专利名称：抑制差动式信号高频数据传输中所产生电磁干扰的装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于抑制数据传输中所产生电磁干扰的装置，及尤其涉及用于抑制差动式信号高频传输中所产生电磁干扰的装置。
背景技术：
近年来，随着计算机、信息以及通信科技的快速进步与发展，计算机主机的中央处理单元(CPU)的数据运算处理能力持续增强。因此，计算机主机相关的输入/输出外围设备的数据输入/输出能力必须等同地增强，才能将计算机中央处理单元快速运算所产生的数据经由连线，例如一般连线、局域网络、或因特网等，而传送至其它计算机、服务器、或各种存储装置予以处理或存储，以便充分发挥且运用计算机的数据快速运算与处理能力。
另一方面，关于计算机本身内部中的数据传输，由于计算机中央处理单元必须将所处理的数据、快速且大量地(即，使用宽的传输频带)传输至计算机中各个单元，例如寄存器、缓冲器、只读存储器、随机存取存储器、快闪式存储器、输入/输出装置、以及各种外围装置。因此，计算机的内部与外部信号传输的设计，对于能够确实有效率地实现与实现计算机快速运算功能至为重要。
由此，在计算机信息科技中发展设计出各种数据传输方式，而其中差动式(differential)信号的高频传输方式为一种主要且具有发展潜力的技术。
此种差动式信号高频传输方式的输入最适合直接连线至换能器或低电平信号。此种差动式传输例如可应用于最新式的计算机信号传输技术，例如外围组件互连(PCIPeripheral Component Interconnect)Express中的外围组件互连总线(PCI Bus)。此种PCI Express为计算机新一代I/O技术的主流。在此种PCI Express技术中，采用差动式信号传输。由于使用差动式传输，因此每两条线路只能传输一个位(bit)，而每两条线路均只能在一个方向中传输而非双向传输，即其中一条信号线为正(Dp)，而另一条信号线为负(Dm)，因此，其发送互为反相的信号。每一个bit的两条线路称为一个“biration”。依据PCI Express技术的规定，一个“biration”的传输速率大约为2.5G bits/s。在实际使用中，需要使用两个“biration”作为传输通路，分别用于上行和下行的传输。此PCI Express传输技术的优点为高度扩展性、高可靠度、良好升级能力、以及低制造成本。
然而，即使在上述所列举的新一代PCI Express I/O技术中，在这些数据传输过程中所产生的电磁干扰(EMIElectric-Magnetic Interference)依旧仍然存在。此种电磁干扰不仅会造成其周围精密电子仪器设备的运行与性能表现的异常，且会损害在其周围附近操作人员的身体健康。因此，这种现有技术数据传输中所产生的电磁干扰仍然为令人困扰的问题。
现举与此差动式传输有关且目前最常使用的随身听为例，以进一步说明其在数据传输中所产生的电磁干扰，以及现有技术中所采用的电磁干扰抑制技术与装置。首先，请参考图1。图1为根据现有技术随身听的结构示意图，其使用差动式技术传输数据。如同于图1中所示，此随身听10包括壳体11、NAND闪存12、USB控制器13、USB传输线14、以及其外接的USB连接器15。此种USB传输线通常为480MHz位/秒传输线。在此现有技术的实例中，在使用USB2.0规格的USB中，当从此随身听将数据传送至主机计算机(Host)端时，其通常的传输速度为480MHz。而如果从USB控制器13直接布线至USB连接器15，则在进行EMI测试中以960MHz的速率传输数据时，其所产生的EMI大约为30dB，超过标准(CISPR CLASS-B10mCBL6112b-2563)大约10dB。
其次，请参考图2。图2为根据现有技术设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图，其中所使用的元件与图1中所使用的大部分相同。如同于图2中所示，为了有效抑制在此种使用USB作数据传输中所产生的EMI，现有技术采用如同图2中所示随身听20中的一种额外设置的共模扼流(commonchoke)装置21，此扼流装置与EMI产生来源、即USB传输线14串连。更具体而言，此图2中的扼流装置21的结构如同于图3的电路图中所示，为由与随身听30中USB传输线34串连的电感器35、或电阻器36或并联的电容器37构成。此外，印刷电路板上尚设有壳体31、NAND闪存32、USB控制器33、以及外接的USB连接器38。依据此种设计原理，通过在EMI的产生来源、即USB传输线34处串连一个此种具有100欧姆阻抗的共模扼流装置，以其所产生的磁场，将此USB传输线在数据传输中所产生的磁场抵消，因此可以大幅抑制此随身听在数据传输中所产生的EMI干扰。然而，此种设计的缺点为此所额外增设扼流装置会占用相当大的空间与体积，以及此扼流装置所导致制造成本的增加。因此，此种现有技术EMI干扰消除抑制装置仍有改善的必要。
发明内容
因此，为改善现有技术的缺点与限制，本发明揭示一种用于抑制差动式信号高频数据传输中所产生电磁干扰所用的装置。在此种所设计的装置中，通过以在一般通常印刷电路板(PCB)工艺中所制、在此例如为随身听装置中的用于数据传输的总线的差动式传输所用的Dp(Data plus)、Dm(Dataminus)式传输线之侧设置一个或多个封闭回路，以实现抑制在数据传输中所产生电磁干扰的目的。因此，当数据以某种频率经由此总线以电流方式传输时，会产生强度变化的磁场与因此所产生磁通量的变化。因此，会在设置于其侧的封闭回路中感应产生变化的电场，而此变化的电场依据电磁学原理，又会在其周围产生所感应的磁场。所以，由封闭回路以此方式所产生的磁场，与此原经由总线流过用于数据传输的电流所产生的磁场可以互相抵消。因此，可以有效抑制经由总线传输数据时所产生电磁干扰(EMI)。
此在上述所设计本发明的用于抑制差动式信号高频传输中所产生电磁干扰的封闭回路的形状，可以视实际情况需要而设计成圆形、矩形、或其它形状，且其个数可以为一个或多个不等。
具体地说，本发明提供一种用于抑制差动式信号高频传输中所产生电磁干扰的装置，其可应用至具有传输线的设备，而将数据在该传输线上传送，该装置包括叠层结构，该叠层结构包括多个绝缘玻璃纤维层；以及多个形成于这些绝缘玻璃纤维层上的封闭线圈回路层；其中，所述封闭线圈回路层的数目等于所述绝缘玻璃纤维层的数目加1，且所述绝缘玻璃纤维层与所述封闭线圈回路层交错地形成该叠层结构。
根据所述的装置，其中该封闭线圈回路层包括至少一个由铜箔制成的封闭线圈回路。
根据所述的装置，其中该封闭线圈回路设置为以围绕该数据传输线，以抑制由于在该数据传输线上传输数据所产生的电磁干扰。
根据所述的装置，其中该封闭线圈回路的形状取决于该数据传输线的设计。
根据所述的装置，其中该封闭线圈回路的数目取决于该数据传输线的设计。
根据所述的装置，其中所述封闭线圈回路层的数目与所述绝缘玻璃纤维层的数目取决于所抑制电磁干扰的目标水平。
通过使用本发明的用于抑制差动式信号高频传输中所产生电磁干扰的装置，可以确实有效地实现抑制电磁干扰的目的，且可以解决现有技术中为抑制电磁干扰增设扼流装置、所需增加的成本与占用的空间与体积的问题。
图1为现有技术随身听的结构示意图；图2为现有技术设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图；图3为现有技术设有电磁干扰抑制装置的随身听的电路图；图4(a)为本发明第一实施例设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图；图4(b)为图4(a)中虚线部分的放大图；图5(a)为本发明第二实施例设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图；图5(b)为本发明第三实施例设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图；图6为本发明实施例的由封闭线圈回路层与绝缘玻璃纤维层所形成堆叠层的部分片段的横截面结构；以及图7为本发明另一实施例即将包括封闭线圈回路与USB传输线的结构装设于随身听中的示意图。
其中，附图标记说明如下10随身听11壳体12NAND闪存13USB控制器
14USB传输线15USB连接器20随身听21共模扼流装置30随身听31壳体32NAND闪存33USB控制器34USB传输线35电感器36电阻器37电容器38USB连接器40随身听41壳体42NAND闪存43USB控制器44USB传输线45USB连接器46封闭线圈回路47封闭线圈回路48绝缘玻璃纤维层49USB传输线50A 随身听50B 随身听51壳体52NAND闪存53USB控制器54USB传输线55封闭线圈回路
56封闭线圈回路57USB连接器60PCB叠层结构61第一封闭线圈回路层62第二封闭线圈回路层63第三封闭线圈回路层64第四封闭线圈回路层65第一绝缘玻璃纤维层66第二绝缘玻璃纤维层67第三绝缘玻璃纤维层70随身听71壳体72NAND闪存73USB控制器74USB传输线75USB连接器76封闭线圈回路层77绝缘玻璃纤维层具体实施方式
本发明的各种特点与优点将由以下的说明并参考附图而更为明显。
现在参考
本发明的各实施例，其中相同符号代表相同元件。
本发明的目的为提供一种用于抑制差动式信号高频数据传输中所产生电磁干扰的装置。
首先，请参考图4(a)。图4(a)为根据本发明第一实施例的设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图。在本实施例中是以随身听中总线数据传输为例说明本发明的装置，但本发明并不受限于此。如同于图4(a)所示，此随身听40包括壳体41、NAND闪存42、USB控制器43、USB传输线44、封闭线圈回路46、以及外接的USB连接器45；其中，此封闭线圈回路45由铜箔线制成，而设置于USB传输线43的周围，其可以视实际情况需要设计成圆形、矩形或其它形状，而其个数可为一个或多个。其次，请参考图4(b)，其显示图4(a)中虚线部分AA的放大图。此图4(b)中矩形实线所示为封闭线圈回路层47，虚线部分为绝缘玻璃纤维层48，而两条直线为USB传输线49、此三者为在制造过程中将相关PCB板蚀刻后所存留的。
通常，在使用USB2.0规格的USB时，从此随身听将数据传送至主机计算机(Host)端的数据传输速率为480MHz。
请参考图5(a)与图5(b)。图5(a)为根据本发明第二实施例设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图。图5(b)为根据本发明第三实施例的设有电磁干扰抑制装置的随身听的示意图。在上述结构中，本发明铜箔线封闭线圈回路是设置于USB传输线周围，其形状可以视实际情况而为圆形，如同图5(a)中所示，或可以为两个类似梯形封闭线圈回路，如同图5(b)中所示。其也可视实际情况需要而设计成其它形状，而其个数可以为一个或多个。在图5(a)中，此随身听50A包括壳体51、NAND闪存52、USB控制器53、USB传输线54、封闭线圈回路55，以及外接的USB连接器57。此外，在图5(b)中，此随身听50B包括壳体51、NAND闪存52、USB控制器53、USB传输线54、封闭线圈回路56，以及外接的USB连接器57。
因此，当数据以某种频率经由此总线以电流方式传输时，会产生强度变化的磁场与因此所产生磁通量的变化。因此，会在设置于其侧的封闭回路中感应产生变化的电场，而此变化的电场依据电磁学原理，又会在其周围产生所感应的磁场。所以，由封闭回路以此方式所产生的磁场，与此原经由总线流过用于数据传输电流所产生的磁场可以互相抵消。因此，可以有效抑制经由总线传输数据时所产生电磁干扰(EMI)。
其次，请参考图6描述为依据本发明实施例的由封闭线圈回路层与绝缘玻璃纤维层所形成堆叠层的部分片段的横截面结构。如同图6中所示，此未经处理的PCB叠层结构60包括第一封闭线圈回路层61、第二封闭线圈回路层62、第三封闭线圈回路层63、以及第四封闭线圈回路层64；而这些第一绝缘玻璃纤维层65、第二绝缘玻璃纤维层66、以及第三绝缘玻璃纤维层67设置于其间，将各封闭线圈回路层绝缘隔离。因此，在上述PCB结构中包括四层封闭线圈回路层与三层绝缘玻璃纤维层。通常，这些电路板的制作材料为FPR4。在此结构中，此PCB板的每一层镂空，其不可接地(Ground)也不可连接电源(VCC)。以下说明本发明中铜箔封闭线圈回路的制造过程。
首先，使用CAD作为工具实施布线(wiring)设计。其次，将所设计的电路转换成Geber文件，此为一种电路图底片文件，其所构成的照片底面已曝光。然后，在此工艺中，使用与一般半导体工艺类似的技术(例如光刻术与蚀刻技术等)将此Geber文件中的底片曝光之后，将各铜箔层上所绘制铜箔线以外的铜箔材料，通过蚀刻工艺去除后，其所剩余的铜箔线即形成封闭回路，而存留于绝缘玻璃纤维层上。最后，再经由压合过程将此PCB板压制而形成此PCB板上的封闭线圈回路层与绝缘玻璃纤维层的堆叠层。
依据一般设计原理，在此上述PCB叠层结构中，其中第一层与第四层铜箔封闭线圈回路层为USB信号传输布线(即Dp与Dm线)、第二层铜箔封闭线圈回路层接地、第三层铜箔封闭线圈回路层连接至电源(VCC)。上述本发明的铜箔封闭线圈回路的制造过程可以合并于一般通常PCB板的工艺中实施，因此，并不会造成额外成本的增加，也不会如同现有现有技术必须增加电容器、电感器、或电阻器等的扼流装置的额外成本，且不会占用所使用装置中的体积与空间，此为本发明的主要优点与特色。
然后，请参考图7。图7为根据本发明另一实施例将此包括封闭线圈回路与USB传输线的结构装设于随身听中的示意图。如同图7中所示，此随身听70包括壳体71、NAND闪存72、USB控制器73、USB传输线74、封闭线圈回路76、绝缘玻璃纤维层77、以及外接的USB连接器75。在此随身听的结构中，这些存储于闪存NAND 72中的数据，在USB控制器73的控制下，经由USB传输线74传输至USB连接器75，再经由此USB连接器传输至计算机主机(Host)(未图示)。在此经由USB传输线74高频数据传输中所产生电磁干扰，被设置于此USB传输线周围封闭线圈回路76所感应产生的磁场所大幅抵消而抑制。
最后，请参考表1与表2。其中，表1为在现有技术的随身听中未加装本发明的封闭线圈回路铜箔线时，在以480MHz、720MHz、以及960MHz通信频率传输信号数据时，根据实际测试所测得的电磁干扰(EMI)值。表2为在随身听中加装本发明的封闭线圈回路铜箔线，在以480MHz、720MHz、以及960MHz通信频率传输信号数据时，根据实际测试所测得的电磁干扰(EMI)值。在此表1与表2中，这些数据传输频率显示于第2栏。第3栏为经由实际测试所得的电磁干扰(EMI)，将这些值与第5栏中所示标准EMI值比较而可获得第4栏中所示的差异值(实际值-标准值)。比较表1与表2的第4栏中的值可知，经由加装本发明的电磁干扰抑制装置，此随身听在高频数据传输中所产生的电磁干扰可大幅降低。因此，本发明确实可以实施其所设计的目的与效果。
在此必须强调说明，在本发明中，虽以随身听中总线数据传输为例说明本发明装置的设计与原理，但本发明的适用范围并不受限于此。而且，本发明的装置主要适合用于抑制高频数据传输中所产生的电磁干扰，但所适用的高频范围并无任何限制。此外，本发明所适用的距离通常不超过5公尺。
表1
表2
综上所述，通过使用本发明的抑制高频数据传输中所产生电磁干扰的装置，确实可以有效实现抑制高频数据传输中所产生的电磁干扰，且可以大幅降低抑制电磁干扰的成本。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，其仅用于说明目的而非用以限制本发明与权利要求所界定范围的内容；凡是其它在未偏离本发明所揭示的精神与范围下所作的等效改变或修饰，均应包含在所附的权利要求所界定的范围中。
权利要求
1.一种用于抑制差动式信号高频传输中所产生电磁干扰的装置，其可应用至具有传输线的设备，而将数据在该传输线上传送，该装置包括叠层结构，该叠层结构包括多个绝缘玻璃纤维层；以及多个形成于所述绝缘玻璃纤维层上的封闭线圈回路层；其中，所述封闭线圈回路层的数目等于所述绝缘玻璃纤维层的数目加1，且所述绝缘玻璃纤维层与所述封闭线圈回路层交错地形成该叠层结构。
2.根据权利要求1的装置，其中该封闭线圈回路层包括至少一个由铜箔制成的封闭线圈回路。
3.根据权利要求2的装置，其中该封闭线圈回路设置为围绕该数据传输线，以抑制由于在该数据传输线上传输数据所产生的电磁干扰。
4.根据权利要求2的装置，其中该封闭线圈回路的形状取决于该数据传输线的设计。
5.根据权利要求2的装置，其中该封闭线圈回路的数目取决于该数据传输线的设计。
6.根据权利要求1的装置，其中所述封闭线圈回路层的数目与所述绝缘玻璃纤维层的数目取决于所抑制电磁干扰的目标水平。
全文摘要
一种用于抑制差动式信号高频数据传输中所产生电磁干扰所用的装置，其包括由封闭线圈回路层与绝缘玻璃纤维层所形成特定形状的叠层结构，而可置于例如随身听的装置中，此结构包括多个绝缘玻璃纤维层以及多个形成于所述绝缘玻璃纤维层上的封闭线圈回路层。所述封闭线圈回路层是由铜箔制成，其设置于随身听中USB传输线的周围，而用于抑制由于USB传输线或其它形式传输线中信号传输所产生的电磁干扰。所述封闭线圈回路层的形状可视实际情形需要设计成圆形、矩形、梯形、或任何其它形状。因此，本发明确实可以有效实现抑制高频数据传输中所产生的电磁干扰，且可以大幅降低抑制电磁干扰的成本。
文档编号H04B15/00GK101094011SQ200610093808
公开日2007年12月26日 申请日期2006年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者彭新治 申请人:奇岩电子股份有限公司