DE3432670C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rauschunterdrückungsfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Rauschunterdrückungsfilter ist bekannt aus der DE-AS 11 14 934.

Dieser Filterkondensator hat den Nachteil, daß er aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht, die in komplizierter und herstellungsaufwendiger Weise miteinander verbunden werden müssen. So müssen z. B. die Kondensatorschichten auf einem Hohlkörper aufgebracht werden, in den Hohlkörper die Elektrode eingefügt werden, sodann die Abdeckkappen angebracht und die Gesamtvorrichtung durch Lötung verbunden werden. Eine derartige Vorrichtung ist auf­ wendig in der Herstellung, eine vollautomatische Her­ stellung ist nur äußerst schwierig durchzuführen, wenn nicht gar unmöglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Rauschunterdrückungsfilter der bekannten Art derart auszubilden, daß es einfach herstellbar ist, die Anzahl seiner Bauteile verringert ist und sein Gesamt­ volumen, bezogen auf das Volumen des magnetisierbaren Körpers, möglichst klein bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße bauliche Ausgestaltung bewirkt, daß die Kondensatoren auf sehr einfache Weise befestigt werden können, was auch durch einen Fertigungsautomaten geschehen kann. Außerdem ist es möglich, durch die Anordnung des ersten Elektrodenelements teilweise innerhalb des Blocks, der die Kondensatoren trägt, die Kondensatoren selbst am Block zu be­ festigen, wodurch ein fester mechanischer Verbund der Gesamt­ vorrichtung geschaffen wird. Ein ähnliches Rauschunter­ drückungsfilter wie das obenerwähnte ist in Fig. 1 gezeigt. Es enthält ein metallisches Gehäuse 2, in welchem eine Fil­ teranordnung angeordnet ist, die ein Paar von Durchgangs­ kondensatoren 4 und 5 enthält, die voneinander beabstandet sind und auf den jeweiligen Seiten eines zylindrischen magneti­ sierbaren Körpers 3 z. B. aus Ferrit angeordnet sind, und ein Drahtanschlußteil 6, welches sich zur Gänze durch die Filteranordnung erstreckt, wobei die entgegenge­ setzten 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 er­ zeugt, wodurch eine Impedanz erzeugt wird, ähnlich einer Spule. Ein Ersatzschaltbild des Rauschunterdrüc­ kungsfilters von Fig. 1 ist in Fig. 2 gezeigt.

Ein anderes Beispiel eines Rauschunterdrückungsfil­ ters 10 ist in Fig. 3 gezeigt. Das Rauschunterdrückungs­ filter 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 ei­ ner Arm sich durch das Gehäuse 11 und dann durch einen Durchführungskondensator 15 erstreckt, während der andere Arm sich durch den magnetisierbaren Körper 12 und dann durch einen Durchführungskondensator 14 erstreckt, wobei die Durchführungskondensatoren 14 und 15 auf einem Ge­ häuse 16 befestigt sind und an den jeweiligen entgegen­ gesetzten Armteilen des Drahtanschlußteils 13 ange­ lötet sind. Das Ersatzschaltbild des Rauschunterdrüc­ kungsfilters 10 entspricht dem von Fig. 2.

Beide herkömmlichen Filter 1 und 10 von Fig. 1 bzw. 3 brauchen eine erhöhte Anzahl von Komponenten und sind deshalb kompliziert und zeitaufwendig herzu­ stellen. Deshalb sind die obenerwähnten herkömmlichen Rauschunterdrückungsfilter relativ teuer herzustellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beispiel­ haft beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 und 3 Querschnitte herkömmlicher Rauschun­ terdrückungsfilter;

Fig. 2 das Ersatzschaltschild einer der Filter von Fig. 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 Elektro­ denplatten, die im Filter von Fig. 4 verwendet werden;

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

Fig. 10 einen Seitenquerschnitt einer weiteren Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Filters;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 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;

Fig. 15 und 16 perspektivische Ansichten jeweils der Plattenelektroden, die im Filter von Fig. 13 verwen­ det 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 festge­ stellt werden, daß mit Ausnahme von Fig. 1 und 3 in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen sind.

Das Rauschunterdrückungsfilter 20 in der Ausführungs­ form, die Fig. 4 bis 9 zeigen, enthält einen Block 21 von im wesentlichen rechtwinkelig würfeliger Form aus magnetisierbarem Material wie z. B. Ferrit. Der Block 21 weist einen im wesentlichen flachen Durchgang 22 auf, der sich in Längsrichtung ganz durch den Körper 21 er­ streckt, für das Durchgreifen einer ersten Streifenelek­ trode 23. Gepaarte Kondensatoren 24 und 25 sind auf der oberen Fläche des Blocks 21 im Abstand voneinander ange­ ordnet. Jeder der beiden Kondensatoren 24 und 25 hat beispielsweise die Form eines Schichtkondensators, der jeweils einen dielektrischen Körper 24 b oder 25 b aufweist, in welchem interne Elektroden 24 a oder 25 a eingebettet sind, und welcher jeweils ein Paar von Anschlußelektroden 24 c und 24 d bzw. 25 c und 25 d aufweist, die auf gegenüber­ liegenden Enden des Kondensators in Kontakt mit den inter­ nen Elektroden 24 a oder 25 a ausgebildet sind, wie dies am besten in Fig. 5 zu sehen ist.

Die erste Streifenelektrode 23, deren mittlerer Haupt­ teil sich durch den Durchgang 22 im Block 21 erstreckt, hat ihre entgegengesetzten Endteile 23 a und 23 b außerhalb des Blocks 21. Diese Endteile 23 a und 23 b der ersten Streifenelektrode 23 sind rechtwinkelig abgeknickt, so daß sie sich, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, nach oben entlang der gegenüberliegenden Endflächen des Blocks 21 erstrecken, und sind dann elektrisch durch Löten oder irgend eine geeignete Methode mit den Anschlußelektro­ den 24 c und 25 c der zugehörigen Kondensatoren 24 bzw. 25 verbunden, nachdem sie erneut bei 26 und 27 nach innen umgebogen wurden, um sich in einer Richtung auf­ einanderzu zu erstrecken, während sie die Anschlußelek­ troden 24 c und 25 c überlappen. Die abgebogenen Enden 26 und 27 der ersten Streifenelektrode, welche an die je­ weiligen Anschlußelektroden 24 c und 25 c angelötet sind, dienen gleichzeitig dazu, die Anschlußelektroden 24 c und 25 c 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 24 d und 25 d der Kondensatoren 24 bzw. 25 überlappend, eine zweite Streifenelektrode 28 befestigt, die eine im wesentlichen U-förmige Konfiguration hat mit einem Paar von Beinen 28 a und 28 b und einem Brückenteil 28 c, das die Beine 28 a und 28 b miteinander verbindet. Wenn die zweite Streifenelektro­ de 28 so befestigt ist, ist das Brückenteil 28 c elektrisch durch Löten oder irgendeine geeignete Methode an beiden Anschlußelektroden 24 d und 25 d der Kondensatoren 24 bzw. 25 verbunden und gleichzeitig werden die Anschlußelek­ troden 24 d und 25 d gegen die obere Fläche des Blocks 21 gepreßt, da die zweite Streifenelektrode 28 als Klammer dient.

Wenn das Rauschunterdrückungsfilter 20 der oben be­ schriebenen Konstruktion gemäß Fig. 4 bis 8 benutzt wer­ den soll, werden die beiden Enden 26 und 27 der ersten Streifenelektrode 23 elektrisch mit externen Schaltkreis­ elementen über jeweilige Drähte a und b verbunden, wäh­ rend die zweite Streifenelektrode 28 über eine Leitung c geerdet wird. In dieser Schaltkreisanordnung ist leicht zu verstehen, wie in Fig. 9 am elektrischen Ersatzschalt­ bild des Rauschunterdrückungsfilters 20 gezeigt, daß ein Parallelschaltkreis der beiden Kondensatoren 24 und 25 zwischen Masse, repräsentiert durch die zweite An­ schlußelektrode 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 Streifen­ elektrode 23 angelegt wird, ein magnetisches Feld im Block 21 erzeugt, wodurch eine Impedanz gegen hochfre­ quentes Rauschen geschaffen wird. Mit anderen Worten, das Rauschunterdrückungsfilter, der in der oben beschriebenen Weise arbeitet, ist ein Filter vom π-Typ.

In der vorhergegangenen Ausführungsform wurden die Kon­ densatoren 24 und 25 beschrieben und gezeigt als befestigt auf der oberen Fläche des Blocks 21. In der Ausführungs­ form von Fig. 10 bis 12 sind die Kondensatoren 24 und 24 aber in einer rechtwinkeligen Ausnehmung 21 a plaziert und angeordnet, die in der oberen Fläche des Blocks 21 ausgebildet ist, wobei aber festgestellt werden muß, daß die Tiefe der Ausnehmung 21 a 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 Anschluß­ elektroden 24 c und 25 c, sondern auch zwischen dem Brücken­ teil 28 c der zweiten Streifenelektrode 28 und den Anschluß­ elektroden 24 d und 25 d gewährleistet ist. Obwohl das Rausch­ unterdrückungsfilter 30 in der Konstruktion von Fig. 10 bis 12 in der gleichen Weise funktioniert wie die vorangegan­ gene Ausführungsform von Fig. 4 bis 8, kann es eine ge­ ringere Höhe haben als das Rauschunterdrückungsfilter 20 der vorangegangenen Ausführungsform, da die Kondensatoren 24 und 25 in der Ausnehmung 21 a untergebracht sind.

Auch wenn die Rauschunterdrückungsfilter irgendeiner Ausführungsform vin Fig. 4 bis 8 und Fig. 10 bis 12 in der Struktur zufriedenstellend ist, kann es passieren, daß, wenn das Rauschunterdrückungsfilter mit elektrischen Schaltkreiselementen auf einer gedruckten Schaltung ver­ bunden werden soll, während es darauf mit seiner unteren Fläche in Kontakt mit der Oberfläche der gedruckten Schaltung befestigt ist, relativ lange Verdrahtungen not­ wendig werden, um die entgegengesetzten Enden der ersten Streifenelektrode 23 mit den zugehörigen Schaltkreisele­ menten auf der gedruckten Schaltung zu verbinden und eben­ so, um die zweite Streifenelektrode 28 mit Masse zu verbinden.

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

Das Rauschunterdrückungsfilter in der Ausführungsform 40 von Fig. 13 bis 16 ist im wesentlichen identisch zum Rauschunterdrückungsfilter 20 von Fig. 4 bis 8, mit der Ausnahme, daß das Filter 40 zusätzlich mit Ver­ längerungen 50 und 51 und einem Hilfselektrodenteil 52 versehen ist.

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

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

Auch das Rauschunterdrückungsfilter 24 in der Aus­ führungsform von Fig. 13 bis 16 funktioniert in einer Weise ähnlich den Filtern 20 und 30 der Fig. 4 bis 8 und 10 bis 12. Durch die zusätzliche Verwendung der Ver­ längerungen 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 das Filter 40 kann auch leicht auf einer gedruckten Schal­ tung befestigt werden ohne Notwendigkeit der Verwendung von Extraverdrahtungen, wie sie nötig war bei den Filtern der vorangegangenen Ausführungsformen.

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

In der Ausführungsform von Fig. 17 und 18 weist der Block 21′ einen Schlitz 21 a 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 22 a und 22 b auf, die jeweils auf beiden Seiten des Schlitzes 21 a ausgebildet sind und sich ganz von der oberen Fläche zur unteren Fläche des Blocks 21′ parallel zur Längsrichtung des Schlitzes 21 a erstrecken.

Das erste Elektrodenteil 63 hat eine im wesentlichen U-förmige Gestalt mit einem Paar von Armen 63 a und 63 b, die über ein Brückenteil 63 c miteinander verbunden sind, und welche durch die Durchgänge 22 a bzw. 22 b geführt sind, während sich das Brückenteil 63 c in Kontakt mit und entlang der unteren Fläche des Blocks 21′ erstreckt. Die jeweiligen freien Enden der Arme 63 a und 63 b sind in Richtung auf das Innere des Blocks 21′ gebogen, so daß sie sich in Richtung aufeinanderzu erstrecken und sich durch Löten oder eine geeignete Methode an den Anschlußelektroden 24 c und 25 c der Kondensatoren 24 bzw. 25 befestigt, so daß die Anschlußelektroden 24 c und 25 c dicht an die obere Fläche des Blocks 21′ gezogen werden.

Bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 17 und 18 funktioniert der Rauschunterdrückungsfilter 60 in einer Weise ähnlich zu der der Filter gemäß einer der vorange­ gangenen Ausführungsformen. Speziell stören sich, da der Schlitz 21 a vorgesehen ist, die magnetischen Felder, die jeweils um die Arme 63 a und 63 b im Block 21′ erzeugt werden, wenn ein elektrischer Strom an die erste Streifen­ elektrode 63 angelegt wird, nicht gegenseitig. Zusätzlich hat die Ausführungsform von Fig. 17 und 18 den Vorteil, daß, da die erste Streifenelektrode 63 sich für eine ge­ gebene 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.

Es soll festgestellt werden, daß auch in der Ausfüh­ rungsform von Fig. 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 Fig. 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 ma­ gnetisierbaren Block getragen oder darin integriert sind und die zweite Streifenelektrode an geeigneter Stelle auf dem magnetisierbaren Block gehalten ist, das Rausch­ unterdrückungsfilter in chip-ähnlicher Form hergestellt werden kann, welche geeignet ist für die Benutzung bei gedruckten Schaltungen. Somit ist klar, daß das erfin­ dungsgemäße Filter leicht in kompakten Maßen mit einer minimierten Anzahl von Komponenten hergestellt werden kann und zur billigen Herstellung eines elek­ trischen Bauteils von hoher Integrationsdichte beitragen kann.

Das Filter kann in irgendeiner der erfindungsgemäßen Ausfüh­ 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 be­ schrieben wurden, in einer Stellung aneinander angeord­ net werden mit den Elektroden 24 d und 25 d in Kontakt mit­ einander oder verbunden miteinander.

Claims (4)

1. Rauschunterdrückungsfilter mit einem Körper aus magnetisierbarem Material, einem ersten und einem zweiten Kondensator, die jeweils einander gegenüberliegende erste und zweite Anschlußelektroden aufweisen und auf dem Körper aus ma­ gnetisierbarem Material befestigt sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - der Körper aus magnetisierbarem Material hat die Form eines rechtwinkligen, würfelartigen Blocks,
• - die als Schichtkondensatoren ausgebildeten ersten (24) und zweiten (25) Kondensatoren sind auf einer gemeinsamen Flä­ che des Blocks so befestigt, daß die zweiten Anschluß­ elektroden (24 d) und (25 d) des ersten und zweiten Kon­ densators (24) und (25) zueinanderweisen,
• - ein erstes streifenförmiges Elektrodenelement (23), dessen entgegengesetzten Endteile (26, 27) mit den ersten Anschluß­ elektroden (24 c) und (25 c) des ersten und zweiten Konden­ sators verbunden sind, erstreckt sich durch den Block (21),
• - ein zweites streifenförmiges Elektrodenelement (28), das auf dem Block (21) befestigt ist, verbindet die zwei­ ten Anschlußelektroden (24 d, 25 d) des ersten und zweiten Kondensators elektrisch miteinander.

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

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

4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Block (21) einen ersten und einen zweiten Durchgang parallel zueinander und einen darin ausgebildeten Schlitz aufweist, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgang parallel hierzu erstreckt, wobei das erste Elektrodenteil so geformt ist, daß es eine U-förmige Ge­ stalt hat, sich durch den ersten Durchgang hindurch erstreckt, dann außerhalb des Blocks an einer Stelle gegenüber den Kon­ densatoren geführt ist und sich schließlich durch den zwei­ ten Durchgang hindurch erstreckt.