具备同轴缆线供电功能的电子装置的制作方法

本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种具备同轴缆线供电功能的电子装置。

背景技术：

在缆线供电（powerovercoax，简称poc）系统中，主设备可通过其内部的电源电路及低通电路提供电源，且可通过其内部的收发电路及高通电路提供通信资料。主设备可将通信资料加载于电源并通过同轴缆线（coaxialcable）传送至远程设备。而远程设备可通过其内部的低通电路对同轴缆线的信号进行低通滤波以取得电力，且通过其内部的高通电路对同轴缆线的信号进行高通滤波以取得通信资料。如此一来，主设备可通过同轴缆线而达到对远程设备进行供电及通信的目的。

一般来说，主设备的低通电路与远程设备的低通电路通常须采用特定的多个rlc电路的串联组合以达到彼此匹配的效果，从而避免影响资料通信频段（高频段）的阻抗特性，以及防止电源的杂讯通过低通电路传导至同轴缆线而影响通信资料的信号质量。一旦通信资料的信号质量受到影响，将会导致主设备与远程设备之间的通信失败。因此主设备的低通电路与远程设备的低通电路的匹配至关重要，这是影响主设备及远程设备产品质量的关键所在。

然而，主设备与远程设备中的低通电路采用特定的多个rlc电路会使电路的设计复杂化。除此之外，当远程设备进行小型化设计时，多个rlc电路也会因为其元件的密集排列而造成元件之间产生信号干扰，导致电路设计的困难度变高。特别是，如果远程设备采用切换式电源转换电路来对电源进行处理，则切换式电源转换电路的开关切换时所产生的杂讯仍有可能通过这些rlc电路而反馈至同轴缆线，从而干扰通信资料。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种具备同轴缆线供电功能的电子装置，以便解决先前技术中所提及的问题。

本发明的电子装置包括传输埠、低通滤波电路、动态阻抗电路以及切换式电源转换电路。传输埠用于与同轴缆线耦接以进行电源及资料传输运作。低通滤波电路与传输埠耦接以接收来自同轴缆线的混合信号，且对混合信号进行滤波以取得第一电源。动态阻抗电路与低通滤波电路耦接以接收并储存第一电源，并据以提供第二电源。切换式电源转换电路与动态阻抗电路耦接以接收第二电源，且对第二电源的电压进行转换以产生电子装置运作所需的工作电源。动态阻抗电路响应于第二电源的电流量变化而动态地改变动态阻抗电路的阻抗，以防止切换式电源转换电路的杂讯反馈至传输埠。

在本发明的一实施例中，当第二电源的电流响应于切换式电源转换电路的切换运作而大于或等于参考电流值时，动态阻抗电路调高阻抗以将取自第一电源的电流维持在参考电流值，以防止切换式电源转换电路切换运作时所产生的杂讯反馈至传输埠。

在本发明的一实施例中，动态阻抗电路包括限流器以及电容器。限流器耦接在低通滤波电路与切换式电源转换电路之间，用于传输第一电源，且限制取自第一电源的电流。电容器耦接在限流器与接地端之间，用于根据第一电源进行储能，以及与限流器协同运作以提供第二电源。

在本发明的一实施例中，当第二电源的电流小于参考电流值时，限流器将第一电源作为第二电源，以对电容器充电及对切换式电源转换电路供电。

在本发明的一实施例中，当第二电源的电流大于或等于参考电流值时，限流器与电容器提供第二电源以对切换式电源转换电路供电，且限流器将第一电源的电流限制至参考电流值。

在本发明的一实施例中，低通滤波电路为电感器。

在本发明的一实施例中，动态阻抗电路包括双载子接面电晶体及电容器。双载子接面电晶体的射极端与低通滤波电路耦接。双载子接面电晶体的集极端与切换式电源转换电路耦接。双载子接面电晶体的基极端接收参考电压以使双载子接面电晶体为导通状态。电容器耦接在双载子接面电晶体的集极端与接地端之间，用于根据第一电源进行储能，以及与双载子接面电晶体协同运作以提供第二电源。

在本发明的一实施例中，动态阻抗电路包括场效电晶体及电容器。场效电晶体的源极端与低通滤波电路耦接。场效电晶体的汲极端与切换式电源转换电路耦接。场效电晶体的闸极端接收参考电压以使场效电晶体为导通状态。电容器耦接在场效电晶体的汲极端与接地端之间，用于根据第一电源进行储能，以及与场效电晶体协同运作以提供第二电源。

在本发明的一实施例中，动态阻抗电路包括低压降稳压器及电容器。低压降稳压器耦接在低通滤波电路与切换式电源转换电路之间，用于传输第一电源，且限制取自第一电源的电流。电容器耦接在低压降稳压器与接地端之间，用于根据第一电源进行储能，以及与低压降稳压器协同运作以提供第二电源。

基于上述内容，在本发明实施例所提出的电子装置中，动态阻抗电路可防止切换式电源转换电路切换时所产生的杂讯反馈至同轴缆线，以避免干扰同轴缆线上的通信资料。因此，电子装置中的低通滤波电路无须采用多个rlc电路的串联组合来与同轴缆线另一端的主装置的低通滤波电路匹配。如此一来，不仅可降低电子装置的电路设计的困难度及复杂度，更有利于电子装置实现小型化。

为了让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特别列举实施例，并结合附图作详细说明如下。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。

图1是根据本发明一实施例所示出的具备同轴缆线供电功能的电子装置的应用及电路方块示意图。

图2是根据本发明一实施例所示出的动态阻抗电路的电路方块示意图。

图3a及图3b是根据本发明实施例所示出的电子装置汲取电力时的等效电路示意图。

图4是根据本发明一实施例所示出的动态阻抗电路的电路方块示意图。

图5是根据本发明一实施例所示出的动态阻抗电路的电路方块示意图。

图6是根据本发明一实施例所示出的动态阻抗电路的电路方块示意图。

符号说明

100：电子装置

110：传输埠

120：低通滤波电路

130、430、530、630：动态阻抗电路

140：切换式电源转换电路

150：高通滤波电路

160：收发电路

232：限流器

234、434、534、634：电容器

432：低压降稳压器

500：同轴缆线

532：双载子接面电晶体

632：场效电晶体

900：主装置

ds：资料信号

gnd：接地端

ms：混合信号

i1、i2、i3、i3’：电流

ir：参考电流值

pw1：第一电源

pw2：第二电源

pws：工作电源

vref：参考电压。

具体实施方式

为了使本发明的内容可以被更容易理解，以下特别列举实施例作为本发明确实能够以此为依据而实施的范例。另外，凡是可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件，代表相同或类似部件。

以下请参照图1，图1是根据本发明一实施例所示出的具备同轴缆线供电功能的电子装置100的应用及电路方块示意图。如图1所示，主装置900耦接在同轴缆线500的一端，而电子装置100耦接在同轴缆线500的另一端。主装置900可透过同轴缆线500对电子装置100供电。除此之外，主装置900与电子装置100可透过同轴缆线500进行通信（信号传输）。详细来说，主装置900可将想要传输的资料信号与电源进行混合，以产生并输出混合信号ms至同轴缆线500。

如图1所示，电子装置100可包括传输埠110、低通滤波电路120、动态阻抗电路130、切换式电源转换电路140、高通滤波电路150以及收发电路160，但本发明不限于此。传输埠110可例如是同轴缆线接头，用于与同轴缆线500耦接以与主装置900进行电源及资料传输运作。低通滤波电路120与传输埠110耦接以接收来自同轴缆线500的混合信号ms，且对混合信号ms进行滤波以取得第一电源pw1。

动态阻抗电路130与低通滤波电路120耦接以接收并储存第一电源pw1，并据以提供第二电源pw2。切换式电源转换电路140与动态阻抗电路130耦接以接收第二电源pw2，且对第二电源pw2的电压进行转换以产生电子装置100运作所需的工作电源pws。

高通滤波电路150与传输埠110耦接以接收来自同轴缆线500的混合信号ms，且对混合信号ms进行高通滤波以取得资料信号ds。收发电路160与高通滤波电路150耦接以接收资料信号ds，并传输资料信号ds至电子装置100的后端电路（未示出）以进行后续的信号处理。

特别的是，动态阻抗电路130可响应于第二电源pw2的电流量变化而动态地改变动态阻抗电路130的阻抗，以防止切换式电源转换电路140的杂讯反馈至传输埠110及同轴缆线500。如此一来，可避免混合信号ms中的资料信号ds被干扰而导致主装置900与电子装置100之间通信失败的情况发生。

更进一步来说，当切换式电源转换电路140自第二电源pw2所吸取的电流i2小于参考电流值ir时，动态阻抗电路130内部的阻抗为低阻抗状态，因此动态阻抗电路130将第一电源pw1作为第二电源pw2以对切换式电源转换电路140供电。此时第一电源pw1的电流i1小于参考电流值ir。

当切换式电源转换电路140进行切换运作而从第二电源pw2所撷取的电流i2大于或等于参考电流值ir时，动态阻抗电路130可调高内部的阻抗而将取自第一电源pw1的电流i1维持在参考电流值ir，以防止切换式电源转换电路140进行切换运作时所产生的杂讯反馈至传输埠110及同轴缆线500。换句话说，在切换式电源转换电路140中的开关被切换且自第二电源pw2吸取的电流i2发生巨大变化的情况下，第一电源pw1的电流i1并不会超过参考电流值ir，如此一来，可避免第一电源pw1的电流i1产生巨大变化而在传输埠110上产生突波杂讯。

在本发明的一实施例中，低通滤波电路120可例如是电感器，但本发明不限于此。

在本发明的一实施例中，切换式电源转换电路140可例如是升压式电源转换电路或降压式电源转换电路。关于上述各种电源转换电路的架构与运作方式均属本发明相关领域具有公知常识的人所熟识的技术，因而在此并不再加以赘述。

在本发明的一实施例中，高通滤波电路150可采用常见的高通滤波器来实现，而收发电路160则可采用已知的传送接收电路来实现，但本发明不限于此。

以下请结合参照图1及图2，图2是根据本发明一实施例所示出的动态阻抗电路130的电路方块示意图。动态阻抗电路130可包括限流器232以及电容器234，但本发明并不限于此。限流器232耦接在低通滤波电路120（示于图1）与切换式电源转换电路140（示于图1）之间，用于传输第一电源pw1，且限制取自第一电源pw1的电流i1。电容器234耦接在限流器232与接地端gnd之间，用于根据第一电源pw1进行储能，以及与限流器232协同运作以提供第二电源pw2。

以下将针对电子装置100汲取电力的运作进行更详细的说明。请结合参照图1、图3a及图3b，图3a及图3b是根据本发明实施例所示出的电子装置100汲取电力时的等效电路示意图。由于主设备900（示于图1）所提供的电力为直流电或低频交流电而无法通过高通滤波电路150，因此就电力的观点来说，高通滤波电路150可被视为断路状态。相对地，电力可通过低通滤波电路120以作为第一电源pw1，因此就电力的观点来说，低通滤波电路120可被视为导通状态。另外，限流器232可等效为可控电流源，其所提供的电流i1的最大值为参考电流值ir。

如图3a所示，当第二电源pw2的电流i2小于参考电流值ir时，限流器232可将第一电源pw1作为第二电源pw2，以同时对电容器234充电（透过电流i3）及对切换式电源转换电路140供电（透过电流i2）。

相对地，如图3b所示，当第二电源pw2的电流i2大于或等于参考电流值ir时，限流器232将把第一电源pw1的电流i1限制至参考电流值ir，且限流器232与电容器234将提供第二电源pw2以对切换式电源转换电路140供电。也就是说，限流器232与电容器234分别通过电流i1及i3’对切换式电源转换电路140进行并联供电。可以理解的是，由于限流器232限制了取自第一电源pw1的电流i1，因此限流器232的限流特性实质上可视为提高了动态阻抗电路130的阻抗。

以下请结合参照图1及图4，图4是根据本发明另一实施例所示出的动态阻抗电路430的电路方块示意图。动态阻抗电路430可包括低压降稳压器（lowdropoutregulator，简称ldo）432以及电容器434，但本发明并不限于此。低压降稳压器耦接在低通滤波电路120（示于图1）与切换式电源转换电路140（示于图1）之间，用于传输第一电源pw1，且限制取自第一电源pw1的电流i1。电容器434耦接在低压降稳压器432与接地端gnd之间，用于根据第一电源pw1进行储能，以及与低压降稳压器432协同运作以提供第二电源pw2。低压降稳压器432可采用已知的具有限流功能的稳压集成电路来实现。由于低压降稳压器432具备稳压及限流的功能，因此可防止切换式电源转换电路140切换时所产生的杂讯反馈至同轴缆线500。

以下请结合参照图1及图5，图5是根据本发明又一实施例所示出的动态阻抗电路530的电路方块示意图。动态阻抗电路530可包括双载子接面电晶体（bipolarjunctiontransistor），简称bjt532以及电容器534，但本发明并不限于此。双载子接面电晶体532的射极端与低通滤波电路120耦接，双载子接面电晶体532的集极端与切换式电源转换电路140耦接，双载子接面电晶体532的基极端接收参考电压vref以使双载子接面电晶体532为导通状态。电容器534耦接在双载子接面电晶体532的集极端与接地端gnd之间，用于根据第一电源pw1进行储能，以及与双载子接面电晶体532协同运作以提供第二电源pw2。可以理解的是，由于双载子接面电晶体532本身具有动态阻抗及限电流的特性，因此可防止切换式电源转换电路140切换时所产生的杂讯反馈至同轴缆线500。附带一提的是，虽然图5实施例所示出的双载子接面电晶体532为pnp型双载子接面电晶体，但本发明不限于此，在本发明的其他实施例中，图5的双载子接面电晶体532也可采用npn型双载子接面电晶体来实现。

以下请结合参照图1及图6，图6是根据本发明又一实施例所示出的动态阻抗电路630的电路方块示意图。动态阻抗电路630可包括场效电晶体（field-effecttransistor，简称fet）632以及电容器634，但本发明并不限于此。场效电晶体632的源极端与低通滤波电路120耦接，场效电晶体632的汲极端与切换式电源转换电路140耦接，场效电晶体632的闸极端接收参考电压vref以使场效电晶体632为导通状态。电容器634耦接在场效电晶体632的汲极端与接地端gnd之间，用于根据第一电源pw1进行储能，以及与场效电晶体632协同运作以提供第二电源pw2。可以理解的是，由于场效电晶体632本身具有动态阻抗及限电流的特性（例如饱和区的特性），因此可防止切换式电源转换电路140切换时所产生的杂讯反馈至同轴缆线500。附带一提的是，虽然图6实施例所示出的场效电晶体632为p型金氧半场效电晶体（p-typemetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，缩写：pmos），但本发明不限于此，在本发明的其他实施例中，图6的场效电晶体632也可采用各种不同类型的场效电晶体来实现。

综上所述，在本发明实施例所提出的电子装置中，动态阻抗电路可防止切换式电源转换电路切换时所产生的杂讯反馈至同轴缆线，以避免干扰同轴缆线上的通信资料。因此，电子装置中的低通滤波电路无须采用多个rlc电路的串联组合来与同轴缆线另一端的主装置的低通滤波电路匹配。如此一来，不仅可降低电子装置的电路设计的困难度及复杂度，更有利于电子装置实现小型化。

虽然本发明已通过实施例的方式公开如上，但其并非用于限定本发明，任何所属技术领域中具有公知常识的人，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作出一定的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求书所限定的范围为准。