专利名称：可控的感应设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及用于电子应用的组件，且特别是涉及一种改进的感应设备，用于数字用户线路(DSL)或类似通信系统中的滤波和分离器装置。
背景技术：
当今，数字用户线路(DSL)装置常认为是“自行安装”，或者特别的其中用户将微过滤器或者线上的电话滤波器安装在每部电话上，从而将电话(包括传真、应答机等)与线路和DSL信号通路隔开。图1所示为这种线上滤波器的典型装置。
上述的可自行安装的微滤波器是一种挑战性的设计，很大程度上是因为在DSL频带中必须有充分的阻带来保护和保持DSL的性能，但是同时还应该对语音带宽性能具有可忽略的影响。
图1a所示为用于DSL应用中典型的现有技术的线上滤波器结构。但是，这种现有技术的滤波器设计，经常不能满足一些通信用户对回波损耗和DSL阻带的需求。一个重要的问题是DSL阻带需求所需要的总电容还会在电话高频中产生过多的侧音，这是非常不希望的。而且，随着将更多的微滤波器添加到每个用户电话上，回波损耗的问题会更加恶化。
英国(UK)和欧洲对滤波电路的需要更为严格。这方面的一个主要难题在于提供相当高的音频回波损耗的同时可以提供30KHz的阻带。
现有技术的感应设备经常不能很好适用于前述应用，这些应用很大部分基于它们的电感特性。如此处所使用的，“电感特性”一词通常指的是电感方面，或者电感变化为感应器中的直流电流的函数。图2a和图2b所示为与典型的现有技术感应器相关的电感特性，该些感应器分别具有固定的电感或变化的电感。应当注意到，在典型的“固定的”感应器中，电感特性102作为电流的函数基本上是平坦(flat)或者不变，直到遇到比较高的电流。作为比较，如图2b所示，可变感应器的感应曲线随着电流的作用而变化基本为线形模式106，或者“平缓步进”模式108。图2b所示为由特别是，美国伊利诺斯州的Coilcraft Corporation of Cary制造的现有设备类型，例如DT168系列SMT功率电感器。
图3所示为前述的Coilcraft设备的结构。如图3所示，设备300包括一个两片的磁芯302，其具有一偏离中心的圆柱306的基座304。上磁芯片308具有有一个尺寸超过柱形306直径的孔310。这种排列产生相当于圆柱306的外表面和孔310内表面之间产生一定数量连续变化的间隙，范围在两个表面靠的最近点的最小间隙到该最靠近点沿直径相对的最大处变化。这个不断变化的间隙至少有两个缺陷，包括(i)连续变化或者“平缓步进”电感特性，在某些应用中这是不希望的或者不是最佳的，和(ii)由于必需提供具有相对精确公差的两个磁芯件(包括和底部304精确对准的上磁芯件308)，因而制造成本高。另外，不考虑与另一磁芯片308的公差，还有与制造偏心柱306相关的附加成本。这种偏心排列也不是有益于众所周知的校准辅助物，例如下面介绍的开口销排列。
某些应用，包括例如一些需要较高的阻带损耗(例如用于呼叫识别功能)的DSL滤波电路，需要具有与图2a或2b中不同的电感特性的感应设备。在前述的呼叫识别功能的情况下，在挂机状态需要较高的阻带损耗以保护呼叫识别设备，经由DSL信号以防止过载电流。考虑到在2001年11月14日提交未决的转让给受让人的PCT申请号PCT/US01/45568，标题为“高性能的微滤波和分离器装置”的示例性滤波电路。在该电路中，在挂机状态去除大多数的电容会减少滤波阻带损耗，因此，如先前所描述的需要额外的或可替换的装置以增加阻带损耗。
类似，对于2001年4月3日公开，也转让给其受让人的，标题为“阻抗阻塞滤波电路”的美国专利号为6,212,259描述的示例性滤波电路，需要一种改进的感应设备，以提供充分的电感，以允许电路通过数个滤波器的挂机阻带损耗，而仍允许有较大的摘机电容。
除了所需的电感性能特性，低成本制造感应设备也是很需要的特征。感应设备市场(以及DSL滤波电路市场)在价格上相当有竞争力，这样，即使在降低这些组件的价格或者在成本效率上小的改进，会对制造商的产品的生存产生重要影响。现有技术的控制设备电感的方法通常比较复杂(例如，前述的coilcraft设备的“变感”方法)并且因为增加的劳动力和/或产生所需的电感特性相关的部分，具有比较高的制造成本。
电路板和内部空间的消耗也是许多电子设备(包括DSL滤波电路)具有的问题；因而，除了所需的性能特性和低成本，也需要最小化物理大小和覆盖区。电操作良好且制造便宜，同时占有有限的电路板或内部空间的设备并不是常能买到的。
基于前述的内容，数字用户线路(DSL)信号中需要使用具有低制造成本和所需的电感特性的改进感应设备。这样的改进设备将是理想的(i)在挂机和摘机状态具有所需的多个电感特性，例如以致维持象呼叫识别这样的功能，该呼叫识别其需要较高的挂机阻带损耗(ii)具有较高的制造成本效益，(iii)可靠(iv)体积和覆盖区在都是物理上紧凑的。
发明内容
本发明通过提供一种改进的感应设备和制造该感应设备的方法以满足前述的需要，这种改进的感应设备适用于，例如DSL滤波电路应用。
在本发明的第一方面中，公开了一种用于电子电路的改进的感应设备。该设备通常包括一具有一可控的磁饱和元件的可磁透性磁芯，该磁芯和可控磁饱和元件共同运作产生所需的电感特性(例如，基本上为“步进的”或与直流电路方面对应的离散的电感)。在一示例性实施例中，该设备包括一基本上为圆柱形的电位计(“罐形”)磁芯，其具有一第一磁芯元件和一第二磁芯元件，而在该些磁芯元件的至少一部分之间形成有一可变的几何间隙。例如，该可变的几何间隙包括，具有一第一间隙宽度的一第一部分和一第二部分，相邻部分具有第二间隙宽度。该可变的几何间隙有助于控制该设备在各种电位上的饱和，而在有益的频带提供基本上为步进的电感特性。还提供一种一体或分开的端子阵列，用于将设备电性接口连接到外部组件，例如一印刷电路板(PCB)。
在第二示例性实施例中，本发明改进的设备包括一个单一的或多处绕线的“双”工型磁芯，其具有第一和第二端部元件，其中一个可控磁芯饱和元件设置在工型端部元件的整个外围或者一部分。在一示例性结构中，上述的可控磁饱和元件包括，一窄镍铁(Ni-Fe)薄条。由于其含有铁，该材料包含与磁透性工型磁芯相互作用的磁域，以提供前述的步进性电感特性。
在本发明的第三实施例中，该改进的感应设备包括一“三角形”工型磁芯，其具有第一和第二端部元件，以及放置在两个端部之间的中心元件。至少在两末端部元件外围的一部分和中心元件之间用镍-铁条带来桥接。
在本发明的第二方面，公开了一种改进的DSL滤波装置。该滤波装置通常包括一DSL滤波电路，该滤波电路包括一个或多个前述的感应设备，以适用于增加阻带性能。在一示例性实施例中，该滤波电路包括一动态转换滤波电路，适用于减少旁路电容，而允许多分布式滤波器用于特定的远程通信电路，而不产生不希望的低回波损耗。前述的罐形磁芯和/或双工型磁芯设备用于在挂机状态下用来提供增强的输入电感。
在本发明的第三方面，一种电路板组件，包括一具有数根导电迹线的底座(例如，PCB)和一个或多个安装于前述底座上的感应设备。在一示例性实施例中，前述的DSL滤波电路设置于底座上，而提供一DSL滤波“卡”组件，其具有边缘连接器。
在本发明的第四实施例中，公开了一种使用一感应设备提供可控感应的方法。该方法一般包括提供一个具有磁芯和一被控饱和元件的感应器；选择上述可控磁饱和元件的参数，(i)在没有电流条件下提供相比较高的电感；(ii)在超过给定的电流阈值的非零电流情况下提供相对较低的电感；在电路能够产生无电流和非零电流经过装置情况下运行装置。在一示例性实施例中，选择上述的参数包括选择材料，厚度和可控饱和元件的几何形状，为了控制其磁饱和。
在本发明的第五方面，公开了一种制造感应组件的方法。在一示例性实施例中，该方法一般包括提供适于配对的一第一元件和一第二元件；将上述第一元件与第二元件之间形成的间隙的第一部分设定成为第一宽度；上述间隙的第二部分设定为第二宽度；用导线缠绕上述的磁芯；组合上述的第一和第二元件。在第二示例性实施例中，该方法一般包括提供一工型磁芯，具有上述的第一和第二终端元件和一线轴区域；将至少一根导线缠到上述的绕线轴区域上；用一可控磁性饱和控制元件桥接上述的第一和第二终端元件。在一第三示例性实施例中，该方法包括提供具有第一和第二终端元件的工型磁芯、一中心元件和至少一个绕线轴区域；将至少一根导线缠上述的至少一个绕线轴区域上；用至少一个可控磁饱和元件桥接上述的第一和第二端部元件和上述的中心元件。
图1是家用或小型商业环境中典型的现有技术的DSL装置方块图，包括安装在多个电话外延上的现有微滤波器。
图1a所示为图1中所示现有技术的DSL微滤波器的示意图。
图2a所示为现有技术设备的典型的固定电感对应于直流电流特性(“电感特性”)的图表表示。
图2b所示为现有技术设备的典型的可变自感的感应特性(线性和“平缓步进”)的图表表示。
图3是一具有一变化的电感特性的示例性现有技术感应设备(coilcraft)的俯视图。
图4为根据本发明改进的具有可控磁饱和的罐形磁芯感应设备的第一图4a是沿直线4-4截取图4中的电感装置一侧的剖视图。
图4b是图4电感装置第一铁芯元件的底部平面图，示出了可变的几何间隙。
图4c是图4中的感应设备相对于直流电流的电感图例。
图4d-4f所示为本发明具有可变几何间隙的感应设备的可替换的实施例，图示分别为(i)三排间隙(ii)同心的两排间隙，和(iii)断续同心的两排间隙。
图5所示为本发明具有可控磁饱和的改进的工型磁芯感应设备(单线轴)的第一实施例立体图。
图5a是本发明具有多个可控的磁饱和元件的工型磁芯设备的第一可替换的实施例立体图。
图5b为本发明具有基本上连续的的可控磁饱和元件层的工型磁芯的第二可替换实施例的截面图。
图5c所示为本发明具有粘在工型磁芯中的L形端子的工型磁芯的第三可替换实施例立体图。
图6所示为本发明的具有可控磁饱和的改进的工型感应设备(多线轴)的第一实施例的立体图。
图7是使用本发明的改进的感应设备的第一示例性滤波电路示意图。
图8是使用本发明改进的感应设备的滤波电路第二实施例示意图，并应用了图6的双线轴的工型磁芯设备。
图9是图8的滤波电路的示意图，包括可选择的三阶滤波器。
图10a是制造图4-4f的罐形磁芯感应设备的方法的例子的一逻辑流程图。
图10b是制造图5-6的工型磁芯感应设备的方法的例子的一逻辑流程图。
具体实施例方式
以下参考附图，其中相同的标号指的是相同的部分。
此处所使用的“信号调节”或“调节”一词，应当理解为包括但不局限于，信号电压变换、滤波和噪声减轻、信号分解、阻抗控制和校正、电流限制、电容控制和延时。
此处所使用的“数字用户线路”(或“DSL”)一词表示任意形式的DSL结构或服务，不论均衡或不均衡，包括但不限于所谓的“G.lite”ADSL(例如，与ITU G.992.2兼容)，RDASL(速率适应DSL)，VDSL(甚高位速DSL)，SDSL(对称DSL)，SHDSL或超高位速DSL，也称为G.shdsl(例如，与ITU推荐G.991.2兼容，2001年2月由ITU-T核准)，HDSL(高数据速率DSL)，HDSL2(第二代HDSL)，和IDSL(综合服务数字网路DSL)，以及房屋内电话线网络(例如，HPN)。
需要进一步注意的是，虽然此处可以使用的“家用”“消费者”与本发明的实施例的一个或多个方面有关，本发明决不只局限于这些应用。本发明可以同样成功用于，小型或大型商用、工业，甚至是所希望的军事应用和其他的事物。
应当注意到，虽然以下部分是以RJ-型连接器和通信领域熟知类型的相关电话插头进行描述的，本发明还可以结合任意数目的不同连接器类型。相应地，以下的讨论只是广义上的示例。
另外，此处所用的“位置”和“用户”字眼应包括提供有通信线路设备任意位置(或位置群)，包括而不局限于住宅、公寓、办公室和商业区。
最后，如此处所使用的，“外延设备”均包括与用于现有通信线路相兼容的任意类型的通信设备，包括但不局限于现有的电话、电话应答机、传真机、无线或卫星接收器以及多线路电话。
本发明作用是为了解决能够节省成本制做感应设备的电感特性问题，以提供两个或多个基本上离散的电感值，为直流电流的函数。在一家用或消费者DSL滤波电路中，该基本上离散特性允许在挂机状态滤波器有相当高的输入阻抗。当与动态转换滤波电路耦合时，在信号电路中有益地提供低的旁路电容和所需的高阻带损耗。本发明改进的感应设备不仅制造经济而且在空间上紧凑。
应当认识到，虽然本发明改进的感应设备是根据DSL电路中的应用来描述的，这种感应设备具有在DSL电路以外的应用，包括实际上任意需要具有此处所述的感应设备的电路。相应地，应当根据权利要求来限定本发明的范围，而不是此处阐述的实施例。
改进的感应设备请参阅图4-4f所示，详细描述本发明改进的感应设备的各种实施例。本领域技术人员可以认识到，此处所描述的实施例只是提供可控饱和控制感应设备的广义上的实施例，该可控磁饱和感应设备不仅制造成本低，而且可以产生所需的感应特性。以使用与本发明一致的许多不同变化的物理结构(此处也叙述了一些)。
如图4和4a所示，为感应设备400的第一实施例。在该实施例中，设备400通常包括电位计或“罐形”磁芯402，具有两个元件402a、402b，设计成相互紧密配合。在本发明实施例中这两个元件402a和402b连接后基本上为圆柱形，并且每个包括一个居中设置的圆柱406a、406b，在其周围形成沟道或凹进处408a，408b。但是，认识到，可以使用其他与本发明一致的磁芯形状(包括，例如周知的“E”形磁芯，在镜像图像位置具有两个“E”形，或“U”形磁芯设计)。凹槽408提供一个内部空间，其中放置设备410的绕阻线圈。元件402每个都由磁透性材料形成，例如在电子领域周知的锰-锌。孔洞409形成于上述的磁芯元件的边缘(在两个元件402a、402b配合处)，以便导体进入/退出。显而易见，可以使用导体的其他进入/退出机制，包括渗透磁芯的上表面或底表面。而且，某些磁芯形状(例如前述的“E”磁芯)是开放式设计，以为导体提供退出点。
上述的感应设备400还包括一个或多个导电性绕阻413，通过将所需类型的导线绕到磁芯402的中心柱406周围。在一实施例中，在电子领域中使用的所谓的“磁铁线”成本相对较低，并且具有较好的电性能和机械性能。磁铁线通常用于绕阻变压器和感应设备，并且包括铜或其他传导材料制成的磁线，涂上一层薄的聚合体绝缘膜或聚合体化合物膜(例如，聚亚安酯、聚酯、聚酰亚胺(aka“KaptonTM”)和相类似的。上述膜料的厚度和成分决定线的绝缘强度能力。尽管其它范围大小的磁线也可以用于某些应用中，但通常用于微电子变压器或感应器应用中的磁线多数是从31到42AWG。
图4中的感应设备400还可以选择包括一个端子阵列425，将上述的绕阻连接到一外部设备，例如是印刷电路板衬垫或迹线。此处所说的感应设备通常设置在基板上，例如印刷电路板并安装于其表面，有利的是提供一种低外形和低成本的组件。端子阵列425包括非导电性阵列框427和数个单个的基本上平的截面端子429，彼此由阵列框427绝缘。对于每个或各端子以感应设备绕阻413的活动端为终端，例如通过焊接和/或通过绕线到形成于上述端子429的凹口(图中未示)。每个端子429的底部431适于表面安装(例如，焊接)到相应的PCB接触垫(图中未示)或其他类似的导电性的对应部分。感应设备的磁芯402位于上述框架427的顶部，或者可以安装于其上，例如通过使用黏着在上述的第二磁芯元件402b的底部表面或者其他周知的方法。
在另一可替换的情况，端子429可以直接装进或安装在磁芯402上(图中未示)，例如通过摩擦和/或黏着地将它们嵌入到上述磁芯组件402a、402b中的孔中，然后在绕组413的活动端终止。还存在许多其他端子结构和安装(直接或间接)到磁芯402，例如在周知的球形栅阵列方法，或者引脚(例如用于引脚栅阵列中)，这种可替换的配置可以通过几种常用的技术进行识别。
在上述各磁芯元件柱406a、406b的相对表面412a、412之间的区域414包括一个“可变”几何形状，设计后者提供所需的电感特性(以下根据图4c进行描述)。特别地，在图4a所示的实施例中，这种可变的形状包括两个区域416、418，设置在上述的柱406之间，每个区域具有一不同的间隙宽度(双重的)。上述的第一区域416具有一第一间隙宽度w1，大约为0.010英尺(0.254毫米)，而第二区域418具有一第二宽度w2的间隙，大约为0.001英尺(0.0254毫米)，小于W1。当从平面图中看时(图4b)，上述的两个区域416、418包括两个相邻的组件，形成于圆柱406总的截面部分区域。上述的第一区域416包括在本实施例中圆柱406的截面90％的总表面区域，该区域与第二区域418被一弦边缘419从分割开。该第二区域418包括余下的大约10％的截面区域。在图示的实施例中，间隙里充满空气；但是应当清楚，可以使用其他一种或多种具有需要属性的材料进行填充。例如，该间隙可以使用具有较高磁滞合成材料进行填充，以便进一步控制上述磁芯的电感外形。
通常在DSL滤波应用中，串联的导体的磁芯必须具有一个气隙，以阻止磁芯由于电话线中的摘机直流回路电流产生饱和。但是，在挂机状态没有直流电流。通过实现上述的多区域气隙形状，图4的感应设备提供所需的“步进”电感特性。特别是，上述电感的挂机电感值变为在摘机值的2-10倍大(取决于参数的选取，如下所述)。当上述特殊的电话或其他与滤波电路相关的外延设备为摘机时，上述的第二区域418的宽度W2足够小，允许上述磁芯磁饱和，并具有较大的摘机直流回路电流。这样导致上述设备的电感下降到所需的摘机值。显而易见，W1和W2的值，以及上述第一和第二区域416、418的截面区域分配有助于确定上述具体的摘机电感值，以及上述“步进”的电感特性的形状。在本文中，提供两步特性以产生两个所需的电感值(例如，挂机和摘机状态)。
图4c所示为与图4的例子相关的电感特性450。如图4c所示，电感特性具有第一部分452，该部分具有相对较高且基本上不变的电感值(在低直流电通过设备时)，一第二基本垂直部454，具有随直流电流增加下降的电感值，一第三部分456，在较高直流电流时具有相对较低的电感(也是基本上不变)，和第四部分458，其中该设备磁芯完全饱和。上述的第一部分452表示直流电流值，几乎没有产生磁芯饱和，以及相对于示例性DSL滤波电路中在挂机状态较高的电感。在上述的曲线450的第二部分454时，上述磁芯开始饱和，并且随着直流电流的增加电感急剧(陡峭的)的下降。这种急剧下降和通过小间隙的磁通量随着这部分的电流饱和的增加而增加，以及其他的事物有关，从而有效地将饱和部分从电路中除去。随着直流电流的进一步增加，上述磁芯进一步饱和，并且上述的设备进入曲线450的第三部分456。此处，随着电流的增加，电感基本上保持不变，直到达到饱和区域458。一旦达到磁芯完全饱和，电感又开始急速下降到比第一、第二和第三区域452、454、456获得的电感值还要小。
应当注意到，虽然在图4所示的实施例中，中心柱406使用的是两个区域的结构，也可以使用其他结构产生所需的电性能。例如，在一可替换的实施例中(图4d)，第三区域470加到上述的磁芯柱406的匹配表面，而在上述的电感特性(“三层”)中增加一个第三步骤。在另一可替换的实施例中(图4e)，上述间隙区域的两个层或区域416、418为同心，这样具有较小间隙W2的第二区域418围绕着具有较大的间隙W1的第一区域416。控制上述的壁或与上述第二区域418相关的环面474的厚度D1提供所需的电感特性。而且，上述的壁或环面474以垂直高度的函数逐渐减少，例如其宽度D1远小于间隙W2。另外，上述的环面474可以制成(或可选择)不连续的，即用一个或多个区域沿其圆周在间隙增大处进行隔断，以移除在这些区域的材料，如图4f中所示。
前述的同心排列还方便于中心定位设备的使用，例如，1999年9月14日公开、并转让给Pulse Engineering，Inc.，的标题为“盲孔罐形磁芯变压设备”的美国专利5,952,907，开口销通孔排列。在此处引作参考。上述的排列使用一组在每个第一和第二磁芯元件的中心柱中形成的居中的孔，且在组合磁芯之前，在其中的一个孔中插入一个开口摩擦销。当上述的磁芯元件进行组合时，上述开口销的活动端插入另一个磁芯元件未堵塞的孔中，而将两个磁芯元件准确对齐。
可以有其他各种不同中心柱406的构造，可以产生许多不同的电感性能特性。而且，如前所述，图示的实施例的可变几何间隙排列可以容易地用于其他磁芯构造，包括例如“E”和“U”形磁芯。
由于(如下面更详细地描述)它们能够易于利用或“现货供应”低成本罐状磁芯，因此可以认识到图4a-4f的实施例能够以低成本生产，如这里所描述的罐状磁芯被简单地改进以提供所希望的电感特性。由于可变几何间隙完全被包含在装置内部容积中，因此这些装置和传统的罐状磁芯相比，优点在于不再需要大量的空间。
请参阅图5所示，描述的是本发明改进的感应设备的第二实施例。在该实施例中，现有技术中熟知的工型(或绕线轴)磁芯502用于连接可控磁饱和元件508。上述工型磁芯502包括一中心线轴区域504，以及两个端部元件(例如，凸缘)506a、506b，设置在上述线轴区域504的端部。上述的线轴区域504包含绕阻510，集中缠绕在上述的线轴周围。如图4的实施例所示，上述磁芯502由磁透性材料形成。尽管意识到多片磁芯可以代替，但由于其它原因，为了减少成本，所示实施例的铁芯502在结构上是单片的。
上述的设备的可控磁饱和元件508包括一薄(大约0.001英尺0.0254毫米厚)的镍铁(Ni-Fe)合金长条，其沿着上述的磁芯502纵向放置，以桥接上述两个端部元件506a、506b。在本发明的实施例中上述的元件508通过粘合剂粘合或连接在上述的两个端部元件506上。选择镍铁合金作为可控磁饱和元件508是因为(i)由于其中含有铁，因此可以为磁透性(并可导电)，且(ii)由于其中含有镍，因此本体粗糙且足够硬。图示的元件508具有80％的镍和20％的铁，虽然可以根据所需属性用其他合金代替。例如，可以使用不同百分比的镍和铁。可替换的是，不同类型的合金，例如镍-铁-铬(通常称为英科耐尔)或所谓的“不锈钢”(主要是Fe-C-Cr，马氏体或其他类型)可以单独使用或结合使用。具有铬的优点在于钝化元件508，在很大程度上减小了亚铁退化机制的影响，包括氧化铁形式(“铁锈”)和腐蚀。
上述的可控磁饱和元件508可易于制成较大的薄片带子，另外包括下面将要详细描述到的黏着预应用，由于其易使用性，因此容易制造且制造成本低。
应当清楚的是，上述可控磁饱和元件508的厚度和截面形状可以影响设备饱和发生的点，以及不同电流的相对电感值。因此，虽然在图示的实施例中使用的是大约0.001英尺(0.0254毫米)厚的扁平条带，但是也可以使用其他厚度和/或截面形状。例如，需要使用一个或多个基本上为圆形截面的合金线(图中未示)作为上述的可控磁饱和元件。
还应当清楚，组合材料可以使用在用于给定设备上的一个或多个可控磁饱和元件508中。例如，上述的设备500可以用两个或多个放置在设备外围的较小直径条508配备，因而在多位置上桥接上述的两个端部元件506(参阅图5a)。
在又一可替换的实施例中，图5中的条带508可以用一个或多个连续的合金“带”561层来代替，该合金带部分扩展或完全环绕在每个元件506的外围(图5b)。在本技术领域中众所周知的热缩管503(诸如RaychemCorporation of Menlo Park，CA制造的)可以选择性地代替前述的黏着区域或套在其上面，以低成本地将上述的磁饱和元件508永久地贴到上述的工型磁芯端子50。其他附着装置方案也是可行的，包括硬焊、软焊、夹住等。
在又一可替换实施例中，可以使用合成磁饱和元件508，其中两种或多种不同的合金可以互相结合使用，例如形成于基本上离散地并排或上下重叠的条中。
当可控磁饱和元件508不在适当的位置上时，上述磁芯502的电感(以及设备的整体)基本上是由端部元件506之间的气隙来确定。但是，当可控磁饱和元件508在适当的位置上时，桥接在端部506之间的气隙，这样基本上增加了在低电流或没有电流情况下(例如，挂机)设备500的电感。但是，当感应设备500连接于其上的外延设备摘机时，，直流电流增加，而在相对薄的元件508中的磁通量密度增加。这样造成元件508很快饱和，因此基本上减少了设备的电感(“步进式”)。
图5的感应设备500还可以选择地包括一端子阵列，例如图4所示，用于将前述的绕阻连接到一外部设备例如印刷电路板垫或迹线。可替换的是，上述的端子529可以直接安装在磁芯502中或上面(如图所示)，这样通过摩擦和/或黏着将其嵌入到磁芯元件502的孔535中，然后将绕阻413的活动末端终止于孔中。同样参阅图5c所示的可替换的实施例，其中工型磁芯包含凹部588，适于插入L形端子586。上述设备绕阻513的活动端580设置在凹部588中，使端子586电终止。也存在端子在磁芯502上的其他结构和安装，例如众所周知的球形栅阵列方法中，或引脚(例如用于引脚栅阵列中)。这种可替换的结构可以很容易地被普通的技术人员识别。
如图4的实施例所示，图5-5c的电感设备制造成本较低，因为很大程度上简化了用于控制设备的电感形状的排列。这区别于提供适合电感特性的更为复杂的(和昂贵的)现有技术排列。现在请参阅图6所示，是本发明改进的感应设备的又一实施例。在该实施例中，设备600包括一双工型磁芯602，具有第一和第二端部元件602a、602b和一设置在上述的两个端部元件602之间的中心元件(例如，凸缘)605。提供的两个线轴区域604每个都包含一组或多组集中缠绕的绕阻610。沿着上述设备的轴611纵向放置的单一性可控磁饱和元件和与三个元件602a、602b、605都接触的设备，桥接形成于他们之间的两个气隙。
但是应当清楚的是，可以使用两个离散的磁饱和元件608(图中未示)来桥接上述双轴磁芯602的两个气隙。而且，上述图5中所述的单轴工型磁芯各种可替换的结构，例如不同合金的使用，连续的带、多磁饱和元件等，可以同样用于图6的双轴磁芯。
滤波电路的描述请参阅图7-9所示，公开了使用上述感应设备的改进的滤波电路。如上所述，本发明的感应设备解决的是能够低成本制造上述感应设备的感应特性，以提供作为直流电流函数的一个或多个基本上为离散的电感值。在上下文实施例中的家用或消费者使用的DSL滤波电路中，这种基本上离散的特性很大地提高了滤波器在挂机状态下具有明显较高的输入阻抗。当与动态转换滤波电路耦合时，例如图7所示，在单个电路中有效地提供了低分流电容和所需的高阻带回波损耗。换句话说，本发明改进的电感，当与图7的动态滤波电路组合时，为单个滤波电路提供在摘机状态较低的阻抗滤波，而在挂机状态提供较高的阻抗滤波，而仍能较好地保持相同的(或相似的)频率截止性能。这样，通过将上述两个元件(即，“步进式”感应设备和动态转换滤波电路)进行组合实现协同作用。当本发明的电感设备组合到图8和图9中的滤波电路中时，通过结合图6中的组合的或双线轴电感的使用，以较低的成本提供了优良的阻带性能。
请参阅图7所示，描述的是具有改进的感应设备的动态微滤波结构的第一实施例。应当明白，虽然图7的实施例包括适于满足英国使用要求的一个实施例设计，本发明的动态滤波电路实际上还适用于任何应用中，通过恰当地选择组件和配置。这种可替换的应用和适应性对于普通的技术人员在本文公开的的基础上会很容易确定，相应地不再在此处进行描述。
应当进一步了解的是，虽然下面讨论的是根据数个以用于形成电路的分散的电组件(即，电阻、电感、电容、开关等)来进行说明，上述电路的部分可以以其他类型的集成组件(例如，集成电路)或其他具有所需功能和电性能类型的组件实施。
如图7所示，滤波电路700通常包括一输入部702，具有数个线路侧塞孔(line side jack)704和两个输入电感706、708。在本实施例中，上述两个输入电感706、708各包括一个前述的类型的可控磁饱和电感。这样给电路提供前述所需的输入电感特性。输出部720包括两个附加电感724、726(L3、L4)和三个电容727、228、730(C4、C9、C6)。上述的滤波器的输入“步进”电感(L1、L2)706、708连接到上述的线路侧塞孔704，而滤波器的容性输出部720连接到滤波器的听筒侧塞孔740。上述的线路和听筒侧塞孔704、740为通常用于英国的UK型模塞类型，但是应当清楚的是可以用其他类型的模塞和连接器代替。上述的滤波器700进一步包括一DSL塞孔750，在图示的实施例中，包括和RJ-11类型的DSL塞孔，虽然也可以使用其他的塞孔。上述的DSL塞孔750经由电路752直接连通线路侧塞孔704(或塞子)，提供一便利的DSL或家用电话网络(HPN)塞孔。
图7的电路所提供的基本滤波器为一四阶椭圆低通滤波器，包括两个输入电感706、708(L1、L2)、两个输出部分电感724、726(L3、L4)，和三个桥电容727、728、730(分别为C4、C9和C6)。上述的输入电感706、708提供所需的输入电感特性并阻止在DSL电路中的负载，虽然在输出部分720的两个电容734、736(C1、C7)加到输出电感724、726(L3、L4)上以产生30KHz阶上的共振，但是应该清楚的是为获得其他共振频率，可以选择其他电抗和电容值。相应地，图7的实施例为四阶椭圆滤波器，产生明显的30KHz分离点的四阶椭圆滤波器。上述的椭圆阻带特性使设计最小化总电容到典型地＜40nF摘机and 5nF挂机(即，＜40E-09法拉摘机以及5E-09法拉挂机)，这样最小化了在电话音频性能的容性的影响。
为了使滤波器700动态且允许用户为每部电话自行安装多滤波器，加上两个簧片开关762、764(K1、K2)以去除挂机(空闲的)电话的滤波电容。在图7的实施例中，两个簧片开关762、764磁耦合到双电感770(L5A)，如分别于2001年1月30日和2001年4月3日公开并转让给受让人的标题为“阻抗闭塞滤波电路”的美国专利号6,181,777和6,212,259专利。具体的说，簧片开关762、764由于其物理性接近于电感的绕阻，耦接到双电感770上，因而产生了磁场。
本实施例中的电感/簧片开关766由圆柱形底座形成并且包括双电感和两个簧片开关762、764。对本领域技术人员显而易见，双电感/簧片开关器766可以用两个单个的电感/开关单元(图中未示)来代替，以达到相似的功能。在图示的实施例中，簧片开关762、764水平设置，而其纵轴基本上与设备的线轴平行。这种结构在上述的电感770和开关之间提供了磁耦合，使开关工作。选择上述的设备766在上述的预定回路电流临界值(例如，大约6-10mA)启动。如果上述的回路电流临界值太低，那么上述的簧片开关在电路工作时会发出卡嗒声，从而减短开关的使用寿命。另一方面，如果上述的回路电流临界值太高，那么回路电流的量不足以在最糟糕的情况下启动上述的开关。
当没有回路电流时(因为电话是挂机)，双电感770中没有磁场，那么簧片开关762、764打开，这样就从电路中去除了电容727、730(C4和C6)。在此实施例中，减少了每个挂机滤波器的总电容，从大约37.7nF到4.7nF。4.7nF值为使任意挂机电话在30KHz以下谐振的最小电容值。另外，为了保护上述的簧片开关262、264不受到铃声电压、电源交叉电压和闪电感应瞬间电压，如图7所示，两个齐纳二极管776、778(D1、D2)包括在簧片开关762、764中，将峰值电压钳制在12V以下。图示实施例中的上述单二极管776、778可以很好地工作，因为电容与二极管串联，且当出现AC信号时将会自偏压单个二极管。但是，可替换的是，上述的二极管结构可以用双背对的6-12V齐纳二极管、单个齐纳二极管或甚至更低的电容变阻器代替。这些组件的构建和选择，与在设备中产生的最小电容目标一致，在电子领域为众所周知的，相应地在此处不再赘述。
当上述的簧片开关合上时，为了保护上述的簧片开关762、764不受到击穿C9电容728和C4电容727(和C1、C7电容734、736)的转换电流，将两个电阻780、782(R5、R6)与C4和C6电容726、730串联，限制上述的转换电流低于开关的最大电流额定值。为了不会显著影响上述的滤波阻带性能，选择上述R5、R6足够低的电阻值。
前述的滤波器700的动态组件和起来不足以提供充分的回波损耗改善，迎合前述的欧洲/英国标准的需要。为了解决上述的问题，由双电感770(L5A、L5B)产生的谐振阻抗校正电路、并联网状电容790、792(C2、C3)和并联的网状电阻794、796(R1和R4)通过增加一个在2-3KHZ频带的正相阻抗，进一步改善了音频的回波损耗到10db。上述的双电感770(L5A和L5B)执行一个双重目的；除了在摘机时驱动簧片开关以外，如前所述，上述的双电感770(与网电容C2、C3790、792结合)形成一个差分谐振阻抗，限制谐振阻抗时大约为700欧姆，这样最大插入损耗限制在可接受的水平(即，在2db)。
图7中的电路700进一步通过听筒塞孔740的引脚4和5提供1微法拉的响铃电容792(C10)。在英国应用的滤波器需要这样的电容来为一些三线电话装置振铃。但是，应当清楚的是，依赖于使用本发明的滤波电路特别的应用，这种电容是可选择的。
还应当注意的是，图7实施例的电路700有利地使用了用于各种电路电感器706，708，724，726(L1，L2，L3，L4)的分离电感线圈，而不是，如典型地用于许多现有技术中的双EP13型电感。这种结构提供了一个纵向阻塞电阻和差分电阻，这是一些应用中(包括例如，欧洲通信规范)所需要的。现有的基于EP的设计有效地不具有纵向电阻，因此会需要一个附加线圈。上述的附加线圈额外增加了直流阻抗，为补偿了所增加的阻抗，经常会需要较大的线圈，这样增加了与滤波器相关的成本和空间需求。相反，如果是本发明的分开的线圈设计，就不需要增加纵向线圈或者增加滤波器电感的大小。在图示的实施例中，使用由受让人制造的可控磁饱和电感和/或双线轴、双屏蔽电感)，可以提供前述的纵向电阻，也提供驱动上述簧片开关的磁场(如可适用的)。
此处所揭示的动态滤波电路700是要解决在通信线路上不充分的阻带的音频性能，通过提供(i)一“动态”滤波结构，可以根据相关外延设备的工作条件改变状态(ii)一阻抗校正电路，可以提供提升的回波损耗以及其它事物。特别是，在通信线路具有声音和DSL信号成分的情况下，当在线路上的一个电话为摘机(典型地在任一时间只有其中一部电话为摘机)，上述的摘机滤波器的动态电路增加其电容，而在相同电路上的所有其他的挂机电话保持在相对于摘机电路的低电容。由于增加了的DSL带宽的基本需要对应于摘机电话，且电话极性的出现保护二极管桥，上述的动态电容特性是可以接受的并且与现有的应用兼容。上述的DSL高阶上流能量会在摘机电话中过激二极管桥，并相应地产生不希望的内部调制失真。因而，需要增加的DSL阻带阻值这种过激的情况。当电话或其他外延设备在挂机时，将二极管桥从电路中去除，且需要更低的滤波器DSL阻带衰减。这样在与挂机电话相关的滤波电路中会用到很小的电容。这样允许摘机电话具有相比较大的电容，并且因而动态滤波器可以具有接近分离分离器的性能。
但是，应当清楚的是，在挂机状态去除大多数电容也会减少阻带损耗，这样对于某些需要增加挂机阻带损耗(例如，呼叫识别)的工作状态是个问题。但是，将本发明的可控磁饱和感应设备400、500加入到电路700中，可以有利地解决上述的问题，通过只在挂机状态增加滤波器输入电感值，也就是说，通过提供相对于直流电流特性提供一“步进式”电感。这样，将上述动态转换滤波电路和上述的可控磁饱和输入侧电感组合起来，在宽范围的应用中以提供具有非常低成本的接近理想的性能(包括具有呼叫识别的多扩展应用或类似功能)请参阅图8和图9所示，描述的是具有改进的电感设备的滤波电路的其他实施例。图8的电路800包括一个线路或输入侧，该输入侧具有分别连接到两个输入电感840、842的输入866、868。图8的实施例电路800使用双线轴感应设备，例如图6所示，提供两个电感840、842，尽管可以用不同的结构替换(例如两个单线轴工型磁芯设备500)。由上述的双线轴设备600提供的较高的电感有利地产生足够的电感允许滤波器800通过挂机阻带损耗超过10个滤波器，而允许有较大的摘机电容以提高阻带(例如需要这类较高阻带的呼叫识别或其他功能)，然而仍然可以达到回波损耗要求。用双线轴设备600代替电感840、842也具有显著的成本受益，因为与两个单线轴组件相比，通常用较少的花费制造双线轴设备。而且，图8的电路制造尤为简单，只需要两个电感840、842(即，一个双线轴电感)，这样实现较高的成本效益的电路具有优良的阻带和滤波性能。
图9所示的电路900，如图8中相似，包括一线路或输入侧，该输入侧具有分别连接到两个输入电感940、942的输入966、968，还包括一可选的三阶滤波电路，用于与外侧塞孔960、972进行通信。这种三阶滤波器组件在特定情况下会需要。
制造方法请参阅图10a和图10b所示，以下会详细叙述到上述感应设备的制造方法，并结合逻辑流程图进行图示。应当清楚的是，虽然下面的描述是根据前述实施例的模型进行描述(即，罐形磁芯和工型磁芯设备)，本发明的方法通常可用于此处所公开的具有适当调整其他结构和感应设备的实施例，这种调整技术对于在电器制造领域的普通技术人员是具备的。
请参阅图10a所示，提供一种制造改进的图4中的罐型磁芯设备的方法1000。在该方法的第一步骤1002中，获得或制造罐形磁芯的第二元件402b。使用任何数量的已知加工步骤，如材料准备，压制，和烧结的磁导材料中，优选地形成图4的示范例装置的磁芯402。产生具有具体属性的磁芯402，包括磁通量属性、截面形状和面积、高度和罐的直径，这些是本领域技术人员熟知的，在此不再赘述。
上述的第一磁芯元件402a可以直接形成有前述的可变的几何间隙结构(步骤1004)，例如通过制造模型或成形用于制造上述的第一磁芯元件402a包括所需的间隙特性。可替换的是，上述的第一磁芯元件402a可以经由步骤1006有效地形成，为上述第二元件402b的镜像图像(步骤1007)，然后经过处理(步骤1008)产生所需的可变几何间隙。实施例中每个这样处理步骤1008包括将至少上述的磁芯元件402a的中心柱406的部分加工以达到所需的结构(例如90％/10％结构，具有间隙宽度W1和W2)。这样的加工包括，例如精确地研磨掉磁芯柱406所需的部分。可替换的是，这种处理可以包括微切割或铣磨，或甚至通过切割或激光能量切除。
下面，在步骤1010，上述磁芯元件402a、402b可以选择性地在某个或所有表面用一层聚合体绝缘材料(例如，聚对二甲苯)或其他材料涂覆，以防止绕阻不受到损坏或磨损。当使用非常精细规格直径的绕阻或在绕线过程中很容易磨损的非常薄层被覆的绕阻时，这种被覆会特别有用。
接着，在步骤1012，上述的磁芯用所需的导线结构进行缠绕。这种导线结构可包括例如细规格的直径磁线基本上以环形“圈”模式集中地缠绕在磁芯的中心柱406，虽然可以使用其他类型的导体(绝缘的或其他)和缠绕模式。
然后将上述的两个磁芯元件402以所需的排列组装并紧密配合，例如，使用黏着化合物(步骤1014)。上述的绕线卡在形成于磁芯402的凹部中，路由活动端穿过形成于上述的铁心元件402边上的孔409(或其他可比较的穿透)。
接着在步骤1016形成或制造端子阵列425和/或端子429。将合适的聚合体通过注入或传递模塑处理，形成理想的端子阵列框427，虽然可以使用其他材料或技术。上述的端子429可以包括所需的特征，例如用于缠线的槽口和在这些底部的基底接触垫，铸模或随后插入上述的框427。这种端子阵列的制造对电子领域的技术人员是众所周知的，此处不再赘述。
接着，在步骤1018中，上述的绕线磁芯安装到或与这里先前描述的端子阵列425装配。例如，在实施例中，上述的磁芯402用焊珠或合适的黏着滴，例如环氧树脂，粘到上述的端子阵列的框427上。
接着，上述的绕阻终止在端子429，例如使用软焊处理将线绕进形成于上述端子的凹部(步骤1020)。然后，在每个步骤1022，可选择地测试上述组合后的感应设备400，从而完成上述的制造过程。
接下来请参阅图10b所示，为制造图5和图6的改进工型磁芯设备的方法1050，为了简明，请详细参阅图5的单线轴磁芯。在方法1050的第一步骤1052中，获得或制造工型磁芯。图5所示的实施例较好地是由磁透性材料通过任意数量已知的加工步骤形成，例如材料准备、压制和烧结。磁芯502制造成具有特殊的属性，包括磁通量属性、截面形状和面积，高度和柱形直径，这些本领域的技术人员熟知的内容在此不再赘述。
接着，在步骤1054，磁芯502可选择地用一层聚合体绝缘(例如，聚对二甲苯)或其他材料涂在部分或所有表面，以防止上述的绕线不受到损坏或磨损。
接着，在步骤1056用所需的导线结构缠绕磁芯。这种导线结构可以包括，例如细规格的半径磁线同心地缠绕在基本上为螺旋层状模式的磁芯的线轴区域，尽管可以使用其他类型的导线(绝缘或其他)和缠绕模式。
接着在步骤1058制造或形成端子529。如前所述，端子429可以包括所需的特征，例如用于绕线的凹槽和在底部端子上的基底接触垫。这种端子的制造在电子领域是周知的，在此不再赘述。
接着在步骤1060，端子529插入到或连接到绕阻磁芯502。例如在实施例中，使用焊珠或几滴适合的粘合剂如环氧树脂，将端子529黏着到磁芯502的凹槽535。上述的绕线在步骤1060终止在端子529，通过将其活动端路由进入凹槽535中以及端子529的下方，从而这样形成电接触。也可以使用其他例如绕线和焊接的方法(与所选的端子结构一致)或作为可替换方法。
接着在步骤1062制造可控的磁饱和元件508。在图5所示的实施例中，元件508包括镍铁条。该镍铁条首先形成所需厚度的一层镍铁合金(步骤1064)。然后在步骤1066，上述层的一边浸上一层合适的强黏合剂(或可替换为环氧树脂的黏合剂)，并且在步骤1068将上述的层用切割机械分成适当大小的条。
在步骤1070，从步骤1062获得的一个或多个条508，在下一步沿轴线方向纵向地贴到上述的磁芯502，以便桥接上述两个端部元件502a、502b之间的气隙。可以通过自动装置(例如，适于将上述元件508准确放置到磁芯502的机器)，或手动来固定。
然后在步骤1072，上述组合的感应设备500可选择地进行测试，这样完成整个制造过程。
可替换的是，在使用连续的镍铁合金或类似金属的工型设备的实施例中，可以修改前述的程序，使可以切割适当大小的层然后应用到磁芯502上。然后，将上述的热缩套或软绝缘管(如果使用的话)应用于至少是上述磁芯的端部凸缘的外围区域，覆盖上述的可控磁饱和层508，然后使其受到充分的热使热缩套缩小，将可控饱和层紧紧地附着在上述的工型磁芯的凸缘。
应当清楚的是，虽然本发明的某些方面是以具体的方法步骤进行说明的，但是这些描述仅仅示出了本发明方法更广范围的例子，对于具体的应用可以按照需要进行改动。某些步骤可以不必实施或者在一些情况下可任意选择实施。另外，某些步骤或功能可以加到本发明公开的实施例中，或者改变两个或多个步骤的执行顺序。所有这些变化都被认为是包括在本发明所公开的内容和权利要求覆盖的范围之内。
权利要求
1.一种感应设备，其特征在于其包括一个磁透性磁芯；和一个可控的磁饱和元件，与上述的磁透性磁芯共同作用，为上述的感应设备提供所需的电感特性。
2.根据权利要求1所述的感应设备，其特征在于其中所述的磁透性磁芯包括一罐形磁芯，该罐形磁芯具有第一和第二磁芯元件，且上述的可控磁饱和元件包括一可变几何间隙，该间隙形成于上述的第一和第二磁芯元件的各部分之间。
3.根据权利要求2所述的感应设备，其特征在于其中所述的可变几何间隙至少包括具有第一间隙宽度的第一区域和具有第二间隙宽度的第二区域。
4.根据权利要求2所述的感应设备，其特征在于其中所述的第一区域和第二区域包括在上述磁芯的中央区域中。
5.根据权利要求4所述的感应设备，其特征在于其中所述的第一区域包括上述中央区域大约90％的截面区域，且上述的第二区域包括大约10％的上述截面区域。
6.根据权利要求3所述的感应设备，其特征在于其中所述的第一区域与所述的第二区域同中心地放置。
7.根据权利要求3所述的感应设备，其特征在于其中所述的可变几何间隙进一步包括一与其相关的第三区域，具有第三间隙宽度，上述的第三间隙宽度与上述的第一或第二间隙宽度不相等。
8.根据权利要求1所述的感应设备，其特征在于其中所述的磁芯包括一基本上为工型的磁芯，该磁芯具有至少一个线轴区域和与上述线轴区域相邻的至少第一和第二端部元件。
9.根据权利要求8所述的感应设备，其特征在于其中所述的可控磁饱和元件包括一个合金条，其至少部分放置在上述磁芯的第一和第二端部元件之间。
10.根据权利要求8所述的感应设备，其特征在于其中所述的可控磁饱和元件包括一合金条，至少部分放置在上述磁芯的第一和第二端部元件之间。
11.根据权利要求10所述的感应设备，其特征在于其中所述的合金条包括至少铁和镍。
12.根据权利要求10所述的感应设备，其特征在于选择上述的合金条的厚度，使得在上述的感应设备的感应电流特性中产生一个或多个产物。
13.根据权利要求8所述的感应设备，其特征在于其中所述的可控磁饱和元件包括数个合金条，每个合金条至少部分放置在上述磁芯的第一和第二端部元件之间，并且在环绕上述第一和第二端部元件外围的不同位置。
14.根据权利要求8所述的感应设备，其特征在于其中所述的可控磁饱和元件包括一基本上连续的合金层，至少部分围绕上述第一和第二端部元件的外围放置。
15.根据权利要求14所述的感应设备，其特征在于其进一步包括至少一个护罩，围绕上述的合金层的至少一部分放置，上述的至少一个护罩适用于维持上述的合金层和上述的磁芯基本上固定的关系。
16.根据权利要求15所述的感应设备，其特征在于其中所述的至少一个护罩包括热缩管。
17.根据权利要求8所述的感应设备，其特征在于其中所述的磁芯包括第一和第二线轴区域，沿着上述的设备轴向放置在上述第一和第二端部元件之间，并且在上述第一和第二线轴区域之间放置有一中心元件。
18.根据权利要求1所述的感应设备，其特征在于其中所述的所需电感特性包括至少一个第一区域，在第一电流具有基本不变的第一电感，和第二区域，在第二电流具有基本不变的第二电感，上述的第一电感基本上高于上述的第二电感。
19.根据权利要求18所述的感应设备，其特征在于其中所述的第一和第二电感区域被第三区域隔开，该第三区域的电感随着电流相对小幅度的增加而大幅度减少。
20.一种信号调节装置，其特征在于其包括至少一个感应设备，包括一磁透性磁芯和一与该磁芯共同作用的可控磁饱和元件，给上述的感应设备提供所需的电感特性；以及一信号调节电路，结合在上述至少一个感应设备中，上述的信号调节电路适用于至少部分使用上述的至少一个感应设备将至少一个信号输入调节到上述的电路。
21.根据权利要求20所述的信号调节装置，其特征在于其中所述的所需的电感特性包括至少两个区域，这两个区域具有基本上不变，但是仍具有不同的电感值，这两个区域被一具有电感随着直流电流增加而大幅度的负变化的区域分隔。
22.根据权利要求20所述的信号调节装置，其特征在于其中所述的可控磁饱和元件适用于使上述的至少部分磁芯在较高的电流值磁饱和。
23.根据权利要求20所述的信号调节装置，其特征在于其中所述的信号调节电路包括一DSL滤波电路。
24.根据权利要求23所述的信号调节装置，其特征在于其中所述的所需的感应设备的电感特性在挂机状态期间产生较高的电感，在摘机状态期间产生较低的电感。
25.根据权利要求23或24所述的信号调节装置，其特征在于其中所述的滤波电路包括一动态开关滤波电路，适用于当与同一条远程通信线路上的其他滤波电路结合时减少分流电容。
26.一种使用感应设备提供可控电感的方法，其特征在于其包括提供一可磁透性磁芯，具有放置于其上的一绕阻；选择可控磁饱和元件的参数以提供(i)在没有电流的情况下提供较高的电感，和(ii)在超出给定电流临界值的非零电流条件下提供相对较低的电感；根据上述选择的参数提供一可控磁饱和元件，上述的磁饱和元件耦接到上述的磁芯；以及操作在一个能在设备中产生无电流和非零电流情况的的电路中的设备。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于其中所述的选择行为包括选择材料，厚度和上述可控磁饱和元件的几何形状，以便控制在工作期间的磁饱和。
28.一种制造感应组件的方法，其特征在于其包括提供一适于相互紧密配合的第一磁芯元件和第二磁芯元件；设置上述的第一和第二磁芯元件之间形成的第一部分的间隙为第一宽度；设置上述第二部分间隙为第二宽度；用导体缠绕上述的磁芯；以及组合上述的第一元件和第二元件。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于其中所述的设置行为包括设置上述的第一和第二磁芯元件的中心柱区域。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于其中所述的设置第一部分间隙包括从上述的第一磁芯元件机械地去除材料。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于其中所述的组合行为包括用一盲孔校准装置紧密配合上述第一和第二磁芯元件。
32.一种制造感应组件的方法，其特征在于其包括提供一基本为工型的磁芯，该磁芯具有至少第一和第二端部元件以及至少一个线轴区域；在上述的至少一个线轴区域缠绕至少一个导体；且用至少一个可控磁饱和元件桥接上述的至少第一和第二端部元件。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于其中所述的桥接行为包括制做一薄合金材料层；从上述的合金材料层切割上述的至少一个可控磁饱和元件；且将上述的至少一个可控磁饱和元件沿着外围胶粘到上述的第一和第二端部元件上。
34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于其中所述的桥接行为包括制做一薄合金材料；且将上述薄合金层沿着它们的外围粘附地结合到上述的第一和第二端部元件上。
35.根据权利要求32所述的方法，其特征在于其中所述的桥接行为包括制做一薄合金材料；且所述的薄片至少用一节热收缩套管沿着它们的外围紧密结合到每个所述的第一和第二末端元件。
36.一DSL滤波电路，包括一感应设备，具有磁透性磁芯和与该磁透性磁心共同作用的可控磁饱和元件，在某一电流时提供高阻抗，以及在较大电流提供较低阻抗；和具有低电容的动态滤波器；其中所述的感应设备和所述的滤波电路共同作用，以提供高挂机阻抗，低摘机阻抗，和稳定的截止频率。
全文摘要
一种具有一可控的磁芯磁饱和的改进的感应装置(400)，提供一种可以低成本制造的所需的电感特性。在一实施例中，提供一种具有可变几何间隙的罐形磁芯(402)。该可变的几何间隙使“步进”电感分布在低直流电流时具有高电感，并且在较高直流电流处具有较低的电感，对应于例如在典型的通信电路中的呼叫识别功能的挂机和摘机状态。在其它实施例中，公开了单个和多线轴工型磁芯设备，使用一可控磁饱和元件，使磁芯具有选择性的可控磁饱和。公开使用前述的感应设备示例性信号调节电路(例如，动态可控低电容DSL滤波器)和制造上述感应设备的成本效益的方法。
文档编号H01F3/14GK1695212SQ02829883
公开日2005年11月9日 申请日期2002年9月17日 优先权日2002年9月17日
发明者弗雷德里克·J·基科, 卢西恩·斯克里普加 申请人:普尔斯工程公司