電阻器28和30的溫度也由此增加了它們的電阻。從而，減小了流經(jīng)電阻器28和30的電流。于是，濾波器10有助于減少由于浪涌電流在數(shù)據(jù)通信線路中引起的差錯(cuò)。
射頻噪聲具有較高的頻率，因此會(huì)被低通濾波器36濾除。所以，濾波器10就抑制了射頻噪聲，從而幫助減少了通信中的誤碼率。
高壓浪涌能夠嚴(yán)重?fù)p害傳真機(jī)和數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器，因?yàn)檫@些通信設(shè)備常常沒(méi)有足夠的浪涌防護(hù)電路。如果線路22和24中的電壓超過(guò)瞬變抑制二極管46的啟動(dòng)電壓，該啟動(dòng)電壓最好大于電話線路上的常規(guī)電平，則瞬變抑制二極管46會(huì)啟動(dòng)并且從線路22和24上吸取部分能量，從而保護(hù)了輸出端10所接設(shè)備不受該電壓的損害。在不被損壞之前，瞬變抑制二極管所能夠吸取的能量一般受限制，然而與氣體避雷器相比，它們具有較短的響應(yīng)時(shí)間和低啟動(dòng)電壓?？紤]到這一點(diǎn)，在濾波器36后面放置瞬變抑制二極管46是有益的，因?yàn)殡姼衅?8和40以及電容器42會(huì)存貯線路22和24中的一些能量，從而可以減少在電壓瞬變時(shí)由瞬變抑制二極管46吸取的能量。在電壓瞬變結(jié)束后，存貯在電感器38和40以及電容器42中的能量會(huì)釋放并由瞬變二極管46吸收。
隨著線路22和24中電壓的不斷升高，變阻器32和34會(huì)啟動(dòng)，再?gòu)木€路22和24中吸取部分能量。不僅變阻器32和34從線路22和24中吸取了部分能量，在PCT電阻器28和30中也會(huì)消耗能量。由于PCT電阻28和30中的能量消耗，它們的正溫度系數(shù)使得它們的電阻增大。PCT電阻器28和30的作用分別消耗了線路22和24中的多余能量，也為變阻器32和34提供了過(guò)載保護(hù)。
隨著線路22和24中電壓的進(jìn)一步升高，當(dāng)它會(huì)超過(guò)氣體避雷器20的啟動(dòng)電壓時(shí)，氣體避雷器20將啟動(dòng)。一旦啟動(dòng)，氣體避雷器20會(huì)在線路22和24以及地線之間起到有效的短路作用，防止高瞬變電壓到達(dá)輸出端10所接設(shè)備。氣體避雷器20具有較大的功率容量，它能夠吸取高電壓而不受損害。
為了比較說(shuō)明，瞬變抑制二極管46的響應(yīng)時(shí)間一般在1ps左右，變阻器的響應(yīng)時(shí)間一般為1μs，氣體避雷器的響應(yīng)時(shí)間一般為1ms左右。采用三級(jí)啟動(dòng)來(lái)抑制瞬變電壓，不僅響應(yīng)時(shí)間短，而且不會(huì)損害所使用的抑制器件。如上所述，將瞬變抑制二極管46放置在濾波器36之后，由于電感器38和40以及電容器42的能量存貯特性，所以對(duì)二極管46提供了附加保護(hù)。
因此，本實(shí)施例的濾波器10提供了對(duì)浪涌電壓的防護(hù)，并通過(guò)濾除RF噪聲和限制浪涌電流而有助于提高數(shù)據(jù)通信傳輸率。
權(quán)利要求
1．一種用于雙股數(shù)據(jù)通信線的濾波器，該濾波器的輸入端用于連接所述數(shù)據(jù)通信線，而其輸出端用于連接諸如調(diào)制解調(diào)器或傳真機(jī)等的通信設(shè)備，該濾波器包括第一抑制裝置，鄰接于所述輸入端，用于吸收所述數(shù)據(jù)通信線上的瞬變高壓；限流裝置，設(shè)置在所述第一抑制裝置之后，串聯(lián)在各條數(shù)據(jù)通信線中；射頻(RF)濾波裝置，設(shè)置在所述限流裝置之后，包括能量存貯器；第二抑制裝置，設(shè)置在所述RF濾波裝置之后，用于吸收所述數(shù)據(jù)通信線上的瞬變高壓；所述第二抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間小于所述第一抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間。
2．如權(quán)利要求1所述的濾波器，還包括進(jìn)一步的抑制裝置，設(shè)置在所述限流裝置之后和所述RF濾波裝置之前，所述的進(jìn)一步抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間介于所述第一和第二抑制裝置的響應(yīng)時(shí)間之間。
3．如權(quán)利要求1或2所述的濾波器，其中，所述進(jìn)一步抑制裝置包括兩個(gè)變阻器，分別接在每條數(shù)據(jù)通信線和地線之間。
4．如前述權(quán)利要求之一所述的濾波器，其中，所述第二抑制裝置包括瞬變抑制二極管。
5．如權(quán)利要求4所述的濾波器，其中，所述瞬變抑制二極管設(shè)置在兩條數(shù)據(jù)通信線之間。
6．如前述權(quán)利要求之一所述的濾波器，其中，所述限流裝置包括PCT電阻器，該P(yáng)CT電阻器串聯(lián)設(shè)置在各條數(shù)據(jù)通信線中。
7．如前述權(quán)利要求之一所述的濾波器，其中，所述第一抑制裝置包括氣體避雷器(gas arrester)。
8．如權(quán)利要求7所述的濾波器，其中，所述氣體避雷器跨接在每條數(shù)據(jù)通信線和地線之間。
9．如前述權(quán)利要求之一所述的濾波器，其中，所述能量存貯器包括至少一個(gè)電感器和一個(gè)電容器。
10．如權(quán)利要求9所述的濾波器，其中，所述RF濾波裝置包括串聯(lián)設(shè)置在各條數(shù)據(jù)通信線中的電感器和設(shè)置在兩條數(shù)據(jù)通信線之間的電容器。
全文摘要
一種用于雙股數(shù)據(jù)通信線的濾波器,該濾波器的輸入端用于連接所述數(shù)據(jù)通信線,而其輸出端用于連接諸如調(diào)制解調(diào)器或傳真機(jī)等的通信設(shè)備,該濾波器包括:鄰接于所述輸入端用于吸收所述數(shù)據(jù)通信線上瞬變電壓的氣體避雷器、在第一抑制裝置之后串聯(lián)在每條數(shù)據(jù)通信線中的PTC電阻器、在PTC電阻器之后的變阻器、在變阻器之后的射頻(RF)濾波器、以及設(shè)置在RF濾波器之后的瞬變抑制二極管。
文檔編號(hào)H04B15/00GK1216170SQ98800080
公開(kāi)日1999年5月5日 申請(qǐng)日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者奈爾·奧斯默斯, 威利·內(nèi)里森 申請(qǐng)人:澳大利亞保護(hù)電子有限公司