网络信号处理电路的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  2

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网络信号处理电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种网络信号处理电路,包括:至少一条传输线路,所述传输线路具有一第一连接端和一第二连接端;至少二瞬态电压抑制器,每一所述瞬态电压抑制器连接于一接地点和所述传输线路上的一个节点之间,二所述瞬态电压抑制器相并联,且每一所述瞬态电压抑制器所在的线路上串联有一微电阻。本实用新型通过在相并联的二所述瞬态电压抑制器的线路上串联一微电阻,实现并联的两个所述瞬态电压抑制器对雷击信号中的过大电流进行分流,在实现防雷击的同时,可以避免先击穿的瞬态电压抑制器因承受过大电流而烧毁,保证瞬态电压抑制器的稳定性和耐用性。
【专利说明】网络信号处理电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种网络信号处理电路,尤其是指一种具有防雷击功能的网络信号处理电路。
【背景技术】
[0002]RJ电连接器与网络芯片之间通信通过网络信号处理电路中来实现。RJ电连接器在雷雨时节容易遭受雷击,雷击信号容易经由所述网络信号处理电路进入网络芯片,从而导致网络芯片损毁,影响网络芯片与外部电子元件之间的通信。
[0003]因此,有必要设计一种具有防雷击功能的网络信号处理电路,以克服上述问题。

【发明内容】

[0004]本实用新型的创作目的在于提供一种具有良好防雷击功能的网路信号处理电路。
[0005]为了达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种网络信号处理电路,包括:至少一条传输线路,所述传输线路具有一第一连接端和一第二连接端;至少二瞬态电压抑制器,每一所述瞬态电压抑制器连接于一接地点和所述传输线路上的一个节点之间,二所述瞬态电压抑制器相并联,且每一所述瞬态电压抑制器所在的线路上串联有一微电阻。
[0007]进一步,所述微电阻串联于所述瞬态电压抑制器的阳极与所述接地点之间。
[0008]作为优选的方案,网络信号处理电路包括一对以上所述传输线路,每一对所述传输线路上还串联有一共模滤波单元,所述共模滤波单元的一端连接所述第二连接端,另一端则连接至所述节点。
[0009]作为上述方案的进一步改进,每一条所述传输线路上靠近所述第一连接端处还串联有一衰减单元具体地,所述衰减单元为一电阻。
[0010]进一步,每一条所述传输线路上靠近所述第一连接端处还串联有一匹配单元,所述匹配单元包括一耦合电容和带内部寄生电容的一 TVS管,所述耦合电容串联于所述节点和所述衰减单元之间,所述TVS管的一端连接所述传输线路,所述TVS管的另一端接地。
[0011]进一步,所述第一连接端连接一网络芯片,所述第二连接端连接一 RJ45插座。每一所述瞬态电压抑制器的阴极与所述节点之间还连接有整流桥。
[0012]作为另一种实施方式,所述微电阻也可以串联于所述瞬态电压抑制器的阴极与所述节点之间。
[0013]作为可选的一种实施方式,所述匹配单元包括一耦合电容和一补偿电容,所述耦合电容串联于所述节点和所述衰减单元之间,所述补偿电容的两端分别连接所述传输线路和所述接地点。
[0014]与现有技术相比,本实用新型通过在相并联的二所述瞬态电压抑制器的线路上串联一微电阻,实现并联的两个所述瞬态电压抑制器对雷击信号中的过大电流进行分流,在实现防雷击的同时,可以避免先击穿的瞬态电压抑制器因承受过大电流而烧毁,保证瞬态电压抑制器的稳定性和耐用性。
[0015]【【专利附图】

【附图说明】】
[0016]图1为本实用新型网络信号处理电路第一实施例的结构框图;
[0017]图2为本实用新型网络信号处理电路第一实施例的电路原理图;
[0018]图3为本实用新型网络信号处理电路第二实施例的具体电路原理图;
[0019]图4为图3中其中两对传输线路的防雷击单元的电流流向示意图;
[0020]图5为图4中雷击信号电流分流的示意图;
[0021]图6为本实用新型网络信号处理电路第三实施例中防雷击单元的部分电路原理图。
[0022]【【具体实施方式】】
[0023]为便于更好的理解本实用新型的目的、结构、特征以及功效等,现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0024]如图1,为本实用新型网络信号处理电路的第一实施例,用于连接网络芯片和RJ45插座,从右至左依次包括共模滤波单元、防雷击单元、匹配单元和衰减单元。在其它实施例中,所述匹配单元和所述衰减单元的位置可以互换。
[0025]如图2所示,作 为第一实施例的电路原理图,其包括并联的两条传输线路,其中位于上方的第一传输线路具有第一连接端10和第二连接端20,位于下方的第二传输线路具有第一连接端30和第二连接端40。
[0026]首先介绍防雷击单元。请参照图2,所述第一传输线路上具有两个节点al和a2,瞬态电压抑制器Dl的一端连接节点al,瞬态电压抑制器D2的一端连接所述节点a2,其中,所述瞬态电压抑制器Dl的阳极与接地点之间串联有一微电阻R1,所述瞬态电压抑制器D2的阳极与接地点之间串联有一微电阻R2,以此方式,两个瞬态电压抑制器Dl和D2形成并联的关系。在本实施例中,所述微电阻Rl、R2为贴片式电阻元件,在其它实施例中,所述微电阻也可以是传输导线本身电阻特性所形成。
[0027]其次介绍共模滤波单元。请参照图2,本实施例中,第一传输线路和第二传输线路组成的一对线路上还串联有一共模滤波器Tl,所述共模滤波器Tl的一个线圈的两端分别连接第二连接端20和节点a2,另一个线圈的两端分别连接第二连接端40和节点a4。
[0028]最后介绍匹配单元和衰减单元。如图2,所述第一传输线路上靠近所述第一连接端10处还连接有所述匹配单元和所述衰减单元,其中,所述衰减单元为串联于所述第一传输线路上的电阻R50,所述匹配单元包括一耦合电容C4和带内部寄生电容的一 TVS管D10,所述耦合电容C4串联于所述第一传输线路的,所述TVS管DlO的阳极接地、阴极则连接于所述第一传输线路。
[0029]位于下方的所述第二传输线路上的各元件和连接关系与上方的传输线路上的元件和连接关系相同,此处不赘述。
[0030]作为最佳实施方式,第二实施例的具体电路原理图如图3所示,网络信号处理电路包括四对共八条传输线路,所述传输线路具有位于左侧的第一连接端11-18和位于右侧的第二连接端21-28,所述第一连接端11-18连接所述网络芯片,所述第二连接端21-28连接所述RJ45插座,所述第一连接端11-18和所述第二连接端21-28可以互为输入输出端。
[0031]请参照图1和图3,第一对传输线路上的所述共模滤波单元为共模滤波器T20,其串联于所述第一对传输线路,其两个线圈的一端分别连接第二连接端21、22,另一端则分别与一整流桥B1、B2的输入端相连。所述整流桥B1、B2的输出端与一瞬态电压抑制器(TVS)D36的阴极连接,所述瞬态电压抑制器D36的阳极与接地点之间串联有一微电阻R76,此外,所述瞬态电压抑制器D36的阳极还与一电阻R75的一端相连。
[0032]同样地,第二对传输线路上的所述共模滤波单元为共模滤波器T17,其串联于所述第二对传输线路,其两个线圈的一端分别连接第二连接端23、24,另一端则分别与一整流桥B3、B4的输入端相连。所述整流桥B3、B4的输出端与一瞬态电压抑制器(TVS)D31的阴极相连,所述瞬态电压抑制器D31的阳极与接地点之间串联有一微电阻R77,此外,所述瞬态电压抑制器D31的阳极还与一电阻R78的一端相连。
[0033]第三对传输线路上的所述共模滤波单元为共模滤波器T21,其串联于所述第三对传输线路,其两个线圈的一端分别连接第二连接端25、26,另一端则分别与一整流桥B5、B6的输入端相连。所述整流桥B5、B6的输出端与一瞬态电压抑制器(TVS)D38的阴极相连,所述瞬态电压抑制器D38的阳极与接地点之间串联有一微电阻R82,此外,所述瞬态电压抑制器D38的阳极还与一电阻R81的一端相连。
[0034]第四对传输线路上的所述共模滤波单元为共模滤波器T18,其串联于所述第四对传输线路,其两个线圈的一端分别连接第二连接端27、28,另一端则分别与一整流桥B7、B8的输入端相连。所述整流桥B7、B8的输出端与一瞬态电压抑制器(TVS)D37的阴极相连,所述瞬态电压抑制器D37的阳极与接地点之间串联有一微电阻R79,此外,所述瞬态电压抑制器D37的阳极还与一电阻R80的一端相连。
[0035]其中,整流桥BI与整流桥B3的输入端相连,整流桥B2与整流桥B4的输入端相连,整流桥B5与整流桥B7的输入端相连,整流桥B6与整流桥B8的输入端相连。第一对传输线路上的瞬态电压抑制器D38与第二对传输线路上的瞬态电压抑制器D37是并联的关系。所述四对传输线路上的四个电阻R75、R78、R81、R80的另一端彼此电性连通,以此方式,四个所述瞬态电压抑制器D36、D31、D38、D37对地并联,其阴极的电位均相等,也就是说,如图3中所示的节点A、B、C、D点为等电位点。
[0036]每一条所述传输线路上还串联有一匹配单元。现举位于最上方的第一条传输线路作详细说明,所述第一条传输线路上具有一个节点作为所述整流桥BI的一个输入端,该节点与所述匹配单元的一端相连。本实施例作为最佳的实施方式,所述匹配单元包括一耦合电容C74和带内部寄生电容的一 TVS管D46,所述耦合电容C74串联于所述第一条传输线路,所述TVS管D46的一端连接所述第一条传输线路,另一端接地。在其它实施例(未图示)中,所述匹配单元也可以是一耦合电容和一补偿电容,所述耦合电容串联于所述传输线路,所述补偿电容一端连接所述第一条传输线路,另一端接地,即将上述最佳实施方式中所述TVS管D46的位置用一个所述补偿电容取代。
[0037]本实施例中,每一条所述传输线路上靠近所述第一连接端11-18处还串联有一衰减单元,例如所述第一对传输线路的两条线路上分别串联有一电阻R70、R71,所述电阻R70和R71的一端分别与第一连接端11、12相连,用以衰减电压使电压维持在规范所需值。同样地,其它三对传输线路上均设有电阻,且电阻的位置均与所述第一对传输线路上的电阻R70、R71的位置相同。
[0038]正常工作状态下,所述网络芯片和所述RJ45插座之间通过所述网络信号处理电路向相互传送和接收信号。例如在所述第一对传输线路中,所述共模滤波器T20用于抑制传输信号中的共模干扰,所述匹配单元中所述TVS管D46由于带内部寄生电容,因而其电容特性可以补偿高频响应。所述耦合电容C74用于耦合高频信号,所述电阻R70用以衰减电压使电压维持在规范所需值。
[0039]当外部有雷击信号经由所述RJ45插座进入时,所述雷击信号由所述第二连接端21、22流入所述网络信号处理电路,会先经过所述共模滤波器T20,此时所述共模滤波器T20的两个扼流圈产生的磁通量同向相加,扼流圈呈现高阻抗,因而能衰减一部分所述雷击信号,此为第一层防雷击结构,可以防止防雷击单元中的瞬态电压抑制器烧毁。紧接着,剩下的雷击信号经由所述防雷击单元中的所述瞬态电压抑制器D36导入大地,实现第二层防雷击功能。紧接其后的所述TVS管D46可以进一步将雷击信号导入大地,实现第三层防雷击功能。其它三对传输线路中信号传递过程相同,此处不赘述。
[0040]由于制造工艺上的缺陷,每个瞬态电压抑制器的击穿电压会有一定偏差,因而四个所述瞬态电压抑制器D36、D31、D38、D37的击穿电压会不同。随着雷击信号中电压的升高,其中具有较小击穿电压的一个瞬态电压抑制器会先击穿。随着电压的进一步升高,电流也会相应增大,此时,由于四个所述瞬态电压抑制器D36、D31、D38、D37的阳极还分别连接有所述微电阻R76、R77、R82、R79,相互并联的四个所述瞬态电压抑制器D36、D31、D38、D37的阴极电位会升高,也就是如图2中的A、B、C、D四个节点的电位会同时升高,当该电位达到另一个瞬态电压抑制器的击穿电压值时,另一个瞬态电压抑制器反向击穿,雷击信号中的电流会经两个瞬态电压抑制器分流接地。
[0041]现举第一对传输线路和第二对传输线路中的防雷击单元进行更详细的说明。请参照图4和图5,其中的箭头表示雷击电流在电路中的流向。如图4,在雷击信号进入时,并联的两个所述瞬态电压抑制器D36和D31中具有较低击穿电压值的一个会先击穿,例如D36会先击穿。随着电压的进一步升高,电流也会相应增大,此时,电流经过微电阻R76时电流越大,微电阻R76两端电压差越大。由于微电阻R76—端是接地的,该端为零电位点,在其两端电压差增大的情况下,微电阻R76另一端即瞬态电压抑制器D36的阳极电位会升高,同理,所述瞬态电压抑制器D36由于其内部的电阻特性也会导致其两端电压差增大,所述瞬态电压抑制器D36的阴极电位即图3中节点A的电位也会相应升高。由于A和B是等电位的,因而B点电位也会开始上升,当B点电位上升到瞬态电压抑制器D31两端的电压等于或大于瞬态电压抑制器D31的击穿值时,此时瞬态电压抑制器D31会被反向击穿,雷击信号中的过大电流经由并联的两个所述瞬态电压抑制器D36和D31分流导入大地,如图5中所示,从而可以避免先击穿的瞬态电压抑制器D36因承受过大电流而烧毁,保证瞬态电压抑制器的稳定性和耐用性。
[0042]所述微电阻的电阻值可由下述方式得到:瞬态电压抑制器的击穿电压为Vtl,最大击穿电流为IPP,设定耐受电流为II,则所述微电阻的值R=vtl/Il。例如,所选用的瞬态电压抑制器R76的参数为:击穿电压Vtl为:3~4.5V,最大击穿电流IPP为40A,其耐受电流Il为30A。当通过瞬态电压抑制器D36的电流达到其耐受值30A时,我们要让另一个瞬态电压抑制器D31开始分流,则可以在瞬态电压抑制器D36的阳极串联一个微电阻R76,该微电阻 R76 的值为 0.15ohm(4.5V/30A=0.15ohm)。
[0043]图6所示为本实用新型第三种实施例中所述微电阻的不同接法,由于其他元件及各元件的连接关系均与第一实施例中相同,故在该实施例中仅示意了部分元件及连接关系。该实施例中,所述微电阻R5、R6串联于整流桥的输入端之前,也就是电流会先经过微电阻R5、R6流至整流桥的输入端,经整流桥整流后输出至所述瞬态电压抑制器D5的阴极,同样的原理,所述微电阻R7、R8也是串联于所述瞬态电压抑制器D6之前。本实施例与第一实施例、第二实施例中分流原理相同,同样可以实现第一实施例中所述的雷击信号中过大电流经由并联的两个所述瞬态电压抑制器分流,从而避免先击穿的瞬态电压抑制器因承受过大电流而烧毁。
[0044]以上详细说明仅为本实用新型之较佳实施例的说明,非因此局限本实用新型之专利范围,所以,凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化,均包含于本创作之专利范围内。
【权利要求】
1.一种网络信号处理电路,其特征在于,包括: 至少一条传输线路,所述传输线路具有一第一连接端和一第二连接端; 至少二瞬态电压抑制器,每一所述瞬态电压抑制器连接于一接地点和所述传输线路上的一个节点之间,二所述瞬态电压抑制器相并联,且每一所述瞬态电压抑制器所在的线路上串联有一微电阻。
2.如权利要求1所述的网络信号处理电路,其特征在于:所述微电阻串联于所述瞬态电压抑制器的阳极与所述接地点之间。
3.如权利要求1所述的网络信号处理电路,其特征在于:所述微电阻串联于所述瞬态电压抑制器的阴极与所述节点之间。
4.如权利要求1或2或3所述的网络信号处理电路,其特征在于:网络信号处理电路包括一对以上所述传输线路,每一对所述传输线路上还串联有一共模滤波单元,所述共模滤波单元的一端连接所述第二连接端,另一端则连接至所述节点。
5.如权利要求4所述的网络信号处理电路,其特征在于:每一条所述传输线路上靠近所述第一连接端处还串联有一衰减单元。
6.如权利要求5所述的网络信号处理电路,其特征在于:所述衰减单元为一电阻。
7.如权利要求5所述的网络信号处理电路,其特征在于:每一条所述传输线路上靠近所述第一连接端处还串联有一匹配单元,所述匹配单元包括一耦合电容和带内部寄生电容的一 TVS管,所述耦合电容串联于所述节点和所述衰减单元之间,所述TVS管的一端连接所述传输线路,所述TVS管的另一端接地。
8.如权利要求5所述的网络信号处理电路,其特征在于:每一条所述传输线路上靠近所述第一连接端处还串联有一匹配单元,所述匹配单元包括一耦合电容和一补偿电容,所述耦合电容串联于所述节点和所述衰减单元之间,所述补偿电容的两端分别连接所述传输线路和所述接地点。
9.如权利要求1所述的网络信号处理电路,其特征在于:所述第一连接端连接一网络芯片,所述第二连接端连接一 RJ45插座。
10.如权利要求1所述的网络信号处理电路,其特征在于:每一所述瞬态电压抑制器的阴极与所述节点之间还连接有整流桥。
【文档编号】H03H7/09GK203434949SQ201320454749
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】朱德祥, 杨善如 申请人:番禺得意精密电子工业有限公司

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