(57)【要約】【課題】バラン回路において、グランドラインの電位の雑音による変動により生じる差動出力の基準電位の変動を小さくし、差動出力の雑音による歪みを小さくする。【解決手段】平衡側のコイルのセンタータップを、雑音阻止手段（例えば、チョークコイル６ａ）を介してグランドライン（基準電位ライン）に接続する。雑音阻止手段６は、回り込みを阻止しようとする高い周波数の雑音に対してはハイインピーダンスになり、直流或いは低い周波数の信号に対してはローインピーダンスになる特性を有する。【効果】雑音によって平衡側のコイルのセンタータップの電位が変動することを雑音阻止手段（例えばチョークコイル６ａ）により抑制することができので、グランドラインの電位の雑音による変動によって生じる差動出力の基準電位の変動を小さくでき、差動出力の雑音による歪みを小さくできる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平衡側のコイルのセンタータップに一端が接続された雑音阻止手段を有し、
上記雑音阻止手段は、雑音成分に対してはハイインピーダンスになり、直流成分に対してローインピーダンスになる周波数特性を有し、
上記雑音阻止手段の他端がグランドライン（基準電位ライン）と接続されるグランドライン側の端子とされた
ことを特徴とするバラン回路。
【請求項２】
前記雑音阻止手段が、チョークコイルからなる
ことを特徴とする請求項１記載のバラン回路。
【請求項３】
前記雑音阻止手段が、λ／４共振器からなる
ことを特徴とする請求項１記載のバラン回路。
【請求項４】
基板に、半導体集積回路及び受動素子部品を搭載し、バラン回路と高周波回路を少なくとも備えた高周波回路モジュールにおいて、
上記バラン回路のセンタータップが雑音阻止手段を介して上記基板のグランドライン（基準電位ライン）に接続され、
上記雑音阻止手段は、雑音成分に対してはハイインピーダンスになり、直流成分に対してローインピーダンスになる周波数特性を有する
ことを特徴とする高周波回路モジュール。
【請求項５】
前記雑音阻止手段が、チョークコイルからなる
ことを特徴とする請求項４記載のバラン回路。
【請求項６】
前記雑音阻止手段が、λ／４共振器からなる
ことを特徴とする請求項４記載のバラン回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バラン回路と、高周波回路モジュール、特に、基板に、半導体集積回路及び受動素子部品を搭載し、バラン回路と高周波回路を少なくとも備えた高周波回路モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  ｐｏｉｎｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の無線通信用途の高周波回路モジュールには、バラン回路が設けられている。その理由は、ミキサ回路にバラン回路を必要とするギルバート・セルを使用するためと、ノイズ耐性が優れた差動線路をＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路に多く用いるようになっているからである。
ここで、バラン回路は、一次コイルと二次コイルによるインピーダンス変成器からなり、その二つのコイル間の電磁誘導を利用して一つの信号線とグランドラインとによる不平衡経路を通じて入力された不平衡信号を平衡信号（差動信号）に変換して平衡経路を通じて出力する（特開２００−２３６２２７号公報）。
【０００３】
図５（Ａ）、（Ｂ）はバラン回路の各別の従来例を示す回路図である。図５（Ａ）において、Ｌ１は一次コイル、ｎ１はその一次コイルＬ１の巻数、Ｌ２は２次コイル、ｎ２はその巻数、Ｃ１は一次側（不平衡側）に接続されたコンデンサ、２Ｃ２、２Ｃ２は二次側（平衡側）に接続されたコンデンサである。
また、図５（Ｂ）に示すバラン回路において、ｌ（Ｌの小文字）１とｌ１’は一次コイル、同じくｌ２とｌ２’は二次コイルである。一次コイルｌ１とｌ１’とは互いに逆巻に巻き、二次コイルｌ２とｌ２’とは同じ向きに巻く。２Ｌ１は一次コイルのインダクタンス、Ｌ２／２は２次コイルのインダクタンス、Ｍは相互コンダクタンス、Ｃ１は一次側（不平衡側）に接続されたコンデンサ、２Ｃ２、２Ｃ２は二次側（平衡側）に接続されたコンデンサである。
【０００４】
図５に示すように、従来においては、２次コイルのセンタータップが直接グランドラインに接続、即ち接地されていた。図６はそのことを概略的に示すバラン回路の従来例の概略構成図である。尚、平衡側のコイルのセンタータップを直接接地することは、特開平５−２５９９４３号公報、特開平１０−２００３６０号公報、前述の特開２００−２３６２２７号公報等にも紹介されている。
このように、平衡側のコイルのセンタータップを接地するのは、バラン回路の差動出力の基準電位を正確に０Ｖにするためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来においては、バラン回路を基板に組み込んで高周波回路モジュールを構成した場合、雑音により差動出力の基準電位が変動し、差動出力に歪みが生じてしまうという問題があった。この点について詳しく述べると次の通りである。
即ち、バラン回路は全く周囲に雑音のないところで使用されれば、差動出力の基準電位を正確に０Ｖに保つことは充分に可能である。しかし、バラン回路は、通常、半導体集積回路、受動部品（例えばコイル、コンデンサ、抵抗、フィルタ等の部品）が搭載された基板に設けられて高周波回路モジュールを構成する。そして、その高周波回路モジュールは携帯電話機、無線ＬＡＮ等の無線通信機器内にその一部の構成要素として用いられる。無線通信用の高周波回路等は、高周波発振器や高速なディジタル回路を含んでおり、非常に高い周波数の雑音を発生し、グランドラインの電位を不安定にし、グランド・バウンスを起こし易い。
【０００６】
従って、高周波回路モジュールには雑音が侵入し、その基板のグランドラインの電位はその雑音により変動する。ところで、前述のように、バラン回路の２次コイルのセンタータップはそのグランドラインに接続（即ち、接地）されているので、そのグランドラインの電位が雑音により変動すると、差動出力の基準電位が変動する。すると、差動信号が歪んでしまうのである。
依って、バラン回路は単体としては安定した特性を有していても、高周波回路モジュール内に組み込まれ、更に、その高周波回路モジュールが無線通信機器に実際に組み込まれて使用された場合には、上述したように発生する雑音により通信性能が低下するという問題が生じるのである。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、グランドラインの電位の雑音による変動により生じる、バラン回路の二次コイルからの差動出力の基準電位の変動を小さくし、以て差動出力の雑音による歪みを小さくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のバラン回路は、平衡側のコイルのセンタータップが、雑音に対してハイインピーダンスになり、直流或いは低い周波数の信号（高周波信号ではあるが、雑音よりは低い周波数の本来の信号）に対してはローインピーダンスになる雑音阻止手段（例えば、チョークコイル、或いは共振器等）を介してグランドライン（基準電位ライン）に接続されるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１のバラン回路によれば、二次コイルのセンタータップが上記雑音阻止手段を介してグランドラインに接続されようにしたので、そのセンタータップは、直流的にはグランドラインに短絡されるる。しかし、交流、特に高い周波数の雑音についてはその雑音阻止手段が大きなインピーダンスを有するハイインピーダンス手段になるので、その二次コイルは、実質的に、ハイインピーダンス手段を介して接続されるようになる。
【００１０】
依って、雑音によって平衡側のコイルのセンタータップの電位が変動することを雑音阻止手段により抑止乃至抑制することができ、グランドラインの電位の雑音による変動によって生じる差動出力の基準電位の変動を小さくすることができ、延いては差動出力の雑音による歪みを小さくすることができる。
【００１１】
請求項４の高周波回路モジュールは、バラン回路のセンタータップが、雑音成分に対してはハイインピーダンスになり、直流成分や信号（高周波信号ではあるが、雑音よりは低い周波数の本来の信号）に対してローインピーダンスになる雑音阻止手段を介してバラン回路搭載基板のグランドライン（基準電位ライン）に接続されたことを特徴とする。
従って、請求項４の高周波回路モジュールによれば、センタータップが上記雑音阻止手段を介してグランドラインに接続されようにしたので、センタータップは、直流的にはグランドラインに短絡されるも、交流、特に高い周波数の雑音成分に対してはグランドラインとの間に雑音阻止手段によるハイインピーダンスのインピーダンス手段が介在する。
【００１２】
依って、雑音によって平衡側のコイルのセンタータップの電位が変動することを雑音阻止手段により抑止乃至抑制することができ、グランドラインの電位の雑音による変動によって生じる差動出力の基準電位の変動を小さくすることができ、延いては差動出力の雑音による歪みを小さくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、基本的には、バランの平衡側のコイルのセンタータップを、直流的にはローインピーダンス（略０Ω）、阻止しようとする雑音の周波数帯域に対してはハイインピーダンス（極めて高い例えば略無限大乃至それに近い大きさのインピーダンス）になる、雑音阻止手段を介在させるようにするものである。
【００１４】
雑音阻止手段の典型例としては、阻止しようとする雑音の周波数に同調した特性を有するチョークコイル、λ／４共振器等が挙げられる。
λ／４共振器は、基板に（例えば基板表面上に或いは基板内部に）、阻止しようとするグランド雑音の波長λの４分の１程度の長さを有するストリップライン或いはマイクロストリップラインにより形成することができ、その波長に着目して、特にλ／４共振器と称される。
尚、λ／４共振器の共振用のキャパシタは、勿論、外付け部品であるコンデンサにより形成できるが、薄膜技術により形成した基板内薄膜キャパシタにより形成することもできる。また、ストリップライン或いはマイクロストリップライン等のライン間の寄生容量により構成することもできる。
【００１５】
尚、λ／４共振器において、そのストリップライン或いはマイクロストリップライン（配線膜）の長さは、精確には、基板パターンの実効比誘電率εｅｆｆを考慮して決定すべき［λ＝λ０／（εｅｆｆ）１／２      但し、λ０：真空中の管内波長］であり、また、周囲の回路パターンにより生じる寄生容量や、共振器パターンを折り曲げることによる寄生容量が生じれば、共振器の長さをλ／４よりも短かくしても等価的にλ／４共振器が構成されてしまうということもあり得る。従って、阻止しようとする雑音の波長の４分の１よりもかなり短かいλ／４共振器でその雑音を阻止し得る。共振器の長さの短縮は可能である。
【００１６】
尚、終端短絡λ／４共振器の周波数ｆにおけるインピーダンスＺは、次式で表される。
Ｚ＝ｊＺ０ｔａｎ（２πｆ／４ｆ０）
但し、ｆ０：λ／４共振器の共振周波数、Ｚ０：λ／４共振器の特性インピーダンス。
上記式からＺ０（：λ／４共振器の特性インピーダンス）を大きくすればするほど広帯域の雑音を阻止することができると言える。そして、それはλ／４共振器の線幅を細くすることにより、或いはグランドラインからのλ／４共振器の距離を大きくする（離す）ことにより為し得る。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。
図１は本発明バラン回路の概略構成図である。図面において、２はバラン回路で、インピーダンス変成器からなるバラン回路本体４と、雑音阻止手段を成すチョークコイル６ａにより構成されている。
上記バラン回路本体４は、例えば図５（Ａ）、（Ｂ）に示すバラン回路と同じ回路構成を有している。Ｔｕは不平衡信号を受けるところの不平衡側の一方の入力端子、Ｔｇは同じく不平衡側の他方の入力端子で、グランドラインに接続されるものであるので、グランド端子と称することとする。
【００１８】
Ｔｂ（＋）は平衡信号を出力する一方（＋側）の出力端子、Ｔｂ（−）は平衡信号を出力する他方（−側）の出力端子、Ｔｃはバラン回路本体４内の二次コイル［図１では図示しない。図５（Ａ）、（Ｂ）のｌ２、Ｌ２がそれに相当する。］のセンタータップであり、このセンタータップＴｃには上記雑音阻止手段を成すチョークコイル６ａの一端ａが接続されている。そして、該チョークコイル６ａの他端ｂがグランドラインに接続されるべき端子とされる。
【００１９】
その雑音阻止手段を成すチョークコイル６ａは、バラン回路２が使用される（組み込まれる）高周波回路モジュールのグランド雑音の周波数に同調してそれの通過を阻止する。チョークコイル６ａは直流的にはローインピーダンス（略０Ω）であるが、そのインダクタンスを適宜に選ぶことにより通過を阻止しようとする雑音の周波数に同調してその周波数の雑音に対しては極めてハイインピーダンスになって雑音の通過を阻むことができる。理想的には、阻止しようとする雑音の周波数帯域に対しては無限大のインピーダンスになることが好ましいと言えるが、現実的にはそれは不可能ではある。しかし、阻止したい雑音周波数帯でインピーダンスを実質的に無限大とも言える充分に高い値になるように設定することは充分に可能である。
【００２０】
従って、このようなバラン回路２を用いて高周波回路モジュールを構成すれば、雑音によって平衡側のコイルのセンタータップＴｃの電位が変動することを雑音阻止手段を成すチョークコイル６ａにより抑制することができるので、グランドラインの電位の雑音による変動によって生じる差動出力の基準電位の変動を小さくすることができ、延いては差動出力の雑音による歪みを小さくすることができるのである。
【００２１】
図２は本発明バラン回路２を用いたところの、ＩＳＭバンド（２．４ＧＨｚ帯）の近距離用無線トランシーバ・モジュール（本発明高周波回路モジュールの一つの実施例）を示す回路ブロック図である。該モジュール１０は、周波数ホッピング方式スペクトラム拡散通信を行うもので、１２は主要部を成すＲＦ−ＩＣ（高周波半導体集積回路装置）である。尚、このモジュール１０においては、一次変調にはＧＦＳＫを利用している。
ここで、ＲＦ−ＩＣ１２内の先ず送信側の回路を説明する。１４は上記変調を行う変調回路を成すＧａｕｓｓｉａｎ  ＦＩＲ、１６は同じくＰＬＬ回路、１８は同じく水晶発振子、２０は同じくループフィルタ、２２は同じくＤ／Ａコンバータ、２４は同じくローパスフィルタ、２６は同じく電圧制御発信回路である。尚、２８はこの変調回路で変調された信号を増幅するアンプである。但し、水晶発振子１８及びループフィルタ２０はＲＦ賄ＩＣ１２外部の外付け部品である。
【００２２】
次に、受信回路を説明すると、３０は該受信回路のアンプ、３２はミキサ、３４はバンドパスフィルタ、３６はアンプ、３８はＡ／Ｄコンバータ、４０はデモジュレータ（復調回路）である。
このように、ＲＦ−ＩＣ１２内には、送受信回路の主要部が設けられているが、ＲＦ−ＩＣ１２外部には本発明の一つの実施例のバラン回路が２つ２ｏ、２ｉ及びアンテナスイッチ４０及びバンドパスフィルタ４２並びに上述した水晶発振子１８及びループフィルタ２０が設けられている。４４はアンテナである。
【００２３】
バラン回路２ｏは送信部の出力側と、アンテナスイッチ４０の一方の切換端子（送信側切換端子）との間に設けられ、バラン回路２ｉはアンテナスイッチ４０の他方の切換端子（受信側切換端子）と受信部の入力側との間に設けられている。図２ではバラン回路２ｏ、２ｉの二次コイルのセンタータップが雑音阻止手段６を介して接地されていることを図示していないが、実際には、図１に示したように二次コイルのセンタータップは雑音阻止手段（具体的には、本実施例ではチョークコイル６ａからなる）を介して接地されている（グランドラインに接続されている）ことはいうまでもない。
従って、本モジュール（本発明高周波回路モジュールの一つの実施例）によれば、バラン回路２ｏ、２ｉはそれが持つ雑音阻止手段の働きにより、グランドラインの電位の雑音による変動によって生じる差動出力の基準電位の変動を小さくすることができ、延いては差動出力の雑音による歪みを小さくすることができるという効果を享受することができるのである。
【００２４】
更に、本モジュールによれば、バラン回路２ｏ、２ｉの二次コイルのセンタータップに雑音阻止手段を成すチョークコイル６ａが接続されているので、このチョークコイル６ａによってＲＦ（高周波）信号の漏れを防止し、信号の出力レベルを向上させることができるという効果も得ることができる。
即ち、ＲＦ（高周波）信号の入出力回路のフロント・エンド部に設けられているバラン回路は、二次コイルのセンタータップが、もし、従来のように直接グランドラインに接続されているとしたら、出力ＲＦ信号の通過時に、そのＲＦ信号の一部がそのセンタータップからグランドに逃げてしまい、ＲＦ信号の出力レベルが低下してしまうことになる。
【００２５】
しかるに、本モジュールにおいては、バラン回路２ｏ、２ｉがＲＦ信号の入出回路のフロント・エンド部に設けられてはいるが、そのバラン回路２ｏ、２ｉの二次コイルのセンタータップが直接グランドラインに接続されるのではなく、チョークコイル６ａを介してグランドラインに接続されている。
従って、出力ＲＦ信号の通過時においてそのＲＦ信号の一部がそのセンタータップからグランド側に漏れるのを、そのチョークコイル６ａによって阻止乃至抑止することができる。
従って、ＲＦ信号の出力レベルがその漏れにより低下するのを阻止乃至抑制することができ、延いては信号の出力レベルを向上させることができるのである。
【００２６】
図３はモジュールの構造例を示すもので、ＲＦ−ＩＣ１２、それ以外のＩＣ５０、バラン、フィルタ、その他の受動部品（コイル、コンデンサ、抵抗、水晶発振子）等が一つの配線基板５０に搭載されている。５２はそれらの受動部品のうちの一つを示す。また、５４はＲＦ−ＩＣ１２を他から静電シールドするシールドキャップであり、導電体、例えば金属からなる。
尚、図３に示すものは、基板表面上にＩＣ５、１２、受動部品５２等が設けられているが、これらの全部或いは一部を基板５０内部に設けるようにしても良く、図３に示すモジュールは飽くまで本発明高周波回路モジュールの一つの実施例に過ぎない。
【００２７】
図４は本発明バラン回路の他の実施例２ａを示す回路ブロック図である。本実施例は、図１に示す実施例２とは、雑音阻止手段として、λ／４共振器６ｂを用いた点でのみ相違している。ａはその一端であり、二次コイルのセンタータップに接続されている。ｂはその他端であり、グランドラインに接続される。
λ／４共振器６ｂは、例えば基板上にストリップライン又はマイクロストリップラインを適宜なパターン及び大きさ（寸法）で形成し、更に、例えば集中定数による或いは外付けコンデンサ部品による或いは基板内の薄膜キャパシタによる共振用キャパシタを設けることにより構成できる。
そして、その共振特性により決まる所定の周波数帯域の成分を減衰させることができるのである。従って、その共振特性を、阻止しようとする雑音の周波数帯域になるように設定すれば、雑音がそのλ／４共振器６ｂを通過することを有効に阻止することができ、雑音によるグランドラインの電位変動の影響をバラン回路２ａが受けないようにすることができる。
従って、通信品質（通信品位）の劣化を防止することができるのである。
【００２８】
尚、発明の実施の形態の項でも述べたが、λ／４共振器のλは阻止しようとする雑音の波長を意味し、共振器は概ね阻止しようとする波長λの４分の１程度の長さが必要と一応は言える。しかし、周囲の回路パターンによる寄生容量、寄生インダクタンス等により、共振器の長さをλ／４よりも短かくしてもその波長λの雑音を減衰させ得る。
また、λ／４共振器６ｂのストリップライン又はマイクロストリップラインの線幅を細くするとか、或いはλ／４共振器６を構成するストリップライン又はマイクロストリップラインのグランドラインからの距離を離して共振器６ｂの特性インピーダンスＺ０を大きくすると、阻止できる雑音の周波数帯域を広くすることができる、即ち、広帯域の雑音を阻止できる。これについても発明の実施の形態の項で述べた。
また、λ／４共振器６ｂを雑音阻止手段６として用いたバラン回路２ａを、ＲＦ信号の入出回路のフロント・エンド部に設けた高周波回路モジュールにおいても、ＲＦ信号が二次側コイルのセンタータップからグランドラインに漏れるのをλ／４共振器６ｂで抑制することができるという効果を享受し得る。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１のバラン回路によれば、センタータップが雑音阻止手段を介してグランドラインに接続されようにしたので、センタータップは、直流的には、或いはＲＦ信号程度の周波数的には、グランドラインに実質的に短絡されるも、交流、特に雑音のような高い高周波的にはその雑音阻止手段からなるハイインピーダンス手段を介して接続されるようにできる。
従って、雑音によって平衡側のコイルのセンタータップの電位が変動することを雑音阻止手段により抑制することができ、グランドラインの電位の雑音による変動によって生じる差動出力の基準電位の変動を小さくすることができ、延いては差動出力の雑音による歪みを小さくすることができる。
【００３０】
請求項２のバラン回路によれば、雑音阻止手段をチョークコイルで構成したので、チョークコイルにより、センタータップを、直流的にはグランドラインに短絡し、交流、特に高周波的には、実質的に雑音阻止手段からなるハイインピーダンスのインピーダンス手段を介して接続するされるようにできる。
請求項３のバラン回路によれば、雑音阻止手段をλ／４共振器で構成したので、λ程度の波長を有する雑音をそのλ／４共振器により減衰させることにより有効に阻止することができる。
【００３１】
請求項４の高周波回路モジュールによれば、センタータップが雑音阻止手段を介してグランドラインに接続されようにしたので、センタータップは、直流的、更にＲＦ信号のような高周波信号についてはグランドラインに短絡されるも、交流、特に高い周波数の雑音成分にはグランドラインとの間にハイインピーダンスの雑音阻止手段が介在することになる。
依って、雑音によって平衡側のコイルのセンタータップの電位が変動することを雑音阻止手段により抑制することができるので、グランドラインの電位の雑音による変動によって生じる差動出力の基準電位の変動を小さくすることができ、延いては差動出力の雑音による歪みを小さくすることができる。
【００３２】
また、高周波回路モジュールのバラン回路をＲＦ（高周波）信号の入出力回路のフロント・エンド部に設けた場合には、そのバラン回路の二次コイルのセンタータップとグランドラインとの間の雑音阻止手段により、ＲＦ信号のグランドライン側への漏れを抑止することが可能となり、ＲＦ信号の出力レベルの低下を抑止し得る。
【００３３】
請求項５の高周波回路モジュールによれば、雑音阻止手段をチョークコイルで構成したので、チョークコイルにより、センタータップを、直流的或いは低い周波数（ＲＦ信号程度の周波数）にはグランドラインに短絡乃至略短絡し、交流、特に雑音の如き高い周波数的には雑音阻止手段からなる謂わばハイインピーダンス手段を介して接続するされるようにできる。
請求項６の高周波回路モジュールによれば、雑音阻止手段をλ／４共振器で構成したので、λ程度の波長を有する雑音をそのλ／４共振器により減衰させることにより有効に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明バラン回路の一つの実施例を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示したバラン回路を用いた高周波回路モジュール（本発明高周波回路モジュールの一つの実施例）の回路ブロック図である。
【図３】図２に示した高周波回路モジュールの断面図である。
【図４】本発明バラン回路の他の実施例を示す回路ブロック図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はバラン回路の各別の従来例を示す回路図である。
【図６】バラン回路の従来例の概略を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
２、２ｏ、２ｉ・・・バラン回路、４・・・バラン回路本体、６・・・雑音阻止手段、６ａ・・・チョークコイル、６ｂ・・・λ／４共振器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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