CN202841146U - 一种以太网电磁干扰抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种以太网电磁干扰抑制装置，包括：电源模块、信号调制模块、信号处理模块、以太网接口模块；该装置还包括干扰抑制模块；所述干扰抑制模块包括：用于对所述电源模块的电源信号进行滤波，并输出至所述信号处理模块的滤波电路；用于对掺杂在以太网调制信号中的高频电磁干扰信号进行滤除并传送至所述信号处理模块，或将来自所述信号处理模块的信号进行滤波后传送至所述以太网接口模块的抑制电路。采用本实用新型，能有效抑制信号线上的高频电磁干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电磁兼容技术，尤其涉及一种以太网电磁干扰抑制装置。
背景技术
众所周知，几乎所有的电子设备都存在电磁波辐射。在以太网网络中，电子设备的电磁波来源有三种方式：第一种来源的电磁波，由电子设备内部信号线产生，并通过设备之间的缝隙直接传递给设备外部；第二种来源的电磁波，由耦合有高频噪声的外部电源线直接产生；第三种来源的电磁波，由电子设备外部的信号线直接产生。任意一种来源的电磁波都对电子设备产生着电磁干扰，这种电磁干扰主要分为共模干扰和差模干扰。其中，共模干扰主要由空间电磁波辐射在信号线上感应的同方向电压迭加而形成；差模干扰主要由空间电磁场在信号间耦合感应而成。
以太网信号通常由相应的电子设备进行处理并传输，这使以太网信号在传输过程中无法避免地存在着共模干扰和差模干扰，这两种干扰的存在使得以太网信号传输质量变差，因此，抑制甚至消除共模干扰和差模干扰势在必行。
本申请人之前的专利申请CN200920150927.8公开了一种直流电源馈通滤波器，通过对电源进行滤波达到抑制电磁干扰的目的，但是，此滤波器仅能抑制电源线上的电磁干扰，无法抑制信号线上的电磁干扰，而信号线上的差模干扰和共模干扰对以太网信号传输质量起到了主要的破坏作用。可见，能够抑制信号线上的电磁干扰是抑制电磁干扰的重中之重。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种以太网电磁干扰抑制装置，能有效抑制信号线上的高频电磁干扰。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供了一种以太网电磁干扰抑制装置，包括：电源模块、信号调制模块、信号处理模块、以太网接口模块；该装置还包括干扰抑制模块；所述干扰抑制模块包括：
用于对所述电源模块的电源信号进行滤波，并输出至所述信号处理模块的滤波电路；
用于对掺杂在以太网调制信号中的高频电磁干扰信号进行滤除并传送至所述信号处理模块，或将来自所述信号处理模块的信号进行滤波后传送至所述以太网接口模块的抑制电路。
上述方案中，所述滤波电路为π型滤波电路。
其中，所述π型滤波电路包括电感L1、电容C3和电容C4；所述电容C4一端连接所述电源模块，另一端接地；所述电感L1一端连接所述电源模块，另一端连接所述信号处理模块的一个输入端；所述电容C3一端连接所述信号处理模块的一个输入端，另一端接地。
上述方案中，所述以太网接口模块为RJ45接口。
上述方案中，所述信号处理模块包括变压器、电阻和电容。所述变压器为独立隔离变压器、或为集成共模电感变压器。
上述方案中，所述抑制电路包括共模电感L2和共模电感L3；所述共模电感L2一端连接所述信号调制模块的两路调制信号，另一端连接所述信号处理模块中变压器的两个输入端口；所述共模电感L3一端连接所述信号调制模块的另外两路调制信号，另一端连接所述信号处理模块中变压器的另外两个输入端口。
上述方案中，所述抑制电路包括共模电感L2和共模电感L3；所述共模电感L2一端连接所述信号处理模块的两路调制信号，另一端连接所述以太网接口模块；所述共模电感L3一端连接所述信号处理模块的另外两路调制信号，另一端连接所述以太网接口模块。
本实用新型提供的以太网电磁干扰抑制装置，干扰抑制模块中的滤波电路与电源模块连接，并由一个电感和两个电容组成，所述电感将信号线上的低频电磁干扰信号视为小阻抗，将高频电磁干扰信号视为大阻抗，因此，可对掺杂在电源模块中的高频电磁干扰信号进行滤除；而抑制电路由两个相同的共模电感组成，对于高频电磁干扰来说，共模电感相当于一个具有很大电感量的电感，因此，也能够有效抑制掺杂在信号线上的高频电磁干扰。
附图说明
图1为本实用新型以太网电磁干扰抑制装置的组成结构示意图；
图2为本实用新型一实施例以太网电磁干扰抑制装置的电路原理图；
图3为本实用新型另一实施例以太网电磁干扰抑制装置的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的以太网电磁干扰抑制装置，如图1所示，包括电源模块13、信号调制模块14、干扰抑制模块、信号处理模块15和以太网接口模块16；进一步的，干扰抑制模块包括滤波电路171和抑制电路172a、或滤波电路171和抑制电路172b；其中，
电源模块13为装置供电；
信号调制模块14，用于产生以太网调制信号，并传送至所述干扰抑制模块的抑制电路172a或所述信号处理模块15；
信号处理模块15，用于将所述抑制电路172a的信号进行耦合并传送至以太网接口模块16；或将接收到的调制信号传送到所述抑制电路172b；
这里，所述信号处理模块15包括变压器T1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2；参照图2所示，所述变压器T1的输入端口11和输入端口8分别连接所述的滤波电路171的输出端；所述变压器T1的输出端口2连接所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接所述电容C1，所述电容C1的另一端接地；所述变压器T1的输出端口5连接所述电阻R2的一端；所述电阻R2的另一端连接所述电容C2，所述电容C2的另一端接地；所述变压器T1可以采用独立隔离变压器，也可采用集成共模电感变压器；
以太网接口模块16，用于接收来自所述信号处理模块15的信号或来自所述抑制电路172b的信号并传送至外部电子设备；
滤波电路171，用于对所述电源模块13的电源信号进行滤波，并输出至所述信号处理模块15；
抑制电路，具体为抑制电路172a或抑制电路172b；
其中，抑制电路172a，用于接收来自所述信号调制模块15的以太网调制信号，对掺杂在以太网调制信号中的高频电磁干扰信号进行滤除，并传送至信号处理模块15；
抑制电路172b，将来自所述信号处理模块15的信号进行滤波后传送至所述以太网接口模块16；
进一步的，所述滤波电路171可采用π型滤波电路；所述π型滤波电路包括：电感L1、电容C3和电容C4，其中所述电容C4一端连接所述电源模块13，另一端接地；所述电感L1一端连接所述电源模块13，另一端连接所述信号处理模块15的一个输入端；所述电容C3一端连接所述信号处理模块15的一个输入端，另一端接地；电源电流经过所述电容C4将高频成分滤除后，再经过所述电感L1和所述电容C3进行二次滤除。这里，所述电感L1对信号线上的低频电流表现为小阻抗，对高频电流表现为大阻抗，因此，经所述滤波电路171滤波处理后，所述电源模块13可以获得具有较好滤波效果的电源滤波信号。
所述抑制电路为抑制电路172a或抑制电路172b；其中，所述抑制电路172a包括共模电感L2和共模电感L3，所述共模电感L2一端连接所述信号调制模块14的两路调制信号，另一端连接所述信号处理模块15中变压器T1的两个输入端口；所述共模电感L2一端连接所述信号调制模块14的另外两路调制信号，另一端连接所述信号处理模块15中变压器T1的另外两个输入端口。
所述抑制电路172b包括共模电感L2和共模电感L3，所述共模电感L2一端连接所述信号处理模块的两路调制信号，另一端连接所述以太网接口模块；所述共模电感L3一端连接所述信号处理模块的另外两路调制信号，另一端连接所述以太网接口模块。
下面结合图2对本实用新型做进一步的说明，图2所示为以太网电磁干扰装置一实施例的电路原理图，本实施例中，所述以太网接口模块16为RJ45接口；所述干扰抑制模块包括滤波电路171和抑制电路172a；所述信号调制模块14采用以太网调制芯片(IC，Integrated Circuit)，优选并获取调制信号TX1+、TX1-、RX1+和RX1-。
所述共模电感L2一端连接所述调制信号TX1+、TX1-，另一端连接所述变压器T1的输入端口12和输入端口10；所述共模电感L3一端连接所述调制信号RX1+、RX1-，另一端连接所述变压器T1的输入端口9和输入端口7；其中所述调制信号TX1+、TX1-经过所述共模电感L2得到第一路滤波信号，调制信号RX1+和RX1-经过所述共模电感L3得到第二路滤波信号；所述共模电感L2和所述共模电感L3均由具有相同匝数和相同相位的线圈绕制而成。
当所述调制信号电流流经所述共模电感L2和所述共模电感L3时，因同相位绕制的线圈可产生相互抵消的电磁场，所以，调制信号电流可顺利流经所述抑制电路172a；而当掺杂在信号线上的高频电磁干扰电流流经所述共模电感L2和所述共模电感L3时，高频电磁干扰电流会在所述共模电感L2和所述共模电感L3的线圈内产生同向的电磁场，进而增大了线圈的感抗，使所述共模电感L2和所述共模电感L3表现为高阻抗，抑制高频电磁干扰电流的通过。可见，所述共模电感L2和所述共模电感L3能够实现信号线上高频电磁干扰电流的有效滤除。
所述第一路滤波信号、所述第二路滤波信号和所述电源滤波信号，通过所述变压器T1的输入端口7至输入端口12同时输入到所述变压器T1，经过变压器T1的耦合、以及升电压或降电压处理，得到滤波处理信号TX2+、TX2-、RX2+和RX2-；其中滤波处理信号TX2+、TX2-由所述变压器T1的输出端口1和输出端口3输出至RJ45接口，掺杂在第一路滤波信号中的高频电磁干扰信号通过所述变压器T1的输出端口2输出至所述电阻R1和所述电容C1并流向地；滤波处理信号RX2+和RX2-由所述变压器T1的输出端口4和输出端口6输出至RJ45接口，掺杂在第二路滤波信号中的高频电磁干扰信号通过所述变压器T1的输出端口5输出至所述电阻R2和所述电容C2并滤除。
作为图2所示以太网电磁干扰抑制装置一实施例的电路原理图的变形，如图3所示，该实施例无需改变所述装置的组成结构，只需要改变各组成模块的位置布局。
如图3所示，本实施例中，干扰抑制模块包括滤波电路171和抑制电路172b；所述以太网接口模块16为RJ45接口；所述信号调制模块14采用以太网调制芯片IC输出调制信号TX1+、TX1-、RX1+和RX1-；其中调制信号TX1+、TX1-和所述电源滤波信号分别通过所述变压器T1的输入端口12、输入端口10和输入端口11一同输入到所述变压器T1，经过耦合滤除掉部分高频电磁干扰信号，通过所述变压器T1的输出端口2输出至所述电阻R1和所述电容C1直至流向地；经升压或降压处理由所述变压器T1的输出端口1和输出端口3输出调制信号TX2+、TX2-。
本实施例中，所述共模电感L2一端连接所述调制信号TX2+、TX2-，另一端连接所述RJ45接口。当所述调制信号TX2+、TX2-输入所述共模电感L2时，因所述共模电感L2由相同匝数和相同相位的线圈绕制而成，对所述调制信号TX2+、TX2-可产生互相抵消的电磁场，因此对所述调制信号TX2+、TX2-的电流表现为较小的阻抗值，故所述调制信号TX2+、TX2-电流可顺利通过所述共模电感L2，得到信号TX3+、TX3-并经RJ45接口传送至外部电子设备；同时，所述共模电感L2对掺杂在TX2+和TX2-信号线上的高频电磁干扰信号产生同向的电磁场，对高频电磁干扰信号的电流表现为较大阻抗值，能抑制信号线上的高频电磁干扰信号电流通过。
而调制信号RX1+和RX1-和所述电源滤波信号分别通过所述变压器的输入端口9、输入端口7和输入端口8一同输入到所述变压器T1，经过耦合滤除掉掺杂在信号线上的部分高频电磁干扰信号通过所述变压器T1的输出端口5输出至所述电阻R2和所述电容C2直至流向地，经升压或降压处理由所述变压器T1的输出端口4和输出端口6输出信号RX2+、RX2-；
本实施例中，所述共模电感L3一端连接所述信号TX3+、TX3-，另一端连接所述RJ45接口。当输出信号RX2+、RX2-电流流过所述共模电感L3时，因所述共模电感L3由相同匝数和相同相位的线圈绕制而成，对所述信号RX2+、RX2-可产生互相抵消的电磁场，因此对所述信号RX2+、RX2-的电流表现为较小阻抗值，故信号RX2+、RX2-电流可顺利通过所述共模电感L3，得到调制信号RX3+、RX3-，并经RJ45接口传送至外部电子设备；同时，所述共模电感L3对掺杂的RX3+、RX3-信号线上的高频电磁干扰产生同向的电磁场，对高频电磁干扰的电流表现为较大阻抗值，能抑制信号线上高频电磁干扰信号的流过。
本实用新型提供的以太网电磁干扰抑制装置，滤波电路由一个电感和两个电容组成，其中电感可将信号线上的低频电磁干扰信号视为小阻抗，高频电磁干扰信号视为大阻抗，故所述滤波电路对所述电源模块进行了很好的高频滤波。装置中的抑制电路由两个相同的共模电感所组成，共模电感视高频电磁干扰为一个具有很大电感量的电感，因此所述的共模电感对高频电磁干扰具有抑制作用。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种以太网电磁干扰抑制装置，包括：电源模块、信号调制模块、信号处理模块、以太网接口模块；其特征在于，该装置还包括干扰抑制模块；所述干扰抑制模块包括：
用于对所述电源模块的电源信号进行滤波，并输出至所述信号处理模块的滤波电路；
用于对掺杂在以太网调制信号中的高频电磁干扰信号进行滤除并传送至所述信号处理模块，或将来自所述信号处理模块的信号进行滤波后传送至所述以太网接口模块的抑制电路。
2.根据权利要求1所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述滤波电路为π型滤波电路。
3.根据权利要求2所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述π型滤波电路包括电感L1、电容C3和电容C4；
所述电容C4一端连接所述电源模块，另一端接地；所述电感L1一端连接所述电源模块，另一端连接所述信号处理模块的一个输入端；所述电容C3一端连接所述信号处理模块的一个输入端，另一端接地。
4.根据权利要求1、2或3所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述以太网接口模块为RJ45接口。
5.根据权利要求1所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述信号处理模块包括变压器、电阻和电容。
6.根据权利要求5所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述变压器为独立隔离变压器、或为集成共模电感变压器。
7.根据权利要求5所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述抑制电路包括共模电感L2和共模电感L3；
所述共模电感L2一端连接所述信号调制模块的两路调制信号，另一端连接所述信号处理模块中变压器的两个输入端口；所述共模电感L3一端连接所述信号调制模块的另外两路调制信号，另一端连接所述信号处理模块中变压器的另外两个输入端口。
8.根据权利要求5所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述抑制电路包括共模电感L2和共模电感L3；
所述共模电感L2一端连接所述信号处理模块的两路调制信号，另一端连接所述以太网接口模块；所述共模电感L3一端连接所述信号处理模块的另外两路调制信号，另一端连接所述以太网接口模块。
9.根据权利要求5至8任一项所述的以太网电磁干扰抑制装置，其特征在于，所述以太网接口模块为RJ45接口。
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| CN109543215A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-03-29 | 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 | 一种车载以太网滤波电路及控制方法 |
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| CN109543215B (zh) * | 2018-10-12 | 2023-04-25 | 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 | 一种车载以太网滤波电路及控制方法 |
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