DE1231325B

DE1231325B - Implementation filter

Info

Publication number: DE1231325B
Application number: DES55169A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Werner Schulz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1957-09-19
Filing date: 1957-09-19
Publication date: 1966-12-29

Description

Durchführungsfilter Die Erfindung bezieht sich auf ein Durchführungsfilter, das aus einer Koaxialleitung besteht, deren Außenleiter allseitig mit einer Abschirmwand elektrisch leitend verbindbar ist und bei der in den Innenleiter mindestens ein elektrischer Widerstand eingeschaltet ist.Feedthrough filter The invention relates to a feedthrough filter, which consists of a coaxial line, the outer conductor of which is covered on all sides with a shielding wall Can be connected in an electrically conductive manner and in the case of at least one in the inner conductor electrical resistance is switched on.

Durchführungsanordnungen dieser Art sind an sich bekannt. Bei diesen wird die Einstrahlung von Störwellen von einem Raum in einen anderen Raum dadurch verhindert, daß neben dem abschirmenden Gehäuse die notwendige Durchführung der Leitung durch das Gehäuse in der Art einer sogenannten »lochfreien« Durchführung vorgenommen ist. Diese Lochfreiheit verlangt eine hochfrequenzdichte Abschirmung des störwellendurchsetzten Raumes vom störwellenfreien Raum: auch und gerade an diesen Durchführungsstellen.Implementation arrangements of this type are known per se. With these the radiation of interfering waves from one room to another room is thereby caused prevents the necessary implementation of the next to the shielding housing Line through the housing in the manner of a so-called "hole-free" lead-through is made. This absence of holes requires a high-frequency-tight shielding of interfering waves from interfering wave-free space: also and especially on these implementing agencies.

So sind beispielsweise elektrische Tiefpaßfilter bekannt, bei denen der Innenleiter der Koaxialleitung dielektrisch vom Außenleiter getrennt ist und einen elektrischen Widerstand aufweist. Der elektrische Widerstand ist dabei. beispielsweise auch aus einer wendelförmigen Spule hergestellt, so daß er sich durch einen induktiven Charakter auszeichnet.For example, electrical low-pass filters are known in which the inner conductor of the coaxial line is dielectrically separated from the outer conductor and has an electrical resistance. The electrical resistance is included. for example also made from a helical coil so that it is passed through an inductive Character.

Es ist ferner bekannt; die Induktivität eines Hochfrequenzwiderstandes, der aus einem geraden Leiter besteht, dadurch zu erhöhen, daß rund um den Leiter ein Ferritkörper angeordnet ist.It is also known; the inductance of a high frequency resistor, which consists of a straight ladder to be increased by going around the ladder a ferrite body is arranged.

Die bisher bekannten Durchführungsfilter dieser Art zeichnen sich jedbch noch durch einen unerwünscht großen Raumbedarf aus. Außerdem ist die Dämpfungswirkung noch nicht genügend groß.The hitherto known feedthrough filters of this type stand out however, it still requires an undesirably large amount of space. In addition, there is the damping effect not big enough yet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auf einfache Weise zu überwinden.The invention is therefore based on the object of addressing these disadvantages easy way to overcome.

Die Erfindung besteht darin, daß die im Leitungszug liegende Koaxialleitung mehrfach um 180° geknickt ist, daß der Innenleiter in an sich bekannter Weise von mindestens .einem Ferritkörper umgeben ist und daß die geknickte Koaxialleiteranordnung von einem zylindrischen Mantel umhüllt ist. Das bedeutet, daß das erfindungsgemäße Durchführungsfilter äußerlich die Form einer Dose aufweist, in deren Innenraum infolge der erfindungsgemäßen Führung der Koaxialleitung und zusätzlichen magnetischen Belastung des Innenleiters nicht nur der Raumbedarf beträchtlich vermindert, sondern auch die Dämpfungswirkung erhöht ist.The invention consists in that the coaxial line lying in the line run is bent several times by 180 ° that the inner conductor in a known manner of At least .einem ferrite body is surrounded and that the kinked coaxial conductor arrangement is encased by a cylindrical jacket. This means that the invention Bushing filter externally has the shape of a can, in the interior as a result the inventive guidance of the coaxial line and additional magnetic load of the inner conductor not only reduces the space requirement considerably, but also the damping effect is increased.

Es ist zwar bereits bekannt, Koaxialleitungen um 180° zu knicken, um bestimmte Resonanzerscheinungen zu erreichen. Derartige A/4-Koaxialleitungen sind jedoch nicht als Durchführungsfilter geeignet, deren Außenleiter hochfrequenzdicht in eine Abschirmwand eingesetzt bzw. mit dieser verbunden sind.It is already known to bend coaxial lines by 180 °, to achieve certain resonance phenomena. Such A / 4 coaxial lines however, they are not suitable as feed-through filters, the outer conductors of which are radio-frequency-tight are inserted into or connected to a shielding wall.

Das erfindungsgemäße Durchführungsfilter genügt folgenden Bedingungen: Die Betriebsdämpfung im Frequenzgebiet von 0,3 bis 10 GHz ist größer als 10 Neper; die Gesamtkapazität ist kleiner als 50 pF; die Betriebsspannung beträgt beispielsweise 1000 V, und der Betriebsstrom ist kleiner als 1,5 A.The feedthrough filter according to the invention satisfies the following conditions: The operational attenuation in the frequency range from 0.3 to 10 GHz is greater than 10 neper; the total capacitance is less than 50 pF; the operating voltage is for example 1000 V, and the operating current is less than 1.5 A.

In F i g. 1 ist das prinzipielle Schaltbild eines bekannten Durchführungsfilters dargestellt. Das Durchführungsfilter ist bei 1 mit der zu entstörenden Leitung 7 verbunden. Der Außenleiter 2 des Filters ist allseitig elektrisch leitend mit der Abschirmwand 3 verbunden. Diese Abschirmwand ist geerdet. Im Innenleiter sind Drosseln 5 angeordnet. Die gesamte Querkapazität des Durchführungsfilters wird von den verteilten Kapazitäten des Innenleiters zum Außenleiter gebildet.In Fig. 1 is the basic circuit diagram of a known feed-through filter shown. The feed-through filter is at 1 with the line 7 to be suppressed tied together. The outer conductor 2 of the filter is electrically conductive on all sides with the Shielding wall 3 connected. This shielding wall is earthed. There are chokes in the inner conductor 5 arranged. The entire cross capacitance of the feedthrough filter is distributed by the Capacities of the inner conductor to the outer conductor formed.

In F i g. 2 bis 4 sind erfindungsgemäße Durchführungsfilter dargestellt, und in F i g. 5 ist die Dämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz eines derartigen Filters angegeben.In Fig. 2 to 4 are shown through filters according to the invention, and in FIG. 5 is the attenuation as a function of the frequency of such a Filters specified.

In F i g. 2 ist das erfindungsgemäße Durchführungsfilter ebenfalls schematisch dargestellt, während in F i g. 3 und 4 der tatsächliche Aufbau näher erläutert ist. Der Innenleiter ist sowohl in dem der Abschirmwand zugekehrten als auch in dem dieser abgekehrten Abschnitt je mit einem Ferritkörper 4, 6 umkleidet, und die Leitung ist mehrfach um 180° geknickt. Die Innenleiterdrosseln 5 bestehen aus auf Ferritstäben gewickelten Drahtwindungen und sind mit einem Gemisch aus Karbonyleisenpulver und Lack umstrichen. Bei sehr hohen Frequenzen, bei denen die Windungen dieser Drosseln 5 kapazitiv miteinander kurzgeschlossen sind, tritt durch die Karbonyleisenumhüllung eine zusätzliche Dämpfung ein, die den Innenleiter als ohmscher Widerstand belastet.In Fig. 2 is the feedthrough filter according to the invention as well shown schematically, while in F i g. 3 and 4 the actual structure in more detail is explained. The inner conductor is both in the one facing the shielding wall and also in the section facing away from it each clad with a ferrite body 4, 6, and the line is bent several times by 180 °. The inner conductor chokes 5 exist made of wire windings wound on ferrite rods and are made with a mixture of carbonyl iron powder and paint over it. At very high frequencies at which the windings of these chokes 5 are capacitively short-circuited with each other, occurs through the Carbonyl iron cladding an additional attenuation that loads the inner conductor as an ohmic resistance.

In F i g. 4 ist ein Längsschnitt durch das in F i g. 3 dargestellte erfindungsgemäße Durchführungsfilter nach der Schnittlinie A-A angegeben. In F i g. 3 ist der Schnitt B-B nach F i g. 4 dargestellt.In Fig. 4 is a longitudinal section through the in FIG. 3 shown Feed-through filter according to the invention indicated along the section line A-A. In F i G. 3 is the section B-B according to FIG. 4 shown.

In einem zylindrischen Mantelkörper 10 sind sieben Bohrungen 11 bis 17 vorgesehen, in denen sich die einzelnen elektrischen Bauelemente, die den Widerstand des Innenleiters beeinflussen, befinden. Die Wände der Bohrungen bilden den Außenleiter der Koaxialleitung. So befinden sich in der Bohrung 16 zwei Drosseln 18 und 19 und .in der Bohrung 13 ein Ferritkörper 20. In der mittleren Bohrung 17 befindet sich ebenfalls ein Ferritkörper 21. Die Stirnseiten des Körpers 10 sind durch Metallfolien 22 und 23 abgedeckt.In a cylindrical casing body 10 there are seven bores 11 to 17 provided, in which the individual electrical components that make up the resistance influence of the inner conductor. The walls of the holes form the outer conductor the coaxial line. So there are in the bore 16 two throttles 18 and 19 and .In the bore 13 a ferrite body 20. In the central bore 17 is located also a ferrite body 21. The end faces of the body 10 are made of metal foils 22 and 23 covered.

Der Innenleiter 24 ist zunächst durch eine Glasperle 43 und dann durch den Ferritkörper 21 geführt, biegt dann an der Stelle 25 ab und ist an der Drossel 19 kontaktiert. Die Drosseln 18 und 19 sind durch das Leiterstück 26 verbunden. Von der Drossel 18 führt ein Draht 27 zu. einer weiteren Drossel in einer Nachbarbohrung, und schließlich ist der Innenleiter wieder durch einen Ferritkörper 20 geführt und dann durch eine Glasperle 27; er endet in einem Anschlußhaken 28. Auf den mit Metallfolien 22 und 23 bedeckten Stirnseiten des zylindrischen Metallkörpers 10 liegen Dichtungsplatten 29 und 30 aus Kautschuk auf. Metallkappen 31 und 32 pressen über die Dichtungsplatten 29 und 30 die Folien 22 und 23 fest auf die Stirnseiten des Metallkörpers 10. Die Ränder dieser Kappen sind an den Stellen 33 und 34 mit dem Metallkörper 10 verlötet.The inner conductor 24 is first passed through a glass bead 43 and then through the ferrite body 21, then bends off at the point 25 and is contacted at the choke 19. The chokes 18 and 19 are connected by the conductor piece 26. A wire 27 leads from the throttle 18. another choke in an adjacent bore, and finally the inner conductor is again passed through a ferrite body 20 and then through a glass bead 27; it ends in a connecting hook 28. Sealing plates 29 and 30 made of rubber lie on the end faces of the cylindrical metal body 10 which are covered with metal foils 22 and 23. Metal caps 31 and 32 press the foils 22 and 23 firmly onto the end faces of the metal body 10 via the sealing plates 29 and 30. The edges of these caps are soldered to the metal body 10 at the points 33 and 34.

Die Kappe 31 ist mit einem Ansatz 35 versehen, in den ein Außengewinde 36 eingeschnitten ist, das eine Mutter 37 -führt. Mitteis dieser Mutter ist das Durchführungsfilter in einer Abschirmwand zu befestigen. Die schneidenförmigen Ansätze 38 an der Mutter drücken dabei in die Abschirmwand.The cap 31 is provided with an extension 35 into which an external thread 36 is incised that a nut 37 -leads. This is the middle of this mother To fix feed-through filter in a shielding wall. The blade-shaped approaches 38 on the nut press into the shielding wall.

Zur Isolierung der Drosseln und Ferritkörper von dem Metallkörper 10 sind Kunststoffolien 40, 41 und 42 vorgesehen. Der Innenraum des Filters ist mit einer Isolierflüssigkeit oder einem isolierenden Kunststoff gefüllt.To isolate the chokes and ferrite bodies from the metal body 10 plastic films 40, 41 and 42 are provided. The interior of the filter is filled with an insulating liquid or an insulating plastic.

Die Ferritkörper haben in einem Ausführungsbeispiel einen Innendurchmesser von 2 mm, einen Außendurchmesser von 6 mm und eine Länge von 55 mm, die Drosseln einen Durchmesser von 6 mm, eine Länge von 18 mm und eine Induktivität von 11 gH.In one embodiment, the ferrite bodies have an inside diameter of 2 mm, an outer diameter of 6 mm and a length of 55 mm, the throttles a diameter of 6 mm, a length of 18 mm and an inductance of 11 gH.

Die Zerlegung des Durchführungsfilters in der beschriebenen Art, bei der um eine Mittelbohrung in dem Metallkörper 10 sechs Bohrungen mit gleichem Durchmesser ungeordnet sind, ermöglicht die ;größte Raumausnutzung. Die einzelnen Bohrungen mit den in ihnen enthaltenen Schaltelementen treten nur über ihre Verbindungsleitungen miteinander in Wechselwirkung, nicht aber über die metallischen Wände zwischen ihnen.The dismantling of the feed-through filter in the manner described, at around a central bore in the metal body 10, six bores with the same diameter are disordered, enables the greatest use of space. The individual holes with the switching elements contained in them only occur via their connecting lines interacting with each other, but not via the metallic walls between them.

F i g. 5 zeigt die Betriebsdämpfung eines erfindungsgemäßen Durchführungsfilters der angegebenen Dimensionierung in Abhängigkeit von der Frequenz in MHz. Durch die mit Schraffuren versehene Linie 50 ist die geforderte Dämpfung angedeutet, durch die mit Schraffuren versehene Linie 51 die meßtechnisch erreichbare Meßgrenze. Ersichtlich ist die Dämpfung, dargestellt durch die Kurve 52, im Bereich oberhalb 150 MHz unmeßbar groß.F i g. 5 shows the operational attenuation of a feed-through filter according to the invention the specified dimensioning depending on the frequency in MHz. Through the Line 50 provided with hatching indicates the required damping, by the hatched line 51 indicates the measurable limit that can be achieved by measurement. Obviously the attenuation, represented by curve 52, cannot be measured in the range above 150 MHz great.

Durch den erfindungsgemäßen Filteraufbau ist es auch möglich, das Sperrgebiet nach niedrigeren Frequenzen hin zu erweitern. Man muß dann den Filterkörper verlängern und weitere Drosseln einschieben. Sollte für den Anwendungszweck eine schmalbandigere Dämpfung genügen, so lassen sich - ebenfalls bei günstiger Raumausnutzung - drei Bohrungen gleichen Durchmessers nebeneinander in einem Metallkörper anordnen, und es werden in diese Bohrungen die dämpfenden Bauelemente eingesetzt.The filter structure according to the invention, it is also possible that Expand restricted area towards lower frequencies. You then have to remove the filter body extend and insert more throttles. Should a narrower band attenuation is sufficient, so - again with favorable use of space - arrange three holes of the same diameter next to each other in a metal body, and the damping components are used in these holes.

Claims

Claims: 1. Feedthrough filter, consisting of a coaxial line, to connect their outer conductors on all sides with a shielding wall in an electrically conductive manner is, and at least one electrical resistor that is in the inner conductor of the Coaxial line is connected, d u r c h e k e n n -draws that the in the line lying coaxial line is bent several times by 180 ° that the inner conductor of this Coaxial line surrounded by at least one ferrite body in a manner known per se is and that the kinked coaxial conductor arrangement of a cylindrical jacket is wrapped.

2. Feedthrough filter according to claim 1, characterized in that At least one choke is connected in the inner conductor.

3. Feedthrough filter according to claim 1 or 2, characterized in that the outer conductor of the coaxial line is partially formed by parallel, closely spaced bores in a metal body and that resistance elements are arranged in the bores. Considered publications: German patent application S 22622 VIIIc / 21g (published on February 5, 1953); Swiss Patent No. 303 063; U.S. Patent Nos. 2,220,699, 2,501677; Electronic Engineering, December 1955, p. 535; "Eiectronics", May 1955, p. 155.