适用于通信网络的双向低通滤波器 【技术领域】
本发明是为一种双向低通滤波器，尤指适用于一通信网络的用户端或局端上的双向低通滤波器。
背景技术
为了于网际网络上实现更快速的数据传输，各式宽频上网的技术手段应运而生，其中数字用户线路(Digital Subscriber Line，简称DSL)是借由一般用户已具有的铜质电话线路来进行高速的数字数据传输，由于此种技术可衍生出许多不同版本的技术，所以大都以xDSL来称呼，而目前最常见的技术乃为非对称数字用户线路(Asymmetric，简称ADS)。
请参见图1，其是一非对称数字用户线路(ADSL)的应用架构示意图，由图中可清楚看出，语音等级终端机11(Voice Grade Terminal，例如电话机、传真机)与非对称数字用户线路收发单元的远程侧12(ADSLTransceiver Unit，Remote terminal end，ATU-R)是同时共享传统电话线10来进行信号的传输，而传统电话线10经网络接口组件13(NetworkInterface Device，简称NID)的转介而连接至中央局端14(Centraloffice end)。
由于上述非对称数字用户线路(ADSL)的工作原理是为利用高频段(25kHz至1MHz)来进行数据传输而达到上网的目的，因此于理想状态中，语音频段(Voice band)仍可提供上述语音等级终端机11运用，例如可进行一般电话的接听。但是于实际状况中，于高频段传送的信号仍会对语音频段产生干扰，而使得使用衰减数值的要求工作的电话或传真的通信品质不佳，而为能解决此一困扰，便于上述语音等级终端机11与传统电话线10间设置一低通滤波器111(low-pass filter)，用以解决上述信号干扰的问题。而低通滤波器111的线路可单独设置于一壳体中或是一并完成于语音等级终端机11的壳体中，图2所示即为现有低通滤波器的电路图。
由图2中可清楚看出，现有低通滤波器的安装是具有方向性，意即用户必须正确地判断出低通滤波器的安装方向(输入端接至电话线路，而输出端接至语音等级终端机)，方能使其正常运作，但若不慎接反，反而将导致网络的整体传输效能降低，造成用户地困扰。意即，现有低通滤波器的电路设计并无法提供双向工作的功能，而如何发展出一可有效改善上述现有缺点的低通滤波器电路，即为发展本发明的主要目的。
【发明内容】
本发明的主要目的在于解决现有低通滤波器无法提供双向工作功能的缺陷，进而提供一种双向低通滤波器。
本发明是关于一种双向低通滤波器，适用于一通信网络上，该通信网络包含：一高频段通信终端机；一低频段通信终端机以及该高频段通信终端机与低频段通信终端机所共享的一信号通路，该低通滤波器包含：一第一输出入端、一第二输出入端、一第三输出入端以及一第四输出入端；一第一电感器、一第二电感器、一第三电感器以及一第四电感器，分别串接至对应的该等输出入端；一第一电容器，其具有一第一端与一第二端；一第五电感器、一第六电感器、一第七电感器以及一第八电感器，其中该第五电感器与第六电感器是分别串接至相对应的该第一电感器与第二电感器后再共同串接该至第一电容器的第一端，而该第七电感器与第八电感器是分别串接至相对应的该第三电感器与第四电感器后再共同串接该至第一电容器的第二端；一第一补偿电路、一第二补偿电路、一第三补偿电路以及一第四补偿电路，分别并联于相对应的该第五电感器、第六电感器、第七电感器以及第八电感器，该等补偿电路是各自包含有相串接的一补偿电容与一补偿电阻，进而实现可任意使用该第一输出入端与第四输出入端电性连接至该信号通路、该第二输出入端与第三输出入端电性连接至该低频段通信终端机的连接方式，或是该第一输出入端与第四输出入端电性连接至该低频段通信终端机、该第二输出入端与第三输出入端电性连接至该信号通路的连接方式的双向功能；以及一第一高频衰减加强电路、一第二高频衰减加强电路、一第三高频衰减加强电路以及一第四高频衰减加强电路，分别并联于相对应的该第一补偿电路、第二补偿电路、第三补偿电路以及第四补偿电路中的各补偿电阻上，该等高频衰减加强电路是各自包含有相串接的一高频衰减加强电感与一高频衰减加强电阻，进而加强该滤波器于的高频衰减功能。
根据上述构想，本发明所述的双向低通滤波器所适用的该通信网络所包含的该高频段通信终端机是为或一数字用户线路收发单元的远程侧或是家庭电话线网络的终端设备(Home PNA Client)，其所适用的该通信网络所包含的该低频段通信终端机是为一语音等级终端机，其所适用的该通信网络所包含的该信号通路是为一电话线路。
根据上述构想，本发明所述的双向低通滤波器中该第一电感器、第五电感器、第八电感器以及第四电感器是共享一第一铁芯(core)，而该第二电感器、第六电感器、第七电感器以及第三电感器是共享一第二铁芯，而该第一电感器、第二电感器、第三电感器以及第四电感器的电感值为0.5毫亨利(mH)，而该第五电感器、第六电感器、第七电感器以及第八电感器的电感值则为0.75毫亨利(mH)。
根据上述构想，本发明所述的双向低通滤波器中该等补偿电路中的该补偿电容的电容值范围是于1000皮法拉(pf)至35毫微法(nf)之间，而该补偿电阻的电阻值范围是于10欧姆(Ω)至10仟欧姆(kΩ)之间，该第一电容器的电容值范围是于4.7毫微法(nf)至22毫微法(nf)之间，至于该等高频衰减加强电路中的该高频衰减加强电感的电感值范围是于300微亨利(μH)至2.0毫亨利(mH)之间，而该高频衰减加强电阻的电阻值范围是于10欧姆(Ω)至1仟欧姆(kΩ)之间。
本发明的另一方面是为一种双向低通滤波器，适用于一通信网络上，该通信网络包含：一高频段通信终端机；一低频段通信终端机以及该高频段通信终端机与低频段通信终端机所共享的一信号通路，该低通滤波器包含：一第一输出入端、一第二输出入端、一第三输出入端以及一第四输出入端；一第一电感器、一第二电感器、一第三电感器以及一第四电感器，分别串接至对应的该等输出入端；一第一电容器，其具有一第一端与一第二端；一第五电感器、一第六电感器、一第七电感器以及一第八电感器，其中该第五电感器与第六电感器是分别串接至相对应的该第一电感器与第二电感器后再共同串接该至第一电容器的第一端，而该第七电感器与第八电感器是分别串接至相对应的该第三电感器与第四电感器后再共同串接该至第一电容器的第二端；以及一第一补偿电路、一第二补偿电路、一第三补偿电路以及一第四补偿电路，分别并联于相对应的该第五电感器、第六电感器、第七电感器以及第八电感器，该等补偿电路是各自包含有相串接的一补偿电容与一补偿电阻，进而达成可任意使用该第一输出入端与第四输出入端电性连接至该信号通路、该第二输出端与第三输出入端电性连接至该低频段通信终端机的连接方式，或是该第一输出入端与第四输出入端电性连接至该低频段通信终端机、该第二输出端与第三输出入端电性连接至该信号通路的连接方式的双向功能。
根据上述构想，本发明所述的双向低通滤波器所适用的该通信网络所包含的该高频段通信终端机是为或一数字用户线路收发单元的远程侧或是家庭电话线网络的终端设备(Home PNA Client)，其所适用的该通信网络所包含的该低频段通信终端机是为一语音等级终端机，而其所适用的该通信网络所包含的该信号通路是为一电话线路。
根据上述构想，本发明所述的双向低通滤波器中该第一电感器、第五电感器、第八电感器以及第四电感器是共享一第一铁芯(core)，而该第二电感器、第六电感器、第七电感器以及第三电感器是共享一第二铁芯，而该第一电感器、第二电感器、第三电感器以及第四电感器的电感值为0.5毫亨利(mH)，而该第五电感器、第六电感器、第七电感器以及第八电感器的电感值则为0.75毫亨利(mH)。
根据上述构想，本发明所述的双向低通滤波器中该等补偿电路中的该补偿电容的电容值范围是于1000皮法拉(pf)至35毫微法(nf)之间，而该补偿电阻的电阻值范围是于10欧姆(Ω)至10仟欧姆(kΩ)之间。
根据上述构想，本发明所述的双向低通滤波器中该第一电容器的电容值范围是于4.7毫微法(nf)至22毫微法(nf)之间。
本发明的有益效果为：本发明所公开的双向低通滤波器架构除了能于低频时不影响其低通的特性，且于高频时增加其衰减值的特性，进而符合整体通信系统的各种相关设计规范(例如TIE1.4中所规定的性能测试项目)外，更可提供双向插置但不影响性能的功效增进，有效改善现有手段的缺失，故可广泛应用于上述xDSL或是G.Lite、Home PNA等通信网络架构的用户端或是局端中。
【附图说明】
图1：其是一非对称数字用户线路(ADSL)的应用架构示意图。
图2：其是为现有低通滤波器的电路图。
图3，其是本发明对于可应用于用户端或局端处，而设置于语音等级终端机与传统电话线间的双向低通滤波器(low-pass filter)所发展出的第一较佳实施例电路图。
图4：其是本发明第一较佳实施例装置中电感器的较佳配置示意图。
图5，其是本发明对于可应用于用户端或局端处，而设置于语音等级终端机与传统电话线间的双向低通滤波器(low-pass filter)所发展出的第二较佳实施例电路图。
图6：其是本发明第二较佳实施例装置中电感器的较佳配置示意图。
【具体实施方式】
请参见图3，其是本发明对于可应用于用户端或局端处，而设置于语音等级终端机与传统电话线间的双向低通滤波器(low-pass filter)所发展出的较佳实施例，其接脚包含有第一输出入端301、第二输出入端302、第三输出入端303以及第四输出入端304，而为能使本装置具有双向使用的功能，则将第一电感器311、第二电感器312、第三电感器313以及第四电感器314分别串接至对应的该等输出入端，第一电容器32则具有第一端321与第二端322，至于第五电感器315、第六电感器316是分别串接至相对应的该第一电感器311与第二电感器312后再共同串接该至第一电容器32的第一端321，而该第七电感器317与第八电感器318则分别串接至相对应的该第三电感器313与第四电感器314后再共同串接该至第一电容器32的第二端322。进而实现可任意使用该第一输出入端301与第四输出入端304电性连接至该信号通路、该第二输出端302与第三输出入端303电性连接至该低频段通信终端机的连接方式，或是该第一输出入端301与第四输出入端304电性连接至该低频段通信终端机、该第二输出端302与第三输出入端303电性连接至该信号通路的连接方式的双向功能。
为能在不影响其低频衰减数值的要求下，增加其高频的衰减性能，本发明是设有四个补偿电路(第一补偿电路331、第二补偿电路332、第三补偿电路333以及第四补偿电路334，分别并联于相对应的该第五电感器315、第六电感器316、第七电感器317以及第八电感器318，该等补偿电路是各自包含有相串接的一补偿电容341与一补偿电阻342。
请参见图4，其是第一较佳实施例装置中电感器的较佳配置示意图，为能节省空间与成本，其中第一电感器311、第五电感器315、第八电感器318以及第四电感器314是共享一第一铁芯351(core)，而该第二电感器312、第六电感器316、第七电感器317以及第三电感器313是共享一第二铁芯352。
而上述第一实施例中第一电感器311、第二电感器312、第三电感器313以及第四电感器314的电感值可选用0.5毫亨利(mH)，而该第五电感器315、第六电感器316、第七电感器317以及第八电感器318的电感值则可选用0.75毫亨利(mH)。至于该等补偿电路中的该补偿电容341的电容值范围是于1000皮法拉(pf)至35毫微法(nf)之间，而该补偿电阻342的电阻值范围是于10欧姆(Ω)至10仟欧姆(kΩ)之间。而该第一电容器32的电容值范围则于4.7毫微法(nf)至22毫微法(nf)之间。
请参见图5，其是本发明对于可应用于用户端或局端处，而设置于语音等级终端机与传统电话线间的双向低通滤波器(low-pass filter)所发展出的第二较佳实施例，其接脚包含有第一输出入端501、第二输出入端502、第三输出入端503以及第四输出入端504，而为能使本装置具有双向使用的功能，则将第一电感器511、第二电感器512、第三电感器513以及第四电感器514分别串接至对应的该等输出入端，第一电容器52则具有第一端521与第二端522，至于第五电感器515、第六电感器516是分别串接至相对应的该第一电感器511与第二电感器512后再共同串接该至第一电容器52的第一端521，而该第七电感器517与第八电感器518则分别串接至相对应的该第三电感器513与第四电感器514后再共同串接该至第一电容器52的第二端522。进而实现可任意使用该第一输出入端501与第四输出入端504电性连接至该信号通路、该第二输出入端502与第三输出入端503电性连接至该低频段通信终端机的连接方式，或是该第一输出入端501与第四输出入端504电性连接至该低频段通信终端机、该第二输出入端502与第三输出入端503电性连接至该信号通路的连接方式的双向功能。
为能在不影响其低频衰减数值的要求下，增加其高频的衰减性能，上述第二较佳实施例是设有四个补偿电路(第一补偿电路531、第二补偿电路532、第三补偿电路533以及第四补偿电路534，分别并联于相对应的该第五电感器515、第六电感器516、第七电感器517以及第八电感器518，该等补偿电路是各自包含有相串接的一补偿电容541与一补偿电阻542。
为能改善其高频衰减性能不佳的缺点，尤其是在语音等级终端机处于挂上状态(on hook)时的高频衰减性能，上述第二较佳实施例中更设有四个高频衰减加强电路(第一高频衰减加强电路561、第二高频衰减加强电路562、第三高频衰减加强电路563以及第四高频衰减加强电路564)，分别并联于相对应的该第一补偿电路531、第二补偿电路532、第三补偿电路533以及第四补偿电路534中的各补偿电阻542上，该等高频衰减加强电路是各自包含有相串接的一高频衰减加强电感571与一高频衰减加强电阻572，进而加强该滤波器于的高频衰减功能。
请参见图6，其是上述第二较佳实施例装置中电感器的较佳配置示意图，为能节省空间与成本，其中第一电感器511、第五电感器515、第八电感器518以及第四电感器514是共享一第一铁芯551(core)，而该第二电感器512、第六电感器516、第七电感器517以及第三电感器513是共亨一第二铁芯552。至于高频衰减加强电感571是为独立铁芯绕组(图中未示出)。
而上述第二较佳实施例中第一电感器511、第二电感器512、第三电感器513以及第四电感器514的电感值可选用0.5毫亨利(mH)，而该第五电感器515、第六电感器516、第七电感器517以及第八电感器518的电感值则可选用0.75毫亨利(mH)。至于该等补偿电路中的该补偿电容541的电容值范围是于1000皮法拉(pf)至35毫微法(nf)之间，而该补偿电阻542的电阻值范围是于10欧姆(Ω)至10仟欧姆(kΩ)之间。而该第一电容器52的电容值范围则于4.7毫微法(nf)至22毫微法(nf)之间。至于该高频衰减加强电感571的电感值范围是于300微亨利(μH)至2.0毫亨利(mH)之间，而该高频衰减加强电阻572的电阻值范围是于10欧姆(Ω)至1仟欧姆(kΩ)之间。