JP2633356B2 - High frequency transformer - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高周波トランスに係り、とくにTV周波数帯で
の電力分配器に使用するトランスに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency transformer, and more particularly to a transformer used for a power divider in a TV frequency band.
従来のテレビジョン放送受信用電力分配器が取扱う周
波数はCATV、UHFを含めても５〜860MHzであり、使用さ
れる変成器は貫通孔を有する柱状フェライトコアにおけ
る、貫通孔を利用して導線を巻装して構成している。The frequency handled by the conventional power distributor for television broadcast reception is 5 to 860 MHz including CATV and UHF, and the transformer used is a columnar ferrite core having a through hole. It is wound and configured.
第11図は従来の一般的な電力分配器の回路構成を示し
たもので、二つの同一構成の変成器T1,T2を用いて構成
されている。これら変成器の巻線比をＮとすると、この
変成器における各部電圧は例えばTV Communications,Ap
ril 1967 P80に記載されているように、次のような関係
にある。入力電圧をEi、出力電圧をEo、変成器１次巻線
電圧をEkとすると、 Eo＝Ei−Ek （１） したがって Ek＝Ei−Eo （２） ここで、図における吸収抵抗ｒ両端間の電圧Er＝０と
すると、 Ei/N＝Ｎ・Ek （３） Ek＝Ei/N2 （４） となる。FIG. 11 shows a circuit configuration of a conventional general power distributor, which is configured using two transformers T1 and T2 having the same configuration. Assuming that the turns ratio of these transformers is N, the voltage of each part in this transformer is, for example, TV Communications, Ap
As described in ril 1967 P80, the relationship is as follows. Assuming that the input voltage is Ei, the output voltage is Eo, and the transformer primary winding voltage is Ek, Eo = Ei−Ek (1) Therefore, Ek = Ei−Eo (2) If the voltage Er = 0, Ei / N = N · Ek (3) Ek = Ei / N 2 (4)
この式（４）を式（１）に代入して、 Eo＝Ei−Ei/N2 ＝Ei（１−1/N2） （５） となり、また式（５）を式（２）に代入すると、 Ek＝Ei/N2 （６） となる。また図から Et＝Ei/N ＝Ｎ・Ek （７） となる。この式（７）に式（２）に代入すると、 Et＝Ｎ・Ek ＝Ｎ（Ei−Eo） （８） となる。ここで、Ei＝１として式（５）、（６）、
（７）に代入すると、 Et＝1/N Eo＝１−1/N2 Ek＝1/N2 となり、変成器としての特性は変成器の１次、２次巻線
比で決定されることになる。This equation (4) is substituted into equation (1), and Eo = Ei−Ei / N 2 = Ei (1-1 / N 2 ) (5), and equation (5) is substituted into equation (2). Then, Ek = Ei / N 2 (6). From the figure, Et = Ei / N = N · Ek (7). By substituting equation (2) into equation (7), Et = N · Ek = N (Ei−Eo) (8) Here, assuming Ei = 1, equations (5), (6),
Substituting into (7), Et = 1 / N Eo = 1-1 / N 2 Ek = 1 / N 2 , and the characteristics as a transformer are determined by the primary and secondary turns ratio of the transformer. become.
上記の理想的な変成器に比べて実際の変成器は、特性
的に劣ったものとなる。すなわち第11図に示すように入
出力間に変成器T1の２次巻線が並列に挿入された回路構
成であるから、単に巻線比を設定しただけでは十分な電
気特性を得ることができず、巻線比を維持しかつこの２
次巻線のインピーダンスを十分に大きくしなければ挿入
損失の増大とか入力インピーダンスの悪化を招く。Actual transformers are inferior in characteristics to the ideal transformers described above. That is, since the secondary winding of the transformer T1 is inserted in parallel between the input and output as shown in FIG. 11, sufficient electric characteristics can be obtained only by setting the winding ratio. To maintain the turns ratio and
Unless the impedance of the next winding is made sufficiently large, insertion loss increases and input impedance deteriorates.
このために２次巻線の巻回数を多くしなければならな
いが、そうすると線間容量が増大し、実質のインピーダ
ンスが増大せず、また浮遊容量とインダクタンスによる
共振を起こして使用周波数の上限を決定してしまう。For this purpose, the number of turns of the secondary winding must be increased. However, if this is done, the line capacitance increases, the actual impedance does not increase, and resonance occurs due to stray capacitance and inductance, and the upper limit of the operating frequency is determined. Resulting in.
第12図は第11図の構成の変成器につき、厚さ3mm、長
さ5mm、孔径1mm、初期透磁率3000のトロイダル形フェラ
イトコアを用いて１次巻線数0.5,2次巻線数5.5（巻回数
比11）の場合の電気特性を示したものである。すなわ
ち、入力端子IN、出力端子OUTおよび分配端子TAP相互間
の信号伝送特性は、既述の理由により約1200MHz以上の
周波数に特性劣化が現れている。そして、とくに出力端
子OUT−分配端子TAP間のアイソレーション特性の劣化が
著しい。FIG. 12 shows a transformer having the configuration of FIG. 11 using a toroidal ferrite core having a thickness of 3 mm, a length of 5 mm, a hole diameter of 1 mm, and an initial magnetic permeability of 3,000, and a primary winding number of 0.5 and a secondary winding number of 5.5. It shows the electrical characteristics in the case of (turn ratio: 11). That is, the signal transmission characteristics among the input terminal IN, the output terminal OUT, and the distribution terminal TAP show deterioration at a frequency of about 1200 MHz or more for the reason described above. In particular, the isolation characteristics between the output terminal OUT and the distribution terminal TAP significantly deteriorate.
ここにおいて、近年、衛星放送の開始に伴いその中間
周波数での分配が要求されるようになり、テレビジョン
放送受信用の電力分配器はより高周波を取り扱う必要が
生じ、とくにヨーロッパでは1750MHzまでの帯域特性が
要求されるようになっている。Here, in recent years, with the start of satellite broadcasting, distribution at the intermediate frequency has been required, and it has become necessary for power distributors for television broadcast reception to handle higher frequencies, especially in Europe up to 1750 MHz. Characteristics are required.
このような高周波数を取扱うには従来の高周波トラン
スによる電力分配器では不十分である。すなわち従来の
導線をフェライトコアに巻装する構成の高周波トランス
では巻線相互間の浮遊容量が多いだけでなく不足であ
り、製品ごとの特性の相違を調整する作業を必要とし浮
遊容量を調整出来ないと高周波数ほど特性が劣化する結
果を招いている。In order to handle such a high frequency, the power distributor using the conventional high-frequency transformer is insufficient. That is, the conventional high-frequency transformer in which a conductive wire is wound around a ferrite core has not only a large stray capacitance between windings but also a shortage, and it is necessary to adjust the difference in characteristics between products and adjust the stray capacitance. Otherwise, the characteristic is degraded as the frequency increases.
本発明は上記の点を考慮してなされたもので、従来の
テレビジョン放送用周波数帯域を超えた周波数帯域まで
特性が劣化しない電力分配器用高周波トランスを提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above points, and has as its object to provide a high-frequency transformer for a power divider in which characteristics are not deteriorated up to a frequency band exceeding a conventional frequency band for television broadcasting.
中心貫通孔、およびこの中心貫通孔に対しほぼ同心状
の位置に取り巻いて配置された複数の周囲貫通孔を有す
る柱状のフェライトコアと、 前記周囲貫通孔には少くとも１本づつの導線が挿入さ
れかつ前記中心貫通孔には前記周囲貫通孔の導線すべて
が挿入されるように巻装された巻線とをそなえた高周波
トランスを提供するものである。A columnar ferrite core having a central through-hole, and a plurality of peripheral through-holes disposed at positions substantially concentric with the central through-hole; and at least one conductor inserted into the peripheral through-hole. And a high-frequency transformer having a winding wound around the center through-hole so that all the conductors of the peripheral through-hole are inserted.
フェライトコアには、中心貫通孔とこの中心貫通孔を
中心にしてほぼ同心位置に複数の周囲貫通孔が配置され
ており、複数の周囲貫通孔には少なくとも１本づつの導
線を挿通する。そして、中心貫通孔にはすべての導線を
挿通する。The ferrite core has a central through-hole and a plurality of peripheral through-holes arranged substantially concentrically about the central through-hole, and at least one conductive wire is inserted into the plurality of peripheral through-holes. Then, all the conductors are inserted into the center through hole.
この導線挿通の際、貫通孔の内壁に設けられた案内溝
が導線を案内しかつ所定位置に保持する。When the conductor is inserted, the guide groove provided on the inner wall of the through hole guides the conductor and holds the conductor at a predetermined position.
各貫通孔に挿通された導線により生じる磁束はフェラ
イトコア中で閉塞する磁路を通るから外部に漏洩し難
く、漏洩磁束によって特性インピーダンスが影響を受け
ることが少ない。The magnetic flux generated by the conducting wire inserted into each through hole passes through the magnetic path closed in the ferrite core, so that it is difficult for the magnetic flux to leak to the outside, and the leakage magnetic flux hardly affects the characteristic impedance.
しかも浮遊容量が安定しており、浮遊容量に起因する
不確定要素は少ない。Moreover, the stray capacitance is stable, and there are few uncertainties due to the stray capacitance.
本発明によれば、フェライトコアの巻線巻装用貫通孔
を用いて各巻線を個別の位置に正確に配置したため、巻
線同士の間の浮遊容量が減少し、使用周波数帯域が大幅
に拡大できる。そして巻線相互間の浮遊容量のばらつき
がなく、浮遊容量に起因する特性が一定化され、量産に
適している。しかも巻線は各貫通孔に１本づつ挿通させ
るだけであるから作業性が良好で量産に最適である。According to the present invention, since each winding is accurately arranged at an individual position using the winding through hole of the ferrite core, the stray capacitance between the windings is reduced, and the operating frequency band can be greatly expanded. . Further, there is no variation in the stray capacitance between the windings, and the characteristics caused by the stray capacitance are constant, which is suitable for mass production. In addition, since only one winding is inserted into each through hole, workability is good and it is optimal for mass production.
第１図は本発明の一実施例の外観を示したもので、同
図において、１は円柱型のフェライトコアであり、中心
に１個の貫通孔２があり、その同心円上の周囲位置に６
個の貫通孔３が形成されている。そして中心の貫通孔２
に１次巻線ａ−ａ′が挿通され、また中心の貫通孔２と
周囲の貫通孔３との間には２次巻線ｂ−ｂ′が放射状に
巻装されている。したがって中心の貫通孔２には１次巻
線１本と２次巻線７本とが挿通される。FIG. 1 shows the appearance of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a columnar ferrite core, which has one through hole 2 at the center, and is located at a peripheral position on the concentric circle. 6
The individual through holes 3 are formed. And the central through hole 2
A primary winding aa 'is inserted through the hole, and a secondary winding bb' is radially wound between the center through hole 2 and the surrounding through hole 3. Therefore, one primary winding and seven secondary windings are inserted into the through hole 2 at the center.
第２図（ａ）、（ｂ）は第１図の実施例に用いるフェ
ライトコアの外観形状を示したもので、第１図の実施例
から巻線を取り去った状態を示している。同図（ａ）の
場合、フェライトコア１の中心位置にやや大径の軸方向
に貫通する中心貫通孔２が形成され、その同心円上周囲
にやや小径の軸方向に貫通する周囲貫通孔３がほぼ等間
隔に配置されている。また同図（ｂ）の場合、フェライ
トコア１の偏心位置と中心貫通孔２が形成され、周囲貫
通孔３は扇状に配されている。FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the external shape of the ferrite core used in the embodiment of FIG. 1, and show a state in which the winding is removed from the embodiment of FIG. In the case of FIG. 2A, a central through hole 2 penetrating in the axial direction with a slightly larger diameter is formed at the center position of the ferrite core 1, and a peripheral through hole 3 penetrating in the axial direction with a slightly smaller diameter is formed around the concentric circle. They are arranged at substantially equal intervals. In the case of FIG. 2B, the eccentric position of the ferrite core 1 and the center through hole 2 are formed, and the peripheral through holes 3 are arranged in a fan shape.
第３図、第４図はこのフェライトコアにおける中心貫
通孔２または周囲貫通孔３に導線を挿通した場合の磁気
回路的挙動を検討したものである。FIGS. 3 and 4 study the behavior of a magnetic circuit when a conducting wire is inserted through the center through hole 2 or the peripheral through hole 3 in the ferrite core.
まず第３図の場合は、中心貫通孔２に導線４を挿通し
て電流ｉを流すと破線で示すような磁束が通る。一方、
第４図の場合、中心貫通孔２と周囲貫通孔３との間に導
線５を挿通して電流を流すと同様に破線で示すように磁
束が通る。つまり導線４による磁束と導線５による磁束
とは磁路が共通である。したがって第３図の巻線と第４
図の巻線とを同一コアに巻装すると第１図に示したよう
な高周波トランスが構成できる。First, in the case of FIG. 3, when a current i is passed through the conductor 4 through the center through hole 2, a magnetic flux shown by a broken line passes. on the other hand,
In the case of FIG. 4, the magnetic flux passes as shown by a broken line in the same manner as when a current flows through the conducting wire 5 between the center through hole 2 and the peripheral through hole 3. That is, the magnetic flux by the conductor 4 and the magnetic flux by the conductor 5 have the same magnetic path. Therefore, the winding of FIG.
When the winding shown in the figure is wound around the same core, a high-frequency transformer as shown in FIG. 1 can be constructed.
第５図（ａ）、（ｂ）、第６図（ａ）、（ｂ）および
第７図（ａ）、（ｂ）は夫々本発明によるトランスの等
化回路図および外観図を示したものである。FIGS. 5 (a), (b), 6 (a), (b) and 7 (a), (b) show an equalizer circuit diagram and an external view of a transformer according to the present invention, respectively. It is.
第５図（ａ）、（ｂ）は極性反転用高周波トランスの
例であり、CATVの分野ではバルントランスとかハイブリ
ッド回路の構成要素として用いられているものである。
巻線は通常平行２線または同軸ケーブルを用いる。FIGS. 5 (a) and 5 (b) show an example of a high frequency transformer for polarity reversal, which is used as a component of a balun transformer or a hybrid circuit in the field of CATV.
The winding usually uses a parallel two-wire or coaxial cable.
第６図（ａ）、（ｂ）はオートトランス形式で構成さ
れたインピーダンス変換用の高周波トランスであり、ま
た第７図（ａ）、（ｂ）は２巻線式トランスとして構成
されたインピーダンス変換用高周波トランスである。CA
TVの分野では75オーム対37.5オームの2:1インピーダン
ス変換器として多用されているものである。FIGS. 6 (a) and 6 (b) are high frequency transformers for impedance conversion configured in an auto-transformer form, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are impedance conversion configured as a two-winding transformer. For high frequency transformers. CA
In the field of TV, it is frequently used as a 75 ohm to 37.5 ohm 2: 1 impedance converter.
第８図は第１図に示した高周波トランスを２個用いて
分配器を構成したものである。これは一方のトランスT1
の一次巻線の一端a1を入力端子INに、他端a1′を出力端
子OUTに接続し、また二次巻線の一端b1を接地し、他端b
1′を吸収抵抗Ｒを介して接地して構成する。もう一つ
のトランスT2に一次巻線の一端a2′を吸収抵抗Ｒを介し
て接地し、他端a2を分配端子TAPに接続し、２次巻線の
一端b2′を出力端子OUTに接続し、他端b2を接地する。
これにより第11図に示したもうな分配器回路が構成され
る。FIG. 8 shows a distributor using two high-frequency transformers shown in FIG. This is one transformer T1
One end a1 of the primary winding is connected to the input terminal IN, the other end a1 'is connected to the output terminal OUT, and one end b1 of the secondary winding is grounded, and the other end b
1 'is grounded through an absorption resistor R. One end a2 'of the primary winding is grounded to another transformer T2 via the absorption resistor R, the other end a2 is connected to the distribution terminal TAP, and one end b2' of the secondary winding is connected to the output terminal OUT. The other end b2 is grounded.
This constitutes another distributor circuit shown in FIG.
第９図（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例に用いる
コアの例を示したもので、同図（ａ）はフェライトコア
１の中心位置に８本の導線を挿通するような中心貫通孔
２を設け、周囲孔３は２本用２個と１本用４個としてい
る。FIGS. 9 (a) and 9 (b) show examples of cores used in another embodiment of the present invention. FIG. 9 (a) shows that eight conductors are inserted through the center of the ferrite core 1. The central through hole 2 is provided, and the peripheral holes 3 are two for two and four for one.
第10図は本発明による高周波トランスを用いた電力分
配器の信号伝送特性を示したもので、直径5mm、高さ3mm
で中心貫通孔の直径が1.mm、周囲貫通孔の直径が1.0m
m、μｉ＝3000なるフェライトコアに0.18mm径のポリウ
レタン線を巻装して高周波トランスを構成したものであ
る。FIG. 10 shows the signal transmission characteristics of the power divider using the high-frequency transformer according to the present invention, and has a diameter of 5 mm and a height of 3 mm.
The diameter of the center through hole is 1.mm and the diameter of the surrounding through hole is 1.0m
A high-frequency transformer is formed by winding a polyurethane wire having a diameter of 0.18 mm around a ferrite core of m, μi = 3000.
この特性を既述の第12図の特性と比較すれば明らかで
あるが、出力端子OUT−分配端子TAP間の伝送特性が2000
MHzまで平坦であり、アイソレーション特性が大幅に改
善されている。It is clear from comparison of this characteristic with the characteristic shown in FIG. 12 that the transmission characteristic between the output terminal OUT and the distribution terminal TAP is 2000
It is flat up to MHz and the isolation characteristics are greatly improved.
第１図は本発明の一実施例を示す外観図、第２図
（ａ），（ｂ）は同実施例に用いるフェライトコアの外
観図、第３図および第４図は第２図のフェライトコアに
おける巻線の作用を説明するための図、第５図（ａ）、
（ｂ）ないし第７図（ａ）、（ｂ）は本発明によるトラ
ンスの構成例を示す図、第８図は本発明の高周波トラン
スを用いて構成した分配器の説明図、第９図（ａ），
（ｂ）は本発明に用いるフェライトコアの他の例を示す
図、第10図は本発明による高周波トランスを用いて構成
した分配器の信号伝送特性を示す図、第11図は一般的な
高周波電力分配器のの回路図、第12図は従来の高周波電
力分配器の信号伝送特性を示す図である。 １……フェライトコア、２……中心貫通孔、３……周囲
貫通孔、４、５……導線、ａ−ａ……１次巻線、ｂ−
ｂ′……２次巻線、Ｔ……トランス。1 is an external view showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are external views of a ferrite core used in the embodiment, and FIGS. 3 and 4 are ferrites shown in FIG. FIG. 5 (a) for explaining the operation of the winding in the core,
(B) to FIGS. 7 (a) and 7 (b) are diagrams showing a configuration example of a transformer according to the present invention, FIG. 8 is an explanatory diagram of a distributor configured using the high-frequency transformer of the present invention, and FIG. 9 ( a),
(B) is a diagram showing another example of the ferrite core used in the present invention, FIG. 10 is a diagram showing signal transmission characteristics of a distributor constituted by using the high-frequency transformer according to the present invention, and FIG. FIG. 12 is a circuit diagram of a power divider, and FIG. 12 is a diagram showing signal transmission characteristics of a conventional high-frequency power divider. 1 ... ferrite core, 2 ... center through hole, 3 ... peripheral through hole, 4, 5 ... conductor, aa ... primary winding, b-
b ': secondary winding, T: transformer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 喜之 神奈川県大和市つきみ野８‐９‐29 (56)参考文献 特開 昭62−71206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−295610（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−134512（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−33610（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Yoshiyuki Naito 8-9-29 Tsukimino, Yamato-shi, Kanagawa (56) References JP-A-62-71206 (JP, A) JP-A-61-295610 (JP, A ) Japanese Utility Model Showa 63-134512 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 63-33610 (JP, U)
Claims (6)
ほぼ同心状の位置に配置された複数の周囲貫通孔を有す
る柱状のフェライトコアと、 前記周囲貫通孔には少くとも１本づつの導線が挿入され
かつ前記中心貫通孔には前記周囲貫通孔の導線すべてが
挿入されるように巻装された巻線と をそなえた高周波トランス。1. A columnar ferrite core having a central through hole, and a plurality of peripheral through holes arranged substantially concentrically with respect to the central through hole, at least one ferrite core in the peripheral through hole. A high-frequency transformer, comprising: a conductor inserted therein; and a winding wound around the center through hole so that all the conductors of the peripheral through hole are inserted.
心貫通孔にはすべての導線が挿入されてなる高周波トラ
ンス。2. The high-frequency transformer according to claim 1, wherein one conductor is inserted into the peripheral through-hole, and all conductors are inserted into the center through-hole.
心貫通孔にはすべての導線が挿入されてなる高周波トラ
ンス。3. The high-frequency transformer according to claim 1, wherein two conductors are inserted into said peripheral through-hole, and all conductors are inserted into said central through-hole.
入され、残りの周囲貫通孔には２本づつの導線が挿入さ
れてなる高周波トランス。4. The transformer according to claim 1, wherein one conductor is inserted into any one or more of the peripheral through holes, and two conductors are inserted into the remaining peripheral through holes. High frequency transformer.
形状を導線を複数本束ねたときの断面形状と同一形状と
した高周波トランス。5. The high-frequency transformer according to claim 1, wherein at least one of the central through-hole and the peripheral through-hole has the same cross-sectional shape as a bundle of a plurality of conductive wires.
構成した高周波用電力分配器。6. A high-frequency power distributor comprising the transformer according to claim 1. Description:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1150205A JP2633356B2 (en) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | High frequency transformer |
| KR1019900002630A KR920010843B1 (en) | 1989-06-13 | 1990-02-28 | Transformer for high frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1150205A JP2633356B2 (en) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | High frequency transformer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0314210A JPH0314210A (en) | 1991-01-22 |
| JP2633356B2 true JP2633356B2 (en) | 1997-07-23 |
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ID=15491825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1150205A Expired - Lifetime JP2633356B2 (en) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | High frequency transformer |
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| KR (1) | KR920010843B1 (en) |
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1989
- 1989-06-13 JP JP1150205A patent/JP2633356B2/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-02-28 KR KR1019900002630A patent/KR920010843B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
| KR910001823A (en) | 1991-01-31 |
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