CN1417942A - 阵列型降噪滤波器 - Google Patents

Abstract

公开了一种阵列型降噪滤波器。它具有：在单片内水平排列多个降噪滤波器。多个降噪滤波器中的每个包括：一个电感部分；一个接地部分；和一个电容部分。其中电感部分由在所述芯片中大致垂直连接的第一和第二线圈组成。所述接地部分排列在所述电感部分的上部或下部。电容部分排列在所述接地部分的上部或下部。任何电感部分的第二线圈的缠绕方向与另一相邻电感部分的第二线圈的缠绕方向相反。

Description

阵列型降噪滤波器

技术领域

本发明一般地涉及一种阵列型降噪滤波器；特别涉及这样的阵列型降噪滤波器，其中每个电感部分由两个线圈部分形成，将所述线圈的绕组方向设置成不同，使得抵消相互干扰，因此使产生的电磁干扰最小。

背景技术

一般来说，在电子设备工作时，在所述设备中存在着各种电磁波噪音，如各类电源噪音或时钟脉冲源噪音等。特别是，在移动通信终端中，因为电源频率较高，所以产生较大的电磁波噪音。

这样的电磁波噪音沿各电子设备内的电路电源线或信号线在电路之间相互传播，引起各设备的不正常的工作。而且，在电子设备组内产生的电源噪音或时钟脉冲源噪音沿这个设备组的电源线向另一个电子设备组传播，因此干扰另一个电子设备组的正常工作。另一方面，由于从其它设备传播的噪音，一个相应的电子设备组能够干扰它的正常工作。由于这样的电磁波噪音产生的干扰现象被称为电磁干扰(EMI)。

因此，为了电子设备的正常工作，在设计各设备时，必须考虑降低电磁波噪音的方法，以防止EMI。一般来说，用在各电子设备的每个电路和每个电路电源或在各电子装置的每个电路和每个时钟脉冲源中间插入一个降噪滤波器的方法，来降低电磁波噪音。

近来，作为普遍使用的降噪滤波器，广泛使用了一个阵列型降噪滤波器。所述阵列型降噪滤波器构成为一个阵列型，使得单片内具有多个降噪滤波器。

图1a是现有技术的阵列型降噪滤波器10的示意图。见图1a，阵列型降噪滤波器10包括两个降噪滤波器10a和10b。降噪滤波器10a和10b各具有第一和第二接地电极层12和13、电容部分14a和15a或14b和15b和电感部分17a和17b。第一和第二接地电极层12和13分别排列在芯片11的上部和下部。电容部分14a和15a或14b和15b形成在每个第一和第二接地电极层12和13内。电感部分17a或17b形成为一个线圈图案。第一和第二接地电极层12和13用作在降噪滤波器10a和10b之间共用的公共电极。而且，每个降噪滤波器的输入和输出端(未示出)形成在芯片11的前和后表面上。在芯片11的前表面上的每个输入端都连接到各电感部分17a和17b和电容部分14a和15a的一端上，同时在芯片11的后表面的每个输出端都连接到各电感部分17a和17b和电容部分14a和15a的另一端上。

在阵列型的降噪滤波器10的阵列结构中，第一和第二电感部分17a和17b在芯片11的中心部分彼此相邻地对称排列，因此由于互感引起电感耦合。换句话说，相互电磁干扰的串扰可能发生在降噪滤波器10a和10b之间。因此，这种阵列型的降噪滤波器的问题是，由于互相干扰在滤波器10a和10b之间产生不希望的感应，因此引起每个降噪滤波器的不正常的工作。

图1b是现有技术的阵列型降噪滤波器的电磁干扰特性曲线图。见图1b，整个的线表示在阵列型降噪滤波器中每个降噪滤波器的特性，虚线表示在降噪滤波器之间产生的电磁干扰特性。如虚线所示，在现有技术的阵列型降噪滤波器中，在降噪滤波器之间串扰是很大的。这是由于如上所述的，在单片内排列的这些滤波器之间产生的互感。因此，这样的互感上引起在各滤波器之间的电磁干扰，因此使得这种阵列型的降噪滤波器的滤波器特性变坏。

如上所述，在这样的降噪滤波器技术领域中，需要一种新型的阵列型降噪滤波器，以便有效地防止由于在各降噪滤波器的电感部分之间的互感造成的串扰。

发明内容

因此，鉴于上述现有技术的问题，开发了本发明。本发明的目的是，提供一种阵列形降噪滤波器，其中每个电感部分形成为多个线圈，一些所述线圈的缠绕方向彼此相反，以致抵消由于互感引起的在降噪滤波器的各线圈之间产生的相互干扰，因此使得电磁干扰达到最小。

根据本发明的一个方面，通过提供一种阵列型滤波器能够使得上述和其他目的得以实现，所述的阵列型滤波器包括多个在单片内水平排列降噪滤波器，每个包括：一个电感部分，由在所述芯片中大致竖直连接的第一和第二线圈构成；一个接地部分，排列在所述电感部分的上部或下部；和一个电容部分，排列在所述接地部分的上部或下部；其中任何电感部分的第二线圈的缠绕方向与另一相邻电感部分的第二线圈的缠绕方向相反。

根据本发明的优选实施例，将第一和第二线圈的电感值设置为大致相同，以致由在相反方向缠绕的相邻的线圈产生的互感能够有效地抵消。

根据本发明的另一个实施例，接地部分能够由在所述电感部分上排列的第一接地部分和在所述电感部分下排列的第二接地部分构成。在这种情况下，最好是，所述电容部分由在第一接地部分下的第一电容部分和在所述第二接地部分上的第二电容部分组成。

根据本发明的另一优选实施例，所述接地部分被排列在所述芯片的上部和下部的一个位置上，并且所述电容部分由排列在所述接地部分上的第一电容和与第一电容部分相反的在所述接地部分下的第二电容组成，使得每个降噪滤波器形成为π形。

另外，所述接地部分是由在多个降噪滤波器共用的单层形成，以致它形成为多个降噪滤波器共用的接地电极。

根据本发明的最优选实施例，每个降噪滤波器还包括形成在第一和第二线圈之间的隔离装置，将第一和第二线圈与在第一和第二线圈之间的不希望的电磁感应隔离。最好是，这样的隔离装置能够是具有一个连接第一和第二线圈的通孔的导体层。

根据本发明的另一方面，提供一种具有单片形状的阵列型降噪滤波器，它包括多个电感部分，每个由在芯片内大致竖直连接并彼此水平排列的第一和第二线圈组成；一个接地部分，根据多个电感部分的排列方向，排列在所述电感部分的上部或下部中至少一个位置上；和多个电容部分，每个大致在与多个电感部分的每个的相同的方向，在所述接地部分的上部或下部竖直排列；其中每个所述电感部分包括：阻止每个电感部分的第一和第二线圈之间电磁感应的隔离装置，并且任何电感部分的第二线圈的缠绕方向与另一个相邻电感部分的第二线圈的缠绕方向相反。

附图说明

通过参照附图的以下详细说明本发明的上述和其他目的、特征和优点将会更明了。

图1a是现有技术的阵列型降噪滤波器的示意剖视图；

图1b是现有技术的阵列型降噪滤波器电磁干扰特性的曲线图；

图2是本发明优选实施例的具有两个降噪滤波器的阵列型滤波器的示意透视图；

图3a是本发明优选实施例的具有四个降噪滤波器的阵列型降噪滤波器的电路图；

图3b是图3a的每个降噪滤波器的特性曲线图；

图4是本发明另一实施例的具有四各降噪滤波器的阵列型降噪滤波器的示意剖视图。

具体实施方式

图2是本发明优选实施例的阵列型降噪滤波器20的示意透视图。见图2，阵列型降噪滤波器20包括在单片21内的两个降噪滤波器20a和20b。每个降噪滤波器20a和20b由以下部分组成：第一和第二接地电极22和23；第一电容部分24a或24b；第二电容部分25a或25b；和一个电感部分。第一电容部分24a或24b的一端连接到第一接地部分22，它的另一端连接到输入端(未示出)。而且，第二电容部分25a或25b的一端连接到第二接地部分23，它的另一端连接到输出端(未示出)。电感部分的一端连接到输入端，它的另一端连接到输出端。特别是，在本发明中，电感部分由第一线圈27a′或27b′和第二线圈27a″或27b″组成。另外，设有一个导体层29a或29b作为在第一线圈27a′或27′和第二线圈27a″或27b″之间的电磁隔离装置。

如图2所示，每个电感部分是由竖直连接的第一和第二线圈27a′和27a″或27b′和27b″构成。一个电感部分的第一线圈27a′的缠绕方向与另一个电感部分的第一线圈27b′的缠绕方向相同。但是，第二线圈27a″的缠绕方向与另一个电感部分的第二线圈27b″的缠绕方向相反。因此，在第二线圈27a″和27b″之间感应的互感，具有与在第一线圈27a′和27b′之间感应的互感相反的极性。在这样的结构中，在第一和第二线圈之间产生具有相反极性的互感，以致这些互感能够彼此抵消。在此，最好是将一个电感部分的每个第一和和第二线圈，排列在与另一个电感部分的每个第一和第二线圈的大致在同一平面上。而且，最好是将第一和第二线圈设置成在施加相同的电压时具有相同的电感值La。这最好是抵消在第一线圈之间感应的互感M和在第二线圈之间感应的互感-M，因此使得整体的电磁干扰达到最小。

但是，本发明的特征是，通过将电感部分形成为两个线圈并且调节所述线圈的方向，通过具有相反极性的互感之间的抵消作用，降低电磁干扰。因此，即使一个电感部分的每个第一和第二线圈与另一个电感部分不排列相同的平面上，或第一和第二线圈不具有相同的电感值，它也属于本发明的范围，即，将第一和第二线圈任何一个的方向设置得不同于另一个，以使得电磁干扰最小化。而且，在本发明的优选实施例中，每个第一和第二接地部分22和23形成为两个降噪滤波器的一个共用的电极。但是，每个接地部分22和23也能够分成相应降噪滤波器的两个接地电极。

另外，在本发明的优选实施例中，形成作为将第一和第二线圈与电磁感应隔离的隔离装置的导体层。换句话说，所述导体层的用于防止，在第一和第二线圈之间的互感的值变化。最好是，能够使用各具有将第一和第二线圈彼此连接的一个通孔的板形的导体层，作为阻止相互电磁感应的导电层，同时将第一与第二线圈连接。下面详细说明作为导电层的隔离装置。

图3a是根据本发明优选实施例的具有四个降噪滤波器的阵列型降噪滤波器的电路图。在图3a中，省略电容部分和接地部分，以便于说明各滤波器的电感部分和在电感部分中包括的导体层的功能。

见图3a，四个降噪滤波器30a、30b、30c和30d的电感部分各分开到第一和第二线圈中(图3a的电感La)。正如适用本发明的电感部分那样，各电感部分分开到两个线圈中的情况中，精确地调节这两个线圈的电感值是困难的。即，假设每个第一和第二线圈的电感值是La，如果两个线圈的缠绕方向相同，那么，这两个线圈的总电感值大于2La，同时如果两个线圈的缠绕方向相反，那么，它的总电感值小于2La。从而，预先将总电感值设置为这四个降噪滤波器的电感部分要求的同样的值是困难的。结果，引起通过精确预定每个降噪滤波器的特性，设计降噪滤波器是困难的问题。

因此，在第一和第二线圈之间形成防止在两个线圈之间相互电磁感应的导体层29，使得能够防止由于两个线圈的相互作用引起的总电感值的变化。其结果，能够实现每个电感部分具有相同的电感值。而且，如果要求各电感部分使用另一个希望的电感值，那么，通过选择第一和第二线圈的各个电感值，能够容易地调节总电感值。

图3b和3c是各降噪滤波器的特性曲线图。图3b示出第一和第三降噪滤波器的特性，图3c示出第二和第四降噪滤波器的特性。在第一和第三降噪滤波器中，每个电感部分的第二线圈的缠绕方向与第一线圈的缠绕方向相同。在第二和第四降噪滤波器中，每个电感部分的第二线圈的缠绕方向与第一线圈的缠绕方向相反。

在这情况，在第一和第三降噪滤波器中，一般是，每个电感部分的第一和第二线圈的总的电感值可以大于第一和第二线圈的电感值的总和，而在第二和第四降噪滤波器中，每个电感部分的第一和第二线圈的总电感值可以小于第一和第二线圈的电感值的总和。但是，在本发明的优选实施例中，形成阻挡在第一和第二线圈之间电磁感应的导体层，使得所有电感部分的每个总电感值几乎具有与两个线圈的电感值的总和相同的值。因此，如图3b和3c所示，第二线圈的缠绕方向与第一线圈的是相反的降噪滤波器，具有大致相同的低通特性。

图4是本发明另一个优选实施例的另一种阵列型降噪滤波器40的剖视图，它具有四个降噪滤波器40a、40b、40c和40d。见图4，在阵列型滤波器40中，接地电极42和第一和第二电容部分44和45能够同心地形成在芯片41的下部。而且，接地电极42能够形成为在这四各降噪滤波器40a、40b、40c和40d之间共用的共用电极。如上所述，接地电极42形成为一个电极，因此，与图2所示的使用两个接地电极的实施例情况相比，节约了一个接地电极。因此，图4实施例的优点是，除了减少制造成本外，能够简化阵列型降噪滤波器的制造工艺。本发明的优选实施例也能够相似地改制，使得接地电极42和电容部分44和45同心地形成在芯片41的上部。

如图4所示，通过省略电容部分44和45中的一个，能够将电容部分44和45分别排列在接地电极42上部和下部的π形降噪滤波器改型。在这样的结构中，最好是电容部分连接到每个降噪滤波器的输入和输出端之一上，实现相同的特性。

即，因为在每个电容部分被排列在接地电极的上部或下部的仅一个位置上时，连接到电容部分的输入端或输出端被排列在相同的位置，所以最好是，在制造过程中包括每个使用一个电容部分的降噪滤波器。

如上所述，本发明提供一种阵列型的降噪滤波器，各个降噪滤波器的每个电感部分由第一和第二线圈形成，并且将一些所述线圈的缠绕方向设置彼此相反，使得由于互感在各降噪滤波器的各线圈之间产生的相互干扰能够被抵消。而且，本发明的优点是，通过在第一和第二线圈之间形成导体层，阻挡在线圈之间的相互感应，能够将相互的电磁干扰减到最小，并且通过实现精确的电感值，能够设计出要求的滤波器特性。

为了说明已然公开了本发明的优选实施例。本领域技术人员会理解，不偏离权利要求的本发明的精神和范围能够有各种改变方案。

Claims (9)

1.一种阵列型降噪滤波器，包括：

多个在单片内水平排列的降噪滤波器，每个降噪滤波器包括：

一个电感部分，由在所述芯片内大致竖直连接的第一和第二线圈构成；

一个接地部分，排列在所述电感部分的上部或下部；和

一个电容部分，排列在所述接地部分的上部或下部，

其中任何电感部分的第二线圈的缠绕方向与另一相邻电感部分的第二线圈的缠绕方向相反。

2.根据权利要求1的阵列型降噪滤波器，其中：第一和第二线圈具有大致相同的电感值。

3.根据权利要求1的阵列型降噪滤波器，其中：所述接地部分由在所述电感部分上排列的第一接地部分和在所述电感部分下排列的第二接地部分构成。

4.根据权利要求3的阵列型降噪滤波器，其中：电容部分由在第一接地部分下的第一电容部分和在所述第二接地部分上的第二电容部分组成。

5.根据权利要求1的阵列型降噪滤波器，其中：所述接地部分仅排列在所述芯片的上部和下部的一个位置上，并且所述电容部分由排列在所述接地部分上的第一电容部分和在所述接地部分下的第二电容部分组成。

6.根据权利要求1的阵列型滤波器，其特征在于：所述接地部分是形成为由在多个降噪滤波器共用的单层的共用电极。

7.根据权利要求1的阵列型降噪滤波器，其中：多个降噪滤波器中的每个还包括形成在第一和第二线圈之间的隔离装置，隔离第一和第二线圈与在第一和第二线圈之间的电磁感应。

8.根据权利要求7的阵列降噪型滤波器，其中：所述隔离装置是由导体层形成，所述导体层具有使得第一和第二线圈彼此连接的通孔。

9.一种阵列型降噪滤波器，具有单片形状，包括：

多个电感部分，每个由包括在芯片内竖直连接并彼此水平排列第一和第二线圈组成；

一个接地部分，根据多个电感部分的排列方向，排列在所述电感部分的上部或下部的至少一个位置上；和

多个电容部分，每个大致在与一个电感部分相同的方向上，在所述接地部分的上部或下部竖直排列；

其中所述每个电感部分包括：阻止每个电感部分的第一和第二线圈之间电磁感应的隔离装置，并且任何电感部分的第二线圈的缠绕方向与另一个相邻电感部分的第二线圈的缠绕方向相反。

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