JPH06244654A - Isolation amplifier - Google Patents

Isolation amplifier

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JPH06244654A
JPH06244654A JP2671993A JP2671993A JPH06244654A JP H06244654 A JPH06244654 A JP H06244654A JP 2671993 A JP2671993 A JP 2671993A JP 2671993 A JP2671993 A JP 2671993A JP H06244654 A JPH06244654 A JP H06244654A
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JP
Japan
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circuit
isolation
isolation amplifier
transformer
carrier wave
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Withdrawn
Application number
JP2671993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Nakagawa
勝利 中川
Takao Sawa
孝雄 沢
Katsuo Watanabe
克夫 渡辺
Atsushi Itagaki
篤 板垣
Shoji Shibuya
庄司 渋谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RYOWA DENSHI KK
Toshiba Corp
Original Assignee
RYOWA DENSHI KK
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by RYOWA DENSHI KK, Toshiba Corp filed Critical RYOWA DENSHI KK
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Abstract

PURPOSE:To provide a isolation amplifier, for which a signal band to be handled is considerably enlarged by increasing the corresponding frequency of a carrier wave, using an isolation transformer. CONSTITUTION:A modulation circuit 2 connected to an input circuit is arranged on the first-order side of a main insulation transformer 1 interposed in a signal transmission line. On the other hand, a demodulation circuit 3 is arranged on the second-order side of the main insulation transformer 1. The carrier wave generated by an oscillation circuit 4 is supplied through a sub insulation transformer 5 to the modulation circuit 2. At least one of the insulation transformers 1 and 5 is provided with the magnetic core of a satisfactory high frequency characteristic composed of amorphous alloy or Fe soft magnetic alloy equipped with super-fine crystallized particles.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁性部品を用いたアイ
ソレーションアンプに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an isolation amplifier using magnetic parts.

【0002】[0002]

【従来の技術】工業機器、例えば工業用計測制御システ
ムや医療用計測システム等において、センサ等で検出し
た信号を信号プロセッサ等で処理する場合、特にプロセ
ッサとの間で 1000V以上の電位差がある場合、センサ部
とプロセッサ部との間を電気的に絶縁した上で、信号の
伝達、また場合によっては信号を増幅しつつ伝達しなけ
ればならない。このような信号の伝達および増幅には、
アイソレーションアンプ(絶縁増幅器)が用いられてい
る。アイソレーションアンプとしては、絶縁を磁性部品
により行うものと、光を用いて行うものとが知られてい
る。
2. Description of the Related Art In industrial equipment, such as industrial measurement control systems and medical measurement systems, when a signal detected by a sensor is processed by a signal processor or the like, especially when there is a potential difference of 1000 V or more with the processor. It is necessary to electrically insulate the sensor unit and the processor unit and then transmit the signal, or in some cases, amplify the signal before transmitting. For transmitting and amplifying such signals,
An isolation amplifier (isolation amplifier) is used. Known isolation amplifiers are those that perform insulation with magnetic parts and those that use light.

【0003】前者のアイソレーションアンプは、パルス
変調(搬送波による周波数変調)した入力信号を、フェ
ライト等を用いた絶縁トランスの1次側に供給し、その
2次側の復調回路で復調して信号をプロセッサ部に伝達
する方式のものである。
The former isolation amplifier supplies a pulse-modulated (frequency-modulated carrier wave) input signal to the primary side of an insulating transformer made of ferrite or the like, and demodulates the signal by a demodulation circuit on the secondary side. Is transmitted to the processor unit.

【0004】また、後者のアイソレーションアンプは、
発光ダイオードとフォトトランジスタとを組合せたフォ
トカプラを用いて電気的な絶縁を行うもので、搬送波は
必要とせず、発光ダイオードとフォトトランジスタの光
結合のバランスで伝達を行っているため、1MHz程度の信
号を扱うことができる。
Further, the latter isolation amplifier is
It uses a photocoupler that combines a light-emitting diode and a phototransistor to perform electrical insulation, does not require a carrier wave, and uses the balance of optical coupling between the light-emitting diode and the phototransistor to perform transmission. Can handle signals.

【0005】ところで、最近、情報量の増大等を目的と
して、入力信号の高周波化が求められているが、このよ
うな要望に対して従来のアイソレーションアンプのう
ち、磁性部品(絶縁トランス)を用いたアイソレーショ
ンアンプは、以下に示すような点から十分に対応できな
いという問題を有していた。すなわち、搬送波で入力信
号を変調する場合、通常、入力信号の10倍以上の搬送周
波数が必要となるが、従来の絶縁トランスに用いられて
いたフェライトは、透磁率の周波数特性が十分ではな
く、特に高周波領域(数100kHz以上)での透磁率の低下
が顕著であり、高周波領域では損失が著しく増大するた
め、結果的に1MHz以上の搬送波は使用することができな
い。よって、対象となる入力信号は、直流から100kHz程
度までの狭い範囲であり、入力信号の高周波化を到底満
足させることはできない。
By the way, recently, for the purpose of increasing the amount of information and the like, it has been required to increase the frequency of the input signal. To meet such a demand, among the conventional isolation amplifiers, the magnetic component (insulation transformer) is used. The isolation amplifier used has a problem that it cannot sufficiently cope with the following points. That is, when modulating an input signal with a carrier wave, a carrier frequency that is 10 times or more that of the input signal is usually required, but ferrite used in conventional insulation transformers does not have sufficient frequency characteristics of magnetic permeability. In particular, the magnetic permeability is remarkably reduced in the high frequency region (several hundreds of kHz or more), and the loss is significantly increased in the high frequency region. As a result, a carrier wave of 1 MHz or higher cannot be used. Therefore, the target input signal is in a narrow range from DC to about 100 kHz, and it is impossible to satisfy the high frequency of the input signal.

【0006】一方、フォトカプラを用いたアイソレーシ
ョンアンプは、上述したように1MHz程度の信号を扱うこ
とができるものの、光の量に対する出力が比例的でな
い、素子自体の経時劣化により光量が低下していく、光
結合のバランスが崩れていく、温度特性が十分ではない
等の欠点があり、信頼性の点で劣るという問題を有して
いた。
On the other hand, an isolation amplifier using a photocoupler can handle a signal of about 1 MHz as described above, but the output is not proportional to the amount of light, and the amount of light decreases due to deterioration over time of the element itself. However, there is a problem in that the balance of optical coupling is lost, the temperature characteristics are not sufficient, and the reliability is inferior.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のアイソレーションアンプにおいては、磁気部品を用い
たものは入力信号の高周波化に対応できず、またフォト
カプラを用いたものは信頼性の点で劣るという問題があ
った。
As described above, in the conventional isolation amplifier, the one using the magnetic component cannot cope with the high frequency of the input signal, and the one using the photo coupler has the high reliability. There was a problem that it was inferior in terms.

【0008】このようなことから、信頼性に優れる磁性
部品を用いたアイソレーションアンプにおいて、例えば
入力信号の高周波化に対応し得るように、高周波数の搬
送波を用いた場合の損失低減を図ることによって、直流
から高周波域の信号まで扱えるようにしたアイソレーシ
ョンアンプが強く求められている。
In view of the above, in an isolation amplifier using a magnetic component having excellent reliability, it is necessary to reduce loss when a high frequency carrier wave is used so as to cope with high frequency of an input signal, for example. Therefore, there is a strong demand for an isolation amplifier capable of handling signals in the direct current to high frequency range.

【0009】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたものであり、搬送波の対応周波数域を高周波化する
ことによって、扱える信号帯域を大幅に拡げた、信頼性
に優れるアイソレーションアンプを提供することを目的
としている。
The present invention has been made in response to such a problem, and provides an isolation amplifier having a high reliability, in which the signal band that can be handled is greatly expanded by increasing the frequency range corresponding to the carrier wave. It is intended to be provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のアイソレーショ
ンアンプに関する第1の発明は、第1の絶縁トランス
と、前記第1の絶縁トランスの1次側に配置され、入力
信号が供給される変調回路と、前記第1の絶縁トランス
の2次側に配置された復調回路と、搬送波を第2の絶縁
トランスを介して前記変調回路に供給する発振回路とを
具備するアイソレーションアンプにおいて、前記第1お
よび第2の絶縁トランスの少なくとも一方は、アモルフ
ァス合金または超微細結晶粒を有するFe基軟磁性合金か
らなる磁心を有することを特徴としている。
A first aspect of the invention relates to an isolation amplifier of the present invention. A first isolation transformer and a modulation circuit arranged on the primary side of the first isolation transformer and supplied with an input signal. An isolation amplifier including a circuit, a demodulation circuit arranged on the secondary side of the first isolation transformer, and an oscillation circuit that supplies a carrier wave to the modulation circuit via a second isolation transformer, At least one of the first and second insulating transformers is characterized by having a magnetic core made of an amorphous alloy or a Fe-based soft magnetic alloy having ultrafine crystal grains.

【0011】また、第2の発明は、第1の絶縁トランス
と、前記第1の絶縁トランスの1次側に配置され、入力
信号が供給される変調回路と、前記第1の絶縁トランス
の2次側に配置されたノッチフィルタと、搬送波を第2
の絶縁トランスを介して前記変調回路に供給する水晶発
振回路とを具備することを特徴としている。
A second aspect of the present invention includes a first isolation transformer, a modulation circuit disposed on the primary side of the first isolation transformer and supplied with an input signal, and the first isolation transformer. The notch filter placed on the next side and the second carrier
And a crystal oscillation circuit that supplies the modulation circuit to the modulation circuit via the insulating transformer.

【0012】[0012]

【作用】本発明のアイソレーションアンプにおいては、
絶縁トランスにアモルファス合金または超微細結晶粒を
有するFe基軟磁性合金からなる磁心を用いている。アモ
ルファス合金や超微細結晶粒を有するFe基軟磁性合金は
高周波特性に優れ、高周波域においても低損失が実現で
きるため、例えば1MHz以上というような高周波搬送波を
用いた場合においても、磁心の発熱等を招くことなく、
高周波で変調された入力信号を絶縁トランスの2次側に
伝達することができる。このように、高周波搬送波の使
用を可能にすることによって、対象入力信号の広帯域化
が実現できる。また、水晶発振回路とノッチフィルタと
を組合せて用いることにより、対象入力信号の広帯域化
と低ノイズ化が達成できる。
In the isolation amplifier of the present invention,
A magnetic core made of an Fe-based soft magnetic alloy having an amorphous alloy or ultrafine crystal grains is used for the insulating transformer. Amorphous alloys and Fe-based soft magnetic alloys with ultra-fine crystal grains have excellent high-frequency characteristics and can realize low loss even in the high-frequency range.For example, even when a high-frequency carrier wave of 1MHz or more is used, the magnetic core heats up. Without inviting
An input signal modulated with a high frequency can be transmitted to the secondary side of the isolation transformer. In this way, by making it possible to use a high frequency carrier wave, a wide band of the target input signal can be realized. Further, by using the crystal oscillation circuit and the notch filter in combination, it is possible to achieve wide band and low noise of the target input signal.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0014】図1は、本発明の一実施例のアイソレーシ
ョンアンプの構成を示す図である。同図において、1は
信号伝達経路に介在された主絶縁トランス(第1の絶縁
トランス)であり、1次側(例えばセンサ部)と2次側
(例えば信号処理部)とを電気的に絶縁した上で、変調
された入力信号を伝達する磁性部品である。この主絶縁
トランス1の1次側には、入力信号および搬送波が供給
され、入力信号を搬送波によりパルス変調する変調回路
2が配置されている。また、主絶縁トランス1の2次側
には、搬送周波数を除去した信号のみを出力する復調回
路3が配置されている。搬送波は、副絶縁トランス(第
2の絶縁トランス)5を介して、2次側に配置された発
振回路4から1次側の変調回路2に供給される。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an isolation amplifier according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a main insulation transformer (first insulation transformer) interposed in a signal transmission path, and electrically insulates a primary side (for example, a sensor section) from a secondary side (for example, a signal processing section). In addition, it is a magnetic component that transmits a modulated input signal. An input signal and a carrier wave are supplied to the primary side of the main isolation transformer 1, and a modulation circuit 2 for pulse-modulating the input signal with the carrier wave is arranged. On the secondary side of the main isolation transformer 1, a demodulation circuit 3 that outputs only the signal with the carrier frequency removed is arranged. The carrier wave is supplied from the oscillation circuit 4 arranged on the secondary side to the modulation circuit 2 on the primary side via a sub-insulating transformer (second insulating transformer) 5.

【0015】上記した発振回路4で発生させる搬送波
は、処理可能な信号帯域を拡げる上で、高周波であるこ
とが好ましく、具体的には1MHz以上の高周波を用いるこ
とが好ましい。より好ましい周波数は5MHz以上であり、
さらに望ましくは 10MHz以上である。このような高周波
の搬送波を発生させる上で、発振回路4に用いる発振子
としては、水晶発振子を用いることが好ましい。水晶発
振子を用いることで、極めて安定な1MHz以上の高周波を
発振させることができると共に、機器の小形化にも寄与
する。
The carrier wave generated by the above-mentioned oscillation circuit 4 is preferably a high frequency in order to expand the signal band that can be processed, and specifically, a high frequency of 1 MHz or more is preferably used. A more preferable frequency is 5 MHz or higher,
More preferably, it is 10MHz or more. In generating such a high frequency carrier wave, a crystal oscillator is preferably used as the oscillator used in the oscillator circuit 4. By using a crystal oscillator, it is possible to oscillate an extremely stable high frequency of 1 MHz or more, and also contribute to downsizing of equipment.

【0016】また、2次側の復調回路は、通常の回路構
成としてもよいし、また図2に示すように、ノッチフィ
ルタ6を直接的に用いることもできる。ノッチフィルタ
6は、搬送周波数である水晶発振子の発振周波数近傍の
みの信号を抑制する働きをもつもので、R素子とコンデ
ンサとから主として構成されており、搬送周波数に対応
するように定数を変えることで、実用上問題とならない
程度まで搬送波が出力信号に乗らないように、搬送周波
数を除去することができる。このノッチフィルタ6は、
図2に示したように復調回路として用いてもよいし、後
述する他の実施例のように、復調回路3とは別途に配置
してもよい。
The demodulation circuit on the secondary side may have a normal circuit configuration, or the notch filter 6 may be directly used as shown in FIG. The notch filter 6 has a function of suppressing a signal only in the vicinity of the oscillation frequency of the crystal oscillator which is the carrier frequency, is mainly composed of an R element and a capacitor, and changes the constant so as to correspond to the carrier frequency. As a result, the carrier frequency can be removed so that the carrier wave does not ride on the output signal to such an extent that it does not pose a practical problem. This notch filter 6 is
It may be used as a demodulation circuit as shown in FIG. 2, or may be arranged separately from the demodulation circuit 3 as in other embodiments described later.

【0017】そして、上述した絶縁トランス1、5は、
アモルファス合金または超微細結晶粒を有するFe基軟磁
性合金(以下、Fe基超微細結晶粒合金と記す)からなる
磁心を有するものであり、これらの磁歪定数は± 5×10
-6の範囲であることが好ましい。絶縁トランス1、5の
構成材料として用いるアモルファス合金やFe基超微細結
晶粒合金は、出力信号のゲイン周波数特性およびその絶
対値の大きさから、 2〜30μm の厚さを有する薄帯とし
て用いることが好ましい。より好ましい板厚は3〜20μm
の範囲であり、さらに望ましくは 4μm 〜12μm の範
囲である。
The isolation transformers 1 and 5 described above are
It has a magnetic core made of an amorphous alloy or a Fe-based soft magnetic alloy having ultrafine crystal grains (hereinafter referred to as Fe-based ultrafine crystal grain alloy), and these magnetostriction constants are ± 5 × 10
It is preferably in the range of -6 . Amorphous alloys and Fe-based ultrafine crystal grain alloys used as the constituent materials for the insulation transformers 1 and 5 should be used as thin ribbons having a thickness of 2 to 30 μm due to the gain frequency characteristics of output signals and the magnitude of their absolute values. Is preferred. More preferable thickness is 3 to 20 μm
And more preferably 4 μm to 12 μm.

【0018】上記絶縁トランス1、5に用いるアモルフ
ァス合金としては、 一般式: (Co1-a-b Fea Mb 100-x (Si1-c Bc x ………(1) (式中、 Mは V、Cr、Mn、Ni、Cu、Nb、Mo、Taおよび W
から選ばれる少なくとも1種の元素を、 a、 b、 cおよ
び xは、 0≦ a≦0.10、 0.005≦ b≦0.10、0.15≦ c≦
0.90、15at% ≦ x≦32at% をそれぞれ満足する数を示
す)で組成が実質的に表されるCo基アモルファス合金が
好適である。
The amorphous alloy used for the insulating transformers 1 and 5 has the general formula: (Co 1-ab Fe a M b ) 100-x (Si 1-c B c ) x (1) (wherein , M is V, Cr, Mn, Ni, Cu, Nb, Mo, Ta and W
At least one element selected from a, b, c and x, 0 ≤ a ≤ 0.10, 0.005 ≤ b ≤ 0.10, 0.15 ≤ c ≤
A Co-based amorphous alloy whose composition is substantially represented by 0.90 and 15 at% ≤ x ≤ 32 at%) is preferable.

【0019】上記 (1)式におけるFeは、磁歪定数をCoと
のバランスにより零にすることができる元素であり、そ
の添加量が aの値として0.01から0.10の範囲で達成され
る。より好ましい aの値は0.02〜0.09であり、さらに好
ましくは0.03〜0.08である。また M元素は、軟磁気特性
の改善に有効な元素であり、その効果は bの値が0.005
未満では顕著でなく、0.10を超えるとキュリー温度が低
くなりすぎる。より好ましい bの値は0.01〜0.09であ
り、さらに好ましくは0.02〜0.08である。 M元素として
は、特にCr、Mn、Niを用いることが好ましい。
Fe in the above formula (1) is an element that can make the magnetostriction constant zero by balancing with Co, and its addition amount is achieved within the range of 0.01 to 0.10. The more preferable value of a is 0.02 to 0.09, and further preferably 0.03 to 0.08. The M element is an element effective in improving the soft magnetic characteristics, and the effect is that the value of b is 0.005.
If it is less than 0.1, it is not remarkable, and if it exceeds 0.10, the Curie temperature becomes too low. The more preferable value of b is 0.01 to 0.09, and further preferably 0.02 to 0.08. It is particularly preferable to use Cr, Mn, or Ni as the M element.

【0020】Siおよび Bは、アモルファス化のために有
効な元素であるが、 cの値が0.15未満ではアモルファス
化が困難であり、 0.9を超えると十分な磁気特性が得ら
れなくなる。より好ましい cの値は 0.2〜 0.8であり、
さらに好ましくは 0.3〜 0.7である。また、これらアモ
ルファス化元素の合計量が 15at%未満では、低損失が得
られる条件が極めて狭くなり、また 32at%を超えるとキ
ュリー温度が低くなりすぎる。より好ましい xの値は17
〜 30at%の範囲であり、さらに好ましくは20〜28at%で
ある。
Si and B are effective elements for amorphization, but if the value of c is less than 0.15, it is difficult to amorphize, and if it exceeds 0.9, sufficient magnetic properties cannot be obtained. A more preferable value of c is 0.2 to 0.8,
More preferably, it is 0.3 to 0.7. If the total amount of these amorphizing elements is less than 15 at%, the condition for obtaining low loss becomes extremely narrow, and if it exceeds 32 at%, the Curie temperature becomes too low. The more preferred value of x is 17
It is in the range of -30 at%, more preferably 20-28 at%.

【0021】このようなCo基アモルファス合金を用いた
絶縁トランスは、まず上述したような板厚のCo基アモル
ファス合金薄帯を形成した後、それを巻回もしくは積層
することにより作製する。また、上記Co基アモルファス
合金薄帯を巻回もしくは積層した後、その結晶化温度
(10℃/分の条件で昇温した際に得られる発熱開始温
度)以下の温度で、 1分〜10時間程度の熱処理を施すこ
とにより、軟磁気特性を改善することができる。なお、
この際の雰囲気は特に問わず、窒素、アルゴン等の不活
性雰囲気中、真空中、水素等の還元性雰囲気中、大気中
等のいずれでもよい。また、熱処理として、磁場中熱処
理等を追加してもよい。
An insulating transformer using such a Co-based amorphous alloy is manufactured by first forming a Co-based amorphous alloy ribbon having the above-mentioned plate thickness and then winding or laminating it. In addition, after winding or stacking the Co-based amorphous alloy ribbons, at a temperature not higher than the crystallization temperature (heat generation start temperature obtained when the temperature is raised under the condition of 10 ° C / min), for 1 minute to 10 hours. The soft magnetic characteristics can be improved by performing a heat treatment to some extent. In addition,
The atmosphere at this time is not particularly limited, and may be an inert atmosphere such as nitrogen or argon, a vacuum, a reducing atmosphere such as hydrogen, or the atmosphere. Further, as the heat treatment, heat treatment in a magnetic field or the like may be added.

【0022】一方、Fe基超微細結晶粒合金は、その平均
結晶粒径が50nm以下であることが高周波損失の観点から
好ましい。なお、平均結晶粒径はX線回折パターンの結
果から、Scheererの式(D=K・λ/β cosθ:Dは平
均結晶粒径、λは回折に用いたX線の波長、βは定数、
θは回折角である)により得る値である。このようなFe
基超微細結晶粒合金の好ましい合金組成としては、 一般式:Fe100-d-e-f-g-h-i Ad De Ef Sig Bh Zi ………(2) (式中、 AはCuおよびAuから選ばれる少なくとも 1種の
元素を、 Dは4A族元素、5A族元素、6A族元素および希土
類元素から選ばれる少なくとも 1種の元素を、 EはMn、
Al、Ga、Ge、In、Snおよび白金族元素から選ばれる少な
くとも 1種の元素を、 Zは C、 Nおよび Pから選ばれる
少なくとも 1種の元素を、 d、 e、 f、 g、 hおよび i
は、 0.1≦ d≦ 8、 0.1≦ e≦10、 0≦ f≦10、12≦ g
≦25、 3≦h≦12、 0≦ i≦10、15≦ g+h+i≦30の各式
を満足する数を示す。ただし、上記式中の全ての数字は
at%を示す)で実質的に表されるものが挙げられる。
On the other hand, the Fe-based ultrafine grain alloy preferably has an average grain size of 50 nm or less from the viewpoint of high frequency loss. The average crystal grain size is determined from the result of the X-ray diffraction pattern (Scheerer's formula (D = K · λ / β cos θ: D is the average crystal grain size, λ is the wavelength of the X-ray used for diffraction, β is a constant,
θ is a diffraction angle). Fe like this
As a preferable alloy composition of the base ultra-fine grain alloy, a general formula: Fe 100-defghi A d D e E f Si g B h Z i ………… (2) (In the formula, A is selected from Cu and Au) At least one element, D is at least one element selected from 4A group elements, 5A group elements, 6A group elements and rare earth elements, E is Mn,
At least one element selected from Al, Ga, Ge, In, Sn and platinum group elements, Z is at least one element selected from C, N and P, and d, e, f, g, h and i
Is 0.1 ≤ d ≤ 8, 0.1 ≤ e ≤ 10, 0 ≤ f ≤ 10, 12 ≤ g
The numbers that satisfy the formulas ≦ 25, 3 ≦ h ≦ 12, 0 ≦ i ≦ 10, 15 ≦ g + h + i ≦ 30 are shown. However, all numbers in the above formula
(At% is shown).

【0023】ここで、上記 (2)式中の A元素は、耐食性
を高め、結晶粒の粗大化を防ぐと共に、鉄損や透磁率等
の軟磁気特性を改善するのに有効な元素である。特に b
cc相の低温での析出に有効である。この量があまり少な
いと、上記したような効果が得られず、また、あまり多
いと逆に磁気特性の劣化を生じる。そのため、 A元素の
含有量は 0.1〜8at%の範囲が適している。より好ましい
範囲は 0.1〜5at%である。
Here, the element A in the above formula (2) is an element effective for enhancing the corrosion resistance, preventing the coarsening of crystal grains, and improving the soft magnetic properties such as iron loss and magnetic permeability. . Especially b
Effective for low temperature precipitation of cc phase. If this amount is too small, the above-mentioned effects cannot be obtained, and if it is too large, the magnetic properties are deteriorated. Therefore, the content of the element A is preferably in the range of 0.1 to 8 at%. A more preferred range is 0.1 to 5 at%.

【0024】D元素は、結晶粒径の均一化に有効である
と共に、磁歪および磁気異方性を低減させ、軟磁気特性
の改善および温度変化に対する磁気特性の改善に有効な
元素であり、 A元素(例えばCu)との複合添加により b
cc相をより広い温度範囲で安定化させることができる。
この量があまり少ないと上記効果が得られず、またあま
り多いと製造過程においてアモルファス化がなされず、
さらに飽和磁束密度が低くなる。そのため、 D元素の含
有量は 0.1〜 10at%の範囲が適している。さらに好まし
い範囲は 1〜8at%である。
The element D is an element which is effective for making the crystal grain size uniform, reducing magnetostriction and magnetic anisotropy, and improving the soft magnetic characteristics and the magnetic characteristics with respect to temperature change. B by combined addition with element (eg Cu)
The cc phase can be stabilized in a wider temperature range.
If this amount is too small, the above effect cannot be obtained, and if it is too large, amorphization is not performed in the manufacturing process,
Further, the saturation magnetic flux density becomes low. Therefore, the content of D element is suitably in the range of 0.1 to 10 at%. A more preferred range is 1 to 8 at%.

【0025】なお、 D元素中の各元素の効果は、上記効
果と共にそれぞれ、4A族元素は最適磁気特性を得るため
の熱処理条件の拡大、5A族元素は耐脆化性の向上および
切断等の加工性の向上、6A族元素は耐食性の向上および
表面性の向上に有効である。この中で特に、Ta、Nb、W
、Moは軟磁気特性の改善、V は耐脆化性と共に表面性
の向上の効果が顕著であり、好ましいものである。
In addition to the above effects, the effect of each element in the D element is 4A group elements such as expansion of heat treatment conditions for obtaining optimum magnetic characteristics, and 5A group elements such as improvement of embrittlement resistance and cutting. Workability is improved, and Group 6A elements are effective in improving corrosion resistance and surface property. Among them, Ta, Nb, W
, Mo is preferable since V has a remarkable effect of improving soft magnetic properties, and V has a remarkable effect of improving surface properties together with embrittlement resistance.

【0026】E元素は、軟磁気特性の改善あるいは耐食
性の改善に有効な元素である。しかし、その量があまり
多いと飽和磁束密度が低下するため、 10at%以下とす
る。この中で、特にAlは結晶粒の微細化、磁気特性の改
善および bcc相の安定化に、Geは bcc相の安定化に、白
金族元素は耐食性の改善に有効な元素である。
The E element is an element effective for improving soft magnetic characteristics or improving corrosion resistance. However, if the amount is too large, the saturation magnetic flux density will decrease, so it should be 10 at% or less. Among them, Al is an element effective for refining crystal grains, improving magnetic properties and stabilizing bcc phase, Ge for stabilizing bcc phase, and platinum group element for improving corrosion resistance.

【0027】SiおよびB は、製造時における合金のアモ
ルファス化を助成する元素であり、結晶化温度の改善が
でき、磁気特性向上のための熱処理に対して有効な元素
である。特にSiは微細結晶粒の主成分であるFeに固溶
し、磁歪、磁気異方性の低減に寄与する。その量が 12a
t%未満では、軟磁気特性の改善が顕著でなく、 25at%を
超えると超急冷効果が小さく、μm レベルの比較的粗大
な結晶粒が析出し、良好な軟磁気特性は得られない。さ
らに、Siは規則格子を構成する必須元素であり、この規
則格子の出現のためには、12〜 22at%の範囲が特に好ま
しい。また、 Bが3at%未満では、比較的粗大な結晶粒が
析出して良好な特性が得られず、 12at%を超えると熱処
理により B化合物が析出しやすくなり、軟磁気特性を劣
化させる。また、他のアモルファス化元素として Z元素
(C 、N 、P)を 10at%以下の範囲で含んでいてもよい。
Si and B are elements that promote the amorphization of the alloy at the time of production, and are elements that can improve the crystallization temperature and are effective for heat treatment for improving the magnetic properties. In particular, Si dissolves in Fe, which is the main component of fine crystal grains, and contributes to the reduction of magnetostriction and magnetic anisotropy. The amount is 12a
If it is less than t%, the improvement of the soft magnetic properties is not remarkable, and if it exceeds 25 at%, the effect of ultra-quenching is small, and relatively coarse crystal grains of μm level are deposited, so that good soft magnetic properties cannot be obtained. Further, Si is an essential element that constitutes an ordered lattice, and the range of 12 to 22 at% is particularly preferable for the appearance of this ordered lattice. On the other hand, if B is less than 3 at%, relatively coarse crystal grains are precipitated and good characteristics cannot be obtained, and if it exceeds 12 at%, the B compound is likely to precipitate due to heat treatment, resulting in deterioration of soft magnetic properties. Further, as another amorphizing element, Z element (C, N, P) may be contained in the range of 10 at% or less.

【0028】なお、SiとB 、および他のアモルファス化
元素との合計量は、15〜 30at%の範囲が好ましく、また
Si/B≧ 1が優れた軟磁気特性を得るのに好ましい。特
に、Si量を13〜 21at%にすることにより、磁歪λs が約
零となり、樹脂モールドによる磁気特性の劣化がなくな
り、所期の優れた軟磁気特性を有効に発揮させることが
可能となる。また、上記Fe基軟磁性合金において、O 、
S 等の通常のFe系合金にも含まれているような不可避的
な不純物を微量含んでいても、本発明の効果を損うもの
ではない。
The total amount of Si, B, and other amorphizing elements is preferably in the range of 15 to 30 at%.
Si / B ≧ 1 is preferable for obtaining excellent soft magnetic properties. In particular, by setting the Si amount to 13 to 21 at%, the magnetostriction λs becomes approximately zero, the deterioration of the magnetic characteristics due to the resin molding is eliminated, and the desired excellent soft magnetic characteristics can be effectively exhibited. Further, in the Fe-based soft magnetic alloy, O 2,
Even if a small amount of unavoidable impurities such as S contained in a normal Fe-based alloy is contained, the effect of the present invention is not impaired.

【0029】このような組成を有するFe基超微細結晶粒
合金を用いた絶縁トランスは、まず液体急冷法によっ
て、一旦前述したような板厚のアモルファス薄帯を作製
し、それを巻回もしくは積層した後、アモルファス合金
の結晶化温度以上の適当な温度、例えば 500℃〜 600℃
の範囲の温度で、30分〜15時間程度熱処理することで、
粒径50nm以下の超微細結晶粒を析出させることにより得
られる。またさらに熱処理として、磁場中熱処理(薄帯
幅方向、板厚方向、回転磁場熱処理)を追加してもよ
い。これらの熱処理における雰囲気は特に問わず、
N2 、Ar等の不活性ガス、真空中、 H2 等の還元雰囲気
中、大気中等のいずれでもよい。
In the insulating transformer using the Fe-based ultrafine crystal grain alloy having such a composition, first, an amorphous ribbon having the plate thickness as described above is once manufactured by the liquid quenching method, and the amorphous ribbon is wound or laminated. After that, an appropriate temperature above the crystallization temperature of the amorphous alloy, for example, 500 ℃ ~ 600 ℃
By heat treatment for 30 minutes to 15 hours at a temperature in the range of
It is obtained by precipitating ultrafine crystal grains with a grain size of 50 nm or less. Further, as the heat treatment, heat treatment in a magnetic field (thin band width direction, plate thickness direction, rotating magnetic field heat treatment) may be added. The atmosphere in these heat treatments is not particularly limited,
It may be an inert gas such as N 2 or Ar, a vacuum, a reducing atmosphere such as H 2, or the atmosphere.

【0030】また、上記Fe基超微細結晶粒合金中の粒径
50nm以下の超微細結晶粒は、面積比で 25%〜 95%の範囲
で存在させることが好ましい。超微細結晶粒の面積比が
あまり少ないと、すなわちアモルファス相があまり多い
と、鉄損が大きく、透磁率が低く、かつ磁歪が大きくな
る。また、逆にその量があまり多いと、磁気特性を劣化
させる。合金中の超微細結晶粒のより好ましい存在比率
は、面積比で 40%〜90% の範囲であり、この範囲で特に
安定して軟磁気特性を得ることができる。
Further, the grain size in the Fe-based ultrafine grain alloy
It is preferable that the ultrafine crystal grains of 50 nm or less are present in an area ratio of 25% to 95%. If the area ratio of the ultrafine crystal grains is too small, that is, if the amorphous phase is too much, the iron loss is large, the magnetic permeability is low, and the magnetostriction is large. On the contrary, if the amount is too large, the magnetic characteristics are deteriorated. The more preferable abundance ratio of ultrafine crystal grains in the alloy is in the range of 40% to 90% in area ratio, and in this range, soft magnetic characteristics can be obtained particularly stably.

【0031】上述したようなCo基アモルファス合金薄
帯、あるいはFe基超微細結晶粒合金薄帯の基となるアモ
ルファス薄帯は、いずれも単ロール法等の通常の液体急
冷法で作製することができる。また特に、板厚12μm 以
下というような薄帯を得る場合には、真空中あるいは一
部を不活性雰囲気で置換した環境下で、液体急冷法を実
施することにより、極めて表面平滑性が高く、かつ高周
波特性に優れた薄帯を得ることができる。具体的な製造
条件としては、合金溶湯を射出するノズル形状、ノズル
と冷却ロールとの距離、射出圧、冷却ロールの材質およ
び周速等であり、それぞれ好ましい範囲は次の通りであ
る。ノズル形状は矩形状とし、短辺を 0.2mm以下とす
る。ノズルと冷却ロールとの距離は 0.2mm以下が好まし
く、射出時の圧力は 0.03kg/cm2 以下が好ましい。冷却
ロールの材質はCu基合金やFe基合金が、また周速は20m/
sec 以上が好ましい。また、合金溶湯を射出する際の雰
囲気は10-2Torr以下の減圧下が好ましい。
Any of the amorphous ribbons as a base of the Co-based amorphous alloy ribbon or the Fe-based ultrafine crystal grain alloy ribbon as described above can be produced by a normal liquid quenching method such as a single roll method. it can. Further, in particular, when a thin strip having a plate thickness of 12 μm or less is obtained, by performing the liquid quenching method in a vacuum or in an environment in which a part of the strip is replaced with an inert atmosphere, extremely high surface smoothness, Moreover, it is possible to obtain a thin strip having excellent high frequency characteristics. Specific manufacturing conditions include the nozzle shape for injecting the molten alloy, the distance between the nozzle and the cooling roll, the injection pressure, the material of the cooling roll and the peripheral speed, and the preferable ranges are as follows. The nozzle shape is rectangular and the short side is 0.2 mm or less. The distance between the nozzle and the cooling roll is preferably 0.2 mm or less, and the pressure during injection is preferably 0.03 kg / cm 2 or less. The material of the cooling roll is Cu-based alloy or Fe-based alloy, and the peripheral speed is 20 m /
sec or more is preferable. The atmosphere for injecting the molten alloy is preferably under reduced pressure of 10 -2 Torr or less.

【0032】このように、アモルファス合金またはFe基
超微細結晶粒合金からなる磁心を有する絶縁トランス
を、主絶縁トランス1として用いることにより、高周波
の搬送波(例えば水晶発振回路4で発振した1MHz以上の
高周波)で変調した入力信号を、1次側から2次側に低
損失で伝達することが可能となる。言い換えれば、高周
波の搬送波を使用することが可能となるため、入力信号
の高周波化に十分に対応することができ、対象入力信号
の広帯域化が実現できる。また、同様な磁心を副絶縁ト
ランス5に適用することにより、高周波の搬送波を低損
失で変調回路2に供給することが可能となる。
As described above, by using the insulating transformer having the magnetic core made of the amorphous alloy or the Fe-based ultrafine crystal grain alloy as the main insulating transformer 1, a high-frequency carrier wave (for example, 1 MHz or more oscillated by the crystal oscillation circuit 4 is generated). It becomes possible to transmit the input signal modulated with (high frequency) from the primary side to the secondary side with low loss. In other words, since it is possible to use a high frequency carrier wave, it is possible to sufficiently cope with a higher frequency of the input signal, and it is possible to realize a wider band of the target input signal. Further, by applying a similar magnetic core to the sub-insulation transformer 5, it becomes possible to supply a high frequency carrier wave to the modulation circuit 2 with low loss.

【0033】また、高周波搬送波を安定して供給できる
水晶発振回路4と、そのような高周波搬送波を有効に除
去できるノッチフィルタ6とを組合せて用いることによ
り、対象入力信号の広帯域化と低ノイズ化が達成でき
る。
Further, by using a combination of the crystal oscillation circuit 4 capable of stably supplying a high frequency carrier and the notch filter 6 capable of effectively removing such a high frequency carrier, a wide band and low noise of the target input signal are achieved. Can be achieved.

【0034】次に、本発明の他の実施例について、図3
を参照して説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to.

【0035】図3に構成を示すアイソレーションアンプ
は、基本的な回路構成は図1に示したアイソレーション
アンプと同様であるが、まず1次側には入力増幅回路7
と、搬送周波数を変調回路2に伝送する際の電力伝送用
の整流回路8とが付加されている。また、2次側には、
復調回路3に続いて、位相補償回路9、ノッチフィルタ
6、ローパスフィルタ10が配置されており、さらに水
晶発振回路4で発生させた信号を増幅する増幅回路1
1、および整流回路12が付加されている。なお、1次
側の整流回路8は、入力増幅回路7用の動作電源として
も使用している。ここで、入力増幅回路7には、演算増
幅器による周波数特性がフラットな 1倍以上の増幅回路
を用いており、このような入力増幅回路7を付加するこ
とにより、 (1)入力インピーダンスを高くとることがで
きるため、微小電流の入力信号を扱うことができる、
(2)主絶縁トランス1の1次側での変調信号のもれを少
なくすることができる、等の効果が期待できる。
The isolation amplifier having the configuration shown in FIG. 3 has the same basic circuit configuration as that of the isolation amplifier shown in FIG. 1, but first, the input amplifier circuit 7 is provided on the primary side.
And a rectifier circuit 8 for power transmission when the carrier frequency is transmitted to the modulation circuit 2. Also, on the secondary side,
A phase compensation circuit 9, a notch filter 6, and a low-pass filter 10 are arranged subsequent to the demodulation circuit 3, and an amplification circuit 1 for amplifying a signal generated by the crystal oscillation circuit 4 is further provided.
1 and a rectifier circuit 12 are added. The rectifier circuit 8 on the primary side is also used as an operating power supply for the input amplifier circuit 7. Here, as the input amplifier circuit 7, an amplifier circuit having a flat frequency characteristic by an operational amplifier and having a frequency of 1 or more is used. By adding such an input amplifier circuit 7, (1) the input impedance is made high. Therefore, it is possible to handle an input signal of a minute current,
(2) It is expected that the leakage of the modulation signal on the primary side of the main isolation transformer 1 can be reduced.

【0036】また、位相補償回路9は、図4(a)に示
すように、可変抵抗とコンデンサとからなり、図4
(b)に示すようなパルス信号のなまりや立上りを改善
し、正常な矩形波にすることができるため、アイソレー
ションアンプの信頼性向上に寄与する。さらに、搬送波
の増幅回路11としては、プッシュプル回路を用いるこ
とが、偶数時高調波抑圧の観点から好ましい。
Further, the phase compensation circuit 9 is composed of a variable resistor and a capacitor as shown in FIG.
Since the rounding and rising of the pulse signal as shown in (b) can be improved to form a normal rectangular wave, it contributes to the improvement of the reliability of the isolation amplifier. Furthermore, it is preferable to use a push-pull circuit as the carrier wave amplification circuit 11 from the viewpoint of even harmonic suppression.

【0037】なお、図1および図3に示した回路の変形
として、図5に示す回路でも同等の特性をもつアイソレ
ーションアンプを提供することができる。
As a modification of the circuits shown in FIGS. 1 and 3, the circuit shown in FIG. 5 can also provide an isolation amplifier having equivalent characteristics.

【0038】次に、本発明のアイソレーションアンプの
具体例およびその評価結果について述べる。 実施例1 以下に示すような絶縁トランス1を用いて、図3に示す
アイソレーションアンプを作製した。アイソレーション
アンプの具体的な回路構成は、図6に示す通りである。
絶縁トランス1の磁心としては、大気中での単ロール法
により作製した、 (Co0.90Fe0.06Cr0.0475(Si0.5 B
0.5 25の組成を有する板厚18μm のCo基アモルファス
薄帯を、外径12mm、内径 8mm、高さ 5mmのトロイダル形
状に巻回した後、真空中で 450℃×30分の条件で熱処理
したものを用いた。上記アモルファス材料の磁歪は 1×
10-6以下であった。また、搬送波の周波数は、水晶発振
子を用いて 10MHzとした。
Next, a concrete example of the isolation amplifier of the present invention and its evaluation result will be described. Example 1 The isolation amplifier shown in FIG. 3 was produced using the insulating transformer 1 as shown below. The specific circuit configuration of the isolation amplifier is as shown in FIG.
As the magnetic core of the insulating transformer 1, (Co 0.90 Fe 0.06 Cr 0.04 ) 75 (Si 0.5 B was prepared by a single roll method in the atmosphere.
0.5 ) 25- μm-thick 18 μm thick Co-based amorphous ribbon was wound into a toroidal shape with an outer diameter of 12 mm, an inner diameter of 8 mm, and a height of 5 mm, and then heat-treated in vacuum at 450 ° C for 30 minutes. I used one. Magnetostriction of the above amorphous material is 1 ×
It was below 10 -6 . The frequency of the carrier wave was set to 10MHz using a crystal oscillator.

【0039】上記したアイソレーションアンプの特性
を、図7に示す方法で評価した。すなわち、アイソレー
ションアンプA(電源:10V,1A)に、オシレータB(横
河電機製、3325B)から各周波数の信号を入力し、その出
力を解析装置C(横河電機製、4194A/4195A ;オシロス
コープ:TEKTRONIX社製、11201A)で調べる方法である。
その測定結果として、ゲイン(出力/入力)の周波数特
性を図8に示す。ゲインが 3dB低下する周波数までを使
用可能帯域とすると、この実施例のアイソレーションア
ンプは、図8から3MHzまで使用可能であることが分か
る。
The characteristics of the isolation amplifier described above were evaluated by the method shown in FIG. That is, a signal of each frequency is input from an oscillator B (Yokogawa Electric, 3325B) to an isolation amplifier A (power supply: 10V, 1A), and its output is analyzed by an analyzer C (Yokogawa Electric, 4194A / 4195A; Oscilloscope: TEKTRONIX, 11201A).
FIG. 8 shows the frequency characteristics of gain (output / input) as the measurement result. Assuming that the usable band is up to the frequency at which the gain decreases by 3 dB, it can be seen that the isolation amplifier of this embodiment can be used up to 3 MHz.

【0040】また、本発明との比較として、絶縁トラン
スに同形状のフェライト磁心を用い、かつ搬送周波数を
1MHzとした、図9にその回路構成を示すアイソレーショ
ンアンプを用いて、上記実施例と同様に特性を評価し
た。その結果を図10に示す。図10に示したゲインの
周波数特性から、使用可能周波数は100kHzまでであるこ
とが分かる。なお、同一回路で搬送周波数を 10MHzにま
で上げて評価したところ、磁心の発熱が大きく、使用可
能周波数領域は200kHz程度まで広がったものの、ゲイン
自体は低下してしまった。
For comparison with the present invention, a ferrite magnetic core having the same shape is used for the insulating transformer and the carrier frequency is
The characteristics were evaluated in the same manner as in the above-mentioned examples using an isolation amplifier whose circuit configuration is shown in FIG. The result is shown in FIG. From the frequency characteristics of the gain shown in FIG. 10, it can be seen that the usable frequency is up to 100 kHz. When the carrier frequency was raised to 10 MHz and evaluated in the same circuit, the core generated a large amount of heat and the usable frequency range expanded to about 200 kHz, but the gain itself decreased.

【0041】実施例2 (Co0.90Fe0.06Cr0.0475(Si0.6 B0.4 25の組成を
有する板厚 6μm のCo基アモルファス合金薄帯を、実施
例1と同一形状に巻回した後、窒素雰囲気中で420℃×4
0分の条件で熱処理を施して、絶縁トランス1の磁心と
した。この絶縁トランス1を用いて、実施例1と同一構
成のアイソレーションアンプ(図3および図6参照、搬
送周波数=10MHz)を作製した。なお、上記アモルファス
材料の磁歪は 1×10-6以下であった。
Example 2 A Co-based amorphous alloy ribbon having a composition of (Co 0.90 Fe 0.06 Cr 0.04 ) 75 (Si 0.6 B 0.4 ) 25 and a plate thickness of 6 μm was wound into the same shape as in Example 1, and thereafter, 420 ° C x 4 in nitrogen atmosphere
Heat treatment was performed under the condition of 0 minutes to obtain the magnetic core of the insulating transformer 1. An isolation amplifier (see FIGS. 3 and 6; carrier frequency = 10 MHz) having the same configuration as that of the example 1 was manufactured using the insulating transformer 1. The magnetostriction of the amorphous material was 1 × 10 −6 or less.

【0042】このアイソレーションアンプの特性を、実
施例1と同様に評価した。その結果を図11に示す。図
11に示したゲインの周波数特性から、この実施例のア
イソレーションアンプはさらに特性が改善され、3.5MHz
まで使用可能であることが分かる。
The characteristics of this isolation amplifier were evaluated in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG. From the frequency characteristics of the gain shown in FIG. 11, the characteristics of the isolation amplifier of this example are further improved, and the isolation amplifier has a frequency of 3.5 MHz.
It turns out that it can be used up to.

【0043】実施例3 まず、Fe74Cu1 Nb3 Si14 B8 の組成を有する、板厚20μ
m のアモルファス薄帯を、大気中での単ロール法により
作製し、これを実施例1と同一形状に巻回した後、窒素
雰囲気中で 560℃× 1時間の条件で熱処理を施して、超
微細結晶粒を析出させた。なお、超微細結晶粒の平均粒
径は12nmであり、また結晶相が占める割合は、面積比で
85%であった。このFe基超微細結晶粒合金からなる磁心
を用いて絶縁トランス1を作製すると共に、実施例1と
同一構成のアイソレーションアンプ(図3および図6参
照、搬送周波数=10MHz)を作製した。なお、上記磁心材
料の磁歪は 2×10-6であった。
Example 3 First, a plate having a composition of Fe 74 Cu 1 Nb 3 Si 14 B 8 and a plate thickness of 20 μm
An amorphous ribbon of m was produced by a single roll method in the air, wound into the same shape as in Example 1, and then heat treated in a nitrogen atmosphere at 560 ° C. for 1 hour, Fine crystal grains were precipitated. The average grain size of the ultrafine crystal grains is 12 nm, and the proportion occupied by the crystal phase is the area ratio.
It was 85%. An insulating transformer 1 was manufactured using the magnetic core made of this Fe-based ultrafine crystal grain alloy, and an isolation amplifier (see FIGS. 3 and 6; carrier frequency = 10 MHz) having the same structure as that of the example 1 was manufactured. The magnetostriction of the magnetic core material was 2 × 10 −6 .

【0044】このアイソレーションアンプの特性を、実
施例1と同様に評価した。その結果を図12に示す。図
12に示したゲインの周波数特性から、この実施例のア
イソレーションアンプは、3MHzまで使用可能であること
が分かる。
The characteristics of this isolation amplifier were evaluated in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG. From the frequency characteristics of the gain shown in FIG. 12, it can be seen that the isolation amplifier of this embodiment can be used up to 3 MHz.

【0045】実施例4 まず、Fe72Cu1 V6 Si13 B8 の組成を有する、板厚 6μ
m のアモルファス薄帯を、真空中での単ロール法により
作製し、これを実施例1と同一形状に巻回した後、窒素
雰囲気中で 540℃× 1時間の条件で熱処理を施して、超
微細結晶粒を析出させた。なお、超微細結晶粒の平均粒
径は20nmであり、また結晶相が占める割合は、面積比で
80%であった。このFe基超微細結晶粒合金からなる磁心
を用いて絶縁トランス1を作製すると共に、実施例1と
同一構成のアイソレーションアンプ(図3および図6参
照、搬送周波数=10MHz)を作製した。なお、上記磁心材
料の磁歪は 1×10-6であった。
Example 4 First, a plate having a composition of Fe 72 Cu 1 V 6 Si 13 B 8 and a plate thickness of 6 μm
An amorphous ribbon of m 2 was produced by a single roll method in a vacuum, wound into the same shape as in Example 1, and then heat-treated in a nitrogen atmosphere at 540 ° C. for 1 hour, Fine crystal grains were precipitated. The average grain size of the ultrafine crystal grains is 20 nm, and the proportion occupied by the crystal phase is the area ratio.
It was 80%. An insulating transformer 1 was manufactured using the magnetic core made of this Fe-based ultrafine crystal grain alloy, and an isolation amplifier (see FIGS. 3 and 6; carrier frequency = 10 MHz) having the same structure as that of the example 1 was manufactured. The magnetostriction of the magnetic core material was 1 × 10 −6 .

【0046】このアイソレーションアンプの特性を、実
施例1と同様に評価した。その結果を図13に示す。図
13に示したゲインの周波数特性から、この実施例のア
イソレーションアンプは、3.5MHzまで使用可能であるこ
とが分かる。
The characteristics of this isolation amplifier were evaluated in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG. From the frequency characteristics of gain shown in FIG. 13, it can be seen that the isolation amplifier of this embodiment can be used up to 3.5 MHz.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアイソレ
ーションアンプによれば、高周波特性に優れた磁心を絶
縁トランスに適用しているため、高周波搬送波を実用的
に使用することが可能となる。よって、扱える入力信号
の広帯域化が実現でき、例えば入力信号の高周波化に十
分に対応可能なアイソレーションアンプを提供すること
ができる。
As described above, according to the isolation amplifier of the present invention, since the magnetic core having excellent high frequency characteristics is applied to the insulating transformer, the high frequency carrier can be practically used. . Therefore, it is possible to provide a wide band of input signals that can be handled, and it is possible to provide, for example, an isolation amplifier that can sufficiently cope with high frequency input signals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるアイソレーションアン
プの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an isolation amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例によるアイソレーションア
ンプの構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an isolation amplifier according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明のさらに他の実施例によるアイソレーシ
ョンアンプの構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an isolation amplifier according to still another embodiment of the present invention.

【図4】位相補償回路の構成および特性を説明するため
の図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration and characteristics of a phase compensation circuit.

【図5】本発明のさらに他のアイソレーションアンプの
構成例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of still another isolation amplifier of the present invention.

【図6】図3に示すアイソレーションアンプの具体的な
回路構成を示す図である。
6 is a diagram showing a specific circuit configuration of the isolation amplifier shown in FIG.

【図7】本発明の実施例におけるアイソレーションアン
プの評価方法を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an isolation amplifier evaluation method according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例のアイソレーションアンプに
おけるゲインの周波数特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing frequency characteristics of gain in the isolation amplifier according to the embodiment of the present invention.

【図9】比較例として作製したアイソレーションアンプ
の回路構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration of an isolation amplifier manufactured as a comparative example.

【図10】比較例としてのアイソレーションアンプにお
けるゲインの周波数特性を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a frequency characteristic of a gain in an isolation amplifier as a comparative example.

【図11】本発明の他の実施例のアイソレーションアン
プにおけるゲインの周波数特性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a gain frequency characteristic in an isolation amplifier according to another embodiment of the present invention.

【図12】本発明のさらに他の実施例のアイソレーショ
ンアンプにおけるゲインの周波数特性を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a frequency characteristic of gain in an isolation amplifier according to still another embodiment of the present invention.

【図13】本発明のさらに他の実施例のアイソレーショ
ンアンプにおけるゲインの周波数特性を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a frequency characteristic of a gain in an isolation amplifier of still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……主絶縁トランス 2……変調回路 3……復調回路 4……発振回路 5……副絶縁トランス 6……ノッチフィルタ 1 ... Main isolation transformer 2 ... Modulation circuit 3 ... Demodulation circuit 4 ... Oscillation circuit 5 ... Sub isolation transformer 6 ... Notch filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 克夫 宮城県仙台市若林区南材木町48番地 凌和 電子株式会社内 (72)発明者 板垣 篤 宮城県仙台市若林区南材木町48番地 凌和 電子株式会社内 (72)発明者 渋谷 庄司 宮城県仙台市若林区南材木町48番地 凌和 電子株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuo Watanabe 48 Minami-timberwood-cho, Wakabayashi-ku, Sendai-shi, Miyagi Ryowa Electronics Co., Ltd. Within Wa Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Shibuya 48 Minamizaiki-cho, Wakabayashi-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Ryowa Electronics Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の絶縁トランスと、前記第1の絶縁
トランスの1次側に配置され、入力信号が供給される変
調回路と、前記第1の絶縁トランスの2次側に配置され
た復調回路と、搬送波を第2の絶縁トランスを介して前
記変調回路に供給する発振回路とを具備するアイソレー
ションアンプにおいて、 前記第1および第2の絶縁トランスの少なくとも一方
は、アモルファス合金または超微細結晶粒を有するFe基
軟磁性合金からなる磁心を有することを特徴とするアイ
ソレーションアンプ。
1. A first insulation transformer, a modulation circuit arranged on the primary side of the first insulation transformer, to which an input signal is supplied, and a modulation circuit arranged on the secondary side of the first insulation transformer. In an isolation amplifier including a demodulation circuit and an oscillation circuit that supplies a carrier wave to the modulation circuit via a second isolation transformer, at least one of the first and second isolation transformers is an amorphous alloy or an ultrafine alloy. An isolation amplifier having a magnetic core made of an Fe-based soft magnetic alloy having crystal grains.
【請求項2】 請求項1記載のアイソレーションアンプ
において、 前記発振回路で発生させる搬送波は、1MHz以上の周波数
を有することを特徴とするアイソレーションアンプ。
2. The isolation amplifier according to claim 1, wherein the carrier wave generated by the oscillation circuit has a frequency of 1 MHz or higher.
【請求項3】 請求項1記載のアイソレーションアンプ
において、 前記発振回路として、水晶発振回路を用いることを特徴
とするアイソレーションアンプ。
3. The isolation amplifier according to claim 1, wherein a crystal oscillation circuit is used as the oscillation circuit.
【請求項4】 請求項1記載のアイソレーションアンプ
において、 前記復調回路として、あるいは前記復調回路と出力端子
との間に、ノッチフィルタを配置することを特徴とする
アイソレーションアンプ。
4. The isolation amplifier according to claim 1, wherein a notch filter is arranged as the demodulation circuit or between the demodulation circuit and an output terminal.
【請求項5】 請求項1記載のアイソレーションアンプ
において、 前記変調回路と入力端子との間に配置された入力増幅回
路、前記変調回路と出力端子との間に配置された位相補
償回路またはローパスフィルタ、および前記第2の絶縁
トランスと発振回路との間に配置された増幅回路から選
ばれた少なくとも 1つの手段が付加されていることを特
徴とするアイソレーションアンプ。
5. The isolation amplifier according to claim 1, wherein an input amplification circuit arranged between the modulation circuit and an input terminal, a phase compensation circuit arranged between the modulation circuit and an output terminal, or a low-pass filter. An isolation amplifier, characterized in that at least one means selected from a filter and an amplifier circuit arranged between the second isolation transformer and the oscillation circuit is added.
【請求項6】 第1の絶縁トランスと、前記第1の絶縁
トランスの1次側に配置され、入力信号が供給される変
調回路と、前記第1の絶縁トランスの2次側に配置され
たノッチフィルタと、搬送波を第2の絶縁トランスを介
して前記変調回路に供給する水晶発振回路とを具備する
ことを特徴とするアイソレーションアンプ。
6. A first insulation transformer, a modulation circuit arranged on the primary side of the first insulation transformer and supplied with an input signal, and a modulation circuit arranged on the secondary side of the first insulation transformer. An isolation amplifier comprising a notch filter and a crystal oscillation circuit for supplying a carrier wave to the modulation circuit via a second isolation transformer.
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