[發明專利]噪聲傳感器

有效

• 申請號: 201510040964.3
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104807537B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 于爾根·斯塔爾;詹斯·戈特爾;托馬斯·杜爾巴姆;亞歷山大·帕維里克;安東·布洛姆;漢斯·哈貝爾施塔特;弗朗斯·潘謝爾
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 范芳茗

技術領域

本發明涉及噪聲傳感器。具體地，本發明非排除性地涉及一種共模噪聲傳感器。

背景技術

電力線上的瞬態噪聲可以表示為相對于保護接地的電勢差。在具有接地連接或沒有接地連接的包括兩條電力線的電源中，瞬態噪聲可以包括共模(CM)噪聲和差模(DM)噪聲。CM噪聲是存在于兩條線路上的對地電勢。DM噪聲可以表示為存在于每一條電力線上具有相反幅值的對地電勢。在典型的應用中，同時存在CM噪聲和DM噪聲。

對很多電子設備應用來說，電磁兼容性是一個重要問題。例如，可能需要確保電磁兼容性以遵守國際標準。此外，很多數字電路對電磁噪聲的敏感度增加也增加了維持電磁兼容性的重要性。

已知無源濾波器可用于減少電磁干擾(EMI)噪聲。無源濾波器便宜且可靠，但是相比提供功能的組件所占據的空間，無源濾波器在印刷電路板(PCB)上可能占據了大量的物理空間。此外，無源濾波器的能耗也不可忽視，因此這種濾波器會降低整個系統的效率。

就PCB空間占據和功率效率而言，可以認為有源濾波器比無源濾波器更有優勢。為主動減少EMI噪聲，必須檢測要對其進行補償的噪聲信號。然而，由于兩種類型的傳導(conducted)噪聲(共模(CM)噪聲和差模(DM)噪聲)要求不同的消除或緩解方法，對于有源濾波器而言感測總的噪聲信號可能是不夠的。因此，可能重要的是，分別感測或確定CM和/或DM噪聲，使得正確地考慮噪聲。

在一些噪聲傳感器中，噪聲傳感器內的相移可能導致共模噪聲信號感測的精確度降低。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種具有單放大路徑的共模噪聲傳感器，包括：

第一端子和第二端子，用于從電源接收相應的第一和第二信號；

放大器級，連接到所述第一端子和第二端子并具有輸出；以及

電阻器網絡，連接到所述放大器級，所述電阻器網絡被布置為使所述放大器級的輸出被配置為提供輸出信號，所述輸出信號中所述第一信號和第二信號中的差模噪聲比所述第一信號和第二信號中的共模噪聲優先被抑制。

提供用于提供代表共模信號噪聲的信號的單放大路徑，這意味著與并行放大路徑所引起的相移有關的困難得到了減輕。此外，通過提供用于從電源接收相應第一信號和第二信號的第一端子和第二端子，共模噪聲傳感器可以直接而非電感性地耦合到電源。避免電感性耦合使共模噪聲傳感器的成本和尺寸得到了降低。電阻器網絡的布置而非耦合到電源的布置使得例如差模噪聲傳感器提供差模噪聲比共模噪聲優先被抑制的輸出信號。

由于所述電阻器網絡的布置，所述放大器級可以消除所述差模噪聲，使得所述輸出信號代表所述共模噪聲。所述輸出信號中共模噪聲與差模噪聲的比值大于10。

所述第一端子和/或第二端子可以被配置為直接連接到和/或電容性耦合到所述電源。所述放大器級可以具有反相輸入和非反相輸入。所述反相輸入可以經由濾波電容器連接到所述第一端子。

所述電阻器網絡中的各電阻器的電阻可以被加權，使得所述放大器級的輸出被配置為提供使所述第一和第二信號中的差模噪聲比所述第一和第二信號中的共模噪聲優先被抑制的輸出信號。

所述電阻器網絡可以包括第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器和第四電阻器中的一個或多個。所述第一電阻器可以與所述濾波電容器串聯在所述第一端子和所述反相輸入之間。所述第二電阻器可以連接在所述放大器級的輸出和所述放大器級的反相輸入之間。所述第三電阻器可以連接在所述放大器級的非反相輸入和接地之間。所述第四電阻器可以連接在所述非反相輸入和所述第二端子之間。所述第一電阻器的電阻R₁可以為：

其中R₂是所述第二電阻器的電阻，R₃是所述第三電阻器的電阻，R₄是所述第四電阻器的電阻。

可以提供在所述非反相輸入和接地之間與所述第三電阻器串聯的接地電容器。所述接地可以是保護接地。所述接地電容器可以是y電容器。

所述電阻器網絡可以包括第五電阻器。所述第一電阻器可以在節點處連接到所述濾波電容器。所述第五電阻器可以連接在所述節點和所述第二端子之間。所述第五電阻器可以被提供在所述放大器級的反相輸入和非反相輸入之間。