JP3206436U - ネットワーク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相互インダクタンスの誤差を少なくすることができるネットワーク装置を提供する。【解決手段】ネットワーク機器に接続するためのネットワーク端子１と電気的に接続された１次側コイル３３１と、ケーブルに接続するためのケーブル端子２に電気的に接続された２次側コイル３３２とを備えた変圧器３３と、前記ネットワーク端子と前記１次側コイル又は前記ケーブル端子と前記２次側コイルの間の少なくともいずれかに、前記変圧器と並列に接続されると共に、コモンモードノイズをグランドに逃がすノイズフィルタモジュール３４、３４´と、を備えた信号伝送ユニット３、３´とを具備する。【選択図】図３

Description

本考案はネットワーク装置に関し、特にネットワーク機器とケーブルの間に設けられ、相互インダクタンスの誤差を減少させることができるネットワーク装置に関する。

図１及び図２を参照して、従来のネットワーク装置を説明する。ここで、図１は従来のネットワーク装置の回路図であり、図２は従来のネットワーク装置における変圧器の要部説明図である。

ネットワーク装置は、ネットワーク端子８１と、ケーブル端子８２と、信号伝送ユニット８３、８３´を備える。ネットワーク装置のネットワーク端子８１は図示しないネットワーク機器に接続される。ネットワーク機器のケーブル端子８２は図示しないケーブルに接続される。

信号伝送ユニット８３、８３´は、ネットワーク機器又はケーブル入力されたネットワーク信号を伝送し、処理するために用いられる。

また、信号伝送ユニット８３、８３´は第１の信号線８４と、第２の信号線８５と、変圧器８６を備える。ここで、第１の信号線８４はネットワーク端子８１に接続されると共に、ネットワーク信号を伝送する。第２の信号線８５はケーブル端子８２に接続されると共に、ネットワーク信号を伝送する。変圧器８６は第１の信号線８４を第２の信号線８５に結合する。また、信号伝送ユニット８３、８３´は、１次側及び２次側に変圧器８６に接続されたノイズフィルタモジュール８７をそれぞれ備える。

変圧器８６は、１つの１次側コイル８６１と、１つの２次側コイル８６２を備える。１次側コイル８６１と２次側コイル８６２はいずれも１つの第１のコイル８６３と、１つの第２のコイル８６４と、これら第１のコイル８６３と第２のコイル８６４の間に位置する中間タップ８６５を備える。なお、図１においては２次側コイル８６２については第１のコイル８６３、第２のコイル８６４、及び中間タップ８６５に相当する符号をいずれも省略している。２つのノイズフィルタモジュール８７は、それぞれが、１次側コイル８６１の中間タップ８６５と２次側コイル８６２の中間タップに接続されているので、いずれもコモンモードノイズをアースに流す（逃がす）ことができる。

また、実装する際は、図２に示すように、第１のコイル８６３と第２のコイル８６４の線の一部を引き出した上で、螺旋状に巻きつけて一体化させて中間タップ８６５とする。

しかし、この様な方法で中間タップ８６５を引き出す場合には、往々にして第１のコイル８６３と第２のコイル８６４の巻数に影響を及ぼし、１次側コイル８６１と２次側コイル８６２の相互インダクタンス結合の誤差の原因となるため、従来のネットワーク装置はこの点において問題を抱えている。

本考案は、相互インダクタンスの誤差を少なくすることができるネットワーク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本考案のネットワーク装置は、ネットワーク機器に接続するためのネットワーク端子と電気的に接続された１次側コイルと、ケーブルに接続するためのケーブル端子に電気的に接続された２次側コイルとを備えた変圧器と、前記ネットワーク端子と前記１次側コイル又は前記ケーブル端子と前記２次側コイルの間の少なくともいずれかに、前記変圧器と並列に接続されると共に、コモンモードノイズをグランドに逃がすノイズフィルタモジュールと、を備えた信号伝送ユニットを具備する。

このように、本考案は、変圧器と並列に接続されると共に、コモンモードノイズをグランドに逃がすノイズフィルタモジュールを備えたので、相互インダクタンスの誤差を減少させることができるネットワーク装置を提供することができる。

従来のネットワーク装置の回路図である。 従来のネットワーク装置における変圧器の要部説明図である。 本考案の回路図であり、ネットワーク装置の第１の実施例である。 本考案の回路図であり、第１の実施例におけるネットワーク信号の動作説明図である。 本考案の回路図であり、第１の実施例におけるコモンモードノイズをアースに逃がす動作を説明する図面である。 本考案の回路図であり、ネットワーク装置の第２の実施例である。

以下、図３〜図５を参照して、本考案のネットワーク装置の第１の実施例を説明する。第１の実施例のネットワーク装置は相互インダクタンスの誤差を減少させることができる。

ここで、図３は、本考案の第１の実施例の回路図である。また、図４は、本考案の回路図であり、第１の実施例におけるネットワーク信号の動作説明図である。更に、図５は、本考案の回路図であり、第１の実施例におけるコモンモードノイズをアースに流す動作を説明する図面である。

図３〜図５に示すように、ネットワーク装置は、図示しないネットワーク機器とケーブルの間で、ネットワーク機器又はケーブルから入力されたネットワーク信号を伝送する。ここで、ネットワーク機器はパーソナルコンピュータ或いはアクセス・ポイント等でも良い。ケーブルはネットワーク線のコネクタでも良く、例えばRJ-45である。

ネットワーク装置は、ネットワーク端子１と、ケーブル端子２と、信号伝送ユニット３、３´を備える。ネットワーク端子１は図示しないネットワーク機器に接続される。ケーブル端子２は図示しないケーブルに接続される。信号伝送ユニット３、３´は、ネットワーク機器又はケーブルから入力されたネットワーク信号を伝送し、処理するために用いられる。

信号伝送ユニット３、３´は、第１の信号線３１と、第２の信号線３２と、変圧器３３と、２つのノイズフィルタモジュール３４、３４´をそれぞれ備える。

第１の信号線３１はネットワーク端子１に接続され、ネットワーク機器から入力された交流信号のネットワーク信号を伝送するために用いられる。第２の信号線３２はケーブル端子２に接続され、ケーブルから入力されたネットワーク信号を伝送するために用いられる。変圧器３３は第１の信号線３１と第２の信号線３２を結合し、第１の信号線３１のネットワーク信号を相互インダクタンスで結合された第２の信号線３２に伝送する。

具体的には、変圧器３３は１次側コイル３３１と２次側コイル３３２を備え、変圧器３３の１次側コイル３３１を伝送する交流信号のネットワーク信号は、相互インダクタンスで結合された２次側コイル３３２に伝送され、２次側コイル３３２を伝送する交流信号のネットワーク信号は第２の信号線３２を介してケーブル端子２に伝送される。

２つのノイズフィルタモジュール３４、３４´は、それぞれが、変圧器３３と並列に第１の信号線３１と第２の信号線３２に接続されているので、いずれもネットワーク信号よりも高い周波数のコモンモードノイズをアースに流すことができる。

第１の信号線３１は、２つの第１の接続部３１１を備え、一方の第１の接続部３１１は一端が１次側コイル３３１の一端に接続され、他端がネットワーク端子１に接続される。また、他方の第１の接続部３１１は一端が１次側コイル３３１の他端に接続され、他端がネットワーク端子１に接続される。

第２の信号線３２は、２つの第２の接続部３２１を備え、一方の第２の接続部３２１は一端が２次側コイル３３２の一端に接続され、他端がケーブル端子２に接続される。また、他方の第２の接続部３２１は一端が２次側コイル３３２の他端に接続され、他端がケーブル端子２に接続される。

上述のように、変圧器３３は１つの１次側コイル３３１及び１つの２次側コイル３３２を備えるが、１次側コイル３３１の一端及び他端にはそれぞれ第１の接続部３１１が接続されており、１次側コイル３３１の一端に接続された第１の接続部３１１、１次側コイル３３１、及び１次側コイル３３１の他端に接続された第１の接続部３１１の順に直列に接続されることによって第１の信号線３１を形成する。

２次側コイル３３２の一端及び他端にはそれぞれ第２の接続部３２１が接続されており、２次側コイル３３２の一端に接続された第２の接続部３２１、２次側コイル３３２、及び２次側コイル３３２の他端に接続された接続部３２１の順に直列に接続されることによって第２の信号線３２を形成する。

２次側コイル３３２と１次側コイル３３１は、これらが発生する磁場により相互インダクタンスで結合されるが、２次側コイル３３２と１次側コイル３３１は物理的には互いに隔離されているので、仮に外部で落雷があっても、その際に生じる瞬間的な高電圧の影響を少なくすることができ、ケーブル端子２に接続されたケーブルに電気的に接続された機器に落雷があっても、ネットワーク端子１に接続されたネットワーク機器に与える落雷の影響を減少させることができる。

ノイズフィルタモジュール３４は第１の信号線３１に変圧器３３に対して並列に接続されており、具体的には１次側コイル３３１の一端及び他端に直列に接続された２つの第１の接続部３３１同士を接続する。

ここで、ノイズフィルタモジュール３４は、第１のコンデンサ３４１ａと第２のコンデンサ３４１ｂと第３のコンデンサ３４４を備える。第１のコンデンサ３４１ａの一端（第１の端部３４５）は、１次側コイル３３１の一端に接続された第１の接続部３１１に接続される。第１のコンデンサ３４１ａの他端（第２の端部３４６）は第２のコンデンサ３４１ｂの一端に接続される。

第２のコンデンサ３４１ｂの他端は１次側コイル３３１の他端に接続された第１の接続部３３１に接続される。第３のコンデンサ３４４は、接地線３４３により一端が第１のコンデンサ３４１ａの他端（即ち、第２のコンデンサ３４１ｂの一端）に接続され、他端が接地される。

なお、ノイズフィルタモジュール３４´についても同様に第１〜第３のコンデンサを備えるが、これらの回路部品の接続関係についてはノイズフィルタモジュール３４と同様なので、説明を省略する。

また、第１のコンデンサ３４１ａの一端（第１の端部３４５）と第１のコンデンサ３４１ａの他端（第２の端部３４６）は容量結合して、ＤＣ（直流）ブロッキングキャパシタとして機能するので、低周波のネットワーク信号（例えば１００ＭＨｚの信号）は殆ど通過させないが、ネットワーク信号よりも高い周波数のコモンモードノイズは接地線３４３を介してグランド３４２に逃がされる。ここで、第１のコンデンサ３４１ａの容量値は例えば５ｐｆである。なお、第２のコンデンサ３４１ｂについても同様である。

一方、第３のコンデンサ３４４は高電圧の成分を隔離するコンデンサであり、外部で落雷があったときでも、隔離することができ、落雷が生成する瞬間的な高電圧が第１のコンデンサ３４１ａ、第２のコンデンサ３４１ｂに対して与える影響を少なくすることができる。

本考案のネットワーク装置を使用する際は、信号伝送ユニット３、３´のいずれか一方をトランスミッター回路（Transmitter Circuit）とし、他方をレシーバー回路（Receiver Circuit）として利用しても良い。トランスミッター回路としての信号伝送ユニット３はネットワーク端子１のネットワーク機器から入力されるネットワーク信号をケーブル端子２のケーブルに伝送し、レシーバー回路としての信号伝送ユニット３´はケーブル端子２のケーブルから入力されるネットワーク信号をネットワーク端子１側のネットワーク機器に伝送することにより、信号回路を形成する。

信号伝送ユニット３、３´がネットワーク信号を伝送するとき、ネットワーク信号の周波数はコモンモードノイズより低いので、比較的低周波であるネットワーク信号は、ハイパスフィルタとなるノイズフィルタモジュール３４、３４´の第１の第１のコンデンサ３４１ａ、第２のコンデンサ３４１ｂの影響で、ノイズフィルタモジュール３４、３４´には殆ど進入できない。したがって、図４に矢印で示すルートでネットワーク信号は伝送されることとなる。

これに対し、コモンモードノイズの周波数はネットワーク信号よりも相対的に高いので、ハイパスフィルタを構成するノイズフィルタモジュール３４、３４´第１のコンデンサ３４１ａ、第２のコンデンサ３４１ｂを短絡させた場合とほぼ同等の動作をするため、コモンモードノイズは図５に矢印で示すルートでフィルタモジュール３４、３４´を介してグランド３４２に逃がされ、変圧器３３は殆どコモンモードノイズの影響を受けない。このようにしてコモンモードノイズが除去されるので、コモンモードノイズがネットワーク信号に対して与える悪影響を少なくできる。

第１の信号線３１と第２の信号線３２は、それぞれノイズフィルタモジュール３４、３４´を備えるので、実質上、変圧器３３の１次側コイル３３１と２次側コイル３３２の巻線はコモンモードノイズの影響を受けにくく、変圧器３３の相互インダクタンスの結合の誤差を少なくできる。

なお、実施例において、信号伝送ユニット３、３´の数量は２つであるが、３つ以上でも差し支えない。また、１つの信号伝送ユニットに加えて、従来の伝送ユニットユニットを組み合わせて利用しても差し支えない。また、本実施例において、ノイズフィルタモジュール３４、３４´の数量は２つであるが、実施する上では、各信号伝送ユニット３、３´は、ノイズフィルタモジュール３４、３４´のいずれかを備えれば足り、本実施例に限られるものではない。更に、ノイズフィルタモジュール３４、３４´の回路構造については、他の電子部品の組み合わせ構成しても足り、例えばインダクタンスとダイオード若しくはトランジスタの組み合わせでも良く、本実施例に限られるものではない。

このように、本考案は相互インダクタンスの誤差を減少させることができるネットワーク装置を提供することができ、変圧器３３とノイズフィルタモジュール３４、３４´を備えるので、変圧器３３の１次側コイル３３１と２次側コイル３３２の巻線はコモンモードノイズの影響を殆ど受けず、コモンモードノイズを、ノイズフィルタモジュール３４、３４´を介して除去し、相互インダクタンスの結合誤差を低減でき、その結果ネットワーク信号の品質が向上する。更に、第３のコンデンサ３４４を設けたので、落雷があっても第１のコンデンサ３４１ａ、第２のコンデンサ３４１ｂに対する影響を少なくすることができ、本考案の目的をより確実に達成することができる。

図６は本考案の回路図であり、ネットワーク装置の第２の実施例である。第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、各伝送ユニット３、３´が、２つの第１の信号線３１及び第２の信号線３２に、それぞれ第１のチョークコイル３５、第２のチョークコイル３５´を有することである。

ここで、第１のチョーコイル３５は第１の信号線３１に設けられ、第２のチョークコイル３５´は第２の信号線３２に設けられるが、第１のチョーコイル３５と第２のチョークコイル３５´はこれらを構成する部材が共通するので、第１のチョーコイル３５についてのみ説明し、第２のチョークコイル３５´については説明を省略する。第１のチョークコイル３５は一方の第１の接続部３１１と直列に接続された第１のコイル３５１と、他方の第１の接続部３１１と直列に接続された第２のコイル３５２を備える。

第１のコイル３５１と第２のコイル３５２の磁束が同じ方向となるようにすると、高抵抗となるので、これによりコモンモードノイズを抑制することができ、第１のチョーク３５、第２のチョーク３５´の構成は、ノイズフィルタモジュール３４、３４´と相俟って異なる周波数のコモンモードノイズを除去することができ、更にネットワーク信号の質を高めることができる。

なお、本実施例において、信号伝送ユニット３及び信号伝送ユニット３´の第１のチョークコイル３５及び第２のチョークコイル３５´の数量は２つだが、信号伝送ユニット３又は信号伝送ユニット３´は１つのチョークコイルがあれば足り、本実施例に限られるものではない。

以上述べたことは、本考案の実施例に過ぎず、これを以って本願考案の範囲を実施例に限定する趣旨ではなく、本考案の範囲は明細書に記載された内容に加えて、これらに簡単な変化を加えたものについても、本考案の範囲に入るものとする。

１ １次側
２ ２次側
３、３´ 信号伝送ユニット
３１ 第１の信号線
３２ 第２の信号線
３３ 変圧器
３４、３４´ ノイズフィルタモジュール
３５ 第１のチョークコイル
３５´ 第２のチョークコイル
３１１ 第１の接続部
３２１ 第２の接続部
３３１ １次側コイル
３３２ ２次側コイル
３４１ａ 第１のコンデンサ
３４１ｂ 第２のコンデンサ
３４２ グランド
３４３ 接地線
３４４ 第３のコンデンサ
３５１ 第１のコイル
３５２ 第２のコイル

Claims (7)

1. ネットワーク機器に接続するためのネットワーク端子と電気的に接続された１次側コイルと、ケーブルに接続するためのケーブル端子に電気的に接続された２次側コイルとを備えた変圧器と、
   前記ネットワーク端子と前記１次側コイル又は前記ケーブル端子と前記２次側コイルの間の少なくともいずれかに、前記変圧器と並列に接続されると共に、コモンモードノイズをグランドに逃がすノイズフィルタモジュールと、を備えた信号伝送ユニット
   を具備することを特徴とするネットワーク装置。
2. 前記ノイズフィルタモジュールは、一端が前記１次側コイルの一端に接続された第１のコンデンサと、一端が前記第１のコンデンサの他端に接続されると共に他端が前記１次側コイルの他端に接続された第２のコンデンサとを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
3. 前記ノイズフィルタモジュールは、一端が前記第１のコンデンサの他端に接続され、他端が接地された第３のコンデンサと、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク装置。
4. 前記ネットワーク機器から入力された交流信号のネットワーク信号は、前記変圧器の前記１次側コイルを伝送して相互インダクタンスで結合された前記２次側コイルに伝送され、前記２次側コイルはこの伝送された前記ネットワーク信号を前記ケーブル端子に伝送し、
   前記ネットワーク信号より高い周波数のコモンモードノイズは前記ノイズフィルタモジュールを介してグランドに逃がされる、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のネットワーク装置。
5. 前記ケーブル端子に入力された交流信号のネットワーク信号は、前記変圧器の前記２次側コイルを伝送して相互インダクタンスで結合された前記１次側コイルに伝送され、前記１次側コイルはこの伝送された前記ネットワーク信号を前記ネットワーク機器に伝送し、
   前記ネットワーク信号より高い周波数のコモンモードノイズは前記ノイズフィルタモジュールを介してグランドに逃がされる、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のネットワーク装置。
6. 前記信号伝送ユニットは、前記ネットワーク端子と前記１次側コイル又は前記ケーブル端子と前記２次側コイルの間の少なくともいずれかにチョークコイルを備える、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のネットワーク装置。
7. 前記ネットワーク装置の数は２つであり、一方をトランスミッター回路として利用し、他方をレシーバー回路として利用した、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のネットワーク装置。

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