(57)【要約】【目的】伝送線路間の電圧による絶縁抵抗劣化がなく、かつ、優れたコモンモードノイズ抑制効果を有する伝送線路型コモンモードフィルタを提供する。【解決手段】伝送線路型コモンモードフィルタ１は、直方体形状の磁性体５の内部に２本の平行伝送線路２，３が接近して同一平面上に配置されている。平行伝送線路２，３の周囲には誘電体４（または絶縁体）が配置されている。さらに、磁性体５の上下面にグランド導体６，７が配置されている。そして、コモンモード動作のときに発生する磁束φ２は、主として磁性体５だけを通る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体と、該磁性体の内部に平行に近接配置された複数の伝送線路と、前記複数の伝送線路の周囲に配置された誘電体もしくは絶縁体と、前記磁性体の外側に配置されたグランド導体とを備え、
ノーマルモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として前記誘電体もしくは絶縁体と前記磁性体とを通り、かつ、コモンモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として前記磁性体だけを通るように構成されていること、
を特徴とする伝送線路型コモンモードフィルタ。
【請求項２】
磁性体と、該磁性体の一方の主面側に平行に近接配置された複数の伝送線路と、前記複数の伝送線路の周囲に配置された誘電体もしくは絶縁体と、前記誘電体もしくは絶縁体の外側に配置された磁性体層と、前記磁性体の他方の主面に配置されたグランド導体とを備え、
ノーマルモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として前記誘電体もしくは絶縁体と前記磁性体と前記磁性体層とを通り、かつ、コモンモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として前記磁性体と前記磁性体層だけを通るように構成されていること、
を特徴とする伝送線路型コモンモードフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送線路型コモンモードフィルタ、特に、高速差動インターフェースなどの差動信号を利用した電子回路に使用される伝送線路型コモンモードフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速信号伝送インターフェースに発生するコモンモードノイズを抑制するための、２本の伝送線路をペアとした伝送線路型コモンモードフィルタが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図７は特許文献１に記載されたコモンモードフィルタ６１の基本断面構造図である。このコモンモードフィルタ６１は、誘電体層６４と、誘電体層６４の内部に平行に配置された２本の伝送線路６２，６３と、誘電体層６４を挟むようにその両側に配置された磁性体６５ａ，６６ａおよび誘電体６５ｂ，６６ｂからなる複合体層６５，６６と、複合体層６５，６６のさらに外側に配置された接地導体６８，６９とで構成されている。
【０００４】
ここに、フェライトなどの磁性体６５ａ，６６ａはコモンモードノイズの抑制効果を向上させるものであるが、電圧が常にかかった状態が続くと絶縁抵抗が劣化する性質を有する。そこで、コモンモードフィルタ６１では、絶縁抵抗劣化の少ない誘電体層６４の内部に伝送線路６２，６３を配置し、伝送線路６２と６３間の電圧が磁性体６５ａ，６６ａにかからない構造を採っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８４１５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このコモンモードフィルタ６１は、ノーマルモード信号に対しては低インピーダンスであるため信号が通過し、コモンモード信号（コモンモードノイズ）に対しては高インピーダンスであるため信号を阻止するように動作する。ノーマルモード信号が伝送線路６２，６３を流れるとき、すなわちノーマルモード動作のときは、伝送線路６２，６３を流れるノーマルモード電流は逆位相である。従って、伝送線路６２，６３の周囲には、図８の（Ａ）に示すような磁束φ１が発生する。
【０００７】
ところが、コモンモード信号（コモンモードノイズ）が伝送線路６２，６３を流れるとき、すなわちコモンモード動作のときは、伝送線路６２，６３を流れるコモンモード電流は同位相である。従って、伝送線路６２，６３の周囲には、図８の（Ｂ）に示すような磁束φ２が発生する。このコモンモード動作のときに発生する磁束φ２は、磁性体６５ａ，６６ａの部分だけでなく、誘電体層６４の部分も通る。このため、コモンモード動作時の磁気損失がその分減少し、コモンモードノイズの抑制効果が十分に発揮されていないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、伝送線路間の電圧による絶縁抵抗劣化がなく、かつ、優れたコモンモードノイズ抑制効果を有する伝送線路型コモンモードフィルタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る伝送線路型コモンモードフィルタは、磁性体と、該磁性体の内部に平行に近接配置された複数の伝送線路と、前記複数の伝送線路の周囲に配置された誘電体もしくは絶縁体と、前記磁性体の外側に配置されたグランド導体とを備え、ノーマルモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として前記誘電体もしくは絶縁体と前記磁性体とを通り、かつ、コモンモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として前記磁性体だけを通るように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
以上の構成において、複数の伝送線路は誘電体もしくは絶縁体の内部に配置されているため、伝送線路間の電圧や線路−グランド間の電圧は絶縁耐力の高い誘電体もしくは絶縁体を介してかかることになる。従って、伝送線路間、線路−グランド間の電圧による絶縁抵抗劣化がない。
【００１１】
また、コモンモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として磁性体や磁性体層だけを通るため、大きな磁気損失が得られる。なお、「主として」は、殆どの磁束はその磁路が磁性体や磁性体層に形成されているが、僅かな磁束はその磁路の少なくとも一部が誘電体もしくは絶縁体に形成されているという意味である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る伝送線路型コモンモードフィルタの実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１３】
［第１実施形態、図１〜図３］
図１は、本発明に係る伝送線路型コモンモードフィルタの第１実施形態を示す基本断面構造図である。この伝送線路型コモンモードフィルタ１は、直方体形状の磁性体５の内部に２本の平行伝送線路２，３が接近して同一平面上に配置されている。平行伝送線路２，３の周囲には誘電体４（または絶縁体）が配置されている。さらに、磁性体５の上下面にグランド導体６，７が配置されている。なお、紙面に対して略垂直な方向が伝送線路２，３の長手方向になっている。
【００１４】
例えば、磁性体５にはＮｉ−Ｚｎフェライト基板、伝送線路２，３にはＣｕやＡｕやＡｇ、誘電体４にはポリイミド、グランド導体６，７にはＣｕやＡｌが用いられる。また、図１では伝送線路２，３の横断面形状しか表示していないが、伝送線路２，３は直線形状や蛇行形状や渦巻形状などのパターンである。そして、伝送線路２，３のそれぞれの両端は、伝送線路型コモンモードフィルタ１の両端部に設けられた外部端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ（図３参照）に電気的に接続されている。
【００１５】
以上の構成からなる伝送線路型コモンモードフィルタ１において、伝送線路２，３は誘電体４の内部に配置されているので、伝送線路２と３間の電圧が磁性体５にかからない。また、伝送線路２，３とグランド導体７間では、電圧は絶縁耐力の高い誘電体４を介してかかることになる。従って、伝送線路型コモンモードフィルタ１は伝送線路２と３間、および伝送線路２，３とグランド７間の電圧による絶縁抵抗劣化がない。
【００１６】
さらに、ノーマルモード信号が伝送線路２，３を流れるとき、すなわちノーマルモード動作のときは、伝送線路２，３の周囲に、図２の（Ａ）に示すような磁束φ１が発生する。このとき、２本の伝送線路２，３に流れるノーマルモード電流は逆向き（逆位相）であるため、これらによって発生する磁界は互いに逆向きとなり、発生する磁束φ１は非常に少ない。また、磁束φ１は誘電体４を通るため、磁気損失はさらに減少する。従って、コモンモードフィルタ１はノーマルモード信号に対しては低インピーダンスとなり、ノーマルモード信号が通過するように動作する。
【００１７】
一方、コモンモードノイズが伝送線路２，３を流れるとき、すなわちコモンモード動作のときは、伝送線路２，３の周囲に、図２の（Ｂ）に示すような磁束φ２が発生する。２本の伝送線路２，３に流れるコモンモード電流は同じ向き（同位相）であるため、これらによって発生する磁界は加算され、ノーマルモード動作時と比べて発生する磁束φ２が非常に多くなる。従って、コモンモードフィルタ１はコモンモードノイズに対しては高インピーダンスとなり、コモンモードノイズを阻止するように動作する。しかも、このコモンモード動作のときに発生する磁束φ２は、主として磁性体５だけを通るため、大きな磁気損失を得ることができる。この結果、伝送線路型コモンモードフィルタ１は、従来のコモンモードフィルタ６１と比べて優れたコモンモードノイズの抑制効果が得られる。
【００１８】
次に、この伝送線路型コモンモードフィルタ１を、図３に示す液晶ディスプレイとパーソナルコンピュータ間のインターフェース部に使用した場合について説明する。ここでは、デジタルディスプレイ用のインターフェース規格であるＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格に使われてるＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）伝送方式を採用している液晶ディスプレイを例にする。
【００１９】
ＴＭＤＳ伝送方式は、ＲＧＢ信号用の差動信号線（２×３＝６本）とクロック信号用差動信号線（２本）との合計８本の信号線で構成されているので、パーソナルコンピュータ側と液晶ディスプレイ側を、二つの伝送信号ライン１５ａ，１５ｂを備えた伝送ケーブル１５を四つ使用して接続する。ただし、図３にはＲＧＢ信号用差動信号線２本しか図示していない。そして、パーソナルコンピュータから出力されるデジタル信号を液晶ディスプレイ側に差動伝送する。なお、図３において、１１は電流源、１２はスイッチング素子、１６は液晶ディスプレイ側の集積回路、１７，１８は抵抗である。
【００２０】
伝送線路型コモンモードフィルタ１の外部端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂはそれぞれ伝送ケーブル１５の伝送信号ライン１５ａ，１５ｂに接続され、コモンモードフィルタ１は伝送信号ライン１５ａ，１５ｂに挿入される。同様にして、残る三つの伝送ケーブル１５に対してもそれぞれ伝送線路型コモンモードフィルタ１が接続される。そして、伝送線路型コモンモードフィルタ１は、伝送線路２，３の各々の一端側に入力された同じ位相を有するコモンモードノイズが他端側へ通過するのを阻止する。
【００２１】
［第２実施形態、図４および図５］
図４は、本発明に係る伝送線路型コモンモードフィルタの第２実施形態を示す基本断面構造図である。この伝送線路型コモンモードフィルタ３１は、磁性体３５の上面の略全面に誘電体層（または絶縁体層）を形成した後、導体をめっきし、これをエッチング処理して平行伝送線路３２，３３とその下の誘電体層３４ａを形成している。次に、この上からもう一度誘電体層を略全面に形成し、エッチング処理により平行伝送線路３２，３３を覆う誘電体層３４ｂを形成している。さらに、磁粉入り樹脂などからなる磁性体層３６を形成している。
【００２２】
以上の構成からなる伝送線路型コモンモードフィルタ３１において、伝送線路３２，３３は、誘電体層３４ａ，３４ｂからなる誘電体３４の内部に配置されているので、伝送線路３２と３３間の電圧が磁性体３５や磁性体層３６にかからない。また、伝送線路３２，３３とグランド導体３７間では、電圧は絶縁耐力の高い誘電体３４を介してかかることになる。従って、伝送線路型コモンモードフィルタ３１は伝送線路３２と３３間、および伝送線路３２，３３とグランド３７間の電圧による絶縁抵抗劣化がない。
【００２３】
また、図５の（Ａ）は伝送線路型コモンモードフィルタ３１のノーマルモード動作時の磁束φ１の様子を示し、図５の（Ｂ）はコモンモード動作時の磁束φ２の様子を示している。コモンモード動作のときに発生する磁束φ２は、主として磁性体３５と磁性体層３６だけを通るため、大きな磁気損失を得ることができる。この結果、伝送線路型コモンモードフィルタ３１は、従来のコモンモードフィルタ６１と比べて優れたコモンモードノイズの抑制効果が得られる。
【００２４】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、図６に示すように、３本の伝送線路４２，４３，４４が上下方向に平行に近接した状態で、磁性体４６の内部に配置された伝送線路型コモンモードフィルタ４１であってもよい。平行伝送線路４２，４３，４４の周囲には誘電体４５（または絶縁体）が配置されている。さらに、磁性体４６の上下面にグランド導体４７，４８が配置されている。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、複数の伝送線路は誘電体もしくは絶縁体の内部に配置されているので、伝送線路間の電圧や線路−グランド間の電圧は、絶縁耐力の高い誘電体もしくは絶縁体を介してかかることになる。従って、伝送線路間、および伝送線路とグランド間の電圧による絶縁抵抗劣化がない。また、コモンモード動作のときは、伝送線路の周囲に発生する磁束が主として磁性体や磁性体層だけを通るため、大きな磁気損失を得ることができる。この結果、伝送線路間、線路−グランド間の電圧による絶縁抵抗劣化がなく、かつ、優れたコモンモードノイズ抑制効果を有する伝送線路型コモンモードフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る伝送線路型コモンモードフィルタの第１実施形態を示す基本断面構造図。
【図２】（Ａ）は図１に示した伝送線路型コモンモードフィルタのノーマルモード動作時の磁束の様子を示す一部断面図、（Ｂ）はコモンモード動作時の磁束の様子を示す一部断面図。
【図３】液晶ディスプレイとパーソナルコンピュータ間のインターフェース部の説明図。
【図４】本発明に係る伝送線路型コモンモードフィルタの第２実施形態を示す基本断面構造図。
【図５】（Ａ）は図４に示した伝送線路型コモンモードフィルタのノーマルモード動作時の磁束の様子を示す一部断面図、（Ｂ）はコモンモード動作時の磁束の様子を示す一部断面図。
【図６】他の実施形態を示す基本断面構造図。
【図７】従来の伝送線路型コモンモードフィルタの基本断面構造図。
【図８】（Ａ）は図７に示した伝送線路型コモンモードフィルタのノーマルモード動作時の磁束の様子を示す一部断面図、（Ｂ）はコモンモード動作時の磁束の様子を示す一部断面図。
【符号の説明】
１，３１，４１…伝送線路型コモンモードフィルタ
２，３，３２，３３，４２，４３，４４…伝送線路
４，３４，４５…誘電体
５，３５，４６…磁性体
３６…磁性体層
６，７，３７，４７，４８…グランド導体
【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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【図７】
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【図８】
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