DE112021000952T5

DE112021000952T5 - Signalübertragungsvorrichtung und signalübertragungsschaltung

Info

Publication number: DE112021000952T5
Application number: DE112021000952.4T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Uematsu
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2022-12-15
Also published as: US20230179255A1; US12068805B2; JP7508259B2; CN115380477A; JP2021168442A; WO2021205775A1

Abstract

Eine Signalübertragungsvorrichtung umfasst eine Signalseitenelektrode; eine erste Signalleitung, die mit einer Seite der Signalseitenelektrode verbunden ist; eine zweite Signalleitung, die mit der anderen Seite der Signalseitenelektrode verbunden ist; eine Leistungsquellenseitenelektrode, die ein Paar mit der Signalseitenelektrode bildet und mit der Signalseitenelektrode über eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden ist; und einen kapazitiven Kopplungsteil, der die Leistungsquellenseitenelektrode mit einer Masseverdrahtung oder einer Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt. Die erste Signalleitung, die Signalseitenelektrode und die zweite Signalleitung bilden einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals. Die erste Signalleitung und die zweite Signalleitung übertragen Leistung über die Signalseitenelektrode, die elektronische Komponente und die Leistungsquellenseitenelektrode.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Signalübertragungsvorrichtung und eine Signalübertragungsschaltung.
Stand der Technik
Gemäß der Patentliteratur 1 sind eine Überwachungsschaltung und eine Kameraschaltung über ein Koaxialkabel verbunden und ein Signal und Leistung werden auf dem Koaxialkabel überlagert und übertragen. in einem Pfad einer Signalleitung ist ein Gleichstromabschaltkondensator in unmittelbarer Nähe einer Sende/Empfangs-IC angeordnet. Ein aktives Filter ist in eine Leistungsquellenverdrahtung an einem Verbindungspunkt mit der Signalleitung eingesetzt, so dass ein Signal und Leistung gemäß dem Filterfrequenzbereich getrennt werden.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: US-Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2013/0187445
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es war schwierig, den Filterfrequenzbereich zu einer Hochfrequenzseite zu verbreitern.
Lösung für das Problem
Eine Signalübertragungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Signalseitenelektrode; eine erste Signalleitung, die mit einer Seite der Signalseitenelektrode verbunden ist; eine zweite Signalleitung, die mit der anderen Seite der Signalseitenelektrode verbunden ist; eine Leistungsquellenseitenelektrode, die ein Paar mit der Signalseitenelektrode bildet und mit der Signalseitenelektrode über eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden ist; und einen kapazitiven Kopplungsteil, der die Leistungsquellenseitenelektrode mit einer Masseverdrahtung oder einer Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt, wobei es bevorzugt ist, dass die erste Signalleitung, die Signalseitenelektrode und die zweite Signalleitung einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals bilden, und die erste Signalleitung und die zweite Signalleitung Leistung über die Signalseitenelektrode, die elektronische Komponente und die Leistungsquellenseitenelektrode übertragen.
Eine Signalübertragungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine erste Elektrode; eine erste Signalleitung, die mit einer Seite der ersten Elektrode verbunden ist; eine zweite Signalleitung, die mit der anderen Seite der ersten Elektrode verbunden ist; eine zweite Elektrode; eine dritte Signalleitung, die mit einer Seite der zweiten Elektrode verbunden ist; eine vierte Signalleitung, die mit der anderen Seite der zweiten Elektrode verbunden ist; eine dritte Elektrode und eine vierte Elektrode, die ein Paar mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bilden und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode über eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden sind; einen ersten kapazitiven Kopplungsteil, der die dritte Elektrode mit einer Masseverdrahtung oder einer Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt; und einen zweiten kapazitiven Kopplungsteil, der die vierte Elektrode mit der Masseverdrahtung oder der Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt, wobei es bevorzugt ist, dass die erste Signalleitung und die zweite Signalleitung eine erste Differentialverdrahtung bilden, die dritte Signalleitung und die vierte Signalleitung eine zweite Differentialverdrahtung bilden, die erste Differentialverdrahtung und die erste Elektrode und die zweite Differentialverdrahtung und die zweite Elektrode einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals bilden und die erste Differentialverdrahtung und die zweite Differentialverdrahtung Leistung von der dritten Elektrode und der vierten Elektrode über die erste Elektrode und die zweite Elektrode übertragen.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Filterfrequenzbereich zu einer Hochfrequenzseite zu verbreitern.
Andere Probleme, Konfigurationen und Effekte als die vorstehend beschriebenen werden durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung verdeutlicht.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung in einem Vergleichsbeispiel.
[2] 2(A) und 2(B) sind Diagramme, die eine Ersatzschaltung und ein Impedanzprofil der Signalübertragungsvorrichtung im Vergleichsbeispiel darstellen.
[3] 3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
[4] 4(A) und 4(B) sind Querschnittsansichten einer gedruckten Leiterplatte in einem Zustand, in dem eine Filterkomponente auf einem Substrat angeordnet ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
[5] 5(A) und 5(B) sind Diagramme, die eine Ersatzschaltung der Signalübertragungsvorrichtung und ein S-Parameter-Profil der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellen.
[6] 6(A) und 6(B) sind Diagramme, die eine Signaldurchlasscharakteristik (S₂₁) und eine Filtercharakteristik (S₃₁) in der ersten Ausführungsform darstellen.
[7] 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
[8] 8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
[9] 9(A), 9(B) und 9(C) sind ein Diagramm, das eine Änderung eines elektrischen Feldes der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt, und Diagramme, die eine Signaldurchlasscharakteristik (S₂₁) und eine Filtercharakteristik (S₃₁) darstellen.
[10] 10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
[11] 11 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
[12] 12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.
[13] 13 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt.
[14] 14 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt.
[15] 15 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform darstellt.
[16] 16 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsschaltung gemäß einer neunten Ausführungsform darstellt.
[17] 17(A) und 17(B) sind Querschnittsansichten einer gedruckten Leiterplatte in einem Zustand, in dem eine Filterkomponente auf einem Substrat angeordnet ist, gemäß einer zehnten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen sind Beispiele zum Beschreiben der vorliegenden Erfindung, wobei gegebenenfalls wegen der Deutlichkeit der Beschreibung eine Weglassung und Vereinfachung vorgenommen werden. Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen anderen Formen ausgeführt werden. Wenn nicht anders angegeben, kann jede Komponente Singular oder Plural sein.
Positionen, Größen, Formen, Bereiche und dergleichen von Komponenten, die in den Zeichnungen dargestellt sind, können keine tatsächlichen Positionen, Größen, Formen, Bereiche und dergleichen darstellen, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf die Positionen, Größen, Formen, Bereiche und dergleichen, die in den Zeichnungen offenbart sind, begrenzt.
In einem Fall, in dem mehrere Komponenten mit denselben oder ähnlichen Funktionen vorhanden sind, können dieselben Bezugszeichen mit verschiedenen tiefgestellten Indizes für die Beschreibung beigefügt sein. In einem Fall, in dem es nicht erforderlich ist, die mehreren Komponenten zu unterscheiden, kann jedoch die Beschreibung durchgeführt werden, während die tiefgestellten Indizes weggelassen werden.
[Vergleichsbeispiel]
Vor dem Beschreiben der vorliegenden Ausführungsform wird ein mit der vorliegenden Ausführungsform zu vergleichendes Vergleichsbeispiel beschrieben.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung im Vergleichsbeispiel. Die Signalübertragungsvorrichtung zweigt im Zentrum einer Signalleitung 1-1 auf der linken Seite in der Zeichnung und einer Signalleitung 1-2 auf der rechten Seite in der Zeichnung ab und ist mit einer Leistungsquellenverdrahtung 5 über ein Signal/Leistungsquellen-Trennfilter mit Filterkomponenten 2-1 bis 2-3 verbunden. Die Signalleitungen 1-1 und 1-2 bilden einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals und sind mit einer Vorrichtung wie z. B. einer Kommunikations-LSI verbunden. Die Filterkomponente 2-1 ist durch Anordnen einer PoC-Filterkomponente zwischen einer Signalseitenelektrode 3 und einer Leistungsquellenseitenelektrode 4 ausgebildet. PoC steht für Leistung über Koaxialkabel. Die PoC-Filterkomponente ist eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente. Die Filterkomponenten 2-2 und 2-3 weisen eine ähnliche Konfiguration auf, weisen jedoch häufig eine Konfiguration unter Verwendung von PoC-Filterkomponenten mit verschiedenen Größen und Charakteristiken auf. Die Signalseitenelektrode 3 der Filterkomponente 2-1 ist mit den Signalleitungen 1-1 und 1-2 verbunden. Die Leistungsquellenseitenelektrode 4 der Filterkomponente 2-1 ist mit der Leistungsquellenverdrahtung 5 über die Filterkomponenten 2-2 und 2-3 verbunden.
2(A) stellt eine Ersatzschaltung der Signalübertragungsvorrichtung dar. 2(B) stellt ein Impedanzprofil der Signalübertragungsvorrichtung dar. In 2(B) stellt die horizontale Achse die Frequenz dar und die vertikale Achse stellt die Impedanz dar.
Wie in 2(A) dargestellt, sind die Filterkomponenten keine einfache Induktivität, sondern sind durch eine Schaltung mit einer Widerstandskomponente in Reihe mit einer Induktivität und eine parasitäre Kapazitätskomponente parallel zur Induktivität ausgedrückt. Das heißt, die Filterkomponenten 2-1 bis 2-3 sind eine parallele LC-Schaltung. Wie in 2(B) dargestellt, weist das Impedanzprofil ein Impedanzprofil vom Bergtyp auf, das einen Maximalwert der Impedanz bei einer Antiresonanzfrequenz annimmt, die durch die Induktivität L und die Kapazität C bestimmt ist. Impedanzprofile der Filterkomponenten 2-1 bis 2-3 sind jeweils L1 bis L3 und ein kombiniertes Impedanzprofil des Signal/Leistungsquellen-Trennfilters ist L.
Die Rolle des Signal/Leistungsquellen-Trennfilters besteht darin, zu verhindern, dass Energie zur Seite der Leistungsquellenverdrahtung 5 übertragen wird, durch Einsetzen einer Komponente mit einer ausreichend hohen Impedanz mit Bezug auf die Signalleitung 1 in einen Verbindungspunkt mit der Leistungsquellenverdrahtung 5. Als Funktion des Signal/Leistungsquellen-Trennfilters ist es erforderlich, den Filterfrequenzbereich (Signalübertragungsfrequenzbereich) festzulegen, in dem die Energie des Signals zu einer Referenzimpedanz ZO oder mehr existiert. Da andererseits die Impedanz einer einzelnen Filterkomponente keinen breiten Frequenzbereich abdecken kann, wird der Filterfrequenzbereich unter Verwendung von mehreren Komponenten mit verschiedenen Antiresonanzfrequenzen erweitert. 2(B) stellt ein Beispiel dar, in dem der Filterfrequenzbereich unter Verwendung der drei Filterkomponenten 2-1 bis 2-3 erweitert ist. Das Bereitstellen der Filterkomponente 2-1 mit der höchsten Antiresonanzfrequenz am Verbindungspunkt mit den Signalleitungen 1-1 und 1-2 spielt eine Rolle zum Verhindern, dass Hochfrequenzenergie austritt.
In diesem Vergleichsbeispiel ist es jedoch, um den Filterfrequenzbereich zur Hochfrequenzseite zu verbreitern, erforderlich, eine Komponente mit einer hohen Antiresonanzfrequenz zu verwenden, aber aufgrund der Struktur der Filterkomponenten 2-1 bis 2-3 besteht eine Grenze für das Erhöhen der Antiresonanzfrequenz und beispielsweise ist es schwierig, ein Filter zu konfigurieren, das bis zu einem Filterfrequenzbereich eines Niveaus von 10 GHz abdeckt.
Gemäß jeder nachstehend beschriebenen Ausführungsform ist es in einer solchen Signalübertragungsvorrichtung beispielsweise möglich, eine Struktur zu schaffen, in der ein Signal/Leistungsquellen-Trennfilter, das einem Hochgeschwindigkeitssignal mit einer Geschwindigkeit, die 10 Gbps überschreitet, entspricht, auf einer gedruckten Leiterplatte mit niedrigen Kosten ausgebildet wird.
[Erste Ausführungsform]
3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
Wie in 3 dargestellt, sind Signalleitungen 1-1 und 1-2 auf einem Substrat 11 durch gedruckte Verdrahtung ausgebildet. Die Signalleitungen 1-1 und 1-2 bilden einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals und sind mit einer Vorrichtung wie z. B. einer Kommunikations-LSI verbunden. Eine Filterkomponente 2-1, die ein Signal/Leistungsquellen-Trennfilter bildet, ist zwischen die Signalleitung 1-1 und die Signalleitung 1-2 geschaltet und ist ferner mit einer Leistungsquellenverdrahtung 5 über die Filterkomponente 2-1 verbunden. Die Leistungsquellenverdrahtung 5 ist mit einer Leistungsquellen-IC (nicht dargestellt) verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform und den folgenden Ausführungsformen kann, um die Beschreibung zu vereinfachen, nur die Filterkomponente 2-1 als Signal/Leistungsquellen-Trennfilter dargestellt werden, aber die Filterkomponenten 2-2 bis 2-3 und dergleichen, die im Vergleichsbeispiel dargestellt sind, können nach Bedarf enthalten sein.
Die Filterkomponente 2-1 umfasst eine Signalseitenelektrode 3 und eine Leistungsquellenseitenelektrode 4, die ein Paar mit der Signalseitenelektrode 3 bildet und mit der Signalseitenelektrode 3 über eine elektronische Komponente 2 mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden ist. Die Signalleitung 1-1 ist mit einer Seite der Signalseitenelektrode 3 verbunden und die Signalleitung 1-2 ist mit der anderen Seite der Signalseitenelektrode 3 verbunden. Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 sind mit der Leistungsquellenseitenelektrode 4 auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 über Verdrahtungsmuster 7-1 und 7-2 verbunden, die dünner sind als die Elektrodenmuster 6-1 bzw. 6-2.
Die Signalleitungen 1-1 und 1-2 sind mit der Leistungsquellenverdrahtung 5 über die Signalseitenelektrode 3, die elektronische Komponente 2 und die Leistungsquellenseitenelektrode 4 verbunden. Folglich wird Leistung für eine Leistungsquelle, die aus der Leistungsquellen-IC ausgegeben wird, zu den Übertragungssignalleitungen 1-1 und 1-2 über die Leistungsquellenverdrahtung 5, die Leistungsquellenseitenelektrode 4, die Signalseitenelektrode 3 und die elektronische Komponente 2 übertragen und wird zu einer Vorrichtung wie z. B. einer LSI an einem Verbindungsziel davon über die Übertragungssignalleitungen 1-1 und 1-2 zugeführt. Das heißt, die Übertragungssignalleitungen 1-1 und 1-2 übertragen Leistung zwischen der Leistungsquellen-IC und der Vorrichtung am Verbindungsziel über die Signalseitenelektrode 3, die elektronische Komponente 2 und die Leistungsquellenseitenelektrode 4.
Die Filterkomponente 2-1 mit der Signalseitenelektrode 3, der elektronischen Komponente 2 und der Leistungsquellenseitenelektrode 4 ist auf dem Substrat 11 in einem Entfernungsabschnitt 9 angeordnet, von dem eine Masseverdrahtung entfernt ist. Andererseits sind die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2, die auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 vorgesehen sind, so angeordnet, dass sie der Masseverdrahtung 8-1 (siehe 4) des Substrats 11 zugewandt sind. Das heißt, die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 fungieren als kapazitiver Kopplungsteil 6, der die Leistungsquellenseitenelektrode 4 mit der Masseverdrahtung 8-1 kapazitiv koppelt. Mit anderen Worten, der kapazitive Kopplungsteil 6 umfasst einen ersten kapazitiven Kopplungsteil (Elektrodenmuster 6-1) und einen zweiten kapazitiven Kopplungsteil (Elektrodenmuster 6-2). Der erste kapazitive Kopplungsteil ist auf der Außenseite des Verbindungspunkts a zwischen der Signalseitenelektrode 3 und der Signalleitung 1-1 vorgesehen und koppelt die Leistungsquellenseitenelektrode 4 kapazitiv mit der Masseverdrahtung 8-1. Der zweite kapazitive Kopplungsteil ist auf der Außenseite des Verbindungspunkts b zwischen der Signalseitenelektrode 3 und der Signalleitung 1-2 vorgesehen und koppelt die Leistungsquellenseitenelektrode 4 kapazitiv mit der Masseverdrahtung 8-1.
4 sind Querschnittsansichten eines Zustandes, in dem die Filterkomponente 2-1 auf dem Substrat 11 angeordnet ist. 4(A) ist eine Seitenansicht davon und 4(B) ist eine hintere Ansicht davon. 4(A) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 3 und 4(B) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 3.
Das Substrat 11 ist ein mehrlagiges Verdrahtungssubstrat, die Oberflächenschicht des Substrats 11 ist eine Oberfläche, auf der die Filterkomponente 2-1 montiert ist, und die Masseverdrahtungsschicht 8-1 ist unmittelbar unter der Oberflächenschicht vorhanden. 4(A) stellt ein Beispiel dar, in dem eine Masseverdrahtungsschicht 8-2 unter der Masseverdrahtungsschicht 8-1 vorgesehen ist, aber diese Schicht kann eine Signalschicht sein. Wie in 4(A) dargestellt, ist der Entfernungsabschnitt 9, von dem die Masseverdrahtung entfernt ist, unmittelbar unter der Signalseitenelektrode 3, der elektronischen Komponente 2 und der Leistungsquellenseitenelektrode 4 vorgesehen, um keine unnötige parasitäre Kapazität zu erzeugen.
Wie in 4(B) dargestellt, existiert andererseits die Masseverdrahtungsschicht 8-1 unmittelbar unter den Elektrodenmustern 6-1 und 6-2, die auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 vorgesehen sind. Das heißt, die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 fungieren als kapazitiver Kopplungsteil 6 durch Ausbilden einer parallelen flachen Platte mit der Masseverdrahtungsschicht 8-1.
5(A) stellt eine Ersatzschaltung der Signalübertragungsvorrichtung 100 dar. 5(B) stellt ein S-Parameter-Profil der Signalübertragungsvorrichtung 100 dar. In 5(B) stellt die horizontale Achse die Frequenz dar und die vertikale Achse stellt einen S-Parameter dar.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 5(A) dargestellt, ist der kapazitive Kopplungsteil 6 zur Leistungsquellenseitenelektrode 4 der Filterkomponente 2-1 der ersten Stufe hinzugefügt. Folglich wird der Zufluss eines Hochfrequenzstroms, der zur Leistungsquellenseite über die parasitäre Kapazität der Filterkomponente 2-1 austritt, verhindert, so dass die Filterleistungsfähigkeit im Band verbreitert wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 5(B) dargestellt, weist durch Hinzufügen des kapazitiven Kopplungsteils 6 zur Leistungsquellenseitenelektrode 4 der Filterkomponente 2-1 der ersten Stufe eine Signaldurchlasscharakteristik (S₂₁) einen geringen Effekt im Vergleich zum Vergleichsbeispiel auf. Eine Filtercharakteristik (S₃₁) kann auf einen Hochfrequenzfilterfrequenzbereich im Vergleich zum Vergleichsbeispiel erweitert werden.
6(A) ist ein Diagramm, das die Signaldurchlasscharakteristik (S₂₁) darstellt, und 6(B) ist ein Diagramm, das die Filtercharakteristik (S₃₁) darstellt.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 6(A) dargestellt, der kapazitive Kopplungsteil 6 zur Leistungsquellenseitenelektrode 4 der Filterkomponente 2-1 der ersten Stufe hinzugefügt ist, hat die Signaldurchlasscharakteristik (S₂₁) einen geringen Effekt. Wie in 6(B) dargestellt, kann eine Tendenz, dass die Filtercharakteristik (S₃₁) verbessert wird, bestätigt werden.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Signalübertragungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Wie in 7 dargestellt, sind die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 der Masseverdrahtung 8 zugewandt, um einen Kondensator mit parallelen Platten zu bilden, wodurch der kapazitive Kopplungsteil 6 implementiert wird. Obwohl das Elektrodenmuster 6-1 nicht dargestellt ist, sind die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 mit beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 über die Verdrahtungsmuster 7-1 und 7-2 verbunden, die dünner sind als die Elektrodenmuster 6-1 bzw. 6-2. Die durch Vorsehen des kapazitiven Kopplungsteils 6 hinzuzufügende Kapazität ist etwa 0,1 pF bis mehrere pF, was zur Verbesserung der Filterleistungsfähigkeit im Band von 10 GHz beiträgt. Ferner liegen die Positionen der Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 wünschenswerterweise nahe den Signalleitungen 1-1 bzw. 1-2. Ferner sind die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2, die auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 vorgesehen sind, wünschenswerterweise symmetrisch. Gründe für diese Anordnungen werden in einer zweiten Ausführungsform mit Ergebnissen der Analyse des elektromagnetischen Feldes beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Filterfrequenzbereich zur Hochfrequenzseite verbreitert werden und überdies kann der kapazitive Kopplungsteil 6 nur mit der Musterverdrahtung des Substrats 11 konfiguriert werden, und da die Musterverdrahtung sehr klein ist, besteht ein geringer Effekt auf die Fläche des Substrats 11 und keine zusätzlichen Kosten sind erforderlich.
[Zweite Ausführungsform]
Die zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet. In der ersten Ausführungsform sind die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 vorgesehen, aber in der zweiten Ausführungsform sind Elektrodenmuster 6-1, 6-2, 6-3 und 6-4 auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 vorgesehen. Dies kann die Filterleistungsfähigkeit weiter verbessern.
Wenn die Größe des Elektrodenmusters des kapazitiven Kopplungsteils 6 erhöht wird, um die Charakteristiken im Hochfrequenzbereich zu verbessern, tritt eine Resonanz gemäß der Größe des Elektrodenmusters auf, und folglich ist es erwünscht, mehrere kleine Elektrodenmuster vorzusehen. In der zweiten Ausführungsform, wie in 8 dargestellt, sind daher insgesamt die vier Elektrodenmuster 6-1, 6-2, 6-3 und 6-4 vorgesehen, zwei auf jeder der linken und der rechten Seite der Leistungsquellenseitenelektrode 4. Dann sind die Elektrodenmuster 6-1, 6-2, 6-3 und 6-4 einer Masseverdrahtung 8-1 (siehe 4) zugewandt, um einen Kondensator mit parallelen Platten zu bilden, wodurch ein kapazitiver Kopplungsteil 6 implementiert wird. Die Anzahl von Elektrodenmustern ist nicht auf vier begrenzt und mehr Elektrodenmuster können vorgesehen sein.
9(A) ist ein Diagramm, das eine Änderung eines elektrischen Feldes darstellt, wenn ein Hochfrequenzstrom durch die Signalleitungen 1-1 und 1-2 in der vorliegenden Ausführungsform fließt. Eine Änderung des elektrischen Feldes E, die durch Analyse des elektromagnetischen Feldes erhalten wird, ist durch eine gestrichelte Linie angegeben.
Wenn der durch die Signalleitungen 1-1 und 1-2 fließende Strom die Signalseitenelektrode 3 erreicht, tritt eine Störung des elektrischen Feldes E auf. Dies liegt daran, dass sich die Verdrahtungsbreite aufgrund der Anwesenheit der Signalseitenelektrode 3 stark ändert und der Rückstrom diskontinuierlich wird, da ein Entfernungsabschnitt 9, von dem die Masseverdrahtung entfernt ist, unmittelbar unter der Signalseitenelektrode 3 für den Impedanzabgleich der Signalseitenelektrode 3 vorgesehen ist. Die Störung des elektrischen Feldes E ist mit der nächsten Leistungsquellenseitenelektrode 4 gekoppelt, was zu einem Austritt eines Hochfrequenzstroms führt. Der kapazitive Kopplungsteil 6, der an beiden Enden angeordnet ist, übt einen Effekt aus, um unmittelbar zu verursachen, dass der Kriechstrom zur Masseverdrahtung fließt. Da die Hochfrequenzströme auf den Signalleitungen 1-1 und 1-2 bidirektional fließen und eine Kopplung auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 auftritt, muss der kapazitive Kopplungsteil 6 symmetrisch auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4 angeordnet sein. Aufgrund der Kopplung von der Signalseitenelektrode 3 ist außerdem der kapazitive Kopplungsteil 6 der Leistungsquellenseitenelektrode 4 wünschenswerterweise auf der Seite der Signalleitungen 1-1 und 1-2 angeordnet. Wenn beispielsweise die zwei Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 vorhanden sind, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, sind die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 auf der Seite der Signalleitungen 1-1 und 1-2 angeordnet, wie in 3 dargestellt. Selbst wenn mehrere Elektrodenmuster vorhanden sind, sind die Elektrodenmuster so nahe an den Signalleitungen 1-1 und 1-2 wie möglich angeordnet.
9(B) ist ein Diagramm, das eine Signaldurchlasscharakteristik (S₂₁) darstellt, und 9(C) ist ein Diagramm, das eine Filtercharakteristik (S₃₁) darstellt.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9(B) dargestellt, der kapazitive Kopplungsteil 6 durch die mehreren Elektrodenmuster gebildet ist, hat die Signaldurchlasscharakteristik (S₂₁) einen geringen Effekt. Wie in 9(C) dargestellt, kann eine Tendenz, dass die Filtercharakteristik (S₃₁) verbessert wird, bestätigt werden.
[Dritte Ausführungsform]
Eine dritte Ausführungsform wird mit Bezug auf 10 beschrieben. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein kapazitiver Kopplungsteil 6 durch Verbreitern einer Breite W einer Leistungsquellenseitenelektrode 4 ausgebildet. Die Breite W der Leistungsquellenseitenelektrode 4 ist größer gemacht als eine Breite eines Entfernungsabschnitts 9, von dem eine Masseverdrahtung entfernt ist. Folglich sind beide Enden der Leistungsquellenseitenelektrode 4, die mit der Masseverdrahtung überlappen, der Masseverdrahtung zugewandt, so dass ein Kondensator vom Typ mit parallelen Platten ausgebildet ist, und der kapazitive Kopplungsteil 6 (6-5, 6-6) ausgebildet ist.
Eine Kapazität von etwa 0,1 bis 0,3 pF kann nur durch geringfügiges Erhöhen der Breite W, beispielsweise um etwa 10 % der Größe der Leistungsquellenseitenelektrode 4, gebildet werden, so dass ein merklicher Effekt mit einer einfachen Konfiguration erhalten wird. Die Signalseitenelektrode 3 weist eine Größe auf, die zur Breite des Entfernungsabschnitts 9 passt, von dem die Masseverdrahtung entfernt ist. Mit anderen Worten, die Breite W der Leistungsquellenseitenelektrode 4 ist größer gemacht als die Breite der Signalseitenelektrode 3. Eine Länge einer Filterkomponente 2-1 in der Längsrichtung ist dieselbe wie jene in der ersten Ausführungsform.
[Vierte Ausführungsform]
Eine vierte Ausführungsform wird mit Bezug auf 11 beschrieben. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 dargestellt, sind Breiten einer Leistungsquellenseitenelektrode 4 und einer Signalseitenelektrode 3 dieselben wie jene in der ersten Ausführungsform, aber ein Entfernungsabschnitt 9, der unmittelbar unter der Leistungsquellenseitenelektrode 4 angeordnet ist und von dem eine Masseverdrahtung entfernt ist, ist schmäler als ein Entfernungsabschnitt 9, der unmittelbar unter der Signalseitenelektrode 3 angeordnet ist und von dem die Masseverdrahtung entfernt ist. Folglich sind beide Enden 6-5 und 6-6 der Leistungsquellenseitenelektrode 4, die mit der Masseverdrahtung überlappen, der Masseverdrahtung zugewandt, so dass ein Kondensator vom Typ mit parallelen Platten ausgebildet ist und ein kapazitiver Kopplungsteil 6 ausgebildet ist. Die Signalseitenelektrode 3 weist eine Größe auf, die zur Breite des Entfernungsabschnitts 9 passt, von dem die Masseverdrahtung entfernt ist. Eine Länge einer Filterkomponente 2-1 in der Längsrichtung ist dieselbe wie jene in der ersten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein merklicher Effekt mit einer einfachen Konfiguration erhalten, in der nur die Masseverdrahtung ausgeklügelt ist.
[Fünfte Ausführungsform]
Eine fünfte Ausführungsform wird mit Bezug auf 12 beschrieben. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist wie in der dritten Ausführungsform ein kapazitiver Kopplungsteil 6 durch Erhöhen der Größe einer Leistungsquellenseitenelektrode 4 ausgebildet. In diesem Fall weist die Leistungsquellenseitenelektrode 4 eine Trapezform auf, so dass die Leistungsquellenseitenelektrode 4 eine Fläche mit einer Breite aufweist, die in Richtung der Seite nahe den Signalleitungen 1-1 und 1-2 größer wird. Breiten von trapezförmigen breiten Abschnitten 6-5 und 6-6 der Leistungsquellenseitenelektrode 4 sind größer gemacht als eine Breite eines Entfernungsabschnitts 9, von dem eine Masseverdrahtung entfernt ist. Folglich sind die breiten Abschnitte 6-5 und 6-6 der Leistungsquellenseitenelektrode 4, die mit der Masseverdrahtung überlappen, der Masseverdrahtung zugewandt, um einen Kondensator mit parallelen Platten zu bilden, wodurch ein kapazitiver Kopplungsteil 6 ausgebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein merklicher Effekt mit einer einfachen Konfiguration erhalten, in der nur die Leistungsquellenseitenelektrode 4 eine Trapezform aufweist.
[Sechste Ausführungsform]
Eine sechste Ausführungsform wird mit Bezug auf 13 beschrieben. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist wie in der dritten Ausführungsform ein kapazitiver Kopplungsteil 6 durch Erhöhen der Größe einer Leistungsquellenseitenelektrode 4 ausgebildet. In diesem Fall sind Vorsprünge 6-5 und 6-6 an der Leistungsquellenseitenelektrode 4 ausgebildet, so dass die Leistungsquellenseitenelektrode 4 eine Fläche mit einer Breite aufweist, die in Richtung der Seite nahe den Signalleitungen 1-1 und 1-2 größer wird. Breiten der Vorsprünge 6-5 und 6-6 der Leistungsquellenseitenelektrode 4 sind größer gemacht als eine Breite eines Entfernungsabschnitts 9, von dem eine Masseverdrahtung entfernt ist. Folglich sind die Vorsprünge 6-5 und 6-6 der Leistungsquellenseitenelektrode 4, die mit der Masseverdrahtung überlappen, der Masseverdrahtung zugewandt, um einen Kondensator mit parallelen Platten auszubilden, wodurch ein kapazitiver Kopplungsteil 6 ausgebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein merklicher Effekt mit einer einfachen Konfiguration erhalten, in der nur die Leistungsquellenseitenelektrode 4 die Vorsprünge 6-5 und 6-6 ist.
[Siebte Ausführungsform]
Eine siebte Ausführungsform wird mit Bezug auf 14 beschrieben. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Signalübertragungsvorrichtung 100 zum Überlagern von Leistung auf eine Differentialsignalleitung verwendet und als solche Verwendungsform gibt es beispielsweise Leistung über eine Datenleitung (PoDL).
Eine Filterkomponente 21 mit einer Signalseitenelektrode 3-1, einer elektronischen Komponente 2-1 und einer Leistungsquellenseitenelektrode 4-1 ist auf einem Substrat 11 in einem Entfernungsabschnitt 9-1 angeordnet, von dem eine Masseverdrahtung entfernt ist. Die Signalseitenelektrode 3-1 ist mit P-Seiten-Verdrahtungen 1-1 und 1-2 verbunden. Elektrodenmuster 6-1 und 6-2, die auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4-1 vorgesehen sind, sind so angeordnet, dass sie einer Masseverdrahtung 8-1 (siehe 4) des Substrats 11 zugewandt sind. Das heißt, die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 fungieren als kapazitiver Kopplungsteil 6, der die Leistungsquellenseitenelektrode 4-1 mit der Masseverdrahtung 8-1 kapazitiv koppelt.
Eine Filterkomponente 22 mit einer Signalseitenelektrode 3-2, einer elektronischen Komponente 2-2 und einer Leistungsquellenseitenelektrode 4-2 ist auf dem Substrat 11 in einem Entfernungsabschnitt 9-2 angeordnet, von dem die Masseverdrahtung entfernt ist. Die Signalseitenelektrode 3-2 ist mit N-Seiten-Verdrahtungen 1-3 und 1-4 verbunden. Elektrodenmuster 6-3 und 6-4, die auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode 4-2 vorgesehen sind, sind so angeordnet, dass sie der Masseverdrahtung 8-1 (siehe 4) des Substrats 11 zugewandt sind. Das heißt, die Elektrodenmuster 6-3 und 6-4 fungieren als kapazitiver Kopplungsteil 6, der die Leistungsquellenseitenelektrode 4-2 kapazitiv mit der Masseverdrahtung koppelt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Signalübertragungsvorrichtung 100 zum Überlagern von Leistung auf die Differentialsignalleitung verwendet werden.
[Achte Ausführungsform]
Eine achte Ausführungsform wird mit Bezug auf 15 beschrieben. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet.
Die vorliegende Ausführungsform ist ein Beispiel, das einer PoDL für eine Differentialverdrahtung mit höherer Frequenz entspricht. Bei einer höheren Frequenz besteht, wenn individuelle Filterkomponenten für P-Seiten-Verdrahtungen 1-1 und 1-2 und N-Seiten-Verdrahtungen 1-3 und 1-4 verwendet werden, eine Möglichkeit, dass eine Gleichtaktkomponente aufgrund einer Charakteristikdifferenz zwischen den Komponenten aufgrund von Variationen in den Filterkomponenten erzeugt wird, so dass eine einzelne Filterkomponente 10 mit vier Anschlüssen verwendet wird.
Wie in 15 dargestellt, sind die erste Signalleitung 1-1, die mit einer Seite einer ersten Elektrode 3-1 verbunden ist, und die zweite Signalleitung 1-2, die mit der anderen Seite der ersten Elektrode 3-1 verbunden ist, vorgesehen. Ferner sind die dritte Signalleitung 1-3, die mit einer Seite einer zweiten Elektrode 3-2 verbunden ist, und die vierte Signalleitung 1-4, die mit der anderen Seite der zweiten Elektrode 3-2 verbunden ist, vorgesehen. Die erste Signalleitung 1-1 und die zweite Signalleitung 1-2 sind P-Seiten-Verdrahtungen. Die dritte Signalleitung 1-3 und die vierte Signalleitung 1-4 sind N-Seiten-Verdrahtungen.
Die einzelne Filterkomponente 10 ist mit der ersten Elektrode 3-1 und der zweiten Elektrode 3-2 gepaart und umfasst eine dritte Elektrode 4-1 und eine vierte Elektrode 4-2, die mit der ersten Elektrode 3-1 und der zweiten Elektrode 3-2 über eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden sind.
Die einzelne Filterkomponente 10 ist in einem Entfernungsabschnitt 9 angeordnet, von dem eine Masseverdrahtung entfernt ist. Erste kapazitive Kopplungsteile 6-1 und 6-2, die die dritte Elektrode 4-1 mit der Masseverdrahtung kapazitiv koppeln, und zweite kapazitive Kopplungsteile 6-3 und 6-4, die die vierte Elektrode 4-2 mit der Masseverdrahtung kapazitiv koppeln, sind vorgesehen. Die ersten kapazitiven Kopplungsteile 6-1 und 6-2, die auf beiden Seiten der dritten Elektrode 4-1 vorgesehen sind, sind so angeordnet, dass sie der Masseverdrahtung 8-1 (siehe 4) des Substrats 11 zugewandt sind, und koppeln die dritte Elektrode 4-1 kapazitiv mit der Masseverdrahtung. Die zweiten kapazitiven Kopplungsteile 6-3 und 6-4, die auf beiden Seiten der vierten Elektrode 4-2 vorgesehen sind, sind so angeordnet, dass sie der Masseverdrahtung 8-1 (siehe 4) des Substrats 11 zugewandt sind, und koppeln die vierte Elektrode 4-2 kapazitiv mit der Masseverdrahtung.
Die erste Signalleitung 1-1 und die zweite Signalleitung 1-2 bilden eine erste Differentialverdrahtung und die dritte Signalleitung 1-3 und die vierte Signalleitung 1-4 bilden eine zweite Differentialverdrahtung. Dann bilden die erste Differentialverdrahtung und die erste Elektrode 3-1 und die zweite Differentialverdrahtung und die zweite Elektrode 3-2 einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals und die erste Differentialverdrahtung und die zweite Differentialverdrahtung übertragen Leistung von der dritten Elektrode 4-1 und der vierten Elektrode 4-2 über die erste Elektrode 3-1 und die zweite Elektrode 3-2.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde ein Beispiel, in dem eine einzelne Filterkomponente 10 vorgesehen ist, beschrieben, aber mehrere einzelne Filterkomponenten 10 können in Reihe geschaltet sein und mit Leistungsquellenverdrahtungen 5-1 und 5-2 verbunden sein. In diesem Fall umfasst die einzelne Filterkomponente 10 der ersten Stufe, die mit der ersten Differentialverdrahtung und der zweiten Differentialverdrahtung verbunden ist, die ersten kapazitiven Kopplungsteile 6-1 und 6-2 und die zweiten kapazitiven Kopplungsteile 6-3 und 6-4, aber die einzelne Filterkomponente 10 der nachfolgenden Stufe umfasst keinen kapazitiven Kopplungsteil.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform die einzelne Filterkomponente 10 verwendet wird, ist es möglich, die Gleichtaktkomponente aufgrund der Charakteristikdifferenz zwischen Komponenten aufgrund einer Variation in den Komponenten im Vergleich zu dem Fall der Verwendung von mehreren Filterkomponenten 10 zu unterdrücken.
[Neunte Ausführungsform]
16 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Signalübertragungsschaltung 1000 darstellt. Die Signalübertragungsschaltung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Anwenden der in der ersten bis achten Ausführungsform beschriebenen Signalübertragungsvorrichtung 100 erhalten.
Wie in 16 dargestellt, ist die Signalübertragungsschaltung 1000 durch Verbinden einer Kameraeinheit 19 mit einem ECU-Modul 20 über ein Koaxialkabel 18 konfiguriert. Leistung wird vom ECU-Modul 20 zur Kameraeinheit 19 unter Verwendung des Koaxialkabels 18 zugeführt und ein Signal wird hauptsächlich von der Kameraeinheit 19 zum ECU-Modul 20 über das Koaxialkabel 18 mit hoher Geschwindigkeit übertragen.
Die Kameraeinheit 19 umfasst eine Kamera 16, eine Bild-IC 13-1, einen Serialisierer 14 und einen Kondensator 12-1. Bilddaten, die durch die Kamera 16 erfasst werden, werden durch die Bild-IC 13-1 einer Bildverarbeitung unterzogen, durch den Serialisierer 14 in serielle Daten umgewandelt und zum Koaxialkabel 18 über den Kondensator 12-1 für Gleichstromabschaltung übertragen. Andererseits wird die über das Koaxialkabel 18 zugeführte Leistung zu einem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 17-1 über die Signalübertragungsvorrichtung 100 übertragen. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 17-1 führt Leistung zur Kamera 16, zur Bild-IC 13-1 und zum Serialisierer 14 zu. Die Signalübertragungsvorrichtung 100 umfasst den in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen kapazitiven Kopplungsteil 6.
Das ECU-Modul 20 umfasst einen Kondensator 12-2, einen Deserialisierer 15 und eine Steuer-IC 13-2. Das zum ECU-Modul 20 übertragene Signal wird zum Deserialisierer 15 über den Kondensator 12-2 für die Gleichstromabschaltung übertragen, durch den Deserialisierer 15 in parallele Daten umgewandelt und in die Steuer-IC 13-2 eingegeben. Andererseits empfängt ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 17-2 Leistung, die von einer Batterie oder dergleichen zugeführt wird, und führt eine vorbestimmte Leistung zum Koaxialkabel 18 über die Signalübertragungsvorrichtung 100 zu. Die Signalübertragungsvorrichtung 100 umfasst den in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen kapazitiven Kopplungsteil 6.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise die Signalübertragungsvorrichtung 100 mit dem kapazitiven Kopplungsteil 6 für sowohl die Kameraeinheit 19 als auch das ECU-Modul 20 verwendet wird, ist es möglich, eine mit PoC der Klasse mit 10 Gbps kompatible Hochgeschwindigkeitskommunikation zu implementieren.
[Zehnte Ausführungsform]
17 sind Querschnittsansichten eines Zustandes, in dem eine Filterkomponente 2-1 auf einem Substrat 11 angeordnet ist, 17(A) ist eine Seitenansicht davon, und 17(B) ist eine hintere Ansicht davon. Dieselben Abschnitte wie jene der ersten Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf die Beschreibung davon wird verzichtet. Die zehnte Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Substrats 11 mit einer mehrlagigen Verdrahtungsstruktur verschieden.
Wie in 17(A) dargestellt, ist die Oberflächenschicht des Substrats 11 eine Oberfläche, auf der eine Filterkomponente 2-1 montiert ist, und eine Leistungsquellenverdrahtungsschicht 23 befindet sich unmittelbar unter der Oberflächenschicht. Ferner ist eine Masseverdrahtungsschicht 8 unter der Leistungsquellenverdrahtungsschicht 23 vorgesehen. Da im Fall des Substrats 11 mit einer solchen mehrlagigen Verdrahtungsstruktur die Leistungsquellenverdrahtungsschicht 23 und die Masseverdrahtungsschicht 8 eine Kapazität mit einer sehr großen parallelen Platte aufweisen, sind sie dazu äquivalent, dass sie mit niedriger Impedanz bei hohen Frequenzen verbunden sind. Im Substrat 11 mit einer solchen Konfiguration können, selbst wenn ein Entfernungsabschnitt 9, von dem eine Leistungsquellenverdrahtung entfernt ist, unmittelbar unter der Filterkomponente 2-1 vorgesehen ist, dieselben Effekte wie die in der ersten Ausführungsform und dergleichen beschriebenen erhalten werden.
Wie in 17(B) dargestellt, existiert die Leistungsquellenverdrahtungsschicht 23 unmittelbar unter den Elektrodenmustern 6-1 und 6-2, die auf beiden Seiten einer Leistungsquellenseitenelektrode 4 vorgesehen sind. Das heißt, die Elektrodenmuster 6-1 und 6-2 fungieren als kapazitiver Kopplungsteil 6 durch Ausbilden der parallelen flachen Platte mit der Leistungsquellenverdrahtungsschicht 23.
Die vorliegende Ausführungsform kann ebenso nicht nur auf die erste Ausführungsform, sondern auch auf die zweite bis neunte Ausführungsform angewendet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Signalübertragungsvorrichtung 100 zu implementieren, die einen Frequenzbereich von mehr als 10 GHz abdeckt, der nur durch eine Kombination von Filterkomponenten schwierig zu erreichen ist. Da die Konfiguration mit nur der Musterverdrahtung einer gedruckten Leiterplatte implementiert werden kann, ist es ferner möglich, niedrige Kosten, eine hohe Dichte und eine hohe Leistungsfähigkeit zu erreichen. Die Signalübertragungsvorrichtung 100 kann auf verschiedene Produktgebiete angewendet werden, in denen Leistung auf eine Signalleitung überlagert und übertragen wird, wie z. B. eine Kommunikation zwischen einer Kamera einer fahrzeuginternen Vorrichtung und einer Steuereinheit, sowie anderen Informationsvorrichtungen und Infrastruktursteuervorrichtungen.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können die folgenden Betriebseffekte erhalten werden.

(1) Eine Signalübertragungsvorrichtung 100 umfasst: eine Signalseitenelektrode 3; eine erste Signalleitung 1-1, die mit einer Seite der Signalseitenelektrode 3 verbunden ist; eine zweite Signalleitung 1-2, die mit der anderen Seite der Signalseitenelektrode 3 verbunden ist; eine Leistungsquellenseitenelektrode 4, die ein Paar mit der Signalseitenelektrode 3 bildet und mit der Signalseitenelektrode 3 über eine elektronische Komponente 2 mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden ist; und einen kapazitiven Kopplungsteil 6, der die Leistungsquellenseitenelektrode 4 mit Masseverdrahtungen 8-1 und 8-2 oder einer Leistungsquellenverdrahtung 23 kapazitiv koppelt. Die erste Signalleitung 1-1, die Signalseitenelektrode 3 und die zweite Signalleitung 1-2 bilden einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals und die erste Signalleitung 1-1 und die zweite Signalleitung 1-2 übertragen Leistung über die Signalseitenelektrode 3, die elektronische Komponente 2 und die Leistungsquellenseitenelektrode 4. Folglich kann ein Filterfrequenzbereich zur Hochfrequenzseite verbreitert werden.
(2) Eine Signalübertragungsvorrichtung 100 umfasst: eine erste Elektrode 3-1; eine erste Signalleitung 1-1, die mit einer Seite der ersten Elektrode 3-1 verbunden ist; eine zweite Signalleitung 1-2, die mit der anderen Seite der ersten Elektrode 3-1 verbunden ist; eine dritte Signalleitung 1-3, die mit einer Seite einer zweiten Elektrode 3-2 verbunden ist; eine vierte Signalleitung 1-4, die mit der anderen Seite der zweiten Elektrode 3-2 verbunden ist; eine dritte Elektrode 4-1 und eine vierte Elektrode 4-2, die ein Paar mit der ersten Elektrode 3-1 und der zweiten Elektrode 3-2 bilden und mit der ersten Elektrode 3-1 und der zweiten Elektrode 3-2 über eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden sind; und erste kapazitive Kopplungsteile 6-1 und 6-2, die die dritte Elektrode 4-1 mit einer Masseverdrahtung oder einer Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppeln; und zweite kapazitive Kopplungsteile 6-3 und 6-4, die die vierte Elektrode 4-2 mit der Masseverdrahtung oder der Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppeln. Die erste Signalleitung 1-1 und die zweite Signalleitung 1-2 bilden eine erste Differentialverdrahtung, die dritte Signalleitung 1-3 und die vierte Signalleitung 1-4 bilden eine zweite Differentialverdrahtung, die erste Differentialverdrahtung und die erste Elektrode 3-1 und die zweite Differentialverdrahtung und die zweite Elektrode 3-2 bilden einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals und die erste Differentialverdrahtung und die zweite Differentialverdrahtung übertragen Leistung von der dritten Elektrode 4-1 und der vierten Elektrode 4-2 über die erste Elektrode 3-1 und die zweite Elektrode 3-2. Folglich kann ein Filterfrequenzbereich zur Hochfrequenzseite verbreitert werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt und andere Formen, die innerhalb des Schutzbereichs der technischen Idee der vorliegenden Erfindung denkbar sind, sind auch innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung enthalten, solange die Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Außerdem können die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1-1, 1-2: Signalleitung
2, 2-1, 2-2, 2-3: Filterkomponente (elektronische Komponente)
3, 3-1, 3-2: Signalseitenelektrode
4, 4-1, 4-2: Leistungsquellenseitenelektrode
5: Leistungsquellenverdrahtung
6-1, 6-2, 6-3, 6-4: Elektrodenmuster
6, 6-5, 6-6: kapazitiver Kopplungsteil
7-1, 7-2: Verdrahtungsmuster
8-1, 8-2: Masseverdrahtung
9: Entfernungsabschnitt, von dem die Masseverdrahtung entfernt ist oder von dem die Leistungsquellenverdrahtung entfernt ist
11: Substrat
12-1, 12-2: Kondensator
13-1: Bild-IC
13-2: Steuer-IC
14: Serialisierer
15: Deserialisierer
16: Kamera
18: Koaxialkabel
19: Kameraeinheit
20: ECU-Modul
22: Filterkomponente
23: Leistungsquellenverdrahtung
100: Signalübertragungsvorrichtung
1000: Signalübertragungsschaltung

Claims

Signalübertragungsvorrichtung, die umfasst: eine Signalseitenelektrode; eine erste Signalleitung, die mit einer Seite der Signalseitenelektrode verbunden ist; eine zweite Signalleitung, die mit der anderen Seite der Signalseitenelektrode verbunden ist; eine Leistungsquellenseitenelektrode, die mit der Signalseitenelektrode ein Paar bildet und mit der Signalseitenelektrode über eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden ist; und einen kapazitiven Kopplungsteil, der die Leistungsquellenseitenelektrode mit einer Masseverdrahtung oder einer Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt, wobei die erste Signalleitung, die Signalseitenelektrode und die zweite Signalleitung einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals bilden und die erste Signalleitung und die zweite Signalleitung Leistung über die Signalseitenelektrode, die elektronische Komponente und die Leistungsquellenseitenelektrode übertragen.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der kapazitive Kopplungsteil umfasst: einen ersten kapazitiven Kopplungsteil, der auf einer Außenseite eines Verbindungspunkts zwischen der Signalseitenelektrode und der ersten Signalleitung vorgesehen ist und die Leistungsquellenseitenelektrode mit der Masseverdrahtung oder der Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt; und einen zweiten kapazitiven Kopplungsteil, der auf einer Außenseite eines Verbindungspunkts zwischen der Signalseitenelektrode und der zweiten Signalleitung vorgesehen ist und die Leistungsquellenseitenelektrode mit der Masseverdrahtung oder der Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder des ersten kapazitiven Kopplungsteils und des zweiten kapazitiven Kopplungsteils ein Elektrodenmuster aufweist, das der Masseverdrahtung oder der Leistungsquellenverdrahtung zugewandt ist.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Elektrodenmuster mit der Leistungsversorgungsseitenelektrode durch ein Verdrahtungsmuster verbunden ist, das dünner ist als das Elektrodenmuster.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei jeder des ersten kapazitiven Kopplungsteils und des zweiten kapazitiven Kopplungsteils mehrere der Elektrodenmuster und mehrere der Verdrahtungsmuster, die die Elektrodenmuster verbinden, umfasst.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder des ersten kapazitiven Kopplungsteils und des zweiten kapazitiven Kopplungsteils ausgebildet ist, indem eine Breite der Leistungsquellenseitenelektrode größer gemacht ist als eine Breite der Signalseitenelektrode.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste kapazitive Kopplungsteil und der zweite kapazitive Kopplungsteil ausgebildet sind, indem eine Form der Leistungsquellenseitenelektrode auf eine Trapezform festgelegt ist, in der die Leistungsquellenseitenelektrode eine Breite aufweist, die in Richtung von Verdrahtungsseiten der ersten Signalleitung und der zweiten Signalleitung größer wird.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste kapazitive Kopplungsteil und der zweite kapazitive Kopplungsteil durch Vorsprünge ausgebildet sind, die sich auf beiden Seiten der Leistungsquellenseitenelektrode befinden und eine Breite aufweisen, die in Richtung von Verdrahtungsseiten der ersten Signalleitung und der zweiten Signalleitung größer wird.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder des ersten kapazitiven Kopplungsteils und des zweiten kapazitiven Kopplungsteils umfasst: ein Entfernungsabschnitt, von dem die Masseverdrahtung oder die Leistungsquellenverdrahtung unmittelbar unter der Leistungsquellenseitenelektrode entfernt ist, ist schmäler als ein Entfernungsabschnitt, von dem die Masseverdrahtung oder die Leistungsquellenverdrahtung unmittelbar unter der Signalseitenelektrode entfernt ist.
Signalübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Signalleitung und die zweite Signalleitung eine Differentialverdrahtung bilden.
Signalübertragungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine erste Elektrode; eine erste Signalleitung, die mit einer Seite der ersten Elektrode verbunden ist; eine zweite Signalleitung, die mit der anderen Seite der ersten Elektrode verbunden ist; eine zweite Elektrode; eine dritte Signalleitung, die mit einer Seite der zweiten Elektrode verbunden ist; eine vierte Signalleitung, die mit der anderen Seite der zweiten Elektrode verbunden ist; eine dritte Elektrode und eine vierte Elektrode, die ein Paar mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bilden und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode über eine elektronische Komponente mit zumindest einer Induktorkomponente verbunden sind; einen ersten kapazitiven Kopplungsteil, der die dritte Elektrode mit einer Masseverdrahtung oder einer Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt; und einen zweiten kapazitiven Kopplungsteil, der die vierte Elektrode mit der Masseverdrahtung oder der Leistungsquellenverdrahtung kapazitiv koppelt, wobei die erste Signalleitung und die zweite Signalleitung eine erste Differentialverdrahtung bilden, die dritte Signalleitung und die vierte Signalleitung eine zweite Differentialverdrahtung bilden, die erste Differentialverdrahtung und die erste Elektrode und die zweite Differentialverdrahtung und die zweite Elektrode einen Übertragungspfad zum Übertragen eines elektrischen Signals bilden, die erste Differentialverdrahtung und die zweite Differentialverdrahtung Leistung von der dritten Elektrode und der vierten Elektrode über die erste Elektrode und die zweite Elektrode übertragen.
Signalübertragungsschaltung, die eine Kamera mit einem ECU-Modul über ein Koaxialkabel verbindet, wobei die Signalübertragungsschaltung die Signalübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst, wobei die Signalübertragungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, Leistung vom ECU-Modul zur Kamera über das Koaxialkabel zuzuführen, eine Signalkommunikation zwischen der Kamera und dem ECU-Modul über das Koaxialkabel durchzuführen und die Signalkommunikation und die Leistungsversorgung an mindestens einem Substrat der Kamera und des ECU-Moduls durchzuführen.