POC电路的制作方法

poc电路
技术领域
1.本实用新型涉及电学领域，尤其涉及信号传输技术，特别涉及同轴线缆传输的摄像头视频信号、控制信号，电源叠加的技术，具体是一种poc电路。


背景技术：

2.poc(power over coax)是一种基于同轴线缆传输的摄像头视频信号、控制信号，电源叠加的技术，在叠加过程中，难度最大的是解决直流电源与高频视频信号叠加传输的问题，保证高频视频信号不失真，低频控制信号不出现乱码；poc电路传输模型使用被动滤波器件将直流电源与高频视频信号进行隔离，低频时有很低阻抗可以使dc power很容易通过，高频(1mhz～1ghz)时有大于1kω的特性阻抗能阻止正向通道数据及反向通道数据通过。
3.随着自动驾驶、车用无线通信技术(v2x)和高级驾驶辅助系统(advanced driver assistance system，简称adas)技术的不断发展，对车载摄像头的需求量也大幅度提升，由于poc电路的简易、能大幅度减轻传输线缆重量、有效隔离低频和高频信号等优点，目前市场上的车载摄像头很多都使用了poc技术，所以poc技术的应用前景将越来越广阔，传统的poc电路一般在高频传输频段的阻抗能够比较容易控制在1kω以上，但是在低频控制频段却很难实现高阻抗，目前采用有以下几种方法：
4.(1)使用大感值电感，实际电感存在谐振频率，谐振频率处的阻抗达到最大，大感值电感的谐振频率小，从而可以提高低频控制频段处的阻抗；但由于大电感的封装大，占据印刷电路板(printed circuit boards，pcb)面积大，在空间有限的pcb上无法使用，另外大电感的bom成本也相对比较大，所以一般这种方法无法在实际项目中使用。
5.(2)使用大电阻并联电感的方法，一般使用1kω以上阻值的电阻，该方法操作简便，电阻的封装也比较小，不影响pcb的布局，但在实际应用和仿真中发现，该方法确实会提高中高频段的阻抗，但对于1mhz的低频控制频段却反而会降低阻抗，所以这种方法也无法作为一种选项。
6.(3)优化布局布线，使poc电路紧凑布局，减小走线长度，从而降低布局中寄生参数带来的负面影响，这种方法是常用的方法，但是该方法存在局限性，仅靠pcb的优化不能完全解决1mhz频段的低阻抗问题。


技术实现要素：

7.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种poc电路，通过引入补偿电容组成lcr混联的新型poc电路，在不影响高频频段整体阻抗的前提下，有效提高了在低频频段的整体阻抗，从而达到整个频段内的阻抗要求，增强了poc电路的可靠性。
8.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种poc电路，包括：电压源、第一电感、第二电感、第一电阻、第二电阻、补偿电容及磁珠；所述电压源的一端与所述磁珠的一端连接，所述电压源的另一端接地；所述磁珠的另一端分别与所述第二电感的一端和所
述第二电阻的一端连接，所述磁珠用于提高高频频带的阻抗；所述第二电感的另一端与所述第二电阻的另一端相连，且共同连接至所述第一电感的一端和所述补偿电容的一端；所述第二电感和所述第二电阻组成一并联电路；所述并联电路用于提高中频频带的阻抗；所述补偿电容的另一端与所述第一电阻的一端连接；所述第一电感的另一端与所述第一电阻的另一端相连；所述第一电感、所述第一电阻及所述补偿电容组成一lcr混联电路；所述lcr混联电路用于提高低频频带的阻抗。
9.于本实用新型的一实施例中，还包括：负载；所述负载的一端分别与所述第一电感的另一端和所述第一电阻的另一端连接，所述负载的另一端与所述电压源的另一端相连，且共同接地。
10.于本实用新型的一实施例中，所述电压源包括：一交流电压源和一直流偏置电路；所述交流电压源与所述直流偏置电路串联连接，且所述交流电压源的交流幅值为1v，所述交流电压源的频率为100khz～2ghz。
11.于本实用新型的一实施例中，所述直流偏置电路包括：一直流电压源；所述直流电压源与所述交流电压源串联连接，且所述直流电压源的直流幅值为10.5v。
12.于本实用新型的一实施例中，所述低频频带为：1mhz～10mhz；所述中频频带为：10mhz～100mhz；所述高频频带为：100mhz～1ghz。
13.于本实用新型的一实施例中，所述第一电感的感值在68μh～100μh之间。
14.于本实用新型的一实施例中，所述磁珠与所述并联电路之间的走线长度，及所述并联电路与所述lcr混联电路之间的走线长度均在5mil以下。
15.如上所述，本实用新型所述的poc电路，具有以下有益效果：
16.(1)与现有技术相比，本实用新型通过引入补偿电容组成lcr混联的新型poc电路，在不影响高频频段整体阻抗的前提下，有效提高了在低频频段的整体阻抗，从而达到整个频段内的阻抗要求，增强了poc电路的可靠性。
17.(2)本实用新型引入的补偿电容具有小封装、成本低的特点，使该poc电路的布局设计较为简单。
18.(3)本实用新型通过减小传统poc电路中大电感感值以及电感封装，有效降低了该poc电路的设计成本以及整体电路布局面积。
19.(4)本实用新型通过对该poc电路在pcb上布局走线的设计，使得该poc电路整体结构更为紧凑，通过减小电路走线长度，大大降低了该poc电路布局中寄生参数带来的负面影响，保证了该poc电路的可靠性。
附图说明
20.图1显示为本实用新型的poc电路于一实施例中的电路结构图。
21.图2显示为本实用新型的电压源于一实施例中的电压波形图。
22.图3显示为本实用新型的poc电路于一实际应用中的电路结构图。
23.图4显示为本实用新型的poc电路于一实际应用中在pcb上布局布线的结构示意图。
24.图5显示为本实用新型的poc电路于一实施例中的阻抗仿真曲线图。
25.图6显示为本实用新型的poc电路于另一实施例中的阻抗仿真曲线图。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
28.本实用新型的poc电路，与现有技术相比，本实用新型通过引入补偿电容组成lcr混联的新型poc电路，在不影响高频频段整体阻抗的前提下，有效提高了在低频频段的整体阻抗，从而达到整个频段内的阻抗要求，增强了poc电路的可靠性；本实用新型引入的补偿电容具有小封装、成本低的特点，使该poc电路的布局设计较为简单；本实用新型通过减小传统poc电路中大电感感值以及电感封装，有效降低了该poc电路的设计成本以及整体电路布局面积；本实用新型通过对该poc电路在pcb上布局走线的设计，使得该poc电路整体结构更为紧凑，通过减小电路走线长度，大大降低了该poc电路布局中寄生参数带来的负面影响，保证了该poc电路的可靠性。
29.如图1所示，于一实施例中，本实用新型的poc电路包括电压源v1、第一电感l1、第二电感l2、第一电阻r1、第二电阻r2、补偿电容c1及磁珠b1。
30.具体地，所述电压源v1的一端与所述磁珠b1的一端连接，所述电压源v1的另一端接地；所述磁珠b1的另一端分别与所述第二电感l2的一端和所述第二电阻r2的一端连接，所述磁珠b1用于提高高频频带的阻抗；所述第二电感l2的另一端与所述第二电阻r2的另一端相连，且共同连接至所述第一电感l1的一端和所述补偿电容c1的一端；所述第二电感l2和所述第二电阻r2组成一并联电路；所述并联电路用于提高中频频带的阻抗；所述补偿电容c1的另一端与所述第一电阻r1的一端连接；所述第一电感l1的另一端与所述第一电阻r1的另一端相连；所述第一电感l1、所述第一电阻r1及所述补偿电容c1组成一lcr混联电路；所述lcr混联电路用于提高低频频带的阻抗。
31.需要说明的是，磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力，是用来吸收超高频信号，像一些rf射频电路、锁相回路(phase locked loop，pll)、振荡电路、含超高频存储器电路(ddr内存(double data rate sdram)，rambus内存等)都需要在电源输入部分加磁珠，磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。
32.于一实施例中，所述低频频带为：1mhz～10mhz；所述中频频带为：10mhz～100mhz；所述高频频带为：100mhz～1ghz。
33.于一实施例中，所述第一电感l1的感值在68μh～100μh之间。
34.需要说明的是，传统poc电路中对应的该第一电感的感值为100μh，于本实用新型中，可将其减小至68μh。
35.进一步地，通过减小上述lcr混联电路中的第一电感l1的感值(减小至在68μh～
100μh区间范围内)，也能够实现大幅度提高低频段阻抗。
36.需要说明的是，在减小该第一电感l1感值的同时，对应封装该第一电感l1的封装体积也减小了，从而使得该poc电路的bom成本相应减少。
37.于一实施例中，还包括负载。
38.需要说明的是，该负载具体为何装置，不作为限制本实用新型的条件，取决于不同的实际应用场景；于本实施例中，以图1中的模拟负载rload(模拟负载，顾名思义，是用来模拟实际负载的)代替该负载，以对该poc电路做进一步地解释说明。
39.具体地，所述负载(即模拟负载rload)的一端分别与所述第一电感l1的另一端和所述第一电阻r1的另一端连接，所述负载(即模拟负载rload)的另一端与所述电压源v1的另一端相连，且共同接地。
40.于一实施例中，所述电压源v1包括一交流电压源和一直流偏置电路。
41.具体地，所述交流电压源与所述直流偏置电路串联连接，且所述交流电压源的交流幅值为1v，所述交流电压源的频率为100khz～2ghz。
42.于一实施例中，所述直流偏置电路包括一直流电压源。
43.具体地，所述直流电压源与所述交流电压源串联连接，且所述直流电压源的直流幅值为10.5v，即表示该电压源v1的直流幅值为10.5v，交流幅值为1v，具体可参照图2中的电压波形图。
44.于一实施例中，所述磁珠b1(记为高频电路，对应图1中的高频)与所述并联电路(记为中频电路，对应图1中的中频)之间的走线长度，及所述并联电路与所述lcr混联电路(记为低频电路，对应图1中的低频)之间的走线长度均在5mil以下。
45.需要说明的是，上述的“mil”为长度单位，1mil(密耳)＝0.0254mm(毫米)。
46.需要说明的是，原则上，紧凑型的布局走线越小越好，但是在实际应用中不可能做到没有走线长度；于本实用新型中，将磁珠b1与并联电路之间的走线长度，及并联电路与lcr混联电路之间的走线长度均控制在5mil以下，即可有效实现降低该poc电路布局中寄生参数带来的负面影响。
47.下面通过具体实施例来进一步解释说明本实用新型的poc电路。
48.如图3所示，于一实施例中，将本实用新型的poc电路应用于一项目中；具体地，该poc电路包括磁珠l2410、小电感l2406、电阻r2423、大电感l2402、电阻r2422及补偿电容c2560；其中，该磁珠l2410用于提高高频频带的阻抗；该小电感l2406和电阻r2423组成的并联电路用于提高中频频带的阻抗；该大电感l2402，电阻r2422及补偿电容c2560组成的lcr混联电路用于提高低频频带的阻抗。
49.需要说明的是，通过减小大电感l2402的感值，及其封装大小，可实现降低该项目的bom成本，同时也减小了poc整体电路的布局面积。
50.如图4所示，将上述应用于一项目中的poc电路在pcb上布局布线，使poc电路布局紧凑，减小走线长度，即减小高频电路和中频电路之间的走线长度，减小中频电路和低频电路之间的走线长度，从而大大降低该poc电路布局中寄生参数带来的负面影响。
51.下面通过具体实施例来进一步验证本实用新型的poc电路。
52.如图5所示，显示为本实用新型的poc电路与传统的poc电路的ac仿真结果，其中，曲线
①
为本实用新型poc电路的阻抗仿真曲线，曲线
②
为传统poc电路的阻抗仿真曲线。
53.由图5可知，增加了补偿电容后的阻抗在低频段1mhz～5mhz得到了大幅度的提高，使低频段阻抗整体抬高到1kω以上，达到poc电路的阻抗要求；在中频段和高频段的整体阻抗几乎没有变化，与传统poc电路保持一致；可见，本实用新型的poc电路在低频段有效地提高了阻抗。
54.如图6所示，显示为在减小第一电感l1的感值后，与传统poc电路的ac仿真结果，其中，曲线
③
为本实用新型poc电路在减小了第一电感l1的感值后，对应的阻抗仿真曲线，曲线
④
为传统poc电路的阻抗仿真曲线。
55.由图6可知，采用本实用新型的poc电路，并减小第一电感l1的感值，也能大幅度提高低频段阻抗，但同时会牺牲中频段的阻抗，但整个频段内仍满足大于1kω的poc阻抗要求；可见，本实用新型的poc电路，可以在减小大电感(对应第一电感l1)感值的同时，仍然满足高阻抗的要求。
56.需要说明的是，相比较传统poc电路中采用的大电感，本实用新型可采用感值较小的电感，从而使得该poc电路的整体封装体积减小，降低设计成本及电路布局面积。
57.综上所述，本实用新型的poc电路，与现有技术相比，本实用新型通过引入补偿电容组成lcr混联的新型poc电路，在不影响高频频段整体阻抗的前提下，有效提高了在低频频段的整体阻抗，从而达到整个频段内的阻抗要求，增强了poc电路的可靠性；本实用新型引入的补偿电容具有小封装、成本低的特点，使该poc电路的布局设计较为简单；本实用新型通过减小传统poc电路中大电感感值以及电感封装，有效降低了该poc电路的设计成本以及整体电路布局面积；本实用新型通过对该poc电路在pcb上布局走线的设计，使得该poc电路整体结构更为紧凑，通过减小电路走线长度，大大降低了该poc电路布局中寄生参数带来的负面影响，保证了该poc电路的可靠性；所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
58.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。