JP2001060520A - 高周波チョークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルのダンピング用抵抗器によるストレイ
キャパシティ増加や、電力損失、コストが増大を防止す
る。 【解決手段】 磁心１上には複数のコイル２１〜２４が
互いに所定の間隔を空けていずれも同一の方向に巻回さ
れている。各コイル２１〜２４は、互いに直列接続され
て高周波チョークコイルを形成する。各コイル２１〜２
４は、それぞれ互いに異なる自己共振周波を持ち、これ
らの自己共振周波数は、高周波チョークコイルの使用周
波数帯域中で分散するように選定されている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波回路におけ
る信号のトラップやフィルタに用いられる高周波チョー
クコイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＣＡＴＶシステムのアンプやタッ
プオフには、ケーブルを流れるテレビジョン信号とケー
ブルを通じて供給される回路駆動用電源電流とを分離す
るために、高周波チョークコイルが使用される。この高
周波チョークコイルは、例えば回路中の信号伝送路に並
列に接続される。そのインピーダンスは、信号伝送路を
伝送されるテレビジョン信号に影響を与えない程度のも
のであることが要求される。ＣＡＴＶシステムのケーブ
ルには、広い周波数範囲にわたってテレビジョン信号や
その他の信号が伝送されるから、高周波チョークコイル
には広帯域特性が要求される（特開平８−１７６３８号
公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、次のような解決すべき課題があっ
た。一般に、高周波チョークコイルを広帯域化するため
に、コイルに並列にダンピング用抵抗器が挿入される。
また、上記の従来技術文献に示すように、磁心上にコイ
ルを分割巻きして、ストレイキャパシティを減少させる
ようにしている。ところが、コイルを分割巻きして、各
コイルにダンピング用抵抗器を並列接続すると、ストレ
イキャパシティが増加して、分割巻きの効果を減少させ
る。また、付属部品が増えてコストが増大する。さら
に、ダンピング抵抗器による電力損失も無視出来ない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成１〉磁心上に複数のコイルを互いに所定の間隔を
空けて巻回して成り、上記各コイルは、互いに直列接続
されて高周波チョークコイルを形成し、かつ、上記各コ
イルは、それぞれ互いに異なる自己共振周波数を持ち、
これらの自己共振周波数は、上記高周波チョークコイル
の使用周波数帯域中で分散するように選定されているこ
とを特徴とする高周波チョークコイル。

【０００５】〈構成２〉構成１に記載の高周波チョーク
コイルにおいて、上記自己共振周波数は、上記高周波チ
ョークコイルの使用周波数帯域中であって、当該高周波
チョークコイルの共振周波数の近傍に一定の間隔で並ぶ
ように選定されていることを特徴とする高周波チョーク
コイル。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。図１（ａ）は本発明による高周波
チョークコイルの側面図で、（ｂ）はその回路である。
図（ａ）の高周波チョークコイルは、磁心１上に、４つ
のコイル２１、２２、２３、２４をいずれも同一方向に
巻回したものである。各コイルはそれぞれ接続点３２、
３３、３４で互いに直列接続されている。コイル２１と
コイル２４の端の端子４１、４２は、この高周波チョー
クコイルを使用する回路基板等に電気接続される。また
コイル２１の両端の接続点３１、３２には、抵抗器５１
が並列接続されている。コイル２４の両端の接続点３
４、３５には、抵抗器５２とコンデンサ６とが並列接続
されている。２つの抵抗器５１、５２は、ダンピング用
の抵抗器である。コンデンサ６は共振周波数調整用であ
る。

【０００７】４つのコイル２１、２２、２３、２４は、
それぞれ、磁心１上に３．５回、３．５回、４回、４回
と巻回されている。以上の結線により、上記高周波チョ
ークコイルは、図（ｂ）の回路に示すように、４つのコ
イル２１、２２、２３、２４がいずれも、それぞれ互い
に異なる自己共振周波数を持つようにされている。な
お、実例では、外径１．２ｍｍ（ミリメートル）の銅線
を外径８ｍｍ全長３５ｍｍのフェライトコアに巻き付け
て製造される。

【０００８】ここで、上記のような高周波チョークコイ
ルを使用した回路の例を示してその機能を説明する。図
２は高周波チョークコイルを使用した回路例結線図であ
る。図の回路は、入力端子７１と出力端子７２、７３の
間に、カップリングコンデンサ８１、８２、８３を介し
て分配回路２０を挿入したものである。この分配回路２
０は、ここでは、入力端子７１から入力したテレビジョ
ン信号を２分配して出力端子７２、７３に向けて出力す
る機能を持つ。入力端子７１と出力端子７２、７３に
は、それぞれ図示しないＣＡＴＶシステム用の同軸ケー
ブルが接続されている。

【０００９】給電切換回路１０は、入力端子から入力し
た電源電流が分配回路２０をバイパスするように、分配
回路２０に並列接続されている。この給電切換回路１０
は、入力端子７１に一端を接続した高周波チョークコイ
ル１１と、接地用コンデンサ８４、８５、８６、８７
と、ショートバー９１、９２と、出力端子７２、７３、
にそれぞれ一端を接続した高周波チョークコイル１２、
１３とを備える。電源電流は、高周波チョークコイル１
１とショートバー９１と高周波チョークコイル１２を通
じて出力端子７２方向にバイパスされる。

【００１０】また、電源電流は、高周波チョークコイル
１１とショートバー９２と高周波チョークコイル１３を
通じて出力端子７３方向にバイパスされる。接地用コン
デンサ８４、８５、８６、８７はこのバイパス回路を通
じてテレビジョン信号成分がわずかでも入力端子７１側
から出力端子７２、７３側に漏洩しないように、テレビ
ジョン信号成分を接地する機能を持つ。ショートバー９
１、９２を着脱すると、電源電流をこの給電切換回路１
０を通じて出力端子７２あるいは７３方向にバイパスす
るか、遮断するかを選択することができる。

【００１１】例えば図２に示したような回路に使用され
る高周波チョークコイル１１、１２、１３には、いずれ
も、テレビジョン信号を有効に遮断し、電源電流を低い
インピーダンスで通過させる性能が要求される。この場
合、高周波チョークコイルは例えば１０ＭＨｚ（メガヘ
ルツ）から８００ＭＨｚ位の範囲で高いインピーダンス
を示すことが望ましい。ところが、このレベルの周波数
では、高周波チョークコイルは捲線間のストレイキャパ
シティのために等価回路的に見て共振回路として機能す
る。即ち、コイルにストレイキャパシティが並列接続さ
れた並列共振回路を構成する。従って、高周波チョーク
コイルは帯域フィルタ的な特性を有する。

【００１２】高周波チョークコイルを密着巻きのソレノ
イドコイルで構成すると、このストレイキャパシティが
大き過ぎ、使用範囲外に達する前にインピーダンスが容
量性になってしまい、所望の特性が得られない。そこ
で、高周波チョークコイルを複数の互いに離間したコイ
ルに分割する。ここで、例えば上記図１に示した各コイ
ル２１、２２、２３、２４を全て４回巻きとしたものを
比較例とする。

【００１３】図３は比較例１の高周波チョークコイルの
減衰特性説明図である。図のグラフは、横軸に信号周波
数（単位ＭＨｚ）をとり、縦軸に信号の減衰量（単位ｄ
Ｂ）をとったものである。これは、高周波チョークコイ
ルの一端から信号を供給して他端側にその信号を出力さ
せたときの減衰量の周波数特性を示したもので、この例
では１００ＭＨｚ付近で鋭いディップが生じている。即
ち、この周波数付近が比較例の高周波チョークコイルの
共振周波数である。

【００１４】この高周波チョークコイルの用途は広帯域
フィルタであるから、共振周波数部分の特性をもう少し
なだらかにしたい。そこで、図１に示した、各コイル２
１、２２、２３、２４を全て４回巻きとしたものにそれ
ぞれ３ｋΩのダンピング用抵抗器を並列接続する。その
場合には、図４に示す特性を得た。図４は比較例２の高
周波チョークコイルの減衰特性説明図である。以下のグ
ラフの表示方法は図３のものと全て同様である。この減
衰特性をみると、図３で鋭いディップが生じていた部分
の減衰量がやや平坦化されている。なお、１００ＭＨｚ
付近と３００ＭＨｚ付近に小さいディップがあるのは、
コイルの一部に共振周波数のずれや相互誘導が生じてい
るためである。全く同じ巻き数にして全く同じダンピン
グ抵抗を使用しても、磁心の両端部に近いコイルと磁心
の中央に近いコイルとでは、若干共振周波数が異なるこ
とも原因になる。

【００１５】図５は比較例３の高周波チョークコイルの
減衰特性説明図である。この例では、高周波チョークコ
イルを構成する両端側の２つのコイルの巻き数を４回と
し、内側の２つのコイルの巻き数を３．５回として、２
組のコイルの共振周波数を意識的に若干ずつずらすよう
試作をした。ダンピング用抵抗器は比較例２と同様の接
続にした。これによれば、１００ＭＨｚ付近と３００Ｍ
Ｈｚ付近のディップがほぼ同レベルになり、比較例２に
比べて双峯特性が顕著になったことがわかる。このよう
な試作を行ったのは、双峯特性を利用して広帯域化を図
るためである。

【００１６】図６は図１に示した本発明の高周波チョー
クコイルの減衰特性説明図である。本発明では、積極的
に高周波チョークコイルを構成する全てのコイルの共振
周波数を使用周波数帯域中で少しずつ分散させた。具体
的には、この例で、高周波チョークコイルの共振周波数
である１００ＭＨｚの近傍にほぼ一定の間隔で、各コイ
ルの共振周波数が並ぶようにした。その結果、これまで
の比較例と図６の特性曲線を比較してわかるように、ピ
ークの緩やかな、凹凸の少ない広い帯域特性の高周波チ
ョークコイルを得ることができた。これで、１０ＭＨｚ
から８００ＭＨｚ付近までの信号をトラップする高周波
チョークコイルとしての特性を満足する。

【００１７】図７は本発明の高周波チョークコイルを入
力回路に並列に接続したときの入力信号に対する出力信
号の減衰特性を示す。即ち、図６は高周波チョークコイ
ルをトラップとして使用した場合の減衰特性で、図７は
高周波チョークコイルをピーキングコイルとして使用し
た場合の減衰特性を示す。図８は、比較のために、図５
の比較例３の高周波チョークコイルについて同様の減衰
特性を示したものである。

【００１８】図７の特性曲線を見て分かるように、本発
明の高周波チョークコイルは十分広い帯域で平坦な減衰
特性を示す。一方、図８の特性曲線は、全体として本発
明の特性曲線と近似し、広帯域な特性を示している。と
ころが、その一部に顕著なディップがいくつか存在す
る。これは、比較例の場合、４つのコイルが中央に近い
ものと両端に近いものとの２組に分けられるためであ
る。この２組はそれぞれ若干共振周波数が異なり、各コ
イルの相互誘導等の影響が顕著に現れた。これに対し
て、本発明のように、高周波チョークコイルを構成する
全てのコイルの共振周波数を互いに少しずつ異ならせる
ように分散させると、ディップの部分が滑らかになり、
単峯特性となり、全体としても滑らかな周波数特性を示
す。

【００１９】なお、上記の例では、高周波チョークコイ
ルを４つのコイルにより構成したが、この数は任意でよ
い。また、各コイルの共振周波数を異ならせる方法に
は、巻き数に２分の１とか数分の１とかいうように差を
付けたり、並列接続するダンピング用抵抗器の抵抗値を
変えたり、ダンピング用抵抗を接続するものと接続しな
いものとを区別したり、上記の例のように、コンデンサ
を利用したりする方法等がある。上記ダンピング用抵抗
器はコイル全部でなく一部にのみ接続することが好まし
い。信号の減衰を極力少なくするためである。

【００２０】また、微弱信号電流用のコイルの場合に
は、様々な設計上の自由度があるが、上記の例のように
極めて高い周波数の信号を取り扱う回路中で、電源用の
比較的大きな電流をバイパスするためのチョークコイル
は、サイズ上も巻き数上も厳しい制約を受ける。こうし
た条件下で上記のような構成を採用すると、非常に実用
的な特性が得られる。

【発明の効果】以上説明した本発明の高周波チョークコ
イルは、磁心上に複数のコイルを互いに所定の間隔を空
けていずれも同一の方向に巻回し、各コイルは、互いに
直列接続され、それぞれ互いに異なる自己共振周波数を
持ち、これらの自己共振周波数が高周波チョークコイル
の使用周波数帯域中で分散するように選定されるので、
単峯性の平坦な特性を得ることが可能になる。しかも、
分割巻きしたコイルの全部または一部にはダンピング用
抵抗器を接続しないで済むので、ストレイキャパシティ
の増加を防ぎ、テレビジョン信号の特に高周波領域にお
ける損失を防ぐことができる。さらに、ダンピング用抵
抗器の部品代を節約して付属部品を減少させ、コストを
低減させることができる。

【００２１】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明による高周波チョークコイルの
側面図で、（ｂ）はその回路である。

【図２】高周波チョークコイルを使用した回路例結線図
である。

【図３】比較例１の高周波チョークコイルの減衰特性説
明図である。

【図４】比較例２の高周波チョークコイルの減衰特性説
明図である。

【図５】比較例３の高周波チョークコイルの減衰特性説
明図である。

【図６】図１に示した本発明の高周波チョークコイルの
減衰特性説明図である。

【図７】本発明の高周波チョークコイルを入力回路に並
列に接続してたときの入力信号に対する出力信号の減衰
特性を示す。

【図８】図５の比較例３の高周波チョークコイルによ
る、図６と同様の入力信号に対する出力信号の減衰特性
を示す。である。

【符号の説明】

２１、２２、２３、２４ コイル ３１、３２、３３、３４、３５ 接続点 ４１、４２ 端子 ５１、５２ 抵抗器 ６ コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁心上に複数のコイルを互いに所定の間
   隔を空けていずれも同一の方向に巻回して成り、 前記各コイルは、互いに直列接続されて高周波チョーク
   コイルを形成し、かつ、前記各コイルは、それぞれ互い
   に異なる自己共振周波数を持ち、 これらの自己共振周波数は、前記高周波チョークコイル
   の使用周波数帯域中で分散するように選定されているこ
   とを特徴とする高周波チョークコイル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高周波チョークコイル
   において、 前記自己共振周波数は、前記高周波チョークコイルの使
   用周波数帯域中であって、当該高周波チョークコイルの
   共振周波数の近傍に一定の間隔で並ぶように選定されて
   いることを特徴とする高周波チョークコイル。