CN1279534A - 噪声滤波器、防噪电子器件以及用于消除噪声的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于消除来自输入电源电流或信号电流的电源线或信号线的噪声的噪声滤波器,其中由于把导线缠绕在作为磁芯的磁性物质上而使信号与噪声重叠一起,噪声滤波器的阻抗的频率特性对于特定的频率具有类似于LC并联电路的最大值,且噪声的消除在包括作为特定频率的自共振频率的自共振频率区执行。该噪声滤波器有类似于LC并联电路的阻抗－频率特性,可有效地来消除具有特定频率的噪声。

Description

噪声滤波器、防噪电子器件 以及用于消除噪声的方法
本发明涉及一种用于电子器件的噪声测量的噪声滤波器、防噪电子器件以及用于消除噪声的方法。
电磁元件噪声(此后简称为“噪声”)会导致电子器件产生故障，从而噪声的测量成为要解决的一个问题。由于最近的电子器件变得越来越小并具有更高的频率，这种器件的噪声在比传统器件更高的频率区(此后称为“高频区”)产生。而且，由于以便携电话为代表的便携电子器件的普及，任何时候任何地方噪声的产生都会引起与位于便携电子器件附近的电子器件的故障相关的问题。而且据说在飞机场飞机座舱内的飞行控制系统、医院的医疗设备和心脏起搏器由于噪声的影响可能会以错误的方式操作。为了这一原因，便携电子器件的使用被限制于靠近这种器件的几个部分。如上所述，由于噪声有时可能威胁人类的生命，噪声的测量已经被认为是非常严重的社会问题。目前，在噪声的调整中有自发控制和法律控制。可以认为在不久的将来，噪声的控制得变得更严格。
已经提出和使用多种噪声滤波器和防噪部件。一般来说，噪声在高于交替的信号流的正放大率的频率区产生。为了这一原因，防噪部件应在产生噪声的频率区具有高的阻抗。
传统防噪部件的典型示例包括电阻元件、线圈、电容器、LC复合部件、铁氧体磁芯等，这些防噪部件已经被应用于各种电子器件。
(1)首先，由于电阻元件可把电流转换为热，它们能把作为噪声的电流转换为热而被消除。但是，电阻元件与频率区无关地发生作用，并且它们是不仅抵抗直流而且抵抗交流的电阻器。为此，电阻元件不仅对噪声电流有影响而且对信号电流也有影响。如果电阻元件用作抵抗信号电流的电阻器，那么信号电流的波形变得模糊并被衰减，这对器件的操作有不良影响。最近几年，便携电子器件快速发展。这些电子器件有一个如何降低电能消耗来延长连续运行时间的技术问题。因此，由于电阻器对信号电流的作用提高了耗电量，所以利用电阻元件消除噪声不认为是优选的。
(2)线圈具有一种由金属制成的导线缠绕形成的结构，其不象电阻器一样对直流产生作用(但实际上导体具有的电阻也起作用)，但是象电阻器一样对交流电流起作用(阻抗)。阻抗具有频率特性。尤其，在交流信号电流的情况下，线圈的阻抗以Z=jωL(其中j是复数，ω是角频率，L是电感，ω以2πf[f是频率，L的值由线圈的缠绕匝数横截面和磁路长度检测])表示，并且频率越高，线圈的阻抗越大。
因此，如果用线圈来测量噪声，线圈不象电阻器一样对直流电流产生作用，而是仅对交流电流产生作用来消除噪声。考虑交流信号电流，线圈可被选择来使得阻抗在信号电流的频率区变低而在发生噪声信号的频率区变高。这样做，可消除噪声。如上所述，在利用线圈的情况下，由于与电阻元件相比难以对信号电流产生影响，所以认为线圈适合用于噪声的测量，耗电量可被降低。
但是线圈具有下面的缺点。线圈的阻抗可设置成使得噪声不通过，但是不能通过的噪声在线圈处被反射而返回噪声产生源。由于被返回噪声产生源的噪声对作为噪声产生源的电路的致动产生影响，有时引起作为噪声源的电子器件自身的故障。而且，为提高线圈的阻抗，绕线匝数增加，线圈横截面增加和／或线圈磁路长度增加。但是，如果围绕线圈的绕线匝数增加，绕线匝数固有的电阻分量也增加，从而象在电阻元件的情况中一样耗电量也增加。
(3)类似于线圈，电容器对交流信号电流具有阻抗频率特性，因此，如果电容器选择使得阻抗在噪声发生的频率区高而可消除噪声。但是类似于线圈，噪声在电容器处被反射，从而反射引起电子器件自身的作为噪声产生源的故障。而且，由于没有直流通过电容器，电容器不适合用于直流信号电流。
在具有GND的电路的情况中，利用电容器使噪声从电路绕过而到GND。在这种方法中，为使噪声容易地绕行通过GND，电容器中在产生噪声的频率区阻抗低。尤其，由于噪声容易绕行通过使用在产生噪声的频率区阻抗低的电容器的线路，噪声传到GND。但是，到GND的噪声对其它电路产生影响并且／或使GND不稳定，引起器件的故障。因此，认为利用电容器的噪声测量是不适当的。
(4)作为防噪部件，还有LC复合部件。LC复合部件是由上述的线圈和电容器构成的电路。LC复合部件可通过选择怎样连接线圈和电容器以及选择线圈和电容器而具有适当的阻抗。因此，噪声可通过增加要被消除的噪声的阻抗而被消除。但是，类似于上述的线圈和电容器，由于LC复合部件通过噪声的反射进行噪声测量，噪声被返回产生噪声源。因此，由于噪声被返回产生噪声源，作为产生噪声源的电路的致动产生相反的作用。
(5)除刚提到的电阻元件、线圈、电容器和LC复合部件之外，还有一种有效的防噪部件，其中信号线被围绕磁芯(如铁氧体磁芯)缠绕。铁氧体是一种氧化物磁体，是一种立方晶体的铁氧体(尖晶石类型)，主要由Mn、Zn、Ni、Cu、Fe构成，其目前已经被用于对噪声进行测量。以铁氧体为代表的磁性材料有磁导率，并且如果具有磁导率的材料被用作栏(2)中描述的线圈的绕线材料，用较小的绕线匝数可提高电感。这样，通过提高绕线匝数而提高的电阻，可通过降低绕线匝数同时提高阻抗而被调整。
以铁氧体代表的磁性材料的磁导率(μ)被分为实数(μ′)和虚数(μ″)，且以公式μ=μ ′－jμ″表示。在此公式中，μ″是磁损耗分量，并且在缠绕磁性物质时被用作电阻分量。为了这一原因，与线圈或电容器的情况不同，噪声可被转换为热而不反射噪声。
在导线被缠绕的铁氧体上的防噪部件中，线圈对直流不产生作为阻抗的作用，而与线圈类似地对交流产生作为阻抗的作用，可有选择地消除噪声。
如上所述，导线围绕磁性物质被缠绕的防噪部件认为适合用于噪声。作为这种防噪部件，提到螺线管或环形形式(裂开或未裂开型)的铁氧体磁芯，并且通过把电缆插入部件或在围绕部件缠绕电缆来使用它。而且，还有一种表面安装型(叠层型)部件，其中导电材料被插入铁氧体。铁氧体磁芯目前为止已经被用作容易被安装的廉价防噪部件。
但是，具有缠绕在铁氧体磁芯上的绕线的噪声滤波器，在很宽范围的频率区上具有高阻抗，从而由于它缺少在特定频率区产生的噪声的选择消除的性能而出现问题。另外，传统上，主要应用的尖晶石型铁氧体的频率特性是与称为“蛇形(snake)限制线”的原理一致的。尤其，考虑到铁氧体的磁导率对频率的依赖性，在低频区磁导率低，随频率的增加磁导率急剧提高，此后磁导率基本上与频率成反比地被降低。磁导率开始降低的频率(临界频率)基本上反比于磁导率，如果连接磁导率开始降低的频率，可得到一条直线。这条直线是蛇形(snake)限制线(见图9，其是理论上的情况)。尤其，尖晶石型铁氧体在具有磁导率的频率区具有一个限制，从而如果磁导率延伸到高频区，磁导率被降低，其不会超出限制直线。当磁导率被降低时，阻抗相应地被降低，使得它难以在高频区消除噪声。可考虑为在高频区保证高的阻抗，绕线匝数被增加。但是，绕线匝数的增加考虑如上所述的线圈的电阻值的提高不是优选的。鉴于提高电子器件的致动频率区是当今的趋势，考虑把致动频率移动到更高的频率区，在更高的频率区产生噪声。因此，期望尖晶石型铁氧体在防噪部件中使用是很困难的。
因此，本发明的一个目的是提供一种噪声滤波器和一种消除噪声的方法，其可有效地消除在特定频率区产生的噪声而不衰减任何信号。而且，本发明的另一个目的是提供一种能有效地消除在高频区产生的噪声的噪声滤波器，迄今为止该噪声难以被传统的尖晶石类型滤波器消除。本发明还有一个目的是提供一种防噪电子器件。
本发明是考虑下面的事实而作出的：鉴于利用铁氧体材料作为磁芯的线圈，就其形式而言与迄今为止使用的噪声滤波器相类似，但是会发生漂浮电容(也称为“分布电容”)，由于漂浮电容，使得具有线圈缠绕的磁芯的线圈成为等价电路中的LC并联电路。
因此本发明是用于消除输入电源电流或信号电流的电源线或信号线中的噪声的噪声滤波器，电源电流和信号电流在噪声上重叠，其中噪声滤波器的阻抗的频率特性对特定的频率具有类似于LC并联电路的最大值，噪声的消除在包括作为特定频率的自共振频率的自共振频率区执行。
在缠绕在磁性物质上的线圈中，由于磁性物质的磁损耗分量具有把噪声转换为热的功能，并且由于这一功能，噪声被消除，而不把噪声反射到产生源。而且，由于漂浮电容在缠绕在磁性物质上的线圈上发生，如果包括自共振频率的自共振频率区与噪声的频率区一致或相互重叠，那么存在阻抗变成最大值、噪声消除效率非常高的自共振频率。
这里使用的术语“并联共振”是指这样一种情况：在线圈L(电感)和电容(C)之间的LC并联电路中，当电源角频率ω0等于1／(LC)1／2时，阻抗变成最大值，主电流I变成最小值。并联共振的值ω0被称为并联共振频率(相应于上述自共振频率)。如果线圈L具有电阻R，当ω0=(1+2CR2／L)1／2／(LC)－(R／L2)1／2时阻抗变成最大值。
在噪声滤波器中(见图1)，具有最大阻抗的自共振频率可通过使绕线匝数不同或改变要被使用的磁性物质类型而被自发地改变。当绕线匝数增加时，在线圈上产生的漂浮电容被增加，线圈的自共振频率被移向低频侧(如果希望使自共振频率在高频侧，则需要L和C都很小)。要求通过信号线(电源线)的信号(电流)的频率区不同于噪声的频率区。
优选地，噪声滤波器的自共振频率是500MHz或更高，因为由于现在电子器件的致动频率的趋势是变高，产生噪声的频率区也将变高。
铁氧体优选被用作磁性物质，因为铁氧体在很多电子器件中使用，其加工技术已经被评估了，可以以低廉的价格购买到。由于铁氧体具有高的体电阻系数并且可被处理为绝缘材料，构成电源线或信号线的导线可直接缠绕在铁氧体元件上，从而本发明的噪声滤波器可用低廉的价格和成本实现。
六方铁氧体优选用作要被使用的铁氧体。当使用六方铁氧体时，磁导率延伸到高于Ni铁氧体的情况的频率区。因此，磁损耗分量在比Ni铁氧体的情况更高的频率区发生。为了这一原因，六方铁氧体可在比Ni铁氧体使用的更高的的频率区使用。
在六方铁氧体、W型、Y型和Z型铁氧体中，所谓的六角晶格铁淦氧(ferrox planer)是优选的，因为磁导率延伸到高得多的频率区。而且，包括Z型铁氧体的六方铁氧体用作主层是尤其优选的，因为其高的磁导率和延伸到更高的频率区的磁导率。
当待使用的铁氧体具有包括下面的主要组分：
68－74mol％的Fe2O3、
15－22mol％的MO、
4－13mol％的MeO，
和作为氧化物的次要组分：
0－10mol％的PbO、
0－5mol％的SiO2时，
由于更高的烧结密度和更高的比电阻，机械强度可被提高，可不用对绕线磁芯作任何绝缘处理而进行信号线的绕线等。
在成分中，M是Ba和Sr中的至少一种，Me是Co、Ni、Zn和Cu中的至少一种。
本发明还提出具有上述的应用于电子器件的电源线和信号线的噪声滤波器的防噪电子器件。仅通过把噪声滤波器应用于信号线等，可用低廉的方式消除噪声。由于不需要用于噪声滤波器的GND，电子器件的基体设计可以更简单而且低廉。
图1是根据本发明的噪声滤波器的阻抗－频率特性曲线，并且解释了自共振频率区；
图2是表示LC并联电路的图；
图3是根据本发明的噪声滤波器的一个实施例的透视图；
图4是根据本发明的噪声滤波器的一个示例的阻抗－频率特性曲线(六方密排铁氧体)；
图5是根据本发明的噪声滤波器的另一个示例的阻抗－频率特性曲线(六方密排铁氧体)；
图6是根据本发明的噪声滤波器的另一个示例的阻抗－频率特性曲线(Ni铁氧体)；
图7是根据本发明的噪声滤波器的另一个示例的阻抗－频率特性曲线(Ni铁氧体)；
图8是表示根据本发明的噪声滤波器的示例的各个样品的磁导率的图(Ni铁氧体)；
图9是表示蛇形线(snake)的限制线的图(理论值)。
下面，结合附图来描述本发明的实施例。
(噪声滤波器的结构)
根据本发明的噪声滤波器的结构的一个实施例示于图3。在该实施例中，噪声滤波器NF由导线2围绕其缠绕的磁性物质1组成。这种结构与传统的噪声滤波器相同。噪声滤波器NF被适当地应用于作为噪声产生源的电子器件的电源线或信号线。
磁性物质1的形状可以是构成闭路的环型，或构成开路的螺线形电路，也可选择其它的形状。作为构成磁性物质1的磁性材料，可以是传统上使用的磁性材料如铁氧体。铁氧体已经被广泛地用为磁性材料，优选地选择在目标噪声消除的频率区具有高磁导率和高阻抗的材料。
若在高于500MHz的高频区进行噪声消除，六方铁氧体用作磁性材料是优选的。具有直到超过蛇形线的极限线的高频区的高磁导率的六方铁氧体可在从4到5GHz的高频区使用。
要求构成磁性物质1的磁性材料具有高的比电阻，因为这种材料的使用可以直接把诸如信号线的导线缠绕在磁性物质1上而不用任何特定的绝缘处理。从传统上使用的无须任何绝缘处理的Ni铁氧体的比电阻大于106Ω这一事实看，类似于这一值的构成磁性物质1的磁性材料的比电阻在本发明中已足够。
要求构成磁性物质1的磁性材料具有高的机械强度。机械强度不直接影响磁性物质1的电磁性能，但是如果强度低，可能在噪声滤波器NF被安装在电子器件基座上时使铁氧体材料断裂。构成磁性物质1的磁性材料的密度和比电阻彼此相关，并且如果密度低，比电阻趋向于变高。因此，从比电阻看，应要求磁性材料的密度低。但是，由于磁性材料密度的降低使机械强度降低，通过降低其密度来提高磁性材料的比电阻不是一种优选方式。
导线2由导电材料构成。导线2被安装在信号线等上，从而噪声电流流过导线2(而且信号电流等流过导线2)。围绕磁性物质1的导线2的绕线匝数影响噪声滤波器NF的特性，这一点在下面描述。
要被消除的噪声存在于电源线或信号线上，与电信号等重叠。关于噪声，为适应新近几年中的高性能的电子器件，致动频率变得更高，从而噪声通常发生在不小于500MHz的高频区。
使用时，被应用于电路的电源线或信号线的噪声滤波器NF具有前面所述的把导线2缠绕在磁性物质1上的结构(见图3)。由于漂浮电容发生在具有这种结构的噪声滤波器NF中，噪声滤波器NF的等价电路被构造成LC并联电路(见图2)。因此，噪声滤波器NF具有自共振频率，其中相应于LC并联电路中的并联共振频率的阻抗变成最大值(图1)。由于包括该自共振频率的自共振频率区具有高阻抗，如果自共振频率区与噪声的频率区重叠，噪声可被转换为热而后被消除。
(噪声滤波器的致动)
例如，在与信号重叠存在的噪声要被消除时，噪声滤波器NF被应用于信号线以允许噪声通过噪声滤波器NF的导线2。如果自共振频率区与噪声的频率区一致或重叠，可有效地消除噪声。在这种情况下，如果信号线的频率区不同于自共振频率区，信号不被衰减。因此，仅能有选择地消除噪声。这里的应用意味着信号线(电源线)和连接线被缠绕在磁性物质1上，或者信号线(电源线)被直接缠绕在磁性物质1上作为导线2，从而噪声通过噪声滤波器NF的导线2。
如果噪声滤波器NF的自共振频率区的范围窄，甚至在信号的频率区靠近噪声的频率区时也仅能有选择地消除噪声。因此，如果噪声滤波器NF的自共振频率区的范围宽，在宽范围的频率区上存在的噪声可立刻被消除。噪声滤波器NF的自共振频率区可通过选择磁性材料的类型和种类或绕线匝数而被调整。
例如，如果绕磁性物质1的导线2的绕线匝数被设置为小数目，自共振频率被移向高频侧。因此，如果它被设置在较大数目，自共振频率被移向低频侧。围绕磁性物质1缠绕的导线2的匝数2超向于提高阻抗。
自共振频率区可以是例如在阻抗－频率特性曲线上表现出来的峰值部分。这里指的“峰值部分”可以是由从基线开始的部分到在阻抗－频率特性曲线中的组成部分围绕的上面凸出部分的频率区(见图2)。而且自共振区可以是超出100Ω的部分。
(磁性材料)
现具体说明构成根据本发明的噪声滤波器的磁性物质1的磁性材料。作为构成磁性物质1的磁性材料，提到了各具有高的磁导率的铁氧体和聚合磁性物质。这些材料中，六方铁氧体适合于用于构成磁性物质1，以消除高频区产生的噪声。由于六方铁氧体直到超出蛇形线的限制线的高频区都具有高的磁导率，使用六方铁氧体的噪声滤波器甚至在高频区都具有高的阻抗，并且从而可消除高频区产生的噪声。在六方铁氧体、W型、Y型和Z型六方铁氧体中，所谓的六方晶格铁淦氧(ferrox planer)是优选的，因为磁导率延伸到高得多的频率区。而且，包括Z型铁氧体作为主层的六方铁氧体的应用是尤其优选的，因为其高的磁导率和延伸到更高的频率区的磁导率。在六方铁氧体中，作为磁损失分量的μ存在于不小于500MHz的区域。
已知的六方铁氧体包括M型(MFe12O19)，W型(MMe2Fe16O27)，Y型(M2Me2Fe12O22)，Z型(M3Me2Fe24O41)铁氧体等。对于Z型铁氧体，其中M是Ba、Ca、Sr或Pb，并且Me是Co的成分，在日本已经审查的专利No．33－736中已公开，其中Me是Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Mg或Cu的成分在日本已经审查的专利No．34－6778中也已公开。这些铁氧体可被用作根据本发明的噪声滤波器的磁性物质1。
通过称量特定重量的诸如Fe2O3的原材料、混合原材料、模压它们并烧制模压的材料而制造铁氧体。关于铁氧体的成分，具有主组分为68－74mol％的Fe2O3、15－22mol％的MO和4－13mol％的MeO、以及作为氧化物的次要组分为0－10mol％的PbO、0－5mol％的SiO2的六方铁氧体(Z型)是尤其优选的，其中M是Ba和Sr中的至少一种，Me是Co、Ni、Zn和Cu中的至少一种，由于它具有高的机械强度和在高频区的高的磁导率。
如果成分在上述范围内，以六方铁氧体作为主相的磁性物质1具有从5到25的磁导率、大于4．6g／cc的密度和大于106Ω的比电阻，从而可制成适合于根据本发明的噪声滤波器NF的磁性物质1。
次要组分是可选择的组分，六方铁氧体可被制成不含次要组分。但是，在烧制时转变为玻璃的SiO2或PbO的添加，对于要制造的六方铁氧体的比电阻的提高是优选的。提高比电阻的效果可通过添加至少0．04wt％的SiO2或0．02％的PbO而得到。
(消除噪声的方法)
根据本发明的另一实施例，是一种用于从输入电源电流或信号电流的电源线或信号线消除噪声的方法，经噪声滤波器信号与噪声信号重叠，该噪声滤波器具有作为导线缠绕的磁芯的磁性物质。
例如，在与信号共存重叠的噪声要被消除的情况下，噪声滤波器被应用于信号线以允许噪声通过噪声滤波器的导线。
尤其，如果自共振频率区与噪声的频率区一致或重叠，噪声可被有效地消除。在这种情况下，如果信号线的频率区不同于自共振频率区，信号不被衰减。因此，仅噪声被选择地消除。这里的应用意味着信号线(电源线)和导线被互相连接，或信号线(电源线)和连接的线被缠绕在磁性物质1上，或者信号线(电源线)被直接缠绕在磁性物质上作为导线，从而噪声通过噪声滤波器的导线。
示例
本发明将参考工作示例来描述(见表1～2和图4～7)。但是本发明并不限于这些示例。
表1所示的原材料被称量以具有表1的序号No．1－8和60－65中所示的氧化物成分，并且被在球磨机中进行4小时的湿混合。随后，干燥的混合物在表1所示的温度下在空气中暂时烧制，并且在球磨机中进行20小时的粉碎，此后混合物被干燥。接着，把粘结剂加到混合物中，对混合物模压，然后在表1所示的温度下的模压的产品进行烧制，以产生表3所示的环形铁氧体磁芯(铁氧体物质1)。导线2被缠绕在最后得到的铁氧体磁芯1以制得噪声滤波器NF。绕线匝数在表1示出。
序号No．1－8代表各个由六方铁氧体作为磁性物质1构成的噪声滤波器，60－65代表各个由Ni铁氧体构成的噪声滤波器NF。
表1
序号 磁芯形状(mm) 绕线匝数     成分 暂时烧制温度(℃) 烧制温度(℃) 磁导率*
外径 内径 高度     主要组分(mol％) 次要组分wt％
Fe2O3  BaO  CoO  NiO  CuO  ZnO
六方   1   1   7.3   1    1   70.59   19.15   10.27   -   -    -   PbO:2   空气中1200     空气中1200     10
  2   2   5    2  SiO2:0.62
  3    3
  4    5
  5    1   70.59   19.15   10.27   -   -    -   PbO:2   空气中1200     空气中1200     17
  6    2  SiO2:0.62
  7    3
  8    4
 Ni   60   1   7.3   1     1   48.00   -   -   35.00   6.00   11.00     -   空气中900     -   400
  61   2   5     3
  62     5
  63     1   49.00   -   -   12.00   6.00   33.00     -   空气中900     -   1300
  64     3
  65     5
注：磁导率是在100kHz时的值。
(噪声滤波器的评估)
[阻抗]
对于最后得到的噪声滤波器NF，通过利用阻抗分析仪(由HewlettPackard Co．，Ltd．制造的HP－4291A）测量从1到1．8GHz的频率范围的阻抗的频率特性。图4到7示出测量结果。
从表示以六方铁氧体作为磁性物质1的噪声滤波器NF的阻抗的频率特性的图4和5中，可以理解，在样品1到8的情况下产生在阻抗－频率曲线上表现的显示自共振的最大值(自共振频率)。发现在大于200MHz的频率区阻抗高达1000到10000Ω或更高。而且，直到靠近1GHz的频率区都可观察到象1000Ω那样高的阻抗。
随后，从表示以Ni铁氧体作为磁性物质1的噪声滤波器NF的阻抗的频率特性的图6和7中，可以理解，在样品60到63的情况下产生在阻抗－频率曲线上表现的显示自共振的最大值(自共振频率)。发现在频率区阻抗高达1000到2000Ω。
另一方面，考虑样品No．64和65，尽管阻抗高，在图7中的阻抗－频率曲线上没有发现最大值，从低频区到高频区都表现出基本恒定的阻抗值。
发生自共振的样品No．64与不发生自共振的样品65之间的不同在于绕线匝数不同。
已经证明样品1到8的噪声滤波器NF在不小于500MHz的高频区，有远大于利用Ni铁氧体的样品60到65的噪声滤波器NF的阻抗。
[比电阻、密度和磁导率]
除No．1～8的噪声滤波器外，具有表2所示成分的No．10～32的噪声滤波器和No．66～68的噪声滤波器在表2所示条件下制造，测量烧结体的磁导率、密度和比电阻。在这些示例中，用于制造噪声滤波器NF的工艺类似于用于制造No．1～8的噪声滤波器的工艺。
表2
  序号                                 成分 暂时烧制温度℃   烧制温度℃   在100kHz的磁导率   烧结体密度g/cc  比电阻Ω/cm
                            主要组分(mol％)       次要组分(wt％)
Fe2O3 BaO SrO CoO NiO CuO ZnO PbO SiO2
   1   70.59   19.15     -    10.27     -    -     -     2     0.62   1200/空气  1200/空气     13     4.77     108
   5     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     ＂      ＂      ＂  1250/空气     17     4.8     107
   9     ＂     ＂     -     9.75    0.51    -     -     ＂      ＂      ＂  1200/空气     13     ＂     ＂
  10     ＂     ＂     -     9.24    1.03    -     -     ＂      ＂      ＂     ＂     17     ＂     ＂
  11     ＂     ＂     -     8.73    1.54    -     -     ＂      ＂      ＂     ＂     19     ＂     ＂
  12     ＂     ＂     -     9.75     -   0.51     -     ＂      ＂      ＂     ＂     14     4.7     108
  13     ＂     ＂     -     ＂     -    -    0.51     ＂      ＂      ＂     ＂     13     4.8     ＂
  14     ＂    12.77    6.38    10.27     -    -     -     ＂      ＂      ＂     ＂     9     4.7     107
  15     ＂    9.75    9.57     ＂     -    -     -     ＂      ＂      ＂     ＂     14     4.8     ＂
  16     ＂    19.15     -     ＂     -    -     -     2.2      ＂      ＂     ＂     12     4.7     108
  17     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     2.5      ＂      ＂     ＂     ＂     ＂     107
  18     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     3      ＂      ＂     ＂     13     4.8     ＂
  19     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     2     0.93      ＂     ＂     12     4.7     ＂
  20     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     ＂     1.12      ＂     ＂     10     ＂     ＂
  21     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     ＂     1.62      ＂     ＂     7     4.8     108
  22     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     2.2     0.93      ＂     ＂     12     4.7     107
  23     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     2.5     1.12      ＂     ＂     10     4.8     ＂
  24     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     3     1.62      ＂     ＂     7     ＂     ＂
  25     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     5     5      ＂  1150/空气     6     4.9     108
  26     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     10      ＂      ＂     ＂     5     ＂     ＂
  27    68.50    19.74     -    11.77     -    -     -     2     0.62      ＂  1200/空气     10     4.8     ＂
  28    73.50    17.62     -     8.85     -    -     -     ＂      ＂      ＂     ＂     15     4.9     107
  29    69.50    17.64     -    12.77     -    -     -     ＂      ＂      ＂     ＂     9     4.8     ＂
  30    70.59    19.15     -    10.27     -    -     -     1     0.5      ＂     ＂     11     4.7     108
  31     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     0.19     0.13      ＂  1150/空气     8     ＂     107
  32     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     0.048     0.032      ＂  1200/空气     13     4.6     108
  66     ＂    17.65     -    11.77     -    -     -     ＂      ＂      ＂  1300/空气     12     4.5     108
  67     ＂     ＂     -     ＂     -    -     -     ＂      ＂      ＂  1350/空气     11     4.7     104
  68     ＂    19.15     -    10.27     -    -     -     ＂      ＂      ＂   1300/空气     19     4.9     106
关于比电阻，制造具有大约25．4mm的外径和大约2mm的高度的盘状样品，在样品的两端(前后表面)施加In－Ga电极，通过比较由绝缘测试装置(MEGRO制造的MEGROHMMETTER)测量的测量值与样品外部尺寸大小而计算比电阻。
烧结体(磁性物质)的密度通过测量以游标卡尺方式得到的样品的外形大小，并用电子标测量的样品重量来计算。
磁导率通过制造具有18mm的外径、10mm内径和6mm高的环形样品，并把导线缠绕在样品上，用LCR计(由HP制造的H－子284A)测量在100kHz的电感值和外形大小，并从这些值根据日本工业标准计算磁导率来计算。
表2示出结果。
从表2的这些结果可以看到，具有从104～108Ωcm的比电阻以及从4．5～4．9g／cc的烧结体密度。具有这种程度的比电阻和烧结体密度的样品被用在没有特定机械强度要求的情况中时，在实际应用中不会产生任何问题，使用的电压不太高。另外，当被用于高电压时，如果对导线充分地绝缘处理，也不会出现问题。
对于比电阻，为了在噪声滤波器中产生作为Ni铁氧体的特定值的不小于106Ωcm的比电阻，优选使用的具有类似于或大于上述的比电阻的样品No．1到32。
而且，No．1到32的特定密度不小于4．6g／cc，认为可得到足够的机械强度。
如图8所示，由六方铁氧体构成的No．1到5的磁导率超过蛇形线的限制线。
具有类似于LC并联电路的阻抗频率特性的噪声滤波器以及用于使用根据本发明的噪声滤波器消除噪声的方法可有效地消除具有特定频率的噪声。而且，它们可消除不小于500MHz的高频区的噪声。六方铁氧体磁芯作为磁性物质的使用，使得可消除不能被传统的铁氧体磁芯消除的高频区的噪声。而且，由于本发明的噪声滤波器可容易地被应用，噪声测量简单而廉价。
本发明并不限定于这里提到的实施例和示例，在实现本发明目的并表现出本发明效果的范围内可进行各种变形。

Claims (31)

1．一种噪声滤波器，用于消除来自输入电源电流或信号电流的电源线或信号线的噪声，其中由于把导线缠绕在作为磁芯的磁性物质上而使信号与噪声重叠一起，其特征在于：噪声滤波器的阻抗的频率特性对于特定的频率具有类似于LC并联电路的最大值，且噪声的消除在包括作为特定频率的自共振频率的自共振频率区进行。
2．根据权利要求1的噪声滤波器，其特征在于所述自共振频率不小于500MHz。
3．根据权利要求1的噪声滤波器，其特征在于铁氧体被用于所述磁性物质中。
4．根据权利要求2的噪声滤波器，其特征在于所述磁性物质中采用铁氧体。
5．根据权利要求3的噪声滤波器，其特征在于所述是六方铁氧体采用铁氧体。
6．根据权利要求4的噪声滤波器，其特征在于所述铁氧体是六方铁氧体。
7．根据权利要求3的噪声滤波器，其特征在于所述铁氧体的成分包括主要组分：
68－74mol％的Fe2O3、
15－22mol％的MO、
4－13mol％的MeO，
和作为氧化物的次要组分：
0－10mol％的PbO、
0－5mol％的SiO2，
其中，M是Ba和Sr中的至少一种，Me是Co、Ni、Zn和Cu中的至少一种。
8．根据权利要求4的噪声滤波器，其特征在于铁氧体的成分包括主要组分：
68－74mol％的Fe2O3、
15－22mol％的MO、
4－13mol％的MeO，
作为氧化物的次要组分：
0－10mol％的PbO、
0－5mol％的SiO2，
其中，M是Ba和Sr中的至少一种，Me是Co、Ni、Zn和Cu中的至少一种。
9．根据权利要求5的噪声滤波器，其特征在于铁氧体的成分包括主要组分：
68－74mol％的Fe2O3、
15－22mol％的MO、
4－13mol％的MeO，
作为氧化物的次要组分：
0－10mol％的PbO、
0－5mol％的SiO2，
其中，M是Ba和Sr中的至少一种，Me是Co、Ni、Zn和Cu中的至少一种。
10．根据权利要求6的噪声滤波器，其特征在于铁氧体的成分包括主要组分：
68－74mol％的Fe2O3、
15－22mol％的MO、
4－13mol％的MeO，
作为氧化物的次要组分：
0－10mol％的PbO、
0－5mol％的SiO2，
其中，M是Ba和Sr中的至少一种，Me是Co、Ni、Zn和Cu中的至少一种。
11．根据权利要求1的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
12．根据权利要求2的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
13．根据权利要求3的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
14．根据权利要求4的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
15．根据权利要求5的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
16．根据权利要求6的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
17．根据权利要求7的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
18．根据权利要求8的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
19．根据权利要求9的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
20．根据权利要求10的噪声滤波器，其特征在于其被用于电子器件的电源线或信号线来测量噪声。
21．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求11的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
22．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求12的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
23．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求13的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
24．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求14的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
25．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求15的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
26．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求16的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
27．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求17的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
28．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求18的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
29．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求19的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
30．一种防噪电子器件，其特征在于包括根据权利要求20的用于电子器件的电源线或信号线的噪声滤波器。
31．一种用于消除来自输入电源电流或信号电流的电源线或信号线的噪声的方法，其中因把导线缠绕在作为磁芯的磁性物质上而使信号与噪声重叠一起。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103746724A (zh) * 2012-10-15 2014-04-23 美国博通公司 传输线通信的非中断式滤波
CN106716160A (zh) * 2014-11-20 2017-05-24 株式会社Lg 化学 共模噪声模拟器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010114246A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Alps Electric Co Ltd 多層型磁性シート
KR20180061767A (ko) * 2016-11-30 2018-06-08 쌍용자동차 주식회사 자동차의 엔진 시동 버튼장치의 비상시동 시스템
TWI650199B (zh) * 2018-01-16 2019-02-11 聖杰國際股份有限公司 自動換刀機構之換刀臂

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103746724A (zh) * 2012-10-15 2014-04-23 美国博通公司 传输线通信的非中断式滤波
US9584187B2 (en) 2012-10-15 2017-02-28 Broadcom Corporation Non-interruptive filtering of transmission line communications
CN106716160A (zh) * 2014-11-20 2017-05-24 株式会社Lg 化学 共模噪声模拟器
US10359475B2 (en) 2014-11-20 2019-07-23 Lg Chem, Ltd. Common mode noise simulator
CN106716160B (zh) * 2014-11-20 2019-12-03 株式会社Lg 化学 共模噪声模拟器

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