JP2002271161A - 高周波信号分配器 - Google Patents

高周波信号分配器

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JP2002271161A
JP2002271161A JP2001068427A JP2001068427A JP2002271161A JP 2002271161 A JP2002271161 A JP 2002271161A JP 2001068427 A JP2001068427 A JP 2001068427A JP 2001068427 A JP2001068427 A JP 2001068427A JP 2002271161 A JP2002271161 A JP 2002271161A
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JP
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transformer
copper foil
ferrite core
frequency signal
circuit board
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Application number
JP2001068427A
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English (en)
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Takashi Yagisawa
隆 八木澤
Michiharu Takahashi
橋 道 晴 高
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URO Electronics Ind Co Ltd
Original Assignee
URO Electronics Ind Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランス周りに浮遊容量、漂遊インダクタン
スが生じ難いような高周波数信号分配器を提供するこ
と。 【解決手段】 単一のフェライトコア10に各巻線1
4,15が巻装されて構成されたインピーダンス整合用
トランスおよび信号分配トランスが、片面に銅箔が貼付
された片面プリント基板における前記銅箔上にできるだ
け隙間が無い状態で設けられ、前記片面プリント基板の
前記銅箔が設けられていない面における、前記トランス
が設けられる位置に対応する位置に金属板21が設けら
れ、かつ前記巻線は、前記フェライトコアと前記銅箔と
の間に配置され、端部が前記片面プリント基板を貫通し
て前記金属板に接続されてなる高周波信号分配器。両面
プリント基板を用いて、金属板を裏面の銅箔で置き換え
てもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CATV等の高周
波信号を伝送するための機器に用いられる信号分配器に
係り、とくにその周波数特性の広帯域化に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、CATVとかテレビジョン共同聴
取システムでは、高周波信号を分配する回路を組み込ん
でおり、この分配回路は、フェライトコアを用いた高周
波トランスと固定定数のコンデンサ、抵抗とを組み合わ
せて構成している。そして、これら回路要素はプリント
基板上に組み付けられている。
【0003】図6(a)は、このような高周波信号分配
器の回路構成例を示したものである。すなわち、入力端
子INから与えられる信号はインピーダンス整合トラン
スT1を介して分配トランスT2に与えられ、出力端子
OUT1,OUT2に供給される構成となっている。そ
して、2つのトランスT1,T2相互間の線路は、イン
ピーダンス整合のためにコンデンサCで接地されてお
り、また両出力端子OUT1,OUT2間は抵抗Rによ
って接続されている。
【0004】図6(b)は、図6(a)の回路をプリン
ト基板上に構成した状態を示したものである。この図6
(b)から分かるように、2つのトランスT1,T2
は、プリント基板上に置かれてその巻線端部がプリント
基板の回路パターンに接続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、巻線の端部は
その位置が固定されている訳ではなく、フェライトコア
の端面から引き出されてプリント基板の回路パターンに
半田付けにより固定されるのみである。したがって、巻
線は、実装位置のずれとか線のゆるみが生じることがあ
り、必ずしも一定にならない。
【0006】この結果、入力端子INと出力端子OUT
1,OUT2との間の特性インピーダンスを所定値にす
るために、インピーダンス補正用のコンデンサCを必要
としている。
【0007】また、図7(a)は、図6の構成例におけ
る2つのフェライトコアに巻装して構成されるトランス
を、1つのフェライトコアに巻装して構成した場合のプ
リント基板上の状態を示したもので、これによりトラン
スの構成を簡単化することができる。そして、図7
(b)は、部品実装前のプリント基板のパターン形状を
示したものである。この場合は、トランスT1,T2が
1つのフェライトコアに巻装されるため、部品点数は減
少する。
【0008】しかし、2つのトランスを接続するための
回路パターンをフェライトコアの真下に配するため、ア
ースパターンが分断されてトランスT1,T2の巻線の
当接するアースパターンが少なくなる。
【0009】この結果、プリント基板の面上におけるト
ランスから生じる電界、磁界により、接続するためのパ
ターンとの間に、浮遊容量、漂遊インダクタンスが生じ
るから、所要の接続線路インピーダンスが得られない。
このため、信号分配器として良好な広帯域特性が得られ
ない。
【0010】本発明は、上述の点を考慮してなされたも
ので、トランス周りに浮遊容量、漂遊インダクタンスが
生じ難いような高周波数信号分配器を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、単一のフェライトコアに各巻線が巻装されて
構成されたインピーダンス整合用トランスおよび信号分
配トランスが、片面に銅箔が貼付された片面プリント基
板における前記銅箔上にできるだけ隙間が無い状態で設
けられ、前記片面プリント基板の前記銅箔が設けられて
いない面における、前記トランスが設けられる位置に対
応する位置に金属板が設けられ、かつ前記巻線は、前記
フェライトコアと前記銅箔との間に配置され、端部が前
記片面プリント基板を貫通して前記金属板に接続されて
なる高周波信号分配器、および単一のフェライトコアに
各巻線が巻装されて構成されたインピーダンス整合用ト
ランスおよび信号分配トランスが、両面に銅箔が貼付さ
れた両面プリント基板における何れか一方の面上にでき
るだけ隙間が無い状態で設けられ、前記両面プリント基
板の他方の面における、前記トランスが設けられる位置
に対応する位置に独立したパターンが形成され、かつ前
記巻線は、前記フェライトコアと前記銅箔との間に配置
され、端部が前記片面プリント基板を貫通して前記パタ
ーンに接続されてなる高周波信号分配器、を提供するも
のである。
【0012】
【発明の実施の形態】図1(a),(b)は、本発明の
一実施例を示すもので、高周波信号分配器を構成するプ
リント基板の部品取付け面の斜視図および側面図であ
る。そして、図1において、フェライトコア10には2
つの貫通穴が明けられており、各貫通穴を利用して2つ
のトランスが構成されている。
【0013】そして、これら2つのトランスが入力端子
11と2つの出力端子12,13との間を接続する。こ
れらのトランスは、巻線14により構成されるインピー
ダンス整合用トランスと巻線15により構成される分配
用トランスとからなる。これら両トランスは、ともに中
点タップ同士を接続する構成になっているが、この中点
タップに相当するインピーダンス整合用トランスの引き
出し線16、分配用トランスの引き出し線17を接続す
るために、プリント基板18に設けた2つの貫通穴を通
して金属板21の2つの脚22a,22bを突出させて
いる。
【0014】すなわち、インピーダンス整合用トランス
は、第1のターン数だけ巻装して構成した巻線の一端が
入力端子11に接続されて他端が一方の脚22aに接続
され、さらに他方の脚22bには第2のターン数だけ巻
装された巻線の1端が接続されて他端が接地される。ま
た、分配用トランスは、ともに同数巻回される2つの巻
線における一方は一端が脚22aで他端が出力端子12
に、他方は一端が脚22bで他端が出力端子13に接続
される。しかも巻線の各端部は、端子11,12,13
もしくは脚22に対して最小距離で接続されるから緩み
の生じることはほぼ防止される。この結果、巻線周りに
生じ易い浮遊容量を極力防止することができ、かつ所要
特性を有する線路で接続される。
【0015】このように、金属板22によって2つのト
ランス相互間が接続されるとともに、トランス自体の巻
線間の接続も行なっている。そして、金属板22を設け
ることは、アースパターン19との関係で見ると、破線
で示す部分をマイクロストリップラインに近い構成とす
ることで、分配器の回路インピーダンスを安定させる結
果となり、しかも図1(b)における脚22から左右を
見た特性インピーダンスの設計を独立して行なうことが
できる。この結果、インピーダンス補正用のコンデンサ
を設ける必要はなくなる。
【0016】各トランスの巻線14,15は、フェライ
トコア10とプリント基板18におけるアースパターン
19との間に配されており、巻線14,15は絶縁被膜
を挟んでアースパターンに当接している。そして、巻線
14,15は、余分な緩みを生じないように、露出部分
がフェライトコア10とアースパターン19との間に収
まるように密着巻きされ、端部は最短経路を採って接続
するようにされ、さらに可能な限りアースパターンに近
づけて配置するとよい。
【0017】また、抵抗20は、分配器の出力端子間結
合を多く取るように、分配トランスと逆位相になるよう
な素子の組み合わせによって、打ち消し合うようにして
おり、抵抗と直列にコンデンサやコイルを組み合わせて
もよい。
【0018】そして、図1に示したように、巻線14,
15をプリント基板のアースパターン面に密着させる。
この結果、巻線14,15のフェライトコアとアースパ
ターンとの間に挟まれた部分は、周囲にあるアースパタ
ーンの電位0とも相俟って巻線周囲にほとんど磁束を生
じない。
【0019】図3(a),(b),(c)は、本発明に
使用するフェライトコアの他の形状を示したものであ
る。図3(a)は、コアの設置面に3条の突起を設けて
プリント基板との間に端部のみ開いた空間を形成し、巻
線をこの空間に配することにより一層漏洩磁束を減らす
ようにしたものである。また、図3(b)は、貫通穴お
よびプリント基板との間の空間とも矩形断面を形成する
ように構成したものである。さらに図3(c)は、貫通
穴同士を離間して各穴に巻装されるトランス同士の干渉
を減らすようにしたものである。
【0020】図4は、図1に示した本発明の実施例の接
続状態を示した結線図である。このような一般的な2分
配回路では、インピーダンスを合わせるために、一旦、
整合トランスT1によってインピーダンスをZo/2=
37.5Ω(=75Ω/2)に下げてから、分配トラン
スT2によって75オームに戻し、2分配器として入出
力のインピーダンスを75Ωにしている。
【0021】そのために、この整合トランスT1は、一
般的に巻き数比が1:4でフェライトコアに巻いている
が、これでは高い周波数においてインダクタンスが上が
り過ぎ、分配器の出力インピーダンスが悪くなってしま
い、広帯域化が図れない。
【0022】この点、本発明では、整合トランスT1と
分配トランスT2との結合が、金属板という37.5Ω
のストリップラインによって周波数特性への悪影響を受
け難い構成にできた。そこで、整合トランスT1の周波
数特性を補正するために、整合トランスT1の巻き数比
を1:3にし、この図4に示すように整合トランスT1
のアース側に補正用の抵抗RsとコンデンサCsを並列
にしたものを入れている。そして、整合トランスT1の
出力インピーダンスが周波数に対し一定に成るように、
補正用の抵抗とコンデンサの値を選択する。
【0023】実際の構成例では抵抗として39Ωとコン
デンサとして7pFを用いたが、複数の抵抗とコンデン
サとを組み合わせることで、インピーダンスを周波数に
対しさらに一定にすることができる。この結果、分配ト
ランスT2として分配損失の周波数特性が広帯域にわた
り平坦で、かつリターンロスの特性が20dB以上と良
好な特性の製品を安定的に製造できるようになった。
【0024】この実施例では、分配トランスT2として
は、2本のポリウレタン皮膜の銅線を4回捩り、線路長
が一定で位相反転が正確に行われるようにしたものをフ
ェライトコアに巻き、この2本の線路間インピーダンス
としては高くなるようにし、整合トランスT1および分
配トランスT2の何れもが、フェライトコアの外側では
銅箔のアースパターンに密着させている。
【0025】図5は、図1に示されたフェライトコア1
0の2つの貫通穴を利用した巻線14,15の巻装の仕
方、および引き出し線16,17として説明されている
もう一組の巻線(破線図示)につき、その巻装の仕方を
示したものである。
【0026】この図5において、巻線14と引き出し線
16として示されている巻線によりインピーダンス整合
トランスが構成され、巻線15と引き出し線17として
示されている巻線により分配トランスが構成されてい
る。
【0027】そして、引き出し線16の一端Aおよび引
き出し線17の一端Cは金属板21の脚22aに接続さ
れ、また巻線14の他端Bおよび巻線15の他端Dは金
属板21の脚22bに接続される。結果的に、これら端
部A,B,C,Dは、金属板21によって相互に接続さ
れる。
【0028】(他の実施例)上記実施例におけるプリン
ト基板を挟んでフェライトコアと金属板を配する2分配
回路構成は、ユニット化することによりユニットの組み
合わせで4分配回路等を簡単に得ることができる。
【0029】また、上記実施例におけるプリント基板の
裏面に設ける金属板は、両面プリント基板を用いて、プ
リント基板の製作工程で同時に構成してもよい。
【0030】また、上記実施例では、インピーダンス整
合用トランスの巻線の他端は直接接地しているが、整合
用のコンデンサ、抵抗を介して接地してもよい。
【0031】さらに、トランス用の巻線は複数の線を捩
り合わせて線相互間の関係を一定化した構成にしてもよ
い。
【0032】
【発明の効果】本発明は上述のように、片面銅箔のプリ
ント基板の場合は、フェライトコアをプリント基板のア
ースパターン上に配するとともに、トランスの巻線をフ
ェライトコアがアースパターンに接する面に巻装し、か
つプリント基板のアースパターン銅箔面と反対の絶縁材
面に金属板を配してその一部がプリント基板を通るよう
にしてフェライトコアの近くに突出させ、巻線を接続す
るようにしたため、トランスの巻線周りの磁束発生、お
よび浮遊容量を抑えることができる。したがって、トラ
ンスの巻線がフェライトコアの周囲からの影響を受ける
ことが少なくなる。また、両面銅箔のプリント基板の場
合は、他方の銅箔を金属板と同様に利用することによ
り、同等の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す説明図であり、
図1(a)は斜視図、図1(b)は側面図。
【図2】フェライトコアの損失特性を示す図。
【図3】本発明に用いるフェライトコアの他の例を示す
図。
【図4】図1に示した本発明の実施例の接続状態を示し
た結線図。
【図5】図1に示した本発明の実施例の巻線巻装例を示
す断面略図。
【図6】従来の高周波信号分配器を示す説明図であり、
図6(a)は回路図、図6(b)はプリント基板上の構
成を示す図。
【図7】従来の高周波信号分配器を示すもので、図7
(a)は1つのコアを用いて2つのトランスを構成する
例の斜視図、図7(b)は部品実装前の状態を示す図。
【符号の説明】
10 フェライトコア 11 入力端子 12,13 出力端子 14,15 巻線 16,17 引き出し線 18 プリント基板 19 アースパターン 20 抵抗 21 金属板 22 脚 IN 入力端子 OUT 出力端子 T トランス C コンデンサ R 抵抗

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単一のフェライトコアに各巻線が巻装され
    て構成されたインピーダンス整合用トランスおよび信号
    分配トランスが、片面に銅箔が貼付された片面プリント
    基板における前記銅箔上にできるだけ隙間が無い状態で
    設けられ、 前記片面プリント基板の前記銅箔が設けられていない面
    における、前記トランスが設けられる位置に対応する位
    置に金属板が設けられ、 かつ前記巻線は、前記フェライトコアと前記銅箔との間
    に配置され、端部が前記片面プリント基板を貫通して前
    記金属板に接続されてなる高周波信号分配器。
  2. 【請求項2】単一のフェライトコアに各巻線が巻装され
    て構成されたインピーダンス整合用トランスおよび信号
    分配トランスが、両面に銅箔が貼付された両面プリント
    基板における何れか一方の面上にできるだけ隙間が無い
    状態で設けられ、 前記両面プリント基板の他方の面における、前記トラン
    スが設けられる位置に対応する位置に独立したパターン
    が形成され、 かつ前記巻線は、前記フェライトコアと前記銅箔との間
    に配置され、端部が前記片面プリント基板を貫通して前
    記パターンに接続されてなる高周波信号分配器。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の高周波信号分配器
    において、 前記フェライトコアは、前記銅箔面との間の外周面に、
    ゲート型の貫通空間を形成するように構成された高周波
    信号分配器。
  4. 【請求項4】請求項1または2記載の高周波信号分配器
    において、 前記フェライトコアは、少なくとも2つの貫通穴を有
    し、これら貫通穴の一方には入力端子に接続されたイン
    ピーダンス整合トランス用の巻線が巻装され、他方には
    前記インピーダンス整合トランスを経た信号を分配する
    分配トランス用の巻線が巻装されてなる高周波信号分配
    器。
  5. 【請求項5】請求項1または2記載の高周波信号分配器
    において、 前記トランスの巻線は、互いに捩り合わされた複数の線
    により構成された高周波信号分配器。
  6. 【請求項6】請求項1または2記載の高周波信号分配器
    において、 前記トランスは、入力端子に接続されたインピーダンス
    整合トランスおよびこのインピーダンス整合トランスを
    経た信号を分配する分配トランスを含み、前記整合トラ
    ンスは、補正用の抵抗およびコンデンサを介して接地さ
    れてなる高周波信号分配器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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