JP3179747B2 - 可変遅延器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝送ラインの導体
の長さを可変することにより、伝送ラインの電気長を変
化させ、信号の位相を可変し信号を遅延させる可変遅延
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の可変遅延器を示す平面
図、図６は同裏面図、図７は図５のＢ−Ｂ線拡大断面図
である。この可変遅延器４０は、入出力コネクタ４１，
４２と、この入出力コネクタ４１，４２に接続された固
定の伝送ライン４３と、この固定の伝送ライン４３に対
し摺動自在な可動の伝送ライン４４により構成され、伝
送ライン４３，４４は、パイプ形状で互いが嵌まり込み
電気的に接続されている。

【０００３】伝送ライン４４の端部はプラスチック等絶
縁物の保持体４６に固定されており、この保持体４６は
駆動手段４７により伝送ライン４４を軸方向に移動させ
る。駆動手段４７は、装置裏面側に伝送ライン４３，４
４の軸方向と平行にネジ５２と、スライド軸５３を配置
し、これら間に移動ブロック５４を跨いで配置させてい
る。この移動ブロック５４は、長溝５５を介して保持体
４６に連結されており、ネジ５２に螺合するネジ溝５２
ａとスライド軸５３に挿通される挿通溝５３ａが形成さ
れている。ケース５０の一側部にはネジ５２の端部にカ
ップリングを介して駆動モータ５７が連結されている。

【０００４】したがって、駆動モータ５７によりネジ５
２を回転させて保持体４６を介し可動の伝送ライン４４
がスライドする。伝送ライン４４の移動により、伝送ラ
イン４３，４４の全体の長さを可変でき、これにより入
出力コネクタ４１，４２間の電気長が変化し、位相や遅
延量を連続可変することができる。これら伝送ライン４
３、４４は、導電性のケース５０内に密閉された空間５
０ａ内にこの空間５０ａの壁に対し一定な間隔を隔てて
配置されるもので、ケース５０が外部導体で伝送ライン
４３，４４が中心導体をなす高周波の同軸伝送路を形成
している。上記図面に示した可変遅延器４０では、伝送
ライン４３，４４の本数が複数組設けられ、板状の伝送
ライン４８で連結されてより電気長の可変範囲を大きく
した構成となっている。尚、伝送ライン４３，４４の軸
径の変化に対応しこれら両伝送ライン４３，４４との間
隔を一定にするため、空間５０ａの壁には段差部（図示
せず）が設けられる。

【０００５】上記のような構成の可変遅延器は、ＢＥＲ
ＴＳ (Bit Error Rate Test Set)装置等に適用され、デ
ジタル信号の伝送確率（誤り率）を測定する上で、電気
長（例えば位相等）を連続的に可変させるために用いら
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】固定の伝送ライン４３
と可動の伝送ライン４４の端部でこれらが結合する摺動
部分は、軸寸法及び互いの平行度を精密に取らねば摺動
部分の摩擦が増大し、移動が重くなるとともに、装置の
寿命を短くすることになる。しかしながら、ケース５０
に環境温度変化等で反りが生じると、伝送ライン４３，
４４との間の配置状態が変化してインピーダンス等電気
特性が変化するとともに、保持部４６がスライドしにく
くなり、所望する電気長を高速かつ高精度に得ることが
できなくなる。従来は、このケース５０の肉圧を厚く形
成して反り自体の発生を防止する構成であったが、その
分コスト高となるとともに装置が重量化し、また大型化
した。

【０００７】さらに、駆動機構４７は、ケース５０の裏
面側で伝送ライン４３，４４の面に積層配置されるた
め、装置全体の高さが大きくなった。また、駆動モータ
５７がケース５０の側部から突出するため、小型化する
ことができなかった。また、このように駆動機構４７と
伝送ライン４３，４４を積層構造にすると、駆動機構４
７のネジ５２と、伝送ライン４３，４４の軸との平行度
が取りにくく、製造に手間がかかるとともに、伝送ライ
ン４３，４４の摺動部分に摩擦が生じやすい問題があっ
た。さらに、ケース５０に反りが生じると、駆動機構４
７のネジ５２とケース５０（伝送ライン４３，４４）と
の平行度が狂い、伝送ライン４３，４４の摺動が重くな
る問題が生じた。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、装置全体を小型化でき、また、ケース
に反りが生じても所望する電気長を高速かつ高精度に得
られ、高寿命な可変遅延器を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の可変遅延器は、請求項１記載のように、電
気信号が伝送する電気長を可変する可変遅延器におい
て、軸構造を有し中心導体を形成する固定の固定中心導
体（２）と、前記固定中心導体に軸接続され軸方向に可
動自在な可動中心導体（３）と、前記可動中心導体を固
定保持する保持体（７）と、前記固定中心導体、可動中
心導体、及び前記保持体を収容するとともに前記固定及
び可動中心導体の外部導体として、それらと一体に伝送
ラインを形成するケース（１）と、前記ケースの側面で
前記固定及び可動中心導体の軸方向に平行配置されたネ
ジ（１０ａ）と、前記ネジに螺合するナットを備え、ネ
ジの回転で軸方向に移動自在なスライドブロック（１０
ｂ）と、前記ネジを回転駆動する駆動モータ（１３）
と、薄板状に形成され前記保持体と前記スライドブロッ
クを連結固定し、前記軸方向と直交する方向に可撓性を
有する連結板（１２）と、を具備したことを特徴として
いる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、電気信号が
伝送する電気長を可変する可変遅延器において、軸構造
を有し中心導体を形成する少なくとも２つの平行して配
置された固定の固定中心導体（２）と、前記２つの固定
中心導体に各々軸接続され軸方向に可動自在な２つの可
動中心導体（３）と、前記２つの可動中心導体を電気的
に接続する板状導体（５ａ）と、前記板状導体により電
気的に接続された前記２つの可動中心導体を固定保持す
る保持体（７）と、前記固定中心導体、可動中心導体、
及び前記保持体を収容するとともに前記固定及び可動中
心導体に対する外部導体として一体に伝送ラインを形成
するケース（１）と、前記ケースの外側面で各々平行に
配置された２つの前記固定及び可動中心導体の並び方向
に配置され、かつ固定及び可動中心導体の軸方向に平行
配置されたネジ（１０ａ）と、前記ネジに螺合するナッ
トを備え、ネジの回転で軸方向に移動自在なスライドブ
ロック（１０ｂ）と、前記ネジを回転駆動する駆動モー
タ（１３）と、薄板状に形成され前記保持体と前記スラ
イドブロックを前記ケースの側面を越えて連結固定し、
前記軸方向と直交する方向に可撓性を有する連結板（１
２）と、を具備したことを特徴としている。

【００１１】また、請求項３記載のように、前記固定中
心導体（２）、可動中心導体（３）、及び保持体（７）
を有するケースを２つ備え、前記ネジ（１０ｂ）の軸を
挟んだ位置にそれぞれ（１ａ，１ｂ）配置され、前記ケ
ース内部に収容された各保持体（７，７）は、前記連結
板（１２）を介してそれぞれ前記スライドブロック（１
０ｂ）に連結固定された構成としてもよい。

【００１２】また、請求項４記載のように、前記保持体
（７）には、前記ケース（１）内壁面と接する部分に前
記軸方向に沿って連続する突出部（７ｂ）が突出形成さ
れた構成としてもよい。

【００１３】上記構成によれば、駆動モータ１３を駆動
することにより、保持体７が移動し、可動中心導体３を
移動させる。これにより、固定中心導体２と、可動中心
導体３が形成する伝送ラインの電気長が可変され、位相
や遅延量を連続的に可変させることができる。ケース１
が温度変化等で反った場合には、ネジ１０ａと中心導体
２，３との平行度がくずれるが、連結板１２がこの反り
に応じて撓むため、可動中心導体３は容易に移動するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の可変遅延器を示
す平面図、図２は同裏面図、図３は図１のＡ−Ａ線拡大
断面図である。ケース１は、軽量化のためアルミニウム
でなり、密閉された内部に中心導体２，３を有しこの中
心導体２，３を外部から電磁的に遮蔽し、かつ、各中心
導体２，３の外部導体として作用するために設けられて
いる。尚、本装置では数ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ程度の高周
波信号が入出力される。次に、ケース１の収容部１ａ側
の内部構成について説明する。

【００１５】このケース１の一端には、入出力用のコネ
クタ４ａ，４ｂが設けられている。この入出力用コネク
タ４ａ，４ｂには、パイプ型の固定中心導体２が各々固
定されている。この固定中心導体２の内部には、軸形の
可動中心導体３の一端が嵌挿されている。可動中心導体
３の他端同士間には、所定厚さの板状導体５ａが連設さ
れている。可動中心導体３は、この板状導体５ａにより
電気的に導通されている。これら固定中心導体２と可動
中心導体３は外部導体であるケース１内部に収容され、
一体に伝送ラインを形成している。そして、図示の如
く、入出力コネクタ４ａ，４ｂ間には、複数本（図示の
例では４組８本）の固定中心導体２と可動中心導体３が
設けられて所定長の伝送ラインが形成されている。尚、
コネクタ４ａ，４ｂに接続されていない固定中心導体２
同士は板状導体５ｂで連結接続されている。また、伝送
ラインは平行に２組以上設けることにより保持体７部分
で折り返され、保持体７の移動で電気長が可変され、固
定のコネクタ４ａ，４ｂに導出できる。装置には、図示
のように上記収容部１ａの構成と同様の構成による収容
部１ｂが設けられている。

【００１６】可動中心導体３の一端部は保持体７に固定
され、この保持体７は駆動部８により伝送ラインの軸方
向に移動自在である。駆動部８は、収容部１ａと収容部
１ｂとの間に挟まれる形で設けられる。即ち、収容部１
ａ，１ｂの平面（固定及び可動の中心導体２，３の配置
面）とほぼ平行な面位置置に駆動部８が設けられてい
る。これにより、装置全体の高さが薄くなり、全体体積
も小型化（０．５７リットル）されている。この駆動部
８は、高精度のネジ機構１０と、駆動モータ１３で構成
されており、ユニット化された塊状の収容部１ａ，１ｂ
に連設された連結枠９，９に固定配置されている。

【００１７】ネジ機構１０は、両端がケース１に回転自
在に軸支され，固定及び可動中心導体２，３の軸と平行
に設けられたネジ１０ａと、ネジ１０ａに平行に設けら
れ一端がケース１に軸支されたガイド軸１０ｃと、ネジ
１０ａに螺合されるナットと、ガイド軸１０ｃが挿通さ
れる貫通溝を有し、これらネジ１０ａ及びガイド軸１０
ｃで支持され、ネジ１０ａの回転で軸方向に移動自在な
スライドブロック１０ｂで構成される。このネジ機構１
０はナットとネジをあわせ加工で形成したもので、回転
−移動特性が高精度で、かつバックラッシュを低減化
（１ｐsec 以下の精度) されたものである。

【００１８】スライドブロック１０ｂは、連結板１２を
介して保持体７に連結されている。ケース１には、保持
体７の中央部の移動方向に沿って長溝１ｄが開口形成さ
れており、保持体７には長溝１ｄから固定部７ａが突出
形成されている。そして、連結板１２の一端は保持体７
の固定部７ａに固定され、他端はスライドブロック１０
ｂに固定されている。これらの固定はネジなどが用いら
れる。尚、ケース１全体は図示しない筐体内に電磁的に
遮蔽された状態で収容される。

【００１９】保持体７は、プラスチックで形成されたも
のであり、図３の断面図に示すように、長さ方向の両端
部及び中央部には、保持体７の移動方向に連続する突起
部７ｂがそれぞれ突出形成され、この突起部７ｂのみが
ケース１内の壁面に接する構成であり、対応して凹部７
ｃがケース１には接せず全体が凹凸形状となっている。
連結板１２は薄い長板状の金属板でなり、面方向に湾曲
する可撓性を有している。これにより、連結板１２の長
さ方向（保持体７の移動方向と直交する方向）の長さが
可変できる。

【００２０】駆動モータ１３は、カップリング１３ａを
介してネジ１０ａの一端部に連結され、このネジ１０ａ
を回転駆動する。この駆動モータ１３は、サーボモータ
であり図示しない制御部により駆動制御される。尚、図
示しないが、保持体７の移動量はポテンショメータ等の
位置センサで検出され、駆動モータ１３はフィードバッ
ク制御されている。そして、制御部は、操作などで入力
された電気長（例えば位相変化量や、遅延量）に対応し
て駆動モータ１３を正転あるいは逆転制御して保持体７
を移動させ、固定中心導体２に対して可動中心導体３を
移動させる。

【００２１】上記構成による動作を説明すると、駆動部
８の駆動モータ１３を駆動することにより、保持体７が
移動し、可動中心導体３を移動させる。これにより、固
定中心導体２と、可動中心導体３が形成する伝送ライン
の電気長を可変することができ、入出力コネクタ４ａ，
４ｂからは、対応して位相を可変したり、遅延量を可変
させることができる。そして、この可動中心導体３は、
駆動部８により軸方向に連続的に移動自在であるため、
対応して電気長もこの移動量に基づき連続的に変化させ
ることができる。

【００２２】環境温度が変化すると、ケース１（収容部
１ａ，１ｂそれぞれ）は、特に長さ方向（中心導体２，
３の軸方向）に撓む。特に、本発明のケース１は、従来
のケースに対し厚さを薄くし（従来３０ｍｍに対し本発
明のケース１は１５ｍｍ）、軽量化を図ったものであ
り、従来のケースよりも撓みが発生しやすい。

【００２３】そして、ケース１が長さ方向に反って駆動
部８のネジ１０ａと平行度が狂った場合であっても、保
持体７はこの長さ方向に容易に移動することができる。
即ち、駆動部８に対してケース１が長さ方向に反って
も、連結板１２がこの反りに対応して撓み、保持体７と
スライドブロック１０ｂとの間の距離の変化を吸収でき
るため、駆動部８とケース１で互いの動作を干渉し合う
ことがなく、保持体７を長さ方向に移動させることがで
きるようになる。また、ケース１が幅方向に反った場合
であっても、同様に連結板１２がこの反りに対応して撓
むため、保持体７を長さ方向に容易に移動させることが
できる。また、この幅方向への反りに対しては、保持体
７が上下３点づつ（両端部及び中央部）に設けられた突
出部７ｂのみの少ない接触面積でケース１内部の壁面に
接する構成のため、ケース１が反っても保持体７の移動
を妨げることがない。また、連結板１２は、捩じれの方
向に対してもある程度の柔軟性を有しているため、ケー
ス１全体がネジ１０ａに対して捩じれる形となっても、
対応して連結板１２が撓み保持体７とスライドブロック
１０ｂとを連結状態にでき、かつ、保持体７、スライド
ブロック１０ｂそれぞれの移動を互いに干渉させない作
用が得られる。

【００２４】このことから、ケース１に反りが発生した
ときのみならず、製造時におけるケース１とネジ機構１
０との軸合わせ（平行度）の作業も容易化できることと
なる。尚、ユニット化された塊状の収容部１ａ，１ｂに
対しネジ１０ａは、単に収容部１ａ，１ｂ間に連結枠９
で軸支された構成であって、収容部１ａ，１ｂとネジ１
０ａの平行度は製造時に高精度な組立精度を要求するも
のではなく、従来に比して荒い精度で組み立てることが
できる。また、駆動部８がケース１の反りの状態にかか
わらず、ネジ１０ｂを回転でき、保持体７を高速移動さ
せることができるため、往復２秒の高速移動と、移動１
００万回の寿命が得られている。

【００２５】上記可変遅延器は、２つの収容部１ａ，１
ｂでユニット化されそれぞれ入出力コネクタ４ａ，４ｂ
を有するが、収容部１ａの出力コネクタ４ｂと収容部１
ｂの入力コネクタ４ｂとを接続ライン１５で接続するこ
とにより、伝送ラインの電気長及び可変量を２倍に増大
させることができる。

【００２６】図４は、上記可変遅延器の適用例を示す図
である。図４（ａ）は、誤り率測定装置に適用した例で
あり、パルスパターンを発生する発生器２０のクロック
出力に上記可変遅延器を挿入接続する。これにより、ク
ロックの位相を連続的に可変してデータの誤り率を測定
する。図４（ｂ）は、誤り検出器に適用した例であり、
誤り検出回路２１のクロック入力に上記可変遅延器を挿
入接続する。これにより、データを所望の誤り率で受信
する場合、その誤り率となるように上記可変遅延器でク
ロックの遅延量を連続可変させる。また、この他の適用
装置いずれにおいても、上記可変遅延器は、高さが薄く
不要な突出がなく小型化された構成であるため、ユニッ
ト等高実装効率が要求されている適用装置において、筐
体内のプリント基板間などの狭い隙間に上記可変遅延器
を実装することができるようになる。

【００２７】上記実施の形態では、ケース１を２つのユ
ニット、即ち収容部１ａ，１ｂで構成し、各収容部１
ａ，１ｂにそれぞれ固定及び可動の中心導体２，３を４
組づつ設ける構成としたが、この組数は増減させてもよ
い。また、本発明の連続可変器は、最小限では、駆動部
８と一方の収容部１ａで構成することができ、この場合
でも上記ケース１の反りの影響を受けずに上記記載の作
用効果で電気長を連続可変させることができるようにな
る。尚、上述したように、一対の収容部１ａ，１ｂ間に
駆動部８を設ける構成によればネジ機構１０のネジ１０
ａに対し対称位置に収容部１ａ，１ｂが配置されるた
め、バックラッシュ精度を高精度に維持できるようにな
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、ケースの側面に伝送ラ
インの軸方向に平行となるようネジ機構を配置し、可動
中心導体の保持体とネジ機構のスライドブロックを可撓
性を有する連結板で連結した構成であるため、ケースに
反りが生じても保持体が摺動抵抗なく容易に移動するこ
とができる。これにより、装置を高寿命化でき、また、
全体の高さを薄く小型化でき適用装置での専有スペース
を取らない。また、連結板が撓む構成により、ケースに
反りが生じてもネジ機構の回転動作と保持体の移動動作
を互いに干渉させないため、所望する電気長を高速かつ
高精度に得ることができる。さらに、ケースが反ること
を前提としてケースの肉圧を薄く形成することもでき、
軽量化と低コスト化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変遅延器の実施の形態を示す平面
図。

【図２】同裏面図。

【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。

【図４】本発明の可変遅延器の適用装置を示す図。

【図５】従来の可変遅延器を示す平面図。

【図６】同裏面図。

【図７】図５のＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１…ケース、１ａ，１ｂ…収容部、１ｄ…長溝、２…固
定中心導体、３…可動中心導体、４ａ，４ｂ…入出力コ
ネクタ、５ａ，５ｂ…板状導体、７…保持体、７ａ…突
出部、８…駆動部、１０…ネジ機構、１０ａ…ネジ、１
０ｂ…スライドブロック、１０ｃ…ガイド軸、１２…連
結板、１３…駆動モータ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気信号が伝送する電気長を可変する可
   変遅延器において、 軸構造を有し中心導体を形成する固定の固定中心導体
   （２）と、 前記固定中心導体に軸接続され軸方向に可動自在な可動
   中心導体（３）と、 前記可動中心導体を固定保持する保持体（７）と、 前記固定中心導体、可動中心導体、及び前記保持体を収
   容するとともに前記固定及び可動中心導体の外部導体と
   して、それらと一体に伝送ラインを形成するケース
   （１）と、 前記ケースの側面で前記固定及び可動中心導体の軸方向
   に平行配置されたネジ（１０ａ）と、 前記ネジに螺合するナットを備え、ネジの回転で軸方向
   に移動自在なスライドブロック（１０ｂ）と、 前記ネジを回転駆動する駆動モータ（１３）と、 薄板状に形成され前記保持体と前記スライドブロックを
   連結固定し、前記軸方向と直交する方向に可撓性を有す
   る連結板（１２）と、を具備したことを特徴とする可変
   遅延器。
2. 【請求項２】 電気信号が伝送する電気長を可変する可
   変遅延器において、 軸構造を有し中心導体を形成する少なくとも２つの平行
   して配置された固定の固定中心導体（２）と、 前記２つの固定中心導体に各々軸接続され軸方向に可動
   自在な２つの可動中心導体（３）と、 前記２つの可動中心導体を電気的に接続する板状導体
   （５ａ）と、 前記板状導体により電気的に接続された前記２つの可動
   中心導体を固定保持する 保持体（７）と、 前記固定中心導体、可動中心導体、及び前記保持体を収
   容するとともに前記固定及び可動中心導体に対する外部
   導体として一体に伝送ラインを形成するケース（１）
   と、 前記ケースの外側面で各々平行に配置された２つの前記
   固定及び可動中心導体の並び方向に配置され、かつ固定
   及び可動中心導体の軸方向に平行配置されたネジ（１０
   ａ）と、 前記ネジに螺合するナットを備え、ネジの回転で軸方向
   に移動自在なスライドブロック（１０ｂ）と、 前記ネジを回転駆動する駆動モータ（１３）と、 薄板状に形成され前記保持体と前記スライドブロックを
   前記ケースの側面を越えて連結固定し、前記軸方向と直
   交する方向に可撓性を有する連結板（１２）と、 を具備したことを特徴とする可変遅延器。
3. 【請求項３】 前記固定中心導体（２）、可動中心導体
   （３）、及び保持体（７）を有するケースを２つ備え、
   前記ネジ（１０ｂ）の軸を挟んだ位置にそれぞれ（１
   ａ，１ｂ）配置され、 前記ケース内部に収容された各保持体（７，７）は、前
   記連結板（１２）を介してそれぞれ前記スライドブロッ
   ク（１０ｂ）に連結固定された請求項１又は２記載の可
   変遅延器。
4. 【請求項４】 前記保持体（７）には、前記ケース
   （１）内壁面と接する部分に前記軸方向に沿って連続す
   る突出部（７ｂ）が突出形成された請求項１，２又は３
   のいずれかに記載の可変遅延器。