JPS63197109A - 消散低域フィルタ - Google Patents
消散低域フィルタInfo
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- JPS63197109A JPS63197109A JP63015684A JP1568488A JPS63197109A JP S63197109 A JPS63197109 A JP S63197109A JP 63015684 A JP63015684 A JP 63015684A JP 1568488 A JP1568488 A JP 1568488A JP S63197109 A JPS63197109 A JP S63197109A
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- JP
- Japan
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- filter
- pass filter
- dissipative
- low
- resistor
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Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/06—Frequency selective two-port networks including resistors
Landscapes
- Filters And Equalizers (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は消散低域フィルタに関するものであり、更に詳
しくいえば電力線を濾波する消散低域フィルタに関する
ものである。
しくいえば電力線を濾波する消散低域フィルタに関する
ものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕電源
インピーダンスと負荷インピーダンスが、たとえば50
オームというように、一定である場合には従来の非消散
低域フィルタは満足できるが、高い周波数におけるイン
ピーダンスが不明であって、しかも変動することがある
ような電力線の濾波には適さないことが良く知られてい
る。
インピーダンスと負荷インピーダンスが、たとえば50
オームというように、一定である場合には従来の非消散
低域フィルタは満足できるが、高い周波数におけるイン
ピーダンスが不明であって、しかも変動することがある
ような電力線の濾波には適さないことが良く知られてい
る。
この場合には、非消散低域フィルタの代りに消散低域フ
ィルタまたは複雑な能動フィルタを使用することが提案
されている。従来の消散低域フィルタはフィルタの分岐
のうちの一つに損失を生ずるようなフィルタである。こ
のフィルタの誘導性直列分岐に生ずる損失は、それが表
皮効果、またはインダクタンスコイルを構成している磁
性材料中の伝播のいずれを用いるものであっても、5
MHzより低い周波数に対しては効果が無いことが判明
している。インダクタンスコイルに並列に抵抗を接続し
たり、コンデンサに抵抗を直列接続しても、第1図およ
び第2図を参照して後で説明するように、負荷インピー
ダンスまたは電源インピーダンスについての問題が解決
されるわけではない。
ィルタまたは複雑な能動フィルタを使用することが提案
されている。従来の消散低域フィルタはフィルタの分岐
のうちの一つに損失を生ずるようなフィルタである。こ
のフィルタの誘導性直列分岐に生ずる損失は、それが表
皮効果、またはインダクタンスコイルを構成している磁
性材料中の伝播のいずれを用いるものであっても、5
MHzより低い周波数に対しては効果が無いことが判明
している。インダクタンスコイルに並列に抵抗を接続し
たり、コンデンサに抵抗を直列接続しても、第1図およ
び第2図を参照して後で説明するように、負荷インピー
ダンスまたは電源インピーダンスについての問題が解決
されるわけではない。
本発明の目的は、非常に簡単な手段を用い、フィルタの
遮断周波数の高い周波数に対して電源インピーダンスと
負荷インピーダンスに独立に所定の最低減衰量を得るこ
とができる受動型消散低域フィルタを提供することであ
る。
遮断周波数の高い周波数に対して電源インピーダンスと
負荷インピーダンスに独立に所定の最低減衰量を得るこ
とができる受動型消散低域フィルタを提供することであ
る。
たとえば、電源周波数(50Hzまたは60Hz)を通
すように構成された本発明のフィルタにより、10KH
zより高い周波数に対して所定の最低減衰量、たとえば
少なくとも10dB、を得ることができるようにする。
すように構成された本発明のフィルタにより、10KH
zより高い周波数に対して所定の最低減衰量、たとえば
少なくとも10dB、を得ることができるようにする。
本発明のフィルタは、第1の入力と第1の出力の間に配
置され、第1の抵抗に並列なインダクタンスコイルによ
り形成された第1の直列分岐と、第1の出力と第2の出
力の間に配置され、かつ、第2の入力へ接続され、第2
の抵抗に直列に接続されているコンデンサにより形成さ
れた第2の並列分岐とを備え、インダクタンスコイルL
の値と、コンデンサCの値と、インダクタンスコイルに
並列接続されている抵抗R1の値と、コンデンサCに直
列接続されている抵抗Reの値とは、式、により与えら
れるフィルタの最低減衰量Mが所定の値に固定され、か
つ、それより上ではフィルタが前記最低減衰量を必ず示
す角周波数ω。に対して、 であるようにして選択され、さらに、インダクタンスコ
イルLとコンデンサCの値は通過帯域の特性を決定する
ものである。
置され、第1の抵抗に並列なインダクタンスコイルによ
り形成された第1の直列分岐と、第1の出力と第2の出
力の間に配置され、かつ、第2の入力へ接続され、第2
の抵抗に直列に接続されているコンデンサにより形成さ
れた第2の並列分岐とを備え、インダクタンスコイルL
の値と、コンデンサCの値と、インダクタンスコイルに
並列接続されている抵抗R1の値と、コンデンサCに直
列接続されている抵抗Reの値とは、式、により与えら
れるフィルタの最低減衰量Mが所定の値に固定され、か
つ、それより上ではフィルタが前記最低減衰量を必ず示
す角周波数ω。に対して、 であるようにして選択され、さらに、インダクタンスコ
イルLとコンデンサCの値は通過帯域の特性を決定する
ものである。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図に示されている消散低域フィルター0は互いに直
列接続されたコンデンサCと抵抗Rcにより形成された
並列分岐RCで構成される。この消散低域フィルタ10
は負荷インピーダンスZ2に並列に接続される。交流電
源12に直列に接続されている電源インピーダンスを符
号Z1で表す。
列接続されたコンデンサCと抵抗Rcにより形成された
並列分岐RCで構成される。この消散低域フィルタ10
は負荷インピーダンスZ2に並列に接続される。交流電
源12に直列に接続されている電源インピーダンスを符
号Z1で表す。
Vlをフィルタの入力端子における電圧とし、v2をフ
ィルタの出力端子における電圧とし、11と12をそれ
ぞれフィルタの入力電流、出力電流とすると、このフィ
ルタの入力端子における有効電力P1と、出力端子にお
ける有効電力P2とはそれぞれ次式により与えられる。
ィルタの出力端子における電圧とし、11と12をそれ
ぞれフィルタの入力電流、出力電流とすると、このフィ
ルタの入力端子における有効電力P1と、出力端子にお
ける有効電力P2とはそれぞれ次式により与えられる。
Pi−Re (Vl、II) (1)R2−R
e (V2.I2) (2)電源インピーダン
スZ1の抵抗骨をR1で表し、負荷インピーダンスz2
の抵抗骨をR2で表すと、抵抗骨R1,R2はそれぞれ
次のように表す。
e (V2.I2) (2)電源インピーダン
スZ1の抵抗骨をR1で表し、負荷インピーダンスz2
の抵抗骨をR2で表すと、抵抗骨R1,R2はそれぞれ
次のように表す。
R1−Re (Zl) 、R2−Re (Z2)。
電源インピーダンスZ1と負荷インピーダンスZ2のリ
アクタンス分をそれぞれXi、I2で表すと、それらの
リアクタンス分XI、X2はそれぞれ次のように表す。
アクタンス分をそれぞれXi、I2で表すと、それらの
リアクタンス分XI、X2はそれぞれ次のように表す。
Xl−1n(Zl)、X2−Im (Z2)。
フィルタの遮断周波数より高い周波数に対して、Re)
l/ωCであるとき、出力電力P2と入力電力P】の比
が次式で与えられることが分かる。
l/ωCであるとき、出力電力P2と入力電力P】の比
が次式で与えられることが分かる。
P 1. Rc + R2
また、
eR2
□≦R3≦Re および
Rc十R2
ここで、Z3は電源から見たフィルタ10の入力インピ
ーダンステあってZ3−Vl/I 1、R3とX3はそ
れぞれフィルタの入力インピーダンスZ3の抵抗骨とり
アクタンス分を表す。
ーダンステあってZ3−Vl/I 1、R3とX3はそ
れぞれフィルタの入力インピーダンスZ3の抵抗骨とり
アクタンス分を表す。
負荷インピーダンスz2が正の抵抗骨(R2)を有する
値をとるならば、即ち、任意の値をとるならば、高い周
波数に対して比P2/Piは1になると思われる。
値をとるならば、即ち、任意の値をとるならば、高い周
波数に対して比P2/Piは1になると思われる。
同様に、第2図に示されている消散低域フィルタ14の
場合に、R1(ωLの時に、負荷インピーダンスz2が
正の抵抗骨(R2)を有する任意の値をとることができ
るとすると、比P2/Piは1をとることがわかる。前
記フィルタ14は互いに並列接続されたインダクタンス
Lと抵抗R1で構成された直列分岐RLを形成1/、負
荷インピーダンスZ2に直列接続される。この場合には
前記比は次式で与えられる。
場合に、R1(ωLの時に、負荷インピーダンスz2が
正の抵抗骨(R2)を有する任意の値をとることができ
るとすると、比P2/Piは1をとることがわかる。前
記フィルタ14は互いに並列接続されたインダクタンス
Lと抵抗R1で構成された直列分岐RLを形成1/、負
荷インピーダンスZ2に直列接続される。この場合には
前記比は次式で与えられる。
PI R1+R2
および R3−R1+R2、X 3− X 2 (
8)このフィルタ14においては、抵抗R1より抵抗R
2が非常に大きいとすると、出力電力P2は入力電力P
1へ近づく。
8)このフィルタ14においては、抵抗R1より抵抗R
2が非常に大きいとすると、出力電力P2は入力電力P
1へ近づく。
このように、前記の2つの場合、すなわち、第1図に示
されているフィルタ10の場合に抵抗R2が零で、第2
図に示されているフィルタ14の場合に抵抗R2が抵抗
R1より非常に大きいと、本発明のフィルタの挿入損失
は零である。したがって、そのようなフィルタを使用し
ても非消散フィルタの場合に起る問題は解決されない。
されているフィルタ10の場合に抵抗R2が零で、第2
図に示されているフィルタ14の場合に抵抗R2が抵抗
R1より非常に大きいと、本発明のフィルタの挿入損失
は零である。したがって、そのようなフィルタを使用し
ても非消散フィルタの場合に起る問題は解決されない。
第3図は本発明の消散低域フィルタ16を示す。
このフィルタ16は直列のRL分岐と並列のRC分岐の
組合わせで構成される。高い周波数の場合には、Rc
)1 / ttp cおよびR1(ωLであるから、次
式が得られる。
組合わせで構成される。高い周波数の場合には、Rc
)1 / ttp cおよびR1(ωLであるから、次
式が得られる。
このように、比P2/Piの最大値が1より小さいばか
りでなく、その最大値は負荷インピーダンスとは無関係
で、抵抗ReとR1のそれぞれの抵抗値のみに関係する
。したがって、その比はフィルタの製作時に設定できる
。
りでなく、その最大値は負荷インピーダンスとは無関係
で、抵抗ReとR1のそれぞれの抵抗値のみに関係する
。したがって、その比はフィルタの製作時に設定できる
。
それと同時に、Re>)1/ωCおよびR1(ωしてあ
ると、このフィルタ16の入力インピーダンスZ3の抵
抗骨R3とリアクタンス分X3は次式を成立させる。
ると、このフィルタ16の入力インピーダンスZ3の抵
抗骨R3とリアクタンス分X3は次式を成立させる。
Rc+R1
このフィルタの最低減衰ff1Mは次式により与えられ
る。
る。
R1/ Rc > 1であれば、これは好ましいことで
あり、次式が得られる。
あり、次式が得られる。
したがって、抵抗R1とRcの値を選択することにより
、このフィルタ16の最低減衰量を予め決定できる。
、このフィルタ16の最低減衰量を予め決定できる。
たとえば、最低減衰量が16dBであるとすると、4X
R1/Re−40、すなわちs R1/ Rc −10
である。
R1/Re−40、すなわちs R1/ Rc −10
である。
次に具体例について説明するために、フィルタを構成す
る部品の値を下記のもとする。
る部品の値を下記のもとする。
L=1mH。
C−5μF。
R1−39オーム、
Rc=3.9オーム
通過帯域においては、Re(l/ωCおよびR1)ωL
となるような十分に低い周波数に対しては、フィルタの
損失は無視でき、式(7)〜(10)はもはや適用でき
ず、フィルタの特性はりアクタンス素子CとLにより再
び定められることに注意すべきである。
となるような十分に低い周波数に対しては、フィルタの
損失は無視でき、式(7)〜(10)はもはや適用でき
ず、フィルタの特性はりアクタンス素子CとLにより再
び定められることに注意すべきである。
素子C,L、R1,Rcの値は、(10)式で定められ
る最低減衰i1Mの値を固定し、(1,0)式で与えら
れフィルタの挙動を観察したいと希望する周波数より高
い所定の最低周波数(たとえば10KHz)に対して式
R1(ωLおよびRc >> 1/ωCを満し、通過帯
域の内側でのフィルタの特性を決定するように計算され
る。したがって、このようにして、電源周波数(50H
zまたは6011z)を通すように構成されている低域
フィルタに対して、高い周波数、実際には〕、OKl!
z以上、において電源インピーダンスと負荷インピーダ
ンスとは独立の所定の最低域*星を得ることができる。
る最低減衰i1Mの値を固定し、(1,0)式で与えら
れフィルタの挙動を観察したいと希望する周波数より高
い所定の最低周波数(たとえば10KHz)に対して式
R1(ωLおよびRc >> 1/ωCを満し、通過帯
域の内側でのフィルタの特性を決定するように計算され
る。したがって、このようにして、電源周波数(50H
zまたは6011z)を通すように構成されている低域
フィルタに対して、高い周波数、実際には〕、OKl!
z以上、において電源インピーダンスと負荷インピーダ
ンスとは独立の所定の最低域*星を得ることができる。
第3図に示されているフィルタ16のようなフィルタで
得られる最低減衰i1Mの典型的な値は10〜30dB
である。それより高い最低減衰量を得るためには、第4
図に示すように、そのようなフィルタを縦続接続する必
要がある。
得られる最低減衰i1Mの典型的な値は10〜30dB
である。それより高い最低減衰量を得るためには、第4
図に示すように、そのようなフィルタを縦続接続する必
要がある。
第4図に示されているように、非消散低域フィルタ18
に縦続接続するのに】つまたは複数の本発明の消散低域
フィルタ16を使用することもできる。直列分岐素子L
1と並列分岐素子C1で構成された非消散低域フィルタ
18は、たとえば濾波すべき電源と第1の消散低域フィ
ルタ16との間に挿入される。そうすると、消散低域フ
ィルタ16は非消散低域フィルタ18から見た負荷イン
ピーダンスを固定する目的を果す。したがって、負荷イ
ンピーダンスZ2の値がどのようなものであっても非消
散低域フィルタ18を使用できる。
に縦続接続するのに】つまたは複数の本発明の消散低域
フィルタ16を使用することもできる。直列分岐素子L
1と並列分岐素子C1で構成された非消散低域フィルタ
18は、たとえば濾波すべき電源と第1の消散低域フィ
ルタ16との間に挿入される。そうすると、消散低域フ
ィルタ16は非消散低域フィルタ18から見た負荷イン
ピーダンスを固定する目的を果す。したがって、負荷イ
ンピーダンスZ2の値がどのようなものであっても非消
散低域フィルタ18を使用できる。
R1−39オーム、Rc−3,9オームとして、第4図
に示されているようなフィルタを製作した。
に示されているようなフィルタを製作した。
39オーム)ωL、3.9オーム)ωCとなるような高
い周波数においては、最後のフィルタ16の減衰量は(
11)式から少なくとも16dBであることがわかる。
い周波数においては、最後のフィルタ16の減衰量は(
11)式から少なくとも16dBであることがわかる。
また、縦続接続されている2個の消散低域フィルタ16
の減衰量は少なくとも36dBであるこもわかる。
の減衰量は少なくとも36dBであるこもわかる。
更に、式(8)、(9)から、最後のフィルタ16の入
力インピーダンスの抵抗分は39〜43オームであるの
に、その入力インピーダンスのりアクタンス分は一2〜
+2オームである。そうすると、中間の消散低域フィル
タ16の入力インピーダンスの抵抗分は42.6〜43
オーム、リアクタンス分は−0,017〜+0.017
オームである。この中間の消散低域フィルタ]6のイン
ピーダンスは非消散低域フィルタ】、8の負荷インピー
ダンスを構成するから、負荷インピーダンスZ2の大き
さとは無関係に非消散低域フィルタ18から見た負荷イ
ンピーダンスは約43オームである。そうすると、非消
散低域フィルタ18はその負荷インピーダンスを考慮に
入れて従来のやり方で計算できる。
力インピーダンスの抵抗分は39〜43オームであるの
に、その入力インピーダンスのりアクタンス分は一2〜
+2オームである。そうすると、中間の消散低域フィル
タ16の入力インピーダンスの抵抗分は42.6〜43
オーム、リアクタンス分は−0,017〜+0.017
オームである。この中間の消散低域フィルタ]6のイン
ピーダンスは非消散低域フィルタ】、8の負荷インピー
ダンスを構成するから、負荷インピーダンスZ2の大き
さとは無関係に非消散低域フィルタ18から見た負荷イ
ンピーダンスは約43オームである。そうすると、非消
散低域フィルタ18はその負荷インピーダンスを考慮に
入れて従来のやり方で計算できる。
消散低域フィルタ16の挿入損失は、高い周波数に対し
ては、電源インピーダンスおよび負荷インピーダンスと
は無関係であるから、負荷インピーダンスと電源インピ
ーダンスが50オームの時には消散低域フィルタは非消
散低域フィルタより有利ではない。そのような条件の時
には、非消散低域フィルタの減衰量は消散低域フィルタ
の減衰量よりはるかに大きい。したがって、第4図に示
すように、高い周波数において消散低域フィルタ16よ
り減衰量が大きいように構成されている非消散低域フィ
ルタ18のインピーダンス整合素子として機能する消散
低域フィルタ16と、非消散低域フィルタ18の2種類
のフィルタを組合わせて1つのフィルタを構成すると良
い。
ては、電源インピーダンスおよび負荷インピーダンスと
は無関係であるから、負荷インピーダンスと電源インピ
ーダンスが50オームの時には消散低域フィルタは非消
散低域フィルタより有利ではない。そのような条件の時
には、非消散低域フィルタの減衰量は消散低域フィルタ
の減衰量よりはるかに大きい。したがって、第4図に示
すように、高い周波数において消散低域フィルタ16よ
り減衰量が大きいように構成されている非消散低域フィ
ルタ18のインピーダンス整合素子として機能する消散
低域フィルタ16と、非消散低域フィルタ18の2種類
のフィルタを組合わせて1つのフィルタを構成すると良
い。
本発明のフィルタは電力線の濾波に使用できる。
本発明のフィルタは、たとえば電子装置の電源、特に、
無停電i!!!源装置の入力フィルタおよび出力フィル
タとして使用できる。商用電源中の無停電電源装置から
帰還する妨害を阻止するために本発明のフィルタを使用
したとすると、10KHz〜30 MHzの範囲、更に
詳しくいえば10〜200KHzの範囲で濾波の問題が
起きることが良く知られている。無停電電源装置の入力
側に設けられる本発明のフィルタにより全周波数範囲に
わたって最低減衰量を確保できる。
無停電i!!!源装置の入力フィルタおよび出力フィル
タとして使用できる。商用電源中の無停電電源装置から
帰還する妨害を阻止するために本発明のフィルタを使用
したとすると、10KHz〜30 MHzの範囲、更に
詳しくいえば10〜200KHzの範囲で濾波の問題が
起きることが良く知られている。無停電電源装置の入力
側に設けられる本発明のフィルタにより全周波数範囲に
わたって最低減衰量を確保できる。
第1図は第1の種類の消散低域フィルタを示す回路図、
第2図は第2の種類の消散低域フィルタの回路図、第3
図は本発明の消散低域フィルタの回路図、第4図は本発
明の原理を用いた消散低域フィルタの回路図である。 10.14.16・・・消散低域フィルタ、12・・・
電源、18・・・非消散低域フィルタ、C,CI、
L、 R1,Rc−−−フィルタ素子、zl・・・電源
インピーダンス、z2・・・負荷インピーダンス。 出願人代理人 佐 藤 −雄 L J 日91 ig 2 ig B 口94
第2図は第2の種類の消散低域フィルタの回路図、第3
図は本発明の消散低域フィルタの回路図、第4図は本発
明の原理を用いた消散低域フィルタの回路図である。 10.14.16・・・消散低域フィルタ、12・・・
電源、18・・・非消散低域フィルタ、C,CI、
L、 R1,Rc−−−フィルタ素子、zl・・・電源
インピーダンス、z2・・・負荷インピーダンス。 出願人代理人 佐 藤 −雄 L J 日91 ig 2 ig B 口94
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第1の入力と第1の出力の間に配置され、第1の抵
抗に並列なインダクタンスコイルにより形成された第1
の直列分岐と、第1の出力と第2の出力の間に配置され
、かつ第2の入力へ接続され、第2の抵抗に直列に接続
されているコンデンサにより形成された第2の並列分岐
とを備え、インダクタンスコイル(L)の値と、コンデ
ンサ(C)の値と、インダクタンスコイルに並列接続さ
れている抵抗(R1)の値と、コンデンサ(C)に直列
接続されている抵抗(Rc)の値とは、式、▲数式、化
学式、表等があります▼ により与えられるフィルタの最低減衰量Mが所定の値に
固定され、かつ、それより上ではフィルタが前記最低減
衰量を必ず示す角周波数ω_0に対して、 Rc≫1/ω_0cおよびR1≪ω_0L であるようにして選択され、さらに、インダクタンスコ
イルLとコンデンサcの値は通過帯域の特性を決定する
ことを特徴とする消散低域フィルタ。 2、請求項1記載の消散低域フィルタにおいて、縦続接
続されたいくつかのフィルタ(16)を備えたことを特
徴とする消散低域フィルタ。 3、請求項1記載の消散低域フィルタにおいて、少なく
とも1つの消散低域フィルタ(16)へ縦続接続された
非消散低域フィルタ(18)を備えたことを特徴とする
消散低域フィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8701178 | 1987-01-28 | ||
| FR8701178A FR2610153B1 (fr) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | Filtre dissipatif passe-bas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63197109A true JPS63197109A (ja) | 1988-08-16 |
Family
ID=9347462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63015684A Pending JPS63197109A (ja) | 1987-01-28 | 1988-01-26 | 消散低域フィルタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4794353A (ja) |
| EP (1) | EP0279137B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63197109A (ja) |
| DE (1) | DE3773897D1 (ja) |
| FR (1) | FR2610153B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05121988A (ja) * | 1991-10-24 | 1993-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電力線搬送通信用ローパスフイルタ |
| JP2008136158A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-06-12 | Tdk Corp | 擬似線路回路 |
Families Citing this family (19)
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