阅读说明：本技术 具有滤波功能的传输线 (Transmission line with filtering function ) 是由 谢旻峻 赖瑞宏 于 2019-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种具有滤波功能的传输线,包括：第一电连接部、第二电连接部、导线及滤波装置。第一电连接部用以容置第一端子,并通过第一端子接收第一电信号。导线连接于第一端子及第二电连接部之间。滤波装置设置于第一电连接部,电性连接于第一端子及导线。滤波装置对第一电信号进行滤波操作以提供第二电信号,并将第二电信号通过导线传送至第二电连接部。(The present invention provides a transmission line with a filtering function, comprising: the first electric connection part, the second electric connection part, the conducting wire and the filter device. The first electric connection part is used for accommodating the first terminal and receiving a first electric signal through the first terminal. The wire is connected between the first terminal and the second electric connection part. The filtering device is arranged on the first electric connection part and is electrically connected with the first terminal and the lead. The filtering device filters the first electric signal to provide a second electric signal and transmits the second electric signal to the second electric connection part through the lead.)

具有滤波功能的传输线

技术领域

本发明涉及一种传输线，尤其涉及一种具有滤波功能的传输线。

背景技术

在现有技术中，传输线常用于连接于不同的电子元件之间，并用以在这些电子元件之间传输电信号。在一些应用中，电子元件除了通过传输线将电信号传送至另一电子元件之外，还可能一并将噪音传送过去。由于现有的传输线并不具有抑制噪音的能力，因此电子元件上通常必须设置特定的噪音抑制元件，方能令电信号的传输效能能够不受噪音的影响。

以连接于主机板及面板之间的传输线为例，由于其不具有抑制噪音的能力，因此主机板上需设置有电感/电容滤波器，用以避免来自主机板的噪音通过传输线而被传输至面板。然而，此种作法并无法防止来自面板的噪音被传输至主机板上。

因此，对于本领域技术人员而言，若能设计一种具有滤波功能的传输线，势必能有效地改善以上问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有滤波功能的传输线，其可用以解决上述技术问题。

本发明提供一种具有滤波功能的传输线，包括：第一电连接部、第二电连接部、至少一导线及滤波装置。第一电连接部用以容置至少一第一端子，并通过至少一第一端子接收一第一电信号。各导线连接于至少一第一端子之一及第二电连接部之间。滤波装置设置于第一电连接部，电性连接于各第一端子及各导线。滤波装置对第一电信号进行一滤波操作以提供一第二电信号，并将第二电信号通过至少一导线传送至第二电连接部。

基于上述，本发明提出的传输线可通过设置于其中的滤波装置来对所接收的第一电信号进行滤波操作，从而达到抑制/滤除第一电信号中的特定成分(例如，噪音)的效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依据本发明的一实施例示出的传输线示意图；

图2是依据本发明的一实施例示出的传输线结构图；

图3A是通过设置电容器进行滤波的效能图；

图3B是通过设置串接的电容器及电感器进行滤波的效能图；

图3C是通过图2实施例进行滤波的效能图；

图4A是未设置滤波装置的传输线效能图；

图4B是采用图2的传输线实现滤波功能的传输线效能图；

图5A是未设置滤波装置的传输线效能图；

图5B是采用图2的传输线实现滤波功能的传输线效能图；

图6是依据图2实施例示出的传输线局部结构图；

图7A是未设置滤波装置的传输线效能图；

图7B是采用图6的传输线实现滤波功能的传输线效能图；

图8是在单一端子对中设置有连接于第一端子的多个滤波装置的传输线效能图；

图9是依据本发明的一实施例示出的传输线示意图；

图10A是依据本发明的一实施例示出的传输线结构图；

图10B是依据图10A示出的第一电连接部透视图；

图11A是依据图10A及图10B示出的传输线差模效能图；

图11B是依据图10A及图10B示出的传输线共模效能图。

附图标号说明：

100、200、600、900、1000：传输线

110、210、910、1010：第一电连接部

112、212、912a、912b、1012a、1012b：第一端子

114、214、614、914、1014：滤波装置

120、220、920、1020：第二电连接部

122、222、922a、922b、1022a、1022b：第二端子

130、230、930a、930b、1030a、1030b：导线

214a、614a、10141a：电容部

214b、614b、10141b：电感部

10141：微带线形式滤波器

10142：耦合元件

1110、1120、1130、1140：曲线

E1：第一电信号

E2：第二电信号

具体实施方式

请参照图1，其是依据本发明的一实施例示出的传输线示意图。在图1中，传输线100例如是可连接于电子元件之间的排线，其用于传输SDIO及时脉等信号，但不限于此。如图1所示，传输线100可包括第一电连接部110、第二电连接部120、导线130及滤波装置114。

在本实施例中，各导线130可用于连接第一电连接部110及第二电连接部120。更具体来说，第一电连接部110可用以容置一或多个第一端子(例如第一端子112)，第二电连接部120可用以容置一对应于前述第一端子的第二端子(例如对应于第一端子112的第二端子122)，而各导线130可用于连接彼此对应的第一端子及第二端子。在本发明的实施例中，所提及的第一端子及第二端子例如是本领域技术人员所熟知的金手指，但本发明可不限于此。

为便于说明，彼此对应的第一端子及第二端子可代称为一端子对。基此，图1的传输线100可视为包括5个端子对，而各端子对的结构及运作方式皆相同。因此，以下将仅基于由第一端子112及第二端子122组成的特定端子对进行说明，而本领域技术人员应可据以推得其他端子对的结构及运作方式。

在图1中，各端子对可配置有对应的滤波装置114。以上述特定端子对为例，其可配置有电性连接于第一端子112及导线130的滤波装置114。在一实施例中，滤波装置114可连接于第一端子112，但本发明可不限于此。

在一实施例中，传输线100可用于连接于两个电子元件之间，用以通过各端子对中的滤波装置抑制来自连接于第一电连接部110的电子元件的特定信号成分(例如，噪音)。以上述特定端子对为例，当第一电连接部110连接至一第一电子元件(例如，面板)时，可通过第一端子112接收来自于第一电子元件的第一电信号E1。之后，滤波装置114可对第一电信号E1进行滤波操作以提供第二电信号E2，并将第二电信号E2通过导线130传送至连接于第二电子元件(例如，主机板)的第二电连接部120。更具体来说，第二电信号E2被传送至第二电连接部120中的第二端子122，但本发明可不限于此。在其他实施例中，第一电子元件可为主机板，第二电子元件可为面板或其他装置，端视使用者需求而定。此外，在一些实施例中，第一电子元件及第二电子元件可分别设置于第一电子装置及第二电子装置中。在此情况下，第一电子元件可设置于第一电子装置中用于与第二电子装置的第二电子元件连接的连接端中。

在一实施例中，滤波装置114可通过上述滤波操作抑制第一电信号E1中的噪音，以提供第二电信号E2。具体来说，设计者可通过调整滤波装置114的相关共振特性来令滤波装置114具有低通、高通或带拒滤波器(stopband filter)的特性，从而达到抑制第一电信号E1中的特定频率成分(例如噪音)的效果。藉此，来自第一电子元件(例如，面板)的噪音即不会通过传输线100而被传输至连接于第二电连接部120的第二电子元件(例如，主机板)。

请参照图2，其是依据本发明的一实施例示出的传输线结构图。在本实施例中，传输线200包括第一电连接部210、第二电连接部220、导线230及滤波装置214。

承先前实施例中的说明，传输线200可视为包括5个端子对，而这些端子对皆配置有对应的滤波装置。以包括第一端子212及第二端子222的特定端子对为例，其可配置有滤波装置214。

在本实施例中，滤波装置214例如是连接于第一端子212的微带线形式滤波器，其可包括电容部214a及电感部214b。应了解的是，电容部214a及电感部214b能等效地提供电容器及电感器功能的结构，而非实际的电容器及电感器。在此情况下，当第一端子212接收来自于电子元件的第一电信号时，滤波装置214可通过电容部214a及电感部214b对第一电信号进行滤波操作，以提供第二电信号，并将此第二电信号通过导线230传输至第二端子222。在不同的实施例中，因应于所欲抑制的特定频率(例如噪音)，电容部214a及电感部214b的图样可进行相应的设计，而图2所示的图样例如可用于抑制2.4GHz频段的噪音，但本发明可不限于此。

为佐证本发明传输线的技术效果，以下另基于相关的实验数据作进一步说明。

请参照图3A、图3B及图3C，其中图3A是通过设置电容器进行滤波的效能图，图3B是通过设置串接的电容器及电感器进行滤波的效能图，而图3C是通过图2实施例进行滤波的效能图。

在图3A的情境中，通过具有12pF的电容器(及其寄生电感)来实现滤波的功能。由图3A所示的S(1,1)(即，反射系数(return loss))及S(2,1)(即，穿透系数(insertionloss))可看出，只采用电容器进行滤波的方式虽可达到较大的频宽，但此频宽无法被控制，且可能造成基频信号被滤掉等不良结果。

在图3B的情境中，通过串接的电容器及电感器来实现滤波的功能。由图3B所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，采用串接的电容器及电感器实现滤波功能的方式可达到可控制的频宽。然而，由于串接的电容器及电感器的尺寸过大，故不适于设置在一般的传输线中。

在图3C的情境中，系通过图2的滤波装置214来实现滤波的功能。由图3C所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，滤波装置214除了可将频宽控制在所需的频段(例如2.4GHz)之外，其尺寸亦适于设置在一般的传输线中。

此外，本发明实施例的传输线的效能亦不会受到长度的影响。请参照图4A及图4B，其中图4A是未设置滤波装置的传输线效能图，而图4B是采用图2的传输线实现滤波功能的传输线效能图。在图4A及图4B的情境中，所采用的导线长度例如是70mm。

由图4A所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，对于未设置滤波装置的传输线而言，几乎无法对2.4GHz频段的噪音达到任何抑制的效果。另一方面，从图4B所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，2.4GHz频段的噪音已被有效地抑制。

请再参照图5A及图5B，其中图5A是未设置滤波装置的传输线效能图，而图5B是采用图2的传输线实现滤波功能的传输线效能图。在图5A及图5B的情境中，所采用的导线长度例如是100mm。

由图5A所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，对于未设置滤波装置的传输线而言，几乎无法对2.4GHz频段的噪音达到任何抑制的效果。另一方面，从图5B所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，2.4GHz频段的噪音仍可被有效地抑制。换言之，由图4B及图5B可看出，本发明提出的传输线的效能并不受导线长度影响。

此外，为佐证本发明的传输线的频宽可依需求而调整，以下另辅以图6、图7A及图7B作说明。

请参照图6，其是依据图2实施例示出的传输线局部结构图。在本实施例中，传输线600的结构大致相同于图2的传输线200，惟其中的滤波装置614中的电容部614a及电感部614b的图样已因应于所考虑的900M Hz频段而被相应地调整为所示态样，但本发明可不限于此。

请参照图7A及图7B，其中图7A是未设置滤波装置的传输线效能图，而图7B是采用图6的传输线实现滤波功能的传输线效能图。

由图7A所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，对于未设置滤波装置的传输线而言，几乎无法对900M Hz频段的噪音达到任何抑制的效果。另一方面，从图7B所示的S(1,1)及S(2,1)可看出，900MHz频段的噪音可被有效地抑制。换言之，由图4B、图5B及图7B可看出，本发明提出的传输线的频宽可依需求而调整。

在一些实施例中，对于单一个端子对而言，本发明可通过设置多个连接于第一端子的滤波装置(即，微带线形式滤波器)来达到同时滤除第一电信号中的多个频段信号的效果。

请参照图8，其是在单一端子对中设置有连接于第一端子的多个滤波装置的传输线效能图。在本实施例中，假设本发明传输线的某端子对中设置有连接于第一端子的三个微带线形式滤波器，而其个别可经设计而用于抑制850MHz、1.940GHz及2.450GHz等频段的噪音。由图8的S(1,1)及S(2,1)可看出，本发明的传输线对于上述各频段的信号皆可达到有效的抑制。

在其他实施例中，对于采用差分线进行传输的传输线而言，本发明亦提出了通过在其中设置滤波装置的方式来提供滤波功能的方案。以下将作进一步说明。

请参照图9，其是依据本发明的一实施例示出的传输线示意图。在图9中，传输线900例如是可连接于电子元件之间的排线，并可用于传输PCIe、USB、EDP及MIPI等信号。如图9所示，传输线900可包括第一电连接部910、第二电连接部920、导线930a、930b及滤波装置914。

在本实施例中，导线930a及930b可构成一差分线对，并可用于在第一电连接部910及第二电连接部920之间传输差分信号。如图9所示，第一电连接部910中的第一端子可成对设置，并可通过相应的差分线对连接至第二电连接部920。举例而言，第一电连接部910中成对设置的第一端子912a及912b可分别通过导线930a及930b连接至第二电连接部920中成对设置的第二端子922a及922b。

为便于说明，通过差分线对连接的第一端子及第二端子可代称为一差分端子对。由此可知，图9的传输线900可视为包括5个差分端子对，而各差分端子对的结构及运作方式皆相同。因此，以下将仅基于由第一端子912a、912b、第二端子922a及922b组成的特定差分端子对进行说明，而本领域技术人员应可据以推得其他差分端子对的结构及运作方式。

在图9中，各差分端子对可配置有对应的滤波装置。以上述特定差分端子对为例，其可配置有电性连接于第一端子912a、912b、导线930a及930b的滤波装置914。在一实施例中，滤波装置914可连接于第一端子912a及912b，但本发明可不限于此。

在一实施例中，传输线900可用于连接于两个电子元件之间，用以通过各差分端子对中的滤波装置抑制来自连接于第一电连接部910的电子元件的特定信号成分(例如，噪音)。以上述特定差分端子对为例，当第一电连接部910连接至一第一电子元件(例如，面板)时，可通过第一端子912a及912b接收来自于第一电子元件的第一电信号E1。之后，滤波装置914可对第一电信号E1进行滤波操作以提供第二电信号E2，并将第二电信号E2通过导线930a及930b传送至连接于第二电子元件(例如，主机板)的第二电连接部920。更具体来说，第二电信号E2被传送至第二电连接部920中的第二端子922a及922b，但本发明可不限于此。

在一实施例中，滤波装置914可通过上述滤波操作抑制第一电信号E1中的噪音，以提供第二电信号E2。举例而言，本实施例中的第一电信号E1可包括差模信号及共模信号，而其中的共模信号可视为第一电信号E1中的噪音，并可通过滤波装置914进行抑制/滤除。具体来说，设计者可通过调整滤波装置914的相关共振特性来令滤波装置914具有低通、高通或带拒滤波器的特性，从而达到抑制第一电信号E1中的特定频率成分(例如噪音)的效果。藉此，来自第一电子元件(例如，面板)的噪音即不会通过传输线900而被传输至连接于第二电连接部920的第二电子元件(例如，主机板)。

请参照图10A及图10B，其中图10A是依据本发明的一实施例示出的传输线结构图，而图10B是依据图10A示出的第一电连接部透视图。在本实施例中，传输线1000包括第一电连接部1010、第二电连接部1020、导线1030a、1030b及滤波装置1014。

承先前实施例中的说明，传输线1000可视为包括5个差分端子对，而这些差分端子对皆配置有对应的滤波装置。以包括第一端子1012a、1012b、第二端子1022a及1022b的特定差分端子对为例，其可配置有滤波装置1014。

在本实施例中，滤波装置1014可包括微带线形式滤波器10141及耦合元件10142，其中微带线形式滤波器10141可连接于第一端子1012a及1012b，并可包括电容部10141a及电感部10141b。耦合元件10142可电性连接于第一端子1012a及1012b。在此情况下，当第一端子1012a及1012b接收来自于电子元件的第一电信号(其例如包括差模信号及共模信号)时，滤波装置1014可通过耦合方式将共模信号耦合至耦合元件10142。之后，滤波装置1014可再通过电容部10141a及电感部10141b进行滤波操作，以提供第二电信号。更具体来说，滤波装置1014可通过上述滤波操作而将共模信号滤除，以提供仅包括差模信号的第二电信号。之后，滤波装置1014可将此第二电信号通过导线1030a及1030b传输至第二端子1022a及1022b。

在不同的实施例中，因应于所欲抑制的特定频率(例如噪音)，电容部10141a及电感部10141b的图样可进行相应的设计，而图10B所示的图样例如可用于抑制2.4GHz频段的噪音，但本发明可不限于此。

为佐证本发明传输线的技术效果，以下另基于相关的实验数据作进一步说明。请参照图11A，其是依据图10A及图10B示出的传输线差模效能图。在本实施例中，曲线1110例如是当传输线1000中设置有滤波装置1014时的S21dd曲线(即，差模衰减)，而曲线1120例如是当传输线中未设置有本发明的滤波装置时的S21dd曲线。

由图11A可看出，曲线1110所呈现的衰减大致上皆不高于曲线1120，足见本发明提出的传输线1000可维持(甚至改善)差模信号的传输效能。

请再参照图11B，其是依据图10A及图10B示出的传输线共模效能图。在本实施例中，曲线1130例如是当传输线1000中设置有滤波装置1014时的S21cc曲线(即，共模衰减)，而曲线1140例如是当传输线中未设置有本发明的滤波装置时的S21cc曲线。

由图11B可看出，相较于曲线1140，曲线1130在2.4GHz处(即，虚线框起处)呈现明显衰减，足见本发明提出的传输线1000可用于抑制2.4GHz频段的噪音(即，共模信号)。

综上所述，本发明提出的传输线可通过设置于其中的滤波装置(例如，微带线形式滤波器)来对所接收的第一电信号进行滤波操作，从而达到抑制/滤除第一电信号中的特定成分(例如，噪音)的效果。此外，对于采用差分线进行传输的传输线而言，本发明亦提出了通过在其中设置滤波装置(其例如包括耦合元件及微带线形式滤波器)的方式来提供滤波功能的方案。

藉此，来自连接于第一电连接部的第一电子元件(例如，面板)的噪音即不会通过本发明传输线而被传输至连接于第二电连接部的第二电子元件(例如，主机板)。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。