【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンバランス入力であるテレビ、FM放送などの受信アンテナとバランス入力であるICに信号を伝達させるバルントランスに関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開平8−115820
【特許文献2】特開平11−135330
【0003】
一般的に、バルントランスは平衡・不平衡回路間の整合損失をなくすために用いられる。また、その伝送線路としての応用は多く、インピーダンス変換トランス、同相信号を阻止することからノイズ対策部品などに用いられることが知られている。
【0004】
一般的なバルントランスとしては、トロイダルコイル(特許文献1)やメガネコア(特許文献2)に巻線を施した巻線型のバルントランスがあるが、導線をコアの穴に通して巻線するため手巻きとなり、製造における作業性が悪くダウンサイジングにも限界がある。そのため、機械で巻線できる安価で面実装型のコモンモードチョークコイル(以下、チョークコイルという)を二つ用いてバルントランスを実現する。
図5(a)に、テレビ受信機、FM受信機などに用いられるインピーダンス変換と平衡・不平衡変換をかねた1:4バルンの回路図を示す。
【0005】
図5(a)に示すように、Aはテレビ、FM受信機等のアンテナに接続されるアンバランスの入力ライン、B、CはICの入力信号となるバランスの出力ラインである。バルントランスとしては、一般的に同特性・同接続の二つのコイルT1,T2を用いて形成されている。Ga及びGbcはグランドアースである。
入力ラインA側のアンバランス信号はコイルT1の一方の巻線3と,コイルT2の一方の巻線3に分岐され、グランドラインGa側はコイルT1の他方の巻線2と,コイルT2の他方の巻線2に分岐される。ICの入力信号となるバルントランスの一方の出力ラインBはコイルT1の巻線3から引き出されており、他方の出力ラインCはコイルT2の巻線2から引き出されている。そして、出力ラインB、CのグランドラインGbcはコイルT1の巻線2とコイルT2の巻線3とが接続される。
【0006】
このコイルT1,T2は面実装型のチョークコイルを用い、その構造を図5(b)に示す。
図5(b)に示すように、面実装型のチョークコイルCMC1は、H型の磁性体コア1(又はコの字型コア)の磁脚の4角に外部電極4a,4b、5a、5bを備え、一対の平行導線を巻回した巻線2、3と、閉磁路とするための平板状の磁性体(底面図のため見えず)を上面に接合した構成である。
巻線2の端末2a、2bは巻線部を挟んで対向する外部電極4a,5aに接続し、巻線3の端末3a、3bは巻線部を挟んで対向する外部電極4b、5bにそれぞれ接続されている。ちなみに、巻線2の巻き始め端末2aは外部電極4aに接続され、巻き終わり端末2bは外部電極5aに接続される。一方、巻線3の巻き始め端末3aは外部電極4bに接続され、巻き終わり端末3bは外部電極5bに接続される。このように、一対の平行導線の巻線2、3の巻線端末は巻線軸と平行の位置にある外部電極と接続されている。
図6は、図5(b)に示したチョークコイルCMC1を二つ用い、図5(a)の回路構成を基板に実装した模式図である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図6に示すように、バルントランスは二つの信号ラインに沿った形で、同じ特性、同じ接続の二つのチョークコイルT1,T2(CMC1)を並列に配置している。そして、二つのチョークコイルを使用したバルントランスでは、二つのチョークコイルを近づけるには限界がある。それは、図に示すように、信号入力ラインAとグランドラインGaの回路パターンが必ず2つのチョークコイルT1,T2の内側で隣接し合うため、物理的な間隔を保持しなければならない。
そして、アンバランス側の入力ラインAとグランドラインGaの回路パターンが交差しているため、高周波特性に問題がある。仮に、グランドラインGaの回路パターンをビアと内層導体とで接続しても、アンバランスの信号ラインAはチョークコイルT1,T2に分岐しなければならないため、高周波特性の改善は見込めない。
【0008】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、実装面積を最小限にして、外部接続が容易な高周波特性を改善したバルントランスを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、同一磁路に一対の平行導線を巻回し、その端末を接続する4つの外部電極を設けた面実装型のコモンモードチョークコイルを二つ用いたバルントランスにおいて、二つの信号ラインに沿って設けたいずれか一方のコモンモードチョークコイルの巻線端末の接続を異ならせたことを特徴とする。
また、コモンモードチョークコイルのいずれか一方を、二つの信号ラインの入力ラインと出力ラインが反転するように巻線端末を外部電極に接続されたことを特徴とする。
【0010】
【実施例】
以下、本発明のバルントランスの一実施例について図1〜図3を用いて説明する。なお、図において、図5、図6と同じ符号を付した部分は、同一部分または相当する部分を示している。
【0011】
図1(a)は本発明の実施例における回路図であり、図1(b)は巻線の入出力端末の接続を異ならせたチョークコイルの底面図である。図2は実装基板に設けるチョークコイルのランドパターンである。
本発明のバルントランスはコイルT1にチョークコイルCMC1を用い、コイルT2に図1(b)に示すチョークコイルCMC2を用いたことが特徴である。
【0012】
チョークコイルCMC2は、図1(b)に示すように、H型磁性体のコア1(又はコの字型コア)に、その磁性体の磁脚の4角に外部電極4a,4b、5a、5bを備え、一対の平行導線により巻線2、3が形成されている。
巻線2の巻き始め端末2aおよび巻き終わり端末2bは外部電極4aおよび5bに接続されており、巻線3の巻き始め端末3aおよび巻き終わり端末3bは、外部電極4bおよび5aに接続されている。
このように、巻線2、3の巻き終わり端末が巻き始め端末と巻線軸に対して対称な位置の外部電極と接続されている。ちなみに、巻線2の巻き始め端末2aは外部電極4aに接続され、巻き終わり端末2bは外部電極5bに接続される。一方、巻線3の巻き始め端末3aは外部電極4bに接続され、巻き終わり端末3bは外部電極5aに接続される。このようにチョークコイルCMC2はチョークコイルCMC1とくらべ、巻終わり端末2bと3bを接続する外部電極の位置を異ならせたものである。
【0013】
また、閉磁路とするための平板状の磁性体(底面図のため見えず)が上面に接合してある。磁性体コア1の磁脚の4角に設けられた外部電極は銀電極またははんだ等で形成されており、それぞれの巻線端末をはんだ等で電気的に接続する。
【0014】
T1にチョークコイルCMC1(図5(b))とT2にチョークコイルCMC2(図1(b))を用いてバルンを構成すると、図1(a)に示す回路図とすることができる。
図1(a)に示すように、アンバランスの入力ラインAは、チョークコイルT1の外部電極4aとチョークコイルT2の外部電極4bとで内側の隣り合う外部電極として接続できる。そして、入力側グランドGaは一方をチョークコイルT1の外部電極4bとし,他方をチョークコイルT2の外部電極4aとする。そして、バランス側の出力ラインB、Cは一方をチョークコイルT2の外部電極5aに,他方をチョークコイルT1の外部電極5bとしてグランドGbcを挟んで対称的な位置にすることができる。出力ラインのグランドGbcはチョークコイルT1の外部電極5aとチョークコイルT2の外部電極5bとで内側の隣り合う外部電極として接続できる。
【0015】
このように、2つのチョークコイルT1、T2を並列に配置したとき、内側の外部電極を一つの共有パターンとすることができるため、図3に示すように、チョークコイルT1とT2の間隔をあけることなく近接させて配置できる。また、実装する占有面積を小さくできる。なお、小型化という点については積層タイプにすれば可能であるが、線間容量が大きくなってしまうため、高周波特性が著しく悪化する。実用面から考えても上記のような線間容量が小さい巻線タイプが適当である。
【0016】
本発明の実施例におけるバルントランスについて試作し、周波数特性を測定した結果を図4に示す。
図4において、横軸を周波数(MHz)、縦軸を減衰量(dB)として表したものです。
特性Aは本発明のバルントランスの周波数特性であり、特性Bは従来のバルントランスの周波数特性である。
図4に示す周波数特性より、
従来のバルントランスの特性Bは、500MHzぐらいから減衰が始まり、3、4GHzで減衰量が大きく変化(円内)している。この変化は配線の引き回しによるインダクタンス成分のはねかえりと考える。
本発明のバルントランスの特性Aは、従来の特性Bのような変化は見られず、通過帯域ではフラットで高周波域での不要なはねかえりは見られない。
【0017】
他の実施例として、二つのチョークコイルT1,T2を直列に配置したものを図3に示す。
図3(a)は二つのチョークコイルT1,T2を巻線の巻き初め側を互いに対向させて直列に配置した回路図であり、図5(b)はそのチョークコイルを基板に実装したランドパターンを示す。
このように、二つのチョークコイルを直列に配置した場合、アンバランス入力ラインAはチョークコイルT1,T2の一方の巻線の巻き始め側の電極が回路基板の共有パターンとなり、アンバランス側グランドGaはチョークコイルT1,T2の他方の巻線の巻き始め側の電極が共有パターンとなる。 出力ラインB,Cおよび出力側グランドGc、GbはチョークコイルT1,T2の巻き終わり端末の電極がそれぞれの回路基板のパターンと接続される。なお、詳細については、既に上記実施例で説明したものと同じであることから、説明を省略する。
【0018】
このように、アンバランスの信号ラインを分岐する必要がないため、信号ラインの特性インピーダンスを一定に設計することが容易で、かつバランス側の信号ライン出力をグランドに対して対称的に取り出し、配線(外部回路との接続および線路長)も等長にすることができ、高周波域でバランスのとれた優れた周波数特性が得られる。
また、チョークコイルの基板実装において、並列に配置したときはアンテナ入力端子Aに相当する外部電極4aと4bのパターンを共通にすることができ、かつ、信号ライン出力のグランドGbcに相当する外部電極5aと5bのパターンを共通にできる。また、直列に配置したときはアンテナ入力端子Aに相当するそれぞれの外部電極4bのパターンを共通にすることができ、かつ、アンテナ入力端子のグランドGaに相当するそれぞれの外部電極4aのパターンを共通にすることができ、回路基板の配置によりT1,T2を並列または直列にする二つの配置方法ができパターン設計の自由度が増す。また、バルントランスとして従来は8個のランドパターンが必要であったが6個のランドパターンとすることができる。
【0019】
以上、本発明のバルントランスの実施例を述べたが、これらの実施例に限られるものではない。例えば、実施例では、チョークコイルT2の出力側の巻線端末を対角にある外部電極としたが、入力側の端末を対角に外部電極と接続してもよく、チョークコイルのどちらか一方を異ならせるだけでよい。さらに、巻線の外周をモールドフェライトや磁性粉末等で被った閉磁路のチョークコイルや樹脂でモールドしたチョークコイルを用いてもよい。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のバルントランスは、同じ特性で巻線端末の一部接続を異ならせた二つのコモンモードチョークコイルを用いることにより、二つのコモンモードチョークコイルの内側のパターン(図1(a))におけるアンバランス側の入力パターン(A)と出力側のグランドパターン(Gbc)、若しくは、図3(a)におけるアンバランス側の入力パターン(A)とグランドパターン(Ga)を共有することができるため、コモンモードチョークコイル間を近接に配置でき、間隔を最小限に押さえ込むことができる。
その結果、基板実装時の占有面積を最小限にでき、高周波特性の優れたバルントランスを実現することできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明ののバルントランスを用いた回路とチョークコイルの底面図。
【図2】本発明のバルントランスを構成する二つのチョークコイルを実装するランドパターン。
【図3】本発明のバルントランスを構成する二つのチョークコイルを直列に配置した回路図と実装するランドパターン。
【図4】バルントランスの周波数特性。
【図5】従来のバルントランスを用いた回路とチョークコイルの底面図。
【図6】従来のバルントランスを用いた回路の模式図。
【符号の説明】
A アンバランス入力ライン
B、C バランス出力ライン
Ga、Gb、Gc、Gbc グランドライン
T1、T2、CMC1、CMC2 コモンモードチョークコイル
1 コア
2、3 巻線
4a、4b、5a、5b 外部電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a balun transformer for transmitting a signal to a receiving antenna for a television, FM broadcast, etc., which is an unbalanced input, and an IC, which is a balanced input.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] JP-A-8-115820
[Patent Document 2] JP-A-11-135330
[0003]
In general, a balun transformer is used to eliminate matching loss between balanced and unbalanced circuits. In addition, it has many applications as a transmission line, and is known to be used for noise countermeasure components and the like because it blocks impedance conversion transformers and in-phase signals.
[0004]
Common balun transformers include winding-type balun transformers in which a toroidal coil (Patent Document 1) and a spectacle core (Patent Document 2) are wound. As a result, the workability in manufacturing is poor and downsizing is limited. For this reason, a balun transformer is realized by using two inexpensive and surface-mounted common mode choke coils (hereinafter referred to as choke coils) that can be wound by a machine.
FIG. 5A shows a circuit diagram of a 1: 4 balun that performs impedance conversion and balanced / unbalanced conversion used in a television receiver, FM receiver, and the like.
[0005]
As shown in FIG. 5A, A is an unbalanced input line connected to an antenna of a television, FM receiver or the like, and B and C are balanced output lines serving as input signals for the IC. The balun transformer is generally formed using two coils T1 and T2 having the same characteristics and the same connection. Ga and Gbc are ground earths.
The unbalanced signal on the input line A side is branched into one winding 3 of the coil T1 and one winding 3 of the coil T2, and the ground line Ga side is the other winding 2 of the coil T1 and the other of the coil T2. Branches to winding 2. One output line B of the balun transformer that is an input signal of the IC is drawn from the winding 3 of the coil T1, and the other output line C is drawn from the winding 2 of the coil T2. The ground line Gbc of the output lines B and C is connected to the winding 2 of the coil T1 and the winding 3 of the coil T2.
[0006]
As the coils T1 and T2, a surface mount type choke coil is used, and its structure is shown in FIG.
As shown in FIG. 5B, the surface mount type choke coil CMC1 has external electrodes 4a, 4b, 5a, 5b at the four corners of the magnetic legs of the H type magnetic core 1 (or U-shaped core). , And a flat magnetic material (not visible for the bottom view) for joining a pair of parallel conductors and a closed magnetic path are joined to the upper surface.
Terminals 2a and 2b of the winding 2 are connected to external electrodes 4a and 5a facing each other across the winding part, and terminals 3a and 3b of the winding 3 are respectively connected to external electrodes 4b and 5b facing each other across the winding part. It is connected. Incidentally, the winding start terminal 2a of the winding 2 is connected to the external electrode 4a, and the winding end terminal 2b is connected to the external electrode 5a. On the other hand, the winding start terminal 3a of the winding 3 is connected to the external electrode 4b, and the winding end terminal 3b is connected to the external electrode 5b. In this manner, the winding terminals of the windings 2 and 3 of the pair of parallel conductive wires are connected to the external electrode located at a position parallel to the winding axis.
FIG. 6 is a schematic diagram in which the two choke coils CMC1 shown in FIG. 5B are used and the circuit configuration of FIG. 5A is mounted on a substrate.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 6, the balun transformer has two choke coils T1, T2 (CMC1) having the same characteristics and the same connection arranged in parallel along the two signal lines. In a balun transformer that uses two choke coils, there is a limit in bringing the two choke coils close to each other. As shown in the figure, since the circuit patterns of the signal input line A and the ground line Ga are necessarily adjacent to each other inside the two choke coils T1 and T2, a physical interval must be maintained.
Since the circuit pattern of the input line A and the ground line Ga on the unbalance side intersects, there is a problem in high frequency characteristics. Even if the circuit pattern of the ground line Ga is connected by the via and the inner layer conductor, the unbalanced signal line A must be branched to the choke coils T1 and T2, so that the improvement of the high frequency characteristics cannot be expected.
[0008]
An object of the present invention is to provide a balun transformer having an improved high-frequency characteristic that can be easily externally connected, while minimizing the mounting area.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a balun using two surface mount type common mode choke coils provided with four external electrodes for winding a pair of parallel conductors around the same magnetic path and connecting the terminals. In the transformer, the connection of the winding terminal of one of the common mode choke coils provided along the two signal lines is different.
Further, one of the common mode choke coils is characterized in that a winding terminal is connected to an external electrode so that an input line and an output line of two signal lines are inverted.
[0010]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the balun transformer of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, in the figure, the part which attached | subjected the same code | symbol as FIG. 5, FIG. 6 has shown the part which is the same or it corresponds.
[0011]
FIG. 1A is a circuit diagram in an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a bottom view of a choke coil in which connection of input / output terminals of windings is different. FIG. 2 shows a land pattern of the choke coil provided on the mounting substrate.
The balun transformer of the present invention is characterized in that a choke coil CMC1 is used for the coil T1 and a choke coil CMC2 shown in FIG. 1B is used for the coil T2.
[0012]
As shown in FIG. 1B, the choke coil CMC2 has an H-type magnetic core 1 (or a U-shaped core) and external electrodes 4a, 4b, 5a, four corners of magnetic legs of the magnetic body. 5b, and windings 2 and 3 are formed by a pair of parallel conductors.
The winding start terminal 2a and the winding end terminal 2b of the winding 2 are connected to the external electrodes 4a and 5b, and the winding start terminal 3a and the winding end terminal 3b of the winding 3 are connected to the external electrodes 4b and 5a. .
In this manner, the winding end terminals of the windings 2 and 3 are connected to the external electrodes at positions symmetrical to the winding start terminal and the winding axis. Incidentally, the winding start terminal 2a of the winding 2 is connected to the external electrode 4a, and the winding end terminal 2b is connected to the external electrode 5b. On the other hand, the winding start terminal 3a of the winding 3 is connected to the external electrode 4b, and the winding end terminal 3b is connected to the external electrode 5a. Thus, the choke coil CMC2 is different from the choke coil CMC1 in that the positions of the external electrodes connecting the winding end terminals 2b and 3b are different.
[0013]
Further, a flat magnetic body (not visible because of a bottom view) for making a closed magnetic path is bonded to the upper surface. External electrodes provided at the four corners of the magnetic legs of the magnetic core 1 are formed of silver electrodes or solder, and the respective winding terminals are electrically connected by solder or the like.
[0014]
If a balun is formed using the choke coil CMC1 (FIG. 5B) for T1 and the choke coil CMC2 (FIG. 1B) for T2, the circuit diagram shown in FIG. 1A can be obtained.
As shown in FIG. 1A, the unbalanced input line A can be connected as an external electrode adjacent to the inside by the external electrode 4a of the choke coil T1 and the external electrode 4b of the choke coil T2. One of the input side grounds Ga is the external electrode 4b of the choke coil T1, and the other is the external electrode 4a of the choke coil T2. The balance-side output lines B and C can be placed symmetrically with the ground Gbc sandwiched between one side being the external electrode 5a of the choke coil T2 and the other side being the external electrode 5b of the choke coil T1. The ground Gbc of the output line can be connected as an adjacent external electrode inside by the external electrode 5a of the choke coil T1 and the external electrode 5b of the choke coil T2.
[0015]
As described above, when the two choke coils T1 and T2 are arranged in parallel, the inner external electrode can be made into one shared pattern. Therefore, as shown in FIG. 3, the choke coils T1 and T2 are spaced apart. Can be placed close to each other. Moreover, the occupied area to be mounted can be reduced. Although it is possible to reduce the size by using a laminated type, since the line-to-line capacitance increases, the high frequency characteristics are significantly deteriorated. From the practical point of view, the winding type having a small line capacitance as described above is appropriate.
[0016]
FIG. 4 shows the results of trial manufacture of the balun transformer in the embodiment of the present invention and measurement of frequency characteristics.
In Fig. 4, the horizontal axis represents frequency (MHz) and the vertical axis represents attenuation (dB).
Characteristic A is the frequency characteristic of the balun transformer of the present invention, and characteristic B is the frequency characteristic of the conventional balun transformer.
From the frequency characteristics shown in FIG.
In the characteristic B of the conventional balun transformer, the attenuation starts from about 500 MHz, and the amount of attenuation greatly changes (in a circle) at 3, 4 GHz. This change is considered to be a reflection of the inductance component due to the wiring.
The characteristic A of the balun transformer of the present invention does not change as in the conventional characteristic B, and is flat in the pass band and no unnecessary rebound in the high frequency range.
[0017]
FIG. 3 shows another embodiment in which two choke coils T1 and T2 are arranged in series.
FIG. 3A is a circuit diagram in which two choke coils T1 and T2 are arranged in series with the winding start sides facing each other, and FIG. 5B is a land pattern in which the choke coils are mounted on a substrate. Indicates.
Thus, when two choke coils are arranged in series, the unbalanced input line A has an electrode on the winding start side of one winding of the choke coils T1 and T2 serving as a shared pattern of the circuit board, and the unbalanced side ground Ga In the choke coils T1 and T2, the electrode on the winding start side of the other winding forms a shared pattern. In the output lines B and C and the output side grounds Gc and Gb, the electrodes at the end of winding of the choke coils T1 and T2 are connected to the patterns of the respective circuit boards. Since details are the same as those already described in the above embodiment, the description thereof is omitted.
[0018]
In this way, since there is no need to branch unbalanced signal lines, it is easy to design the characteristic impedance of the signal lines to be constant, and the balanced signal line outputs are taken out symmetrically with respect to the ground and wired. (Connection with external circuit and line length) can also be made equal, and excellent frequency characteristics balanced in a high frequency range can be obtained.
Further, when the choke coil is mounted on the substrate, the patterns of the external electrodes 4a and 4b corresponding to the antenna input terminal A can be made common when arranged in parallel, and the external electrode corresponding to the signal line output ground Gbc. The patterns 5a and 5b can be made common. Further, when arranged in series, the pattern of each external electrode 4b corresponding to the antenna input terminal A can be made common, and the pattern of each external electrode 4a corresponding to the ground Ga of the antenna input terminal is made common. And two arrangement methods for arranging T1 and T2 in parallel or in series according to the arrangement of the circuit board, and the degree of freedom in pattern design increases. In addition, as a balun transformer, eight land patterns are conventionally required, but six land patterns can be formed.
[0019]
As mentioned above, although the Example of the balun transformer of this invention was described, it is not restricted to these Examples. For example, in the embodiment, the output terminal of the choke coil T2 is a diagonal external electrode, but the input terminal may be diagonally connected to the external electrode, and either one of the choke coils may be connected. You just need to make them different. Further, a choke coil having a closed magnetic circuit whose outer periphery is covered with molded ferrite or magnetic powder, or a choke coil molded with resin may be used.
[0020]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the balun transformer of the present invention uses two common mode choke coils with the same characteristics and different connections at the winding terminals, so that the inner side of the two common mode choke coils is the same. The unbalanced input pattern (A) and the output ground pattern (Gbc) in the pattern (FIG. 1A), or the unbalanced input pattern (A) and the ground pattern (Ga in FIG. 3A). ) Can be shared, the common mode choke coils can be arranged close to each other, and the interval can be minimized.
As a result, the occupying area when mounting on the board can be minimized, and a balun transformer having excellent high frequency characteristics can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom view of a circuit using a balun transformer of the present invention and a choke coil.
FIG. 2 is a land pattern on which two choke coils constituting the balun transformer of the present invention are mounted.
FIG. 3 is a circuit diagram in which two choke coils constituting the balun transformer of the present invention are arranged in series and a land pattern to be mounted.
FIG. 4 shows frequency characteristics of a balun transformer.
FIG. 5 is a bottom view of a circuit using a conventional balun transformer and a choke coil.
FIG. 6 is a schematic diagram of a circuit using a conventional balun transformer.
[Explanation of symbols]
A Unbalanced input line B, C Balanced output line Ga, Gb, Gc, Gbc Ground line T1, T2, CMC1, CMC2 Common mode choke coil 1 Core 2, 3 Winding 4a, 4b, 5a, 5b External electrode