DE3432670A1 - Rauschunterdrueckungsfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rauschunterdrückungsfilter für die Benutzung in elektronischen Geräten zur Rauschunterdrückung.

Es war lange die übliche Praxis, ein kombiniertes System aus Induktivitäts-und Kapazitätselementen als Rauschunterdrückungsfilter zu benutzen, wie das Beispiel in Fig. 1 der Zeichnungen zeigt.

Der herkömmliche in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Rauschunterdrückungsfilter enthält ein metallisches Gehäuse (2), in welchem eine Filteranordnung angeordnet ist, die ein Paar von Durchführungskondensatoren (4 und 5) enthält, die voneinander beabstandet sind und auf den je-

weiligen Seiten eines zylindrischen magnetisierbaren Körpers 3 z.B. aus Ferrit angeordnet sind, und ein Drahtanschlußteil, 6 welches sich zur Gänze durch die Filteranordnung erstreckt, wobei die entgegengesetzten Endteile außerhalb des Gehäuses 2 liegen. Die Filteranordnung zusammen mit dem Drahtanschluß ist im Gehäuse 2 eingeschlossen durch ein Siegelharz 7, welches die gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 2 verschließt. Bei dieser Konstruktion wird, wenn ein elektrischer Strom durch das Anschlußteil 6 fließt, ein elektrisches Feld im magnetisierten Körper 3 erzeugt, wodurch eine Impedanz erzeugt wird, ähnlich einer Spule. Ein Ersatzschaltbild des Rauschunterdrükkungsfliters von Fig. 1 ist in Fig. 2 gezeigt.

Ein anderes Beispiel eines Rauschunterdrückungsfilters 10 ist in Fig. 3 gezeigt. Der Rauschunterdrückungsfilter 10 enthält ein Gehäuse 11 aus synthetischem Harz in welchem ein zylindrischer magnetisierbarer Körper 12 z.B. aus Ferrit eingeschlossen ist, und ein im wesentlichen U-förmiges Drahtanschlußteil 13, dessen einer Arm sich durch das Gehäuse 11 und dann durch einen Durchgangskondensator 15 erstreckt, während der andere Arm sich durch den magnetisierbaren Körper 12 und dann durch einen Durchgangskondensator 14 erstreckt, wobei die Durchgangskondensatoren 14 und 15 auf einem Gehäuse 16 befestigt sind und an den jeweiligen entgegen-

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gesetzten Armteilen des Drahtanschlußteils 13 angelötet sind. Das Ersatzschaltbild des Rauschunterdrükkungsfilters 10 entspricht dem von Fig. 2.

Beide herkömmlichen Filter 1 und IO von Figuren 1 bzw. 3 brauchen eine erhöhte Anzahl von Komponenten und sind deshalb kompliziert und zeitaufwändig herzustellen. Deshalb sind die oben erwähnten herkömmlichen Rauschunterdrückungsfilter relativ teuer herzustellen.

Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel entwickelt, die oben beschriebenen Nachteile bei den herkömmlichen Rauschunterdrückungsfiltern zu beseitigen, und hat deshalb die Hauptaufgabe, einen verbesserten Rauschunterdrückungsfilter zu schaffen, der mit einer verringerten Anzahl von Komponenten in kompaktem Format hergestellt werden kann und hervorragende Eigenschaften aufweist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,einen verbesserten Rauschunterdrückungsfilter des oben beschriebenen Typs zu schaffen, der leicht herzustellen ist und keine wesentlich komplizierten und zeitaufwändigen Verfahrensschritte braucht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs-

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beispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 3, Querschnitte herkömmlicher Rauschunterdrückungsfilter;

Fig. 2, das Ersatzschaltbild eines der Filter von Figuren 1 oder 3;

Fig. 4, eine Seitenansicht einer Ausführungsform des. erfindungsgemäßen Rauschunterdrückungsfilters;

Fig. 5, einen seitlichen Querschnitt des Filters von Fig. 4;

Fig. 6, eine perspektivische Ansicht des Filters von Fig. 4;

Fig. 7 und 8, perspektivische Ansichten von Elektrodenplatten, die im Filter von Fig. 4 verwendet werden;

Fig. 9, ein Ersatzschaltbild des Filters von Fig. 4;

Fig. 10, einen Seitenquerschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters;

Fig. 11, eine Querschnittsansicht entlang der Linie

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XI-XI von Fig. 10;

Fig. 12, eine perspektivische Ansicht des Filters von Fig. 10;

Fig. 13, eine Seitenansicht eines Filters in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14, eine Endansicht des Filters von Fig. 13;

Figuren 15 und 16, perspektivische Ansichten jeweils der Plattenelektroden, die im Filter von Fig. 13 verwendet werden;

Fig. 17, eine Vorderansicht eines Filters in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 18, einen Querschnitt entlang der Linie XVIII-XVIII von Fig. 17.

Bevor die Beschreibung fortgesetzt wird, soll festgestellt werden, daß mit Ausnahme von Figuren 1 und 3 in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Der Rauschunterdrückungsfilter 20 in der Ausführungsform, die Figuren 4 bis 9 zeigen, enthält einen Block 21

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von im wesentlichen rechtwinkelig würfeliger Form aus magnetisierbarem Material wie z.B. Ferrit. Der Block weist einen im wesentlichen flachen Durchgang 22 auf, der sich in Längsrichtung ganz durch den Körper 21 erstreckt, für das Durchgreifen einer ersten Streifenelektrode 23. Gepaarte Kondensatoren 24 und 2.5 sind auf der oberen Fläche des Blocks 21 im Abstand voneinander angeordnet. Jeder der beiden Kondensatoren 24 und 25 hat beispielsweise die Form eines Schichtkondensators, der jeweils einen dielektrischen Körper 24b oder 25b aufweist, in welchem interne Elektroden 24a oder 25a eingebettet sind, und welcher jeweils ein Paar von Anschlußelektroden 24c und 24d bzw. 25c und 25d aufweist, die auf gegenüberliegenden Enden des Kondensators in Kontakt mit den internen Elektroden 24a oder 25a ausgebildet sind, wie dies am besten in Fig. 5 zu sehen ist.

Die erste Streifenelektrode 23, deren mittlerer Hauptteil sich durch den Durchgang 22 im Block 21 erstreckt, hat ihre entgegengesetzten Endteile 23a und 23b außerhalb des Blocks 21. Diese Endteile 23a und 23b der ersten Streifenelektrode 23 sind rechtwinkelig abgeknickt, so daß sie sich,wie in Figuren 4 und 5 gezeigt, nach oben entlang der gegenüberliegenden Endflächen des Blocks 21 erstrecken, und sind dann elektrisch durch Löten oder

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irgend eine geeignete Methode mit den Anschlußelektroden 24c und 25c der zugehörigen Kondensatoren 24 bzw. 25 verbunden, nachdem sie erneut bei 26 und 27 nach innen umgebogen wurden, um sich in einer Richtung aufeinanderzu zu erstrecken, während sie die Anschlußelektroden 24c und 25c überlappen. Die abgebogenen Enden 26 und 27 der ersten Streifenelektrode, welche an die jeweiligen Anschlußelektroden 24c und 25c angelötet sind, dienen gleichzeitig dazu, die Anschlußelektroden 24c und 25c gegen den Block 21 zu drücken, um sie in engem Kontakt mit der oberen Fläche des Blocks 21 zu halten.

Auf dem Block 21 ist, die Anschlußelektroden 24d und 25d der Kondensatoren 24 bzw. 25 überlappend,eine zweite Streifenelektrode 28 befestigt, die eine im wesentliche U-förmige Konfiguration hat mit einem Paar von Beinen 28a und 28b und einem Brückenteil 28c, das die Beine 28a und 28b miteinander verbindet. Wenn die zweite Streifenelektrode 28 so befestigt ist, ist das Brückenteil 28c elektrisch durch Löten oder irgendeine geeignete Methode an beiden Anschlußelektroden 24d und 25d der Kondensatoren 24 bzw. 25 verbunden und gleichzeitig werden die Anschlußelektroden 24d und 25d gegen die obere Fläche des Blocks 21 gepreßt, da die zweite Streifenelektrode 28 als Klammer dient.

Wenn der Rauschunterdrückungsfilter 20 der oben be-

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schriebenen Konstruktion gemäß Fig. 4 bis 8 benutzt werden soll, werden die beiden Enden 26 und 27 der ersten Streifenelektrode 23 elektrisch mit externen Schaltkreiselementen über jeweilige Drähte a und b verbunden, während die zweite Streifenelektrode 28 über eine Leitung c geerdet wird. In dieser Schaltkreisanordnung ist leicht zu verstehen, wie in Fig. 9 am elektrischen Ersatzschaltbild des Rauschunterdrückungsfilters 20 gezeigt, daß ein Parallelschaltkreis der beiden Kondensatoren 24 und 25 zwischen Masse,repräsentiert durch die zweite Anschlußelektrode 28, und den Anschlüssen, repräsentiert durch die jeweiligen gebogenen Enden 26 und-27 der ersten Streifenelektrode 23, gebildet wird, und deshalb wird, wenn ein elektrischer Strom an die erste Streifenelektrode 23 angelegt wird, ein magnetisches Feld im Block 21 erzeugt, wodurch eine Impedanz gegen hochfrequentes Rauschen geschaffen wird. Mit anderen Worten,der Rauschunterdrückungsfilter, der in der oben beschriebenen Weise arbeitet, ist ein Filter vom LCTr-Typ.

In der vorhergegangenen Ausführungsform wurden die Kondensatoren 24 und 25 beschrieben und gezeigt als befestigt auf der oberen Fläche des Blocks 21. In der Ausführungsform von Figuren 10 bis 12 sind die Kondensatoren 24 und 25 aber plaziert und angeordnet in einer rechtwinkeligen Ausnehmung 21a, die in der oberen Fläche des Blocks 21 ausgebildet ist, wobei aber festgestellt werden muß, daß

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die Tiefe der Ausnehmung 21a geringer oder etwas geringer als die Dicke eines jeden der Kondensatoren 24 und 25 ist, so daß eine elektrische Verbindung nicht nur zwischen den gebogenen Teilen 26 und 27 und den zugehörigen Anschlußelektroden 24c und 25c,sondern auch zwischen dem Brückenteil 28c der zweiten Streifenelektrode 28 und der Anschlußelektroden 24d und 25d gewährleistet ist. Obwohl der Rauschunterdrückungsfilter 30 in der Konstruktion von Figuren 10 bis 12 in der gleichen Weise funktioniert wie die vorangegangene Ausführungsform von Figuren 4 bis 8, kann er eine geringere Höhe haben als der Rauschunterdrückungsfilter 20 der vorangegangenen Ausführungsform, da die Kondensatoren 24 und 25 in der Ausnehmung 21a untergebracht sind.

Auch wenn die Rauschunterdrückungsfilter irgendeiner Ausführungsform von Figuren 4 bis 8 und Figuren 10 bis 12 in der Struktur zufriedenstellend ist, kann es passieren, daß, wenn der Rauschunterdrückungsfilter mit elektrischen Schaltkreiselementen auf einer gedruckten Schaltung verbunden werden soll, während er darauf befestigt ist mit seiner unteren Fläche in Kontakt mit der Oberfläche der gedruckten Schaltung, relativ lange Verdrahtungen notwendig werden, um die entgegengesetzten Enden der ersten Streifenelektrode 23 mit den zugehörigen Schaltkreiselementen auf der gedruckten Schaltung zu verbinden und ebenso um die zweite Streifenelektrode 28 mit Masse zu verbinden.

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Die Benutzung von relativ langen Verdrahtungen kann vermieden werden entsprechend der Ausführungsform von Figuren 13 bis 16.

Der Rauschunterdrückungsfilter in der Ausführungsform 40 von Figuren 13 bis 16 ist im wesentlichen identisch zum Rauschunterdrückungsfilter 20 von Figuren 4 bis 8, mit der Ausnahme, daß der Filter 40 zusätzlich mit Verlängerungen 50 und 51 und einem Hilfselektrodenteil 52 versehen ist.

Die Verlängerung 50 ist im wesentlichen U-förmig und hat ein Paar von gegenüberliegenden Armen 50a und 50b, die über ein Brückenteil 50c miteinander verbunden sind, wobei ein Arm 50a in den Durchgang 22 eingeführt und an der ersten Streifenelektrode 23 befestigt wird, während der andere Arm 50b in die untere Oberfläche des Blocks eingreift, wobei das Brückenteil 50c sich entlang der Endfläche des Blocks 21 erstreckt, in eine Richtung,entgegengesetzt zur Richtung in welche sich der Endteil 23a erstreckt. In gleicher Weise wird bei der im wesentlichen U-förmigen Verlängerung 51 mit einem Paar von gegenüberliegenden Armen 51a und 51b, die über ein Brückenteil 51c miteinander verbunden sind, der Arm 51a eingeführt und an der ersten Streifenelektrode 23 befestigt und ebenso greift der,Arm 51b in die untere Fläche des Blocks 21 ein, während sich das Brückenteil 51c entlang der gegenüber-

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liegenden Endfläche des Blocks 21 in entgegengesetzter Richtung zu der des Endteils 23b erstreckt.

Die Hilfselektrode 52 ist im wesentlichen U-förmig und hat ein Paar von gegenüberliegenden Armen 52a und 52b, die miteinander über ein Brückenteil 52c verbunden sind. Diese Hilfselektrode 52 umgreift den Unterteil des Blocks 21, wobei das Brückenteil 52c in Kontakt mit der unteren Fläche des Blocks 21 gehalten ist und die Arme 52a und 52b jeweils an den Beinen 28a und 28b der zweiten Streifenelektrode 28 verbunden sind, wodurch jede mögliche Trennung der zweiten Streifenelektrode vom Block 21 vermieden ist und folglich jedes Verrutschen der Kondensatoren 24 bzw. 25 relativ zum Block 21.

Auch der Rauschunterdrückungsfilter 24 in der Ausführungsform von Figur 13 bis 16 funktioniert in einer Weise ähnlich den Filtern 20 und 30 der Figuren 4 bis 8 und 10 bis 12. Durch die zusätzliche Verwendung der Verlängerungen 50 und 51 und der Hilfselektrode 52 können aber nicht nur die Kondensatoren 24 und 25 fest gegen den Block 21 gehalten werden, ohne daß die Kondensatoren von der oberen Fläche des Blocks 21 abheben können, sondern der Filter 40 kann auch leicht auf einer gedruckten Schaltung befestigt werden ohne Notwendigkeit der Verwendung von

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Extraverdrahtungen, wie sie nötig war bei den Filtern der vorangegangenen Ausführungsformen.

Es soll festgestellt wer den,daß das in Figuren 13 bis 16 gezeigte Konzept in gleicher Weise auf die Ausführungsform von Figuren 10 bis 12 angewendet werden kann. Mit anderen Worten,der Block 21 von Figuren 13 und 14 kann eine Ausnehmung in der oberen Oberfläche haben, um darin die Kondensatoren 24, 25 aufzunehmen.

In der Ausführungsform von Figuren 17 und 18 weist der Block 21' einen Schlitz 21a auf, der sich von der oberen Fläche bis zu einer von der unteren Oberfläche nach innen beabstandeten Stellung erstreckt, wodurch der Block 21' eine im wesentlichen U-förmige Gestalt hat, wie am besten in Fig. 17 gezeigt. Der Block 21' weist auch ein Paar von parallelen Durchgängen 22a und 22b auf, die jeweils auf beiden Seiten des Schlitzes 21a ausgebildet sind und sich ganz von der oberen Fläche zur unteren Fläche des Blocks 21' parallel zur Längsrichtung des Schlitzes erstrecken.

Das erste Elektrodenteil 63 hat eine im wesentlichen U-förmige Gestalt mit einem Paar von Armen 63a und 63b, die über ein Brückenteil 63c miteinander verbunden sind, und welche durch die Durchgänge 22a bzw. 22b geführt

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sind, während sich das Brückenteil 63c in Kontakt mit und entlang der unteren Fläche des Blocks 21* erstreckt. Die jeweiligen freien Enden der Arme 63a und 63b sind in Richtung auf das Innere des Blocks 21' gebogen, so daß sie sich in Richtung aufeinanderzu erstrecken und sind durch Löten oder eine geeignete Methode an den Anschlußelektroden 24c und 25c der Kondensatoren 24 bzw. 25 befestigt, so daß die Anschlußelektroden 24c und 25c dicht an die obere Fläche des Blocks 21' gezogen werden.

Bei dieser Ausführungsform gemäß Figuren 17 und 18 funktioniert der Rauschunterdrückungsfilter 60 in einer Weise ähnlich zu der der Filter gemäß einer der vorangegangenen AusfUhrungsformen.Speziell stören sich, da der Schlitz 21a vorgesehen ist, die magnetischen Felder, die jeweils um die Arme 63a und 63b im Block 21' erzeugt werden, wenn ein elektrischer Strom an die erste Streifenelektrode 63 angelegt wird, nicht gegenseitig. Zusätzlich hat die Ausführungsform von Figuren 17 und 18 den Vorteil, daß, da die erste Streifenelektrode 63 sich für eine gegebene Größe des magnetisierten Körpers über eine relativ große Strecke durch den magnetisierbaren Körper erstreckt, die effektive Länge des magnetisierbaren Körpers, entlang dessen das elektrische Feld erzeugt wird, vergrößert werden kann, und daher eine relativ hohe Impedanz erhalten werden kann.

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Es soll festgestellt werden, daß auch in der Ausführungsform von Figuren 17 und 18 eine Ausnehmung in der oberen Fläche des Blocks 21' ausgebildet sein kann zum Aufnehmen der Kondensatoren 24 und 25, wie das bei der Ausführungsform von Figuren 10 bis 12 der Fall war.

Aus der vorangegangenen Beschreibung wurde klar, daß, da die Kondensatoren durch die erste Streifenelektrode, welche durch den magnetisierbaren Körper läuft, vom magnetisierbaren Block getragen oder darin integriert sind und die zweite Streifenelektrode an geeigneter Stelle auf dem magnetisierbaren Block gehalten ist, der Rauschunterdrückungsfilter in chip-ähnlicher Form hergestellt werden kann, welche geeignet ist für die Benutzung bei gedruckten Schaltungen. Somit ist klar, daß der erfindungsgemäße Filter leicht in kompakten Maßen hergestellt •werden kann mit einer minimierten Anzahl von Komponenten- und beitragen kann zur billigen Herstellung eines elektrischen Bauteils von hoher Integrationsdichte.

Auch wenn die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren voll beschrieben wurde, soll festgestellt werden, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen für die Fachleute des Gebietes möglich sind. Beispielsweise kann der Filter in irgendeiner der erfindungsgemäßen Ausfüh-

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AZ

rungsformen nach dem vollständigen Herstellen mit einer Harzbeschichtung versehen werden, wobei entweder die Elektrodenteile oder die Verdrahtungen nach außen offen sein sollten für die spätere externe Verbindung mit Schaltkreiselementen.

Außerdem können die Kondensatoren, auch wenn sie als beabstandet auf dem magnetisierbaren Block befestigt beschrieben wurden, in einer Stellung aneinander angeordnet werden mit den Elektroden 24d und 25d in Kontakt miteinander oder verbunden miteinander.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Rauschunterdrückungsfilter mit einem Block aus magnetisierbarem Material, einem ersten und einem zweiten Kondensator, die jeweils einander gegenüberliegende erste und zweite Anschlußelektroden aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß der erste (24) und zweite (25) Kondensator auf einerder Flächen des Blocks (21) so befestigt sind, daß die zweiten Anschlußelektroden (24d) bzw. (25d) des ersten bzw. zweiten Kondensators (24) bzw.(25) zueinanderweisen, daß sich ein erstes Elektrodenelement (23) teilweise durch den Block (21) erstreckt und seine entgegengesetzten Endteile (26, 27) mit

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den ersten Anschlußelektroden (24c) bzw.(25c) des ersten bzw. zweiten Kondensators verbunden sind, und daß ein zweites Elektrodenelement (28), das auf dem Block (21) befestigt ist, die zweiten Anschlußelektroden (24d, 25d) des ersten bzw. zweiten Kondensators elektrisch miteinander verbindet.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Fläche des Blocks (21) eine Ausnehmung (21a) für die Aufnahme des ersten und zweiten Kondensators aufweist.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Block (21) eine einzige Durchgangsöffnung (22) aufweist und daß sich der mittlere Hauptteil des ersten Elektrodenteils (23) zwischen den gegenüberliegenden Endteilen durch die Durchgangsöffnung (22) erstreckt.

4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Block (21) einen.ersten und einen zweiten Durchgang parallel zueinander aufweist und einen darin ausgebildeten Schlitz, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgang erstreckt, wobei das erste Elektrodenteil so geformt ist, daß es eine im wesentlichen U-förmige Gestalt hat, welche

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sich durch den ersten Durchgang hindurch erstreckt, und dann außerhalb des Blocks an einer Stelle gegenüber den Kondensatoren und schließlich durch den zweiten Durchgang.