JPS6258714A - 電磁遅延線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁遅延線に係り、特に、遅延時間の微調機構
を備えた超高速信号の扱いに好適する電磁遅延線に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば立ち上がり時間Ｉｎｓ以下の超高速信号の扱いに
好適する電磁遅延線としては、誘電体層の片面にストリ
ップ線路の変形である折れ曲がり線路を形成するととも
にその対向面には折れ曲がり線路に対向する接地電極を
形成した分布定数型の構成や、棒状ボビンに導線を単層
ソレノイド状に巻（とともに所定のターン毎に接地電極
との間にコンデンサを接続した集中定数型の構成が知ら
れている。

そして１分布定数型の電磁遅延線では折れ曲がり線路の
線路長に応じた遅延時間が、また、集中定数型の電磁遅
延線では巻かれた導線とコンデンサによって形成される
区間数に応じた遅延時間が得られる。

〔問題点を解決するための手段〕

しかしながら、一般にこのような電磁遅延線においては
量産時に遅延時間のばらつきが生しることがあり、正確
な遅延時間を得るために微調整が必要な場合がある。

さらに、電磁遅延線単体では正確な遅延時間が得られて
いても、他の電子部品と組合せる場合にはその電子部品
の入力容量のばらつき等に起因して遅延時間の微調整が
必要になる場合もある。

そのため、遅延時間を微調整できる機構を有する電磁遅
延線が望まれている。

本発明はこのような従来の欠点を解決するためになされ
たもので、遅延時間の微調が容易で所望の遅延時間を正
確に得られる電磁遅延線を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点を解決するために本発明は、第１の電磁遅延
線素子の一端を入力端、他端を出力端とし１人力化号の
立ち上がり時間の１／４より小さい遅延時間を有しかつ
他端を開放にしてなり、少なくとも特性インピーダンス
もしくは前記遅延時間を微調可能な微調用の補助電磁遅
延線素子の一端を、その第１の電磁遅延線素子の途中も
しくは出力端に接続して構成されている。

〔作　用〕

このような構成によれば、第１の電磁遅延線素子におけ
る補助電磁遅延線素子との接続点の特性インピーダンス
が低下するとともに、その接続点から信号がネ！■助電
磁遅延線素子にも分流し、その接続点における信号の立
ち上がり傾斜が小さくなる。

一方、その補助電磁遅延線素子を流れる電流がその開放
端で反射されて第１の電磁遅延線素子の接続点に戻って
その反射波が加わるから、途中から立ち上がり波形が補
助電磁遅延線素子のない場合の立ち上がり波形の傾きに
近似し、立ち上がり波形５０％付近では補助電磁遅延線
素子のある場合とない場合の間で遅延時間差が生じる。

〔実　施　例〕

以下本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の電磁遅延線の一実施例を示す回路図で
ある。

図において、遅延時間Ｔｄ１および特性インピーダンス
Ｒｏを存する第１の電磁遅延線素子１の一端（図中左端
）は信号の入力端となってインピーダンスＲｏの内部抵
抗を有するパルス信号発生器ＰＣに接続されている。

第１の電磁遅延線素子１の他端（図中右端）には、遅延
時間Ｔｄ２および特性・インピーダンスＲ。

を有する第２の電磁遅延線素子２の一端（図中左端）が
接続されており、この第２の電磁遅延線素子２の他端（
図中右端）は出力端となってインピーダンスＲｏの終端
抵抗が接続されている。すなわち、第１および第２の電
磁遅延線素子１．２は縦続接続され、負荷として終端抵
抗が接続されている。

第１および第２の電磁遅延線素子１，２の接続点Ｐには
、ａ延時間ｔ　ｄ／２および特性インピーダンスＲ１を
有する補助電磁遅延線素子３の一端（図中下端）が接続
されており、この補助電磁遅延線素子３の他端（図中上
端）は開放となっている。そして、補助電磁遅延線素子
３の遅延時間は。

後述するように本発明の電磁遅延線で扱う（，３号の立
ち上がり時間ｔｒの１／４より小さい値に選定されてお
り、特性インピーダンスＲ，は任意の値に選定されてい
る。

次に、このように構成された本発明の電磁遅延線につい
てその原理を説明する。

第１図中の符％ｅ１．ｅ２．ｅ２を、第１の電磁遅延線
素子１の一端、接続点Ｐおよび第２の電磁遅延線素子２
の他端におけるパルス信号波形とすると、符号ｅ１は、
パルス信号発生器ＰＧの出力信号波形ｅＯに対して遅延
時間差がなく同じ立ち上がり波形となり、第２図中の破
線で示すように、Ｅ点−Ｆ点−６点を経て振幅が０％−
５０％−１００％まで立ち上がり時間ｔｒで立ち上がり
。

以後Ｎ点に至るものとなる。

なお、第２図中の０％および１００％付近の波形は正確
には曲線となるが１便宜上直線で示されており、さらに
振幅０％〜１００％間を立ち上がり時間ｔｒとしている
。

ここでもし、接続点Ｐに補助電磁遅延線素子３が接続さ
れていなければ、波形ｅ２は波形ｅ１よリＴ　ｄ　１時
間の遅れを伴うだけで、波形ｅ１と同様に立ち上がる。

さらに、波形ｅ３も波形ｅ２より更にＴｄ２時間の遅れ
、すなわち波形ｅ１に対してはＴｄｌ　＋Ｔｄ２の遅れ
を有し、波形ｅ１と同様に立ち上がる。

ところが１本発明の電磁遅延線では、第１および第２の
電磁遅延線素子１，２の接続点Ｐに補助電磁遅延線素子
３が接続されているから、波形ｅ２．ｅ３は上述したも
のとは異なったものになる。もっとも、波形ｅ１だけは
、厳密には補助電磁遅延線素子３の長さすなわちｔ　ｄ
／２．および特性インピーダンスＲ１の値により生ずる
反射波形の程度により立ち上がり波形中の１００％付近
が少し変化するが、遅延時間は補助電磁遅延線素子３の
有無にかかわらずに殆ど変化しないと考えて差支えない
。

いま、第１の電磁遅延線素子１方向から接続点Ｐを見る
と、第１の電磁遅延線素子１には第２の電磁遅延線素子
２の特性インピーダンスＲＯと補助電磁遅延線素子３の
特性インピーダンスＲ，が並列接続されることにより、
第１の電磁遅延線素子ｌには特性インピーダンスＲＯよ
りも低い並列インピーダンスが接続された状態となり、
第２図中のＧ点が３点のように低くなる。

この３点は、補助電磁遅延線素子３の特性インピーダン
スＲ１が閃の場合に１００％のＧ点となり、特性インピ
ーダンスＲ１が低くなるに従って次第に低下し、特性イ
ンピーダンスＲ１が０の場合に０％となる。

従って、波形ｅ２は、第２図の如く立ち上がり部が振幅
Ｏ％のＥ点から３点に向かって立ち上がり、破線から実
線のように小さい傾きで変化する。

・一方、接続点Ｐから補助電磁遅延線素子３へもパルス
信号が進むが、補助電磁遅延線素子３を進んだパルス信
号は補助電磁遅延線素子３の他端（受端）が開放となっ
ているので、その開放端で全反射してｔｄ時間後には接
続点Ｐに戻って波形ｅ２に加算され、波形ｅ２はＥ点か
らｔｄ時間後のに点からはＪ゛点に向かって立ち上がる
。

Ｋ点−Ｊ″点間傾斜！よ、破線Ｅ点−Ｇ点間のそれとほ
ぼ同じ１頃斜の立ち上がりとなる。もっとも、正確には
補助電磁遅延線素子３の開放端で全反射されたパルス信
号は接続点Ｐでも反射係数に従って反射し、その後は開
放端と接続点Ｐ間で反射を繰り返すので、に点−Ｊ゛点
間はｔｄ時間毎に増減を繰り返して次第にに点−Ｊ゛点
の傾斜に集束するが、実質上はに点−９Ｉ°点間はＥ点
−Ｇ点間に平行と考えて差支えない。

Ｊ゛点からは反射波による立ち上がりのみになるので、
傾斜は小さくなるが、更に立ち上がって。

Ｊ”点からＬｄ時間後に振幅最大のＭ点に達し、それか
らｔｄ時間後に振幅がほぼ１００％のＮ点となる。

この結果、破線上の振幅５０％のＦ点と実線上の振幅５
０％のＬ点では、Δｔｄの遅延時間差を生じ、このΔｔ
ｄが微調整に寄与することとなる。

なお、パルス信号の立ち上がり時間ｔｒに対して補助電
磁遅延線素子３の往復遅延時間ｔｄは。

後述する（６）式が成立し、また振幅５０％付近の傾き
が出来るだけ急となるように。

ｔｄ＜０．　５ｔｒ　　　　　　　・　・　−・　−（
Ｌ）であることが望ましい。すなわち、補助電磁遅延線
素子３の遅延時間はパルス信号の立ち上がり時間ｔｒの
１／４より小さい方が好ましい。

そして、その条件において、第２図中の１００％の振幅
を１とすると、上述の説明からｔａｎθ−１／　ｔ　ｒ
　　　　・・・・・　（２）’！ｘ　＝１／　（１＋　
（Ｒｏ　／２Ｒｔ　））・・・・・　（３） が得られ、更に第２図と（３）式から ｙ２　＝　（ｔ　ｄ／　ｔ　ｒ）　ｙｔ−（１／　（１
＋　（Ｒｏ　／２Ｒｔ　）））・　（ｔｄ／ｌｒ）　　
　・・・・・　（４）となり、また第２図および（２）
式から。

Ｘ＝３’２　　・ｔｒ　　　　　・・・・・　（５）が
得られる。　　　。

そして、第２図でΔｔｄ＝ｔｄ−Ｘであるから。

それに（４）式及び（５）式を代入すると。

Δｔ　ｄ＝　（１／　（１＋　（２Ｒｔ　／Ｒｏ　））
＞・ｔｄ　　　　・・・・・・・　（６）が得られる。

従って、第１の電磁遅延線素子１に補助電磁遅延線素子
３を接続することにより、接続点Ｐにおける波形ｅ２は
ΔＬｄだけ遅延時間が増加し、第２の電磁遅延線素子２
の出力端での波形ｅ３も波形ｅ１に対し、当初はＴｄｌ
　＋Ｔ（１２のＴＤであったものが、Ｔｄ、＋Ｔｄ２　
＋Δｔｄに増加する。

そして２　Δｔｄは、上述した（６）式から明らかなよ
うに、補助電磁遅延線素子３の遅延時間ｔｄ、および補
助電磁遅延線素子３の特性インピーダンスＲ１と第１の
電磁遅延線素子１の特性インピーダンスＲｏＯ比（Ｒｔ
／Ｒｏ）の関数として得られるので、　？！助電磁遅延
線素子３を微調すれば、Δｔｄを変化させることができ
る。例えば。

補助電磁遅延線素子３の長さを変えて遅延時間ｔｄを変
化させるか、特性インピーダンスＲ，を変えるか、また
は双方を変えればΔｔｄを変化させることができる。

そして、Δｔｄは補助電磁遅延線素子３の接続点Ｐおよ
びそれ以降の第２の電磁遅延線素子２において生じるが
、それ以前においては生じないので、補助電磁遅延線素
子３を微調すれば、第２の電磁遅延線素子２からの出力
信号の遅延時間を微調できる。

次に２本発明の電磁遅延線における微調用の補助電磁遅
延線素子３の具体的構成を示す。

なお１図示はしないが、第１および第２の電磁遅延線素
子１．　２は、誘電体層の片面に折れ曲がり線路を形成
するとともにその対向面には折れ曲がり線路に対向する
接地電極を形成した分布定数型の構成や、棒状ボビンに
導線を単層ソレノイド状に巻くとともに所定のターン毎
に接地電極との間にコンデンサを接続した集中定数型の
構成等従来公知の構成となっている。

第３図は１本発明の電磁遅延線に用いる補助電磁遅延線
素子３の具体的構成を示すもので、（６）式中の遅延時
間ｔｃｉを変化させる構成となっている。

図において、薄く細長い誘電体片４の下面全体に接地電
極５を形成し、その誘電体片５の上面には中継電極６に
続いて複数の導線路片７を僅かな間隔を置いて一列状態
に形成してマイクロストリップ線路形式の補助電磁遅延
線素子３が形成されており、中継電極６を第１図の接続
点Ｐとして電磁遅延線が構成される。

このような構成の電磁遅延線では、補助電磁遅延線素子
３の導線路片７を中継電極６に近い方から順に半田等に
よって電気的に連結して導線路片を次第に長くすればΔ
ｔｄが増加し、遅延時間の微調が可能となる。

第４図は補助電磁遅延線素子３の他の例を（６）式中の
特性インピーダンスＲ１を変化させる構成で示すもので
、中継電極６の近傍に短冊状の導線路８を並列に配列し
た構成のものであり、第３図の構成と同じ（マイクロス
トリップ線路形成である。なお、誘電体層および接地電
極の図示は省略されている。

この構成では、導線路８の長さすなわち遅延時間ｔ　ｄ
／２は同じであるが２中継電極６に接続する導線路片８
の本数を増加すると１次第に特性インピーダンスＲ，が
低下し、それによりΔ仁ｄが増加する。

第５図は、　（６）式の遅延時間ｔｄと特性インピーダ
ンスＲ１の両方を変化させることを可能としたマイクロ
ストリップ線路形式の補助電磁遅延線素子３を示してい
る。

すなわち、短冊状の細長い導線路片９を複数直列的に配
列したものを、中継電極６に対して複数列並列的に形成
したものである。

この構成の電磁遅延線は、直列方向の導線路片９の長さ
を長くすることで遅延時間ｔｄを変化できるし、また中
継電極６に接続する導線路片９の本数を変化させれば特
性インピーダンスＲ１を変化できるので、Δｔｄを広い
範囲に釧かく調整可能である。

そして９本発明の電磁遅延線に用いる補助電磁遅延線素
子３は、上述したように分布定数型に■らず集中定数型
の？ｌｌｉ助電磁遅延線素子であってもよく、他端（受
端）を開放し、かつ（１）式を満足するように選定され
た構成であれば実施可能である・ 例えば、第６図は集中定数型の補助電磁遅延線素子３に
よる最も単純な回路構成を示すもので。

接続点Ｐに一端を接続する固定インダクタンスしとこの
他端に接続された可変容１ｃにより構成される。

この補助電磁遅延線素子３はＬ型半区間構成の集中定数
型の構成となっており、上述した（６）Ｋ　（７）　特
性インピーダンスＲ１および遅延時間ｔｄハＲ１＝　Ｊ
ｒ７テ、　　ｔ　ｄ　＝　ｆπτ下（！：　ナル（７）
　”ｉｌ’。

容量Ｃを増加すると、特性インピーダンスＲ１が減少す
るとともに、ｔｄは増加してその目的が達成される。そ
して、特性インピーダンスＲ１と遅延時間ｔｄの変化が
両方ともΔｔｄを増加する方向に働くので、容Ｂｌｃの
変化によるΔｔｄの変化が効果的に得られる。

次に２本発明の詳細な説明する。

第７図は１本発明の電磁遅延線と、２ビ・ノドの制御信
号入力端子ＤＯ，Ｄｉ及び４個の信号選択端子ＡＯ−Ａ
ｓを有するマルチプレクサＭＰＸを組合せたプログラマ
ブル遅延線を示している。

この電磁遅延線は、第１図に示す第１の電磁遅延線素子
１の他端に第２の電磁遅延線素子２を接続して接続点Ｐ
ｌ　とし、この接続点Ｐ１に第１の補助電磁遅延線素子
１０（第１図中の補助電磁遅延線素子３）を接続し、第
２の電磁遅延線素子２の他端に第３の電磁遅延線素子１
１を接続して接続点Ｐ２とし、この接続点Ｐ２に第２の
補助電磁遅延線素子１２を接続し、第３の電磁遅延線素
子１１の他端を接続点Ｐ３として第３の補助電磁遅延線
素子１３および終端抵抗を接続して構成されている。な
お、符号Ｐｏは、第１の電磁遅延線素子１の一端すなわ
ち信号の入力端として機能する接続点である。

そして、この電磁遅延線の接続点ｐｏ−Ｐ、を順次マル
チプレクサＭＰＸの信号選択端子Ａ、〜Ａ３に接続し、
マルチプレクサＭＰＸの出力端子Ｐ４から、最小の遅延
時間の場合を基準点０として、Ｔｄ、２Ｔｄ、３Ｔｄの
４種類の正確な信号遅延時間を得るプログラマブル遅延
線が構成されている。第７図中の符号■は第１の電磁遅
延線素子１の接続点ＰＯに接続されたインバータである
。

ところで、この種のプログラマブル遅延線は。

電磁遅延線の遅延時間が正確であっても、一般にマルチ
プレクサＭＰＸの入力容量のばらきつ等。

遅延時間をばらつかせる要因があるので、正確な遅延時
間を得るには遅延時間の微調を必要とする。

従って、信号選択端子ＡＯ−Ａ３に微調用の補助電磁遅
延線素子１１，１２．１３を接続し、まず、制御信号入
力端子Ｄｏ、Ｄ、に“０１”の制御信号を入力して信号
選択端子Ａ、を選択した場合、信号選択端子Ａ、を選択
した場合の遅延時間をＯとして、この０に対して正しく
Ｔｄとなるように第１の補助電磁遅延線素子１０を調整
する。

次に、制御信号入力端子Ｄｏ、Ｄ、に“１０”。

“１１”の制御信号を入力して信号選択端子Ａ２　。

Ａ３を順次選択した場合に、第２および第３の補助電磁
遅延線素子１２．１３を調整して正確な２Ｔｄ、３Ｔｄ
にずればよい。

このように１本発明の電磁遅延線はプログラマブル遅延
線に応用しても正確な遅延時間が得られるが、これに限
らず種々の電磁遅延線の遅延時間の微調整に使用できる
。

ところで２本発明の電磁遅延線は、第１図の構成におけ
る第１の電磁遅延線素子ｌおよび補助電磁遅延線素子３
の動作、または第７図の構成の第３の電磁遅延線素子１
１および第３の補助電磁遅延線素子１３の動作からも明
らかなように、所望の遅延時間を得る第１の電磁遅延線
素子１と、この第１の電磁遅延線素子１の出力端に接続
され。

扱う信号の立ち上がり時間の１／４より小さい遅延時間
を有しかつ他端を開放にした微調用の補助電磁遅延線素
子３からなる構成でも実施可能である。

さらに、補助電磁遅延線素子３および第１の電磁遅延線
素子１から°なる構成であっても、補助電磁遅延線素子
３は第１の電磁遅延線素子１の出力端に接続する場合に
限らず、第１の電磁遅延線素子１の途中に接続しても本
発明の目的達成が可能であるし、第１図の構成の電磁遅
延線では、少なくとも第２の電磁遅延線素子２の他端を
信号の出力端とし、第６図と同様に接続点Ｐからも信号
を出力させることが可能である。

また、第６図の如き複数の電磁遅延線素子を縦続接続し
てなる電磁遅延線であっても、補助電磁遅延線素子を接
続する個所は任意であり、１ケ所から任意の複数ケ所ま
で接続可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の電磁遅延線は、第１の電磁
遅延線素子の出力端もしくはその途中に微調用の補助電
磁遅延線素子を接続したから、補助電磁遅延線素子の遅
延時間や特性インピーダンスを可変するだけで第１の電
磁遅延線素子を調整することなく、遅延時間の微調整が
容易となり。

所望の遅延時間を正確に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁遅延線の一実施例を示す回路図、
第２図は第１図の電磁遅延線の原理を説明する図、第３
図〜第５図は本発明の電磁遅延線における補助電磁遅延
線素子の具体的構成を示す図、第６図は本発明の電磁遅
延線における補助電磁遅延線素子の他の例を示す回路図
、第７図は本発明の電磁遅延線を用いた応用例をプログ
ラマブル遅延線を例にして示す回路図である。 １・・・・・・第１の電磁遅延線素子 ２・・・・・・第２の電磁遅延線素子 ３・・・・・・補助電磁遅延線素子 ４・・・・・・誘電体片 ５・・・・・・接地電極 ６・・・・・・中継電極 ７．８．９・・導線路片 １１・・・・・・第３の電磁遅延線素子１０．１２．１
３・・・・ 第１〜第３の補助電磁遅延線素子 ＭＰＸ・・・・・マルチプレクサ ｐｏ　−Ｐ３　　・・・接続点 特許出願人　　エルメック株式会社 第　１　図 Ｐ：４攪麿、 第　　２　　図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端を信号の入力端とし他端を出力端とした第１
   の電磁遅延線素子と、 前記信号の立ち上がり時間の１／４より小さい遅延時間
   を有しかつ一端を前記第１の電磁遅延線素子の途中もし
   くは前記出力端に接続するとともに他端を開放にしてな
   り、少なくとも特性インピーダンスもしくは前記遅延時
   間を微調可能な微調用の補助電磁遅延線素子と、 を具備してなることを特徴とする電磁遅延線。
2. （２）前記第１の電磁遅延線素子の出力端に前記補助電
   磁遅延線素子および第２の電磁遅延線素子の一端が接続
   され、少なくともこの第２の電磁遅延線素子の他端を信
   号の出力端としてなる特許請求の範囲第１項記載の電磁
   遅延線。