JPH1116733A - ノイズフィルター - Google Patents
ノイズフィルターInfo
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- JPH1116733A JPH1116733A JP16772697A JP16772697A JPH1116733A JP H1116733 A JPH1116733 A JP H1116733A JP 16772697 A JP16772697 A JP 16772697A JP 16772697 A JP16772697 A JP 16772697A JP H1116733 A JPH1116733 A JP H1116733A
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- Japan
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- noise filter
- core
- noise
- soft magnetic
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- Noise Elimination (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パソコンＬＡＮ用の信号ケーブルなどに挿入
するコモンモードノイズフィルターにおいて、１００Ｍ
Ｈｚ〜１ＧＨｚの高周波領域でも高い減衰量が得られる
ものを提供する。 【解決手段】 ＰＣパーマロイの厚さ１０μｍ以下の箔
を積層してコアを形成し、同一磁路上に同一のターン数
のコイルを正逆両方向に巻く。
するコモンモードノイズフィルターにおいて、１００Ｍ
Ｈｚ〜１ＧＨｚの高周波領域でも高い減衰量が得られる
ものを提供する。 【解決手段】 ＰＣパーマロイの厚さ１０μｍ以下の箔
を積層してコアを形成し、同一磁路上に同一のターン数
のコイルを正逆両方向に巻く。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、主としてパソコン
用の信号ケーブルに使用してコモンモードのノイズを除
去するためのノイズフィルターに関する。
用の信号ケーブルに使用してコモンモードのノイズを除
去するためのノイズフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば２台以上のパソコンでＬＡＮを
形成する場合、各パソコン間を接続する信号ケーブルを
通じて外部からノイズが侵入する。 このノイズは、信
号ケーブルの周辺にある不特定の電気・電子機器、とく
に各パソコンの部品や周辺機器から来るもので、波形は
一定せず周波数領域も広いから、「コモンモード」ノイ
ズとよばれている。
形成する場合、各パソコン間を接続する信号ケーブルを
通じて外部からノイズが侵入する。 このノイズは、信
号ケーブルの周辺にある不特定の電気・電子機器、とく
に各パソコンの部品や周辺機器から来るもので、波形は
一定せず周波数領域も広いから、「コモンモード」ノイ
ズとよばれている。
【０００３】この種のノイズを除去するため、図１に示
すような構造のフィルターが使用されている。 このノ
イズフィルターは、ノイズ信号が一般にツイストペアケ
ーブル上を同一方向に流れるため、コアで磁束が捕えら
れて熱に変換される結果として消滅し、一方、ツイスト
ペアケーブル上をノーマルモードで流れる通信信号は、
磁束が打ち消し合うため信号減衰は生じない、という原
理にもとづいている。コアとしては、これまで、成形が
容易で安価なフェライトの焼結体が好んで使用されて来
た。
すような構造のフィルターが使用されている。 このノ
イズフィルターは、ノイズ信号が一般にツイストペアケ
ーブル上を同一方向に流れるため、コアで磁束が捕えら
れて熱に変換される結果として消滅し、一方、ツイスト
ペアケーブル上をノーマルモードで流れる通信信号は、
磁束が打ち消し合うため信号減衰は生じない、という原
理にもとづいている。コアとしては、これまで、成形が
容易で安価なフェライトの焼結体が好んで使用されて来
た。
【０００４】最近のパソコンＣＰＵのクロック速度の上
昇傾向をはじめとする高周波領域の信号の使用に伴い、
発生するノイズの周波数も高いものが多くなり、一方で
高い周波数のノイズを除去する必要もまた高まってい
る。 ところが、在来のフェライトコアを用いたノイズ
フィルターが有効なのは２５０ＭＨｚ程度までの周波数
領域であって、５００ＭＨｚ近辺、さらには１ＧＨｚに
近い高周波領域では、フィルター機能が低下して役立た
ない。
昇傾向をはじめとする高周波領域の信号の使用に伴い、
発生するノイズの周波数も高いものが多くなり、一方で
高い周波数のノイズを除去する必要もまた高まってい
る。 ところが、在来のフェライトコアを用いたノイズ
フィルターが有効なのは２５０ＭＨｚ程度までの周波数
領域であって、５００ＭＨｚ近辺、さらには１ＧＨｚに
近い高周波領域では、フィルター機能が低下して役立た
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コモ
ンモードノイズを除去するためのフィルターにおいて、
フェライトコアのノイズフィルターでは及ばない２００
〜５００ＭＨｚ、さらには５００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの領
域においてもフィルター機能がすぐれているノイズフィ
ルターを提供することにある。
ンモードノイズを除去するためのフィルターにおいて、
フェライトコアのノイズフィルターでは及ばない２００
〜５００ＭＨｚ、さらには５００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの領
域においてもフィルター機能がすぐれているノイズフィ
ルターを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のノイズフィルタ
ーは、図１に示した原理のノイズフィルターにおいて、
１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの透磁率μが図３および図４に
示す領域内にある、軟磁性金属の厚さ１０μｍ以下の箔
を絶縁物を介して積層してなるコアに、ツイストペアコ
イル、すなわち方向が逆でターン数が同じコイルを巻い
てなる、信号ケーブルの回路に挿入してコモンモードノ
イズを除去するために使用するノイズフィルターであ
る。
ーは、図１に示した原理のノイズフィルターにおいて、
１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの透磁率μが図３および図４に
示す領域内にある、軟磁性金属の厚さ１０μｍ以下の箔
を絶縁物を介して積層してなるコアに、ツイストペアコ
イル、すなわち方向が逆でターン数が同じコイルを巻い
てなる、信号ケーブルの回路に挿入してコモンモードノ
イズを除去するために使用するノイズフィルターであ
る。
【０００７】図３および図４に示した条件をみたす軟磁
性金属の代表は、よく知られているＰＣパーマロイであ
る。 この材料は、各種磁気回路のヘッド材料などに広
く使用されている。 あまり加工性の高い金属ではない
が、最近の加工技術の進歩により、厚さ５μｍ程度の薄
い箔が提供されるようになった。 積層は絶縁性の接着
剤、たとえば常用のエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル
樹脂などを使用して行なえばよい。 Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金などの電磁ステンレスもま
た、この条件をみたす。 コアの形状は、大型のものは
リング形状とすることが好ましいが、小形のものは図２
に示すような棒状のものでもよい。 後者の場合、正逆
二方向のコイルは並べて巻くか、または重ねて巻くこと
になるが、両コイルのノイズに対するインピーダンスを
等しくする上では、並べて巻く方が好ましい。
性金属の代表は、よく知られているＰＣパーマロイであ
る。 この材料は、各種磁気回路のヘッド材料などに広
く使用されている。 あまり加工性の高い金属ではない
が、最近の加工技術の進歩により、厚さ５μｍ程度の薄
い箔が提供されるようになった。 積層は絶縁性の接着
剤、たとえば常用のエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル
樹脂などを使用して行なえばよい。 Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金などの電磁ステンレスもま
た、この条件をみたす。 コアの形状は、大型のものは
リング形状とすることが好ましいが、小形のものは図２
に示すような棒状のものでもよい。 後者の場合、正逆
二方向のコイルは並べて巻くか、または重ねて巻くこと
になるが、両コイルのノイズに対するインピーダンスを
等しくする上では、並べて巻く方が好ましい。
【０００８】
【作用】コモンモードノイズフィルターの開発に当っ
て、発明者らは、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの領域におけ
る減衰量の目標を１５dBに置き、少なくとも１０dBを確
実にすること、また共振周波数ｆｒを１ＧＨｚより高く
することを意図した。
て、発明者らは、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの領域におけ
る減衰量の目標を１５dBに置き、少なくとも１０dBを確
実にすること、また共振周波数ｆｒを１ＧＨｚより高く
することを意図した。
【０００９】ノイズフィルターのようなチョークコイル
のインピーダンスＺは、つぎの式に従うことが知られて
いる：
のインピーダンスＺは、つぎの式に従うことが知られて
いる：
【００１０】
【数１】
【００１１】Ｋは、素子断面厚および幅、ならびに磁路
長によって決定される係数であって、「形状因子」とよ
ばれる。 Ｎはコイルのターン数、ωは角周波数、μ′
およびμ″はそれぞれ複素透磁率の実数成分および虚数
成分である。 発明者らは、磁路長として、従来は素子
長そのものを用いるべきと考えられていたが、本当はコ
イル巻き長を用いるべきことを見出した。 このことに
より、図３や図４に示したdB線を引くことができるよう
になり、その結果、素子設計が可能になった。
長によって決定される係数であって、「形状因子」とよ
ばれる。 Ｎはコイルのターン数、ωは角周波数、μ′
およびμ″はそれぞれ複素透磁率の実数成分および虚数
成分である。 発明者らは、磁路長として、従来は素子
長そのものを用いるべきと考えられていたが、本当はコ
イル巻き長を用いるべきことを見出した。 このことに
より、図３や図４に示したdB線を引くことができるよう
になり、その結果、素子設計が可能になった。
【００１２】上記のインピーダンスＺをもつノイズフィ
ルターで生じるノイズ信号の減衰量は、次式であらわさ
れる：
ルターで生じるノイズ信号の減衰量は、次式であらわさ
れる：
【００１３】
【数２】
【００１４】一方、共振周波数ｆｒは、つぎの式で決定
される。
される。
【００１５】
【数３】
【００１６】上記の式に従って、減衰量を１５dB以上に
するためには、コア材料のμが、１００ＭＨｚ〜１ＧＨ
ｚの周波数において、図３および図４のグラフの直線dB
より上の値をとらなければならない。 一方、共振周波
数を１ＭＨｚより高くするためには、μが、図３および
図４のグラフの直線ｆｒより下の値でなければならな
い。
するためには、コア材料のμが、１００ＭＨｚ〜１ＧＨ
ｚの周波数において、図３および図４のグラフの直線dB
より上の値をとらなければならない。 一方、共振周波
数を１ＭＨｚより高くするためには、μが、図３および
図４のグラフの直線ｆｒより下の値でなければならな
い。
【００１７】この２本の直線にはさまれた領域に透磁率
μが存在する軟磁性合金の代表は、前記したように、Ｐ
Ｃパーマロイおよび電磁ステンレスである。 図３のプ
ロットは、厚さ５μｍのＰＣパーマロイの箔についての
透磁率μの周波数特性の実測値であって、ＰＣパーマロ
イがこの条件をみたすことを示している。 同様に図４
のプロットは、Ｆｅ−１３Ｃｒ−１Ａｌの合金組成をも
つ電磁ステンレスの箔について、同じ条件で測定した値
である。
μが存在する軟磁性合金の代表は、前記したように、Ｐ
Ｃパーマロイおよび電磁ステンレスである。 図３のプ
ロットは、厚さ５μｍのＰＣパーマロイの箔についての
透磁率μの周波数特性の実測値であって、ＰＣパーマロ
イがこの条件をみたすことを示している。 同様に図４
のプロットは、Ｆｅ−１３Ｃｒ−１Ａｌの合金組成をも
つ電磁ステンレスの箔について、同じ条件で測定した値
である。
【００１８】コア材料とする軟磁性合金の箔は、厚さ１
０μｍ以下で、薄いほどよい。 １０μｍを超える厚さ
であると、透磁率μが図３または図４に示す条件をみた
していても、ノイズフィルターに構成したとき、所望の
減衰量を与えない。 しかし、あまりに薄い箔は製造が
困難である上に取扱いも不便であるから、３μｍ程度ま
で、通常は５μｍ程度に薄くしたものを用いれば十分で
ある。
０μｍ以下で、薄いほどよい。 １０μｍを超える厚さ
であると、透磁率μが図３または図４に示す条件をみた
していても、ノイズフィルターに構成したとき、所望の
減衰量を与えない。 しかし、あまりに薄い箔は製造が
困難である上に取扱いも不便であるから、３μｍ程度ま
で、通常は５μｍ程度に薄くしたものを用いれば十分で
ある。
【００１９】
【実施例】ＰＣパーマロイを圧延して厚さ５μｍの箔と
した。 この箔にエポキシ系接着剤を塗布し、２０枚積
層したものを加熱加圧することにより、接着剤を硬化さ
せて一体化した。 磁性材料の厚さの合計は０．１mmで
あるが、各層間には５〜２０μｍの厚さで接着剤の層が
ある。 積層板を切断し、幅１mm×長さ１５mmのコアを
製作した。 このコアの周囲に、＃３０エナメル被覆銅
線を２０ターン巻いて、図２に示した形のノイズフィル
ター素子とした。
した。 この箔にエポキシ系接着剤を塗布し、２０枚積
層したものを加熱加圧することにより、接着剤を硬化さ
せて一体化した。 磁性材料の厚さの合計は０．１mmで
あるが、各層間には５〜２０μｍの厚さで接着剤の層が
ある。 積層板を切断し、幅１mm×長さ１５mmのコアを
製作した。 このコアの周囲に、＃３０エナメル被覆銅
線を２０ターン巻いて、図２に示した形のノイズフィル
ター素子とした。
【００２０】「ネットワークアナライザー」（ＨＰ社
製）を用いて、このノイズフィルター素子のノイズ減衰
性能を、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの間で測定した。 結
果を、図５に示す。 図５のグラフから、１００〜６０
０ＭＨｚ台の間は１５dBを超える減衰が実現すること、
７００ＭＨｚ付近から１ＧＨｚの間は減衰量が若干小さ
くなるが、それでも１０dBは確保できていることがわか
る。
製）を用いて、このノイズフィルター素子のノイズ減衰
性能を、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの間で測定した。 結
果を、図５に示す。 図５のグラフから、１００〜６０
０ＭＨｚ台の間は１５dBを超える減衰が実現すること、
７００ＭＨｚ付近から１ＧＨｚの間は減衰量が若干小さ
くなるが、それでも１０dBは確保できていることがわか
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明のノイズフィルターは、１００Ｍ
Ｈｚ以上６００〜７００ＭＨｚまでの周波数領域で１５
dB以上という高いノイズ信号減衰量を与え、６００〜７
００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの領域においても、１０dB
を上回る減衰量を確保する性能を示すから、電子機器の
使用周波数が高くなる傾向に対処して、ＬＡＮ用ケーブ
ルをはじめとするさまざまな用途のケーブルに適用する
ことができる。
Ｈｚ以上６００〜７００ＭＨｚまでの周波数領域で１５
dB以上という高いノイズ信号減衰量を与え、６００〜７
００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの領域においても、１０dB
を上回る減衰量を確保する性能を示すから、電子機器の
使用周波数が高くなる傾向に対処して、ＬＡＮ用ケーブ
ルをはじめとするさまざまな用途のケーブルに適用する
ことができる。
【００２２】構造は簡単で、常用の材料を使用して容易
に製作することができ、電子機器の小型化の要請にもこ
たえることができる。
に製作することができ、電子機器の小型化の要請にもこ
たえることができる。
【図１】 ２台のパソコンを接続するケーブルに使用す
る、コモンモードノイズフィルターについて、その原理
を示す説明図。
る、コモンモードノイズフィルターについて、その原理
を示す説明図。
【図２】 ノイズフィルター素子の構造を示す斜視図。
【図３】 １００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数において、
減衰量が少なくとも１５dBであって共振周波数が１ＧＨ
ｚ以上となる条件をみたすノイズフィルターのコア材料
の透磁率μの範囲と、実際の透磁率をＰＣパーマロイの
５μｍの箔について実測した値を示すグラフ。
減衰量が少なくとも１５dBであって共振周波数が１ＧＨ
ｚ以上となる条件をみたすノイズフィルターのコア材料
の透磁率μの範囲と、実際の透磁率をＰＣパーマロイの
５μｍの箔について実測した値を示すグラフ。
【図４】 図３において、軟磁性金属として、ＰＣパー
マロイに代えてＦｅ−１３Ｃｒ−１Ａｌの電磁ステンレ
スを使用したときのデータ。
マロイに代えてＦｅ−１３Ｃｒ−１Ａｌの電磁ステンレ
スを使用したときのデータ。
【図５】 本発明の実施例のデータであって、試作した
図２の構造のノイズフィルターの素子１００ＭＨｚ〜１
ＧＨｚにおけるノイズ減衰量の周波数特性を示すグラ
フ。
図２の構造のノイズフィルターの素子１００ＭＨｚ〜１
ＧＨｚにおけるノイズ減衰量の周波数特性を示すグラ
フ。
Claims (5)
- 【請求項１】 １００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの透磁率μが図
３に示す領域内にある軟磁性金属の厚さ１０μｍ以下の
箔を絶縁物を介して積層してなるコアに、ツイストペア
コイルを巻いてなる、信号ケーブルの回路に挿入してコ
モンモードノイズを除去するために使用するノイズフィ
ルター。 - 【請求項２】 軟磁性金属としてＰＣパーマロイを使用
した請求項１のノイズフィルター。 - 【請求項３】 軟磁性金属として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合
金またはＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金である電磁ステンレスを
使用した請求項１のノイズフィルター。 - 【請求項４】 コアがリング形状を有するものである請
求項１ないし３のいずれかのノイズフィルター。 - 【請求項５】 コンピュータ間またはコンピュータと周
辺機器との間を接続する信号ケーブルの回路に挿入する
請求項１ないし４のいずれかのノイズフィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16772697A JPH1116733A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ノイズフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16772697A JPH1116733A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ノイズフィルター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116733A true JPH1116733A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15855033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16772697A Pending JPH1116733A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ノイズフィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1116733A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1065680A2 (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inductance element and manufacturing method thereof, and snubber using thereof |
| JP2013172008A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nec Tokin Corp | リアクトル |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP16772697A patent/JPH1116733A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1065680A2 (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inductance element and manufacturing method thereof, and snubber using thereof |
| EP1065680A3 (en) * | 1999-06-30 | 2002-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inductance element and manufacturing method thereof, and snubber using thereof |
| US6480084B1 (en) | 1999-06-30 | 2002-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inductance element and manufacturing method thereof, and snubber using thereof |
| JP2013172008A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nec Tokin Corp | リアクトル |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040430 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060831 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060919 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070306 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |