JP3306044B2 - 差動伝送ケーブル - 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、差動伝送信号の品
質を確保したままそのケーブルが放射する放射ノイズを
抑制する差動伝送ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】差動伝送方式は、例えばコンピュータと
その周辺機器や周辺機器相互のデジタル信号授受の用途
において実用化が進んでおり、これに伝送するデジタル
信号の伝送規格には例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ
Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＩＥＥＥ１３９４等があ
る。差動伝送ケーブルは、このような差動伝送方式の信
号を伝送するための伝送ケーブルである。

【０００３】差動伝送方式とは、互いに逆方向のデジタ
ル信号を無バイアス下またはバイアス下で一対の線路に
加入した伝送方式であって、このような対の線路は遠方
から見ると高周波成分が相殺されるために放射ノイズが
原理的には出ないという、ノイズ対策を考慮したデジタ
ル伝送方式である。

【０００４】また、空中を伝播して伝送線路に誘導され
た外来ノイズに対しても、このようなノイズは一対の線
路に等価に誘導されるので、この伝送方式による限り外
来ノイズが信号の伝送を擾乱することは原理的にはない
とされている。従って、一般的には差動伝送ケーブル
は、放射ノイズの授受に関して原理的には問題を発生し
ないものとされてきた。

【０００５】差動伝送方式は、上述のように原理的には
放射ノイズを発生させないものであるが、実際の伝送ケ
ーブルでは放射ノイズを発生する場合があった。そのノ
イズの発生原因の１つは、差動伝送信号のバランスの崩
れに起因するもので、上述の一対のデジタル信号の高周
波成分の内、相殺しきれなかった差分がノイズ電流とな
り延いては放射ノイズとなるものである。他の１つは、
パソコンや周辺機器などの発生する伝導ノイズが伝送ケ
ーブルに伝導しこれが放射ノイズとなるものである。

【０００６】これらの放射ノイズの内、有害なものにつ
いては当然に対策を必要とする。従来の対策として、例
えば特開平８−８４１２４号公報に開示される方法があ
る。この方法は要するに高周波成分を減衰させる方式
で、一般のデジタル伝送線路において一般的に適用され
る方法といえる。具体的には誘導素子、容量素子、上記
開示例におけるコモンモードチョークコイル、およびＬ
ＰＦ（ローパスフィルター）たとえば上記開示例におけ
るＴ型フィルターなどを伝送系に挿入するものであっ
た。

【０００７】ノイズ対策をした他のケーブルとして、差
動伝送線路を用いたものがある。特開平１０−２０８８
１８号公報は、２組以上の差動伝送線路を有するケーブ
ルであって、１組ごとの差動伝送線路にフェライトビー
ズを挿入した差動伝送ケーブルを開示している。この差
動伝送ケーブルでは、一対の伝送線路に同相の信号を伝
送した場合、その信号により発生する磁束が他の組の伝
送線路に有害な影響（相互干渉）を与えないようになっ
ている。

【０００８】しかしながら、これらの方法の問題点は、
デジタル信号に特徴的な高周波成分までも減衰させてし
まうところにあり、その結果デジタル波形が歪み、逆に
デジタル信号の品位を保とうとすると放射ノイズの減衰
を不充分にせざるを得ないという点にある。ここにあら
ゆるデジタル信号が基本周波数成分とその１桁以上の高
周波にもおよぶ奇数高調波成分とを併せ持って初めて成
り立つものであることは、言うまでもないことである。
この高調波（高周波）成分を除去するということはデジ
タル信号波形の品位を低下させるということに他ならな
い。すなわち、デジタル信号波形の品位確保と放射ノイ
ズの抑制とは対策手法上相反する関係にあって、従来技
術による限りは安価で有効な対策方法がない状態にあっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明が解決し
ようとする課題は、デジタル信号波形の品位を十分に確
保し、すなわち高周波でのインピーダンスを過大にする
ことなく、かつ放射ノイズを大幅に抑制する差動伝送ケ
ーブルを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明は、一対以上の
差動伝送線路を有するケーブルと、１個以上の伝送トラ
ンスと、両端のコネクタとを具備する差動伝送ケーブル
であって、前記差動伝送ケーブルが放射しかつ減衰させ
るべきノイズの波長をλとしたとき、前記伝送トランス
の中央部とそれぞれ最寄りのコネクタの先端との距離が
λ／２０以内であり、かつ前記伝送トランスの中央部と
遠方のコネクタの先端との距離又は前記伝送トランスの
中央部と他の伝送トランスの中央部との距離がλ／４〜
２λであり、前記伝送トランスの１００ＭＨｚにおける
結合係数が０．６５〜０．９８の範囲にある差動伝送ケ
ーブルである。

【００１１】この発明の特徴的なところの一つは、差動
伝送ケーブルをノイズの発信アンテナとしてとらえてい
る点、そのアンテナのノイズ周波数での発信感度を低減
する方法として、差動伝送ケーブル中における伝送トラ
ンスの配置を最適化した点である。この発明において伝
送トランスは主に２つの効果を奏している。すなわち、
（ａ）ケーブルで伝送される一対のデジタル信号のう
ち、差動伝送信号のバランスの崩れにより互いに相殺し
きれないノイズ成分（スキューノイズ）のみを選択的に
減衰させる働きを有していること。（ｂ）伝送ケーブル
をアンテナとして見た場合の発信波の節の位置を調整す
る働きを有していることである。

【００１２】（ａ）の作用については、伝送トランスの
中央部と最寄りのコネクタ端部との距離がλ／２０より
も大きいと、差動伝送信号の内の互いに相殺しきれない
ノイズ成分が大きく、これを除去するためには大きなイ
ンダクタンスの伝送トランスを用いる必要があり、その
インピーダンスも大きくなる。その結果、デジタル波形
の品位を確保することが難しくなる。よってこの距離は
λ／２０以下であって、できるだけ小さいことが望まし
い。

【００１３】（ｂ）の作用について別角度の表現で説明
すると、ケーブル中にどのようなノイズがあろうともそ
のノイズが有害なノイズとして放射されなければ良いわ
けで、例えば極端にはケーブルが無ければよいところ、
２λ以下の長さあるいはそのような波長単位の繰返しで
あれば長いケーブルであっても所期の目的を達成するこ
とができ、その方法は伝送トランスとコネクタの配置を
上述のようにすればよいというものである。ここでλ／
４より短い場合は伝送トランスの数が多数に及ぶかまた
は差動伝送ケーブルからの放射がもともと少ないので必
要性が低い。

【００１４】

【００１５】ここで前記伝送トランスと他端のコネクタ
との距離または前記伝送トランスと他の伝送トランスと
の距離は３λ／２以下であればなお顕著に効果を奏す
る。また、λ以下であれば最も顕著に効果を奏し放射ノ
イズを抑制できる。なお、長さの下限についてはいずれ
の場合も、λ／４とするのが好ましい。これより短い場
合は伝送トランスの数が多数に及ぶかまたは差動伝送ケ
ーブルからの放射がもともと少ないので必要性が低い。
また、差動伝送ケーブルに３個以上の伝送トランスが設
けられている場合、隣接する伝送トランスの間隔ｂもλ
／４〜２λの範囲とする。従って、ケーブルの全長は実
質的に又はλ／４〜２λの単位長さの整数倍となる。

【００１６】そして、本発明は上記した伝送トランスの
配置にあって、その伝送トランスの１００ＭＨｚにおけ
る結合係数を０．６５ないし０．９８の範囲とした差動
伝送ケーブルである。この発明の要点は、伝送ケーブル
をアンテナとみたてた場合に伝送トランスが十分に波の
節となるためには１００ＭＨｚにおける結合係数を０．
９８以下にし、差動伝送信号のデジタル波形の品位を確
保するためには１００ＭＨｚにおける結合係数を０．６
５以上にすることを見出したことである。ここに上記の
１００ＭＨｚにおける結合係数を０．７５〜０．９５と
すればなお顕著に、０．８５〜０．９２とすれば最も顕
著に本発明の効果を奏するものである。

【００１７】また、本発明は上記の発明において、伝送
トランスを少なくとも１対の差動伝送線路の１端寄りに
１つ配設した差動伝送ケーブルである。この場合に１端
寄りとは差動伝送信号のデータ送信側寄りであることは
必要としないが、対策したいノイズの発生源側寄りであ
ることが望ましい。

【００１８】この発明において差動伝送線路が複数対あ
る場合には、それぞれの対について他の対との関係を考
慮することは必要ない。従って、見かけ上は両端に１個
〜複数の伝送トランスが配置される場合もあり、これら
はいずれも本願発明の範囲内である。

【００１９】また、ノイズの発生源がどちら側であって
も常に有効に効果を奏する差動伝送ケーブルとするため
には両端寄りのそれぞれに伝送トランスを配設すればよ
い。このように構成したものも本発明に含まれる。すな
わち本発明のいずれかの構成において伝送トランスを少
なくとも１対の差動伝送線路の１端寄りに１つかつ他端
寄りに１つ配設した差動伝送ケーブルである。

【００２０】また、本発明は上記発明のいずれかにおい
て上記伝送トランスを積層一体焼結トランスとした差動
伝送ケーブルである。この発明は上記構成の実施手段を
より具体化したものである。積層一体焼結構造とするこ
とで比較的容易に中庸の結合係数の伝送トランスを形成
できるところに本発明の要点がある。この伝送トランス
としてはコモンモードチョークコイルがある。尚、通常
の従来型トランスの場合結合係数は０．９８より大で、
これを下げるには特別の配慮をしなくてはならない。

【００２１】また、本発明は上記発明のいずれかにおい
て上記伝送トランスをコネクタに固着、例えば樹脂モー
ルドして形成した差動伝送ケーブルである。この発明に
おいて当該コネクタはノイズ発生源側のコネクタである
方が望ましいことは言うまでもない。

【００２２】さらに、伝送トランスを配置する場所は一
部がコネクタ内でもよいし、コネクタと差動伝送線路と
の間であっても良い。あるいは差動伝送線路の一部を開
いてここに伝送トランスを直列に挿入して樹脂モールド
するとよい。それぞれの配置の取捨選択は作業性や美観
等で判断してもよいが、特には伝送トランスを配置する
場所がコネクタ内であってかつ直接差動伝送線路と接続
する構造であれば接続のための作業負担は最も少なく、
かつ安定に固定できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に発明の実施の形態を実施例
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例
を説明するための差動伝送ケーブル（１）の構成の概要
を示す配置図である。図１において、距離ａは伝送トラ
ンス（４）の中央部と最寄りのコネクタ（２）の先端と
の距離（線路長）を表し、距離ｂは伝送トランス（４）
の中央部と遠方のコネクタ（２）の先端との距離（線路
長）又は伝送トランス（４）の中央部と他の伝送トラン
ス（図示せず）の中央部との距離（線路長）を表す。ま
た、一般に市販されているＵＳＢ等の差動伝送ケーブル
は、差動伝送線路（５）が撚り線であり、また電源線並
びにシールドが設けられているが、説明を簡略化するた
めに図には記載していない。図１は、視認性を確保する
ために模式的に描いているので各部の縮尺や個数につい
ては正確ではない。また、図１には一対の差動伝送線路
（５）のみを描き他の対については省略している。

【００２４】図１は以下の通りの構成である。差動伝送
ケーブル（１）は両端部に配置されたコネクタ（２）と
ケーブル（３）と伝送トランス（４）とからなる。ケー
ブル（３）は少なくとも１対の差動伝送線路（５）を有
する。それぞれのコネクタ（２）にはピン端子（６）が
固着されている。コネクタ（２）中の少なくとも２本の
ピン端子（６）は１対の差動伝送線路（５）の一端に接
続され、同様に他方のコネクタ（２）中の少なくとも２
本の他のピン端子（６）は上記一対の差動伝送線路
（５）の他端に接続されている。ただし、差動伝送ケー
ブル（１）の少なくとも一端寄りの、コネクタ（２）内
から差動伝送線路（５）内に至る所定の位置には伝送ト
ランス（４）が挿入されている。

【００２５】伝送トランス（４）の中央部と最寄りのコ
ネクタのピン端子（６）の先端との距離ａはλ／２０以
内であり、伝送トランス（４）の中央部と遠方のコネク
タのピン端子（６）の先端との距離ｂ又は伝送トランス
（４）の中央部と他の伝送トランス（図示せず）の中央
部との距離ｂはλ／４〜２λである。尚、伝送トランス
の起点は中心とするが、もともとトランス自体小さいの
で端部であっても問題はない。また本明細書で使用する
用語「距離」は線路長を意味する。差動伝送ケーブルに
３個以上の伝送トランスが設けられている場合、隣接す
る伝送トランスの間隔ｂもλ／４〜２λの範囲とする。
従って、ケーブルの全長は実質的にλ／４〜２λの単位
長さの整数倍となる。

【００２６】

【実施例】続いて差動伝送ケーブル（１）の製作方法に
ついて説明する。まず、積層一体燒結型の伝送トランス
（４）を次の要領で作成した。図２は伝送トランス
（４）の外観である。大きさはコネクタ内部に装填可能
な寸法で例えば3216サイズ、３．２ｍｍ（幅）×１．６
ｍｍ（奥行）×１．２ｍｍ(高)であり、ＵＳＢ等のケー
ブルに搭載するのに好適である。積層トランスは以下の
手順により作製した。セラミック（７）の粉末ペースト
を用いドクターブレード法でグリーンシートを作成し
た。これらのグリーンシートの所定の位置に穿孔機で穿
孔した後、それぞれのグリーンシート上にＡｇペースト
によるコイルパターン及びスルーホール電極をスクリー
ン印刷法で形成し、積層し、圧着した。ここに上記コイ
ルパターンはスルーホールで接続することによって、互
いに磁束を共有する２つのコイルとなるように形成し
た。圧着した積層体をチップサイズに切断分割し９００
℃で焼成したのち外部電極（８）を付与して４端子２コ
イルからなる伝送トランス（４）を作製した。

【００２７】以上の作製工程によって、セラミック
（７）のグリーンシートの材料として、Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚ
ｎ系ソフトフェライト２種類（初透磁率が約１５と１０
０の2種類）及びＺｒ−Ｃａ系誘電体１種類の計３種類
についてそれぞれ作製した。グリーンシートの厚さは、
３０μｍ〜１２０μｍまでのものを各種作成・用意し、
各種組合せで積層した。コイルパターンの幅は８０μｍ
〜２００μｍのものを各種作製・用意した。印刷パター
ンの厚さは５〜２０μｍのものを各種作製・用意した。

【００２８】コイルパターンを印刷した層の数は各コイ
ルにつき２〜４層のものを各種作製・用意した。以上の
ようにして１００ＭＨｚにおける結合係数が０．５〜
０．９８の各種の伝送トランス（４）を作製した。比較
例として市販の高周波トランスを各種用意した。その一
部には磁路のバイパスを設けて結合係数を下げる加工を
施した。このようにして１００ＭＨｚにおける結合係数
が０．９０〜０．９９の伝送トランス（４）を作製し
た。

【００２９】続いてＵＳＢ対応の市販のケーブル（３）
（コネクタ（２）付き）やこれに相当する市販の部材を
用意し、上述の伝送トランス（４）を以下に説明する所
定の位置に接続した。すなわち、１つの位置はコネクタ
（２）内部である。上記市販のケーブル（３）のコネク
タ（２）部を分解し、トランスを収納する場所を研削等
によって確保するとともにその場所の導電体を削除し、
しかる後その場所に伝送トランス（４）を挿入し、はん
だで前後の導電体と電気的に接続した。この操作は電気
回路的には伝送トランス（４）を直列に挿入したことに
なる。なお、言うまでもないが伝送トランス（４）の結
線方向は、通常の低周波トランスや低周波変成器と異な
り、夫々のコイルが回路に直列になるようにかつ夫々の
コイル同士は互いに並列になるように接続する。

【００３０】他の１つの位置は上述と同様の要領であっ
て、伝送トランス（４）を挿入する位置のみが異なる。
すなわちその位置はコネクタ（２）とケーブル（３）の
接続点を切離した位置であり、この位置に伝送トランス
（４）を挿入した。また別の１つの位置はケーブル
（３）の一部を切離した位置であり、この位置に伝送ト
ランス（４）を同要領で挿入した。

【００３１】さらに別には（イ）差動伝送ケーブル
（１）の両側寄りに伝送トランス（４）を挿入したもの
（電気的接続を図３の模式図に示す）、（ロ）全く伝送
トランス（４）を挿入しないもの、（ハ）複数の対の差
動伝送線路（５）に伝送トランス（４）を組み込んだも
の（電気的接続を図４の模式図に示す）も作製した。

【００３２】以上のようにして作製した差動伝送ケーブ
ル（１）の性能を評価するために、評価回路装置を作製
した。図５は差動伝送ケーブル（１）の性能を評価する
ための評価装置の説明図である。まずパソコン（１
０）、差動伝送ケーブル（１）、バッファ（１１）、ケ
ーブル（１２）及び電子機器（１３）を順次接続してな
る評価回路を使用した。差動伝送ケーブル（１）にはカ
レントトランス（１４）をセンサーとする差動ノイズ観
測装置（１５）を取り付け、バッファ（１１）には電圧
プローブ（１６）を取り付け、さらにこれをセンサーと
する波形観測装置（１７）を取り付けた。

【００３３】（差動ノイズの測定）差動伝送信号の波形
バランスのずれは、差動ノイズの原因になる。差動伝送
方式で伝送されたデジタル信号は交流的には対の差動伝
送線路（５）の夫々に正反対の電圧波形を伝送している
ので、この対の差動伝送線路（５）の電気信号を２本同
時に取り出しても出力は出ない筈である。ところが、実
際には夫々の線路の電圧波形がずれる結果、差動ノイズ
と呼ばれる伝導ノイズを発生する。このノイズは差動伝
送ケーブル（１）から放射されるノイズの一因となる。
そこで１４５MHzにおける伝導ノイズ（差動ノイズ）を
カレントトランス（１４）により検出し、差動ノイズ観
測装置（１５）により観測した。周波数を１４５ＭＨｚ
とした理由は、ＵＳＢ（12Mbps，Full Speed）における
ノイズのうち特に有害なノイズがこの周波数に観測され
やすいからである。差動伝送ケーブル（１）の構成の差
による伝導ノイズの変化分をｄＢで表示し、その差分を
相対値として求めた。

【００３４】観測結果から、伝送トランス（４）と最寄
りのコネクタ（２）の先端（ピン端子６の端部）との距
離ａと差動ノイズとの関係を求めた。結果を図６に示
す。図６の横軸は伝送トランス（４）の中央とコネクタ
（２）の端部との距離ａを表し、縦軸は１４５MHzにお
ける差動ノイズ（dB）を表す。図６から明らかなよう
に、距離ａが０．１ｍ（λ／２０相当）以内であれば差
動ノイズを２ｄＢ以内に抑えることができる。図中Ａ、
Ｂ、Ｃはそれぞれ１００MHzにおける結合係数が０．８
５、０．９２、０．９５の伝送トランス（４）を使用し
た場合を示す。伝送トランス（４）はこの差動ノイズを
抑制する効果を有するが、伝送トランス（４）の種類の
如何を問わず、距離ａが０．１m（λ／２０相当）以内
であれば差動ノイズは小さくなることが分かった。

【００３５】差動ノイズの周波数に対応する波長を計算
すると、 波長λ＝ 光速／周波数 ＝ 3×10^８／145×10^６ ≒ 2
（ｍ） であるから、０．１ｍという距離ａの上限値は（１／２
０）波長に相当する。実際にパソコン（１０）の機種を
変えたところ、波長に対する評価が正しいことが確認で
きた。本実施例ではＵＳＢ (12Mbps，Full Speed) の伝
送規格について実験したが、より高速な差動伝送規格で
ある例えばＩＥＥＥ１３９４(400Mbps)については、よ
り高周波数側に有害なノイズが現れやすい。このような
場合には、伝送トランス（４）の位置を距離ａ、ｂで規
定する代わりに、波長で規定するのが好ましい。

【００３６】（放射ノイズの測定）差動伝送ケーブル
（１）の放射ノイズの測定にあたっては、３ｍ法による
FCCファイリングの電波暗室を用いた。上記評価回路装
置全体の放射ノイズレベルが、差動伝送ケーブル（１）
の構成によってどのように変化するかを測定した。ただ
し効果を顕在化するために変化分（相対値）のみを求め
た。放射ノイズの基準となる０ｄＢは、差動伝送ケーブ
ル（１）全体を電磁波吸収シートで覆ったときの観測値
である。なお使用した電磁波吸収シートの整合周波数は
１５０ＭＨｚであり、整合厚さは２ｍｍである。

【００３７】観測結果から、伝送トランス（４）の中央
から遠方のコネクタ（２）の先端（ピン端子６の端部）
又は遠方側に設けた伝送トランスまでの距離ｂと放射ノ
イズとの関係を求めた。結果を図７に示す。図７の横軸
は距離ｂを表し、縦軸は１４５ＭＨｚにおける放射ノイ
ズ（ｄＢ）を表す。図７に使用した伝送トランスは１０
０ＭＨｚにおける結合係数が０．９２であった。また図
７中の○印は市販の高周波トランスを使用し、結合係数
を下げるために１次及び２次のコイル間にＮｉ―Ｃｕ―
Ｚｎ系フェライト（μ≒15）の板片を貼り付けた場合の
放射ノイズを示し、△印は積層体型伝送トランスを使用
した場合の放射ノイズを示す。本実験において、距離ｂ
は遠方端近傍に伝送トランスがある場合はそのトランス
までの距離であり、遠方端近傍にコネクタ（２）しかな
い場合はそのコネクタ（２）の先端までの距離である。
ケーブル（３）の全長は５ｍまでの種々の長さとした。
また伝送トランス（４）と最寄りのコネクタ（２）の先
端との距離ａ、及び遠方端近傍に伝送トランスを有する
場合はこの伝送トランスから遠方のコネクタ（２）の先
端までの距離ａを、それぞれ１．５ｃｍに揃えた。

【００３８】図７から明らかなように、放射ノイズを３
ｄＢ以下とするには距離ｂを４ｍ以下とすれば良く、放
射ノイズを１．５ｄＢ以下とするには距離ｂを３ｍ以下
とすれば良く、また放射ノイズを０．５ｄＢ以下とする
には距離ｂを２ｍ以下とすれば良い。また遠方端近傍に
伝送トランスがある場合（両端近傍にそれぞれ伝送トラ
ンスを設けた場合）と、一端近傍のみに伝送トランス
（４）を設けた場合との差はほとんどなかった。これか
ら、伝送トランス（４）を設けたケーブルを擬似的なア
ンテナとして見れば、伝送トランス（４）からコネクタ
（又は他の伝送トランス）までの距離ｂを変更すること
により発信波の節の位置を調整することができ、距離ｂ
が４ｍ以下であれば効果的に放射ノイズを抑制できるこ
とが分かる。距離ｂと波長λについては、２ｍ、３ｍ及
び４ｍの距離ｂはそれぞれほぼλ、（３／２）λ、及び
２λに対応する。

【００３９】（波形品位の評価）通常立ち上がり時間が
短いほど波形品位が良いので、波形品位は波形観測装置
（１７）で観測したデジタル波の立ち上がり時間により
評価した。ここで「立ち上がり時間」を、波形観測装置
（１７）で観測したデジタル波の電圧波形がその波高の
１０％の位置に達してから９０％の位置に達するまでの
時間とした。元の電圧波形の立ち上がり時間を基準にし
て、その場合の立ち上がり時間の遅れ時間を０秒とし、
本発明の差動伝送ケーブル（１）を挿入した場合の相対
遅れ時間を求めた。差動伝送ケーブル（１）の長さを３
ｍとし、各種の伝送トランス（４）をコネクタ（２）の
端部から８ｃｍの位置にのみ取り付けた。１００ＭＨｚ
における結合係数が０．９９〜０．５０の伝送トランス
（４）を使用した。結合係数とトランス（４）の構成と
の関係は以下の通りである。

【００４０】(1) 結合係数：０．５ Ｚｒ−Ｃａ系誘電
体からなる厚さ１２０μｍのグリーンシートを使用し、
コイルパターン幅を８０μｍとし、印刷パターンの厚さ
を２０μｍとし、コイルパターン印刷層の層数を各コイ
ル２層とすることにより得た。 (2) 結合係数：０．６５ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚｎフェライト
（透磁率μ≒15）からなる厚さ１２０μｍのグリーンシ
ートを使用し、コイルパターン幅を８０μｍとし、印刷
パターンの厚さを２０μｍとし、コイルパターン印刷層
の層数を各コイル２層とすることにより得た。 (3) 結合係数：０．７５ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚｎフェライト
（透磁率μ≒100）からなる厚さ１２０μｍのグリーン
シートを使用し、コイルパターン幅を８０μｍとし、印
刷パターンの厚さを２０μｍとし、コイルパターン印刷
層の層数を各コイル２層とすることにより得た。 (4) 結合係数：０．８５ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚｎフェライト
（透磁率μ≒15）からなる厚さ７０μｍのグリーンシー
トを使用し、コイルパターン幅を１００μｍとし、印刷
パターンの厚さを１０μｍとし、コイルパターン印刷層
の層数を各コイル４層とすることにより得た。 (5) 結合係数：０．９２ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚｎフェライト
（透磁率μ≒15）からなる厚さ５０μｍのグリーンシー
トを使用し、コイルパターン幅を１００μｍとし、印刷
パターンの厚さを７．５μｍとし、コイルパターン印刷
層の層数を各コイル４層とすることにより得た。

【００４１】(6) 結合係数：０．９５ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚ
ｎフェライト（透磁率μ≒100）からなる厚さ５０μｍ
のグリーンシートを使用し、コイルパターン幅を１００
μｍとし、印刷パターンの厚さを７．５μｍとし、コイ
ルパターン印刷層の層数を各コイル４層とすることによ
り得た。 (7) 結合係数：０．９６ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚｎフェライト
（透磁率μ≒100）からなる厚さ３０μｍのグリーンシ
ートを使用し、コイルパターン幅を１００μｍとし、印
刷パターンの厚さを５μｍとし、コイルパターン印刷層
の層数を各コイル４層とすることにより得た。 (8) 結合係数：０．９７ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚｎフェライト
（透磁率μ≒100）からなる厚さ３０μｍのグリーンシ
ートを使用し、コイルパターン幅を８０μｍとし、印刷
パターンの厚さを５μｍとし、コイルパターン印刷層の
層数を各コイル４層とすることにより得た。 (9) 結合係数：０．９８ Ｎｉ―Ｃｕ―Ｚｎフェライト
（透磁率μ≒100）からなる厚さ３０μｍのグリーンシ
ートを使用し、コイルパターン幅を８０μｍとし、印刷
パターンの厚さを５μｍとし、コイルパターン印刷層の
層数を各コイル４層とし、かつ各コイルパターンを１層
あたり２回巻のスパイラル構造とすることにより得た。 (10) 結合係数：０．９９ 市販の巻線構造の高周波ト
ランス（SMT，Surface Mount Transformer）を利用し
た。

【００４２】電子機器（１３）としてノイズレベルの比
較的大きいプリンタを使い、波形の品位と結合係数の関
係を求めた。結果を図８に示す。図８の横軸は結合係数
を示し、縦軸は立ち上がり時間を示す。図８から明らか
なように、波形の品位は結合係数が０．５０では悪く、
０．６５以上では５×１０^−９秒以下と良好であり、
０．７５以上では３×１０^−９秒以下とさらに良く、
０．８５以上では非常に良い。

【００４３】一方、伝導ノイズと放射ノイズの関係を見
ると、結合係数が０．９９の時は伝導ノイズに比例した
放射ノイズが観測され、差動伝送ケーブル１のアンテナ
作用を抑制する効果がなかった。しかし、結合係数が
０．９８以下の時は伝導ノイズよりも少ない放射ノイズ
しか観測されず、差動伝送ケーブル（１）のアンテナ作
用を抑制する効果が認められた。結合係数が０．９５以
下の時はアンテナ作用を抑制する大きな効果が認められ
た。さらに結合係数が０．９２以下の時はアンテナ作用
を抑制する顕著な効果が認められた。以上から明らかな
ように、波形の品位を保ちつつ放射ノイズを抑制するた
めに使用する伝送トランス（４）の１００ＭＨｚにおけ
る結合係数は、０．６５〜０．９８とするのが望まし
く、０．７５〜０．９５とするのがさらに望ましく、
０．８５〜０．９２とするのが最も望ましい。

【００４４】伝送トランス（４）の結合係数は、積層一
体型では０．９８〜０．５０の範囲のトランスが作製で
き、例えば積層シートを厚くすれば厚くするほど小さい
結合係数のトランスが得られる。また巻線型の伝送トラ
ンスでは結合係数を０．９９〜０．９２の範囲にできた
が、そのうち０．９８〜０．９２の結合係数は、磁路の
バイパスを設けて、それに結合係数を下げる手段を付加
することにより得た。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればデジタル信号波形の品位を十分に確保でき、かつ放
射ノイズを大幅に抑制する差動伝送ケーブルを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に関る差動伝送ケーブルの模
式図である。

【図２】本発明の一実施例に関る伝送トランスの斜視図
である。

【図３】本発明の一実施例に関る差動伝送ケーブルの模
式図である。

【図４】本発明の一実施例に関る差動伝送ケーブルの模
式図である。

【図５】本発明の一実施例に関る差動伝送ケーブルの評
価装置の説明図である。

【図６】本発明の一実施例に関る差動伝送ケーブルの特
性グラフである。

【図７】本発明の一実施例に関る差動伝送ケーブルの特
性グラフである。

【図８】本発明の一実施例に関る差動伝送ケーブルの特
性グラフである。

【符号の説明】

１ 差動伝送ケーブル、２ コネクタ、３ ケーブル、
４ 伝送トランス、５ 対の差動伝送線路、６ ピン端
子、７ セラミック（ソフトフェライト又は誘電体）、
８ 外部電極、１０ パソコン、１１ バッファ、１２
ケーブル、１３ 電子機器、１４ カレントトラン
ス、１５ 差動ノイズ観測装置、１６ 高速電圧プロー
ブ、１７ 波形観測装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 恭男 鳥取県鳥取市南栄町70番地２号日立金属 株式会社鳥取工場内 審査官 佐藤 敬介 (56)参考文献 特開 平10−208818（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−50526（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−34682（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−104585（ＪＰ，Ｕ) 特表 平７−508130（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 15/00 H01B 7/00 304 H01B 11/18 H01F 27/00 H04B 3/50 H04L 25/02 303

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対以上の差動伝送線路を有するケーブ
   ルと、１個以上の伝送トランスと、両端のコネクタとを
   具備する差動伝送ケーブルであって、前記差動伝送ケー
   ブルが放射しかつ減衰させるべきノイズの波長をλとし
   たとき、前記伝送トランスの中央部とそれぞれ最寄りの
   コネクタの先端との距離がλ／２０以内であり、かつ前
   記伝送トランスの中央部と遠方のコネクタの先端との距
   離又は前記伝送トランスの中央部と他の伝送トランスの
   中央部との距離がλ／４〜２λであり、前記伝送トラン
   スの１００ＭＨｚにおける結合係数が０．６５〜０．９
   ８の範囲にあることを特徴とする差動伝送ケーブル。
2. 【請求項２】 少なくとも一対の差動伝送線路の一方の
   端部付近に１つの伝送トランスを配設したことを特徴と
   する請求項１記載の差動伝送ケーブル。
3. 【請求項３】 一対の伝送トランスを有し、各伝送トラ
   ンスは各対の差動伝送線路の端部付近に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の差動伝送ケーブル。
4. 【請求項４】 前記伝送トランスは一体的に燒結された
   積層構造を有することを特徴とする請求項１〜３の何れ
   かに記載の差動伝送ケーブル。
5. 【請求項５】 前記伝送トランスはコモンモードチョー
   クコイルであることを特徴とする請求項１〜４の何れか
   に記載の差動伝送ケーブル。
6. 【請求項６】 前記伝送トランスは差動伝送線路及び／
   又はコネクタに固着されていることを特徴とする請求項
   １〜５の何れかに記載の差動伝送ケーブル。
7. 【請求項７】 前記伝送トランスは基板上に実装され、
   前記基板はコネクタの内部に樹脂モールドされているこ
   とを特徴とする請求項６に記載の差動伝送ケーブル。