JP4365083B2

JP4365083B2 - Distributed constant filter element

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Publication number: JP4365083B2
Application number: JP2002339195A
Authority: JP
Inventors: 敏郎佐藤; 浩一柳沢; 福春張
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004173157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力端子および出力端子を有すると共に信号伝送路に用いられる分布定数型フィルタ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフィルタ素子として、特開２００２−８４１５７に開示された分布定数型フィルタ素子が知られている。この分布定数型フィルタ素子（以下、「フィルタ素子」ともいう）は、内部誘電体層（１３）の上下に対向して配置される平行導体ライン（１１，１２）が磁性体と誘電体層の複合体（１４，１５）で挟持されると共に、これらの磁性体と誘電体層の複合体（１４，１５）の上下外側表面に接地導体（１８，１９）が形成されて構成されている。このフィルタ素子によれば、磁性体を備えているため、分布インダクタンスが大きくなると共に２本の導体ラインの磁気結合係数が大きくなる結果、特にコモンモード信号に対する特性インピーダンスを大きく設定することが可能になる。また、コモンモード動作時は、平衡モード動作時と比較して、磁性体の磁束密度が遥かに高くなることに起因して磁気損失が大幅に増大し、さらには、導体ラインを鎖交する高周波磁束も増加するために導体のうず電流損失も増大する。このため、コモンモード信号を広い周波数範囲に亘って抑制することが可能となる。したがって、平衡モード信号を効率よく通過させつつ信号の不平衡で生じるコモンモード信号を大幅に除去することが可能となる。
【０００３】
一方、上記した従来のフィルタ素子は、４００ＭＨｚ以上の非常に高い周波数のノイズ除去に適した特性を有している。しかしながら、今日では、より低い周波数（例えば、数ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度）のノイズを抑制し得る特性を有するフィルタ素子の実現も望まれている。この要望に応じて発明者は、図１１に示すフィルタ素子５１を既に開発している。このフィルタ素子５１は、同一平面内において周回する線状の導体によって形成された平面コイル（以下、「スパイラルコイル」ともいう）２と、スパイラルコイル２が埋設されて環状に形成された誘電体層５２と、誘電体層５２を取り囲んで配設された磁性体５３と、磁性体５３の両面（同図中の上下面）側に配設された一対の接地用電極５４，５４とを備え、ノーマルモード用の分布定数型フィルタ素子として構成されている。この場合、フィルタ素子５１では、環状の誘電体層５２の周囲全体、つまり誘電体層５２（スパイラルコイル２）の中央部、誘電体層５２の上下面および誘電体層５２の外周面が磁性体５３によって取り囲まれている構成のため、スパイラルコイル２に電流が流れた際にスパイラルコイル２の周囲に発生する磁束に対する閉磁路が磁性体５３によって形成される。このため、このフィルタ素子５１では、スパイラルコイル２を形成する線状の導体における各部位同士間の磁気的結合度合いが強まる結果、上記した従来のフィルタ素子と比較して分布インダクタンスが大幅に増大する。したがって、フィルタ素子５１は、信号に対する波長の短縮率が一層大きくなるため、より低い周波数帯域に対しても大きな特性インピーダンスを確保することができる結果、低い周波数のノイズに対しても大きな抑制能力が発揮されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８４１５７号公報（第７頁、図９）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のフィルタ素子やフィルタ素子５１には、以下のような解決すべき共通の課題がある。以下、代表としてフィルタ素子５１を例に挙げて説明する。すなわち、フィルタ素子５１では、各接地用電極５４，５４とスパイラルコイル２との間に、誘電体層５２と共に磁性体５３が配置されている構成のため、各接地用電極５４，５４とスパイラルコイル２との間に形成される分布容量は、磁性体５３の誘電率に左右される。したがって、分布定数型回路として機能するフィルタ素子の分布インダクタンスの値と分布容量の値とを独立して設定することができない結果、フィルタ設計が難しく、また、所望の特性インピーダンスを有するフィルタ素子の実現も難しく、これらの点の改善が要望されている。
【０００６】
本発明は、かかる要望に応じてなされたものであり、フィルタ設計を容易にしつつ所望の特性インピーダンスを容易に実現し得る分布定数型フィルタ素子を提供することを主目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の分布定数型フィルタ素子は、入力端子、出力端子および接地用端子を有する分布定数型フィルタ素子であって、一端側が前記入力端子に接続されると共に他端側が前記出力端子に接続された平面状のスパイラルコイルと、切り込みを介して外縁側と連通する中心孔が形成されると共に非磁性材からなる誘電体を介して前記スパイラルコイルの両外面側に配設されて前記接地用端子に接続された接地用電極と、前記スパイラルコイル、前記誘電体および前記各接地用電極を内部に収納する磁性体とを備えている。本発明における「端子」には、金具状の端子を含むのは勿論のこと、いわゆるリード線も含まれる。
【０００８】
請求項２記載の分布定数型フィルタ素子は、一対の入力端子、一対の出力端子および接地用端子を有する分布定数型フィルタ素子であって、同一方向に周回して形成されると共に互いに平行状態で離間して対向配置された平面状の一対のスパイラルコイルと、切り込みを介して外縁側と連通する中心孔が形成されると共に非磁性材からなる誘電体を介して前記一対のスパイラルコイルにおける各非対向面側に配設されて前記接地用端子に接続された接地用電極と、前記一対のスパイラルコイル、前記誘電体および前記各接地用電極を内部に収納する磁性体とを備え、前記一対の入力端子が前記各スパイラルコイルにおける同一方向の各一端側にそれぞれ接続されると共に前記一対の出力端子が当該各スパイラルコイルの各他端側にそれぞれ接続されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る分布定数型フィルタ素子の好適な実施の形態について説明する。
【００１０】
最初に、本発明の第１の実施の形態に係る分布定数型フィルタ素子（以下、「フィルタ素子」ともいう）１について、図面を参照して説明する。なお、フィルタ素子５１と同一の構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１１】
フィルタ素子１は、図１に示すように、スパイラルコイル２、誘電体としての誘電体層３、一対の接地用電極４，４、入力端子５、出力端子６、接地用端子７および磁性体８を備え、ノーマルモードフィルタとして構成されている。スパイラルコイル２は、一例として同一平面内で所定回数（一例として３．５ターン）だけ周回された線状の導体によって形成されている。この場合、スパイラルコイル２は、平板状の金属体に対してメッキ処理や打ち抜き加工を施すことによって形成される。
【００１２】
誘電体層３は、非磁性材としての誘電材料を用いて環状（中心孔３ａが形成された円板状）に形成されると共に、その厚みが一定に規定されている。また、誘電体層３は、その内部にスパイラルコイル２が埋設されている。具体的には、図３に示すように、スパイラルコイル２は、誘電体層３の厚み方向における中央部に誘電体層３に対して平行に埋設されている。なお、本実施の形態では、誘電体層３を一層として、その内部にスパイラルコイル２を配設する構成を採用したが、互いに分離した一対の誘電体層３，３を用いて、一層の誘電体層３をスパイラルコイル２の両面側にそれぞれ配設する構成を採用することもできる。
【００１３】
一対の接地用電極４，４は、外形が環状（中心孔４ａが形成された円板状）に形成されると共に、図３に示すように、誘電体層３の両面（同図中の上下両面）側にそれぞれ配設されている。つまり、各接地用電極４，４は、スパイラルコイル２を挟み込むようにしてその両面側に、誘電体である誘電体層３を介して配設されている。また、図１に示すように、各接地用電極４には、切り込み４ｂがそれぞれ設けられて、上記の中心孔４ａは、この切り込み４ｂを介して接地用電極４の外縁に連通する。つまり、接地用電極４は、磁性体８によって形成される閉磁路に対してショートリングとして機能しないように構成されている。したがって、接地用電極４に設ける切り込みは、細いスリット状に限られない。例えば、切り込みの切り込み幅を拡げて接地用電極４自体をＣ字状に形成することができる。また、本発明における切り込みは直線状に限らず、曲線状に形成することもできる。入力端子５は、その一端側がスパイラルコイル２の一端側に接続され、他端側が誘電体層３の外周面から外部に突出している。出力端子６も同様にして、その一端側がスパイラルコイル２の他端側に接続され、他端側が誘電体層３の外周面から外部に突出している。また、接地用端子７は、その一端側が各接地用電極４，４に接続されている。
【００１４】
磁性体８は、図１，２に示すように、箱状磁性部材１１と蓋状磁性部材１２とを備えている。この場合、箱状磁性部材１１は、磁性材料を用いて有底筒体（一例として有底円筒体）に形成されると共に、内底面１１ａの中央部分に柱状部１１ｂが立設され、かつ周壁１１ｃの一部に切り欠き部１１ｄ，１１ｄ，１１ｄが３つ形成されている。また、箱状磁性部材１１の柱状部１１ｂは、一例として、周壁１１ｃと同じ高さに形成されると共に、環状の誘電体層３の中心孔３ａおよび接地用電極４，４の各中心孔４ａ内に挿入可能な外径に形成されている。また、周壁１１ｃは、その内径および高さが誘電体層３および接地用電極４，４を収納可能な長さに設定されている。一方、蓋状磁性部材１２は、磁性材料を用いて平板体（一例として円板状）に形成され、箱状磁性部材１１の上部開口部を閉塞可能に構成されている。具体的には、蓋状磁性部材１２は、その外径が箱状磁性部材１１の外径と同一に設定されて、箱状磁性部材１１の開口部側端面に載置可能に構成されている。つまり、磁性体８は、いわゆるポットコアとして構成されている。
【００１５】
上記のように誘電体層３の両面側に各接地用電極４，４を配設して形成された積層体１３は、誘電体層３の中心孔３ａおよび接地用電極４，４の各中心孔４ａ内に柱状部１１ｂが挿入された状態で箱状磁性部材１１内に装着され、さらに箱状磁性部材１１の上部開口部側端面に蓋状磁性部材１２が載置されることにより、図２，３に示すように、磁性体８の内部に収納されている。この構成により、スパイラルコイル２の周囲全体（スパイラルコイル２の周囲に形成される磁路の全体）に磁性体８が配設される結果、磁性体８は、全体として、スパイラルコイル２の周囲に発生する磁束に対する閉磁路を形成する。一方、入力端子５、出力端子６および接地用端子７は、図２に示すように、周壁１１ｃに形成された各切り欠き部１１ｄ，１１ｄ，１１ｄを通して各々の他端側が磁性体８の外部に突出している。
【００１６】
このフィルタ素子１では、フィルタ素子５１と同様にして、磁性体８が、入力端子５から信号を入力している状態においてスパイラルコイル２の周囲に発生する磁束に対する閉磁路を形成する。このため、スパイラルコイル２を形成する線状の導体は、この閉磁路によって互いに磁気的に強く結合する。その結果、分布インダクタンスが増大して、低い周波数（例えば、数ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度）に対する特性インピーダンスも大きくなる。したがって、フィルタ素子１は、このような低い周波数のノイズに対してもローパスフィルタとして有効に機能し、信号に重畳している低い周波数のノイズを効果的に抑制することができる。さらに、フィルタ素子１は、図３に示すように、各接地用電極４，４とスパイラルコイル２との間に磁性体を介在させることなく誘電体層３のみを介在させて構成されている。このため、このフィルタ素子１では、誘電体層３の材料や、誘電体層３の厚み（スパイラルコイル２と接地用電極４との間の距離）を変えることで、分布インダクタンスとは別個独立して分布容量を個別に設定することができる。したがって、このフィルタ素子１によれば、フィルタ素子５１と比較して、フィルタ設計を容易に行うことができ、しかも所望の特性インピーダンスをより簡単に実現することができる。
【００１７】
次いで、本発明の第２の実施の形態に係るフィルタ素子２１について、図面を参照して説明する。なお、フィルタ素子１と同一の構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１８】
フィルタ素子２１は、図４，５に示すように、一対のスパイラルコイル２，２、一対の誘電体層３，３、一対の接地用電極４，４、一対の入力端子５，５、一対の出力端子６，６、接地用端子７および磁性体８を備え、コモンモードフィルタとして構成されている。この場合、一対のスパイラルコイル２，２は、低誘電率の絶縁材料で構成された非磁性の絶縁体２２を介して互いに平行状態で離間して対向配置されている。また、各スパイラルコイル２，２は、同一方向に周回するように配置されている。一対の誘電体層３，３は、スパイラルコイル２，２における各非対向面側（各外面側）に、スパイラルコイル２，２を挟み込むようにして対向配設されている。
【００１９】
一方、一対の接地用電極４，４は、誘電体層３，３における非対向面側に、誘電体層３，３を挟み込むようにして対向配設されている。言い換えれば、各接地用電極４，４は、誘電体層３，３を介してスパイラルコイル２，２における各非対向面側にそれぞれ配設されている。各入力端子５，５は、各々の一端側が各スパイラルコイル２，２における周回方向に沿った同一方向の各一端側にそれぞれ接続され、各々の他端側が絶縁体２２、スパイラルコイル２，２、誘電体層３，３および接地用電極４，４からなる環状の積層体２３の外周面から外部にそれぞれ突出している。各出力端子６，６も同様にして、各々の一端側が各スパイラルコイル２，２における他端側にそれぞれ接続され、各々の他端側が積層体２３の外周面から外部にそれぞれ突出している。また、接地用端子７は、その一端側が各接地用電極４，４に接続されている。
【００２０】
上記した積層体２３は、その中心孔２３ａ内に柱状部１１ｂが挿入されることで箱状磁性部材１１内に装着され、箱状磁性部材１１の上部開口部が蓋状磁性部材１２で閉塞されることにより、図５に示すように、磁性体８の内部に収納されている。また、各入力端子５，５、各出力端子６，６および接地用端子７は、周壁１１ｃに形成された各切り欠き部１１ｄ，１１ｄ，１１ｄを通して各々の他端側が磁性体８の外部に突出している。
【００２１】
このフィルタ素子２１では、フィルタ素子１と同様にして、磁性体８が、各入力端子５，５から信号を入力している状態において各スパイラルコイル２，２の周囲に発生する磁束に対する閉磁路を形成する。このため、スパイラルコイル２，２を形成する線状の各導体は、この閉磁路によって互いに磁気的に強く結合する。その結果、分布インダクタンスが増大する。すなわち、コモンモード信号に対する分布インダクタンスが増大して、より低い周波数のコモンモード信号に対しても特性インピーダンスが大きくなる。一方、各スパイラルコイル２，２に互いに例えば電流の向きが逆方向の信号を入力したときには、各スパイラルコイル２，２の周囲に発生する磁束が磁性体８内で打ち消し合うため、分布インダクタンスは信号の周波数に拘わらず小さい値に維持される。したがって、フィルタ素子２１は、理想的なコモンモードフィルタとして機能する。さらに、フィルタ素子２１は、図５に示すように、各接地用電極４，４と各スパイラルコイル２，２との間に磁性体を介在させることなく誘電体層３，３のみを介在させて構成されている。このため、誘電体層３の材料や、誘電体層３の厚み（スパイラルコイル２と接地用電極４との間の距離）を変えることで、分布インダクタンスとは別個独立して分布容量を個別に設定することができる。したがって、フィルタ素子１と同様にして、フィルタ設計を容易に行うことができ、しかも所望の特性インピーダンスをより簡単に実現することができる。
【００２２】
ところで、上記各実施の形態のフィルタ素子１，２１において、一対の接地用電極４，４のうちの一方のみを配設して構成したとしても、フィルタ設計において、分布インダクタンスとは別個独立して分布容量を個別に設定することができる。ところが、このようなフィルタ素子では、外来ノイズが信号線路としてのスパイラルコイル２に侵入し易くなる。これに対して、上記したフィルタ素子１，２１では、スパイラルコイル２の両面側に誘電体３を介して一対の接地用電極４，４を配設して構成したことにより、磁性体８を介してフィルタ素子１，２１の内部に外来ノイズが侵入した場合であっても、一対の接地用電極４，４がシールド板として機能するため、スパイラルコイル２を通過する信号に対する外来ノイズの重畳を十分に低減することができる結果、外来ノイズに対する耐性を十分に向上させることができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、スパイラルコイル２は、円形に周回して形成する構成に代えて、三角形や四角形などの多角形に周回して形成する構成を採用することもできる。この場合、誘電体３、接地用電極４、箱状磁性部材１１および蓋状磁性部材１２の平面形状は、スパイラルコイル２の平面形状に合わせた形状に構成することもできる。また、磁性体８として、いわゆるトロイダルコアやＥＩコア等を用いることもできる。さらに、磁性体８と接地用電極４との電気的な短絡を避ける必要があるときには、接地用電極４と磁性体８との間に、絶縁材料で形成された絶縁層や、電気抵抗を有する材料で形成された抵抗層などを配設することもできる。また、上記した実施の形態では、互いに分離した一対の接地用電極４，４を用いた例を挙げて説明したが、各接地用電極４，４は共に接地用端子７に接続される構成のため、例えば金属板材によって互いに連結して一体化した構成を採用することもできる。
【００２４】
また、上記の実施の形態では、スパイラルコイル２（または一対のスパイラルコイル２，２）の中央部および一対の接地用電極４，４の各中心孔４ａを貫通すると共にスパイラルコイル２を被覆するようにして配設されてスパイラルコイル２の周囲に発生する磁束に対する閉磁路を形成可能な磁性体８を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、磁性体は、スパイラルコイル２の周囲に形成される磁路の少なくとも一部に配設されていればよい。具体的には、スパイラルコイル２（または一対のスパイラルコイル２，２）の中央部および一対の接地用電極４，４の各中心孔４ａを貫通する棒状に磁性体を構成してもよいし、貫通させることなく接地用電極４に対向して配置される膜状（または層状）に磁性体を構成してもよい。
【００２５】
また、上記の第１の実施の形態における積層体１３に代えて、図６に示すように、多層のプリント基板３２を用いて形成した積層体１３Ａを使用して、フィルタ素子３１を構成することもできる。この場合、プリント基板３２は、一例としてガラスエポキシ、ベークライト、紙エポキシ、またはセラミックス等の非磁性材料である絶縁材で形成された基材（絶縁層）３２ａ（図７参照）で構成されており、その内層（導体層）３２ｂ（図７参照）によって図８に示す積層体１３Ａのスパイラルコイル２が形成され、その表面の導体層３２ｃ（図７参照）によって図８に示す一方の接地用電極４、入力端子５、出力端子６および接地用端子７が形成され、さらに、その裏面の導体層３２ｄ（図７参照）によって図８に示す他方の接地用電極４が形成されている。また、スパイラルコイル２は、その一端側がビアホール（図示せず）を介して入力端子５における内側の端部に接続され、他端側がビアホール（図示せず）を介して出力端子６における内側の端部に接続されている。同様にして、各接地用電極４，４もビアホール（図示せず）を介して互いに接続されている。また、各接地用電極４，４には、切り込み４ｂがそれぞれ設けられて、ショートリングとして機能しないように構成されている。また、プリント基板３２の基材３２ａが積層体１３の誘電体層３と同等の誘電体層として機能する。また、プリント基板３２の表面および裏面には、磁性体８との電気的絶縁性を確保するために、図７に示すように、絶縁材としてのレジスト層３２ｅがそれぞれ形成されている。また、プリント基板３２には、図６に示すように、箱状磁性部材１１の柱状部１１ｂを挿通させるための円形貫通孔３２ｆがスパイラルコイル２および各接地用電極４，４の中央部に形成され、箱状磁性部材１１の各周壁１１ｃを挿通させるための弧状貫通孔３２ｇがスパイラルコイル２および各接地用電極４，４の周縁側に形成されている。
【００２６】
上記した積層体１３Ａは、円形貫通孔３２ｆ内に箱状磁性部材１１の柱状部１１ｂが挿入されると共に、各弧状貫通孔３２ｇ内に各周壁１１ｃが挿入され、さらにプリント基板３２の表面から突出する柱状部１１ｂおよび各周壁１１ｃの端面に蓋状磁性部材１２が載置されることにより、箱状磁性部材１１と蓋状磁性部材１２との間で挟持される。この構成により、積層体１３Ａのスパイラルコイル２および一対の接地用電極４，４は、磁性体８の内部に収納される。また、入力端子５、出力端子６および接地用端子７は、周壁１１ｃに形成された各切り欠き部１１ｄ，１１ｄ，１１ｄを介して各々の他端側が磁性体８の外部に突出させられる。
【００２７】
このフィルタ素子３１においても、フィルタ素子１と同様にして、磁性体８がスパイラルコイル２の周囲に発生する磁束に対する閉磁路を形成するため、スパイラルコイル２はその分布インダクタンスが増大する。したがって、フィルタ素子３１は、上記したフィルタ素子１と同等の効果を奏することができる。また、基材（絶縁層）３２ａ、絶縁層３２ｅおよび導体層３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの厚みを正確に設定可能なプリント基板３２を利用して積層体１３Ａを作製することにより、精度の高い分定数型フィルタ素子を確実かつ容易に実現することができる。また、積層体１３Ａを形成するためのプリント基板３２は、積層体１３Ａ専用に構成してもよいし（上記したスパイラルコイル２や接地用電極４，４等のフィルタ素子３１の構成要素のみが形成されている構成）、積層体１３Ａ専用の構成と他の電子回路とを共に形成するように構成することもできる。後者の場合には、積層体１３Ａ専用の構成が形成されたプリント基板の一部の領域に円形貫通孔３２ｆおよび弧状貫通孔３２ｇを利用して磁性体８を取り付けることにより、この一部の領域にフィルタ素子３１を形成することができる。この構成によれば、フィルタ素子３１を含む電子回路を一枚のプリント基板上に形成することができるため、フィルタ素子３１と他の電子回路との間の配線作業を省くことができる結果、電子機器を安価に製造することができる。
【００２８】
また、上記のフィルタ素子３１におけるプリント基板３２に代えて、図９に示すような複数の内層（導体層）４２ｂ，４２ｃを備えたプリント基板４２を用いて形成した積層体２３Ａ（図６参照）を使用して、上記したフィルタ素子２１と同様のコモンモードフィルタとしてのフィルタ素子４１を構成することもできる。この場合、図９に示すプリント基板４２の各内層４２ｂ，４２ｃによって積層体２３Ａの各スパイラルコイル２，２を図１０に示すように形成する。また、図９に示すプリント基板４２における表面の導体層４２ｄによって図６，１０に示すように一方の接地用電極４、一方の入力端子５、一方の出力端子６および接地用端子７を形成し、図９に示す裏面の導体層４２ｅによって図１０に示すように他方の接地用電極４、他方の入力端子５、および他方の出力端子６を形成する。また、一方のスパイラルコイル２は、その一端側がビアホール（図示せず）を介して一方の入力端子５における内側の端部に接続され、他端側がビアホール（図示せず）を介して一方の出力端子６における内側の端部に接続される。また、他方のスパイラルコイル２は、その一端側がビアホール（図示せず）を介して他方の入力端子５における内側の端部に接続され、他端側がビアホール（図示せず）を介して他方の出力端子６における内側の端部に接続される。同様にして、各接地用電極４，４もビアホール（図示せず）を介して互いに接続されている。また、各接地用電極４，４には、切り込み４ｂがそれぞれ設けられて、ショートリングとして機能しないように構成されている。また、プリント基板４２の基材４２ａが積層体１３の誘電体層３と同等の誘電体層として機能する。また、プリント基板４２の表面および裏面には、図９に示すように、絶縁材としてのレジスト層４２ｆがそれぞれ形成されている。また、プリント基板４２には、図６に示すように、プリント基板３２と同様にして、箱状磁性部材１１の柱状部１１ｂを挿通させるための円形貫通孔３２ｆが各スパイラルコイル２，２および各接地用電極４，４の中央部に形成され、箱状磁性部材１１の各周壁１１ｃを挿通させるための弧状貫通孔３２ｇがスパイラルコイル２および各接地用電極４，４の周縁側に形成されている。
【００２９】
このフィルタ素子４１においても、磁性体８が各スパイラルコイル２，２の周囲に発生する磁束に対する閉磁路を形成するため、各スパイラルコイル２，２はフィルタ素子２１と同様にしてその分布インダクタンスが増大する。したがって、フィルタ素子４１は、フィルタ素子２１と同様にして理想的なコモンモードフィルタとして機能する。また、プリント基板４２を利用しているため、フィルタ素子３１と同様の効果を奏することもできる。
【００３０】
また、上記した各フィルタ素子１，２１，３１，４１によれば、接地用電極４，４の面積を変更することにより、フィルタ特性を容易に調整することができる。さらに、コンデンサなどの容量性素子や抵抗素子を介して接地用電極４，４を基準電位面（例えばアース）に接続し、容量性素子の容量や抵抗素子の抵抗値を変更することによっても、フィルタ特性を容易に調整することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の分布定数型フィルタ素子によれば、平面状のスパイラルコイルと、非磁性材からなる誘電体を介してスパイラルコイルの両外面側に配設された接地用電極と、スパイラルコイル、誘電体および各接地用電極を内部に収納する磁性体とを備えたことにより、各接地用電極とスパイラルコイルとの間に磁性体を介在させることなく誘電体のみを介在させて構成できるため、誘電体の材料や厚みを変えることで、分布インダクタンスとは別個独立して分布容量を個別に設定することができる。したがって、フィルタ設計が容易で、しかも所望の特性インピーダンスを有するノーマルモード用の分布定数型フィルタ素子をより簡単に実現することができる。さらに、外来ノイズに対する耐性を向上させることもできる。
【００３２】
また、請求項２記載の分布定数型フィルタ素子によれば、平面状の一対のスパイラルコイルと、非磁性材からなる誘電体を介して一対のスパイラルコイルにおける各非対向面側に配設された接地用電極と、一対のスパイラルコイル、誘電体および各接地用電極を内部に収納する磁性体とを備えたことにより、近接する一の接地用電極と一のスパイラルコイルとの間に磁性体を介在させることなく誘電体のみを介在させて構成できるため、誘電体の材料や厚みを変えることで、分布インダクタンスとは別個独立して分布容量を個別に設定することができる。したがって、フィルタ設計が容易で、しかも所望の特性インピーダンスを有するコモンモード用の分布定数型フィルタ素子をより簡単に実現することができる。さらに、外来ノイズに対する耐性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルタ素子１の構成を示す分解斜視図である。
【図２】フィルタ素子１の完成状態の斜視図である。
【図３】図２におけるフィルタ素子１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】フィルタ素子２１の構成を示す分解斜視図である。
【図５】フィルタ素子２１の内部構造を示す側面断面図である。
【図６】フィルタ素子３１，４１の構造を示す分解斜視図である。
【図７】フィルタ素子３１に用いられる積層体１３Ａ（プリント基板３２）の構成を示す断面図である。
【図８】フィルタ素子３１に用いられる積層体１３Ａ（プリント基板３２）における各導体層の構成を示す分解斜視図である。
【図９】フィルタ素子４１に用いられる積層体２３Ａ（プリント基板４２）の構成を示す断面図である。
【図１０】フィルタ素子４１に用いられる積層体２３Ａ（プリント基板４２）における各導体層の構成を示す分解斜視図である。
【図１１】フィルタ素子５１の内部構造を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１，２１，３１，４１フィルタ素子
２スパイラルコイル
３誘電体層
３ａ，４ａ中心孔
４接地用電極
５入力端子
６出力端子
７接地用端子
８磁性体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed constant filter element having an input terminal and an output terminal and used in a signal transmission line.
[0002]
[Prior art]
As this type of filter element, a distributed constant filter element disclosed in JP-A-2002-84157 is known. This distributed constant type filter element (hereinafter also referred to as “filter element”) has parallel conductor lines (11, 12) arranged opposite to each other on the upper and lower sides of the inner dielectric layer (13). While being sandwiched between the composites (14, 15), ground conductors (18, 19) are formed on the upper and lower outer surfaces of the composites (14, 15) of these magnetic bodies and dielectric layers. According to this filter element, since the magnetic body is provided, the distributed inductance is increased and the magnetic coupling coefficient of the two conductor lines is increased. As a result, the characteristic impedance for the common mode signal can be set large. Become. In common mode operation, compared to balanced mode operation, the magnetic loss is significantly increased due to the magnetic flux density of the magnetic material being much higher. Since the magnetic flux also increases, the eddy current loss of the conductor also increases. For this reason, it becomes possible to suppress a common mode signal over a wide frequency range. Therefore, it is possible to significantly remove the common mode signal generated due to the unbalanced signal while efficiently passing the balanced mode signal.
[0003]
On the other hand, the above-described conventional filter element has characteristics suitable for noise removal at a very high frequency of 400 MHz or higher. However, nowadays, it is also desired to realize a filter element having characteristics capable of suppressing noise at a lower frequency (for example, about several kHz to 100 MHz). In response to this demand, the inventor has already developed the filter element 51 shown in FIG. The filter element 51 includes a planar coil (hereinafter also referred to as “spiral coil”) 2 formed by a linear conductor that circulates in the same plane, and a dielectric layer formed in an annular shape by embedding the spiral coil 2. 52, a magnetic body 53 disposed so as to surround the dielectric layer 52, and a pair of grounding electrodes 54, 54 disposed on both surfaces (upper and lower surfaces in the figure) of the magnetic body 53, It is configured as a distributed constant filter element for normal mode. In this case, in the filter element 51, the entire periphery of the annular dielectric layer 52, that is, the central portion of the dielectric layer 52 (spiral coil 2), the upper and lower surfaces of the dielectric layer 52, and the outer peripheral surface of the dielectric layer 52 are magnetic materials. Because of the configuration surrounded by 53, the magnetic body 53 forms a closed magnetic path for the magnetic flux generated around the spiral coil 2 when a current flows through the spiral coil 2. Therefore, in this filter element 51, the degree of magnetic coupling between the portions of the linear conductor forming the spiral coil 2 is increased, and as a result, the distributed inductance is greatly increased as compared with the conventional filter element described above. . Therefore, the filter element 51 has a larger wavelength shortening rate with respect to the signal, so that a large characteristic impedance can be ensured even in a lower frequency band. Has been demonstrated.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-84157 A (page 7, FIG. 9)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional filter element and the filter element 51 have the following common problems to be solved. Hereinafter, the filter element 51 will be described as an example. That is, in the filter element 51, since the magnetic body 53 is disposed together with the dielectric layer 52 between the grounding electrodes 54 and 54 and the spiral coil 2, the grounding electrodes 54 and 54 and the spiral coil are arranged. 2 is dependent on the dielectric constant of the magnetic body 53. Accordingly, the value of the distributed inductance and the value of the distributed capacitance of the filter element functioning as a distributed constant circuit cannot be set independently. As a result, the filter design is difficult and a filter element having a desired characteristic impedance is realized. However, it is difficult to improve these points.
[0006]
The present invention has been made in response to such a demand, and a main object of the present invention is to provide a distributed constant filter element that can easily realize a desired characteristic impedance while facilitating filter design.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the distributed constant filter element according to claim 1 is a distributed constant filter element having an input terminal, an output terminal, and a ground terminal, one end of which is connected to the input terminal and the other end. A flat spiral coil whose side is connected to the output terminal, a center hole communicating with the outer edge side through a notch, and a dielectric made of a non-magnetic material are arranged on both outer surface sides of the spiral coil. A grounding electrode connected to the grounding terminal and the spiral coil The dielectric and the grounding electrodes are housed inside. And a magnetic body. The “terminal” in the present invention includes not only a metal terminal but also a so-called lead wire.
[0008]
The distributed constant filter element according to claim 2 is a distributed constant filter element having a pair of input terminals, a pair of output terminals, and a grounding terminal, wherein the distributed constant filter elements are formed around the same direction and are parallel to each other. A pair of planar spiral coils spaced apart from each other and a center hole communicating with the outer edge side through a notch and each non-magnetic material in the pair of spiral coils through a dielectric made of a nonmagnetic material are formed. A grounding electrode disposed on the opposite surface side and connected to the grounding terminal; and the pair of spiral coils The dielectric and the grounding electrodes are housed inside. A pair of input terminals connected to one end side in the same direction of each spiral coil, and the pair of output terminals connected to the other end side of each spiral coil, respectively. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of a distributed constant filter element according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0010]
First, a distributed constant filter element (hereinafter also referred to as “filter element”) 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the component same as the filter element 51, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0011]
As shown in FIG. 1, the filter element 1 includes a spiral coil 2, a dielectric layer 3 as a dielectric, a pair of grounding electrodes 4, 4, an input terminal 5, an output terminal 6, a grounding terminal 7, and a magnetic body 8. And is configured as a normal mode filter. The spiral coil 2 is formed by a linear conductor that is circulated a predetermined number of times (as an example, 3.5 turns) in the same plane as an example. In this case, the spiral coil 2 is formed by performing a plating process or a punching process on a flat metal body.
[0012]
The dielectric layer 3 is formed in a ring shape (a disk shape in which the center hole 3a is formed) using a dielectric material as a nonmagnetic material, and the thickness thereof is defined to be constant. The dielectric layer 3 has a spiral coil 2 embedded therein. Specifically, as shown in FIG. 3, the spiral coil 2 is embedded in the center in the thickness direction of the dielectric layer 3 in parallel to the dielectric layer 3. In the present embodiment, the dielectric layer 3 is used as a single layer and the spiral coil 2 is disposed therein. However, a pair of dielectric layers 3 and 3 separated from each other are used to form a single dielectric layer. A configuration in which the body layer 3 is disposed on each side of the spiral coil 2 may be employed.
[0013]
The pair of grounding electrodes 4 and 4 are formed in an annular shape (a disk shape with a center hole 4a), and as shown in FIG. 3, both surfaces (upper and lower sides in the figure) of the dielectric layer 3 are formed. It is disposed on each side. That is, the grounding electrodes 4 and 4 are disposed on both sides of the spiral coil 2 via the dielectric layer 3 as a dielectric so as to sandwich the spiral coil 2. As shown in FIG. 1, each ground electrode 4 is provided with a cut 4b, and the center hole 4a communicates with the outer edge of the ground electrode 4 through the cut 4b. That is, the ground electrode 4 is configured not to function as a short ring with respect to the closed magnetic path formed by the magnetic body 8. Therefore, the notch provided in the ground electrode 4 is not limited to a thin slit shape. For example, the grounding electrode 4 itself can be formed in a C shape by widening the cut width of the cut. In addition, the notch in the present invention is not limited to a linear shape, and can be formed in a curved shape. The input terminal 5 has one end connected to one end of the spiral coil 2 and the other end protruding outward from the outer peripheral surface of the dielectric layer 3. Similarly, the output terminal 6 has one end connected to the other end of the spiral coil 2 and the other end protruding outward from the outer peripheral surface of the dielectric layer 3. The grounding terminal 7 has one end connected to the grounding electrodes 4 and 4.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic body 8 includes a box-shaped magnetic member 11 and a lid-shaped magnetic member 12. In this case, the box-shaped magnetic member 11 is formed into a bottomed cylindrical body (for example, a bottomed cylindrical body) using a magnetic material, and a columnar portion 11b is erected at the center portion of the inner bottom surface 11a, and the peripheral wall Three notches 11d, 11d, and 11d are formed in a part of 11c. The columnar portion 11b of the box-shaped magnetic member 11 is formed, for example, at the same height as the peripheral wall 11c, and the center hole 3a of the annular dielectric layer 3 and the center holes 4a of the grounding electrodes 4 and 4 are provided. It has an outer diameter that can be inserted inside. The peripheral wall 11c has an inner diameter and a height set to a length that can accommodate the dielectric layer 3 and the grounding electrodes 4 and 4. On the other hand, the lid-like magnetic member 12 is formed into a flat plate (for example, a disc shape) using a magnetic material, and is configured to be able to close the upper opening of the box-like magnetic member 11. Specifically, the lid-like magnetic member 12 is configured such that the outer diameter thereof is set to be the same as the outer diameter of the box-like magnetic member 11 and can be placed on the opening side end surface of the box-like magnetic member 11. . That is, the magnetic body 8 is configured as a so-called pot core.
[0015]
As described above, the laminated body 13 formed by disposing the grounding electrodes 4 and 4 on both sides of the dielectric layer 3 has the center hole 3a of the dielectric layer 3 and the centers of the grounding electrodes 4 and 4 respectively. The columnar part 11b is inserted into the hole 4a and mounted in the box-like magnetic member 11, and the lid-like magnetic member 12 is placed on the upper opening side end face of the box-like magnetic member 11, thereby As shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic body 8 is housed. With this configuration, the magnetic body 8 is arranged around the spiral coil 2 as a result of the magnetic body 8 being disposed around the entire circumference of the spiral coil 2 (the entire magnetic path formed around the spiral coil 2). A closed magnetic path for the generated magnetic flux is formed. On the other hand, as shown in FIG. 2, the input terminal 5, the output terminal 6 and the grounding terminal 7 are connected to the outside of the magnetic body 8 through the notches 11d, 11d and 11d formed in the peripheral wall 11c. It protrudes.
[0016]
In this filter element 1, similarly to the filter element 51, the magnetic body 8 forms a closed magnetic path for the magnetic flux generated around the spiral coil 2 when a signal is input from the input terminal 5. For this reason, the linear conductors forming the spiral coil 2 are strongly magnetically coupled to each other by this closed magnetic circuit. As a result, the distributed inductance increases and the characteristic impedance for a low frequency (for example, about several kHz to 100 MHz) also increases. Therefore, the filter element 1 effectively functions as a low-pass filter against such low-frequency noise, and can effectively suppress low-frequency noise superimposed on the signal. Further, as shown in FIG. 3, the filter element 1 is configured by interposing only the dielectric layer 3 without interposing a magnetic substance between the grounding electrodes 4 and 4 and the spiral coil 2. For this reason, in this filter element 1, by changing the material of the dielectric layer 3 and the thickness of the dielectric layer 3 (distance between the spiral coil 2 and the ground electrode 4), it is independent of the distributed inductance. Distribution capacity can be set individually. Therefore, according to this filter element 1, compared with the filter element 51, a filter design can be performed easily and a desired characteristic impedance can be realized more easily.
[0017]
Next, a filter element 21 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the component same as the filter element 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0018]
4 and 5, the filter element 21 includes a pair of spiral coils 2, 2, a pair of dielectric layers 3, 3, a pair of ground electrodes 4, 4, a pair of input terminals 5, 5, a pair of Output terminals 6 and 6, grounding terminal 7 and magnetic body 8 are provided and configured as a common mode filter. In this case, the pair of spiral coils 2 and 2 are arranged to face each other in a parallel state with a nonmagnetic insulator 22 made of an insulating material having a low dielectric constant. Moreover, each spiral coil 2 and 2 is arrange | positioned so that it may circulate in the same direction. The pair of dielectric layers 3 and 3 are disposed opposite to each non-opposing surface side (each outer surface side) of the spiral coils 2 and 2 so as to sandwich the spiral coils 2 and 2 therebetween.
[0019]
On the other hand, the pair of grounding electrodes 4 and 4 are disposed to face each other on the non-opposing surface side of the dielectric layers 3 and 3 so as to sandwich the dielectric layers 3 and 3 therebetween. In other words, each of the grounding electrodes 4 and 4 is disposed on each non-facing surface side of the spiral coils 2 and 2 via the dielectric layers 3 and 3, respectively. Each input terminal 5, 5 is connected to one end side of each spiral coil 2, 2 in the same direction along the circumferential direction of each spiral coil 2, 2, and the other end side is an insulator 22, spiral coils 2, 2, Projecting outward from the outer peripheral surface of the annular laminate 23 composed of the dielectric layers 3 and 3 and the ground electrodes 4 and 4. Similarly, each output terminal 6, 6 is connected to one end side of each spiral coil 2, 2, and the other end side protrudes from the outer peripheral surface of the laminate 23 to the outside. The grounding terminal 7 has one end connected to the grounding electrodes 4 and 4.
[0020]
The laminated body 23 is mounted in the box-shaped magnetic member 11 by inserting the columnar portion 11b into the center hole 23a, and the upper opening of the box-shaped magnetic member 11 is closed by the lid-shaped magnetic member 12. As a result, as shown in FIG. The input terminals 5 and 5, the output terminals 6 and 6, and the grounding terminal 7 have their other ends protruding outside the magnetic body 8 through the notches 11 d, 11 d, and 11 d formed on the peripheral wall 11 c. ing.
[0021]
In the filter element 21, similarly to the filter element 1, the magnetic body 8 provides a closed magnetic path for the magnetic flux generated around the spiral coils 2 and 2 in a state where signals are input from the input terminals 5 and 5. Form. Therefore, the linear conductors forming the spiral coils 2 and 2 are strongly magnetically coupled to each other by the closed magnetic path. As a result, the distributed inductance increases. That is, the distributed inductance for the common mode signal is increased, and the characteristic impedance is increased for the common mode signal of a lower frequency. On the other hand, when, for example, signals having opposite directions of current are input to the spiral coils 2 and 2, the magnetic flux generated around the spiral coils 2 and 2 cancels out in the magnetic body 8. A small value is maintained regardless of the frequency. Therefore, the filter element 21 functions as an ideal common mode filter. Further, as shown in FIG. 5, the filter element 21 has only the dielectric layers 3 and 3 interposed between the grounding electrodes 4 and 4 and the spiral coils 2 and 2 without interposing a magnetic material. It is configured. Therefore, by changing the material of the dielectric layer 3 and the thickness of the dielectric layer 3 (distance between the spiral coil 2 and the ground electrode 4), the distributed capacitance can be individually set independently of the distributed inductance. Can be set. Therefore, similarly to the filter element 1, the filter design can be easily performed, and a desired characteristic impedance can be realized more easily.
[0022]
By the way, in the filter elements 1 and 21 of the above embodiments, even if only one of the pair of grounding electrodes 4 and 4 is arranged, the filter design is independent of the distributed inductance. Distribution capacity can be set individually. However, in such a filter element, external noise easily enters the spiral coil 2 as a signal line. On the other hand, in the filter elements 1 and 21, the pair of grounding electrodes 4 and 4 are arranged on both sides of the spiral coil 2 via the dielectric 3, so that the magnetic body 8 is interposed. Even when external noise enters the filter elements 1 and 21, the pair of grounding electrodes 4 and 4 function as a shield plate, so that the external noise is sufficiently superimposed on the signal passing through the spiral coil 2. As a result, the resistance to external noise can be sufficiently improved.
[0023]
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the spiral coil 2 can adopt a configuration in which the spiral coil 2 is formed to wrap around a polygon such as a triangle or a quadrangle instead of the circular wrap. In this case, the planar shape of the dielectric 3, the ground electrode 4, the box-shaped magnetic member 11, and the lid-shaped magnetic member 12 can be configured to match the planar shape of the spiral coil 2. Further, a so-called toroidal core, EI core or the like can be used as the magnetic body 8. Furthermore, when it is necessary to avoid an electrical short circuit between the magnetic body 8 and the grounding electrode 4, an insulating layer formed of an insulating material or an electrical resistance is provided between the grounding electrode 4 and the magnetic body 8. It is also possible to dispose a resistance layer made of a material. In the above-described embodiment, an example using a pair of grounding electrodes 4, 4 separated from each other has been described. However, each grounding electrode 4, 4 is configured to be connected to the grounding terminal 7. Therefore, for example, it is possible to adopt a configuration in which they are connected and integrated with each other by a metal plate material.
[0024]
In the above embodiment, the spiral coil 2 (or the pair of spiral coils 2, 2) and the center holes 4 a of the pair of grounding electrodes 4, 4 are penetrated and the spiral coil 2 is covered. The magnetic body 8 that can be formed and can form a closed magnetic path for the magnetic flux generated around the spiral coil 2 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the magnetic body only needs to be disposed in at least a part of a magnetic path formed around the spiral coil 2. Specifically, the magnetic body may be configured in a rod shape penetrating the center portion 4a of the spiral coil 2 (or the pair of spiral coils 2 and 2) and the pair of grounding electrodes 4 and 4, You may comprise a magnetic body in the film form (or layer form) arrange | positioned facing the ground electrode 4 without penetrating.
[0025]
Further, instead of the multilayer body 13 in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the filter element 31 is configured by using a multilayer body 13A formed using a multilayer printed board 32. You can also. In this case, the printed circuit board 32 is composed of a base material (insulating layer) 32a (see FIG. 7) formed of an insulating material which is a nonmagnetic material such as glass epoxy, bakelite, paper epoxy, or ceramics as an example. The spiral coil 2 of the laminate 13A shown in FIG. 8 is formed by the inner layer (conductor layer) 32b (see FIG. 7), and one grounding electrode shown in FIG. 8 is formed by the conductor layer 32c (see FIG. 7) on the surface. 4, the input terminal 5, the output terminal 6, and the grounding terminal 7 are formed, and the other grounding electrode 4 shown in FIG. 8 is formed by the conductor layer 32d (see FIG. 7) on the back surface thereof. The spiral coil 2 has one end connected to the inner end of the input terminal 5 via a via hole (not shown) and the other end connected to the inner end of the output terminal 6 via a via hole (not shown). Connected to the department. Similarly, the grounding electrodes 4 and 4 are also connected to each other via via holes (not shown). Each of the grounding electrodes 4 and 4 is provided with a cut 4b so as not to function as a short ring. Further, the base material 32 a of the printed circuit board 32 functions as a dielectric layer equivalent to the dielectric layer 3 of the stacked body 13. Further, on the front surface and the back surface of the printed circuit board 32, as shown in FIG. 7, resist layers 32e as insulating materials are respectively formed in order to ensure electrical insulation from the magnetic body 8. Further, as shown in FIG. 6, a circular through hole 32 f through which the columnar part 11 b of the box-shaped magnetic member 11 is inserted is formed in the printed circuit board 32 at the central part of the spiral coil 2 and the grounding electrodes 4, 4. In addition, arc-shaped through holes 32g through which the peripheral walls 11c of the box-shaped magnetic member 11 are inserted are formed on the peripheral sides of the spiral coil 2 and the grounding electrodes 4 and 4.
[0026]
In the laminated body 13A, the columnar portion 11b of the box-shaped magnetic member 11 is inserted into the circular through hole 32f, the peripheral walls 11c are inserted into the arc-shaped through holes 32g, and further protrude from the surface of the printed board 32. The lid-like magnetic member 12 is placed on the columnar portion 11b and the end surfaces of the peripheral walls 11c, so that the box-like magnetic member 11 and the lid-like magnetic member 12 are sandwiched. With this configuration, the spiral coil 2 and the pair of grounding electrodes 4, 4 of the laminated body 13 </ b> A are housed inside the magnetic body 8. Further, the input terminal 5, the output terminal 6 and the grounding terminal 7 are protruded from the magnetic body 8 at the other end via the notches 11d, 11d and 11d formed in the peripheral wall 11c.
[0027]
Also in the filter element 31, the magnetic body 8 forms a closed magnetic path for the magnetic flux generated around the spiral coil 2 in the same manner as the filter element 1, so that the distributed inductance of the spiral coil 2 increases. Therefore, the filter element 31 can exhibit the same effect as the filter element 1 described above. Further, by producing the laminate 13A using the printed circuit board 32 in which the thickness of the base material (insulating layer) 32a, the insulating layer 32e, and the conductor layers 32b, 32c, and 32d can be accurately set, a highly accurate fractional constant is obtained. The mold filter element can be realized reliably and easily. The printed circuit board 32 for forming the laminated body 13A may be configured exclusively for the laminated body 13A (only the components of the filter element 31 such as the spiral coil 2 and the grounding electrodes 4 and 4 described above are formed. The configuration dedicated to the laminated body 13A and another electronic circuit can be formed together. In the latter case, the magnetic body 8 is attached to a partial region of the printed circuit board on which the configuration exclusively for the laminated body 13A is formed by using the circular through hole 32f and the arc-shaped through hole 32g, thereby the partial region. The filter element 31 can be formed. According to this configuration, an electronic circuit including the filter element 31 can be formed on a single printed circuit board, so that wiring work between the filter element 31 and another electronic circuit can be omitted. Equipment can be manufactured at low cost.
[0028]
Further, instead of the printed circuit board 32 in the filter element 31 described above, a laminated body 23A formed using a printed circuit board 42 provided with a plurality of inner layers (conductor layers) 42b and 42c as shown in FIG. 9 (see FIG. 6). The filter element 41 as a common mode filter similar to the filter element 21 described above can also be configured. In this case, the spiral coils 2 and 2 of the laminate 23A are formed as shown in FIG. 10 by the inner layers 42b and 42c of the printed board 42 shown in FIG. Further, as shown in FIGS. 6 and 10, one grounding electrode 4, one input terminal 5, one output terminal 6 and grounding terminal 7 are formed by the conductor layer 42d on the surface of the printed circuit board 42 shown in FIG. 9, the other grounding electrode 4, the other input terminal 5, and the other output terminal 6 are formed as shown in FIG. 10 by the conductor layer 42e on the back surface shown in FIG. One spiral coil 2 has one end connected to the inner end of one input terminal 5 via a via hole (not shown) and the other end connected to one output via a via hole (not shown). It is connected to the inner end of the terminal 6. The other spiral coil 2 has one end connected to the inner end of the other input terminal 5 via a via hole (not shown) and the other end connected to the other output via a via hole (not shown). It is connected to the inner end of the terminal 6. Similarly, the grounding electrodes 4 and 4 are also connected to each other via via holes (not shown). Each of the grounding electrodes 4 and 4 is provided with a cut 4b so as not to function as a short ring. Further, the base material 42 a of the printed circuit board 42 functions as a dielectric layer equivalent to the dielectric layer 3 of the multilayer body 13. Further, as shown in FIG. 9, a resist layer 42f as an insulating material is formed on the front surface and the back surface of the printed circuit board 42, respectively. Further, as shown in FIG. 6, the printed circuit board 42 has circular through holes 32 f for inserting the columnar portions 11 b of the box-shaped magnetic member 11 in the same manner as the printed circuit board 32. An arc-shaped through hole 32g is formed on the peripheral side of the spiral coil 2 and each of the grounding electrodes 4 and 4 and is formed in the center of the grounding electrodes 4 and 4 and through which the peripheral walls 11c of the box-shaped magnetic member 11 are inserted. Yes.
[0029]
Also in this filter element 41, since the magnetic body 8 forms a closed magnetic path for the magnetic flux generated around each spiral coil 2, 2, each spiral coil 2, 2 increases its distributed inductance in the same manner as the filter element 21. To do. Therefore, the filter element 41 functions as an ideal common mode filter in the same manner as the filter element 21. Further, since the printed circuit board 42 is used, the same effect as the filter element 31 can be obtained.
[0030]
Further, according to each of the filter elements 1, 21, 31, 41 described above, the filter characteristics can be easily adjusted by changing the area of the grounding electrodes 4, 4. Further, by connecting the grounding electrodes 4 and 4 to a reference potential surface (for example, ground) via a capacitive element such as a capacitor or a resistance element, and changing the capacitance of the capacitive element or the resistance value of the resistance element, Filter characteristics can be easily adjusted.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the distributed constant filter element of claim 1, the planar spiral coil and the grounding electrode disposed on both outer surface sides of the spiral coil via the dielectric made of a nonmagnetic material. And spiral coil , House the dielectric and each grounding electrode inside By providing a magnetic material, it can be configured by interposing only a dielectric material without interposing a magnetic material between each grounding electrode and the spiral coil. The distributed capacitance can be individually set independently of the inductance. Therefore, it is possible to easily realize a distributed constant filter element for a normal mode having a desired characteristic impedance with easy filter design. Furthermore, resistance to external noise can be improved.
[0032]
The distributed constant filter element according to claim 2 is disposed on each non-facing surface side of the pair of spiral coils via a pair of planar spiral coils and a dielectric made of a nonmagnetic material. Grounding electrode and a pair of spiral coils , House the dielectric and each grounding electrode inside By providing a magnetic material, it can be configured by interposing only a dielectric material without interposing a magnetic material between one adjacent grounding electrode and one spiral coil. By changing, it is possible to individually set the distributed capacity independently of the distributed inductance. Therefore, it is possible to easily realize a common-mode distributed constant filter element that is easy to design a filter and has a desired characteristic impedance. Furthermore, resistance to external noise can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a filter element 1. FIG.
FIG. 2 is a perspective view of the filter element 1 in a completed state.
3 is a cross-sectional view taken along line AA of the filter element 1 in FIG. 2. FIG.
4 is an exploded perspective view showing the configuration of the filter element 21. FIG.
5 is a side sectional view showing the internal structure of the filter element 21. FIG.
6 is an exploded perspective view showing the structure of the filter elements 31, 41. FIG.
7 is a cross-sectional view showing a configuration of a laminated body 13A (printed circuit board 32) used for the filter element 31. FIG.
8 is an exploded perspective view showing a configuration of each conductor layer in a multilayer body 13A (printed circuit board 32) used for the filter element 31. FIG.
9 is a cross-sectional view showing a configuration of a laminated body 23A (printed circuit board 42) used for the filter element 41. FIG.
10 is an exploded perspective view showing a configuration of each conductor layer in a multilayer body 23A (printed circuit board 42) used for the filter element 41. FIG.
11 is a side sectional view showing the internal structure of the filter element 51. FIG.
[Explanation of symbols]
1, 21, 31, 41 Filter element
2 Spiral coil
3 Dielectric layer
3a, 4a Center hole
4 Grounding electrode
5 Input terminal
6 Output terminal
7 Grounding terminal
8 Magnetic material

Claims

A distributed constant filter element having an input terminal, an output terminal, and a grounding terminal, wherein a planar spiral coil having one end connected to the input terminal and the other end connected to the output terminal, and a notch A grounding hole formed on the outer surface of the spiral coil and connected to the grounding terminal via a dielectric made of a non-magnetic material and having a central hole communicating with the outer edge side, and the spiral A distributed constant filter element comprising a coil , the dielectric, and a magnetic body that houses the grounding electrodes therein .

A distributed constant type filter element having a pair of input terminals, a pair of output terminals, and a grounding terminal, which is formed to circulate in the same direction and is arranged in parallel and spaced apart from each other so as to face each other. The grounding terminal is formed on each non-facing surface side of the pair of spiral coils with a spiral coil and a center hole communicating with the outer edge side through a notch and a dielectric made of a non-magnetic material. A grounding electrode connected to each other, and a magnetic material that houses the pair of spiral coils , the dielectric, and the grounding electrodes therein ,
A distributed constant filter element in which the pair of input terminals are respectively connected to one end sides in the same direction of the spiral coils and the pair of output terminals are respectively connected to the other end sides of the spiral coils.