一种用于配电终端通信模块的差分信号共模噪声抑制装置

摘要

本发明公开了一种用于配电终端通信模块的差分信号共模噪声抑制装置，包含继随器1、2、3、4和放大器，通过继随器1、2采集差分线路上的噪声信号并传递给放大器，经过放大器组成的电路计算后产生一个与线路上共模噪声相位相反的信号并有继随器2、3注入到差分信号线中，运用负反馈的原理实现共模噪声的抑制，具有传统共模噪声抑制无法实现的高灵敏、小体积的优势，占用空间小，便于安装。

说明书

技术领域

本发明涉及差分线路共模噪声技术领域，具体公开了一种用于配电终端通信模块的差分信号共模噪声抑制装置。

背景技术

在EMI的合规测试实验中，由于总线信号传输延时等因素影响会产生共模噪声，共模噪声通过差分总线溢出设备辐射到空间使EMI测试超标。

共模噪声通过传导、辐射耦合等方式对外传播，对临近设备产生影响，导致临近设备工作紊乱，噪声通过传导进入电网，影响挂接在电网的其它设备。

目前抑制差分信号共模噪声传导辐射的方案主要是在差分信号线路串联由电感、电阻、电容组成的线性滤波器和吸收电路；这种方式增加了线路阻抗，使信号衰减，影响信号的传输速率，并且抑制作用难以预知，器件的选型需要大量试验验证，效果欠佳。

发明内容

为解决上述现有技术存在的不足或缺点，本发明提出了一种用于配电终端通信模块的差分信号共模噪声抑制装置，通过放大器检测差分线上的共模噪声，并反向再注入到差分线上做反馈抑制，使差分信号线上的共模噪声达到需要的指标。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于配电终端通信模块的差分信号共模噪声抑制装置，包含继随器1、2、3、4和放大器，其中：

继随器1，包含运算放大器D1和电阻R1，用于提高共模噪声抑制电路的输入阻抗，降低共模噪声抑制电路对差分线影响；

继随器2，包含运算放大器D2和电阻R2，作用提高共模噪声抑制电路的输入阻抗，降低共模噪声抑制电路对差分线影响；

继随器3，包含运算放大器D4，用于减小共模噪声抑制电路的输出阻抗，提高共模抑制电路的输出能力；

继随器4，包含运算放大器D5，用于减小共模噪声抑制电路的输出阻抗，提高共模抑制电路的输出能力；

放大器，包含运算放大器D3和电阻R3、R5、R6，R3、R5电阻构成放大器D3的负反馈电路，并实现1/2的放大，R6用于放大器偏置电流调节；

其中，运算放大器D1的正向输入端与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一段连接差分总线其中一条线；运算放大器D2的正向输入端与电阻R2的一端相连接，R2的另一段连接差分总线的另一条线；运算放大器D1的反向输入端连接运算放大器的输出并连接R3的一端。运算放大器D2的反向输入端连接运算放大器的输出并连接R4；电阻R3、R4的另一段连接到运算放大器D3的正向输入端；运算放大器D3的反向输入端连接R5的一端，R5的另一端连接放大器D3的输出端；运算放大器的输出端连接运算放大器D4、D5的反向输入端；运算放大器D4的反向输入端连接放大器的输出，并连接差分信号线的一条总线；运算放大器D5的反向输入端连接放大器的输出，并连接差分信号线的另一条总线。

本发明的有益效果：本装置能够并联到差分信号线路中，通过放大器检测差分线上的共模噪声，并反向再注入到差分线上做反馈抑制，使差分信号线上的共模噪声达到需要的指标，由于抑制电路有较大的输入阻抗，相较于传统的被动抑制方式，对差分线路信号的影响较小。

附图说明

图1为本发明用于配电终端通信模块的差分信号共模噪声抑制装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，本发明包含继随器1、2、3、4和放大器，其中：

继随器1，包含运算放大器D1和电阻R1，用于提高共模噪声抑制电路的输入阻抗，降低共模噪声抑制电路对差分线影响；

继随器2，包含运算放大器D2和电阻R2，作用提高共模噪声抑制电路的输入阻抗，降低共模噪声抑制电路对差分线影响；

继随器3，包含运算放大器D4，用于减小共模噪声抑制电路的输出阻抗，提高共模抑制电路的输出能力；

继随器4，包含运算放大器D5，用于减小共模噪声抑制电路的输出阻抗，提高共模抑制电路的输出能力；

放大器，包含运算放大器D3和电阻R3、R5、R6，R3、R5电阻构成放大器D3的负反馈电路，并实现1/2的放大，R6用于放大器偏置电流调节；

运算放大器D1的正向输入端与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一段连接差分总线其中一条线；运算放大器D2的正向输入端与电阻R2的一端相连接，R2的另一段连接差分总线的另一条线；运算放大器D1的反向输入端连接运算放大器的输出并连接R3的一端。运算放大器D2的反向输入端连接运算放大器的输出并连接R4；电阻R3、R4的另一段连接到运算放大器D3的正向输入端；运算放大器D3的反向输入端连接R5的一端，R5的另一端连接放大器D3的输出端；运算放大器的输出端连接运算放大器D4、D5的反向输入端；运算放大器D4的反向输入端连接放大器的输出，并连接差分信号线的一条总线；运算放大器D5的反向输入端连接放大器的输出，并连接差分信号线的另一条总线。

结合附图1，共模噪声抑制电路通过输入继随器采集配电终端通信模块高速RS-485总线上的电压Va、Vb，总线上的共模噪声信号Vc＝1/2(Va+Vb)。设计的差分信号共模噪声抑制电路的输出Vs＝-(R5/R3)Va-(R5/R4)Vb,根据R5、R3、R4的取值，Vs＝-(1/2)(Va+Vb)；通常差分总线上的信号Va和Vb大小相等负号相反，当Va与Vb不平衡时共模噪声Vc不为零，此时共模噪声抑制电路的输出Vs与Vc电平相反并且叠加到差分信号回路中，测量差分线上的共模噪声趋近于零值。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。