(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、
空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサと
を備え、
前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、
前記コンデンサは、コモンモード時の試験電圧に対する絶縁耐力と、前記ＶＤＳＬ信号を良好に伝送可能なノーマルモードインピーダンスとを有し、
前記ＩＣＴ機器は、ＶＤＳＬモデムであり、
前記コンデンサは、ＶＤＳＬ回線とＩＳＤＮ回線との相互干渉を抑制するフィルタの通過周波数帯域内において、前記コモンモードチョークコイルの前記ノーマルモードインピーダンスの１０分の１の前記ノーマルモードインピーダンスを生じる大きさの静電容量を有することを特徴とする減結合回路。
【請求項２】
雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、
空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサと
を備え、
前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、
前記コンデンサは、
前記被試験装置に印加されるコモンモード時の試験電圧、および、電流の一部が、前記減結合回路を介して、前記ＩＣＴ機器に漏えいする場合に、直流から数百Ｈｚまでの低い周波数領域におけるコモンモードインピーダンスが、前記ＩＣＴ機器の大地間のコモンモードインピーダンスよりも１０倍以上大きく設定されることを特徴とする減結合回路。
【請求項３】
雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、
空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサと
を備え、
前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、
前記コンデンサは、
前記被試験装置に印加されるコモンモード時の試験電圧、および、電流の一部が、前記減結合回路を介して、前記ＩＣＴ機器に漏えいする場合に、前記コモンモードチョークコイルのインダクタンスによって生じる遅延をキャンセルするために、前記コモンモードチョークコイルに複数のワイヤ分のコンデンサが直列に接続されることを特徴とする減結合回路。
【請求項４】
雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、
空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサと、
前記被試験装置側の第１端子と、
前記対向装置側の第２端子と
を備え、
前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、
前記コンデンサは、前記コモンモードチョークコイルの巻き始めのワイヤと前記第１端子との間、または、前記コモンモードチョークコイルの巻き終わりのワイヤと前記第２端子との間のいずれかに接続されていることを特徴とする減結合回路。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、雷サージ過電圧の耐力試験に用いられる減結合回路に関し、特に、ＶＤＳＬ（Very high speed Digital Subscriber Line）用の通信機器に雷サージ過電圧が印加された際に、通信状態にある通信機器への過電圧に対する耐力特性を評価するための過電圧耐力試験回路に用いられる減結合回路に関する。
【０００２】
ネットワークのブロードバンド化に伴うインターネット利用の普及により、例えばメタル通信線においては、従来の音声伝送信号に比べ、ＶＤＳＬ用の通信機器としてのＩＣＴ機器がほぼ常時接続された状態で使用されている。
【０００３】
常時接続通信の普及とともに、ＶＤＳＬ用ＩＣＴ機器（以下、「ＩＣＴ機器」と略す。）の雷サージ過電圧に対する信頼性が求められている。これらのＩＣＴ機器は、通信速度の高速化と広帯域化とに伴い、使用される電子デバイスが低電圧駆動され、かつ高密度実装されたために、雷サージ過電圧に対する耐力は、低下する傾向にある。これに加えて、常時接続通信が普及し、雷によって過電圧が進入する確率が高くなったことも、一時的な通信異常が増加している一因であると考えられる。
【０００４】
上記を改善するために、ＩＣＴ機器の雷サージ過電圧に対する耐力特性の評価が必要になっている。ＩＣＴ機器の雷サージ試験については、国際電気通信連合電気通信標準化部門の過電圧耐力試験法に関する勧告（これ以降では、ITU-T K.44と記す）の試験条件において記載されているように、ＩＣＴ機器を動作状態で実施する必要がある。
【０００５】
しかし、雷サージ過電圧耐力試験を行う際には印加される過電圧から、通信機器、すなわち対向装置を防護するための減結合回路が必要であり、ITU-T K.44においても、減結合回路を原則として使用することが規定されている。
【０００６】
上記の動作状態における雷サージ試験の実施、および、減結合回路の原則的な使用については、非特許文献１に開示されている。また、情報通信ネットワーク産業協会の通信機器製造者業界の雷の影響によるＩＣＴ機器の故障を軽減することを目的としたガイドラインについては、非特許文献２に開示されている。減結合回路に関しては、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１２８３０４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ITU-T K.44, “Resistibility tests for telecommunication equipment exposed to overvoltages and overcurrents - Basic Recommendation”04/2008，p. 10, “7.3  Test conditions”, 1) ,3)，p. 26, “A.2.4 Equipment conditions and states”，p. 29〜32, “A.5 Powering,coupling, decoupling and terminations”の“Ａ.5.1 General”
【非特許文献２】情報通信ネットワーク産業協会，“雷過電圧に対する通信機器の保護ガイドライン”，CES-Q007-1，2008年1月31日p. 20, 下から6行目, 「減結合回路１：５００Ω×２」p. 21, 図面「(1) 通信線−接地間（通信線縦・コモン）」中の「給電１＋減結合回路１」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている減結合回路は、雷サージ過電圧耐力試験におけるＶＤＳＬ用ＩＣＴ機器のような高速デジタル通信信号を伝送するようになっている。この減結合回路は、２０ｍＨのコモンモードチョークコイルだけの回路要素で構成されている。このコモンモードチョークコイルでは、磁心の磁気飽和を避けるために空心コイルが採用され、その巻線電線として、複対撚り電線を有する平衡ケーブルが使用される。これにより、巻線電線が、良好な平衡度を有し、かつ、つなぎ目のない巻線構造となることで、高速デジタル通信信号の反射の影響を除去することで良好な伝送線路特性が得られる。
【００１０】
一方、雷サージ過電圧耐力試験に用いる雷サージ波形は、１０／７００ｕｓ（波頭長／波尾長、で表わし、単位はｕｓである）であり、その周波数スペクトラムは、直流〜数十ｋＨｚ程度である。雷サージ過電圧耐力試験において、印加される雷サージ過電圧のほとんどは、被試験装置に印加される。しかし、減結合回路のコモンモードチョークコイルによって生じるコモンモードインピーダンスが、直流〜数百Ｈｚの低い周波数領域において最大で数十Ωの低インピーダンスであるために、対向装置には雷サージ過電圧の一部が漏えいする。この漏えいする雷サージ過電圧は、対向装置に悪影響を与えぬよう極力低いことが望ましい。
【００１１】
この漏えいする電圧または電流の大きさを評価する尺度として、例えば分流比が用いられる。減結合回路の対向装置側と被試験装置側とをそれぞれ、150Ωのコモンモードインピーダンスを模擬した抵抗で終端した場合に、前者と後者に発生する電圧または電流の割合を、単位ｄＢで表わす。この場合、分流比を電圧の場合にＡｄｖ、または、電流の場合にはＡｄｉで表すと、以下のような値となる。
【００１２】
Ａｄｖ＝２０×ｌｏｇ10（対向装置側電圧／被試験装置側電圧）  （ｄＢ）
Ａｄｉ＝２０×ｌｏｇ10（対向装置側電流／被試験装置側電流）  （ｄＢ）
【００１３】
特許文献１（第２の実施形態）では、２分割のコモンモードチョークコイルで構成された減結合回路の分流特性は、Ａｄｖ＝−５．２ｄＢ、Ａｄｉ＝−６．２ｄＢ程度しか得られていない。このため、雷サージ過電圧耐力試験において、雷サージ過電圧を印加する目標である被試験装置に印加された雷サージ過電圧が、減結合回路の分流特性が十分でないために、おおよそ半分も減結合回路を介して対向装置側に漏えいし得る。漏えいした雷サージ過電圧は、本来は印加されるべきではない対向装置に印加されるために、被試験装置と対向装置との間におけるＶＤＳＬ通信信号の品質に影響を与え得る。
【００１４】
減結合回路のコモンモードインピーダンス特性は、直流から数百Ｈｚの周波数領域において、数十Ωであるから、コモンモードチョークコイルの抵抗分程度しか得られないことになる。この結果、直流〜数百Ｈｚにおけるコモンモードインピーダンスの低い領域に相当する雷サージ過電圧の周波数スペクトラム成分が、減結合回路から対向装置側に十分な減衰を受けることなく漏えいすることによって、対向装置側のＩＣＴ機器に悪影響を及ぼすことになる。例えば、漏えいした電圧が、例えば５００〜７００Ｖ程であるとすると、ＩＣＴ機器のメタル通信線の接続コネクタの後段に設置されているガス避雷管が動作する場合には、ＶＤＳＬ通信信号が遮断されるために伝送特性の劣化、すなわちペイロード速度の劣化を生じさせていた。
【００１５】
非特許文献２では、減結合回路のコモンモードインピーダンスを高くする方法が開示されている。それは、メタル通信線の両線に１線当たり５００Ωの抵抗を直列に挿入することによって、２５０Ωのコモンモードインピーダンスが得られる。しかし、この方法では直流から数百Ｈｚにおけるコモンモードインピーダンスの低い領域に相当する雷サージ過電圧の周波数スペクトラム成分を或る程度抑制することは可能であるが、ＶＤＳＬ通信信号の伝送モードはノーマルモードであるため、通信線路には１ｋΩの抵抗が付加されることになるので、結果として、大きな伝送損失が生じ得る。このため、ペイロード速度の劣化をまねくことになる。さらに、非特許文献２における雷サージ過電圧耐力試験では、ＩＣＴ機器の通信状態における雷サージ過電圧耐力試験を想定しているのではなく、通信機器の電源をオン状態にした場合だけの試験方法が開示されている。
【００１６】
本発明は、上記の状況においてなされたもので、その目的は、通信状態のＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器の雷サージ過電圧耐力試験において、伝送損失の増加やペイロード速度の劣化を招くことなく、被試験装置に印加された雷サージ過電圧が対向装置に漏えいすることを抑制することが可能な減結合回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明は、雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサとを備え、前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、前記コンデンサは、コモンモード時の試験電圧に対する絶縁耐力と、前記ＶＤＳＬ信号を良好に伝送可能なノーマルモードインピーダンスとを有し、前記ＩＣＴ機器は、ＶＤＳＬモデムであり、前記コンデンサは、ＶＤＳＬ回線とＩＳＤＮ回線との相互干渉を抑制するフィルタの通過周波数帯域内において、前記コモンモードチョークコイルの前記ノーマルモードインピーダンスの１０分の１の前記ノーマルモードインピーダンスを生じる大きさの静電容量を有する。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明は、雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサとを備え、前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、前記コンデンサは、前記被試験装置に印加されるコモンモード時の試験電圧、および、電流の一部が、前記減結合回路を介して、前記ＩＣＴ機器に漏えいする場合に、直流から数百Ｈｚまでの低い周波数領域におけるコモンモードインピーダンスが、前記ＩＣＴ機器の大地間のコモンモードインピーダンスよりも１０倍以上大きく設定される。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明は、雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサとを備え、前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、前記コンデンサは、前記被試験装置に印加されるコモンモード時の試験電圧、および、電流の一部が、前記減結合回路を介して、前記ＩＣＴ機器に漏えいする場合に、前記コモンモードチョークコイルのインダクタンスによって生じる遅延をキャンセルするために、前記コモンモードチョークコイルに複数のワイヤ分のコンデンサが直列に接続される。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明は、雷サージ過電圧耐力試験の対象となるＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器である被試験装置と対向装置との間にメタル通信線を介して接続可能に設置され、前記メタル通信線を介してＶＤＳＬ信号が伝送可能に構成される減結合回路であって、空心コイルで構成されたコモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルに直列に接続されたコンデンサと、前記被試験装置側の第１端子と、前記対向装置側の第２端子とを備え、前記コモンモードチョークコイルは、複数に分割されて直列接続され、前記コンデンサは、前記コモンモードチョークコイルの巻き始めのワイヤと前記第１端子との間、または、前記コモンモードチョークコイルの巻き終わりのワイヤと前記第２端子との間のいずれかに接続される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態における減結合回路を含む試験システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の減結合回路の構成例を示す回路図である。
【図３】本実施形態の減結合回路のコモンモードインピーダンス特性の一例を示す図である。
【図４】実施形態の減結合回路の分流特性における電圧レベルの周波数スペクトラムの一例を示す図である。
【図５】実施形態の減結合回路の分流特性の実験結果を説明するための図である。
【図６】一般的な減結合回路の分流特性の実験結果を説明するための図である。
【図７】変形例における減結合回路の構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の減結合回路を含む試験システムの実施形態について説明する。実施形態における試験システムでは、雷サージ過電圧耐力試験の対象とするＩＣＴ機器は、例えば、日本電信電話株式会社が販売しているＶＤＳＬモデムを例にあげて説明する。この場合、ＶＤＳＬ回線とＩＳＤN回線との相互干渉を低減するために、６４０ｋＨｚ以下の周波数帯域の送信電力が抑制される。ＶＤＳＬでは、通信ポートは２つとなるので、１対、すなわち２本のメタル通信線が使用される。
【００２４】
（雷サージ試験システムの構成）
図１は、本発明の実施形態における減結合回路を含む雷サージ試験システムの構成例を示すブロック図である。
【００２５】
この雷サージ試験システムは、雷サージ発生器１と、対向装置３と被試験装置４との間に接続された減結合回路５と、雷サージ発生器１と、被試験装置４と減結合回路５との間の印加点Ｔ１，Ｔ２とに接続された結合回路２ａ，２ｂとを備える。この実施形態では、対向装置３および被試験装置４として、メタル加入者回線を用いた高速デジタル伝送方式のＶＤＳＬモデムが用いられる場合を例示している。
【００２６】
雷サージ発生器１は、数百Ｖ〜数十ｋＶの試験電圧としての雷サージ電圧を発生させ、この雷サージ電圧を結合回路２ａ，２ｂを介して印加点Ｔ１，Ｔ２に印加させるようになっている。雷サージ発生器１のアースポート１１は、アース１０に接続されて零電位を保持している。
【００２７】
また、被試験装置４のアースポート４２は、アース１０に接続されて零電位を保持している。被試験装置４の各通信ポート４１ａ，４１ｂは、減結合回路５の各被試験装置側端子５１ａ，５１ｂに接続される。
【００２８】
減結合回路５の各対向装置側端子５３ａ，５３ｂは、対向装置３の各通信ポート３１ａ，３１ｂに接続される。なお、この実施形態の対向装置３は、アース１０と接続させずに、電位的にフローティングさせるようにしている。
【００２９】
（減結合回路５の構成例）
次に、減結合回路５の構成例について図２を参照して説明する。図２は、減結合回路５の構成例を示す回路図である。
【００３０】
この減結合回路５は、各端子５１ａ，５１ｂと各端子５２ａ，５２ｂとの間に設けられた低周波スペクトラム抑制器５４と、各端子５２ａ，５２ｂと各端子５３ａ，５３ｂとの間に設けられたチョークコイル５５とを備える。
【００３１】
低周波スペクトラム抑制器５４は、２つのコンデンサＣ１，Ｃ２によって構成される。コンデンサＣ１の一端は端子５１ａに接続され、他端は端子５２ａに接続される。コンデンサＣ２の一端は端子５１ｂに接続され、他端は端子５２ｂに接続される。この低周波スペクトラム抑制器５４の構成によって、雷サージ過電圧の周波数スペクトラムの低周波成分が、対向装置３に漏えいすることを抑止するようになっている。
【００３２】
チョークコイル５５は、ワイヤＷ１，Ｗ２ごとに、Ｄ１，Ｄ２の２分割された空心コイルＬ１１〜Ｌ１４によって構成され、雷サージ過電流の流入を抑制することができる。なお、空心コイルＬ１１，Ｌ１３の巻き始めは、図２において符号Ｓで表してある。また、各空心コイルＬ１１〜Ｌ１４は、絶縁体樹脂から成る筐体に収容されている。
【００３３】
チョークコイル５５は、空心コイルＬ１１〜Ｌ１４がコモンモードで動作させるコモンモードチョークコイルである。
【００３４】
図２において、空心コイルＬ１１の一端は端子５２ａに接続され、他端は空心コイルＬ１３の一端と接続される。空心コイルＬ１３の他端はワイヤＷ１と接続される。空心コイルＬ１２の一端は端子５２ｂに接続され、他端は空心コイルＬ１４の一端と接続される。空心コイルＬ１４の他端はワイヤＷ２と接続される。
【００３５】
減結合回路５の構成によって、例えばＶＤＳＬの通信信号は、減結合回路５で遮断されることなく、対向装置３と被試験装置４との間を伝送するようになっている。
【００３６】
ここで、空心コイルＬ１１〜Ｌ１４を２分割にするのは、巻き線間の静電容量を低減させることにより、コモンモードインピーダンスの共振周波数を高めるためである。空心コイルＬ１１〜Ｌ１４が２分割されることにより、共振周波数は、例えば１００ｋＨｚ以上に高くすることが可能である。
【００３７】
ここで、減結合回路５に使用される空心コイルのインダクタンス値は、国際電気標準会議の電磁適合性におけるサージイミュニティ試験規格ＩＥＣ６１０００−４−５において２０ｍＨと示されている。
【００３８】
上述した所望のインダクタンス２０ｍＨを得るため、コイルを分割しないで一個のボビンに多層巻きした場合には、巻き線間の静電容量によって生じる共振の共振周波数が約５０ｋＨｚとなる。これに対し、例えば、コイルを２分割した場合には、２分割された２つのコイルの静電容量が直列接続されることとなるため、コイル全体としての静電容量は１／２となる。そのため、共振周波数は２倍の約１００ｋＨｚになる。なお、これと同様に、コイルを例えば４分割した場合には、２００ｋＨｚの共振周波数を得ることができる。
【００３９】
例えば、１０／７００ｕｓ雷サージ波形の周波数スペクトラムの高い成分が被試験装置４側から対向装置３側に漏えいするのを防ぐためには、コイルの共振周波数は高い方が望ましい。しかし、コイルの分割数を増やすとコイルの長さが長くなるため、分割数は共振周波数と長さとの兼ね合いで決定する。
【００４０】
（コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量）
次に、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量について検討する。コンデンサの静電容量にもよるが、適切な値の静電容量を用いれば雷サージ過電圧の直流〜数百Ｈｚの低い周波数領域に対応する周波数スペクトラム成分に対して大きな減衰を与えることが出来る可能性がある。
【００４１】
まず、被試験装置４と対向装置３間において、ＶＤＳＬ通信信号を良好に伝送させるためには、６４０ｋＨｚにおける低周波スペクトラム抑制器５４内のコンデンサのノーマルモードインピーダンスが、減結合回路５のノーマルモードインピーダンスに影響を与えないようにするのが好ましい。
【００４２】
減結合回路５では、６４０ｋＨｚにおけるノーマルモードインピーダンスは、１１０Ωとなる。この場合、仮に、コンデンサのノーマルモードインピーダンスを、減結合回路５のノーマルモードインピーダンスの１／１０にすれば、コンデンサのノーマルモードインピーダンスは、１１Ωとなる。
【００４３】
６４０ｋＨｚにおいて、コンデンサのノーマルモードインピーダンスを１１Ωにするためには、コンデンサの静電容量は、約２２nFとなる。なお、２２ｎＦは、メタル通信線１線あたりの値である。
【００４４】
ここで、雷サージ過電圧は、コモンモードで２本のメタル通信線に印加されるので、２２nFの静電容量のコンデンサが２つ並列に接続されることになる。その結果、合成静電容量は、４４ｎＦになる。
【００４５】
次に、コンデンサの静電容量を４４ｎＦとして分流比を求めると、Ａｄｖ＝−１４．７ｄＢ、Ａｄｉ＝−１４．７ｄＢとなる。この場合、雷サージ発生器１の充電電圧が１ｋＶの場合、対向装置３側に漏洩する電圧は、約１５０Ｖにもなり、比較的高い電圧値になる。このため、ノーマルモードインピーダンスを１１Ωよりも大きくして、分流比とのトレードオフを考慮する。すなわち、コンデンサの静電容量を１線当たり１０ｎＦとした場合には、ノーマルモードインピーダンスは、約２５Ωとなるが、分流比Ａｄｖ＝−１７．４ｄＢ、Ａｄｉ＝−１７．５ｄＢとなり、電圧および電流分流比は、３ｄＢ弱改善するようになると考えられる。
【００４６】
なお、コンデンサの静電容量を１線当たり１０ｎＦに決めた理由は、後で述べるように、汎用品として扱われていない特殊な高電圧セラミックコンデンサが選定される場合に、カタログ標準品として市販されているため調達が容易になるという利点もある。
【００４７】
このような観点から、実施形態では、１線当たりのコンデンサの静電容量を、例えば１０ｎＦに設定した。減結合回路５は、１対のメタル通信線と接続されるので、コモンモードの場合には、１０ｎＦのコンデンサＣ１，Ｃ２が２個並列接続される回路構成になるため、コンデンサＣ１，Ｃ２の合成静電容量は、２０ｎＦとなる。
【００４８】
次に、コンデンサＣ１，Ｃ２の定格について検討する。
【００４９】
雷サージ過電圧耐力試験におけるコモンモード試験電圧の最大値は１３ｋＶである。また、雷サージ発生器１の出力電圧変動は、±１５％である。この観点から、最大電圧は１５ｋＶが必要となる。この用途では、耐圧以上の電圧が加わっても、破損し難い特徴を有する例えばセラミックコンデンサが好ましい。
【００５０】
一般に、セラミックコンデンサは、耐圧１５ｋＶの場合、最大で５．６ｎＦのものが市販されているが、１０ｎＦのものはない。このため、５ｎＦのコンデンサを２個並列接続して所望の１ワイヤ当たりの静電容量１０ｎＦを実現することができる。
【００５１】
定格電圧１５ｋＶを有する５ｎＦのセラミックコンデンサ２個を並列接続して構成した１ワイヤ当たり１０ｎＦコンデンサは、雷サージ過電圧耐力試験における最大コモンモード試験電圧１３ｋＶにおける雷サージ過電圧の０から３ｋＨｚの周波数スペクトラム成分が、減結合回路を通り抜けて対向装置３側に漏えいするのを抑制するための回路素子に適用することが可能である。
【００５２】
ここで、被測定装置４側のＶＤＳＬモデムと対向装置３側のＶＤＳＬモデムとの間における伝送特性について述べる。伝送特性をペイロード速度で評価すると、そのペイロード速度は下り９１Ｍｂｐs、上り２５Ｍｂｐsが得られた。これに対し、従来の減結合回路の場合にも同程度のペイロード速度が得られている。この観点から、低周波スペクトラム抑制器５４の有無にかかわらず、伝送速度については差異が見られないことがわかる。したがって、低周波スペクトラム抑制器５４のノーマルモードインピーダンス特性は、妥当であると考えられる。
【００５３】
上述した減結合回路５の構成によって、雷サージ発生器１で発生した雷サージ過電圧は、２つの結合回路２ａ，２ｂを介して印加点Ｔ１，Ｔ２に印加される。この場合、減結合回路５は、試験対象ではないＩＣＴ機器の通信機器である対向装置３の通信ポート３１ａ，３１ｂに過電圧が流入するのを防止する。
【００５４】
次に、減結合回路５のコモンモードインピーダンス特性について、図３を参照して従来の減結合回路と比較して説明する。以下の説明では、従来の減結合回路は、特許文献１に記載されている第２の実施形態の減結合回路である。
【００５５】
図３は、減結合回路５のコモンモードインピーダンス特性の一例を説明するための図である。なお、図３において、横軸は対数で表わした周波数（Ｈｚ）、縦軸は対数で表わしたコモンモードインピーダンス（Ω）、を示してある。
【００５６】
従来の減結合回路におけるコモンモードインピーダンス特性ｐによると、インピーダンスは、直流から数百Ｈｚの周波数領域において数十Ωとなる。その周波数より周波数が高くなると、コモンモードインピーダンスは、２０ｄＢ／decadeの割合で、周波数に対して直線的に増大する。そして、１００ｋＨｚ付近において並列共振が生じ、約３５０ｋΩの最大コモンモードインピーダンスとなる。
【００５７】
並列共振周波数は、コモンモードチョークコイルのインダクタンスと、巻線間の静電容量とによって決まる。この並列共振周波数よりも高い周波数領域においては、インダクタンスがコンデンサの特性に転じるので、コモンモードインピーダンスは、−２０ｄＢ／decadeの割合で、周波数に対して直線的に減少する。
【００５８】
一方、減結合回路５におけるスペクトラム抑制器５４のコモンモードのインピーダンス特性ｃは、図３において、点線で示してある。１ワイヤ当たりの静電容量を１０ｎＦとして、２ワイヤ分の合成静電容量２０ｎＦを有するコンデンサＣ１，Ｃ２のコモンモードインピーダンスの特性を例示してある。
【００５９】
このインピーダンス特性ｃによると、コモンモードインピーダンスは、−２０ｄＢ／decadeの割合で周波数に対して直線的に減少する。例えば６４０ｋＨｚの場合には、インピーダンスは１２Ω程度となる。この値は、従来の減結合回路において、数十Ｈｚ以下でのコモンモードインピーダンスの値に相当する。
【００６０】
また、減結合回路５のインピーダンス特性ａでは、図３に示すように、コモンモードインピーダンスは、２ｋＨｚ付近まではコンデンサと同じような特性をもち、約８ｋＨｚにおいて直列共振が生じて、コモンモードインピーダンスが１１Ω程度となる。直列共振周波数は、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量と、コモンモードチョークコイル５５のインダクタンスとによって決まる。この直列共振周波数よりも高い周波数になると、３０ｋＨｚ付近から、インピーダンス特性ｐと同じような特性を示すことになる。
【００６１】
以上から、減結合回路５では、直流から２ｋＨｚ付近までは、従来の減結合回路よりも４ｋΩ以上大きいコモンモードインピーダンスとなることがわかる。
【００６２】
次に、減結合回路５のコモンモードインピーダンスが直列共振点付近で低下することによって与えられる分流特性の影響について図４を参照して従来の減結合回路と比較して説明する。
【００６３】
図４は、減結合回路の分流特性における電圧レベルの周波数スペクトラムの一例を示す図である。なお、図４において、横軸は周波数（ｋＨｚ）、縦軸は対数で表わした周波数スペクトラムの振幅の電圧レベル（Ｖ）、を示してある。
【００６４】
図４によると、被試験装置４側の電圧レベルについては、従来の減結合回路における電圧レベル特性ｐ１と、減結合回路５における電圧レベル特性ａ２とは、ほぼ同じような特性を示している。
【００６５】
一方、対向装置３側の電圧レベルでは、減結合回路５における電圧レベル特性ａ１は、０〜３ｋＨｚ程度において、従来の減結合回路における電圧レベル特性ｐ２よりもずいぶん低くなる。これは、減結合回路５の分流特性が従来のものよりも、ずいぶん改善されていることを示している。
【００６６】
一方、周波数が５．５ｋＨｚ程度において、電圧レベル特性ａ１を示す実線と、電圧レベル特性ｐ２を示す破線とが交差する。そして、１２．５ｋＨｚ付近までは、電圧レベル特性ａ１に示された電圧レベルは、電圧レベル特性ｐ２のものよりも高くなり、周波数がそれよりも高くなると、各電圧レベル特性ａ１，ｐ２に示された電圧レベルは、ほぼ同程度となる。
【００６７】
なお、図４では、５．５ｋＨｚ〜１２．５ｋＨｚにおいて、電圧レベル特性ａ１の電圧レベルが改善されていない。これは、コモンモードインピーダンスが、直列共振点付近でＶ字形に低下することが原因と考えられる。
【００６８】
図５は、減結合回路５の分流特性の実験結果を説明するための図である。なお、図５において、横軸は時間（ｍｓ）、左側の縦軸は１５０Ωの抵抗に対して生じる電圧、右側の縦軸は１５０Ωの抵抗に流れる電流を示してある。また、Ｖ１は対向装置３側の電圧、Ｉ１は対向装置３側の電流、Ｖ２は被試験装置４側の電圧、Ｉ２は被試験装置４側の電流を表してある。
【００６９】
図５では、雷サージ波形は１０／７００ｕｓ波形、充電電圧は１ｋＶの場合の結果を示してある。また、被試験装置４側と対向装置３側はそれぞれ、被試験装置４および対向装置３とアース１０との間のコモンモードインピーダンスを模擬した１５０Ωの抵抗で終端している。
【００７０】
図５から、電圧の分流比Ａｄｖ＝−１７．６ｄＢ、電流の分流比Ａｄｉ＝−１５．７ｄＢが得られた。この実験結果と、前述した計算結果、すなわちＡｄｖ＝−１７．４ｄＢ、Ａｄｉ＝−１７．５ｄＢとは、最大１．８ｄＢの差異となり、両者はほぼ一致することがわかった。
【００７１】
また、従来の減結合回路の分流特性は、前述したように、Ａｄｖ＝−５．２ｄＢ、Ａｄｉ＝−６．２ｄＢとなるので、減結合回路５の場合は、従来の減結合回路に比べて１０〜１２ｄＢ程度の大きな改善が図られたことがわかった。
【００７２】
さらに、図５からは、被試験装置４に生じる電圧および電流に対して、対向装置３に生じる電圧および電流の遅延はほとんど生じないことがわかった。
【００７３】
次に、参考のために、一般的な減結合回路の分流特性の実験結果について図６を参照して説明する。Ｖ３は対向装置３側の電圧、Ｉ３は対向装置３側の電流、Ｖ４は被試験装置４側の電圧、Ｉ４は被試験装置４側の電流を表してある。
【００７４】
図６では、４分割の空心コイルが用いられ、かつ、雷サージ発生器の充電電圧が４ｋＶの場合である一例を示してある。
【００７５】
この場合、対向装置３側の電圧および電流と、被試験装置４側の電圧および電流とは、約３００ｕｓの遅延が生じることがわかった。これは、この一般的な減結合回路では、コモンモードチョークコイルのみで構成されていたために、それの２０ｍＨのインダクタンスによって位相遅れが生じたからである。
【００７６】
しかし、本実施形態の減結合回路５には、低周波スペクトラム抑制器５４が、１ワイヤ当たり１０ｎＦで、かつ２ワイヤ分のコンデンサＣ１，Ｃ１を含んでおり、コモンモードチョークコイル５５と直列接続されるように構成されている。この低周波スペクトラム抑制器５４の構成によって、コンデンサの進み位相特性が得られ、コモンモードチョークコイルの遅れ位相をキャンセルすることができる。
【００７７】
コンデンサを直列接続しない場合、遅延量は、４分割の空心コイルを用いた場合でも、２分割の空心コイルを用いた場合でも、大きくなるはずである。にもかかわらず本実施形態の減結合回路５では遅延をほとんど無くすことができている。
【００７８】
以上説明したように、減結合回路５は、被試験装置４および対向装置３であるＶＤＳＬモデムの通信状態における雷サージ過電圧耐力試験を実施する際に、減結合回路５を通り抜けて対向装置３に漏えいする過電圧を抑制するための分流特性の大幅な改善を実現することができる。
【００７９】
減結合回路５は、通信状態のＶＤＳＬ用のＩＣＴ機器の雷サージ過電圧耐力試験において、伝送損失の増加やペイロード速度の劣化を招くことなく、被試験装置４に印加された雷サージ過電圧が対向装置３に漏えいすることを抑制することができる。
【００８０】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００８１】
例えば、図２に示した減結合回路５において、２分割された空心コイルＬ１１〜Ｌ１４からなるコモンモードチョークコイル５５を有しているが、例えば４分割以上の空心コイルからなるコモンモードチョークコイルを有するようにしてもよい。４分割された空心コイルからなるコモンモードチョークコイルを有する減結合回路５Ａを図７に示す。
【００８２】
図７に示した減結合回路５Ａは、８つの空心コイルＬ１１〜Ｌ１８を有し、Ｄ１〜Ｄ４のように４分割されている点が、図２のものと異なる。
【００８３】
また、図２に示した減結合回路５において、コンデンサＣ１，Ｃ２は、コモンモードチョークコイルの巻き始めのワイヤと端子５１ａ，５１ｂとの間に設ける場合について説明したが、例えば、コモンモードチョークコイルの巻き終わりのワイヤと端子５３ａ，５３ｂとの間に設けるようにしてもよい。
【００８４】
あるいは、被試験装置４の通信ポートは２つの場合を例にあげて説明したが、例えば通信ポートが４つの場合に、上記実施形態および変形例の減結合回路を適用することもできる。この場合、コモンモードチョークコイルは４ワイヤを使用する。
【００８５】
対向装置３および被試験装置４として例えばＶＤＳＬモデムを適用して説明したが、これに限られず、他のＩＴ機器等の通信機器にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１    雷サージ発生器
２ａ、２ｂ  結合回路
３    対向装置
４    被試験装置
５、５Ａ  減結合回路
５４  低周波スペクトラム抑制器
５５  コモンモードチョークコイル
Ｌ１１〜Ｌ１４  空心コイル
Ｃ１〜Ｃ２  コンデンサ
Ｗ１〜Ｗ２  ワイヤ
【図１】
0005851937.tif 000002
【図２】
0005851937.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005851937.tif 000007
【図７】
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