專利名稱：用于集成調(diào)壓器和收發(fā)機的接合線去耦濾波器的方法和設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子控制器中功能的集成。更具體地，本發(fā)明涉及具有幾乎與隔離效果相同的集成產(chǎn)品中噪音的過濾，集成產(chǎn)品由于在集成設備中實行的電磁抗擾(EMI)的不足而容易受到損害。
背景技術(shù)：
該領(lǐng)域中存在的持續(xù)趨勢是將更多存在于在諸如汽車的應用中使用的電子控制器(ECU)中的功能進行集成。一個實例是結(jié)合在一個集成電路中的調(diào)壓器和控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)收發(fā)機。CAN包括一條總線，許多電子零件通過該總線相連。在汽車型設備中采用的產(chǎn)品的電磁抗擾性能是一個重要參數(shù)，因為對每一個產(chǎn)品的隔離很麻煩并且制造起來更昂貴。
例如，就用貫穿汽車的長導線與具有一條總線的線束相連的ECU來說，所述導線起到高頻天線的作用，因而引入了噪音問題。因此，需要特別留意(例如，采用專用收發(fā)機和好的PCB設計)，以防止這高頻噪音影響ECU的操作。
圖1示出了一個試圖降低ECU不同元件的噪音的現(xiàn)有技術(shù)實例。也就是，在圖1中示出三個集成電路，調(diào)壓器102、CAN收發(fā)機110和微控制器104。在實際應用中，會有遠多于三個的集成電路，但是這里只給出了三個，以免使該圖的意思難懂。
電容器C1 115必需對5伏特電源去耦。此外，該電容器對CAN總線上出現(xiàn)的RF干擾很有效，并且是通過調(diào)壓器的輸出端上的CAN收發(fā)機的輸出級來連接的。與典型調(diào)壓器中使用的電壓反饋一樣，RF電流會干擾它的輸出，但是C1 115將這RF電流引向接地端，不干擾所述5伏特電源。
圖2示出了另一個在集成且克服噪音問題上嘗試的現(xiàn)有技術(shù)。在這個圖中，調(diào)壓器202和CAN收發(fā)機208結(jié)合在一個單片集成電路中。在這個示意圖中還包括了接合線205和206，它們被示作典型地具有1mh的電感的電感器。與圖1相似，典型的集成調(diào)壓器和收發(fā)機會具有更多集成在這一個IC上的功能。
收發(fā)機208內(nèi)部地連接在調(diào)壓器的輸出端上。在低RF頻率(ILF)方面，去耦與圖1中的相同。但是，在高頻率方面，去耦電容器C1 215不再有效，因為5v電源通路中存在著接合線電感L1 207和接地的L2 210。在一定頻率(IHF)之上，調(diào)壓器會受到RF電流的影響，由此干擾5V電源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于提供接合線去耦濾波器的設備和方法，該濾波器確保內(nèi)部電源和內(nèi)部接地端不受任何出現(xiàn)在CAN總線上的RF干擾的影響。該發(fā)明包括向調(diào)壓器的輸出端和收發(fā)機的輸出端這二者加入額外的接合線，以及將他們連接在CAN總線的輸入端和輸出端上，以對RF干擾進行濾波，以便不影響調(diào)壓器。否則，調(diào)壓器的輸出會變得不穩(wěn)，并且它的范圍會變化以致于不利地影響其中安裝了調(diào)壓器和CAN收發(fā)機的集成電路的操作。


通過結(jié)合附圖對以下詳細說明，本發(fā)明的上述和其它特征以及優(yōu)點將變得更加顯而易見，其中圖1示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的電子控制器，其具有分離地安裝的調(diào)壓器、控制器以及CAN收發(fā)機。
圖2示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的電子控制器，其具有集成在單片集成電路上的調(diào)壓器和CAN收發(fā)機。
圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明的去耦濾波器，該濾波器采用與現(xiàn)有的接合線和外部電容器相連的額外的接合線。
圖4示出了所述根據(jù)本發(fā)明的接合線去耦濾波器的細節(jié)部分。
具體實施例方式
在下面的描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，出于說明而不是限制的目的，將闡述諸如特定體系結(jié)構(gòu)、接口、技術(shù)等等之類的具體細節(jié)。然而，本發(fā)明可以在脫離這些具體細節(jié)的其它實施例中實行，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。此外，為了清楚起見，省略了公知設備、電路和方法的詳細說明，以免由于不必要的細節(jié)而使本發(fā)明的描述隱晦。不言而喻，典型地在集成電路上會有其它設備，并且產(chǎn)生噪音且被濾波以便保護其不受噪音影響的設備不限于調(diào)壓器和CAN收發(fā)機。
CAN總線是差動總線，具有高側(cè)CANH和低側(cè)CANL開關(guān)。在傳輸期間，兩個開關(guān)都必須盡可能對稱地切換，以使公共信號最小化，從而使發(fā)射最小化。要注意，在抗擾測試和應用期間，發(fā)射機的發(fā)射與收發(fā)機所經(jīng)受的RF信號相比要低很多。換句話說，主要RF噪音源是在CAN總線上拾取的噪音，而不是來自收發(fā)機自己的傳輸。
圖3是出了根據(jù)本發(fā)明的第一方面而安裝的調(diào)壓器302和CAN收發(fā)機303。與調(diào)壓器和CAN收發(fā)機通信的是微控制器304。
外部電容器315適合于從調(diào)壓器302接收輸出，以保護所述輸出不受RF噪音的影響。該電容器在消除一定的預定高頻率方面特別有用。
第一接合線對305、307的每根線具有相應的第一和第二端，二者在相應的第一端與所述外部電容器315相連，并且第一接合線對305、307的第一接合線307與調(diào)壓器302的輸出端和收發(fā)機303的輸入端相連。第一接合線對的第二接合線305在相應的第二端上與收發(fā)機303的輸出端308和收發(fā)機總線330中的一個相連。
第二接合線對310、312的每根線具有相應的第一和第二端，二者在相應的第一端接地，并且第二接合線對310、312中的第一接合線310在相應的第二端上與收發(fā)機303的輸出端309以及收發(fā)機總線330中的一個相連。第二接合線對的第二接合線312與調(diào)壓器302的接地參考和收發(fā)機303的一個輸入端相連。
第一接合線對305、307和所述第二接合線對310、312都具有預定數(shù)量的電感，典型的是1nH左右，但是這個值可以依據(jù)需要而改變。
正如圖3中可示出的，來自CAN總線330的RF干擾(由虛線I RF所示)能夠通過接合線305向上流動，然后到達電容器315，而不影響CAN收發(fā)機的內(nèi)部輸入。噪音電流I RF也從CAN總線330向下流到接合線310一直到接地。
圖3還示出了以與總線端接電阻器串聯(lián)的形式出現(xiàn)的開關(guān)310、311，這些總線端接電阻器約大于500ohm。這些開關(guān)是靜態(tài)開關(guān)，在操作期間被正常關(guān)閉。只有在總線至接地或電源短路的情況下，這些開關(guān)才會打開，以防止DC電流會耗盡汽車電池。
重申一下，在這個特定應用中，RF電流通路流過接合線305、電容器315和接合線310。接合線305、307、310、312和電容器315構(gòu)成用于集成調(diào)壓器302的去耦濾波器，該去耦濾波器保證內(nèi)部5v電源和內(nèi)部接地端不受在CAN總線上出現(xiàn)的RF干擾的影響。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的集成調(diào)壓器和接合線濾波器400的一個方面。接合線濾波器401包括在第一端上適配以與受到保護而不受RF噪音影響的調(diào)壓器402的一個輸出端相連的第一導線對405、407。優(yōu)選地，該調(diào)壓器和接合線濾波器在單片集成電路中內(nèi)部相連。
第二導線對410、412是在第一端上適配以便接地，該裝置也接地，具有預定電容值的電容器415跨接在第一和第二導線對之間，以便電容器415的第一端連接在第一導線對405、407之間的一個節(jié)點上，并且電容器415的第二端連接在第二導線對410、412之間的一個節(jié)點上。第一導線對和第二導線對都是在第二端上適配以與RF生成裝置330相連，該RF生成裝置330也就是CAN總線330。
要注意的是，雖然其中第一導線對405、407和第二導線對410、412都具有預定的電感值(1nH)，但這個值是能夠根據(jù)需要而改變的。
一種用于本發(fā)明的方法包括像所公開的那樣將去耦濾波器優(yōu)選地安裝在一個集成電路上，例如用于汽車的單片集成電路。
申請人注意到，存在著各種各樣的變型包含在該發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。雖然上述實例中所示的、需要被保護以不受RF噪音影響的設備典型地是一個調(diào)壓器，但本發(fā)明并不限于僅對從調(diào)壓器接收/生成的噪音進行濾波的去耦濾波器，它還可以是另一種電子設備。就CAN收發(fā)機和CAN總線來說，相同的結(jié)論也是正確的，雖然這些是可以接收RF噪音的典型零件，但是它們不是唯一受上述噪音影響的設備，允許所述去耦濾波器與其它設備一起使用。所述調(diào)壓器的值不要求是5伏特左右，所述接合線的電感也不必限于1nH，所述電容器值也不必為100nf，因為這些值可以根據(jù)需要而改變。
權(quán)利要求
1.一種用于對由收發(fā)機303的收發(fā)機總線330接收的RF噪音進行濾波的接合線去耦濾波器300，該收發(fā)機303與受到保護以不受RF噪音影響的裝置302相連，所述濾波器包括外部電容器315，接收受到保護以不受所述RF噪音影響的調(diào)壓器302的輸出；第一接合線對305、307，每根線具有相應的第一和第二端，所述第一接合線對的兩根接合線在相應的第一端與所述外部電容器315相連，并且第一接合線對305、307的第一接合線307在所述相應的第二端上與調(diào)壓器302的輸出端和收發(fā)機303的一個輸入端相連；第一接合線對305、307的第二接合線305在所述相應的第二端上與收發(fā)機303的一個輸出端308和收發(fā)機總線330中的一個相連；第二接合線對310、312，每根線具有相應的第一和第二端，所述第二接合線對的兩根接合線在相應的第一端接地，并且第二接合線對310、312中的第一接合線310在所述相應的第二端上與收發(fā)機303的一個輸出端309和收發(fā)機總線330中的一個相連；第二接合線對的第二接合線312在所述相應的第二端上與調(diào)壓器302的接地參考和收發(fā)機303的一個輸入端相連；其中，所述第一接合線對和所述第二接合線對都具有預定數(shù)量的電感，RF噪音流從第一接合線對的第一接合線305移動到電容器315和第二接合線對的第一接合線310。
2.如權(quán)利要求1所述的設備，其中第一和第二接合線對的每一接合線的預定電感是大約1nH。
3.如權(quán)利要求1所述的設備，其中該收發(fā)機包括控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)收發(fā)機303，并且所述CAN收發(fā)機和受到保護以不受RF噪音影響的調(diào)壓器裝置302在單片集成電路中內(nèi)部地相連。
4.如權(quán)利要求3所述的設備，還包括至少與CAN收發(fā)機303和受到保護以不受RF噪音影響的調(diào)壓器裝置302相連接的微控制器304。
5.如權(quán)利要求3所述的設備，其中所述與收發(fā)機330相連的接地端包括內(nèi)部接地端。
6.一種具有接合線去耦濾波器的電子控制器301，所述電子控制器包括(a)包括調(diào)壓器302的集成電路；控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)收發(fā)機303，其中所述CAN收發(fā)機經(jīng)由CAN總線330接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，所述調(diào)壓器和所述CAN收發(fā)機在所述集成電路中內(nèi)部地相連；與所述調(diào)壓器和所述CAN收發(fā)機二者電相連的電子微控制器304；以及(b)接合線去耦濾波器300，包括與所述調(diào)壓器302的一個輸出端相連的外部電容器315；與所述調(diào)壓器302的一個輸出端和所述CAN收發(fā)機的一個輸入端相連的第一接合線對305、307；在接地端和CAN收發(fā)機的一個輸出端之間連接的第二接合線對310、312；其中所述第一接合線對和所述第二接合線對中的每一個都與所述CAN總線相連；其中所述第一接合線對和所述第二接合線對中的每一個都具有預定數(shù)量的電感。
7.如權(quán)利要求6所述的設備，其中第一和第二接合線對的每一接合線的預定電感是大約1nH。
8.如權(quán)利要求6所述的設備，其中調(diào)壓器302輸出大約5伏特的直流。
9.如權(quán)利要求6所述的設備，其中CAN收發(fā)機的一個輸入級308與CAN總線330和第一接合線對305、307這二者相連。
10.如權(quán)利要求6所述的設備，其中CAN收發(fā)機的輸出級309與CAN總線330和第二接合線對310、312這二者相連。
11.一種集成的接合線濾波器401和調(diào)壓裝置402，包括在第一端上與受到保護以不受RF噪音影響的裝置402的輸出端相連的第一導線對405、407；在第一端上與接地端414相連的第二導線對410、412，所述裝置402也與接地端414相連；以及具有預定電容值的電容器415，跨接在所述第一和第二導線對之間，以便電容器415的第一端連接在第一導線對405、407之間的一個節(jié)點上，電容器415的第二端連接在第二導線對410、412之間的一個節(jié)點上；其中第一導線對405、407和第二導線對410、412都具有預定的電感值；以及其中第一導線對405、407和第二導線對410、412都在第二端上與RF生成裝置303相連。
12.如權(quán)利要求11所述的接合線濾波器，其中RF生成裝置包括一個與生成/接收RF噪音的CAN總線330通信的控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)303。
13.如權(quán)利要求12所述的接合線濾波器，其中接合線濾波器401和調(diào)壓器402在單片集成電路中內(nèi)部地相連。
14.如權(quán)利要求11所述的接合線濾波器，其中CAN收發(fā)機303、調(diào)壓器402以及接合線濾波器401都安裝在一個集成電路上。
15.如權(quán)利要求11所述的接合線濾波器，其中每一接合線的預定數(shù)量的電感包括1nH，電容器的電容包括100nf。
16.如權(quán)利要求14所述的接合線濾波器，其中微控制器304安裝在該集成電路上，通過沿著CAN總線發(fā)射/接收的收發(fā)機來控制汽車的運行。
17.一種用于提供接合線去耦濾波器的方法，包括如下步驟(a)提供一個集成電路，其包括調(diào)壓器302、內(nèi)部地與該調(diào)壓器相連的控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)收發(fā)機303，其中所述CAN收發(fā)機通過CAN總線330來接收/發(fā)射數(shù)據(jù)；(b)安裝與所述調(diào)壓器302和所述CAN收發(fā)機303這二者通信的電子微控制器304；(c)將接合線去耦濾波器300安裝到(i)調(diào)壓器302的一個輸出端，(ii)CAN收發(fā)機303的一個輸入端和輸出端，以及(iii)CAN總線330和接地端，使得在所述CAN總線330上生成/接收的RF噪音被從所述調(diào)壓器302去耦。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該接合線去耦濾波器的安裝包括安裝與所述調(diào)壓器302的一個輸出端相連的外部電容器315；安裝與所述調(diào)壓器的一個輸出端和所述CAN收發(fā)機的一個輸入端相連的第一接合線對305、307；以及安裝在接地端和CAN收發(fā)機的一個輸出端之間相連的第二接合線對310、312；其中所述第一接合線對和所述第二接合線對中的每一個與所述CAN總線相連；其中所述第一接合線對和所述第二接合線對中的每一個都具有預定數(shù)量的電感。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一接合線對和所述第二接合線對中的每一接合線的預定電感是1nH，外部電容器具有大約100nf的電容。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中微控制器304包括一個用于汽車的通過該收發(fā)機沿著CAN總線通信的控制器。
全文摘要
一種用于對來自收發(fā)機303的收發(fā)機總線330的RF噪音進行濾波的接合線去耦濾波器300，該收發(fā)機303與受到保護以不受RF噪音影響的裝置302相連。所述濾波器包括外部電容器315，用于接收受到保護以不受所述RF噪音影響的裝置302的輸出；第一接合線對305、307，每根線具有相應的第一和第二端，所述第一接合線對在相應的第一端與所述外部電容器315相連。第一接合線對305、307的第一接合線307與調(diào)壓器302的一個輸出端相連，所述第一接合線對的第二接合線305在相應的第二端與收發(fā)機總線330相連。第二接合線對310、312的每根線具有相應的第一和第二端，它們在相應的第一端接地，并且在相應的第二端上分別與調(diào)壓器302和收發(fā)機總線330相連。
文檔編號H04B1/00GK1757167SQ200480006104
公開日2006年4月5日 申請日期2004年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者C·G·J·德哈亞斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司