链联π型滤波插针组件的制作方法

本发明涉及一种滤波连接器使用的插针组件，特别涉及一种链联π型滤波插针组件。

背景技术：

目前，低通滤波连接器中所使用的滤波插针的滤波形式主要为单节π型滤波。如图1所示，单节π型滤波插针由插针11a、同轴铁氧体管13a、同轴陶瓷电容管14a及接线脚12a等零件组成。其中铁氧体管13a在滤波连接器中起电感器的作用，与陶瓷电容管14a组成“π”型管状滤波器；如图2所示，由单节π型滤波插针所构成的单节π型滤波电路是一种由输入电容、电感和输出电容三个元件构成的低通滤波电路(R为电阻、L为电感、C为电容、U1为输入电压、U2为输出电压)。

将现有技术的单节π型滤波插针集成装入连接器后，其衰减要求在10MHz时最低衰减为15dB(实测值为20dB)，100MHz时最低衰减为50dB(实测值为60dB)；虽然其衰减要求均符合GJB1308《滤波连接器试验方法》的规定，截止频率为0.5～1MHz，在10MHz时最低衰减为15dB，100MHz时最低衰减为50dB。但是针对某些设备中在研发过程中提出了新的要求，最低衰减指标提高为：在10MHz时为40dB，在100MHz时为90dB，但截止频率应符合GJB1308的规定，可见之前研发的低通滤波连接器已无法满足新的抗干扰要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种截止频率与单节π型滤波器的截止频率相同、满足衰减要求的链联π型滤波插针组件。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种链联π型滤波插针组件，包括插针和接线脚，插针尾端与接线脚连接；

还包括若干铁氧体管、若干陶瓷电容管和至少一个连接套，所述铁氧体管和所述陶瓷电容管为一一对应，若干铁氧体管依次套装在插针外侧，所述陶瓷电容管套装在对应的铁氧体管外侧，所述连接套同样套装在插针外侧，每个连接套处于任意相邻两个铁氧体管和对应的相邻两个陶瓷电容管之间。

采用这样的结构后，与现有的低通单节π型滤波插针设计相比，两节链联π型滤波插针的应用，使得产品在低频段的衰减指标得到了明显的改善，大大提高了产品的抗干扰能力。

为了更清楚的理解本发明的技术内容，以下将本链联π型滤波插针组件简称为本插针组件。

本插针组件包括两个铁氧体管、两个陶瓷电容管和一个连接套，连接套处于两个铁氧体管和两个陶瓷电容管之间；采用这样的结构后，本插针组件的结构更为合理，是最优化的实施方式。

本插针组件的连接套包括内侧阻隔相邻两个铁氧体管的第一隔环部和外侧阻隔相邻两个陶瓷电容管的第二隔环部，第一隔环部在插针轴向方向的宽度与第二隔环部在插针轴向方向的宽度不同；采用这样的结构后，第一隔环部和第二隔环部不仅可以阻隔相邻两个铁氧体管和相邻两个陶瓷电容管，而且第一隔环部的宽度与第二隔环部的宽度不同可以产生错层，进而通过铁氧体管和陶瓷电容管限制连接套的位置，减少脱落的几率。

附图说明

图1是现有技术单节π型滤波插针的结构示意图。

图2是现有技术单节π型滤波插针的π型滤波电路原理图。

图3是本插针组件实施例的结构示意图。

图4是本插针组件实施例连接套的示意图。

图5是本插针组件实施例连接套的电路原理图。

图6是本插针组件实施例中各个π型滤波器的滤波衰减性能示意图。

图7是本插针组件实施例25℃最低衰减与频率的关系曲线。

具体实施方式

如图3至4所示

本插针组件包括插针11、接线脚12、连接套15、两个铁氧体管13和两个陶瓷电容管14。

插针11尾端与接线脚12焊接固定，接线脚12用于与外部导线固定。

两个铁氧体管13和两个陶瓷电容管14为一一对应关系，两铁氧体管13依次套装在插针11外侧，两个陶瓷电容管14套装在对应的铁氧体管13外侧，连接套15处于两个铁氧体管13和两个陶瓷电容管14之间；连接套15包括内侧的第一隔环部15a和外侧第二隔环部15b，第一隔环部15a阻隔两个铁氧体管13的第一隔环部15a，第二隔环部15b阻隔两个陶瓷电容管14，第一隔环部15a在插针11轴向方向的宽度大于第二隔环部15b在插针11轴向方向的宽度。

本插针组件的电路原理见图5。

在滤波电路中，截止频率的大小及衰减性能的好坏在很大程度上取决于电容值的大小，因此，电容值大小的选取是整个滤波电路设计中的关键。

下面，我们根据《无线电技术基础》中第四章给出的关于滤波器截止频率和衰减值的计算公式，来对电容值的大小进行计算：

fc＝1/πRC (1)

β＝arcch[2(f/fc)2-1]

＝8.7ln[4(f/fc)2-2] (2)

式中：(f为频率，Hz)、(fc为截止频率，Hz)、(R为特性阻抗，Ω)、(C为电容，F)、(β为衰减值，dB)。

将合同要求的技术指标代入式(2)，可得：

f＝1MHz时 β＞4dB fc＜1MHz

f＝10MHz β＞40dB fc＜2MHz

f＝100MHz β＞90dB fc＜1.1MHz

因此，只有fc＜1MHz才能满足合同规定的衰减值要求。同时，作为电信号通过与截止的临界点，截止频率只有大于一定的数值，让有用信号顺利通过，才能保证产品电性能的可靠性。根据合同要求，0.5MHz＜fc＜1MHz，代入式(1)，可得：

6400pF＜C＜12000pF(该产品的负载阻抗R＝50Ω)；

选取单节π型滤波管的最小电容值为8000pF，对于两节级联的滤波电路：

串联臂阻抗Z1＝2jωL；

并联臂阻抗Z2＝-j/2ωC；

式中为低通滤波器的角频率。

根据公式：

将式(3)代入式(4)，可得：

β＝arcch[8(f/fc)2-1]

＝8.7ln[16(f/fc)2-2] (5)

将式(5)与式(2)比较可知，两节链联π型滤波器的截止频率与单节π型滤波器的截止频率相同，但衰减有了明显的变化，结果请参见图6(图6中1为单节π型滤波器，2为两节级联π型滤波器，3为三节级联π型滤波器)。

根据式(4.5)计算各频率的滤波衰减值为：

当f＝1M时，β＝35dB＞4dB；

当f＝10M时，β＝76dB＞40dB；

当f＝100M时，β＝116dB＞90dB

由以上计算可以看出，滤波插针的滤波元件采用两节链联π型低通滤波器可以满足衰减要求。

根据上述计算及试验结果，将该滤波插针的结构设计为：在金属插针的外表面套上两根同轴铁氧体管，铁氧体管在滤波连接器中起电感器的作用。在铁氧体管的外表面套上两根同轴陶瓷电容管，陶瓷电容管和铁氧体管组成“π”型管状滤波器。在两节“π”型低通滤波器之间设计有金属套管，其作用是使π型低通滤波器接触可靠，性能稳定。这种管状的滤波元件和普通插针在一起便构成了滤波插针

按照新的研发要求对该产品滤波性能进行了测试，滤波性能见表1，在25℃时衰减测试曲线(最低衰减与频率的关系曲线)见图7。

表1滤波性能

由以上分析可以看出，采用两节链联π型低通滤波器的滤波插针集成装入连接器后，实现了屏蔽、接地和滤波等多种功能，满足了整机的使用要求。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。