JP6489859B2 - Filter device - Google Patents
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Description
本発明は、複数個のコンデンサを備えるフィルタ装置に関する。 The present invention relates to a filter device including a plurality of capacitors.
電源線路もしくは信号線路に挿入して用いられるフィルタ回路が知られている。このようなフィルタ回路は、電源線路上もしくは信号線路上に発生する高周波成分などを除去するために用いられる。 A filter circuit that is inserted into a power line or a signal line and used is known. Such a filter circuit is used to remove a high frequency component generated on a power supply line or a signal line.
このようなフィルタ回路として、インダクタの両端にコンデンサが接続されて構成されたπ型のフィルタ回路が用いられることがある。例えば、特許文献１には、このようなπ型のフィルタ回路が開示されている。π型のフィルタ回路には、フィルムコンデンサのように、高周波特性に優れ、比較的容量が大きいコンデンサが用いられる。
As such a filter circuit, a π-type filter circuit configured by connecting capacitors to both ends of an inductor may be used. For example,
しかしながら、フィルタ回路に比較的容量が大きいコンデンサが複数個含まれる場合、あるコンデンサから放射された特定の周波数の電磁波を、他のコンデンサが受信してしまうことがある。このような場合、この特定の周波数における減衰率が劣化し、良好な減衰特性が得られないことがある。一方、特許文献１には、フィルタ回路内のコンデンサ間における電磁波の伝搬を抑制する仕組みについて開示されていない。このため、良好な減衰特性を得ることが可能なフィルタ装置が望まれている。
However, when the filter circuit includes a plurality of capacitors having a relatively large capacity, another capacitor may receive an electromagnetic wave having a specific frequency radiated from a certain capacitor. In such a case, the attenuation rate at this specific frequency may deteriorate, and good attenuation characteristics may not be obtained. On the other hand,
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、良好な減衰特性を得ることが可能なフィルタ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a filter device capable of obtaining a good attenuation characteristic.
上記目的を達成するために、本発明に係るフィルタ装置は、インダクタと、第１のコンデンサと、第２のコンデンサと、筐体と、第１の貫通コンデンサと、第２の貫通コンデンサと、第２のインダクタと、第３のコンデンサと、第４のコンデンサと、第２の筐体と、第３の貫通コンデンサと、減衰特性劣化低減手段とを備える。第１のコンデンサは、インダクタの一端に一端が接続され、他端が接地される。第２のコンデンサは、インダクタの他端に一端が接続され、他端が接地される。筐体は、インダクタと第１のコンデンサと第２のコンデンサとを有して構成されるフィルタ回路を収容し、フィルタ回路を外部から電磁的に遮蔽し、接地される。第１の貫通コンデンサは、筐体を貫通し、第１のコンデンサの一端に一端が接続される。第２の貫通コンデンサは、筐体を貫通し、第２のコンデンサの一端に一端が接続される。第２のインダクタは、第２の貫通コンデンサの他端に一端が接続され、筐体の外部に設けられる。第３のコンデンサは、第２のインダクタの一端に一端が接続され、他端が接地される。第４のコンデンサは、第２のインダクタの他端に一端が接続され、他端が接地される。第２の筐体は、第２のインダクタと第３のコンデンサと第４のコンデンサとを有して構成される第２のフィルタ回路を収容し、第２のフィルタ回路を外部から電磁的に遮蔽し、接地され、第２の貫通コンデンサが貫通する。第３の貫通コンデンサは、第２の筐体を貫通し、第４のコンデンサの一端に一端が接続される。減衰特性劣化低減手段は、第１のコンデンサと第２のコンデンサの間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減する。減衰特性劣化低減手段として、第１の共振回路の第１の計算式で計算される第１の共振周波数と、第２の共振回路の第２の計算式で計算される第２の共振周波数と、が異なる。第１の共振回路は、第１のコンデンサと第１の貫通コンデンサと接地とを含んで構成される。第２の共振回路は、第２のコンデンサと第２の貫通コンデンサと第３のコンデンサと接地とを含んで構成される。第１の計算式は、第１のコンデンサのインダクタンス値と第１の貫通コンデンサの静電容量値とを含む。第２の計算式は、第２のコンデンサのインダクタンス値と第２の貫通コンデンサの静電容量値と第３のコンデンサのインダクタンス値とを含む。 In order to achieve the above object, a filter device according to the present invention includes an inductor, a first capacitor, a second capacitor, a housing, a first feedthrough capacitor, a second feedthrough capacitor, 2 inductor, a third capacitor, a fourth capacitor, a second casing, a third feedthrough capacitor, and attenuation characteristic deterioration reducing means. The first capacitor has one end connected to one end of the inductor and the other end grounded. The second capacitor has one end connected to the other end of the inductor and the other end grounded. The case houses a filter circuit including an inductor, a first capacitor, and a second capacitor, electromagnetically shields the filter circuit from the outside, and is grounded. The first feedthrough capacitor passes through the housing and has one end connected to one end of the first capacitor. The second feedthrough capacitor penetrates the housing and has one end connected to one end of the second capacitor. The second inductor has one end connected to the other end of the second feedthrough capacitor and is provided outside the casing. The third capacitor has one end connected to one end of the second inductor and the other end grounded. The fourth capacitor has one end connected to the other end of the second inductor and the other end grounded. The second housing accommodates a second filter circuit including a second inductor, a third capacitor, and a fourth capacitor, and electromagnetically shields the second filter circuit from the outside. Then, it is grounded and the second feedthrough capacitor penetrates. The third feedthrough capacitor passes through the second housing and has one end connected to one end of the fourth capacitor. The attenuation characteristic deterioration reducing means reduces deterioration of the attenuation characteristic due to electromagnetic coupling between the first capacitor and the second capacitor. As attenuation characteristic deterioration reducing means, a first resonance frequency calculated by the first calculation formula of the first resonance circuit, a second resonance frequency calculated by the second calculation formula of the second resonance circuit, and Is different. The first resonance circuit includes a first capacitor, a first feedthrough capacitor, and ground. The second resonance circuit includes a second capacitor, a second feedthrough capacitor, a third capacitor, and a ground. The first calculation formula includes the inductance value of the first capacitor and the capacitance value of the first feedthrough capacitor. The second calculation formula includes the inductance value of the second capacitor, the capacitance value of the second feedthrough capacitor, and the inductance value of the third capacitor.
本発明によれば、第１のコンデンサと第２のコンデンサが電磁的に結合することによる減衰特性の劣化が低減し、良好な減衰特性を得ることができる。 According to the present invention, deterioration of attenuation characteristics due to electromagnetic coupling between the first capacitor and the second capacitor is reduced, and good attenuation characteristics can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置１００について説明する。図１に、フィルタ装置１００の上面図を示す。また、図２に、フィルタ装置１００の側面図を示す。本実施の形態では、Ｘ軸は、水平方向に延びる軸であり、Ｙ軸は、水平方向に延び、Ｘ軸と直交する軸であり、Ｚ軸は、鉛直方向に延びる軸であり、Ｘ軸とＹ軸とのそれぞれに直交する軸である。Ｘ軸は、電源線の入力端子から電源線の出力端子に向かう方向に延びる軸である。
(Embodiment 1)
First, the
フィルタ装置１００は、電源線路に挿入して用いられる電気フィルタ（フィルタ回路）を備える。なお、フィルタ装置１００は、信号線路に挿入されて用いられてもよい。フィルタ装置１００は、例えば、高周波の不要成分を除去するローパスフィルタ、もしくは、特定の周波数以外の周波数成分を除去するバンドパスフィルタを備える。
The
図１及び図２に示すように、フィルタ装置１００は、筐体１０、貫通コンデンサ２１、２２、２３、２４、フィルムコンデンサ３１、３２、３３、３４、インダクタ４１、４２、電源線５０、配線５１、５２、基準線５３、配線５４、５５、５６、５７、筐体６１、６２、６３、６４を備える。なお、電源線５０が経由する経路（貫通コンデンサ２１→インダクタ４１→貫通コンデンサ２２）が電源系統（Ｐライン）であり、基準線５３が経由する経路（貫通コンデンサ２３→インダクタ４２→貫通コンデンサ２４）が基準系統（Ｎライン）である。電源系統と基準系統とは、基本的に同様の構成である。以下、適宜、電源系統を中心に説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
筐体１０は、フィルタ回路を収容し、フィルタ回路を外部から遮蔽する金属製のケースである。筐体１０は、フィルタ回路から放射される電磁波が外部に放射されることを抑制するとともに、外部からフィルタ回路に電磁波が放射されることを抑制する。筐体１０が収容するフィルタ回路は、フィルムコンデンサ３１とインダクタ４１とフィルムコンデンサ３２とから構成される電源系統のフィルタ回路と、フィルムコンデンサ３３とインダクタ４２とフィルムコンデンサ３４とから構成される基準系統のフィルタ回路との２つである。
The
筐体１０は、箱状であってもよいし、升状であってもよいし、枠状であってもよい。本実施の形態では、筐体１０は、箱状であるものとする。ただし、図１においては、理解を容易するため、筐体１０の上面（Ｚ軸に直交する面のうち、Ｚ軸の座標が大きい面）を取り外したとき（つまり、筐体１０が升状のとき）の上面図を示している。また、図２において、理解を容易するため、筐体１０の側面（Ｙ軸に直交する面のうち、Ｙ軸の座標が小さい面）を取り外したとき（つまり、筐体１０が升状のとき）の側面図を示している。筐体１０は、接地される（グランドに接続される）。
The
貫通コンデンサ２１は、筐体１０と信号線とを絶縁させつつ、筐体１０に信号線を通すためのコンデンサである。貫通コンデンサ２１は、第１端子、第２端子、接地端子を有する。第１端子と第２端子の間が信号線で結ばれ、信号線と接地端子の間に決められた静電容量値（容量と略す）を持つ。筐体１０に設けられた貫通孔に貫通コンデンサ２１を装着することで、貫通コンデンサ２１は筐体１０を貫通する。第１端子または第２端子のどちらか一方が筐体１０の内部に入り、他方が筐体１０の外部に存在する。接地端子は筐体１０に接続される。第１端子または第２端子のどちらか筐体１０の内部に入った方の端子である貫通コンデンサ２１の一端が、フィルムコンデンサ３１の一端に接続される。筐体１０の外部に出る他方の端子（他端）が、フィルタ装置１００の入力端子または出力端子に接続される。
The
貫通コンデンサ２１は、高周波におけるインピーダンスが低く、高周波減衰特性に優れ、高周波成分の除去に優れたコンデンサである。貫通コンデンサ２１は、誘電体セラミックや多層電極などから構成される。貫通コンデンサ２１の容量は、それほど大きくなくてもよい。貫通コンデンサ２１は、貫通孔を備え、筐体１０の入力側の側面（Ｘ軸に直交する面のうち、Ｘ軸の座標が小さい面）にネジなどで取り付けられる。
The
貫通コンデンサ２２、２３、２４は、いずれも、貫通コンデンサ２１と同様の構成である。貫通コンデンサ２２は、筐体１０の出力側の側面（Ｘ軸に直交する面のうち、Ｘ軸の座標が大きい面）の貫通コンデンサ２１と対向する位置に、ネジなどで取り付けられる。貫通コンデンサ２３は、筐体１０の入力側の側面にネジなどで取り付けられる。貫通コンデンサ２４は、筐体１０の出力側の側面の貫通コンデンサ２３と対向する位置に、ネジなどで取り付けられる。
The
なお、電源線５０は、貫通コンデンサ２１の貫通孔を通って筐体１０の外部から筐体１０の内部に入り込み、インダクタ４１を経由して、貫通コンデンサ２２の貫通孔を通って筐体１０の外部に出る。基準線５３は、貫通コンデンサ２３の貫通孔を通って筐体１０の外部から筐体１０の内部に入り込み、インダクタ４２を経由して、貫通コンデンサ２４の貫通孔を通って筐体１０の外部に出る。
The
フィルムコンデンサ３１は、その一端がインダクタ４１の一端に接続され、他端が接地された第１のコンデンサである。フィルムコンデンサ３２は、その一端がインダクタ４１の他端に接続され、他端が接地された第２のコンデンサである。なお、フィルムコンデンサ３１を第２のコンデンサとし、フィルムコンデンサ３２を第１のコンデンサとしてもよい。フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４についても、一方が第１のコンデンサになり、他方が第２のコンデンサになる。フィルムコンデンサ３１は、比較的容量が大きく、高周波特性に優れたフィルム型のコンデンサである。図３を参照して、フィルムコンデンサ３１の構造について説明する。
The
図３に示すように、フィルムコンデンサ３１は、金属フィルム３０１と誘電体フィルム３０２と金属フィルム３０３と誘電体フィルム３０４とを順に重ねて、ある軸を中心にして巻いたものを、樹脂３０７でパッケージングしたものである。金属フィルム３０１、３０３のそれぞれは、電極であり、アルミ箔などにより構成される。誘電体フィルム３０２、３０４のそれぞれは、プラスチックなどにより構成される。金属フィルム３０１には、リード線３０５が取り付けられる。一方、金属フィルム３０３には、リード線３０６が取り付けられる。リード線３０５、３０６のそれぞれは、樹脂３０７から突出している。
As shown in FIG. 3, a
本実施の形態では、フィルムコンデンサ３１のフィルムが巻かれた軸が、Ｘ軸と平行であるものとする。ここで、フィルムコンデンサ３１のフィルムの端部が集まる端面（Ｘ軸方向における両端の面）は、アンテナのような機能を有することになる。つまり、この端面から電磁波（高周波の電気振動成分）が放射され、また、この端面で電磁波を受信する。この理由は、この端面では、電気力線が広がるためである。つまり、この端面は、電磁波の放射強度が最も高い面であり、電磁波の入射強度（受信強度）も最も高い面である。
In the present embodiment, it is assumed that the axis on which the film of the
なお、電磁波の放射強度および入射強度はフィルムコンデンサ３１の巻かれた軸の位置で軸に平行な方向が最大になる。アンテナ部として動作するフィルムコンデンサ３１の端面は、端面が平面の場合には、電磁波の放射強度および入射強度が最大になる方向に垂直になる。端面が平面でない場合は、フィルムコンデンサ３１のアンテナ部となる端面で電磁波の放射強度が最も高い点で電磁波を放射する方向は、放射強度が最も高い点での端面に接する平面に垂直である。アンテナ部となる端面において電磁波の放射強度が最も高い方向により、アンテナ部の端面の向きを判断する。
Note that the electromagnetic wave radiation intensity and incident intensity are maximized in the direction parallel to the axis at the position of the axis around which the
図２に示すように、フィルムコンデンサ３１は、筐体６１に収容される。また、フィルムコンデンサ３１の一方のリード線（例えば、リード線３０５）は、配線５１により、電源線５０（貫通コンデンサ２１とインダクタ４１との間）に接続される。そして、フィルムコンデンサ３１の他方のリード線（例えば、リード線３０６）は、配線５６により、筐体１０の入力側の側面に接続されて接地される。
As shown in FIG. 2, the
フィルムコンデンサ３２、３３、３４のそれぞれは、フィルムコンデンサ３１と同様の構成である。フィルムコンデンサ３２は、筐体６２に収容される。フィルムコンデンサ３３は、筐体６３に収容される。フィルムコンデンサ３４は、筐体６４に収容される。
Each of the
フィルムコンデンサ３２の一方のリード線は、配線５２により、電源線５０（貫通コンデンサ２２とインダクタ４１との間）に接続される。フィルムコンデンサ３２の他方のリード線は、配線５７により、筐体１０の出力側の側面に接続されて接地される。フィルムコンデンサ３３の一方のリード線は、配線５４により、基準線５３（貫通コンデンサ２３とインダクタ４２との間）に接続される。フィルムコンデンサ３３の他方のリード線は、図示しない配線により、筐体１０の入力側の側面に接続されて接地される。フィルムコンデンサ３４の一方のリード線は、配線５５により、基準線５３（貫通コンデンサ２４とインダクタ４２との間）に接続される。フィルムコンデンサ３４の他方のリード線は、図示しない配線により、筐体１０の出力側の側面に接続されて接地される。
One lead wire of the
インダクタ４１は、流れる電流によって形成されるエネルギーを蓄えることができる受動素子である。インダクタ４１は、鉄などの高い透磁率を有する芯部材に、銅線などが巻かれて形成されたコイルである。インダクタ４１は、芯部材に、貫通コンデンサ２１と貫通コンデンサ２２との間の電源線５０（又は、この電源線５０に接続された銅線）が巻かれて形成されるものとする。インダクタ４２は、インダクタ４１と同様の受動素子である。インダクタ４２は、貫通コンデンサ２３と貫通コンデンサ２４との間の基準線５３（又は、この基準線５３に接続された銅線）が巻かれて形成されたコイルであるものとする。
The
電源線５０は、電源を供給するための配線である。電源線５０を流れる電力は、フィルムコンデンサ３１とインダクタ４１とフィルムコンデンサ３２とにより構成されるπ型フィルタ（Ｃ−Ｌ−Ｃ型フィルタ）により、フィルタリングされる。配線５１は、フィルムコンデンサ３１と電源線５０とを接続する配線である。配線５２は、フィルムコンデンサ３２と電源線５０とを接続する配線である。
The
基準線５３は、基準電圧を供給するための配線である。基準線５３を流れる電力は、フィルムコンデンサ３３とインダクタ４２とフィルムコンデンサ３４とにより構成されるπ型フィルタにより、フィルタリングされる。配線５４は、フィルムコンデンサ３３と基準線５３とを接続する配線である。配線５５は、フィルムコンデンサ３４と基準線５３とを接続する配線である。配線５６は、フィルムコンデンサ３１と筐体１０とを接続する配線である。配線５７は、フィルムコンデンサ３２と筐体１０とを接続する配線である。
The
筐体６１は、フィルムコンデンサ３１を収容する金属製のケースである。筐体６１は、箱状であってもよいし、升状であってもよいし、枠状であってもよい。本実施の形態では、筐体６１は、上面（Ｚ軸に直交する面のうち、Ｚ軸の座標が大きい面）に開口部を有する升状であるものとする。筐体６１は、筐体１０と接触して、接地される。
The
筐体６２、６３、６４のそれぞれは、筐体６１と同様の構成である。筐体６２、６３、６４のそれぞれは、筐体１０と接触して、接地される。筐体６２は、フィルムコンデンサ３２を収容する。筐体６３は、フィルムコンデンサ３３を収容する。筐体６４は、フィルムコンデンサ３４を収容する。
Each of the
次に、図４を参照して、フィルタ装置１００の回路図について説明する。フィルタ装置１００は、電源系統の回路と基準系統の回路とを備える。電源系統の回路と基準系統の回路とは、基本的には、同様の構成である。
Next, a circuit diagram of the
電源系統の回路は、入力端子７１と出力端子７２との間に、フィルムコンデンサ３１とインダクタ４１とフィルムコンデンサ３２とにより構成されるπ型フィルタが配置された構成である。ここで、入力端子７１とπ型フィルタの間には、貫通コンデンサ２１が配置される。従って、入力端子７１に供給された電力は、π型フィルタに供給される前に、高周波成分が除去される。また、出力端子７２とπ型フィルタの間には、貫通コンデンサ２２が配置される。従って、π型フィルタから出力された電力は、出力端子７２に供給される前に、高周波成分が除去される。
The circuit of the power supply system has a configuration in which a π-type filter including a
ここで、フィルムコンデンサ３１は、接地された筐体６１により収容され、遮蔽される。従って、フィルムコンデンサ３１から放射された電磁波が筐体６１の外部に漏れることが抑制される。また、フィルムコンデンサ３２は、接地された筐体６２により収容され、遮蔽される。従って、フィルムコンデンサ３２から放射された電磁波が筐体６２の外部に漏れることが抑制される。
Here, the
基準系統の回路は、入力端子７３と出力端子７４との間に、フィルムコンデンサ３３とインダクタ４２とフィルムコンデンサ３４とにより構成されるπ型フィルタが配置された構成である。ここで、入力端子７３とπ型フィルタの間には、貫通コンデンサ２３が配置される。従って、入力端子７３に供給された電力は、π型フィルタに供給される前に、高周波成分が除去される。また、出力端子７４とπ型フィルタの間には、貫通コンデンサ２４が配置される。従って、π型フィルタから出力された電力は、出力端子７４に供給される前に、高周波成分が除去される。
The reference system circuit has a configuration in which a π-type filter including a
ここで、フィルムコンデンサ３３は、接地された筐体６３により収容され、遮蔽される。従って、フィルムコンデンサ３３から放射された電磁波が筐体６３の外部に漏れることが抑制される。また、フィルムコンデンサ３４は、接地された筐体６４により収容され、遮蔽される。従って、フィルムコンデンサ３４から放射された電磁波が筐体６４の外部に漏れることが抑制される。
Here, the
図５は、π型フィルタの高周波領域における減衰特性を示すグラフである。なお、図５の説明において、π型フィルタは、フィルムコンデンサ３１とインダクタ４１とフィルムコンデンサ３２とにより構成されるπ型フィルタであるものとする。
FIG. 5 is a graph showing attenuation characteristics in the high frequency region of the π-type filter. In the description of FIG. 5, it is assumed that the π-type filter is a π-type filter including a
実線８１は、フィルムコンデンサ３１を筐体６１で遮蔽し、フィルムコンデンサ３２を筐体６２で遮蔽したときの減衰特性である。実線８１は、周波数（ＭＨｚ）が高くなるのに従って、ゲイン（ｄＢ）がなだらかに減少する様子を示している。このように、π型フィルタに含まれるフィルムコンデンサを遮蔽することで、良好な減衰特性が得られる。
A
一方、破線８２は、フィルムコンデンサ３１を筐体６１で遮蔽せず、フィルムコンデンサ３２を筐体６２で遮蔽しないときの減衰特性である。破線８２は、特定の周波数（ｆａ）において、適切に減衰されていない様子を示している。このように、π型フィルタに含まれるフィルムコンデンサ間の電磁結合（空間結合）が生じると、高周波を通しにくくする作用を有するインダクタを通らない経路が発生して、良好な減衰特性が得られない可能性がある。
On the other hand, a
ここで、破線８２で示される部分は、入力側のコンデンサであるフィルムコンデンサ３１により放射された電磁波（高周波の振動成分）が、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２との間の空間を伝搬し、出力側のコンデンサであるフィルムコンデンサ３２により受信され、出力（電源出力）に重畳されたものであると考えられる。
Here, a portion indicated by a
このような電磁波は、主に、外部に出る電気力線が多く発生する部分（アンテナ部）から放射され、アンテナ部により受信される。例えば、フィルムコンデンサ３１のアンテナ部は、Ｘ軸方向における両端面であり、フィルムコンデンサ３２のアンテナ部も、Ｘ軸方向における両端面である。ここで、フィルムコンデンサ３１からフィルムコンデンサ３２に電磁波が伝搬することを想定する。この場合、注目すべきアンテナ部は、フィルムコンデンサ３１のＸ軸方向における端面のうち、フィルムコンデンサ３２寄りの端面（送信アンテナ部）と、フィルムコンデンサ３２のＸ軸方向における端面のうち、フィルムコンデンサ３１寄りの端面（受信アンテナ部）である。本実施の形態では、フィルムコンデンサ３１のフィルムコンデンサ３２寄りの端面から放射される電磁波を筐体６１により遮蔽し、フィルムコンデンサ３２のフィルムコンデンサ３１寄りの端面により受信される電磁波を筐体６２により遮蔽する。
Such an electromagnetic wave is mainly radiated from a portion (antenna portion) where a lot of electric lines of force appearing outside, and is received by the antenna portion. For example, the antenna part of the
なお、フィルムコンデンサ３１のフィルムコンデンサ３２寄りの端面が受信アンテナ部となり、フィルムコンデンサ３２のフィルムコンデンサ３１寄りの端面が送信アンテナ部となることも考えられる。この場合であっても、筐体６１による遮蔽と筐体６２による遮蔽とにより、良好な減衰特性が得られることになる。
It is also conceivable that the end face of the
また、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２のように、外部に出る電気力線が多く発生する端面が互いに完全に対向していなくても、電磁波が伝搬する可能性がある。例えば、フィルムコンデンサ３１から放射された電磁波が、フィルムコンデンサ３４により受信される可能性がある。このような場合であっても、筐体６１による遮蔽と筐体６４による遮蔽とにより、良好な減衰特性が得られることに変わりはない。
In addition, electromagnetic waves may propagate even if the end surfaces where many electric lines of force appear outside, such as the
本実施の形態では、π型フィルタが備えるフィルムコンデンサ間の電磁波の伝搬が遮断される。このため、良好な減衰特性が期待できる。このように、筐体６１と筐体６２の少なくとも一方を備えることにより、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２との間の電磁結合によるフィルタ装置の減衰特性の劣化を低減できる。筐体６１と筐体６２の少なくとも一方は、実施の形態１における、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２とを電磁的に遮蔽する遮蔽手段であり、かつ、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２との間の電磁結合によるフィルタ装置１００の減衰特性の劣化を低減する減衰特性劣化低減手段である。また、筐体６１と筐体６２の少なくとも一方は、第１のコンデンサまたは第２のコンデンサのうちの一方のコンデンサを収容する、筐体１０に収容された第２の筐体である。筐体６１と筐体６２の他方は、第１のコンデンサまたは第２のコンデンサのうちの他方のコンデンサを収容する、筐体１０に収容された第３の筐体である。
In the present embodiment, the propagation of electromagnetic waves between the film capacitors provided in the π-type filter is blocked. For this reason, a good attenuation characteristic can be expected. As described above, by providing at least one of the
（実施の形態１の変形例）
実施の形態１では、入力側のフィルムコンデンサと出力側のフィルムコンデンサとのいずれもが筐体により遮蔽される例について説明した。本発明において、入力側のフィルムコンデンサと出力側のフィルムコンデンサとの一方のみが筐体により遮蔽されてもよい。以下、出力側のフィルムコンデンサのみが筐体により遮蔽される例について説明する。
(Modification of Embodiment 1)
In the first embodiment, the example in which both the input-side film capacitor and the output-side film capacitor are shielded by the housing has been described. In the present invention, only one of the input side film capacitor and the output side film capacitor may be shielded by the casing. Hereinafter, an example in which only the film capacitor on the output side is shielded by the housing will be described.
図６は、実施の形態１の変形例に係るフィルタ装置１１０の上面図である。フィルタ装置１１０は、フィルムコンデンサ３１を遮蔽する筐体６１とフィルムコンデンサ３３を遮蔽する筐体６３とを備えないこと以外は、フィルタ装置１００と同様の構成である。
FIG. 6 is a top view of
かかる構成であっても、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２との間の空間を伝搬する電磁波は、フィルムコンデンサ３２を収容する筐体６２により遮断される。同様に、フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４との間の空間を伝搬する電磁波は、フィルムコンデンサ３４を収容する筐体６４により遮断される。
Even in such a configuration, the electromagnetic wave propagating in the space between the
本変形例によれば、部品点数の増加を最小限に抑えつつ、良好な減衰特性を得ることが期待できる。なお、入力側のフィルムコンデンサのみが筐体により遮蔽された構成でもよい。かかる場合でも、部品点数の増加を最小限に抑えつつ、良好な減衰特性を得ることが期待できる。 According to this modification, it can be expected to obtain good attenuation characteristics while minimizing the increase in the number of parts. Note that only the film capacitor on the input side may be shielded by the housing. Even in such a case, it is expected that good attenuation characteristics can be obtained while minimizing the increase in the number of parts.
（実施の形態２）
実施の形態１では、フィルムコンデンサを遮蔽する専用の筐体を設ける例について説明した。本発明において、フィルムコンデンサを遮蔽する専用の筐体を設けずに、フィルムコンデンサ間の空間を伝搬する電磁波を遮断してもよい。以下、フィルムコンデンサを筐体１０の外部に配置することにより、フィルムコンデンサ間の空間を伝搬する電磁波を遮断する例について説明する。
(Embodiment 2)
In
図７は、本発明の実施の形態２に係るフィルタ装置１２０の上面図である。また、図８は、フィルタ装置１２０の側面図である。フィルタ装置１２０は、フィルムコンデンサ３１、３２、３３、３４をそれぞれ遮蔽する筐体６１、６２、６３、６４を備えないことと、フィルムコンデンサ３１、３３のそれぞれが筐体１０の外部に設けられることとを除き、フィルタ装置１００と同様の構成である。
FIG. 7 is a top view of
図７、図８に示すように、フィルムコンデンサ３１は、筐体１０の外部に配置される。また、フィルムコンデンサ３１の一方のリード線は、配線５１により、電源線５０（貫通コンデンサ２１と入力端子７１との間）に接続される。そして、フィルムコンデンサ３１の他方のリード線は、配線５６により、筐体１０の入力側の側面に接続されて接地される。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
フィルムコンデンサ３３も、筐体１０の外部に配置される。また、フィルムコンデンサ３３の一方のリード線は、配線５４により、基準線５３（貫通コンデンサ２３と入力端子７３との間）に接続される。そして、フィルムコンデンサ３３の他方のリード線は、図示しない配線により、筐体１０の入力側の側面に接続されて接地される。
The
かかる構成によれば、フィルムコンデンサ３１と、フィルムコンデンサ３２又はフィルムコンデンサ３４との間の空間を伝搬する電磁波は、筐体１０の入力側の側面（側壁）により遮断される。同様に、フィルムコンデンサ３３と、フィルムコンデンサ３２又はフィルムコンデンサ３４との間の空間を伝搬する電磁波も、筐体１０の入力側の側面（側壁）により遮断される。このように、実施の形態２における筐体１０は、フィルムコンデンサ３２とインダクタ４１を収容し、フィルムコンデンサ３１を外部に配置するものである。つまり、筐体１０は、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２とを電磁的に遮蔽する遮蔽手段であり、かつ、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２との間の電磁結合によるフィルタ装置１２０の減衰特性の劣化を低減する減衰特性劣化低減手段である。フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４に関しても、筐体１０は、遮蔽手段かつ減衰特性劣化低減手段として機能する。
According to this configuration, the electromagnetic wave propagating through the space between the
本実施の形態によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、良好な減衰特性を得ることが期待できる。なお、入力側のフィルムコンデンサに代えて出力側のフィルムコンデンサが筐体１０の外側に配置された構成でもよい。さらに、入力側のフィルムコンデンサと出力側のフィルムコンデンサとのいずれもが筐体１０の外側に配置された構成でもよい。かかる場合でも、部品点数の増加を抑制しつつ、良好な減衰特性を得ることが期待できる。
According to the present embodiment, it can be expected to obtain a good attenuation characteristic while suppressing an increase in the number of parts. Note that an output side film capacitor may be arranged outside the
（実施の形態３）
実施の形態１、２では、フィルムコンデンサ間の空間を伝搬する電磁波を遮断する例について説明した。本発明において、フィルムコンデンサが他のフィルムコンデンサから放射された電磁波を受信しないようにする手法は、この例に限定されない。以下、２つのフィルムコンデンサの向きの関係を調整することにより、フィルムコンデンサが他のフィルムコンデンサから放射された電磁波を受信しないようにする手法について説明する。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the example in which the electromagnetic wave propagating through the space between the film capacitors is blocked has been described. In the present invention, the method for preventing the film capacitor from receiving electromagnetic waves radiated from other film capacitors is not limited to this example. Hereinafter, a method for preventing the film capacitor from receiving electromagnetic waves radiated from other film capacitors by adjusting the relationship between the directions of the two film capacitors will be described.
図９は、本発明の実施の形態３に係るフィルタ装置１３０の上面図である。また、図１０は、フィルタ装置１３０の側面図である。フィルタ装置１３０は、フィルムコンデンサ３１、３２、３３、３４をそれぞれ遮蔽する筐体６１、６２、６３、６４を備えないことと、フィルムコンデンサ３１、３３のそれぞれの向きが異なることとを除き、フィルタ装置１００と同様の構成である。
FIG. 9 is a top view of
図９、図１０に示すように、フィルムコンデンサ３１は、フィルムコンデンサ３２とは異なる向きで配置される。同様に、フィルムコンデンサ３３は、フィルムコンデンサ３４とは異なる向きで配置される。なお、フィルムコンデンサ３１の一方のリード線は、配線５１により、電源線５０（貫通コンデンサ２１とインダクタ４１との間）に接続される。そして、フィルムコンデンサ３１の他方のリード線は、配線５６により、筐体１０の入力側の側面に接続されて接地される。また、フィルムコンデンサ３３の一方のリード線は、配線５４により、基準線５３（貫通コンデンサ２３とインダクタ４２との間）に接続される。フィルムコンデンサ３３の他方のリード線は、配線５８により、筐体１０の入力側の側面に接続されて接地される。以下、図１１を参照して、具体的に説明する。図１１は、フィルムコンデンサ３１の向きとフィルムコンデンサ３２の向きとの関係を示す図である。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
図１１に示すように、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２とは、筐体１０内において、互いに直交する向きで配置される。具体的には、フィルムコンデンサ３１は、フィルムが巻かれる軸９１がＹ軸と平行になるように配置される。一方、フィルムコンデンサ３２は、フィルムが巻かれる軸９２がＸ軸と平行になるように配置される。そして、軸９１と軸９２とが直交するように、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２とが配置される。なお、軸９１と軸９２とは、交わらなくてもよいが、軸９１と軸９２との間の距離は、短い方が望ましい。
As shown in FIG. 11, the
ここで、フィルムコンデンサ３１のＹ軸方向における両端面から電気力線が外部に出てきて、この両端面がアンテナ部を構成することになる。また、フィルムコンデンサ３２のＸ軸方向における両端面から電気力線が外部に出てきて、この両端面がアンテナ部を構成することになる。ここで、一方のフィルムコンデンサのアンテナ部となる端面と、他方のフィルムコンデンサのアンテナ部となる端面とが、平行でありかつ近接する場合、両アンテナ部の間の空間を伝搬する電磁波は非常に強くなると考えられる。アンテナ部となる端面において電磁波の放射強度が最も高い方向と垂直な平面により、フィルムコンデンサのアンテナ部となる端面が平行かどうかを判断する。
Here, lines of electric force come out from both end surfaces of the
図１２は、２つのフィルムコンデンサの軸のなす角（交差角）と電磁結合の量との関係を示す概念図である。実線１２１は、２つのフィルムコンデンサの軸が平行で、アンテナ部となる面が対向する場合の電磁結合の量を１として、一方のコンデンサの方向を回転させた回転角と電磁結合の量との関係を割合で表したものである。例として、図１２では、フィルムコンデンサ同士の電磁結合の量をα以下にする場合、２つのフィルムコンデンサの軸のなす角は、例えば６０度以上の角度にすればよい。２つのフィルムコンデンサの軸のなす角を何度以上にするかは、フィルムコンデンサの特性や、フィルタに要求される減衰特性に基づき決定する。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing the relationship between the angle (crossing angle) between the axes of two film capacitors and the amount of electromagnetic coupling. The
一方のフィルムコンデンサのアンテナ部となる端面と、他方のフィルムコンデンサのアンテナ部となる端面とが、直交または例えば６０度以上の角度で交差する場合、両アンテナ部の間の空間を伝搬する電磁波は非常に弱くなると考えられる。つまり、図１１に示すように、軸９１と軸９２とが直交するように、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２とが配置されると、遮蔽板などがなくとも良好な減衰特性を得ることが期待できる。
When the end surface serving as the antenna portion of one film capacitor and the end surface serving as the antenna portion of the other film capacitor intersect at an angle or at an angle of, for example, 60 degrees or more, the electromagnetic wave propagating in the space between both antenna portions is It will be very weak. That is, as shown in FIG. 11, when the
同様に、フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４とも、筐体１０内において、互いに直交または例えば６０度以上の角度で交差する向きで配置される。具体的には、フィルムコンデンサ３３は、フィルムが巻かれる軸がＹ軸と平行になるように配置される。一方、フィルムコンデンサ３４は、フィルムが巻かれる軸がＸ軸と平行になるように配置される。つまり、フィルムコンデンサ３３におけるフィルムの軸とフィルムコンデンサ３４におけるフィルムの軸とが直交または例えば６０度以上の角度で交差するように、フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４とが配置される。
Similarly, the
この実施の形態３では、フィルムコンデンサ３１におけるフィルムの軸とフィルムコンデンサ３２におけるフィルムの軸とが直交または例えば６０度以上の角度で交差するように、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２とを配置することが、フィルムコンデンサ３１（第１のコンデンサ）とフィルムコンデンサ３２（第２のコンデンサ）の間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減させる減衰特性劣化低減手段として機能する。また、フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４に関しても、それぞれのフィルムの軸同士が直交または例えば６０度以上の角度で交差するように配置することが、減衰特性劣化低減手段として機能する。
In the third embodiment, the
本実施の形態によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、良好な減衰特性を得ることが期待できる。なお、入力側のフィルムコンデンサに代えて出力側のフィルムコンデンサの向きが調整されてもよい。さらに、入力側のフィルムコンデンサと出力側のフィルムコンデンサとのいずれもの向きが調整されてもよい。かかる場合でも、部品点数の増加を抑制しつつ、良好な減衰特性を得ることが期待できる。 According to the present embodiment, it can be expected to obtain a good attenuation characteristic while suppressing an increase in the number of parts. Note that the direction of the film capacitor on the output side may be adjusted instead of the film capacitor on the input side. Furthermore, the orientation of either the input side film capacitor or the output side film capacitor may be adjusted. Even in such a case, it can be expected that good attenuation characteristics can be obtained while suppressing an increase in the number of parts.
（実施の形態４）
上記実施の形態では、π型フィルタが直列に１個だけ用意される例について説明した。本発明において、π型フィルタが直列に複数個接続されてもよい。この場合、フィルタ装置は、例えば、入力端子７１に１個目のπ型フィルタの入力側の端子が接続され、１個目のπ型フィルタの出力側の端子に２個目のπ型フィルタの入力側の端子が接続され、２個目のπ型フィルタの出力側の端子に３個目のπ型フィルタの入力側の端子が接続され、以下同様にして、最後のπ側フィルタの出力側の端子に出力端子７２が接続される。また、この場合、フィルタ装置は、各π型フィルタがＸ軸に直交する遮蔽板により仕切られた構成となる。この遮蔽板は、Ｘ軸に直交し、箱状の筐体１０の内部の空間を区切る遮蔽板である。もしくは、この遮蔽板は、複数の箱状の筐体１０をＸ軸方向に沿って重ねたときに、筐体１０を構成する板状部分のうち他の筐体１０と接する板状部分と考えることもできる。
(Embodiment 4)
In the above embodiment, an example in which only one π-type filter is prepared in series has been described. In the present invention, a plurality of π-type filters may be connected in series. In this case, in the filter device, for example, the input side terminal of the first π-type filter is connected to the
このように、複数個のπ型フィルタが直列に接続された構成あるいは１個のπ型フィルタでは、貫通コンデンサの容量や配置を工夫することで、各π型フィルタ内における電磁結合が抑制される。その結果、不要な高周波成分が電源系統や信号系統に重畳されて伝搬されることが抑制される。以下、貫通コンデンサの容量を適切に選択することにより、フィルムコンデンサが他のフィルムコンデンサから放射された電磁波を受信しないようにする手法について説明する。 Thus, in a configuration in which a plurality of π-type filters are connected in series or in one π-type filter, electromagnetic coupling in each π-type filter is suppressed by devising the capacity and arrangement of feedthrough capacitors. . As a result, unnecessary high frequency components are suppressed from being superimposed and propagated to the power supply system and the signal system. Hereinafter, a method for preventing the film capacitor from receiving electromagnetic waves radiated from other film capacitors by appropriately selecting the capacitance of the feedthrough capacitor will be described.
図１３は、本発明の実施の形態４に係るフィルタ装置１４０の上面図である。図１４は、フィルタ装置１４０の側面図である。図１３及び図１４に示すように、フィルタ装置１４０は、フィルタ装置１００から筐体６１、６２、６３、６４を除外した２つのフィルタ装置をＸ軸方向に重ねた装置である。フィルタ装置１４０は、筐体１１、貫通コンデンサ２１、２２、２３、２４、２５、２６、フィルムコンデンサ３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、インダクタ４１、４２、４３、４４、電源線５０、配線５１、５２、５４、５５、５６、５７、１５１、１５２、１５４、１５５、１５６、１５７、基準線５３を備える。
FIG. 13 is a top view of
筐体１１は、フィルタ回路を収容し、フィルタ回路を外部から遮蔽する金属製のケースである。筐体１１は、フィルタ回路から放射される電磁波が外部に放射されることを抑制するとともに、外部からフィルタ回路に電磁波が放射されることを抑制する。さらに、筐体１１は、筐体１１内の空間を２つの空間（空間１４１、１４２）に仕切ることにより、一方の空間から他方の空間に電磁波が放射されることを抑制する遮蔽板１４３を備える。つまり、筐体１１は、複数のπ型フィルタを遮蔽板１４３で区切ることにより、複数のπ型フィルタを個別に収容する金属製の筐体である。後の説明の都合で、図１３および図１４で図における筐体１１の遮蔽板１４３よりも左側の部分を左筐体１１Ａと呼び、筐体１１の右側の部分を右筐体１１Ｂと呼ぶ。
The housing 11 is a metal case that houses the filter circuit and shields the filter circuit from the outside. The housing 11 suppresses the electromagnetic wave radiated from the filter circuit from being radiated to the outside and suppresses the electromagnetic wave from being radiated from the outside to the filter circuit. Further, the housing 11 includes a
筐体１１が収容するフィルタ回路は、貫通コンデンサ２１とフィルムコンデンサ３１とインダクタ４１とフィルムコンデンサ３２と貫通コンデンサ２２とフィルムコンデンサ３５とインダクタ４３とフィルムコンデンサ３６と貫通コンデンサ２５とから構成される電源系統のフィルタ回路と、貫通コンデンサ２３とフィルムコンデンサ３３とインダクタ４２とフィルムコンデンサ３４と貫通コンデンサ２４とフィルムコンデンサ３７とインダクタ４４とフィルムコンデンサ３８と貫通コンデンサ２６とから構成される基準系統のフィルタ回路との２つである。
The filter circuit accommodated in the housing 11 includes a
貫通コンデンサ２５、２６は、いずれも、貫通コンデンサ２１、２２、２３、２４と同様の構成である。貫通コンデンサ２５は、筐体１１の出力側の板状部分の貫通コンデンサ２１と対向する位置に、ネジなどで取り付けられる。貫通コンデンサ２６は、筐体１１の出力側の板状部分の貫通コンデンサ２３と対向する位置に、ネジなどで取り付けられる。
The
フィルムコンデンサ３５、３６、３７、３８のそれぞれは、フィルムコンデンサ３１、３２、３３、３４と同様の構成である。フィルムコンデンサ３５の一方のリード線は、配線１５１により、電源線５０（貫通コンデンサ２２とインダクタ４３との間）に接続される。フィルムコンデンサ３５の他方のリード線は、配線１５６により、筐体１１が備える遮蔽板１４３に接続されて接地される。フィルムコンデンサ３６の一方のリード線は、配線１５２により、電源線５０（貫通コンデンサ２５とインダクタ４３との間）に接続される。フィルムコンデンサ３６の他方のリード線は、配線１５７により、筐体１１の出力側の板状部分に接続されて接地される。
Each of the
フィルムコンデンサ３７の一方のリード線は、配線１５４により、基準線５３（貫通コンデンサ２４とインダクタ４４との間）に接続される。フィルムコンデンサ３７の他方のリード線は、図示しない配線により、筐体１１が備える遮蔽板１４３に接続されて接地される。フィルムコンデンサ３８の一方のリード線は、配線１５５により、基準線５３（貫通コンデンサ２６とインダクタ４４との間）に接続される。フィルムコンデンサ３８の他方のリード線は、図示しない配線により、筐体１１の板状部分に接続されて接地される。
One lead wire of the
インダクタ４３、４４は、インダクタ４１、４２と同様の受動素子である。インダクタ４３は、例えば、貫通コンデンサ２２と貫通コンデンサ２５との間の電源線５０（又は、この電源線５０に接続された銅線）が巻かれて形成されたコイルである。インダクタ４４は、例えば、貫通コンデンサ２４と貫通コンデンサ２６との間の基準線５３（又は、この基準線５３に接続された銅線）が巻かれて形成されたコイルである。
The
電源線５０は、電源を供給するための配線である。電源線５０を流れる電力は、フィルムコンデンサ３１とインダクタ４１とフィルムコンデンサ３２とにより構成されるπ型フィルタと、フィルムコンデンサ３５とインダクタ４３とフィルムコンデンサ３６とにより構成されるπ型フィルタと、により、フィルタリングされる。本実施の形態では、π型フィルタは、いずれも、Ｃ−Ｌ−Ｃ型フィルタであるものとする。
The
電源線５０は、貫通コンデンサ２１の貫通孔を通って筐体１１の外部から筐体１１の内部に入り込み、インダクタ４１を経由して、貫通コンデンサ２２の貫通孔を通り、インダクタ４３を経由して、貫通コンデンサ２５の貫通孔を通って筐体１１の外部に出る。電源線５０が経由する経路（貫通コンデンサ２１→インダクタ４１→貫通コンデンサ２２→インダクタ４３→貫通コンデンサ２５）が電源系統（Ｐライン）である。
The
基準線５３は、基準電圧を供給するための配線である。基準線５３を流れる電力は、フィルムコンデンサ３３とインダクタ４２とフィルムコンデンサ３４とにより構成されるπ型フィルタと、フィルムコンデンサ３７とインダクタ４４とフィルムコンデンサ３８とにより構成されるπ型フィルタと、により、フィルタリングされる。
The
基準線５３は、貫通コンデンサ２３の貫通孔を通って筐体１１の外部から筐体１１の内部に入り込み、インダクタ４２を経由して、貫通コンデンサ２４の貫通孔を通り、インダクタ４４を経由して、貫通コンデンサ２６の貫通孔を通って筐体１１の外部に出る。基準線５３が経由する経路（貫通コンデンサ２３→インダクタ４２→貫通コンデンサ２４→インダクタ４４→貫通コンデンサ２６）が基準系統（Ｎライン）である。電源系統と基準系統とは、基本的に同様の構成である。以下、適宜、電源系統を中心に説明する。また、既出の構成については、説明を省略又は簡略化する。
The
配線１５１は、フィルムコンデンサ３５と電源線５０とを接続する配線である。配線１５２は、フィルムコンデンサ３６と電源線５０とを接続する配線である。配線１５４は、フィルムコンデンサ３７と基準線５３とを接続する配線である。配線１５５は、フィルムコンデンサ３８と基準線５３とを接続する配線である。配線１５６は、フィルムコンデンサ３５と筐体１１が備える遮蔽板１４３とを接続する配線である。配線１５７は、フィルムコンデンサ３６と筐体１１とを接続する配線である。
The
図１５に、本発明の実施の形態４に係るフィルタ装置１４０の等価回路図を示す。電源系統の回路は、入力端子７１と出力端子７２との間に、フィルムコンデンサ３１とインダクタ４１とフィルムコンデンサ３２とにより構成されるπ型フィルタと、フィルムコンデンサ３５とインダクタ４３とフィルムコンデンサ３６とにより構成されるπ型フィルタと、が直列に配置された回路である。入力端子７１とインダクタ４１との間には、貫通コンデンサ２１が配置される。インダクタ４１とインダクタ４３との間には、貫通コンデンサ２２が配置される。また、出力端子７２とインダクタ４３との間には、貫通コンデンサ２５が配置される。
FIG. 15 shows an equivalent circuit diagram of the
各π型フィルタは、貫通コンデンサ２２が設けられた遮蔽板１４３により仕切られているため、フィルムコンデンサ３２とフィルムコンデンサ３５の間の電磁結合は発生しない。フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２の間、及び、フィルムコンデンサ３５とフィルムコンデンサ３６の間の電磁結合により、フィルタの高周波領域における減衰特性が劣化する。つまり、電磁結合により、減衰しにくい高周波領域が発生する。
Since each π-type filter is partitioned by the shielding
基準系統の回路は、入力端子７３と出力端子７４との間に、フィルムコンデンサ３３とインダクタ４２とフィルムコンデンサ３４より構成されるπ型フィルタと、フィルムコンデンサ３７とインダクタ４４とフィルムコンデンサ３８より構成されるπ型フィルタと、が直列に配置された構成である。入力端子７３とインダクタ４２との間には、貫通コンデンサ２３が配置される。インダクタ４２とインダクタ４４との間には、貫通コンデンサ２４が配置される。また、出力端子７４とインダクタ４４との間には、貫通コンデンサ２６が配置される。
The reference system circuit includes a π-type filter including a
フィルムコンデンサ３１は、その一端がインダクタ４１の一端に接続され、他端が接地された第１のコンデンサである。フィルムコンデンサ３２は、その一端がインダクタ４１の他端に接続され、他端が接地された第２のコンデンサである。インダクタ４１、フィルムコンデンサ３１およびフィルムコンデンサ３２がフィルタ回路を構成する。左筐体１１Ａと遮蔽板１４３が、フィルタ回路を外部から遮蔽する接地された筐体である。貫通コンデンサ２１が、筐体を貫通し、フィルムコンデンサ３１（第１のコンデンサ）の一端に一端が接続された貫通コンデンサである。貫通コンデンサ２２が、筐体を貫通し、フィルムコンデンサ３２（第２のコンデンサ）の一端に一端が接続された貫通コンデンサである。
The
さらに、フィルムコンデンサ３５は、その一端がインダクタ４３（第２のインダクタ）の一端に接続され、他端が接地された第３のコンデンサである。フィルムコンデンサ３６は、その一端がインダクタ４３（第２のインダクタ）の他端に接続され、他端が接地された第４のコンデンサである。インダクタ４３、フィルムコンデンサ３５およびフィルムコンデンサ３６が第２のフィルタ回路を構成する。右筐体１１Ｂと遮蔽板１４３が、第２のフィルタ回路を外部から遮蔽する、接地され、第２の貫通コンデンサが貫通する第２の筐体である。貫通コンデンサ２５が、第２の筐体を貫通し、フィルムコンデンサ３６（第４のコンデンサ）の一端に一端が接続された第３の貫通コンデンサである。
Further, the
なお、左右を逆にして考えて、フィルムコンデンサ３６を第１のコンデンサとし、フィルムコンデンサ３５を第２のコンデンサとし、インダクタ４３を一端に第１のコンデンサの一端が接続し、他端に第２のコンデンサの他端が接続したインダクタとしてもよい。インダクタ４３、フィルムコンデンサ３６およびフィルムコンデンサ３５をフィルタ回路とし、右筐体１１Ｂと遮蔽板１４３を、フィルタ回路を外部から遮蔽する接地された筐体としてもよい。そして、フィルムコンデンサ３２を第３のコンデンサとし、インダクタ４１を第２のインダクタとし、フィルムコンデンサ３１を第４のインダクタとしてもよい。インダクタ４１、フィルムコンデンサ３２およびフィルムコンデンサ３１を第２のフィルタ回路とし、左筐体１１Ａと遮蔽板１４３を第２の筐体としてもよい。そして、貫通コンデンサ２５を第１の貫通コンデンサとし、貫通コンデンサ２２を第２の貫通コンデンサとし、貫通コンデンサ２１を第３の貫通コンデンサとしてもよい。π型フィルタを３段以上接続する場合にも任意の隣接する２つのπ型フィルタを、本発明を適用するフィルタ装置と考えてもよい。基準系統側のフィルタ回路についても同様に、本発明を適用するフィルタ装置と考えてもよい。
Considering the left and right sides reversed, the
各π型フィルタは貫通コンデンサ２４が設けられた遮蔽板１４３により仕切られているため、フィルムコンデンサ３４とフィルムコンデンサ３７の間の電磁結合は発生しない。フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４の間、及び、フィルムコンデンサ３７とフィルムコンデンサ３８の間の電磁結合によりフィルタの高周波領域における減衰特性が劣化する。つまり、電磁結合により、減衰しにくい高周波領域が発生する。
Since each π-type filter is partitioned by a
次に、フィルタ装置１４０の動作について説明する。電源系統の回路と基準系統の回路は同じ動作のため、電源系統の回路を例にして説明する。フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２の間の電磁結合は、フィルムコンデンサ３１と貫通コンデンサ２１と接地とを含んで構成される共振回路１８１（第１の共振回路）と、フィルムコンデンサ３２とフィルムコンデンサ３５と貫通コンデンサ２２と接地とを含んで構成される共振回路１８２（第２の共振回路）の２つの共振回路間の結合となる。また、フィルムコンデンサ３５とフィルムコンデンサ３６の間の電磁結合は、フィルムコンデンサ３６と貫通コンデンサ２５と接地とを含んで構成される共振回路１８３（第３の共振回路）と共振回路１８２（第２の共振回路）の２つの共振回路間の結合となる。各共振回路の共振周波数では、フィルムコンデンサから放射するあるいは受信する電磁波が大きくなる。電磁波を放射するフィルムコンデンサと同じ筐体内の別のフィルムコンデンサが含まれる受信側の共振回路の共振周波数が、放射側のフィルムコンデンサが含まれる放射側の共振回路の周波数に近い場合には、放射された電磁波が受信側の共振回路でより多く受信され、コンデンサ間の電磁結合が大きくなる。従って、同一筐体内でコンデンサがそれぞれ含まれる隣接する共振回路の共振周波数を異ならせることで、コンデンサ間の電磁結合を低減させることができる。なお、フィルタ装置１４０の入力端子側の共振回路が放射側の共振回路になり、出力端子側の共振回路が受信側の共振回路になる。
Next, the operation of the
共振回路１８１の共振周波数であるｆ１は、式（１）にて求めることができる。なお、貫通コンデンサ２１の容量をＣ２１、貫通コンデンサ２１のインダクタンス値をＬ２１、フィルムコンデンサ３１の容量をＣ３１、フィルムコンデンサ３１のインダクタンス値をＬ３１とする。ここで、フィルムコンデンサ３１のインダクタンス値であるＬ３１は、そのほとんどが図３に示したフィルムコンデンサのリード線３０５、３０６の部分で発生する。貫通コンデンサ２１のインダクタンス値であるＬ２１は、貫通コンデンサ２１の接地端子から接地された筐体１０までの経路のインダクタンス値である。
フィルムコンデンサ３１のインダクタンス値であるＬ３１は、貫通コンデンサ２１のインダクタンス値であるＬ２１より十分に大きい（Ｌ３１＞＞Ｌ２１)。また、フィルタの低周波側のカットオフ周波数をフィルムコンデンサ３１で決めているので、フィルムコンデンサ３１の容量であるＣ３１は貫通コンデンサ２１の容量であるＣ２１より十分に大きくなる（Ｃ３１＞＞Ｃ２１)。従って、共振回路１８１（第１の共振回路）の共振周波数ｆ１（第１の共振周波数）は、式（２）により近似され、フィルムコンデンサ３１のインダクタンス値であるＬ３１と貫通コンデンサ２１の容量であるＣ２１とによって決まる。
共振回路１８３の共振周波数ｆ３も、同様にして求めることができる。貫通コンデンサ２５の容量をＣ２５、貫通コンデンサ２５のインダクタンス値をＬ２５、フィルムコンデンサ３６の容量をＣ３６、フィルムコンデンサ３６のインダクタンス値をＬ３６とする。フィルムコンデンサ３６のインダクタンス値であるＬ３６は、貫通コンデンサ２５のインダクタンス値Ｌ２５より十分に大きい（Ｌ３６＞＞Ｌ２５)。また、フィルタの低周波側のカットオフ周波数をフィルムコンデンサ３６で決めている場合、フィルムコンデンサ３６の容量であるＣ３６は、貫通コンデンサ２５の容量Ｃ２５より十分に大きくなる（Ｃ３６＞＞Ｃ２５）。これらを考慮すると、共振回路１８３（第３の共振回路）の共振周波数ｆ３（第３の共振周波数）は、式（３）により近似され、フィルムコンデンサ３６のインダクタンス値Ｌ３６と貫通コンデンサ２５の容量Ｃ２５とによって決まる。
図１６は、フィルタ装置内に形成される共振回路の第１の等価回路図である。共振回路１８２（第２の共振回路）の共振周波数ｆ２（第２の共振周波数）は、以下のようにして求めることができる。フィルムコンデンサ３２の容量をＣ３２、フィルムコンデンサ３２のインダクタンス値をＬ３２とする。貫通コンデンサ２２の容量をＣ２２、貫通コンデンサ２２のインダクタンス値をＬ２２とする。フィルムコンデンサ３５の容量をＣ３５、フィルムコンデンサ３５のインダクタンス値をＬ３５とする。フィルムコンデンサ３２、３５の容量（Ｃ３２、Ｃ３５）は、貫通コンデンサ２２の容量（Ｃ２２）より十分に大きく（Ｃ３２＞＞Ｃ２２、Ｃ３５＞＞Ｃ２２)、またフィルムコンデンサ３２、３５のインダクタンス値（Ｌ３２、Ｌ３５）は、貫通コンデンサ２２のインダクタンス値（Ｌ２２）より十分に大きい（Ｌ３２＞＞Ｌ２２、Ｌ３５＞＞Ｌ２２）。このため、共振周波数付近では、Ｃ３２やＣ３５やＬ２２を無視することができ、図１６の等価回路は、図１７のように表すことができる。図１７に示すように、共振周波数であるｆ２は、式（４）により近似され、フィルムコンデンサ３２のインダクタンス値であるＬ３２とフィルムコンデンサ３５のインダクタンス値であるＬ３５と貫通コンデンサ２２の容量であるＣ２２とによって決まる。
このように、両側にπ型回路がある貫通コンデンサを含む共振回路では、その共振周波数は貫通コンデンサの両端にあるフィルムコンデンサのインダクタンス値により決まる。 Thus, in a resonant circuit including a feedthrough capacitor with π-type circuits on both sides, the resonance frequency is determined by the inductance values of the film capacitors at both ends of the feedthrough capacitor.
このように、共振回路１８１、１８２、１８３の共振周波数であるｆ１、ｆ２、ｆ３は、共振回路を構成するフィルムコンデンサのインダクタンス値と貫通コンデンサの容量とによって決まる。フィルムコンデンサのインダクタンス値は、フィルムコンデンサのリード線のインダクタンス値がほとんどを占める。貫通コンデンサとフィルムコンデンサの相対的な位置が同じであれば、図１４に示すようにリード線の長さはほぼ同じになり、コンデンサの容量によらず、コンデンサのインダクタンス値はほぼ同じ値となる。この値をＬｃ（Ｌ３１＝Ｌ３２＝Ｌ３５＝Ｌ３６）として共振周波数を整理すると、式（５）〜式（７）のようになる。共振周波数であるｆ２のみ分子に√２（平方根）が入り、式の形が異なる。本実施の形態では、リード線３０５、３０６の長さは、配線５１、５２、５６、５７、１５１、１５２、１５６、１５７の長さよりも十分に短いものとする。この場合、フィルムコンデンサ３１のリード線は配線５１、５６であり、フィルムコンデンサ３２のリード線は配線５２、５７であり、フィルムコンデンサ３５のリード線は配線１５１、１５６であり、フィルムコンデンサ３６のリード線は配線１５２、１５７であると言える。
以下、具体的な数値を用いて共振周波数を求める。図１８に、フィルムコンデンサのインダクタンス値をＬｃ＝７０ｎＨに固定し、貫通コンデンサ２１、２２、２５の容量であるＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２５を、５ｎＦ、１０ｎＦの中から選んで共振周波数であるｆ１、ｆ２、ｆ３を求めた結果を示す。尚、図１８の電磁結合の欄では、◎が最も電磁結合が小さく、○、△、×の順に電磁結合が大きくなることを表す。なお、図１８の電磁結合の欄に示した電磁結合とは、共振回路１８１と共振回路１８２の間の電磁結合および共振回路１８２と共振回路１８３の間の電磁結合のトータルの電磁結合のことである。共振周波数の差（ｆ１−ｆ２）および（ｆ２−ｆ３）の差が大きい方が、フィルムコンデンサ間の電磁結合は小さくなる。
Hereinafter, the resonance frequency is obtained using specific numerical values. In FIG. 18, the inductance value of the film capacitor is fixed to Lc = 70 nH, and C21, C22, and C25, which are the capacities of the
Ｃ２２をＣ２１、Ｃ２５より大きくした場合（Ｎｏ．１）、３つの共振周波数が等しくなる。このため、共振回路１８１と共振回路１８２の間の電磁結合および共振回路１８２と共振回路１８３の間の電磁結合はどちらも最大となる。そのため、トータルの電磁結合も最大になり、共振周波数におけるフィルタ減衰量の劣化は最大になる。Ｃ２１をＣ２２、Ｃ２５より小さくした場合（Ｎｏ．２）、ｆ１とｆ２は等しくなるが、ｆ２とｆ３は異なるため、共振回路１８１と共振回路１８２の間の電磁結合は最大であるが、共振回路１８２と共振回路１８３の間の電磁結合はやや小さくなる。そのため、トータルの電磁結合もやや小さくなる。Ｃ２２をＣ２１、Ｃ２５より小さくした場合（Ｎｏ．３）、ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３の共振周波数の差は図１８に示した場合の中では最大の６ＭＨｚとなり、共振回路１８１と共振回路１８２の間の電磁結合および共振回路１８２と共振回路１８３の間の電磁結合はどちらも小さくなり、トータルの電磁結合は最小となる。Ｃ２１とＣ２２とＣ２５とを全て同じにした場合（Ｎｏ．４、Ｎｏ．５）、ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３の共振周波数の差は１．５ＭＨｚから３．５ＭＨｚとなり、共振回路１８１と共振回路１８２の間の電磁結合および共振回路１８２と共振回路１８３の間の電磁結合はどちらもやや小さくなり、トータルの電磁結合はやや少なくなる。Ｃ２１とＣ２５とを同じにした場合（Ｎｏ．６）、ｆ２とｆ３の共振周波数の差は最大の６ＭＨｚとなり、電磁結合は小さくなる。
When C22 is larger than C21 and C25 (No. 1), the three resonance frequencies are equal. For this reason, both the electromagnetic coupling between the
以上のことから、フィルムコンデンサのインダクタンス値がすべて同じ場合に、中央の貫通コンデンサ２２（第２の貫通コンデンサ）の容量を両サイドの貫通コンデンサ２１（第１の貫通コンデンサ）、貫通コンデンサ２５（第３の貫通コンデンサ）の容量より小さくする（Ｎｏ．３）と、効果的にトータルの電磁結合を小さくできることがわかる。その理由は、共振回路１８２のインダクタンス値は両サイドの共振回路１８１、１８３のインダクタンス値よりも小さいので、共振回路１８２の静電容量値を共振回路１８１、１８３の静電容量値を小さくすることで、共振回路１８２の共振周波数ｆ２を共振回路１８１、１８３の共振周波数ｆ１、ｆ３に対する倍率をさらに大きくすることができるからである。逆に、中央の貫通コンデンサ２２の容量を両サイドの貫通コンデンサ２１、２５の容量より大きくすると、共振周波数ｆ２の共振周波数ｆ１、ｆ３に対する倍率が小さくなり、周波数差が小さくなり、電磁結合が増大する。
From the above, when the inductance values of the film capacitors are all the same, the capacitance of the central feedthrough capacitor 22 (second feedthrough capacitor) is set to the feedthrough capacitor 21 (first feedthrough capacitor) on both sides and the feedthrough capacitor 25 (first feedthrough capacitor). (No. 3), the total electromagnetic coupling can be effectively reduced. The reason is that since the inductance value of the
また、中央の貫通コンデンサ２２を含む隣接する２つの貫通コンデンサ２１、２２（第１、第２の貫通コンデンサ）の容量を同じにし、他の一つの貫通コンデンサ２５（第３の貫通コンデンサ）の容量より小さくする（Ｎｏ．６）と、電磁結合をかなり小さくできることがわかる。その理由を説明する。容量を同じにした貫通コンデンサ２１、２２がそれぞれ含まれる共振回路１８１、１８２の共振周波数ｆ１、ｆ２は、インダクタンス値の違いにより異なる。貫通コンデンサ２２の容量は貫通コンデンサ２５の容量より小さくすると、共振回路１８２の共振周波数ｆ２を共振回路１８３の共振周波数ｆ３に対する倍率をさらに大きくすることができるからである。なお、貫通コンデンサの容量は、小さい値で同じにする方が周波数差の絶対値が大きくなり、貫通コンデンサの容量が大きい場合よりも電磁結合を小さくすることができる。
Further, the two adjacent through
また、中央の貫通コンデンサ２２を含む隣接する２つの貫通コンデンサ２２、２５の容量を同じにし、他の一つの貫通コンデンサ２１の容量より大きく（Ｎｏ．２）しても、電磁結合をある程度小さくできる。これは、貫通コンデンサ２１（第１の貫通コンデンサ）と貫通コンデンサ２２（第２の貫通コンデンサ）の容量が同じ場合には、共振回路１８１（第１の共振回路）の共振周波数ｆ１（第１の共振周波数）とは共振回路１８２（第２の共振回路）の共振周波数ｆ２（第１の共振周波数）、インダクタンス値の違いにより、異なるからである。
Further, even if the capacitances of two
図１９は、図１８に示したフィルタの減衰特性を示すグラフである。破線１９１は、Ｎｏ．１の貫通コンデンサの構成における減衰特性である。周波数（ＭＨｚ）が増加すると共に、ゲイン（ｄＢ）がなだらかに減少するが、共振周波数であるｆｂ（８．５ＭＨｚ）付近にて減衰量が劣化する。実線１９２は、Ｎｏ．３の構成における減衰特性である。コンデンサ間の電磁結合が非常に小さいため、フィルタ減衰量の劣化は発生しない。また、貫通コンデンサは、低い周波数の減衰特性には影響を及ぼさないので、共振周波数以外の減衰特性は変化しない。一点鎖線１９３は、Ｎｏ．６やＮｏ．２の構成における減衰特性である。フィルタの減衰量の劣化をある程度低減することができる。
FIG. 19 is a graph showing the attenuation characteristics of the filter shown in FIG. The
以上説明したように、本実施の形態によれば、中央の貫通コンデンサの容量を両サイドの貫通コンデンサの容量より小さくすることで、コンデンサ間の電磁波の伝搬を遮断し、良好なフィルタ減衰特性を得ることができる。このため、実施の形態１において筐体１０に設けられた筺体６１などは不要となり、フィルタの構造を簡単にできると共に、フィルムコンデンサをフィルタ内部で自由に配置できるようになり、フィルタの小型化が可能になるというメリットがある。
As described above, according to the present embodiment, by making the capacitance of the central feedthrough capacitor smaller than that of the feedthrough capacitors on both sides, the propagation of electromagnetic waves between the capacitors is cut off, and good filter attenuation characteristics are obtained. Can be obtained. For this reason, the
また、フィルタ装置のどちらかの端に設けられた貫通コンデンサと、その貫通コンデンサが設けられた筐体に設けられた、隣接するフィルタ回路と接続する他の貫通コンデンサの容量を同じにすることで、コンデンサ間の電磁波の伝搬をある程度遮蔽し、良好なフィルタ減衰特性を得ることができる。このため、実施の形態１において筐体１０に設けられた筺体６１などは不要となり、フィルタの構造を簡単にできると共に、フィルムコンデンサをフィルタ内部で自由に配置できるようになり、フィルタの小型化が可能になるというメリットがある。
Also, the feedthrough capacitor provided at either end of the filter device and the other feedthrough capacitor connected to the adjacent filter circuit provided in the housing provided with the feedthrough capacitor have the same capacitance. The electromagnetic wave propagation between the capacitors can be shielded to some extent, and good filter attenuation characteristics can be obtained. For this reason, the
以上の説明では、フィルムコンデンサのインダクタンス値であるＬｃが７０ｎＨの場合について説明したが、インダクタンス値が異なる場合についても、同じ議論が成立する。また、フィルタの減衰量が劣化することを低減させる周波数は、図１９のグラフを見てもわかるように広い周波数範囲に及ぶ。そのため、２つの共振回路の共振周波数を十分に離していれば、リード線の長さや貫通コンデンサの容量が変化しても同様の効果が得られる。更に、基準系統の回路に適用しても同様の効果が得られる。 In the above description, the case where Lc, which is the inductance value of the film capacitor, is 70 nH has been described, but the same argument holds even when the inductance value is different. Further, the frequency for reducing the deterioration of the attenuation of the filter covers a wide frequency range as can be seen from the graph of FIG. Therefore, if the resonance frequencies of the two resonance circuits are sufficiently separated, the same effect can be obtained even if the length of the lead wire or the capacitance of the feedthrough capacitor changes. Further, the same effect can be obtained even when applied to a reference system circuit.
複数個のπ型フィルタが直列に接続された構成では、少なくとも１個のπ型フィルタで２つの共振回路の共振周波数を異なる対策を取れば、そのπ型フィルタ回路でのコンデンサ間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減できる。また、直列に接続された複数個のπ型フィルタの２個以上で２つの共振回路の共振周波数を異なる対策を取れば、対策を行なったそれぞれのπ型フィルタ回路でのコンデンサ間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減できる。π型フィルタごとに、別の対策を取ってもよい。 In a configuration in which a plurality of π-type filters are connected in series, if measures are taken for different resonance frequencies of the two resonance circuits with at least one π-type filter, electromagnetic coupling between capacitors in the π-type filter circuit is caused. It is possible to reduce the deterioration of the attenuation characteristic. Also, if two or more of a plurality of π-type filters connected in series take different measures for the resonance frequency of the two resonance circuits, the electromagnetic coupling between capacitors in each of the π-type filter circuits for which the measures have been taken It is possible to reduce the deterioration of the attenuation characteristic. Different measures may be taken for each π-type filter.
この実施の形態４では、直列に接続された複数個のπ型フィルタの１個または２個以上で２つの共振回路の共振周波数を異なる対策を取ることが、フィルムコンデンサの間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減させる減衰特性劣化低減手段である。 In the fourth embodiment, it is possible to reduce the resonance frequency of the two resonance circuits by using one or more of the plurality of π-type filters connected in series. This is attenuation characteristic deterioration reducing means for reducing characteristic deterioration.
（実施の形態５）
この実施の形態５は、π型フィルタが直列に１個だけ用意される場合で、実施の形態４と同様に貫通コンデンサの容量を調整することで、π型フィルタ内におけるコンデンサの間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減する実施の形態である。図２０は、実施の形態５に係るフィルタ装置の上面図である。図２１は、実施の形態５に係るフィルタ装置の側面図である。
(Embodiment 5)
In this fifth embodiment, only one π-type filter is prepared in series. By adjusting the capacitance of the feedthrough capacitor as in the fourth embodiment, electromagnetic coupling between capacitors in the π-type filter is performed. This is an embodiment for reducing the deterioration of the attenuation characteristics due to. FIG. 20 is a top view of the filter device according to the fifth embodiment. FIG. 21 is a side view of the filter device according to the fifth embodiment.
実施の形態１の場合の図１、図２と異なる点だけを説明する。実施の形態１のフィルタ装置１００が備えた、フィルムコンデンサ３１、３２、３３、３４をそれぞれ収容する筐体６１、６２、６３、６４は、実施の形態５のフィルタ装置１５０は有さない。図では表現されないが、貫通コンデンサ２１と貫通コンデンサ２２の容量を、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２の間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減するように異ならせている。貫通コンデンサ２３と貫通コンデンサ２４の容量も、フィルムコンデンサ３３とフィルムコンデンサ３４の間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減するように異ならせている。
Only differences from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described. The
図２２は、実施の形態５に係るフィルタ装置１５０の等価回路図である。実施の形態４の場合の回路図である図１５と比較して、右側のπ型フィルタを構成するフィルムコンデンサ３５、３６、３７、３８、インダクタ４３、４４および貫通コンデンサ２５、２６を有しない。貫通コンデンサ２２の他端に出力端子７２が接続し、貫通コンデンサ２４の他端に出力端子７２が接続している。共振回路１８１は、フィルムコンデンサ３１、貫通コンデンサ２１および接地を含んで構成される。共振回路１８２は、フィルムコンデンサ３２、貫通コンデンサ２２および接地を含んで構成される。
FIG. 22 is an equivalent circuit diagram of the
フィルムコンデンサ３１、３２、３３、３４はすべて同種のものであるので、そのインダクタンス値はすべて同じになる。フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２の間の電磁結合について、以下で説明する。フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２の間の電磁結合についても同様である。
Since the
フィルムコンデンサ３１、３２のインダクタンス値が同じなので、貫通コンデンサ２１の容量と貫通コンデンサ２２の容量を同じにすると、フィルムコンデンサ３１、３２の間の電磁結合が最大になり、減衰特性の劣化が最大になる。貫通コンデンサ２１の容量と貫通コンデンサ２２の容量を異ならせているので、共振回路１８１（第１の共振回路）の共振周波数ｆ１（第１の共振周波数）と、共振回路１８２（第２の共振回路）の共振周波数ｆ２（第２の共振周波数）とは異なる。そのため、フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２の間の電磁結合が小さくなり、減衰特性の劣化も低減する。共振周波数の違いが大きいほど、電磁結合が小さくなり、減衰特性の劣化もより小さくなる。
Since the inductance values of the
フィルムコンデンサ３１とフィルムコンデンサ３２のインダクタンス値が異なる場合の、コンデンサ間の電磁結合を低減させる貫通コンデンサ２１、２２の容量Ｃ２１、Ｃ２２について検討する。ここでは、フィルムコンデンサ３１のインダクタンス値Ｌ３１が、フィルムコンデンサ３２のインダクタンス値Ｌ３２よりも大きい（Ｌ３１＞Ｌ３２）の場合で説明する。
Consider the capacitances C21 and C22 of the
共振回路１８１の共振周波数ｆ１は、前に示した（２）式で計算できる。共振回路１８２の共振周波数ｆ２は、（２）式と同様な以下の式（８）で計算できる。
ここでは、Ｌ３１＞Ｌ３２なので、Ｃ２１＞Ｃ２２×（Ｌ３２／Ｌ３１）とすれば、ｆ１＜ｆ２とすることができる。貫通コンデンサ２１、２２を同種のコンデンサとして、Ｃ２１＝Ｃ２２の場合でもｆ１＜ｆ２とすることができる。Ｃ２１とＣ２２を異ならせてｆ１とｆ２の差をより大きくするには、Ｃ２１をＣ２２よりも大きく（Ｃ２１＞Ｃ２２）すればよい。
Here, since L31> L32, if C21> C22 × (L32 / L31), then f1 <f2. Even if C21 = C22, the
この様に、Ｌ３１＞Ｌ３２であれば、式（９）におけるｆ１とｆ２の比率がより小さい値となるよう、Ｃ２１＞Ｃ２２とすればよい。反対に、Ｌ３１＞Ｌ３２の場合に、Ｃ２１＜２２とすると、Ｌ２１／Ｌ２によりｆ２／ｆ１を小さくする効果とＣ２１／Ｃ２２によりｆ２／ｆ１を大きくする効果とが相殺される。 Thus, if L31> L32, C21> C22 may be set so that the ratio of f1 and f2 in Equation (9) becomes a smaller value. Conversely, if L31> L32 and C21 <22, the effect of decreasing f2 / f1 by L21 / L2 and the effect of increasing f2 / f1 by C21 / C22 are offset.
この実施の形態５では、共振回路１８１（第１の共振回路）の共振周波数ｆ１（第１の共振周波数）と、共振回路１８２（第２の共振回路）の共振周波数ｆ２（第２の共振周波数）とを異ならせることが、フィルムコンデンサ３１（第１のコンデンサ）とフィルムコンデンサ３２（第２のコンデンサ）の間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減させる減衰特性劣化低減手段である。 In the fifth embodiment, the resonance frequency f1 (first resonance frequency) of the resonance circuit 181 (first resonance circuit) and the resonance frequency f2 (second resonance frequency) of the resonance circuit 182 (second resonance circuit). ) Is attenuation characteristic deterioration reducing means for reducing deterioration of the attenuation characteristic due to electromagnetic coupling between the film capacitor 31 (first capacitor) and the film capacitor 32 (second capacitor).
共振回路１８２の共振周波数ｆ２を計算する計算式は、貫通コンデンサの両側にフィルムコンデンサが存在する場合の計算式である式（６）と、片側にだけフィルムコンデンサが存在する場合の計算式である式（８）とでは異なる。２つの計算式には、共通にＣ２２とＬ３２とが含まれている。つまり、共振回路の共振周波数を求める計算式には、電磁結合を考慮する対象のコンデンサ（フィルムコンデンサ３２）のインダクタンス値（Ｌ３２）と、そのコンデンサの一端に一端が接続する貫通コンデンサ（貫通コンデンサ２２）の容量（Ｃ２２）が少なくとも含まれる。その貫通コンデンサの他端に別のコンデンサ（フィルムコンデンサ３５）が接続する場合は、別のコンデンサのインダクタンス値（Ｌ３５）も、計算式に含まれる。
The calculation formula for calculating the resonance frequency f2 of the
（変形例）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
(Modification)
The embodiment of the present invention has been described above, but various modifications and applications can be made in implementing the present invention.
本発明において、上記実施の形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上記実施の形態において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。 In the present invention, which part of the configuration, function, and operation described in the above embodiment is adopted is arbitrary. Further, in the present invention, in addition to the configuration, function, and operation described above, further configuration, function, and operation may be employed. In addition, the configurations, functions, and operations described in the above embodiments can be freely combined.
例えば、実施の形態１で示したようにフィルムコンデンサを遮蔽する筐体を用いた上、実施の形態３で示したように２つのフィルムコンデンサの向きが直交するように配置してもよい。同様に、実施の形態２で示したように一方のフィルムコンデンサを筐体の外部に配置した上、実施の形態３で示したように２つのフィルムコンデンサの向きが直交あるいは例えば６０度以上の角度で交差するように配置してもよい。また、実施の形態５のように、筐体内の２つのフィルムコンデンサの電磁結合を小さくするために、それぞれのフィルムコンデンサと貫通コンデンサと接地を含む共振周波数を異ならせた上で、２つのフィルムコンデンサの向きが直交あるいは例えば６０度以上の角度で交差するように配置してもよい。 For example, as shown in the first embodiment, a housing that shields the film capacitor may be used, and as shown in the third embodiment, the two film capacitors may be arranged so that the directions thereof are orthogonal to each other. Similarly, as shown in the second embodiment, one film capacitor is arranged outside the housing, and as shown in the third embodiment, the directions of the two film capacitors are orthogonal or an angle of, for example, 60 degrees or more. You may arrange so that it may cross. In addition, as in the fifth embodiment, in order to reduce the electromagnetic coupling between the two film capacitors in the casing, the two film capacitors have different resonance frequencies including the respective film capacitors, feedthrough capacitors, and ground. May be arranged so that their directions are orthogonal or intersect at an angle of, for example, 60 degrees or more.
上記実施の形態では、π型フィルタを構成するコンデンサとして、フィルムコンデンサを採用する例について説明した。本発明において、π型フィルタを構成するコンデンサとして、種々のコンデンサを採用することができる。採用するコンデンサとしては、高周波特性と誘電特性とに優れたコンデンサが好適である。例えば、積層コンデンサを採用することができる。 In the above-described embodiment, an example in which a film capacitor is employed as the capacitor constituting the π-type filter has been described. In the present invention, various capacitors can be adopted as the capacitors constituting the π-type filter. As the capacitor to be adopted, a capacitor having excellent high frequency characteristics and dielectric characteristics is preferable. For example, a multilayer capacitor can be employed.
ここで、実施の形態３で示す手法を採用する場合、例えば、一方の積層コンデンサの積層面と、他方の積層コンデンサの積層面に直交する軸とが平行になるように、２つの積層コンデンサが配置されることが好適である。かかる構成によれば、一方の積層コンデンサにおけるアンテナ部を構成する面と、他方の積層コンデンサにおけるアンテナ部を構成する面とが、対向しないことになり、電磁波が伝搬されにくくなるためである。 Here, when the method shown in the third embodiment is adopted, for example, two multilayer capacitors are arranged so that the multilayer surface of one multilayer capacitor is parallel to the axis perpendicular to the multilayer surface of the other multilayer capacitor. It is preferred that they are arranged. According to such a configuration, the surface constituting the antenna portion of one multilayer capacitor and the surface constituting the antenna portion of the other multilayer capacitor are not opposed to each other, and it is difficult for electromagnetic waves to propagate.
実施の形態１では、フィルムコンデンサを升状の筐体で遮蔽することにより、フィルムコンデンサ間の空間を伝搬する電磁波を遮断する手法について説明した。本発明において、フィルムコンデンサ間の空間を伝搬する電磁波を遮断する手法は、この例に限定されない。例えば、入力側のフィルムコンデンサと出力側のフィルムコンデンサとの間に、Ｘ軸に直交する平面を有する遮蔽板が配置されてもよい。 In the first embodiment, the method of blocking the electromagnetic wave propagating through the space between the film capacitors by shielding the film capacitor with a bowl-shaped housing has been described. In the present invention, the method of blocking the electromagnetic wave propagating through the space between the film capacitors is not limited to this example. For example, a shielding plate having a plane orthogonal to the X axis may be disposed between the input side film capacitor and the output side film capacitor.
実施の形態１では、フィルムコンデンサを遮蔽する筐体が、筐体１０と接触して接地される例について説明した。本発明において、フィルムコンデンサを遮蔽する筐体は、接地されていなくてもよい。
In the first embodiment, the case where the casing that shields the film capacitor is in contact with the
上記実施の形態では、π型フィルタに含まれる入力側のコンデンサと出力側のコンデンサとがそれぞれ１個である例について説明した。本発明において、π型フィルタに含まれる入力側のコンデンサと出力側のコンデンサとの個数は、この例に限定されない。例えば、フィルムコンデンサ３１と並列に、１個以上のフィルムコンデンサを追加し、フィルムコンデンサ３２と並列に、１個以上のフィルムコンデンサを追加してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which there is one input-side capacitor and one output-side capacitor included in the π-type filter has been described. In the present invention, the number of input-side capacitors and output-side capacitors included in the π-type filter is not limited to this example. For example, one or more film capacitors may be added in parallel with the
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の変形あるいは省略が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 The present invention can be freely combined with each other, or can be modified or omitted without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The above-described embodiments are for explaining the present invention and do not limit the scope of the present invention. In other words, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.
本発明は、複数個のコンデンサを備えるフィルタ装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a filter device including a plurality of capacitors.
１０、１１、６１、６２、６３、６４ 筐体、１１Ａ 左筐体、１１Ｂ 右筐体、２１、２２、２３、２４、２５、２６ 貫通コンデンサ、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８ フィルムコンデンサ、４１、４２、４３、４４ インダクタ、５０ 電源線、５１、５２、５４、５５、５６、５７、５８、１５１、１５２、１５４、１５５、１５６、１５７ 配線、５３ 基準線、７１、７３ 入力端子、７２、７４ 出力端子、８１、１２１、１９２ 実線、８２、１９１ 破線、９１、９２ 軸、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０ フィルタ装置、１４１、１４２ 空間、１４３ 遮蔽板、１８１、１８２、１８３ 共振回路、１９３ 一点鎖線、３０１、３０３ 金属フィルム、３０２、３０４ 誘電体フィルム、３０５、３０６ リード線、３０７ 樹脂。 10, 11, 61, 62, 63, 64 housing, 11A left housing, 11B right housing, 21, 22, 23, 24, 25, 26 feedthrough capacitor, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 Film capacitor, 41, 42, 43, 44 Inductor, 50 Power line, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 151, 152, 154, 155, 156, 157 Wiring, 53 Reference line, 71, 73 Input terminal, 72, 74 Output terminal, 81, 121, 192 Solid line, 82, 191 Dashed line, 91, 92 Axis, 100, 110, 120, 130, 140, 150 Filter device, 141, 142 Space, 143 Shielding Plate, 181, 182, 183 Resonant circuit, 193 Dotted line, 301, 303 Metal film, 302, 304 Dielectric film, 30 , 306 leads, 307 resin.
Claims (8)
前記インダクタの一端に一端が接続され、他端が接地された第１のコンデンサと、
前記インダクタの他端に一端が接続され、他端が接地された第２のコンデンサと、
前記インダクタと前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサとを有して構成されるフィルタ回路を収容し、前記フィルタ回路を外部から電磁的に遮蔽する、接地された筐体と、
前記筐体を貫通し、前記第１のコンデンサの一端に一端が接続された第１の貫通コンデンサと、
前記筐体を貫通し、前記第２のコンデンサの一端に一端が接続された第２の貫通コンデンサと、
前記第２の貫通コンデンサの他端に一端が接続され、前記筐体の外部に設けられた第２のインダクタと、
前記第２のインダクタの一端に一端が接続され、他端が接地された第３のコンデンサと、
前記第２のインダクタの他端に一端が接続され、他端が接地された第４のコンデンサと、
前記第２のインダクタと前記第３のコンデンサと前記第４のコンデンサとを有して構成される第２のフィルタ回路を収容し、前記第２のフィルタ回路を外部から電磁的に遮蔽する、接地され、前記第２の貫通コンデンサが貫通した第２の筐体と、
前記第２の筐体を貫通し、前記第４のコンデンサの一端に一端が接続された第３の貫通コンデンサと、
前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサの間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減する減衰特性劣化低減手段と、を備え、
前記減衰特性劣化低減手段として、前記第１のコンデンサと前記第１の貫通コンデンサと接地とを含んで構成される第１の共振回路の、前記第１のコンデンサのインダクタンス値と前記第１の貫通コンデンサの静電容量値とを含む第１の計算式で計算される第１の共振周波数と、前記第２のコンデンサと前記第２の貫通コンデンサと前記第３のコンデンサと接地とを含んで構成される第２の共振回路の、前記第２のコンデンサのインダクタンス値と前記第２の貫通コンデンサの静電容量値と前記第３のコンデンサのインダクタンス値とを含む第２の計算式で計算される第２の共振周波数と、が異なる、
フィルタ装置。 An inductor;
A first capacitor having one end connected to one end of the inductor and the other end grounded;
A second capacitor having one end connected to the other end of the inductor and the other end grounded;
A grounded housing that houses a filter circuit including the inductor, the first capacitor, and the second capacitor, and electromagnetically shields the filter circuit from the outside;
A first feedthrough capacitor penetrating the housing and having one end connected to one end of the first capacitor;
A second feedthrough capacitor penetrating the housing and having one end connected to one end of the second capacitor;
One end connected to the other end of the second feedthrough capacitor, and a second inductor provided outside the housing;
A third capacitor having one end connected to one end of the second inductor and the other end grounded;
A fourth capacitor having one end connected to the other end of the second inductor and the other end grounded;
The second filter circuit configured to include the second inductor, the third capacitor, and the fourth capacitor is accommodated, and the second filter circuit is electromagnetically shielded from the outside. A second housing through which the second feedthrough capacitor passes,
A third feedthrough capacitor penetrating the second housing and having one end connected to one end of the fourth capacitor;
Bei example and a damping characteristic deterioration reducing means for reducing the degradation of the attenuation characteristic caused by electromagnetic coupling between said first capacitor and said second capacitor,
As the attenuation characteristic deterioration reducing means, an inductance value of the first capacitor and the first feedthrough of a first resonance circuit configured to include the first capacitor, the first feedthrough capacitor, and the ground. A first resonance frequency calculated by a first calculation formula including a capacitance value of the capacitor, the second capacitor, the second feedthrough capacitor, the third capacitor, and the ground. The second resonance circuit is calculated by a second calculation formula including the inductance value of the second capacitor, the capacitance value of the second feedthrough capacitor, and the inductance value of the third capacitor. Different from the second resonance frequency,
Filter device.
請求項１に記載のフィルタ装置。 An inductance value of the fourth capacitor and an electrostatic capacitance value of the third feed-through capacitor of a third resonance circuit including the fourth capacitor, the third feed-through capacitor, and ground. A third resonance frequency calculated by a third calculation formula including the second resonance frequency is different;
The filter device according to claim 1 .
請求項２に記載のフィルタ装置。 The inductance values of the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor, and the fourth capacitor are the same, and the capacitance value of the second feed-through capacitor is that of the first feed-through capacitor. Smaller than the capacitance value, and the capacitance value of the second feedthrough capacitor is smaller than the capacitance value of the third feedthrough capacitor;
The filter device according to claim 2 .
請求項２に記載のフィルタ装置。 The inductance values of the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor, and the fourth capacitor are the same, and the capacitance value of the second feed-through capacitor is that of the first feed-through capacitor. The same as the capacitance value,
The filter device according to claim 2 .
請求項２に記載のフィルタ装置。 A capacitance value of the second feedthrough capacitor is smaller than a capacitance value of the third feedthrough capacitor;
The filter device according to claim 2 .
前記インダクタの一端に一端が接続され、他端が接地された第１のコンデンサと、
前記インダクタの他端に一端が接続され、他端が接地された第２のコンデンサと、
前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサの間の電磁結合による減衰特性の劣化を低減する減衰特性劣化低減手段と、を備え、
前記減衰特性劣化低減手段は、前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサとを電磁的に遮蔽する、金属により構成された遮蔽手段を有し、
前記遮蔽手段は、前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサとのうちのいずれか一方のコンデンサと前記インダクタとを収容し、他方のコンデンサを外部に配置する筐体を有する、
フィルタ装置。 An inductor;
A first capacitor having one end connected to one end of the inductor and the other end grounded;
A second capacitor having one end connected to the other end of the inductor and the other end grounded;
Bei example and a damping characteristic deterioration reducing means for reducing the degradation of the attenuation characteristic caused by electromagnetic coupling between said first capacitor and said second capacitor,
The attenuation characteristic deterioration reducing means includes shielding means made of metal that electromagnetically shields the first capacitor and the second capacitor,
The shielding means includes a housing that accommodates either one of the first capacitor or the second capacitor and the inductor, and places the other capacitor outside.
Filter device.
請求項６に記載のフィルタ装置。 As before Symbol attenuation characteristic degradation suppressing means, in the first capacitor, and a plane perpendicular to the radiation intensity is highest direction of the electromagnetic wave, in the second capacitor, and a plane perpendicular to the highest direction radiation intensity of the electromagnetic wave , Intersect,
The filter device according to claim 6 .
前記第１のコンデンサの軸に垂直な平面と前記第２のコンデンサの軸に垂直な平面とが交差する、
請求項７に記載のフィルタ装置。 The first capacitor and the second capacitor are film capacitors configured by winding a dielectric film and a metal film around an axis,
A plane perpendicular to the axis of the first capacitor intersects a plane perpendicular to the axis of the second capacitor;
The filter device according to claim 7 .
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