JP2006525738A - 電子回路における無線周波信号の分散 - Google Patents

Abstract

本発明は、プリント回路ボード１０上の各種モジュールへの無線周波信号の分散に関する。アンテナプラグ１１を介して供給される無線周波信号は、マルチセクション１２，１３，１４及び１５のラインにわたり導かれ、それぞれのデカップラー３２は、２つのセクション１３，１４の間に挿入される。さらに、２つのセクション１３，１４の間で、信号損失を補正するために増幅器３３が任意に設けられ、及び／又はアクティブ状態にないモジュールを分離するためにスイッチ３４が設けられる場合がある。

Description

本発明は、無線周波信号が分散されるプリント回路ボードにモジュールを有する電子回路に関する。

電気の無線周波信号は、オーディオデータ及び／又はビデオデータのためのキャリアとして特に使用される。今日の家電製品では、同じ機器内で、たとえばチューナ又はレシーバのような、無線周波信号が印加される各種のモジュールが信号を処理するために設けられる状況が益々生じている。このケースでは、それぞれのモジュールには、（たとえば挿入された信号ドライバを介して）外部アンテナケーブルを介して無線周波信号が独立して供給される。この手順は、それぞれのモジュールがそれ自身のアンテナプラグを有する必要があり、個別の外部のケーブルが必要であることから比較的高価である。このことは、特に、各種モジュールが同じプリント回路ボードにも受けられる場合に当てはまる。

米国特許第4,769,618号は、マイクロ波信号を様々な出力に分散させるための回路を開示しており、挿入されたインピーダンス及び増幅器は、実際に信号損失のない分散を提供する。しかし、回路は、マイクロ波周波数レンジにおける信号分散についてのみ適しており、全体の回路は、シールドされた筐体に収容される。次いで、シールドされた（筐体）アプリケーションにおいて、又はシールドされたケーブルを介して、そのいずれかでその後の分散が行われる。さらに、マイクロ波技術は、ラジオ及びテレビジョン信号の周波数レンジについて使用することができない。これらの周波数で使用されるとき、かかる回路は、強度の信号損失の原因、及び他のコンポーネントとの干渉により生じる問題となる。

上記背景に鑑みて、本発明の目的は、信号の干渉により引き起こされる回路の問題を最大の可能な範囲にまで回避することができる、無線周波信号をプリント回路ボードの複数のモジュールに分散するための回路を提供することにある。

上記目的は、請求項１の特徴を有する電子回路により達成される。有利な実施の形態は、従属の請求項に含まれる。

本発明に係る電子回路は、プリント回路ボードに無線周波信号を処理するための少なくとも２つのモジュールを有している。次いで、無線周波信号は、約１０ｋＨｚを超える周波数レンジ、好ましくは周波数レンジ５０ＭＨｚ〜１ＧＨｚである電磁信号であると理解される。この回路において、以下“ＲＦ”ラインと呼ばれる、プリント回路ボードのモジュールにつながるラインであって、動作において無線周波信号を搬送するラインは、デカップラーにより接続される少なくとも２つのセクションに細分される。次いで、デカップラーは、無線周波信号がラインの一方のセクションから他のセクションに転送されるようにするが、このことは、たとえば、ＤＣ分離されるやり方及びインピーダンス整合により影響される。デカップラーは、スプリッタの機能を合わせて有することが好ましく、（少なくとも）２つの出力にわたり到来する信号を分割することができる。

デカップラーにより連続して接続される２以上のセクションを含むＲＦラインは、プリント回路ボードのすべてのモジュールに沿って特にプリント回路ボードを越える場合があり、無線周波信号をそれらに供給する場合がある。プリント回路ボードの全てのモジュールは、単一の外部ケーブル端子及びアンテナプラグを介して到達することができる。同時に、互いに減結合されるより短いセクションにＲＦラインを細分することは、ラインが長いアンテナとして機能しないという利点がある。したがって、他のコンポーネントと干渉する無線周波信号を発することも、その環境から干渉信号を捕捉することもない。これらの問題は、プリント回路ボードのＲＦラインの高価かつインストールが困難なシールドを必要とすることもなく、回避されるか又は少なくとも著しく低減される場合がある。

好適な実施の形態の回路によれば、少なくとも１つのモジュールは、デカップラーを介して接続される入力及び出力を有しており、入力はＲＦラインの第一のセクションに接続され、出力はＲＦラインの第二のセクションに接続されている。ＲＦラインの第一のセクションに存在する無線周波数は、入力を通してモジュールに印加され、ＲＦラインの第二の後続のセクションにデカップラーを介して同時に転送される。モジュールに統合されるデカップラーは、次いで、ＲＦラインの２つの連続するセクションの所望のデカップリングを提供する。

先に記載されたモジュールの更なる実施の形態によれば、このモジュールは、ＲＦラインの第一のセクションにおける無線周波信号が、出力のダウンストリームに構成される更なるモジュールにより必要とされない場合、又は更なるモジュールがそれぞれ接続されない場合に、かかる入力からかかる出力を分離するために構成されている場合がある。分離は、モジュールの入力と出力との間で、たとえば必要に応じて開かれるスイッチングトランジスタのような制御可能なスイッチ素子が構成される点で、より詳細に達成される場合がある。無線周波信号が回路の後でモジュールによりもはや必要とされないケースでは、はじめに、無線周波信号は、分離の結果としてＲＦラインのそれぞれのラインセクションに全く供給されない。このセクションの放射作用により引き起こされる干渉は、開始から回避される。

先に記載されたモジュールの更なる実施の形態によれば、増幅器は、モジュールの入力と出力との間に配置される場合があり、より詳細には、デカップラーとモジュールの出力との間に配置される場合がある。増幅器は、しばらくの間生じている信号損失をキャンセルするため、ＲＦラインの次のセクションに供給される前に無線周波信号を増幅する。

先に記載された増幅器によりスイッチ素子が集積され場合があり、このスイッチ素子により、入力と出力との間の先の分離が作用される場合がある。

電子回路のモジュールは、原理的に、無線周波信号を処理するために設けられるモジュールである場合がある。より詳細には、モジュールは、到来する無線周波信号における搬送波周波数から信号部分を分離可能なチューナである場合がある。

本出願のプリント回路ボードは、任意にマルチレイヤＰＣＢである場合があり、モジュール間の信号供給は、プリント回路ボードの内部レイヤ（inner layer）で行われるのが好ましい。次いで、上位レイヤは、更なるシールドとして使用される場合がある。

以下では、本発明は、添付図面を参照して例示により説明される。
図１に示され、３つのモジュール２０，３０及び４０を有するプリント回路ボード１０は、たとえばＳＴＢ（セットトップボックス）又はテレビジョンセットのようなオーディオ又はビデオ機器で設けられる場合がある。モジュール２０，３０及び４０は、特に、たとえばテレビジョンセットにおいてピクチャ・イン・ピクチャ（PIP: Picture In Picture）機能を実行するために設けられるチューナである場合がある。

プリント回路ボード１０は、処理されるべき無線周波信号を供給するために、外部のアンテナケーブル（図示せず）が接続される場合があるアンテナプラグ１１を有している。次いで無線周波信号は、ＲＦライン１２，１３，１４，１５により接続されるモジュール２０，３０，４０にわたり分散される。次いで、多少長くシールドされていないラインがプリント回路ボードにわたり導かれる場合に、無線周波信号がラインに供給されるときに電磁環境適合性（ＥＭＣ）による問題が生じる場合があることが考慮されるべきである。次いで、ラインは、供給された無線周波信号を発し、他のコンポーネント又は機器と干渉する送信アンテナとして機能すると共に、環境からの電磁波を捕捉し、伝送すべき無線周波信号との干渉を伝送させる受信アンテナとしても機能する。

これらの問題を解決するため、図１に示される回路におけるＲＦラインは、複数の短いセクション１２，１３，１４及び１５に細分される。セクションは、チェインのような方式で、２つのみのモジュールを２０／３０又は３０／４０毎に接続するか、若しくはアンテナプラグ１１を第一のモジュール２０に接続する。チェインの最後のモジュール４０から始まるセクション１５は、図示される例で使用されずに終わっている。

中央のモジュール３０について詳細なやり方で示されるように、それぞれのモジュールについて、ラインのセクション１３は入力３１に接続され、次のセクション１４は出力３５に接続され、入力３１と出力３５は、デカップラー３２を介して相互接続される。デカップラー３２は、連続するセクション１３，１４が１つのコヒーレントアンテナとして機能することができないことを提供する。先に記載された放射の問題、又は干渉信号の受信のそれぞれは、回避されるか又は強度に低減される。図示される例では、デカップラー３２は、スプリッタ機能をも有している。次いで、センタータップをもつコイル３８は、スプリッタとして設けられている。代替的に、トランスミッタ（２以上の結合されたコイル）が使用される。デカップリングについて、図示される例では増幅器３３として構成されるトランジスタステージが必要とされる。増幅器３３は、特に低雑音増幅器である場合があり、たとえばデカップラー３２により生成される信号減衰を補正することができる。

図２で更に見られるように、実際のチューナ回路３６は、増幅器３７を介してデカップラー３２に接続されている。このチューナは、入力３１に直接的に接続されている場合がある。さらに、無線周波信号は、オン／オフスイッチ３４によりデカップラー３２のダウンストリームにある出力３５に導かれる場合がある。

オン／オフスイッチ３４は、次のモジュール４０がアクティブ状態にない、すなわちその入力に無線周波信号を有する必要がある場合に開かれる場合がある。次いで、スイッチ３４が開くことで、モジュール３０とモジュール４０との間のラインセクション１４で無線周波信号が終わるのを回避し、これにより、このセクション１４は、電磁干渉を生じることができない。また、オン／オフスイッチは、チェインの最後のモジュール４０にも含まれ、そこに設けられるラインセクションを標準として保持するために開き続ける場合があり、信号なしで出力に接続される。必要とされないラインセクションをオフに切り替えることで、電磁環境適合性が改善されるだけでなく、回路全体の電力消費量が低減される。

オン／オフスイッチ３４は、図示されるように、個別のコンポーネントとして実現される場合がある。しかし、増幅器３３と集積される場合もある。さらに、モジュール３０の入力３４と出力３５との間の分離が増幅器３３をオフにすることで達成される場合もある。

プリント回路ボード及び３つの無線周波モジュールをもつ電子回路を概念的に示す図である。

符号の説明

１０：プリント回路ボード
１１：アンテナプラグ
１２，１３，１４，１５：ＲＦラインのセクション
２０，３０，４０：チューナモジュール
３１：入力
３２：デカップラー
３３：増幅器
３４：オン／オフスイッチ
３５：出力
３６：チューナ回路
３７：増幅器
３８：コイル

Claims (10)

1. 無線周波信号を処理し、プリント回路ボードに設けられる少なくとも２つのモジュールを含む電子回路であって、
   前記プリント回路ボード上の前記モジュールにつながる無線周波ラインは、デカップラーにより接続される少なくとも２つのセクションに分割され、前記デカップラーは、スプリッタ機能を有する、
   ことを特徴とする電子回路。
2. 前記モジュールのうちの少なくとも１つは、前記デカップラーを介して互いに接続される入力と出力を有し、前記入力は、前記無線周波ラインの第一のセクションに接続され、前記出力は、前記無線周波ラインの第二のセクションに接続される、
   ことを特徴とする請求項１記載の電子回路。
3. 前記モジュールは、前記無線周波信号が前記出力のダウンストリームにある更なるモジュールにより必要とされない場合に、前記入力から前記出力を分離するために構成される、
   ことを特徴とする請求項２記載の電子回路。
4. 前記モジュールの前記入力と前記出力との間で、前記入力と前記出力を選択的に分離するためにスイッチエレメントが構成される、
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の電子回路。
5. 前記モジュールの前記入力と前記出力との間に増幅器が構成される、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか記載の電子回路。
6. 前記デカップラーと前記モジュールの前記出力との間に増幅器が構成される、
   ことを特徴とする請求項５記載の電子回路。
7. 前記スイッチエレメントは、前記増幅器と集積される、
   ことを特徴とする請求項４又は５記載の電子回路。
8. 前記モジュールのうちの少なくとも１つはチューナである、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の電子回路。
9. 前記無線周波信号は、５０メガヘルツから１ギガヘルツまでの周波数レンジで見られる、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の電子回路。
10. 前記プリント回路ボードはマルチレイヤボードであり、前記モジュール間のシグナルサプライが前記プリント回路ボードの内部レイヤに見られる、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の電子回路。

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