具体实施方式

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三等”或模块A、模块B、模块C等，仅用于区别类似的对象，或用于区别不同的实施例，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

下面结合图2至图11介绍本发明的各实施例。

首先结合图2介绍本发明各实施例的传统应用场景，图2示出了本发明各实施例的应用场景的结构，其包括：差分信号发送电路31、差分信号接收电路33、滤波电路32和差分线缆34，其中，差分线缆34带有屏蔽层，屏蔽层接地。

差分信号发送电路31发送差模信号，经过左边的滤波电路32过滤共模信号后进入线缆34；差模信号经过差分线缆34传输后被接收，经过右边的滤波电路32再次过滤共模信号后被差分信号接收电路33接收。

在一些实施例中，把差分线缆34替换成不带屏蔽层的线缆。

在一些实施例中，滤波电路32可以为元器件组成的滤波装置或滤波器件。

在一些实施例中，差分信号发送电路31可以为差分信号发送器件或差分信号发送设备，信号接收电路33可以为差分信号接收设备或差分信号接收器件。

在一些实施例中，差分信号发送电路31中包括差分信号输出电路。

在一些实施例中，在左边的滤波电路32后还部署差分信号驱动电路。

差分信号发送电路31可以产生共模信号，向差分信号接收电路33发送；差分信号接收电路33也会额外产生干扰的共模信号，通过差分线缆反向传播至差分信号发送电路31；差分线缆上也可以耦合进来共模信号，向差分信号发送电路31或差分信号接收电路33发送；地平面的噪声也会成为共模信号，向差分信号发送电路31或差分信号接收电路33发送。为了便于描述，对各共模信号按照其耦合进入滤波电路的传输方向进行分类，以滤波电路图2为例，把从滤波电路32输入端进来的向右传输的共模信号记录成为第一共模信号，把从滤波电路32输出端进来的向左传输的共模信号记录成为第二共模信号。本发明各实施例同时用于提高对差分线路中的第一共模信号和第二共模信号的滤波性能。

下面结合附图介绍本发明的一种滤波装置各实施例。

【一种滤波装置实施例一】

一种滤波装置实施例一采用两个串联的共模电感和二者之间的差分线路与地之间连接的一个差模电感组成的装置，对共模信号形成了二级级联滤波，滤波效果较好。

图3A示出了一种滤波装置实施例一的结构，其包括顺序连接的共模电感L1_1、差模电感L2_1和共模电感L1_2，每个共模电感两个线圈中共模信号产生的磁通量相互增强，差模电感两个线圈中共模信号产生的磁通量互相抵消。其中，共模电感L1_1的两个线圈分别串联在装置的输入端1a和1b；差模电感L2_1的两个线圈分别联接在L1_1与L1_2之间的差分线路的两个支路与接地端3a和3b之间；共模电感L1_2的两个线圈分别串联在共模电感L1_1的两个线圈与装置的输出端2a和2b之间。

共模电感L1_1和共模电感L1_2的共模阻抗绝对值(为了表述更直观和更方便，在本文中对电感、电容或包含电感、电容的器件的阻抗的模值，我们也叫做绝对值)均远大于差模电感L2_1的共模阻抗绝对值。差模电感L2_1的差模阻抗绝对值远大于共模电感L1_1和共模电感L1_2的差模阻抗绝对值。

示例地，图3A各共模电感的两个线圈绕向相同，设该两个线圈绕向均为顺时针方向或逆时针方向，则其两个线圈中的共模信号电流方向也均为顺时针方向或逆时针方向。当各共模电感的两个线圈绕向不同，其共模信号电流方向也不同，设该两个线圈绕向一个为顺时针方向，另一个为逆时针，则其两个线圈中的共模信号电流方向一个是顺时针方向，另外一个为逆时针方向。

示例地，图3A差模电感的两个线圈绕向不同，设该两个线圈绕向一个为顺时针方向，另一个为逆时针，则其两个线圈中的共模信号电流方向均为顺时针方向或均为逆时针方向。当差模电感的两个线圈绕向相同时，则其两个线圈中的共模信号电流方向一个是顺时针方向，另外一个为逆时针方向。

装置实施例二的各元器件都是无源器件，装置的输入端与输出端可以互换，而且工作原理相同，下面的描述均假设输入端在图的左边，输出端在图的右边。

图3B1是图3A所示的电路实际应用的效果分析图，第一共模信号从左到右传递。第一共模信号从最左侧的差分信号输出电路1发送出来，经过线缆10到达滤波装置实施例一的输入端1a和1b，然后先后经过滤波装置实施例一的第一滤波模块(图3B1中左边的虚线框内电路)和第二滤波模块(图3B1中右边的虚线框内电路)的共模电感L1_2到达滤波装置实施例一的输出端2a和2b，最后经过线缆20到达负载电路(其在差分线路的两个支路上的负载为R11、R12，组成总负载阻值RL)。

第一滤波模块由共模电感L1_1和差模电感L2_1组成，第二滤波模块由共模电感L1_2和负载阻抗Rl1、Rl2串联组成。其中，第一滤波模块的L2_1与第二滤波模块并联。

设L1_1、L1_2和L2_1的共模阻抗为Z1_c、Z3_c和Z2_c，负载阻抗Rl1、Rl2组成的总阻抗为RL，差分信号输出电路1的输出阻抗为Rs(在差分线路的两个支路上的输出阻抗为Rs1、Rs2，组成的总输出阻值Rs)，第一滤波模块的L2_1与第二滤波模块并联的电路的共模阻抗为Z4_c，第一滤波模块对第一共模信号的衰减为G1L1_c，第二滤波模块对第一共模信号的衰减为G1L2_c，装置实施例一对第一共模信号的衰减为G1L_c，则有：

G1L_c＝G1L1_c*G1L2_c，

其中，

因为Z3_c的绝对值远大于RL，则G1L2_c可以近似为：

又因为Z3_c的绝对值远大于RL，Z3_c的绝对值远大于Z2_c的绝对值，则Z4_c可以近似为：Z4_c≈Z2_c。

又因为Z1_c的绝对值远大于Rs和Z2_c，Z4_c的绝对值约等于Z2_c的绝对值，则GL1_c可以近似为：

装置实施例一对第一共模信号的衰减为G1L_c可以近似认为：

当共模电感L1_1和共模电感L1_2为相同的共模电感时，Z1_c与Z3_c相同，则G1L_c可以近似认为：

如果用分贝(dB)作为衰减的单位，则有：

因为Z1_c的绝对值远大于Z2_c的绝对值和RL，由上式可知，所以G1Lc非常小，即对第一共模信号衰减较大。需要注意的是在本发明各实施例中对数表示的衰减值为负值，其绝对值越大，则衰减越大。

设L1_1、L1_2和L2_1的差模阻抗为Z1_d、Z3_d和Z2_d，负载阻抗Rl1、Rl2组成负载对差模信号的总阻抗也为RL，差分信号输出电路1的对差模信号的阻抗也为Rs，第一滤波模块的L2_1与第二滤波模块并联的电路的差模阻抗为Z4_d，第一滤波模块对差模信号的衰减为G1L1_d，第二滤波模块对差模信号的衰减为G1L2_d，整个装置对差模信号的衰减为G1L_d，则有：

G1L_d＝G1L1_d*G1L2_d，

其中，

因为Z2_d的绝对值远大于Z3_d的绝对值，则Z4_d可近似为：

Z4_d≈Z3_d+RL，

则G1L1_d可近似为：

则G1L_d可近似为

当共模电感L1_1和共模电感L1_2为相同的共模电感时，Z1_d与Z3_d相同，则G1L_c可以近似认为：

如果用分贝(dB)作为衰减的单位，则有：

又因为Z1_d的绝对值和Z3_d的绝对值的最大值与RL和Rs相当，G1L_d接近于0，衰减较小。

图3B2是图3A所示的电路实际应用的另一种效果分析图。其中，第二共模信号从右到左传递。第二共模信号从最右侧的线缆21(或接插件或走线)或负载引入，先后经过第三滤波模块(图3B2中右边的虚线框内电路)和第四滤波模块(图3B2中左边的虚线框内电路)中的共模电感L1_1，到达端子1a，1b，最后通过线缆11到达差分信号输出电路1。

第三滤波模块由共模电感L1_2和差模电感L2_1组成，第四滤波模块由共模电感L1_1和器件阻抗Rs1、Rs2串联组成。

把图3B2中第三滤波模块和第四滤波模块分别看作图3B1中的第一滤波模块和第二滤波模块，且负载阻抗为Rs，利用上述图3B1方法可以得到方法装置实施例一对第二共模信号的衰减为G1R_c可以近似认为：

如果用分贝(d B)作为衰减的单位，则有：

因为Z1_c的绝对值远大于Z2_c的绝对值和Rs，所以G1Rc非常小，对第二共模信号衰减较大，保护了差分信号发送电路。

因为第一共模信号是图3B1中包含差分信号输出电路1的差分信号发送电路31产生的噪声或通过线缆10耦合进来外界干扰或地平面噪声，第二共模信号是图3B2差分信号的负载产生的噪声或通过线缆21耦合进来外界干扰及地平面噪声，本滤波装置实施例对包含差分信号输出电路1的差分信号发送电路31产生的噪声、差分信号的负载(为图2中差分信号接收电路33)产生的噪声、线缆耦合的噪声或地平面噪声等共模信号均具有级联的衰减作用，滤波效果较好。

本滤波装置实施例还通过抑制包含差分信号输出电路1的差分信号发送电路31产生的共模信号有效地减少线缆的对外电磁辐射。

综上，利用共模电感的共模阻抗非常高差模阻抗非常低的特点和差模电感的共模阻抗非常低差模阻抗非常高的特点，滤波装置实施例一的两个串联的共模电感和二者之间一个并联的差模电感组成了级联滤波装置，对差分信号发送电路产生的共模信号进行二级衰减，衰减效果好，而且对差模信号影响小，在一个较宽的带宽内都较好地提高了差分线路信号的信噪比；同时对差分线路负载产生的共模信号也进行二级衰减，保护了差分信号发送电路。装置实施例一的输入端的共模输入阻抗大，不会造成差分信号发送电路负载过大而发热和工作异常。另外，还可以有效滤除地平面噪声和通过线缆上耦合的共模信号，还通过降低数据线缆上的共模信号减少噪声向外辐射。

【一种滤波装置实施例一的具体实施方式】

在本具体实施方式中，以图3C1中的装置为例，使用的差模电感中的两个线圈的绕向相同，且各共模电感与差模电感为相同的扼流圈，均与图3B1中的共模电感L1_1相同，使整个装置的电路元器件简单化和标准化。

因此，在本具体实施方式中，各共模电感的共模阻抗与差模电感的差模阻抗相同，用Z_c表示，各共模电感的差模阻抗与差模电感的共模阻抗相同，用Z_d表示。

又同样设图3C1中的装置右边所接负载的负载阻抗为RL，左边输入差分信号的装置的阻抗为Rs。利用【一种滤波装置实施例一】中的方法，计算本具体实施方式中的装置对第一共模信号的衰减G1L_c、对差模信号的衰减为G1L_d和对第二共模信号的衰减G1R_c，且各衰减均用dB为单位，可以得到类似式(1)、(2)和(3)，但把其中的各共模电感的共模阻抗与差模电感的差模阻抗用Z_c表示，把其中各共模电感的差模阻抗与差模电感的共模阻抗用Z_d表示，则可以得到本具体实施方式中的装置对第一共模信号的衰减G1L_c为：

本具体实施方式中的装置对差模信号的衰减为G1L_d为：

本具体实施方式中的装置对第二共模信号的衰减G1R_c：

示例地，图3C2示出了某单个宽带的共模电感的共模阻抗Z_c和差模阻抗Z_d的数值对比关系，Z_c的绝对值远大于Z_d的绝对值。Z_d的最大值处绝对值与RL、Rs相近，假设Z_d的最大值处绝对值等于RL，且RL等于Rs。代入式(4)、(5)和(6)可以得到，在宽带范围内本具体实施方式对第一共模信号和第二共模信号的衰减较大，对差模信号的衰减较小。

对比图1A、图1B和图1C中公开的差分滤波装置，图1B和图1C比图1A的滤波效果好。下面以图1B和图1C为例，对比本具体实施方式与公开技术的滤波效果。

为了便于对比，图1C图和1B中的各差模电感如本具体实施方式一样，使用两个线圈绕向相同的扼流圈，即与共模电感的扼流圈相同，其连接方式也采用本具体实施方式的方式。

图3C3示出了实测的本具体实施方式的滤波效果图，图3C4示出了实测的图1B的滤波效果图，图3C5示出了实测的图1C的滤波效果图。从图3C3与图3C4或图3C5示出的效果的对比，本具体实施方式的滤波效果比公开的差分滤波装置1B或1C要高20dB，从实际测试上验证了本具体实施方式的滤波效果较好。

综上，本具体实施方式具有对正反两个方向的共模信号均具有二级衰减，衰减效果好，而且工作带宽高。本具体实施方式的输入端的共模输入阻抗大，不会造成差模信号发送器件负载过大而发热和工作异常。

【一种滤波装置实施例二】

一种滤波装置实施例二在一种滤波装置实施例一之后再顺序连接若干个由一个共模电感和一个差模电感组成的电路组合，对共模信号形成多级的级联滤波。

图4A示出了一种滤波装置实施例二的结构，其在滤波装置实施例一之后再顺序连接N-1个共模电感和N-1个差模电感组成。该N-1个共模电感顺序串联在差分线路上，分别编号为L1_3至L1_N+1，其中，每个共模电感的两个线圈分别串联在差分线路的一个支路上；该N-1个差模电感顺序并联在差分线路与地之间，分别编号为L2_2至L2_N，其中，每个差模电感的两个线圈分别联接在差分线路的一个支路与地之间。

示例地，图4A各共模电感的两个线圈绕向相同，设该两个线圈绕向均为顺时针方向或逆时针方向，则其两个线圈中的共模信号电流方向也均为是顺时针方向或逆时针方向。当各共模电感的两个线圈绕向不同，其共模信号电流方向也不同，设该两个线圈绕向一个为顺时针方向，另一个为逆时针方向，则其两个线圈中的共模信号电流方向一个是顺时针方向，另外一个为逆时针方向。

示例地，图4A差模电感的两个线圈绕向不同，设该两个线圈绕向一个为顺时针方向，另一个为逆时针方向，则其两个线圈中的共模信号电流方向均为顺时针方向或均为逆时针方向。当差模电感的两个线圈绕向相同时，则其两个线圈中的共模信号电流方向一个是顺时针方向，另外一个为逆时针方向。

装置实施例二的各元器件都是无源器件，装置的输入端与输出端可以互换，而且工作原理相同，下面的描述均假设输入端在图的左边，输出端在图的右边。

在实际应用中，各共模电感L1_i(i＝1,2,…,N+1)可以相同，也可以不同，各差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)可以相同，也可以不同，但分析方法都是相同的，无论各共模电感L1_i相同或不同，以及无论各差模电感L2_i相同或不同，都是本发明的保护范围，

为了便于描述，设共模电感L1_i相同，其共模阻抗均为Z1_c，差模阻抗均为Z1_d；设差模电感L2_i相同，共模阻抗相同且为Z2_c，差模阻抗均为Z2_d。在宽带范围内，Z1_c的绝对值远大于Z2_c，Z2_d的绝对值远大于Z1_d的绝对值。

图4B1是4A所示的电路实际应用的效果分析图(共模信号从左到右传递的情况)。共模信号从最左侧差分信号输出电路1发送出来，经过线缆10到达端子1a和1b，经过装置实施例二滤波后从端子2a和2b向外发送，经过线缆20到达差分信号的负载，其中，先后经过各第一滤波模块B_i(i＝1，2，...，N)(图4B1中左边的N个虚线框内电路)、第二滤波模块B(图4B1中右边的虚线框内电路)。其中，第一滤波模块B_i都是由共模电感L1_i和差模电感L2_i组成，第二滤波模块B由共模电感L1_N+1和负载阻抗Rl1、Rl2组成，各第一滤波模块B_i的差模电感L2_i与各下一级的滤波模块并联，且并联后的阻抗为Z4_ic。

同样设负载阻抗Rl1、R12组成的总阻抗为RL，差分信号输出电路1的输出阻抗为Rs，各第一滤波模块B_i对共模信号的衰减为G2L1_ic，第二滤波模块B对共模信号的衰减为G2L2_c，整个装置对共模信号的衰减为G2L_c，则有：

其中，

其中，Z4_(N+1)c等于RL。

因为Z1_c的绝对值远大于RL，则G2L2_c可以近似为：

又因为Z1_c的绝对值远大于RL，Z1_c的绝对值远大于Z2_c的绝对值，则可以近似为：

Z4_ic≈Z2_c，i＝1，2，...，N。

又因为Z1_c的绝对值远大于Z2_c和RS，Z4_ic的绝对值约等于Z2_c的绝对值，则G2L1_ic可以近似为：

装置实施例二对第一共模信号的衰减为G2L_c可以近似认为：

如果用分贝(dB)作为衰减的单位，则有：

因为Z1_c的绝对值远大于Z2_c的绝对值和RL，所以G2Lc的绝对值比滤波装置实施例一的G1Lc的绝对值大即对第一共模信号衰减值至少被增大

设各第一滤波模块B_i的L2_i与下级滤波模块并联的电路的差模阻抗为Z4_id，各第一滤波模块B_i对差模信号的衰减为G2L1_id，第二滤波模块B对差模信号的衰减为G2L2_d，整个装置对差模信号的衰减为G2L_d，则有：

其中，

其中，Z4_(N+1)d等于RL。

因为Z2_d的绝对值远大于Z1_d和RL的绝对值，则可近似为：

Z4_id≈(N-i+1)*Z1_d+RL，i＝1，2，...，N。

则：可近似为

如果用分贝(d B)作为衰减的单位，则有：

因为RL、RS和Z1_d的绝对值相当，装置实施例二对差模信号的衰减可控。

图4B2是图4A所示的电路实际应用的另一种效果分析图。其中，第二共模信号从右到左传递。第二共模信号从最右侧的线缆(或接插件或走线)21或负载引入，先后经过各第三滤波模块B_i，i＝1，2，...，N(图4B2中右边的N个虚线框内电路)和第四滤波模块B(图4B2中左边的虚线框内电路)中的L1_1，到达端子1a，1b，最后通过线缆11到达差分信号输出电路1，其中差分信号输出电路1以器件阻抗RS1和RS2表达(Rs1和Rs2组合为Rs)。

第三滤波模块B_i由共模电感L1_N-i+2和差模电感L2_N-i+1组成，第四滤波模块由共模电感L1_1和器件阻抗Rs1、Rs2串联组成。

把图4B2中的第三滤波模块B_i看作为图4B1中的第一滤波模块B_i，把图4B2中的第四滤波模块看作为图4B1中的第二滤波模块B，利用上述图4B1方法可以得到方法装置实施例二对第二共模信号的衰减为G2R_c可以近似认为：

如果用分贝(d B)作为衰减的单位，则有：

因为Z1_c的绝对值远大于Z2_c的绝对值和RS，所以G2Rc绝对值比滤波装置实施例一的GlRc的绝对值增大即对第二共模信号至少衰减被增大保护了差分信号发送电路。

综上，利用共模电感的共模阻抗非常高、差模阻抗非常低的特点和差模电感的共模阻抗非常低、差模阻抗非常高的特点，装置实施例二利用至少三个串联的共模电感和每两个共模电感并联一个差模电感组成的多级级联的滤波装置，对从差分信号发送电路发出的共模信号进行多级衰减，衰减效果在滤波装置实施例一的基础上进一步提高，而且对差模信号影响小，在一个较宽的带宽内都较好地提高了差分线路信号的信噪比；同时对从差分信号的负载引入的和传输过程引入的共模信号起作用，也进行多级衰减，衰减效果更好，保护了差分信号发送电路。另外，还可以对平面噪声和通过线缆上耦合的共模信号也进行了多级滤波，进一步提高差分线路信号的信噪比，还通过级联降低各共模信号进一步减少数据线缆上的噪声向外辐射。

【一种滤波装置实施例二的具体实施方式】

在本具体实施方式中，以图4C中的装置为例，使用的差模电感中的两个线圈的绕向相同，且各共模电感与差模电感为相同的扼流圈，均与图4A中的共模电感L1_1相同，使整个装置的电路元器件简单化和标准化。

因此，在本具体实施方式中，各共模电感的共模阻抗与差模电感的差模阻抗相同，继续用Z_c表示，各共模电感的差模阻抗与差模电感的共模阻抗相同，继续用Z_d表示。

又同样设图4C中的装置右边所接负载的负载阻抗为RL，左边输入差分信号的装置的阻抗为Rs。利用【一种滤波装置实施例二】中的方法，计算本具体实施方式中的装置对第一共模信号的衰减G2L_c、对差模信号的衰减为G2L_d和对第二共模信号的衰减G2R_c，且各衰减均用dB为单位，可以得到类似式(7)、(8)和(9)，但把其中的各共模电感的共模阻抗与差模电感的差模阻抗用Z_c表示，把其中各共模电感的差模阻抗与差模电感的共模阻抗用Z_d表示，则可以得到本具体实施方式中的装置对第一共模信号的衰减G2L_c为：

本具体实施方式中的装置对差模信号的衰减为G2Ld为：

本具体实施方式中的装置对第二共模信号的衰减G2Rc：

继续使用图3C2示例出的宽带的共模电感的共模阻抗Z_c和宽带的共模电感的差模阻抗Z_d的数值对比关系，Z_c的绝对值远大于Z_d的绝对值。本具体实施方式与滤波装置实施例一对比，对第一共模信号和第二共模型号的衰减均增加

【一种滤波装置实施例一和实施例二变体】

上述滤波装置实施例一和滤波装置实施例二是本发明的两种典型的滤波装置，在一些实施例对滤波装置实施例一或滤波装置实施例二进行变体，这些变体对滤波装置实施例一和滤波装置实施例二是相同的，下面以滤波装置实施例二讨论各种变体情况。

在滤波装置实施例二变体一中，对滤波装置实施例二中的各差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的两个线圈分别通过一组合电路接地，该组合电路可以由电阻、电感、电容或二极管组成，最优的方案为电容。图5A1是本发明的滤波装置实施例二变体一的示例的电路结构，其中各差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的两个线圈接分别通过电容C3_2i-1和C3_2i(i＝1,2,…,N)连接装置的接地端3_2i-1和3_2i，各接地端分别连接到地上。

在滤波装置实施例二变体二中，其中滤波装置的两个输入端分别串联一组合电路，用于隔离差分线路输入端的直流信号，该组合电路可以由电阻、电感、电容或二极管组成，最优的方案为电容。图5A2是本发明的滤波装置实施例二变体二的示例的电路结构，其中滤波装置的两个输入端1a和1b分别串联电容C1a和C1b。

在滤波装置实施例二变体三中，其中滤波装置的两个输出端分别串联一组合电路，用于隔离差分线路输出端的直流信号，该组合电路可以由电阻、电感、电容或二极管组成，最优的方案为电容。图5A3是本发明的滤波装置实施例二变体三的示例的电路结构，其中滤波装置的两个输出端2a和2b分别串联电容C2a和C2b。

在滤波装置实施例二变体四中，其中滤波装置的两个输入端与地之间分别联接一二极管或双向二极管，用于差分线路输入端的信号进行限幅，同时防静电。图5B1是本发明的滤波装置实施例二变体四示例的电路结构，其中装置的两个输入端1a和1b与地之间分别联接双向二极管D1b和双向二极管D1a。

在滤波装置实施例二变体五中，其中滤波装置的两个输出端与地之间分别联接一二极管或双向二极管，用于差分线路输出端的信号进行限幅，同时防静电。图5B2是本发明的滤波装置实施例二变体五的示例的电路结构，其中装置的两个输出端2a和2b与地之间分别联接双向二极管D2b和双向二极管D2a。

在滤波装置实施例二变体六中，其中滤波装置的两个输入端与地之间分别联接一差模电感的两个线圈之一，用于对差分线路输入端的第一共模信号进行阻抗匹配。图5C1是本发明的滤波装置实施例二变体六的示例的电路结构，其中装置的两个输入端1a和1b与地之间分别联接差模电感L2_0的一个线圈。

在滤波装置实施例二变体七中，其中滤波装置的两个输出端与地之间分别联接一差模电感的两个线圈之一，用于对差分线路的输出端的第二共模信号进行阻抗匹配。图5C2是本发明的滤波装置实施例二变体七示例的电路结构，其中滤波装置的两个输出端2a和2b与地之间分别联接差模电感L2_N+1的一个线圈。

在滤波装置实施例二变体八中，对滤波装置实施例二的各差模电感的接地端分别进行合并再分别接地，以简化电路，图5D1是本发明的滤波装置实施例二变体八的示例的电路结构图，对每个差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的两个线圈接地端合并为一个节点，编号分别为3_i，各接地端分别连接到地上。

在滤波装置实施例二变体九中，对滤波装置实施例二的各差模电感的接地端进行合并再接地，以简化电路，图5D2是本发明的滤波装置实施例二变体九的示例的电路结构图，对各差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的线圈接地端合并为一个节点，编号分别为3_1，再连接到地上。

在滤波装置实施例二变体十中，对滤波装置实施例二的各差模电感的接地端分别进行合并再通过电容分别接地，以简化电路，图5D3是本发明的滤波装置实施例二变体十的示例的电路结构图，对每个差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的两个线圈接地端合并为一个节点，各节点分别通过电容C3_i连接到编号为3_i的节点，再连接到地上。

在滤波装置实施例二变体十一中，对滤波装置实施例二的各差模电感的接地端进行合并再通过电容接地，以简化电路，图5D4是本发明的滤波装置实施例二变体十一的示例的电路结构图，对各差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的线圈接地端合并为一个节点，再通过电容C3_1连接到编号为3_1的节点上，再连接到地上。

在一些实施例中，把滤波装置实施例二的上述变体一至变体七进行相应的组合，包含其中任意的变体组合，图5E是本发明的滤波装置实施例二变体一至变体七组合的电路结构。

在一些实施例中，把本发明的滤波装置实施例变体八或变体十与变体二至变体七中至少一个变体进行组合，把本发明的滤波装置实施例变体九或变体十一与变体二至变体七中至少一个变体进行组合。

【一种滤波装置实施例三】

一种滤波装置实施例三包括两个串联的共模电感和在二者之间的差分线路的两个支路与地之间分别联接的两个电容，对共模信号形成了二级级联滤波，并且充分利用了多个电感和电容组合的频率特性，滤波效果较好。

图6A示出了一种滤波装置实施例三的电路结构，其包括顺序连接的共模电感L1_1、电容C3a、电容C3b和共模电感L1_2，当每个共模电感两个线圈中流过共模信号时产生的磁通量相互增强。其中，共模电感L1_1的两个线圈分别串联在滤波装置的输入端1a和1b；共模电感L1_2的两个线圈分别串联在共模电感L1_1的两个线圈与滤波装置的输出端2a和2b之间；电容C3a和电容C3b分别联接在两个共模电感之间的差分线路的两个支路与接地端3a和3b之间。

示例地，图6A中各共模电感的两个线圈绕向相同，设该两个线圈绕向均为顺时针方向或逆时针方向，则其两个线圈中的共模信号电流方向也均为是顺时针方向或逆时针方向。当各共模电感的两个线圈绕向不同，其共模信号电流方向也不同，设该两个线圈绕向一个为顺时针方向，另一个为逆时针，则其两个线圈中的共模信号电流方向一个是顺时针方向，另外一个为逆时针方向。

滤波装置实施例三的各元器件都是无源器件，滤波装置的输入端与输出端可以互换，而且工作原理相同，下面的描述均假设输入端在图的左边，输出端在图的右边。

下面先分析装滤波置实施例三对从左向右传播的第一共模信号的滤波效果，其中，共模电感L1_1、电容C3a和电容C3b组成第一级滤波模块C，共模电感L1_2和装置实施例三的负载组成第二级滤波模块D。装置中，电容值和电感值的选择要兼顾考虑多个电感和电容组合的频率特性。

示例地，设L1_1、L1_2参数相同，其共模电感值都是1μH；示例地，C3a和C3b参数相同，容值都是3pF；示例地，滤波装置实施例三的负载电阻为50Ω，上级驱动电路的输出电阻也为50Ω。图6B示出了基于上述示例的数值计算的滤波装置实施例三对第一共模信号的衰减，从图6B中可以看出在500Mhz时，滤波装置实施例三对第一共模信号的衰减值已经是65dB,在1个Ghz时已经超过80dB。

因为滤波装置实施例三是对称的，对从右向左传播的第二共模信号的滤波效果同对第一共模信号的滤波效果。

再分析滤波装置实施例三对从左向右传播的差模信号的滤波效果，示例地，再设L1_1、L1_2的差模电感值都是0.02μH；示例地，C3a和C3b容值都是3pF；示例地，滤波装置实施例三的负载电阻为50Ω，上级驱动电路的输出电阻也为50Ω，图6C示出了基于上述数值的计算的滤波装置实施例三对差模信号的衰减，从图6C可以看出装置实施例三对差模信号影响非常小。

滤波装置实施例三中各种参数设置是一种示例，实际使用根据具体场景进行设计。

综上，一种滤波装置实施例三通过两个串联的共模电感和在二者之间的差分线路与地之间分别联接的两个电容而组成的滤波装置，对共模信号形成了二级级联滤波，并且充分利用了多个电感和电容组合的频率特性，对从差分信号发送电路发出的共模信号进行二级衰减，在一个较宽的带宽内都较好地提高了差分线路信号的信噪比；同时对从差分信号的负载引入的和传输过程引入的共模信号起作用，也进行二级衰减，衰减效果好，保护了差分信号发送电路。另外，还可以对平面噪声和通过线缆上耦合的共模信号也进行了二级滤波，进一步提高差分线路信号的信噪比，还通过级联降低各共模信号进一步减少数据线缆上的噪声向外辐射。

【一种滤波装置实施例四】

一种滤波装置实施例四在滤波装置实施例三之后再顺序连接若干个相同的电路组合，该电路组合由一个共模电感和两个电容组成，对共模信号形成多级的级联滤波。

图7示出了滤波装置实施例四的结构，其在装置实施例三之后再连接N-1个共模电感和2(N-1)个电容组成。该N-1个共模电感顺序串联在差分线路上，分别编号为L1_3至L1_N+1，其中，每个共模电感的两个线圈分别串联在差分线路的一个支路上；该2(N-1)个电容联接在差分线路上，分别编号为C3_3至C3_2N(为了统一编号，图6A中电容C3a和C3b对应本图中的C3_1至C3_2)，其中，每两个共模电感之间的差分线路的每个支路与地之间联接一个电容。

示例地，图7中各共模电感的两个线圈绕向相同，设该两个线圈绕向均为顺时针方向或逆时针方向，则其两个线圈中的共模信号电流方向也均为是顺时针方向或逆时针方向。当各共模电感的两个线圈绕向不同，其共模信号电流方向也不同，设该两个线圈绕向一个为顺时针方向，另一个为逆时针，则其两个线圈中的共模信号电流方向一个是顺时针方向，另外一个为逆时针方向。

滤波装置实施例四的各元器件都是无源器件，滤波装置的输入端与输出端可以互换，而且工作原理相同，下面的描述均假设输入端在图的左边，输出端在图的右边。

下面先分析滤波装置实施例四对从左向右传播的第一共模信号的滤波效果，其中，共模电感L1_i(i＝1,2,…,N)、电容C3_2i-1(i＝1,2,…,N)和电容C3_2i(i＝1,2,…,N)组成第一级滤波模块C，共有N个第一级滤波模块C，一个共模电感L1_N+1和负载组成第二级滤波模块D，对第一共模信号实现N+1级的滤波，与滤波装置实施例三对比，增加了N-1个第一级滤模块C；并且由于电感和电容的增加，我们可以有更多的选择来调节电感和电容组合的频率特性，滤波效果在滤波装置实施例三的基础上进一步提高。

因为滤波装置实施例四是对称的，对从右向左传播的第二共模信号的滤波效果同对第一共模信号的滤波效果，即滤波效果在滤波装置实施例三的基础上进一步提高。

下面再分析滤波装置实施例四对从左向右传播的差模信号的滤波效果，其中，虽然增加了N-1个第一级滤波模块C，但第一级滤波模块C对差模信号的衰减较小，并且，我们也可以调节各电感和电容参数值，优化组合电路的整体频率特性，所以滤波装置实施例四对差模信号影响非常小。

综上，一种滤波装置实施例四通过至少三个串联的共模电感和在每两个相邻共模电感二者之间的差分线路与地之间联接的两个电容组成的滤波装置，对从差分信号发送电路发出的共模信号进行多级衰减，衰减效果在滤波装置实施例三的基础上进一步提高，而且对差模信号影响小，在一个较宽的带宽内都较好地提高了差分线路信号的信噪比；同时对从差分信号的负载引入的和传输过程引入的共模信号起作用也进行多级衰减，衰减效果好，保护了差分信号发送电路。另外，还可以对平面噪声和通过线缆上耦合的共模信号也进行了多级滤波，进一步提高差分线路信号的信噪比，还通过级联降低各共模信号进一步减少数据线缆上的噪声向外辐射。

【一种滤波装置实施例三和装置实施例四的变体】

滤波装置实施例三和滤波装置实施例四也是本发明的两种典型的滤波装置，在一些实施例对滤波装置实施例三或滤波装置实施例四进行变体，这些变体对滤波装置实施例三和滤波装置实施例四是相同的，下面以滤波装置实施例四讨论各种变体情况。

在滤波装置实施例四变体一中，选择一个电阻和一个电容串联的组合电路代替滤波装置实施例四中各电容。

在滤波装置实施例四变体二中，在滤波装置的两个输入端与地之间分别联接一个电容或由一个电阻和一个电容串联的组合电路，实现输入阻抗匹配。

在滤波装置实施例四变体三中，在滤波装置的两个输出端与地之间分别联接一个电容或由一个电阻和一个电容串联的组合电路，实现输出阻抗匹配。

在滤波装置实施例四变体四中，在滤波装置的两个输入端与地之间分别联接一个二极管或双向二极管，实现限幅和防静电。

在滤波装置实施例四变体五中，在滤波装置的两个输出端与地之间分别联接一个二极管或双向二极管，实现限幅和防静电。

在一些实施例中，把上述各滤波装置实施例四的变体一至变体五进行相应的组合，图8示出了本发明的滤波装置实施例四变体一至变体五组合的电路结构。

【一种滤波装置实施例五】

一种滤波装置实施例五把一种滤波装置实施例一或一种滤波装置实施例一的变体或一种滤波装置实施例二或一种滤波装置实施例二的变体中的各共模电感封装一个器件里，其他电路保持不变。

【一种滤波装置实施例六】

一种滤波装置实施例六把一种滤波装置实施例三或一种滤波装置实施例三的变体或一种滤波装置实施例四或一种滤波装置实施例四的变体中的各共模电感封装一个器件里，其他电路保持不变。

图11示出了一种滤波装置实施例六的一个可能的实施方式，把一种滤波装置实施例三的各共模电感封装一个器件里，其他电路保持不变。

下面结合图9A1至图9C2介绍本发明的一种器件装置各实施例。

【器件实施例】

本发明还提供了器件实施例，把各滤波装置实施例的电路封装在一个器件里，实现对共模信号的滤波，其包括器件实施例一、器件实施例二、器件实施例三、器件实施例四和各器件实施例的变体及变体组合。

器件实施例一对应于滤波装置实施例一，图9A1示出了器件实施例一的内部电路结构，其把图3A示出的滤波装置实施例一的共模电感L1_1和L1_2与差模电感L2_1封装在一个器件里。器件实施例一的输入端为1a和1b，输出端为2a和2b，接地端为3a和3b。

器件实施例一的优点同滤波装置实施例一，这里不再赘述。

器件实施例二对应于滤波装置实施例二，图9A2示出了器件实施例二的内部电路结构，其把图4A示出的滤波装置实施例二的各共模电感L1_i(i＝1,2,…,N+1)和差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)封装在一个器件里。器件实施例二的输入端为1a和1b，输出端为2a和2b，有多个接地端，组成N组，分别为差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的线圈提供接地。

器件实施例二的优点同滤波装置实施例二，这里不再赘述。

器件实施例三对应于滤波装置实施例三，图9B1示出了器件实施例三的内部电路结构，其把图6A示出的滤波装置实施例三的共模电感L1_1和L1_2与电容C3a和电容C3b封装在一个器件里。器件实施例三的输入端为1a和1b，输出端为2a和2b，接地端为3a和3b。

器件实施例三的优点同滤波装置实施例三，这里不再赘述。

器件实施例四对应于滤波装置实施例四，图9B2示出了器件实施例四的内部电路结构，其把图7示出的滤波装置实施例四的各共模电感L1_i(i＝1,2,…,N+1)和2N个电容封装在一个器件里。器件实施例二的输入端为1a和1b，输出端为2a和2b，有多个接地端，组成N组，分别为各电容提供接地。

器件实施例四的优点同滤波装置实施例四，这里不再赘述。

各器件实施例不同于常规差分滤波器件的参数特征为：在其工作频率范围内，两个输入端与地之间、两个输出端与地之间对共模信号均为高阻状态。

在一些实施例中，还包括器件实施例的变体。器件实施例一变体及组合，分别对应于滤波装置实施例一变体及组合，把滤波装置实施例一变体或组合中的各种共模电感、差模电感、各种单双向二极管、各种电容和各种电阻封装在一个器件里，对外连接方式与装置实施例一变体或组合对外连接方式相同。

器件实施例二变体及组合，分别对应于滤波装置实施例二变体及组合，把滤波装置实施例二变体或组合中的各种共模电感、差模电感、各种单双向二极管、各种电容和各种电阻封装在一个器件里，对外连接方式与装置实施例二变体或组合对外连接方式相同。

器件实施例三变体及组合，分别对应于滤波装置实施例三变体及组合，把滤波装置实施例三变体或组合中的各种共模电感、差模电感、各种单双向二极管、各种电容和各种电阻封装在一个器件里，对外连接方式与装置实施例三变体或组合对外连接方式相同。

器件实施例四变体及组合，分别对应于滤波装置实施例四变体及组合，把滤波装置实施例四变体或组合中的各种共模电感、差模电感、各种单双向二极管、各种电容和各种电阻封装在一个器件里，对外连接方式与装置实施例四变体或组合对外连接方式相同。

下面以器件实施例二变体为例，对器件实施例的变体或组合进行说明。器件实施例二变体一至十一对应于滤波装置实施例二变体一至十一，器件实施例二变体的组合对应滤波装置实施例二相应的变体的组合。

图9C1示出了器件实施例二变体一至七组合的示例的结构图，对应于滤波装置实施例二变体一至七组合，在器件实施例二的基础上，器件内部又增加了各元部件：各差模电感L2_i的接地电容C2i-1和C2i、输入电容C1a和C1b,输出电容C2a和C3b、阻抗匹配的差模电感L2_0及差模电感L2_N+1、输入限幅的二极管D1a和D1b，输出限幅的二极管D2a和D2b。

图9C2示出了器件实施例二变体十一的结构图，对应于滤波装置实施例二变体十一，对各差模电感L2_i(i＝1,2,…,N)的线圈接地端合并为一个节点，编号分别为3_1，再连接到地上。因此，整个器件实施例的接地端变为1个，简化对外连接方式。

本器件实施例均使用了无源部件，当其为对称电路时，输入端与输出端可以互换。

下面结合图10介绍本发明的一种传输装置实施例。

【传输装置实施例】

本发明还提供了传输装置实施例，用于传播差模信号，其包括差分线缆、差分线缆两端连接的第一装置，第一装置为一本发明的任一器件实施例或其变体或其变体组合，第一装置也可以是任一装置实施例或其变体或其变体组合。其中，差分线缆的屏蔽层可以不接地、通过电感接地、通过磁珠接地。

图10示出了一种传输装置实施例的应用场景的结构，其在图2的基础上增加了两个电感35，在差分线缆34的两端分别通过一个电感35接地。图10虚框内的差分线缆34、2个滤波电路32和2个电感35组成一个传输装置实施例。

公开技术中差分线缆34的屏蔽层接地，主要是为差分线缆34中的共模信号提供回流路径。差分线缆34中的共模信号可以在屏蔽层中感应出方向相反的电流，从而与共模信号叠加后，减少对外辐射。

当滤波电路32使用本申请的滤波装置任一实施例或其变体或其变体组合时，或当滤波电路32使用本申请的滤波器件任一实施例或其变体或其变体组合时，差分线缆34中的共模信号被衰减得非常小，那么差分线缆34上的主要辐射来源为地线耦合到差分线缆34的屏蔽层的共模噪声。此时把差分线缆34的屏蔽层和地之间用电感35隔离，降低地线耦合到差分线缆34的屏蔽层的共模噪声。

图10中差分线缆34的屏蔽层和地之间，还可以通过不接地或者用滤除对应频段的磁珠或其他滤波器件进行隔离。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明保护范畴。