WO2020012794A1 - バイアスｔ回路および信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

バイアスＴ回路（１０）は、第１のインダクタ（Ｌ１）の一方端と第３のインダクタ（Ｌ３）の一方端とが接続され、第２のインダクタ（Ｌ２）の一方端と第４のインダクタ（Ｌ４）の一方端とが接続されている。第１のインダクタ（Ｌ１）および第２のインダクタ（Ｌ２）は、各々の巻回軸線が互いに異なる。第３のインダクタ（Ｌ３）および第４のインダクタ（Ｌ４）は、各々の巻回軸線が同一であり、各々に同方向の電流が流れた場合、各々の巻回軸線に沿って発生する磁束の向きが逆になる。第１のインダクタ（Ｌ１）および第２のインダクタ（Ｌ２）のインピーダンスは、各々１ＭＨｚで５Ω以下、２０ＭＨｚで１００Ω以上である。これにより、バイアスＴ回路において、差動信号線路に直流成分が重畳される信号伝送装置の放射ノイズを低減でき、コモンモードノイズによる誤動作を抑制することができる。

Description

バイアスＴ回路および信号伝送装置

　この開示は、バイアスＴ回路および信号伝送装置に関する。

　差動信号線路に対して直流成分を重畳させるための、電源およびバイアスＴ回路を備えた信号伝送装置は、従来から知られている。そのような信号伝送装置の一例として、特開２０１８－３８０１５号公報（特許文献１）に記載された信号伝送装置が挙げられる。特許文献１に記載された信号伝達装置では、差動信号線路に接続された電子機器に対して差動信号を伝送しつつ、電子機器を駆動させる直流成分が供給されている。

特開２０１８－３８０１５号公報

　特許文献１に記載された信号伝送装置では、バイアスＴ回路に含まれる２つのインダクタのインピーダンスは、コモンモードおよびディファレンシャルモードのいずれにおいても、一定値以上となっている。これは、２つのインダクタが互いに電磁界結合しておらず、コモンモードおよびディファレンシャルモードのいずれのノイズに対しても、インダクタ内にそれぞれ発生した磁束が打ち消されることがないためである。この場合、電源側からのコモンモードノイズは、差動信号線路に伝わりにくい。したがって、２０ＭＨｚから３０ＭＨｚの高周波帯域における、いわゆる放射ノイズが発生しにくい。

　一方、コネクタ側から入ってくるコモンモードノイズは、バイアスＴ回路に含まれる２つのインダクタ側に流れずに、通信用ＩＣに流れ込みやすくなる。このコモンモードノイズにより、信号伝送装置が通信エラーなどの誤動作を起こす虞がある。

　このようなコモンモードノイズへの対策として、例えば差動信号線路にコモンモードチョークコイルを接続することが考えられる。しかしながら、コモンモードチョークコイルは、１ＭＨｚ付近の低周波帯域において十分なインピーダンスを有していない。そのため、誤動作を改善できない虞がある。

　この開示の目的は、差動信号線路に直流成分が重畳される信号伝送装置に適用された場合に、信号伝送装置からの放射ノイズを低減でき、コモンモードノイズによる信号伝送装置の誤動作を抑制できるバイアスＴ回路を提供することである。加えて、この開示に従うバイアスＴ回路が適用された信号伝送装置を提供することである。

　この開示に従うバイアスＴ回路および信号伝送装置では、バイアスＴ回路の構成要素についての改良が図られる。

　この開示は、まずバイアスＴ回路に向けられる。
　この開示に従うバイアスＴ回路は、各々一方端および他方端を有する第１ないし第４のインダクタを備える。そして、第１のインダクタの一方端と第３のインダクタの一方端とが接続され、第２のインダクタの一方端と第４のインダクタの一方端とが接続されている。なお、バイアスＴ回路とは、直流電力が信号線路に供給されるように直流電源と信号線路との間に接続される、少なくとも１つのインダクタを備えた回路を指す。

　第１のインダクタおよび第２のインダクタは、各々の巻回軸線が互いに異なっている。第３のインダクタおよび第４のインダクタは、各々の巻回軸線が同一である。第３のインダクタおよび第４のインダクタは、各々に同方向の電流が流れた場合、各々の巻回軸線に沿って発生する磁束の向きが逆になるように配置されている。

　そして、第１のインダクタおよび第２のインダクタのインピーダンスは、各々１ＭＨｚで５Ω以下、２０ＭＨｚで１００Ω以上である。

　また、この開示は、信号伝送装置にも向けられる。
　この開示に従う信号伝送装置の第１の態様は、信号出力部と、信号入力部と、第１および第２のキャパシタと、差動信号線路を構成する第１および第２の信号線路と、直流電源と、この開示に従うバイアスＴ回路とを備える。信号出力部と信号入力部とは、第１および第２の信号線路の各々により接続されている。バイアスＴ回路は、第１のインダクタの他方端が第１の信号線路に接続され、第２のインダクタの他方端が第２の信号線路に接続されるようにして、第１および第２の信号線路に接続されている。

　第１のキャパシタは、第１の信号線路において、第１のインダクタの他方端と第１の信号線路との接続点と、信号出力部との間に接続されている。第２のキャパシタは、第２の信号線路において、第２のインダクタの他方端と第２の信号線路との接続点と、信号出力部との間に接続されている。直流電源は、第３のインダクタの他方端と第４のインダクタの他方端との間に接続されている。

　この開示に従う信号伝送装置の第２の態様は、信号出力部と、信号入力部と、第１および第２のキャパシタと、差動信号線路を構成する第１および第２の信号線路と、直流電源と、この開示に従うバイアスＴ回路とを備える。信号出力部と信号入力部とは、第１および第２の信号線路の各々により接続されている。バイアスＴ回路は、第３のインダクタの他方端が第１の信号線路に接続され、第４のインダクタの他方端が第２の信号線路に接続されるようにして、第１および第２の信号線路に接続されている。

　第１のキャパシタは、第１の信号線路において、第３のインダクタの他方端と第１の信号線路との接続点と、信号出力部との間に接続されている。第２のキャパシタは、第２の信号線路において、第４のインダクタの他方端と第２の信号線路との接続点と、信号出力部との間に接続されている。直流電源は、第１のインダクタの他方端と第２のインダクタの他方端との間に接続されている。

　バイアスＴ回路において、第３のインダクタおよび第４のインダクタは、１つの電子部品、または電気回路内に形成された１つの回路素子である複合インダクタを構成している。

　この開示に従うバイアスＴ回路は、差動信号線路に直流成分が重畳される信号伝送装置に適用された場合に、信号伝送装置からの放射ノイズを低減でき、コモンモードノイズによる信号伝送装置の誤動作を抑制できる。また、この開示に従う信号伝送装置は、上記の効果を奏することができる。

この開示に従うバイアスＴ回路の第１の実施形態であるバイアスＴ回路１０の等価回路図である。 この開示に従うバイアスＴ回路の第２の実施形態であるバイアスＴ回路１０Ａの等価回路図である。 この開示に従う信号伝送装置の第１の実施形態である信号伝送装置１００の等価回路図である。 この開示に従う信号伝送装置の第２の実施形態である信号伝送装置１００Ａの等価回路図である。 この開示に従う信号伝送装置の第３の実施形態である信号伝送装置１００Ｂの等価回路図である。 この開示に従う信号伝送装置の第４の実施形態である信号伝送装置１００Ｃの等価回路図である。 この開示に従う信号伝送装置の第５の実施形態である信号伝送装置１００Ｄの等価回路図である。 この開示に従う信号伝送装置の第６の実施形態である信号伝送装置１００Ｅの等価回路図である。 第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスの範囲を決定するための実験に用いられた信号伝送システム１０００の等価回路図である。 第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが異なる信号伝送装置の、放射ノイズの測定結果が表されたグラフである。 第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが異なる信号伝送装置の、ＢＣＩ試験による印加電流の測定結果が表されたグラフである。

　この開示の特徴とするところを、この開示の実施形態に基づき、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さないことがある。

　－バイアスＴ回路の第１の実施形態－
　この開示に従うバイアスＴ回路の第１の実施形態であるバイアスＴ回路１０について、図１を用いて説明する。

　＜バイアスＴ回路の等価回路＞
　図１は、バイアスＴ回路１０の等価回路図である。バイアスＴ回路１０は、各々一方端および他方端を有する第１のインダクタＬ１、第２のインダクタＬ２、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４を備える。そして、第１のインダクタＬ１の一方端と第３のインダクタＬ３の一方端とが接続され、第２のインダクタＬ２の一方端と第４のインダクタＬ４の一方端とが接続されている。

　第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２は、各々の巻回軸線が互いに異なっている。すなわち、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２は、別個の２つの電子部品、または電気回路内に形成された別個の２つの回路素子である。

　ここで、巻回軸線とは、それを取り囲むように導体が巻回されている仮想的な軸線である。例えば、インダクタが柱状またはドーナツ状の磁性体コアと、その磁性体コアに導線が巻回されてなるコイルとを備えている場合、磁性体コアの断面の重心を通り、側面と平行に延びる軸線が巻回軸線となる。インダクタが積層インダクタである場合、電極パターンとビアとで形成されたコイルにより取り囲まれた磁性体領域を擬似的に柱状の磁性体コアと見なすと、その断面の重心を通り、電極パターンと直交して延びる軸線が巻回軸線となる。

　第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２は、巻回軸線が互いに異なる別個の電子部品である。第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２には、例えば閉磁路構造のフェライトビーズが用いられる。したがって、各々に同方向の電流が流れた場合に、２つのインダクタは互いに電磁界結合しないか、電磁界結合したとしても、その影響は無視できる程度である。そのため、両者の各々の巻回軸線に沿って発生する磁束は、電磁界結合により互いにキャンセルされない。すなわち、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２の各々のインピーダンスは、各々にコモンモードノイズが流れた場合でも変化しない。

　一方、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４は、各々の巻回軸線が同一である。すなわち、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４は１つの電子部品、または電気回路内に形成された１つの回路素子である複合インダクタＣＬ１を構成している。

　ここで、１つの電子部品である複合インダクタとは、１つの磁性体コアに、２本の導線が巻回されて２つのコイルが形成されているインダクタを指す。また、１つの回路素子である複合インダクタとは、１つの磁性体領域を、各々電極パターンとビアとで形成された２つのコイルが取り囲んだインダクタを指す。

　第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４は、各々に同方向の電流が流れた場合、各々の巻回軸線に沿って発生する磁束の向きが逆になるように配置されている。したがって、両者の各々の巻回軸線に沿って発生する磁束は、電磁界結合により互いにキャンセルされる。すなわち、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４の各々のインピーダンスは、電磁界結合の影響により、各々単独の場合よりも低くなる。図１に示されている複合インダクタＣＬ１では、２つのコイルが逆向きに巻回されている。

　そして、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスは、各々１ＭＨｚで５Ω以下、２０ＭＨｚで１００Ω以上である。

　バイアスＴ回路１０は、上記の構成を有しているため、差動信号線路に直流成分が重畳される信号伝送装置に適用された場合、電源側からのコモンモードノイズが差動信号線路に伝わりにくい。その結果、２０ＭＨｚから３０ＭＨｚの高周波帯域における、いわゆる放射ノイズが発生しにくい。したがって、ＣＩＳＰＲ２５に基づく放射ノイズ測定における信号伝送装置からの放射ノイズの大きさが、Ｃｌａｓｓ５の限度値以内となる。

　また、バイアスＴ回路１０は、上記の信号伝送装置に１ＭＨｚ付近の低周波帯域のコモンモードノイズが印加された場合でも、信号伝送装置の誤動作を抑制できる。すなわち、バイアスＴ回路１０が適用された信号伝送装置は、車載用として好適である。第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスの範囲の決定理由については、後述する。

　－バイアスＴ回路の第２の実施形態－
　この開示に従うバイアスＴ回路の第２の実施形態であるバイアスＴ回路１０Ａについて、図２を用いて説明する。

　＜バイアスＴ回路の等価回路＞
　図２は、バイアスＴ回路１０Ａの等価回路図である。バイアスＴ回路１０Ａは、バイアスＴ回路１０と同様に、各々一方端および他方端を有する第１のインダクタＬ１、第２のインダクタＬ２、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４を備える。そして、第１のインダクタＬ１の一方端と第３のインダクタＬ３の一方端とが接続され、第２のインダクタＬ２の一方端と第４のインダクタＬ４の一方端とが接続されている。

　第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２は、バイアスＴ回路１０と同様に、別個の２つの電子部品、または電気回路内に形成された別個の２つの回路素子である。第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスは、各々１ＭＨｚで５Ω以下、２０ＭＨｚで１００Ω以上である。

　第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４は、１つの電子部品、または電気回路内に形成された１つの回路素子である複合インダクタＣＬ２を構成している。ただし、複合インダクタＣＬ２において、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４は、複合インダクタＣＬ１の場合と異なり、同じ向きに巻回されている。すなわち、複合インダクタＣＬ２は、いわゆるコモンモードチョークコイルである。

　そのため、複合インダクタＣＬ２における第４のインダクタＬ４は、図２での図示における下側（第３のインダクタＬ３の他方端に近い側）が一方端とされる。そして、前述のように、第２のインダクタＬ２の一方端と第４のインダクタＬ４の一方端とが接続されている。また、図２での図示において、上側（第３のインダクタＬ３の一方端に近い側）が他方端とされる。第３のインダクタＬ３については、複合インダクタＣＬ１の場合と同様である。

　このように接続されることにより、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４には、各々バイアスＴ回路１０の場合と同様の向きの磁束が発生することになる。すなわち、互いに逆向きとなる磁束が発生する。したがって、バイアスＴ回路１０Ａは、バイアスＴ回路１０と同様の効果を得ることができる。また、バイアスＴ回路１０Ａは、複合インダクタＣＬ２として、汎用的なコモンモードチョークコイルを用いることができるため、回路を容易に構成することができる。

　なお、図１および図２に示したバイアスＴ回路においては、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４として、１つの電子部品、または電気回路内に形成された１つの回路素子を構成する複合インダクタが用いられているが、この複合インダクタに代えて、各々が１つの電子部品または１つの回路素子を構成する別個の２つのコイルが用いられてもよい。この場合、２つのコイルが同じ向きに巻回されていてもよいし、２つのコイルが互いに逆向きに巻回されていてもよい。

　－信号伝送装置の第１の実施形態－
　この開示に従う信号伝送装置の第１の実施形態である信号伝送装置１００について、図３を用いて説明する。

　＜信号伝送装置の等価回路＞
　図３は、信号伝送装置１００の等価回路図である。信号伝送装置１００は、信号出力部１１と、信号入力部１２と、第１のキャパシタＣ１と、第２のキャパシタＣ２と、第１の信号線路ＴＬ１と、第２の信号線路ＴＬ２と、直流電源１３と、この開示に従うバイアスＴ回路１０とを備える。第１の信号線路ＴＬ１と、第２の信号線路ＴＬ２とは、差動信号線路ＴＬを構成している。

　信号出力部１１と信号入力部１２とは、第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２の各々により接続されている。信号伝送装置１００において、バイアスＴ回路１０は、以下のようにして第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。すなわち、第１のインダクタＬ１の他方端が第１の信号線路ＴＬ１に接続され、第２のインダクタＬ２の他方端が第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。

　第１のキャパシタＣ１は、第１の信号線路ＴＬ１において、第１のインダクタＬ１の他方端と第１の信号線路ＴＬ１との接続点と、信号出力部１１との間に接続されている。第２のキャパシタＣ２は、第２の信号線路ＴＬ２において、第２のインダクタＬ２の他方端と第２の信号線路ＴＬ２との接続点と、信号出力部１１との間に接続されている。直流電源１３は、第３のインダクタＬ３の他方端と第４のインダクタＬ４の他方端との間に接続されている。また、第４のインダクタＬ４の他方端は接地されている。

　信号伝送装置１００は、この開示に係るバイアスＴ回路１０を備えている。そのため、直流電源１３側からのコモンモードノイズが差動信号線路ＴＬに伝わりにくい。したがって、２０ＭＨｚから３０ＭＨｚの高周波帯域における、いわゆる放射ノイズが発生しにくい。また、１ＭＨｚ付近の低周波帯域のコモンモードノイズが印加された場合でも、誤動作を抑制できる。すなわち、バイアスＴ回路１０が適用された信号伝送装置１００は、車載用として好適である。これらの効果は、後述の実験結果により明らかにされる。

　－信号伝送装置の第２の実施形態－
　この開示に従う信号伝送装置の第２の実施形態である信号伝送装置１００Ａについて、図４を用いて説明する。

　＜信号伝送装置の等価回路＞
　図４は、信号伝送装置１００Ａの等価回路図である。信号伝送装置１００Ａは、バイアスＴ回路として、この開示に従うバイアスＴ回路１０Ａを備える。それ以外の構成要素とそれらの接続については、信号伝送装置１００と共通であるので、説明を省略する。

　信号伝送装置１００Ａは、この開示に係るバイアスＴ回路１０Ａを備えている。そのため、信号伝送装置１００Ａは、信号伝送装置１００と同様の効果を得ることができる。

　－信号伝送装置の第３の実施形態－
　この開示に従う信号伝送装置の第３の実施形態である信号伝送装置１００Ｂについて、図５を用いて説明する。

　＜信号伝送装置の等価回路＞
　図５は、信号伝送装置１００Ｂの等価回路図である。信号伝送装置１００Ｂは、構成要素としては信号伝送装置１００と同様である。すなわち、バイアスＴ回路として、この開示に従うバイアスＴ回路１０を備える。ただし、信号伝送装置１００Ｂは、バイアスＴ回路１０の第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２への接続の点で、信号伝送装置１００と異なっている。

　信号伝送装置１００Ｂにおいて、バイアスＴ回路１０は、以下のようにして第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。すなわち、第３のインダクタＬ３の他方端が第１の信号線路ＴＬ１に接続され、第４のインダクタＬ４の他方端が第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。

　その結果、第１のキャパシタＣ１は、第１の信号線路ＴＬ１において、第３のインダクタＬ３の他方端と第１の信号線路ＴＬ１との接続点と、信号出力部１１との間に接続されている。第２のキャパシタＣ２は、第２の信号線路ＴＬ２において、第４のインダクタＬ４の他方端と第２の信号線路ＴＬ２との接続点と、信号出力部１１との間に接続されている。直流電源１３は、第１のインダクタＬ１の他方端と第２のインダクタＬ２の他方端との間に接続されている。

　信号伝送装置１００Ｂは、この開示に係るバイアスＴ回路１０を備えている。バイアスＴ回路１０の、第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２への接続を、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４の各々の他方端側で行なったとしても、バイアスＴ回路１０は前述の効果を奏する。すなわち、信号伝送装置１００Ｂは、信号伝送装置１００と同様の効果を得ることができる。

　－信号伝送装置の第４の実施形態－
　この開示に従う信号伝送装置の第４の実施形態である信号伝送装置１００Ｃについて、図６を用いて説明する。

　＜信号伝送装置の等価回路＞
　図６は、信号伝送装置１００Ｃの等価回路図である。信号伝送装置１００Ｃは、構成要素としては信号伝送装置１００Ａと同様である。すなわち、バイアスＴ回路として、この開示に従うバイアスＴ回路１０Ａを備える。ただし、信号伝送装置１００Ｃは、バイアスＴ回路１０Ａの第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２への接続が、信号伝送装置１００Ａと異なっている。

　信号伝送装置１００Ｃにおいて、バイアスＴ回路１０Ａは、以下のようにして第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。すなわち、信号伝送装置１００Ｂと同様に、第３のインダクタＬ３の他方端が第１の信号線路ＴＬ１に接続され、第４のインダクタＬ４の他方端が第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。

　その結果、信号伝送装置１００Ｂと同様に、第１のキャパシタＣ１は、第１の信号線路ＴＬ１において、第３のインダクタＬ３の他方端と第１の信号線路ＴＬ１との接続点と、信号出力部１１との間に接続されている。第２のキャパシタＣ２は、第２の信号線路ＴＬ２において、第４のインダクタＬ４の他方端と第２の信号線路ＴＬ２との接続点と、信号出力部１１との間に接続されている。直流電源１３は、第１のインダクタＬ１の他方端と第２のインダクタＬ２の他方端との間に接続されている。

　信号伝送装置１００Ｃは、この開示に係るバイアスＴ回路１０Ａを備えている。バイアスＴ回路１０Ａの、第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２への接続を、第３のインダクタＬ３および第４のインダクタＬ４の各々の他方端側で行なったとしても、バイアスＴ回路１０Ａは前述の効果を奏する。すなわち、信号伝送装置１００Ｃは、信号伝送装置１００と同様の効果を得ることができる。

　－信号伝送装置の第５の実施形態－
　この開示に従う信号伝送装置の第５の実施形態である信号伝送装置１００Ｄについて、図７を用いて説明する。

　＜信号伝送装置の等価回路＞
　図７は、信号伝送装置１００Ｄの等価回路図である。信号伝送装置１００Ｄは、信号伝送装置１００が備えている構成要素に加え、ローパスフィルタ１４と、第５のインダクタＬ５と、第６のインダクタＬ６とをさらに備える。

　第５のインダクタＬ５と第６のインダクタＬ６とは、１つの電子部品、または電気回路内に形成された１つの回路素子である複合インダクタＣＬ３を構成している。複合インダクタＣＬ３において、第５のインダクタＬ５および第６のインダクタＬ６は、同じ向きに巻回されている。すなわち、複合インダクタＣＬ３は、いわゆるコモンモードチョークコイルである。

　複合インダクタＣＬ３は、信号出力部１１と第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２との間の第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。また、ローパスフィルタ１４は、信号出力部１１と複合インダクタＣＬ３との間の第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。

　信号伝送装置１００Ｄは、この開示に係るバイアスＴ回路１０を備えているため、信号伝送装置１００と同様の効果を得ることができる。また、信号伝送装置１００Ｄは、ローパスフィルタ１４とコモンモードチョークコイルである複合インダクタＣＬ３とをさらに備えているため、差動信号線路ＴＬに印加されるコモンモードノイズをさらに低減させることができる。

　－信号伝送装置の第６の実施形態－
　この開示に従う信号伝送装置の第６の実施形態である信号伝送装置１００Ｅについて、図８を用いて説明する。

　＜信号伝送装置の等価回路＞
　図８は、信号伝送装置１００Ｅの等価回路図である。信号伝送装置１００Ｅの構成要素は、信号伝送装置１００Ｄと同様である。ただし、信号伝送装置１００Ｅは、コモンモードチョークコイルである複合インダクタＣＬ３の接続が、信号伝送装置１００Ｄと異なっている。

　すなわち、複合インダクタＣＬ３は、第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２とバイアスＴ回路１０との間の第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。また、ローパスフィルタ１４は、信号出力部１１と第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２との間の第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２に接続されている。

　信号伝送装置１００Ｅは、この開示に係るバイアスＴ回路１０を備えているため、信号伝送装置１００と同様の効果を得ることができる。また、複合インダクタＣＬ３の、第１の信号線路ＴＬ１および第２の信号線路ＴＬ２への接続を、第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２とバイアスＴ回路１０との間で行なったとしても、ノイズ除去の効果に変わりはない。すなわち、信号伝送装置１００Ｅは、信号伝送装置１００Ｄと同様の効果を得ることができる。

　－第１のインダクタおよび第２のインダクタのインピーダンスの範囲－
　この開示に係るバイアスＴ回路の第１および第２の実施形態における、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスの範囲を決定するため、以下に説明する実験が行なわれた。

　図９は、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスの範囲を決定するための実験に用いられた信号伝送システム１０００の等価回路図である。一方側の信号伝送装置として、図７に示された信号伝送装置１００Ｄが用いられた。信号出力部１１として高速差動伝送用ＩＣ、信号入力部１２として後述するツイストペアケーブルＴＰに接続されるコネクタが用いられた。また、差動信号線路ＴＬとしてマイクロストリップラインが用いられた。そして、信号出力部１１と信号入力部１２とが、差動信号線路ＴＬにより接続された。

　また、他方側の信号伝送装置として、信号伝送装置１００Ｄと同様の構成を有する信号伝送装置１００Ｄａが用いられた。信号伝送装置１００Ｄａの構成要素に付けられた符号は、信号伝送装置１００Ｄの対応する構成要素に付けられた符号と同様であるが、例えば信号出力部１１ａのように、末尾に「ａ」が付けられている。信号伝送装置１００Ｄの信号入力部１２と信号伝送装置１００Ｄａの信号入力部１２ａとは、ツイストペアケーブルＴＰにより接続されている。

　信号伝送装置１００Ｄに接続されている直流電源１３により、バイアスＴ回路１０を介して直流電力が差動信号線路ＴＬに供給された。この直流電力は、信号伝送装置１００ＤとツイストペアケーブルＴＰにより接続されている、信号伝送装置１００Ｄａを駆動させる電力となっている。

　なお、信号伝送装置１００Ｄａでは、信号伝送装置１００Ｄにおいて直流電源１３が接続されている箇所に、負荷１３ａが接続されている。負荷１３ａは、実際には信号出力部１１ａなどのＩＣを駆動させる際に消費される電力であるが、便宜上、抵抗の記号で表現されている。その状態で信号伝送装置１００Ｄと信号伝送装置１００Ｄａとの間に差動信号を伝送させた際の、ＣＩＳＰＲ２５に基づく放射ノイズ測定と、ＩＳＯ１１４５２－４に基づくＢＣＩ試験が行なわれた。

　ここで、ＣＩＳＰＲ２５とは、同一の車両上の受信機の保護を目的とした、車両に取り付けられる電装品が発生するノイズの評価方法に関する規格である。ＣＩＳＰＲ２５は、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）により策定されており、上限値によってＣｌａｓｓ１からＣｌａｓｓ５までの５つのクラスが用意されている。最も低い上限値が定められているのが、Ｃｌａｓｓ５である。具体的な評価方法の詳細および上限値の詳細についての説明は割愛される。

　また、ＢＣＩ試験とは、上記のようにＩＳＯ１１４５２－４に定められたバルク電流注入試験のことを指す。ＩＳＯ１１４５２は、車両用の電装品の放射電磁エネルギー（電波、磁界など）に対するイミュニティ（電磁感受性）の評価方法を定めた国際規格である。具体的な評価方法の詳細についての説明は割愛される。

　なお、ＣＩＳＰＲ２５に基づく放射ノイズ測定では、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスを変化させた際の、放射ノイズレベルの変化が調べられた。また、ＩＳＯ１１４５２－４に基づくＢＣＩ試験では、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスを変化させた際の、信号伝送装置１００Ｄが信号伝送エラーを起こさないノイズ電流の上限値が調べられた。

　図１０は、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが異なる信号伝送装置の、放射ノイズの測定結果が表されたグラフである。放射ノイズの測定は、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが０Ω（各々のインダクタがない場合）と、各々２０ＭＨｚで７０Ωである場合と、各々２０ＭＨｚで１００Ωである場合とについて行なわれた。

　図１０に示されるように、２０ＭＨｚから３０ＭＨｚの間の高周波帯域におけるノイズレベルは、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが各々１００Ωである場合が最も低い。これは、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが高周波帯域において十分高い場合、直流電源１３側からのノイズが差動信号線路ＴＬに流れ込まず、放射ノイズに影響を与えにくいためと考えられる。

　また、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが各々２０ＭＨｚで１００Ωである場合、ノイズレベルはＣＩＳＰＲ２５のＣｌａｓｓ５の上限値未満となっている。すなわち、放射ノイズを低減させるためには、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが各々２０ＭＨｚで１００Ω以上であればよいことが分かる。

　図１１は、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが異なる信号伝送装置の、ＢＣＩ試験による印加電流の測定結果が表されたグラフである。ＢＣＩ試験は、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが各々１ＭＨｚで１５Ωである場合と、各々１ＭＨｚで９Ωである場合と、各々１ＭＨｚで５Ωである場合とについて行なわれた。

　なお、図１１のグラフは、横軸に印加したノイズの周波数、縦軸に印加したノイズ電流を示し、信号伝送装置１００Ｄが信号伝送エラーを起こさない電流値の上限がプロットされている。

　図１１に示されるように、１ＭＨｚの印加ノイズに対して信号伝送装置１００Ｄが信号伝送エラーを起こさないノイズ電流の上限値は、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが各々５Ωである場合が最も高い。

　すなわち、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが低周波帯域において十分低い場合、信号入力部１２側からのコモンモードノイズがバイアスＴ回路１０を介して直流電源１３側に流れる。その結果、コモンモードノイズが信号出力部１１側に流れ込まず、信号伝送エラーの発生が抑制されると考えられる。

　また、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが各々１ＭＨｚで５Ωである場合、印加されるノイズ電流が２００ｍＡとなっている。すなわち、ＢＣＩ試験に対して十分なイミュニティを得るためには、第１のインダクタＬ１および第２のインダクタＬ２のインピーダンスが各々１ＭＨｚで５Ω以下であればよいことが分かる。

　この明細書に開示された実施形態は、例示的なものであって、この開示に係る発明は、上記の実施形態および変形例に限定されるものではない。すなわち、この開示に係る発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、上記の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。

　この開示に係る発明は、例えば、信号伝送のための差動信号線路を、スピーカーなどの車載電子機器に電力を供給する電力線に利用する信号伝送装置を構成するバイアスＴ回路などに適用されるが、これに限られない。

　１００，１００Ａ～１００Ｅ　信号伝送装置、１０，１０Ａ　バイアスＴ回路、１１　信号出力部、１２　信号入力部、１３　直流電源、１４　ローパスフィルタ。Ｌ１　第１のインダクタ、Ｌ２　第２のインダクタ、Ｌ３　第３のインダクタ、Ｌ４　第４のインダクタ、Ｌ５　第５のインダクタ、Ｌ６　第６のインダクタ、ＣＬ１　第１の複合インダクタ、ＣＬ２　第２の複合インダクタ、ＣＬ３　第３の複合インダクタ、Ｃ１　第１のキャパシタ、Ｃ２　第２のキャパシタ、ＴＬ　差動信号線路、ＴＬ１　第１の信号線路、ＴＬ２　第２の信号線路、ＴＰ　ツイストペアケーブル、１０００　信号伝送システム。

Claims (7)

1. 　各々一方端および他方端を有する第１ないし第４のインダクタを備え、
   　前記第１のインダクタの一方端と前記第３のインダクタの一方端とが接続され、前記第２のインダクタの一方端と前記第４のインダクタの一方端とが接続されており、
   　前記第１のインダクタおよび前記第２のインダクタは、各々の巻回軸線が互いに異なり、
   　前記第３のインダクタおよび前記第４のインダクタは、各々の巻回軸線が同一であり、前記第３のインダクタおよび前記第４のインダクタの各々に同方向の電流が流れた場合、各々の巻回軸線に沿って発生する磁束の向きが逆になるように配置されており、
   　前記第１のインダクタおよび前記第２のインダクタのインピーダンスは、各々１ＭＨｚで５Ω以下、２０ＭＨｚで１００Ω以上であることを特徴とする、バイアスＴ回路。
2. 　信号出力部と、信号入力部と、第１および第２のキャパシタと、差動信号線路を構成する第１および第２の信号線路と、直流電源と、請求項１に記載のバイアスＴ回路とを備え、
   　前記信号出力部と前記信号入力部とは、前記第１および第２の信号線路の各々により接続されており、
   　前記バイアスＴ回路は、前記第１のインダクタの他方端が前記第１の信号線路に接続され、前記第２のインダクタの他方端が前記第２の信号線路に接続されるようにして、前記第１および第２の信号線路に接続されており、
   　前記第１のキャパシタは、前記第１の信号線路において、前記第１のインダクタの他方端と前記第１の信号線路との接続点と、前記信号出力部との間に接続され、前記第２のキャパシタは、前記第２の信号線路において、前記第２のインダクタの他方端と前記第２の信号線路との接続点と、前記信号出力部との間に接続されており、
   　前記直流電源は、前記第３のインダクタの他方端と前記第４のインダクタの他方端との間に接続されていることを特徴とする、信号伝送装置。
3. 　信号出力部と、信号入力部と、第１および第２のキャパシタと、差動信号線路を構成する第１および第２の信号線路と、直流電源と、請求項１に記載のバイアスＴ回路とを備え、
   　前記信号出力部と前記信号入力部とは、前記第１および第２の信号線路の各々により接続されており、
   　前記バイアスＴ回路は、前記第３のインダクタの他方端が前記第１の信号線路に接続され、前記第４のインダクタの他方端が前記第２の信号線路に接続されるようにして、前記第１および第２の信号線路に接続されており、
   　前記第１のキャパシタは、前記第１の信号線路において、前記第３のインダクタの他方端と前記第１の信号線路との接続点と、前記信号出力部との間に接続され、前記第２のキャパシタは、前記第２の信号線路において、前記第４のインダクタの他方端と前記第２の信号線路との接続点と、前記信号出力部との間に接続されており、
   　前記直流電源は、前記第１のインダクタの他方端と前記第２のインダクタの他方端との間に接続されていることを特徴とする、信号伝送装置。
4. 　前記信号出力部と前記第１および第２のキャパシタとの間の前記第１および第２の信号線路に、コモンモードチョークコイルが接続され、
   　前記信号出力部と前記コモンモードチョークコイルとの間の前記第１および第２の信号線路に、ローパスフィルタが接続されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の信号伝送装置。
5. 　前記第１および第２のキャパシタと前記バイアスＴ回路の間の前記第１および第２の信号線路に、コモンモードチョークコイルが接続され、
   　前記信号出力部と前記第１および第２のキャパシタとの間の前記第１および第２の信号線路に、ローパスフィルタが接続されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の信号伝送装置。
6. 　前記第３のインダクタおよび前記第４のインダクタは、１つの電子部品、または電気回路内に形成された１つの回路素子である複合インダクタを構成している、請求項１に記載のバイアスＴ回路。
7. 　前記バイアスＴ回路において、前記第３のインダクタおよび前記第４のインダクタは、１つの電子部品、または電気回路内に形成された１つの回路素子である複合インダクタを構成している、請求項２～５のいずれか１項に記載の信号伝送装置。

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