(57)【要約】【課題】  低コスト及び軽量な回路構成により伝送信号のノイズを除去し、半導体デバイスの破壊を防止する【解決手段】  第１信号を伝送する第１伝送線路３と、第１信号とは逆位相を有する第２信号を伝送する第２伝送線路４が直列にコモンモードチョークコイル５に接続されている。第３伝送線路６及び第４伝送線路７はコモンモードチョークコイル５に直列に各々接続されて第１及び第２信号を伝送する。半導体デバイス８は第３及び第４伝送線路６，７と直列に接続されて第１及び第２信号を受信／送信する。第１終端素子は一端が第１伝送線路３に並列に接続され、他端はコモンモードチョークコイル５に接続されている。第２終端素子は一端が第２伝送線路４に並列に接続され、他端がコモンモードチョークコイル５に接続されている。このような構成により、コモンモードチョークコイル５のノイズ除去能力を高めることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１信号を伝送する第１伝送線路と、
前記第１信号とは逆位相を有する第２信号を伝送する第２伝送線路と、
前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路に直列に接続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前記コモンモードチョークコイルから出力される前記第１信号を伝送する第３伝送線路と、
前記コモンモードチョークコイルに直列に接続され前記コモンモードチョークコイルから出力される前記第２信号を伝送する第４伝送線路と、
前記第３伝送線路及び前記第４伝送線路と直列に接続されて前記第１信号及び第２信号を受信／送信する半導体デバイスと、を含む差動伝送回路であって、
一端が前記第１伝送線路又は第３伝送線路に並列に接続され、他端が前記コモンモードチョークコイルに接続されている第１終端素子と、
一端が前記第２伝送線路又は第４伝送線路に並列に接続され、他端が前記コモンモードチョークコイルに接続されている第２終端素子と、
を含むことを特徴とする、差動伝送回路。
【請求項２】
前記第１終端素子は、一端が前記第１伝送線路に並列に接続され、
前記第２終端素子は、一端が前記第２伝送線路に並列に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動伝送回路。
【請求項３】
前記第１終端素子は、一端が前記第３伝送線路に並列に接続され、
前記第２終端素子は、一端が前記第４伝送線路に並列に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の差動伝送回路。
【請求項４】
前記第１終端素子及び第２終端素子の他端は、第１及び第２信号の伝送方向とは逆の方向からコモンモードチョークコイルに接続されていることを特徴とする、請求項３に記載の差動伝送回路。
【請求項５】
前記第３伝送線路に並列に接続された第３終端素子と、
前記第４伝送線路に並列に接続された第４終端素子と、
を更に含むことを特徴とする、請求項２に記載の差動伝送回路。
【請求項６】
前記第１伝送線路に並列に接続された第３終端素子と、
前記第２伝送線路に並列に接続された第４終端素子と、
を更に含むことを特徴とする、請求項３に記載の差動伝送回路。
【請求項７】
前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路を１対とする第１伝送線路対は第１シールドで覆われており、前記第１シールドは前記コモンモードチョークコイルに接続されていることを特徴とする、請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の差動伝送回路。
【請求項８】
前記コモンモードチョークコイルと直列に接続され、第３信号を伝送する第５伝送線路と、
前記コモンモードチョークコイルと直列に接続され、前記第３信号とは逆位相を有する第４信号を伝送する第６伝送線路と、
前記コモンモードチョークコイル及び前記半導体デバイスと直列に接続され、前記コモンモードチョークコイルから出力される第３信号を伝送する第７伝送線路と、
前記コモンモードチョークコイル及び前記半導体デバイスと直列に接続され、前記コモンモードチョークコイルから出力される第４信号を伝送する第８伝送線路と、をさらに含み、
前記第５伝送線路及び前記第６伝送線路を１対とする第２伝送線路対は第１シールドで覆われており、
前記第１伝送線路対及び前記第２伝送線路対は第２シールドで覆われており、
前記第２シールドは前記コモンモードチョークコイルにさらに接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の差動伝送回路。
【請求項９】
請求項１に記載の差動伝送回路に用いられ、磁性体と、前記磁性体に巻回されるＮ本（Ｎは正の整数）の導線とを含むことを特徴とする、コモンモードチョークコイル。
【請求項１０】
前記Ｎ本の導線は３本であって、
前記導線のうちの２本は前記磁性体の表面上に巻回されて第１層目を形成し、前記導線のうち残りの１本は前記第１層目を形成する導線上に巻回されて第２層目を形成し、
前記２本の導線は互いに逆位相を有する第１信号及び第２信号を伝送し、前記第２層目を形成する前記１本の導線は安定電位に接続されており、
前記第２層目を形成する導線の断面の中心は、前記第１層目を形成する２本の導線の断面の中心から等距離にあることを特徴とする、請求項９に記載のコモンモードチョークコイル。
【請求項１１】
前記導線のうちの１本と残りの前記導線とは、互いに逆向きに巻回されていることを特徴とする、請求項９に記載のコモンモードチョークコイル。
【請求項１２】
磁性体と、前記磁性体に巻回される４本の導線とを含むコモンモードチョークコイルであって、
前記導線のうちの２本は差動信号を伝送する信号線に接続され、残りの２本の導線は安定電位に接続され、
前記信号線に接続される２本の導線は安定電位に接続される２本の導線の間に挟まれた状態で、４本の導線が前記磁性体の表面上に巻回されていることを特徴とする、コモンモードチョークコイル。
【請求項１３】
磁性体と、前記磁性体に巻回される４本の導線とを含むコモンモードチョークコイルであって、
前記導線のうちの２本は差動信号を伝送する信号線に接続され、残りの２本の導線は安定電位に接続され、
前記信号線に接続される導線と前記安定電位に接続される導線とが交互に配列された状態で、４本の導線が前記磁性体の表面上に巻回されていることを特徴とする、コモンモードチョークコイル。
【請求項１４】
出力装置と接続されている車載搭載用の映像音声受送信装置であって、
請求項１に記載の差動伝送回路と、前記差動伝送回路が伝送した信号を前記出力装置に出力する制御手段と、を含むことを特徴とする、車載搭載用の映像音声受送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動伝送回路及びこれに使用するコモンモードチョークコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の多様化に伴い、高周波数の信号を伝送する需要が急速に増えている。一般に、高周波数の信号伝送には差動伝送が用いられる。
【０００３】
特に、差動伝送は高周波数信号の伝送に適しており、外部の電子機器へ不要な電磁場を輻射することを軽減できる。更に差動伝送は、外部の電子機器から不要な電磁場を輻射されてもその影響を少なくすることができる。
【０００４】
ここで、外部の電子機器から強力な電磁場が輻射され、差動伝送は影響を受けて２つの伝送信号にノイズがのった場合を考える。２つの信号にのったノイズが差動レシーバの入力レンジを越えるほどの大きいレベルである場合、差動レシーバは２つの信号のノイズにより誤動作を起こすおそれがある。そこで、一般的に、信号のノイズを除去するために、差動伝送回路の差動レシーバ入力端にはコモンモードチョークコイルを接続する。コモンモードチョークコイルはノイズを除去する役割を持つ。そのため、差動レシーバへのノイズの侵入を防ぐことができる。
【０００５】
しかしながら、コモンモードチョークコイルのノイズ抑制能力、即ちコモンモードインピーダンスは、周波数特性をもつ。そのため、コモンモードチョークコイルは、全ての周波数帯域において均一に高いコモンモードインピーダンスを有することはできない。コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスが低い周波数帯域ではノイズ抑制能力が低下してしまうため、外部の電子機器から輻射された電磁場の影響を受けて伝送信号にノイズがのっても、コモンモードチョークコイルが信号のノイズを効果的に除去することは難しい。
【０００６】
一方、コモンモードチョークは、コモンモードチョークコイルへ流れるノイズのコモンモード電流量に比例して磁場を発生させる。しかしながら、ノイズのコモンモード電流量が多い場合、コモンモードチョークコイルは磁束飽和を生じてしまう。結果、コモンモードチョークコイルのノイズ抑制能力は低下してしまう。
【０００７】
これら問題を解決するために、特許文献１には、終端素子を用いてコモンモードチョークコイルに流れるノイズの量を少なくさせる方法を開示している。図２３は、特許文献１の差動伝送回路図である。
【０００８】
このような構成により、第１及び第２信号のノイズは第１及び第２終端素子７１０、７１１とコモンモードチョークコイル７０５とに分割して流れる。従って、第１及び第２信号が低い周波数帯域であってコモンモードチョークコイル７０５のノイズ抑制能力が低くても、コモンモードチョークコイル７０５に流れるノイズの量が軽減されているためノイズを除去することができる。また、コモンモードチョークコイル７０５へ流れるノイズのコモンモード電流量が少なくなるため、コモンモードチョークコイル７０５の磁束飽和現象も減少できる。従って、コモンモードチョークコイル７０５で除去できずに差動レシーバ７０９へ到達してしまうノイズの量も必然的に減少する。
【０００９】
また、コモンモードチョークコイルのノイズ抑制能力低下を防ぐために、特許文献２には、終端素子を用いてコモンモードチョークコイルに流れるノイズの量を減らし、かつ外部の機器と伝送線路とをシールドで覆われたケーブルで接続する方法を開示している。図２４は、特許文献２の差動伝送回路図である。
【００１０】
この構成では、シールド７６２のノイズと第１及び第２終端素子７６０、７６１に流れたノイズとが、コモンモードチョークコイル７５５に流れる。このため、コモンモードチョークコイル７５５は第１及び第２終端素子７６０、７６１に流れずにコモンモードチョークコイル７５５に流れた残りのノイズに対してだけではなく、シールド７６２と第１及び第２終端素子７６０，７６１からのノイズに対しても逆起電力を発生させる。従って、特許文献１の方法よりもコモンモードチョークコイル７５５のノイズ抑制能力は高い。従って、コモンモードチョークコイル７５５で除去できずに差動レシーバ７５９に到達してしまうノイズの量はさらに減少する。
【特許文献１】特開２００２−２６１８４２号公報
【特許文献２】特開２００３−４６６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、これらの差動伝送には以下の問題点がある。
【００１２】
特許文献１では、第１及び第２信号のノイズが、第１及び第２終端素子７１０、７１１とコモンモードチョークコイル７０５とを用いても除去できないほど大きい場合、ノイズを差動レシーバ７０９の許容範囲に至るまで除去することができない。すると、ノイズにより差動レシーバ７０９が誤動作を起こし、場合によっては半導体デバイスが破壊するおそれがある。この現象は、特に自動車に搭載された機器間の信号伝送に差動伝送を使用する場合等に注意が必要である。図２５に、車載に搭載された機器間に差動伝送を用いた例を示す。図２５の自動車には、エンジン及びブレーキ装置等の他に車載機器Ａ及び車載機器Ｂが搭載されている。車載機器Ａ及びＢは、例えばカーナビゲーションやオーディオ機器などである。そして、車載機器Ａ及びＢには、差動伝送の受送信装置Ｃ，Ｄがそれぞれ具備されている。車載機器Ａ及び車載機器Ｂは、差動伝送の送受信装置Ｃ，Ｄを用いて信号の送受信を行う。一方、エンジンは強い電磁場輻射を行う。そのため、差動伝送を用いても車載機器Ａ及びＢ間を伝送する信号は影響を受けてしまう。結果、差動伝送回路内の差動レシーバは除去しきれていないノイズの入力により誤動作を起こす可能性が高い。また、差動伝送は伝送信号のノイズを除去しないと電磁場を外部の機器に対して不要に輻射してしまい、ブレーキ装置がこの影響を受けて誤動作を起こす可能性もある。従って、自動車のように外部機器からの不要な電磁場輻射レベルが非常に高い環境においては、この方法を適用することは難しい。
【００１３】
また、特許文献２では、伝送線路７５２をシールド７６２で覆っているため、重量がありコストが高くかかってしまう。特に、特許文献２の差動伝送回路を自動車に搭載すると、シールドの重量は５０〜１００Kgほどとなる。従って、シールドの重量及びコストは無視できなくなる。
【００１４】
本発明は、これらの課題を解決するものであり、低コスト及び軽量である差動伝送の回路構成によりノイズを除去して差動レシーバの保護性能を向上させた差動伝送回路とこれに使用するコモンモードチョークコイルとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明１は、第１伝送線路、第２伝送線路、コモンモードチョークコイル、第３伝送線路、第４伝送線路、半導体デバイス、第１終端素子及び第２終端素子を含む差動伝送回路を提供する。第１伝送線路は第１信号を伝送する。第２伝送線路は、前記第１信号とは逆位相を有する第２信号を伝送する。コモンモードチョークコイルは、前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路に直列に接続されている。第３伝送線路は、前記コモンモードチョークコイルに直列に接続され前記コモンモードチョークコイルから出力される前記第１信号を伝送する。第４伝送線路は、前記コモンモードチョークコイルに直列に接続され前記コモンモードチョークコイルから出力される前記第２信号を伝送する。半導体デバイスは、前記第３伝送線路及び前記第４伝送線路と直列に接続されて前記第１信号及び第２信号を受信／送信する。第１終端素子は、一端が前記第１伝送線路又は第３伝送線路に並列に接続され、他端が前記コモンモードチョークコイルに接続されている。第２終端素子は、一端が前記第２伝送線路又は第４伝送線路に並列に接続され、他端が前記コモンモードチョークコイルに接続されている。
【００１６】
このような構成を有する差動伝送回路によると、第１伝送線路を介して伝送された第１信号は、コモンモードチョークコイルを通過する。第２伝送線路を介して伝送された第２信号は、コモンモードチョークコイルを通過する。また、第１終端素子及び第２終端素子を通過した第１及び第２信号にのっているノイズはコモンモードチョークコイルへ流れる。すると、第１伝送線路及び第２伝送線路を介して伝送された第１及び第２信号のノイズにより逆起電力が発生し、更に第１終端素子と第２終端素子を介してコモンモードチョークコイルに流れる第１及び第２信号ノイズにより逆起電力が発生する。コモンモードチョークコイルには、発生した逆起電力に応じた電流が流れて磁束線が発生し、ノイズを防ぐ。従って、第１伝送線路及び第２伝送線路を介して伝送された信号のみがコモンモードチョークコイルに流れる場合よりもコモンモードチョークコイルに発生する逆起電力が大きく、磁束線が増強される。そのため、コモンモードチョークコイルの信号ノイズを除去する能力が高まり、大きいノイズが半導体デバイスに入力されることを防止できる。従って、大きいノイズによる半導体デバイスの破壊を防ぎ、周りの他の機器が信号ノイズにより影響を受けることを防止することができる。
【００１７】
発明２は、前記発明１において、前記第１終端素子は一端が前記第１伝送線路に並列に接続され、前記第２終端素子は一端が前記第２伝送線路に並列に接続されていることを特徴とする差動伝送回路を提供する。
【００１８】
この構成によると、第１及び第２信号のノイズのうちの大部分は第１及び第２終端素子を通じてコモンモードチョークコイルに流れる。第１及び第２信号の残りのノイズは、コモンモードチョークコイルに入力されて除去される。即ち、第１及び第２信号のノイズのうちの大部分が第１及び第２終端素子を経てコモンモードチョークコイルに入力されるため、コモンモードチョークコイルに発生する逆起電力がその分大きくなる。このため、コモンモードチョークコイルのノイズ除去能力が高められ、大きいノイズが半導体デバイスに入力されることを防止できる。
【００１９】
発明３は、前記発明１において、前記第１終端素子は一端が前記第３伝送線路に並列に接続され、前記第２終端素子は一端が前記第４伝送線路に並列に接続されていることを特徴とする差動伝送回路を提供する。
【００２０】
この構成によると、第１及び第２信号は先ずコモンモードチョークコイルに入力されてノイズが除去される。その後、除去されずに残っている第１及び第２信号のノイズは、第３及び第４伝送線路に出力され、第１及び第２終端素子を通じてコモンモードチョークコイルに再び入力される。この場合、コモンモードチョークコイルには、残りのノイズに応じた逆起電力が更に発生する。このため、コモンモードチョークコイルは更に発生した逆起電力の分だけノイズの除去能力が高まる。このため、大きいノイズが半導体デバイスに入力されることを防止できる。さらに、第１及び第２終端素子は伝送線路全体のインピーダンスを整合させている。従って、コモンモードチョークコイルのノイズを除去する能力を高めると共に、信号の反射を防止して信号波形を歪ませることなく高品位に安定した信号を伝送することができる。
【００２１】
発明４は、前記発明３において、前記第１終端素子及び第２終端素子の他端は、第１及び第２信号の伝送方向とは逆の方向からコモンモードチョークコイルに接続されていることを特徴とする差動伝送回路を提供する。
【００２２】
この構成を備える差動伝送回路のコモンモードチョークコイルには、１本が逆巻きの構成をもつコイルを用いるとよい。これらの構成によると、第１及び第２終端素子のそれぞれの他端からコモンモードチョークコイルまでの配線距離を短くすることができる。従って、差動伝送回路のプリント基板の設計が容易となる。
【００２３】
発明５は、前記発明２において、前記第３伝送線路に並列に接続された第３終端素子と、前記第４伝送線路に並列に接続された第４終端素子と、を更に含むことを特徴とする差動伝送回路を提供する。
【００２４】
第３終端素子及び第４終端素子は、第３及び第４伝送線路のインピーダンスを整合させている。従って、第１及び第２信号の反射現象を防止し、信号波形を歪ませることなく高品位に安定した第１及び第２信号を伝送させることができる。また、この構成は、第１及び第２信号のノイズが発明２の構成では除去仕切れないほどの大きさである場合にも有効である。第１及び第２信号のノイズが、第１及び第２終端素子とコモンモードチョークコイルとにより除去しきれないほど大きいと、除去されずに残っている第１及び第２信号のノイズは第３及び第４伝送線路を通じて半導体デバイスに入力されてしまう。そこで、第３及び第４伝送線路に並列に第３及び第４終端素子をそれぞれ接続する。すると、コモンモードチョークコイルを通過してしまった第１及び第２信号のノイズは、第３及び第４終端素子を通じて安定電位へ流れる。従って、この構成によると、第１及び第２信号のノイズを除去すると共に、高品位で安定した信号を伝送させることができる。
【００２５】
発明６は、前記発明３において、前記第１伝送線路に並列に接続された第３終端素子と、前記第２伝送線路に並列に接続された第４終端素子と、を更に含むことを特徴とする差動伝送回路を提供する。
【００２６】
この構成は、第１及び第２信号のノイズによりコモンモードチョークコイルが磁束飽和してしまう場合に有効である。この場合、第１及び第２伝送線路に並列に第３及び第４終端素子を挿入する。すると、先ずは第１及び第２信号のノイズの大部分が第３及び第４終端素子に流れるため、コモンモードチョークコイルの磁束飽和を防止することができる。そして、第１及び第２信号の残りのノイズはコモンモードチョークコイルに流れ、コモンモードチョークコイルでも除去しきれなかった残りのノイズは、第１及び第２終端素子に流れる。コモンモードチョークコイルには第１及び第２終端素子を通じて第１及び第２信号の残りのノイズが入力される。コモンモードチョークコイルはこれに応じた逆起電力を更に発生させるため、コモンモードチョークコイルのノイズ除去能力がその分高まる。さらに、第１乃至第４終端素子は、伝送線路全体に渡るインピーダンスを整合させている。従って、この構成によると、第１及び第２信号のノイズを除去すると共に、高品位で安定した信号を伝送させることができる。
【００２７】
発明７は、前記発明１乃至６のうちいずれか１つにおいて、前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路を１対とする第１伝送線路対は第１シールドで覆われており、前記第１シールドは前記コモンモードチョークコイルに接続されていることを特徴とする差動伝送回路を提供する。
【００２８】
第１シールドには第１伝送線路対を流れる信号のノイズがのっている。第１シールドはコモンモードチョークコイルに接続されているため、第１シールドの信号ノイズはコモンモードチョークコイルに入力される。すると、第１シールドからコモンモードチョークコイルへ流れる信号ノイズに対応した逆起電力が更に発生する。従って、発明１〜６の場合よりも更に第１シールドからのノイズ分だけ逆起電力が増強されるため、コモンモードチョークコイルのノイズ除去能力は更に高まる。即ち、この構成では第１シールドのノイズを有効利用している。従って、大きいノイズが半導体デバイスに入力されることを防止し、周りの他の機器が信号ノイズにより影響を受けることを防止することができる。
【００２９】
発明８は、前記発明７において、以下の特徴を有する差動伝送回路を提供する。第５伝送線路は、前記コモンモードチョークコイルと直列に接続され第３信号を伝送する。第６伝送線路は、前記コモンモードチョークコイルと直列に接続され、前記第３信号とは逆位相を有する第４信号を伝送する。第７伝送線路は、前記コモンモードチョークコイル及び前記半導体デバイスと直列に接続され、前記コモンモードチョークコイルから出力される第３信号を伝送する。第８伝送線路は、前記コモンモードチョークコイル及び前記半導体デバイスと直列に接続され、前記コモンモードチョークコイルから出力される第４信号を伝送する。また、前記第５伝送線路及び前記第６伝送線路を１対とする第２伝送線路対は第１シールドで覆われている。前記第１伝送線路対及び前記第２伝送線路対は第２シールドで覆われている。そして、前記第２シールドは前記コモンモードチョークコイルにさらに接続されている。
【００３０】
第１シールド及び第２シールドには第１伝送線路対及び第２伝送線路対を流れる信号ノイズがのっている。第２シールドはさらにコモンモードチョークコイルに接続されているため、第２シールドの信号ノイズはコモンモードチョークコイルへ入力される。すると、第２シールドからコモンモードチョークコイルへ流れる信号ノイズに対応した逆起電力が更に発生する。従って、第２シールドからのノイズ分だけ逆起電力が増強されるため、コモンモードチョークコイルのノイズ除去能力は更に高まる。即ち、この構成では第１シールド及び第２シールドのノイズを有効利用している。従って、大きいノイズが半導体デバイスに入力されることを防止し、周りの他の機器が信号ノイズにより影響を受けることを防止することができる。
【００３１】
また、前記課題を解決するために、発明９は、請求項１に記載の差動伝送回路に用いられ、磁性体と、前記磁性体に巻回されるＮ本（Ｎは正の整数）の導線とを含むことを特徴とするコモンモードチョークコイルを提供する。
【００３２】
この構成は、前記発明１と同様の作用効果を奏する。
【００３３】
発明１０は、前記発明９において、前記Ｎ本の導線は３本であって、前記導線のうちの２本は前記磁性体の表面上に巻回されて第１層目を形成し、前記導線のうち残りの１本は前記第１層目を形成する導線上に巻回されて第２層目を形成し、前記２本の導線は互いに逆位相を有する第１信号及び第２信号を伝送し、前記第２層目を形成する前記１本の導線は安定電位に接続されており、前記第２層目を形成する導線の断面の中心は、前記第１層目を形成する２本の導線の断面の中心から等距離にあることを特徴とするコモンモードチョークコイルを提供する。
【００３４】
例えば、安定電位がグランドであるとすると、グランドに対する各導線のインピーダンスが等しく安定している。従って、信号の品質を良好な状態に保ったまま伝送することができる。また、特性インピーダンスのバランスが安定しているため、高周波信号を伝送する場合にも適用できる。
【００３５】
発明１１は、前記発明９において、前記導線のうちの１本と残りの前記導線とは、互いに逆向きに巻回されていることを特徴とするコモンモードチョークコイルを提供する。
【００３６】
この構成を有するコモンモードチョークコイルは、発明４に記載の差動伝送回路のコモンモードチョークコイルに使用すると良い。１本の導線は、信号の出力側から第１及び第２終端素子に接続されているため、第１及び第２終端素子とコモンモードチョーク間の配線を短くすることができる。
【００３７】
また、前記課題を解決するために、発明１２は、磁性体と、前記磁性体に巻回される４本の導線とを含むコモンモードチョークコイルを提供する。このコモンモードチョークコイルは、前記導線のうちの２本は差動信号を伝送する信号線に接続され、残りの２本の導線は安定電位に接続され、前記信号線に接続される２本の導線は安定電位に接続される２本の導線の間に挟まれた状態で、４本の導線が前記磁性体の表面上に巻回されていることを特徴とするコモンモードチョークコイルを提供する。
【００３８】
例えば、安定電位はグランドであるとする。このような導線の巻き方によると、互いに逆位相である差動信号が伝送される２本の信号線に接続される導線は常に隣同士である。さらに、信号線に接続される２本の導線はグランドに接続される２本の導線の間に挟まれて一列に配列されている。そのため、グランドに接続される導線と一対の信号線に接続される導線間のインピーダンスのバランスは安定している。従って、信号の品質を良好な状態に保ったまま伝送することができる。
【００３９】
また、前記課題を解決するために、発明１３は、磁性体と、前記磁性体に巻回される４本の導線とを含むコモンモードチョークコイルを提供する。このコモンモードチョークコイルは、前記導線のうちの２本は差動信号を伝送する信号線に接続され、残りの２本の導線は安定電位に接続され、前記信号線に接続される導線と前記安定電位に接続される導線とが交互に配列された状態で、４本の導線が前記磁性体の表面上に巻回されていることを特徴とするコモンモードチョークコイルを提供する。
【００４０】
この構成は、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface)等の擬似差動伝送を行う場合に好適である。擬似差動伝送とは、差動ドライバが差動信号の正相側と逆相側との信号を交互に出力する伝送方法である。安定電位を例えばグランドであるとすると、信号線に接続される各々の導体はグランドに接続される各々の導体と隣同士である。そのため、信号線に接続される各々の導線は、互いに逆相である差動信号の帰還経路であるグランドと強くカップリングでき、不要な電磁場輻射を抑制することができる。また、グランドに接続される導線と一対の信号線に接続される導線との間のインピーダンスバランスが安定しているため、信号の品質を良好な状態に保ったまま伝送することができる。
【００４１】
また、前記課題を解決するために、発明１４は、出力装置と接続されている車載搭載用の映像音声受送信装置であって、請求項１に記載の差動伝送回路と、前記差動伝送回路が伝送した信号を前記出力装置に出力する制御手段とを含むことを特徴とする、車載搭載用の映像音声受送信装置を提供する。
【００４２】
本発明１の差動伝送回路は、コモンモードチョークコイルの信号ノイズを除去する能力を高めることで、ノイズを除去した第１及び第２信号を伝送することができる。また、本発明１の差動伝送回路は、伝送線路をシールドで覆うことなく他の機器へ不要に電磁場を輻射させることを防止することができる。従って、自動車に搭載するＡＶ機器間などの映像音声受送信装置に本発明１の差動伝送回路を適用するとよい。これにより、例えばエンジンなどの他の機器から電磁場が輻射されて影響をうけてもノイズを除去することができるため、画質や音質の良い映像及び音声を受送信することができる。また、他の機器へ不要に電磁場を輻射することを防止できるため、自動車のエンジン装置やブレーキ装置に対し悪影響を及ぼすことがなく、安全である。さらに、シールドを用いない差動伝送回路を用いることで、自動車の軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の差動伝送回路を用いると、低コスト及び軽量である回路構成により、コモンモードチョークコイルに発生する逆起電力を増強することができる。従って、外部の機器からの不要な電磁場輻射が大きい場合でもコモンモードノイズを除去し、差動レシーバの保護性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
《差動伝送回路》
以下より、本発明に係る差動伝送回路を図１乃至図１５を用いて詳細に説明する。
【００４５】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る差動伝送回路図である。この差動伝送回路は、例えばカーナビゲーションやオーディオ機器等の車載搭載用機器に用いられ、車載搭載用機器間の信号伝送を行う。
【００４６】
（１−１）構成
図１の差動伝送回路１は、第１伝送線路３、第２伝送線路４、第３伝送線路６、第４伝送線路７、コモンモードチョークコイル５、半導体デバイス８、第１終端素子１０及び第２終端素子１１を含む。第１伝送線路３及び第２伝送線路４は差動伝送回路１の外部でより線の形状をなしている伝送線路対と接続され、差動伝送回路１を外部の電子機器と接続している。第１伝送線路３は外部の電子機器から送られてきた第１信号を伝送し、第２伝送線路４は外部の電子機器から送られてきた第２信号を伝送する。尚、第１信号と第２信号とは互いに逆の位相を有している。コモンモードチョークコイル５は、３本の導線５ａ、ｂ、ｃを有し、全てが同じ向きに巻かれている。導線５ａの一端は第１伝送線路３と直列に接続され、導線５ｂの一端は第２伝送線路４に直列に接続されている。導線５ａの他端は第３伝送線路６と直列に接続され、導線５ｂの他端は第４伝送線路と直列に接続されている。導線５ｃの一端は第１終端素子１０及び第２終端素子１１と接続され、他端はグランドに接続されている。また、半導体デバイス８は、信号を受信するための差動レシーバ９を含む。差動レシーバ９は、第３伝送線路６及び第４伝送線路７に直列に接続されている。このため、第１信号は第１伝送線路３、導線５ａ及び第３伝送線路６を介して差動レシーバ９に入力される。第２信号は第２伝送線路４、導線５ｂ及び第４伝送線路７を介して差動レシーバ９に入力される。
【００４７】
第１終端素子１０の一端は、第１伝送線路３に並列に接続されている。第２終端素子１１の一端は、第２伝送線路４に並列に接続されている。第１終端素子１０の他端及び第２終端素子１１の他端は、コモンモードチョークコイル５の導線５ｃと並列に接続されている。
【００４８】
尚、図１は、第１終端素子１０及び第２終端素子１１をそれぞれ１つだけ用いた差動伝送回路１を示しているが、これらを複数個用いる構成でもよい。また、この差動伝送回路１では、半導体デバイス８には信号を受信するための差動レシーバ９を具備しているが、信号を送信するための差動ドライバであってもよい。また、導線５ｃの他端が接続されている電位は特に制限はなく、グランドのように安定した電位であればよい。
【００４９】
また、終端素子は、抵抗に限定することはなく、コンデンサーやコイルであってもよい。
【００５０】
さらに、終端素子１０，１１とコモンモードチョークコイル５の導線５ｃとの間、もしくは導線５ｃとグランドとの間に直列にコンデンサーを入れてもよい。これにより、伝送線路を伝わる消費電流を抑えることができる。
【００５１】
（１−２）ノイズの除去
次に、図１の差動伝送回路１において、第１信号及び第２信号に含まれるノイズがどのように除去されるかについて説明する。以下より、外部の電子機器から伝送回路内に入力された信号のノイズ量、即ち、コモンモード電流量の全体を１００％とする。
【００５２】
先ず、第１及び第２信号は、外部の電子機器から差動伝送回路１内の第１伝送線路３及び第２伝送線路４にそれぞれ入力される。第１及び第２信号は第１伝送線路３及び第２伝送線路４内を流れる。第１信号は第１伝送線路３と第１終端素子１０との分岐点に到達し、第２信号は第２伝送線路４と第２終端素子１１との分岐点に到達する。すると、第１信号のノイズの大部分が第１終端素子１０へ流れる。第２信号のノイズの大部分が第２終端素子１１へ流れる。ここで、第１及び第２終端素子１０，１１に流れた第１信号及び第２信号のノイズを、例えば各々８０％とする。すると、第１信号のノイズの残り２０％は、コモンモードチョークに入力される。また、第２信号のノイズの残り２０％は、コモンモードチョークコイル５に入力される。
【００５３】
一方、第１終端素子１０及び第２終端素子１１に流れた第１及び第２信号のノイズ８０％は、第１終端素子１０及び第２終端素子１１を経てコモンモードチョークコイル５に入力される。
【００５４】
一般に、コモンモードチョークコイル５は、入力されたノイズにより逆起電力を発生させてノイズを除去する。コモンモードチョークコイルに入力されるノイズが多いほど、発生する逆起電力は増強され、ノイズを除去する能力も高まる。本実施形態では、第１及び第２終端素子１０，１１で除去したノイズをコモンモードチョークコイル５に入力する分、コモンモードチョークコイル５に入力されるノイズが多い。具体的には、本実施形態に係るコモンモードチョークコイル５に入力されるノイズとその入力経路には、以下の２つがあげられる。
【００５５】
（ａ）第１及び第２終端素子１０，１１に流れずに、第１及び第２伝送線路３，４から直接コモンモードチョークコイルに入力されるノイズ；２０％
（ｂ）第１及び第２終端素子１０，１１を通過した第１及び第２信号のノイズ；８０％
即ち、コモンモードチョークコイル５には、経路（ａ）と経路（ｂ）から１００％分のノイズが入力される。これは、上記経路（ａ）のみでノイズを入力するのに比べて５倍の逆起電力が発生することを意味する。
【００５６】
一方、差動レシーバ９には、コモンモードチョークコイル５によりノイズが除去された第１及び第２信号が入力される。コモンモードチョークコイル５に入力される第１及び第２信号には２０％分のノイズしかのっていないにも関わらず、コモンモードチョークコイル５には１００％のノイズに対応する起電力が発生している。従って、コモンモードチョークコイル５は入力される第１及び第２信号のノイズを除去することができる。
【００５７】
このようにして、コモンモードチョークコイル５は、ノイズを除去した第１信号を第３伝送線路６へ出力し、第２信号を第４伝送線路７へ出力する。そして、ノイズを除去された第１及び第２信号は第３及び第４伝送線路６、７をそれぞれ経て差動レシーバ９に入力される。
【００５８】
仮に、コモンモードチョークコイル５に入力されたノイズの量が許容量を越えているために磁束が飽和した場合を考える。具体的に、コモンモードチョークコイル５は入力されたノイズ１００％に対して逆起電力を発生しようとするが、コモンモードチョークコイル５の磁束が飽和したために、８０％のノイズに応じた逆起電力しか発生しなかったとする。しかし、コモンモードチョークコイル５がノイズ除去を行う該当のノイズは２０％であるため、コモンモードチョークコイル５のノイズ除去能力には６０％の余裕がある。従って、コモンモードチョークコイル５が飽和してしまっても、ノイズを除去することができる。
【００５９】
（１−３）効果
本実施形態の構成を用いれば、第１及び第２終端素子１０，１１により除去したノイズをコモンモードチョークコイル５にさらに入力するため、第１及び第２信号に元々のっている総ノイズに対応する逆起電力が、コモンモードチョークコイル５に発生する。そのため、コモンモードチョークコイル５のノイズ除去能力が高まり、差動レシーバ９の許容範囲を超えるノイズが差動レシーバ９に入力されて差動レシーバ９の誤動作を引き起こすことを防止できる。
【００６０】
従って、半導体デバイスへ入力される残りの第１及び第２信号のノイズを除去し、差動レシーバ９の誤動作を防ぎ半導体デバイスの破壊を防止することができる。また、外部の他の電子機器が信号ノイズにより影響を受けることを防止する。
【００６１】
尚、本実施形態の差動伝送回路１は、コモンモードチョークコイル５と差動レシーバ９との間の配線、即ち第３伝送線路６及び第４伝送線路７をできるだけ短くすると良い。コモンモードチョークコイル５と差動レシーバ９との距離をできるだけ短くすることにより、第３伝送線路６及び第４伝送線路７のスタブ配線により生じるインピーダンス不整合の影響は無視できる。従って、第３及び第４伝送線路６，７のインピーダンス整合を行わなくても、信号の反射があまり生じることがなく、信号波形を歪ませることなく高品質な信号を安定して伝送することができる。
【００６２】
（２）第２実施形態
（２−１）構成
図２は、本発明の第２実施形態に係る差動伝送回路図である。本実施形態の差動伝送回路２１は、第３及び第４伝送線路２６、２７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７よりも長い場合に適用するとよい。
【００６３】
図２の差動伝送回路２１は、第１終端素子３０及び第２終端素子３１の一端はそれぞれ第３伝送線路２６及び第４伝送線路２７に並列に接続されている。第１終端素子３０及び第２終端素子３１の他端は、信号の伝送方向側からコモンモードチョークコイル２５が有する導線２５ｃの一端に接続されている。導線２５ｃの他端は、グランドに接続されている。この差動伝送回路２１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。即ち、第１信号を伝送する第１伝送線路２３と第２信号を伝送する第２伝送線路２４とは、コモンモードチョークコイル２５が有する導線２５ａ、２５ｂの一端にそれぞれ直列に接続されている。コモンモードチョークコイル２５が有する導線２５ａ、ｂの他端はそれぞれ第３伝送線路２６及び第４伝送線路２７に直列に接続されている。第１信号と第２信号とは互いに逆の位相を有している。また、導線２５ａ、２５ｂ、２５ｃは全てが同じ向きに巻かれている。第３伝送線路２６は、コモンモードチョークコイル２５より出力される第１信号を伝送する。第４伝送線路２７は、コモンモードチョークコイル２５より出力される第２信号を伝送する。半導体デバイス２８が有する差動レシーバ２９は第３伝送線路２６及び第４伝送線路２７に直列に接続されている。
【００６４】
尚、図２は、第１終端素子３０及び第２終端素子３１をそれぞれ１つだけ用いた差動伝送回路２１を示しているが、これらを複数個用いる構成でもよい。また、この差動伝送回路２１では、半導体デバイス２８には信号を受信するための差動レシーバ２９を具備しているが、信号を送信するための差動ドライバであってもよい。また、導線２５ｃの他端が接続されている電位は特に制限はなく、グランドのように安定した電位であればよい。
【００６５】
（２−２）ノイズの除去
次に、図２の差動伝送回路２１において、第１信号及び第２信号に含まれるノイズがどのように除去されるかについて説明する。以下より、外部の電子機器から伝送回路内に入力された信号のノイズ量、即ち、コモンモード電流量の全体を１００％とする。
【００６６】
先ず、第１及び第２信号は、外部の電子機器から差動伝送回路２１内の第１伝送線路２３及び第２伝送線路２４にそれぞれ入力される。第１及び第２信号は第１伝送線路２３及び第２伝送線路２４内を通過し、コモンモードチョークコイル２５に入力される。すると、コモンモードチョークコイル２５には入力された第１及び第２信号のノイズ１００％に対応した逆起電力が発生し、ノイズ除去能力を発生する。このコモンモードチョークコイル２５により、第１及び第２信号にのっているノイズのうち８０％が除去されたとする。残り２０％のノイズを含む第１及び第２信号は、コモンモードチョークコイル２５から出力され、第３伝送線路２６及び第４伝送線路２７にそれぞれ入力される。
【００６７】
第１信号は第３伝送線路２６と第１終端素子３０との分岐点に到達し、第２信号は第４伝送線路２７と第２終端素子３１との分岐点に到達する。すると、第１信号に残ったノイズ２０％は第１終端素子３０へ流れてコモンモードチョークコイル２５に入力される。同様に、第２信号に残ったノイズ２０％は第２終端素子３１へ流れてコモンモードチョークコイル２５に入力される。
【００６８】
このとき、コモンモードチョークコイル２５に入力されるノイズとその入力経路は、以下の２つがあげられる。
【００６９】
（ａ）第１及び第２伝送線路２３，２４から直接入力されるノイズ；１００％
（ｂ）第１及び第２終端素子３０，３１を介して入力されるノイズ；２０％
コモンモードチョークコイル２５は、経路（ａ）に加えて経路（ｂ）からのノイズに対応した逆起電力を発生させる。即ち、コモンモードチョークコイル２５は、経路（ａ）と経路（ｂ）から１２０％分のノイズが入力される。これは、経路（ａ）のみでノイズを入力するのに比べて１．２倍の逆起電力が発生することを意味する。
【００７０】
従って、逆起電力の損失があるとしても、コモンモードチョークコイル２５のノイズ除去能力が高まるので、第１及び第２終端素子３０，３１を直接安定電位に接続する場合に比して差動レシーバ２９に入力されるノイズを減少させることができる。
【００７１】
（２−３）インピーダンスの整合
また、本実施形態では、第３及び第４伝送線路２６，２７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７の長さよりも長い。従って、第３及び第４伝送線路２６，２７のインピーダンスが無視できなくなり信号に影響を及ぼす。すると、信号には反射現象が生じて信号波形が歪んでしまい、歪んだ波形をもつ信号が差動レシーバ２９へ入力されてしまう。これは、信号のノイズと同様に、差動レシーバ２９の誤動作を引き起こすおそれがある。そこで、本実施形態では、第１終端素子３０の抵抗値は、第３伝送線路２６を含む第１信号伝送用の伝送線路全体のインピーダンスを整合させるように調整されている。また、第２終端素子３１の抵抗値は、第４伝送線路２７を含む第２信号伝送用の伝送線路全体のインピーダンスを整合させるように調整されている。すると、第３及び第４伝送線路２６、２７の長さが長い場合であっても、反射現象を防止して歪みのない信号波形を伝送させることができる。
【００７２】
このようにして、ノイズを除去されて反射現象を防止された第１及び第２信号が差動レシーバ２９に入力される。
【００７３】
（２−４）効果
本実施形態では、第３及び第４伝送線路２６、２７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７よりも長い場合、第１及び第２終端素子３０，３１により第３及び第４伝送線路２６，２７のインピーダンスを整合させている。コモンモードチョークコイル２５を通過しても残っている第１及び第２信号の残りのノイズを、第１及び第２終端素子３０，３１を経てコモンモードチョークコイル２５に入力し、コモンモードチョークコイル２５のノイズ除去能力を高めている。従って、第１及び第２終端素子３０，３１を設けない場合に比べてノイズが軽減された第１及び第２信号が差動レシーバ２９に入力されるため、差動レシーバ２９の誤動作を防ぎ半導体デバイスの破壊を防止することができる。また、外部の他の電子機器が信号ノイズにより影響を受けることを防止する。さらに、信号波形を歪ませることなく高品質な信号を安定して伝送することができる。
【００７４】
（３）第３実施形態
（３−１）構成
図３は、本発明の第３実施形態に係る差動伝送回路図である。本実施形態の差動伝送回路４１は、第２実施形態の差動伝送回路２１と同様に、第３及び第４伝送線路４６、４７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６、７よりも長い場合に適用するとよい。
【００７５】
図３の差動伝送回路４１は、以下の２点で第２実施形態の構成と異なる。第１に、第１終端素子及び第２終端素子５０，５１は、信号の伝送方向とは逆側からコモンモードチョークコイル４５が有する導線４５ｃの一端に接続されている。第２に、コモンモードチョークコイルの導線４５ｃは、他の導線ａ，ｂとは逆向きに巻かれている。導線４５ｃの他端はグランドに接続されている。
【００７６】
この差動伝送回路４１のその他の構成は、第２実施形態と同様である。即ち、第１信号を伝送する第１伝送線路４３と第２信号を伝送する第２伝送線路４４とは、コモンモードチョークコイル４５が有する導線４５ａ、ｂの一端にそれぞれ直列に接続されている。尚、第１信号と第２信号とは互いに逆の位相を有している。コモンモードチョークコイル４５が有する導線４５ａ、ｂの他端はそれぞれ第３伝送線路４６及び第４伝送線路４７に直列に接続されている。第３伝送線路４６は、コモンモードチョークコイル４５より出力される第１信号を伝送する。第４伝送線路４７は、コモンモードチョークコイル４５より出力される第２信号を伝送する。半導体デバイス４８が有する差動レシーバ４９は第３伝送線路４６及び第４伝送線路４７に直列に接続されている。第１終端素子５０及び第２終端素子５１は、それぞれ第３伝送線路４６及び第４伝送線路４７に並列に接続されている。
【００７７】
尚、図３は、第１終端素子５０及び第２終端素子５１をそれぞれ１つだけ用いた差動伝送回路４１を示しているが、これらを複数個用いる構成でもよい。また、この差動伝送回路４１では、半導体デバイス４８には信号を受信するための差動レシーバ４９を具備しているが、信号を送信するための差動ドライバであってもよい。また、導線４５ｃの他端が接続されている電位は特に制限はなく、グランドのように安定した電位であればよい。
【００７８】
（３−２）ノイズの除去
次に、図３の差動伝送回路４１において、第１信号及び第２信号に含まれるノイズがどのように除去されるかについて説明する。図３の差動伝送回路４１に係るノイズ除去については、第２実施形態と同様である。即ち、コモンモードチョークコイル４５には、第１及び第２伝送線路４３，４４から第１及び第２信号が入力する。入力された第１及び第２信号のノイズ量に応じて、コモンモードチョークコイル４５には逆起電力が発生してノイズ除去能力が生じる。第１及第２信号のノイズはコモンモードチョークコイル４５により大部分が除去される。コモンモードチョークコイル４５において除去されず残った第１及び第２信号のノイズは、第３伝送線路４６及び第４伝送線路４７に出力され、第１及び第２終端素子５１，５１を経てコモンモードチョークコイル４５の導線４５ｃに流れる。すると、コモンモードチョークコイル４５は導線４５ｃに流れたノイズに対しても更に逆起電力を発生させる。そのため、コモンモードチョークコイル４５が発生させる全逆起電力は、第１及び第２伝送線路を経たノイズのみがコモンモードチョークコイル４５に入力した場合よりも、導線４５ｃを経たノイズに相当する分だけ増加する。従って、コモンモードチョークコイルの信号ノイズを除去する能力が高まる。このようにしてコモンモードチョークコイル４５は第１及び第２信号のノイズは除去される。
【００７９】
（３−３）インピーダンスの整合
また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、第３及び第４伝送線路４６，４７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７の長さよりも長い。従って、第３及び第４伝送線路４６，４７のインピーダンスが無視できなくなり信号に影響を及ぼす。そこで、第１及び第２終端素子５０、５１の抵抗値は、第３及び第４伝送線路４６、４７を含む伝送線路全体のインピーダンスを整合させるように調整されている。これにより、第３及び第４伝送線路４６、４７の長さが長い場合であっても、反射現象を防止して歪みのない信号波形を伝送させることができる。
【００８０】
このようにして、ノイズを除去され反射現象を防止された第１及び第２信号は差動レシーバ４９に入力される。
【００８１】
（３−４）効果
本実施形態では、第２実施形態と同様の効果を持つ。即ち、第３及び第４伝送線路４６、４７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７よりも長い場合、第１及び第２終端素子５０，５１により第３及び第４伝送線路４６，４７のインピーダンスを整合させている。第１及び第２伝送線路４３，４４を介して伝送された信号のみがコモンモードチョークコイル４５に流れる場合よりも、コモンモードチョークコイル４５に発生する逆起電力が増強されるためノイズ除去能力が高まる。そのため、ノイズを除去した第１及び第２信号が差動レシーバ４９に入力され、差動レシーバ４９の誤動作を防ぎ半導体デバイスの破壊を防止することができる。また、信号波形を歪ませることなく高品質な信号を安定して伝送することができる。
【００８２】
さらに、本実施形態では、第１及び第２終端素子５０，５１の他端の配線５２は第３及び第４伝送線路側から導線４５ｃと接続されている。導線４５ｃは、導線４５ａ、ｂとは逆巻きである。これにより、第２実施形態時よりも、第１及び第２終端素子５０，５１の他端からコモンモードチョーク４５までの配線が短くて済む。従って、本実施形態の差動伝送回路のプリント基板設計が容易である。
【００８３】
（４）第４実施形態
（４−１）構成
図４は、本発明の第４実施形態に係る差動伝送回路図である。本実施形態の差動伝送回路６１は、第１実施形態の構成において、伝送線路を伝わる差動信号の品質を更に高品位に保つ場合に適用するとよい。図４の差動伝送回路６１は、第３終端素子７２及び第４終端素子７３を含む。第３終端素子７２の一端は第３伝送線路６６に並列に接続され、第４終端素子７３の一端は第４伝送線路６７に並列に接続されている。第３及び第４終端素子７２，７３の他端はグランドに接続されている。この差動伝送回路６１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。即ち、第１信号を伝送する第１伝送線路６３と第２信号を伝送する第２伝送線路６４とは、コモンモードチョークコイル６５が有する導線６５ａ、ｂの一端にそれぞれ直列に接続されている。コモンモードチョークコイル６５が有する導線６５ａ、ｂの他端はそれぞれ第３伝送線路６６及び第４伝送線路６７に直列に接続されている。コモンモードチョークコイル６５が有する導線６５ｃの一端は第１及び第２終端素子７０，７１の一端に並列に接続され、他端はグランドに接続されている。導線６５ａ、ｂ、ｃはそれぞれ同じ向きに巻かれている。尚、第１信号と第２信号とは互いに逆の位相を有している。また、第１終端素子７０及び第２終端素子７１の他端は、第１伝送線路６３及び第２伝送線路６４それぞれに並列に接続されている。第３伝送線路６６は、コモンモードチョークコイル６５より出力される第１信号を伝送する。第４伝送線路６７は、コモンモードチョークコイル６５より出力される第２信号を伝送する。半導体デバイス６８が有する差動レシーバ６９は第３伝送線路６６及び第４伝送線路６７に直列に接続されている。
【００８４】
尚、図４は、第１及び第２終端素子７０、７１、第３及び第４終端素子７２，７３をそれぞれ１つだけ用いた差動伝送回路６１を示しているが、これらを複数個用いる構成でもよい。また、この差動伝送回路６１では、半導体デバイス６８には信号を受信するための差動レシーバ６９を具備しているが、信号を送信するための差動ドライバであってもよい。また、導線６５ｃの他端が接続されている電位は特に制限はなく、グランドのように安定した電位であればよい。
【００８５】
（４−２）ノイズの除去
次に、図４の差動伝送回路６１において、第１信号及び第２信号に含まれるノイズがどのように除去されるかについて説明する。ここで、外部の電子機器から伝送回路内に入力された信号のノイズ量、即ち、コモンモード電流量の全体を１００％とする。
【００８６】
先ず、第１及び第２信号は、外部の電子機器から差動伝送回路６１内の第１伝送線路６３及び第２伝送線路６４にそれぞれ入力される。第１信号は第１伝送線路６３と第１終端素子７０との分岐点に到達し、第２信号は第２伝送線路６４と第２終端素子７１との分岐点に到達する。すると、第１信号のノイズの一部分は第１終端素子７０へ流れる。第２信号のノイズの一部分は第２終端素子７１へ流れる。ここで、本実施形態は、第１実施形態の構成では除去しきれないほどノイズが大きい場合とし、第１及び第２終端素子７０、７１に流れた第１及び第２信号のノイズを、例えば各々４０％とする。すると、第１信号及び第２信号の残りのノイズは各々６０％である。第１及び第２信号の残りのノイズ６０％はコモンモードチョークコイル６５にそれぞれ入力される。
【００８７】
一方、第１終端素子７０及び第２終端素子７１に流れた第１及び第２信号のノイズ４０％は、第１終端素子７０及び第２終端素子７１を経てコモンモードチョークコイル６５に入力される。
【００８８】
このとき、コモンモードチョークコイル６５に入力されるノイズとその入力経路は、以下の２つがあげられる。
【００８９】
（ａ）第１及び第２終端素子７０，７１に流れずに、第１及び第２伝送線路６３，６４から直接コモンモードチョークコイル６５に入力されるノイズ；６０％
（ｂ）第１及び第２終端素子７０，７１を通過した第１及び第２信号のノイズ；４０％
即ち、コモンモードチョークコイル６５は、経路（ａ）と経路（ｂ）から１００％分のノイズが入力される。これは、上記経路（ａ）のみによりノイズが入力される場合に比べて２．５倍の逆起電力が発生することを意味する。
【００９０】
ここで、本実施形態では、コモンモードチョークコイル６５は第１及び第２信号のノイズを完全に除去することができないほど、第１及び第２信号のノイズが大きいとする。コモンモードチョークコイル６５が除去できなかった第１及び第２信号のノイズを各々２０％とする。第１及び第２信号の残りのノイズ２０％は第３及び第４伝送線路６６，６７へ出力される。第１信号が第３伝送線路６６と第３終端素子７２との分岐点に到達し、第２信号は第４伝送線路６７と第４終端素子７３との分岐点に到達する。すると、第１及び第２信号の残りのノイズ２０％は第３終端素子７２及び第４終端素子７３の経路を経てグランドへ入力される。即ち、第１及び第２信号の残りのノイズ２０％は、第３及び第４終端素子７２，７３により除去される。
【００９１】
（４−３）インピーダンスの整合
また、本実施形態では、第３及び第４伝送線路６６，６７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７の長さよりも長い。従って、第３及び第４伝送線路６６，６７のインピーダンスが無視できなくなり信号に影響を及ぼす。そこで、第３及び第４終端素子７２、７３の抵抗値は、第３及び第４伝送線路６６、６７を含む伝送線路全体のインピーダンスを整合させるように調整されている。これにより、第３及び第４伝送線路６６、６７の長さが長い場合であっても、反射現象を防止して歪みのない信号波形を伝送させることができる。
【００９２】
更に、第１乃至第４終端素子の合成した値が伝送線路全体に渡るインピーダンスを整合させている。そのため、第１及び第２信号は反射現象を防止した高品位な状態で伝送される。
【００９３】
このようにして、ノイズを除去され反射現象を防止された第１及び第２信号は差動レシーバ６９に入力される。
【００９４】
（４−４）効果
本実施形態の構成は、第１実施形態の構成において、伝送線路を伝わる差動信号の品質を更に高品位に保つ場合に好適である。即ち、本実施形態では、第３及び第４伝送線路６６、６７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７よりも長い場合、第３及び第４終端素子７２，７３により第３及び第４伝送線路６６，６７のインピーダンスを整合させている。そして、第１乃至第４終端素子７０，７１，７２，７３の合成した値が伝送線路全体のインピーダンスを整合させている。さらに、本実施形態は、第１実施形態の構成において、第１及び第２信号のノイズがコモンモードチョークコイル５でも除去しきれなかった場合にも有効である。即ち、第１及び第２終端素子７０，７１により除去したノイズをコモンモードチョークコイル６５にさらに入力するため、第１及び第２信号に元々のっている総ノイズに対応する起電力がコモンモードチョークコイル６５に発生する。また、第３及び第４終端素子７２，７３は第３及び第４伝送線路６６，６７のインピーダンスを整合させていると共にノイズを除去する効果を持つ。そのため、コモンモードチョークコイル６５のノイズ除去能力が高まるとともに、コモンモードチョークコイル６５でも落としきれなかったノイズは第３及び第４終端素子７２，７３で除去される。従って、第１及び第２終端素子だけでは落としきれないほどノイズが大きい場合でも、ノイズをさらに軽減させることができ、ノイズが軽減された第１及び第２信号が差動レシーバ６９へ入力される。そのため、差動レシーバ６９の誤動作を防ぎ半導体デバイスの破壊を防止することができる。さらに、信号波形を歪ませることなく高品質な信号を安定して伝送することができる。
【００９５】
（５）第５実施形態
（５−１）構成
図５は、本発明の第５実施形態に係る差動伝送回路図である。本実施形態の差動伝送回路８１は、第２実施形態の構成ではコモンモードチョークコイルが磁束飽和してしまう場合に好適である。さらに、第２実施形態と同様に、差動伝送回路８１は、第３及び第４伝送線路８３，８４の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６、７よりも長い場合に適用するとよい。
【００９６】
図５の差動伝送回路８１は、第３終端素子９２及び第４終端素子９３を含む。第３終端素子９２の一端は第１伝送線路８３に並列に接続され、第４終端素子９３の一端は第４伝送線路８４に並列に接続されている。第３及び第４終端素子９２，９３の他端はグランドに接続されている。この差動伝送回路８１のその他の構成は、第２実施形態と同様である。即ち、第１信号を伝送する第１伝送線路８３と第２信号を伝送する第２伝送線路８４とは、コモンモードチョークコイル８５が有する導線８５ａ、ｂの一端にそれぞれ直列に接続されている。尚、第１信号と第２信号とは互いに逆の位相を有している。コモンモードチョークコイル８５が有する導線８５ａ、ｂの他端はそれぞれ第３伝送線路８６及び第４伝送線路８７に直列に接続されている。コモンモードチョークコイル８５が有する導線８５ｃの一端は信号の出力側から第１及び第２終端素子９０，９１の一端に並列に接続され、他端はグランドに接続されている。導線８５ａ、ｂ、ｃは、すべて同じ向きにまかれている。第１終端素子９０及び第２終端素子９１の他端は、それぞれ第３伝送線路８６及び第４伝送線路８７に並列に接続されている。第３伝送線路８６は、コモンモードチョークコイル８５より出力される第１信号を伝送する。第４伝送線路８７は、コモンモードチョークコイル８５より出力される第２信号を伝送する。半導体デバイス８８が有する差動レシーバ８９は第３伝送線路８６及び第４伝送線路８７に直列に接続されている。
【００９７】
尚、図５は、第１及び第２終端素子９０、９１、第３及び第４終端素子９２，９３をそれぞれ１つだけ用いた差動伝送回路８１を示しているが、これらを複数個用いる構成でもよい。また、この差動伝送回路８１では、半導体デバイス８８には信号を受信するための差動レシーバ８９を具備しているが、信号を送信するための差動ドライバであってもよい。また、導線８５ｃの他端が接続されている電位は特に制限はなく、グランドのように安定した電位であればよい。
【００９８】
（５−２）ノイズ除去
次に、図５の差動伝送回路８１において、第１信号及び第２信号に含まれるノイズがどのように除去されるかについて説明する。ここで、本発明の第２実施形態と同様に、外部の電子機器から伝送回路内に入力された信号のノイズ量、即ち、コモンモード電流量の全体を１００％とする。
【００９９】
先ず、第１及び第２信号は、外部の電子機器から差動伝送回路８１内の第１伝送線路８３及び第２伝送線路８４にそれぞれ入力される。第１信号及び第２信号は、第１伝送線路８３と第３終端素子９２との分岐点及び第２伝送線路８４と第４終端素子９３との分岐点にそれぞれ到達する。すると、第１信号のノイズは第３終端素子９２を経てグランドへ流れる。第２信号のノイズは第４終端素子９３を経てグランドへ流れる。ここで、第３及び第４終端素子９２、９３に流れた第１及び第２信号のノイズを例えば各々６０％とし、第１信号及び第２信号の残りのノイズを各々４０％とする。これにより、コモンモードチョークコイル８５には第１及び第２信号の残りのノイズ４０％が入力される。従って、コモンモードチョークコイル８５に入力されるノイズの量は減少するため、コモンモードチョークコイルの磁束飽和を防止することができる。
【０１００】
このとき、コモンモードチョークコイル８５は、入力された第１及び第２信号のノイズ４０％に対応した逆起電力を発生する。このコモンモードチョークコイル８５により、第１及び第２信号は２０％のノイズが除去されたとする。残り２０％のノイズを有する第１及び第２信号は、コモンモードチョークコイル８５から出力され、第３伝送線路８６及び第４伝送線路８７にそれぞれ入力される。
【０１０１】
第１信号は第３伝送線路８６と第１終端素子９０との分岐点に到達し、第２信号は第４伝送線路８７と第２終端素子９１との分岐点に到達する。すると、第１及び第２信号の残りのノイズ２０％は、第１及び第２終端素子９０、９１を経てコモンモードチョークコイル８５に入力される。
【０１０２】
このとき、コモンモードチョークコイル８５に入力されるノイズとその入力経路は、以下の２つがあげられる。
【０１０３】
（ａ）第３及び第４終端素子９２，９３に流れずに第１及び第２伝送線路８３，８４から入力されるノイズ；４０％
（ｂ）第１及び第２終端素子９０，９１を介して入力されるノイズ；２０％
コモンモードチョークコイル８５は、経路（ａ）と経路（ｂ）から６０％分のノイズが入力される。これは、経路（ａ）のみでノイズを入力するのに比べて約１．５倍の逆起電力が発生することを意味する。
【０１０４】
従って、逆起電力の損失があるとしても、コモンモードチョークコイル８５のノイズ除去能力が高まるので、第１及び第２終端素子９０，９１を直接安定電位に接続する場合に比べて差動レシーバ８９に入力されるノイズを軽減させることができる。
【０１０５】
（５−３）インピーダンスの整合
また、本実施形態では、第３及び第４伝送線路８６，８７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７の長さよりも長い。従って、第３及び第４伝送線路８６，８７のインピーダンスが無視できなくなり信号に影響を及ぼす。そこで、第１及び第２終端素子９０、９１の抵抗値は、第３及び第４伝送線路８６、８７を含む伝送線路全体のインピーダンスを整合させるように調整されている。これにより、第３及び第４伝送線路８６、８７の長さが長い場合であっても、反射現象を防止して歪みのない信号波形を伝送させることができる。  更に、第１乃至第４終端素子の合成の値は、伝送線路全体のインピーダンスを整合させている。そのため、第１及び第２信号は高品位の状態を保ったまま伝送される。
【０１０６】
このようにして、ノイズを除去され反射現象を防止された第１及び第２信号は差動レシーバ８９に入力される。
【０１０７】
（５−４）効果
本実施形態によると、本実施形態の差動伝送回路８１は、第２実施形態の構成ではノイズによりコモンモードチョークコイルが磁束飽和してしまう場合に好適である。さらに、第３及び第４伝送線路８６、８７の長さが第１実施形態の第３及び第４伝送線路６，７よりも長い場合に適用するとよい。即ち、第３及び第４終端素子９２，９３は、第１及び第２信号に元々のっているノイズの大部分を除去し、コモンモードチョークコイル８５の磁束飽和を防止する。そして、コモンモードチョークコイル８５を通過しても残っている第１及び第２信号の残りのノイズは、第１及び第２終端素子９０，９１を経てコモンモードチョークコイル８５に入力し、コモンモードチョークコイル８５のノイズ除去能力を高めている。そのため、第１及び第２信号のノイズは除去される。そして、第１及び第２終端素子９０，９１は第３及び第４伝送線路８６，８７のインピーダンスを整合させており、更に第１及至第４終端素子９０，９１，９２，９３の合成の値は伝送線路全体のインピーダンスを整合させている。従って、ノイズが更に軽減された第１及び第２信号が差動レシーバ８９へ入力されるため、差動レシーバ８９の誤動作を防ぎ半導体デバイスの破壊を防止することができる。更に、信号波形を歪ませることなく高品質な信号を安定して伝送することができる。
【０１０８】
（６）第６実施形態
（６−１）構成
本発明は、第１及び第２伝送線路を１対とした第１伝送線路対をシールドで覆っているケーブルを使用する場合でも適用することができる。
【０１０９】
図６は、本発明の第６実施形態に係る差動伝送回路図である。本実施形態の差動伝送回路１０１は、第１伝送線路１０３及び第２伝送線路１０４を一対とする第１伝送線路対１０２が第１シールド１１３で覆われている。第１シールド１１３から延びた配線１１４は、コモンモードチョークコイル１０５が有する導線１０５ｃの一端と接続されている。導線１０５ｃの他端は、グランドに接続されている。尚、コモンモードチョークコイル１０５が有する４本の導線１０５ａ、ｂ、ｃ、ｄは全て同じ向きに巻かれている。この差動伝送回路１０１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。即ち、第１信号を伝送する第１伝送線路１０３と第２信号を伝送する第２伝送線路１０４とは、コモンモードチョークコイル１０５が有する導線１０５ａ、ｂの一端にそれぞれ直列に接続されている。また、導線１０５ｄは、一端は第１及び第２終端素子１１０，１１１に並列に接続され、他端はグランドに接続されている。尚、第１信号と第２信号とは互いに逆の位相を有している。コモンモードチョークコイル１０５が有する導線１０５ａ、ｂの他端は、それぞれ第３伝送線路１０６及び第４伝送線路１０７に直列に接続されている。第３伝送線路１０６は、コモンモードチョークコイル１０５より出力される第１信号を伝送する。第４伝送線路１０７は、コモンモードチョークコイル１０５より出力される第２信号を伝送する。半導体デバイス１０８が有する差動レシーバ１０９は、第３伝送線路１０６及び第４伝送線路１０７に直列に接続されている。第１終端素子１１０及び第２終端素子１１１は、それぞれ第１伝送線路１０３及び第２伝送線路１０４に並列に接続されている。
【０１１０】
尚、図６は、第１及び第２終端素子１１０、１１１をそれぞれ１つだけ用いた差動伝送回路１０１を示しているが、これらを複数個用いる構成でもよい。また、この差動伝送回路１０１では、半導体デバイス１０８には信号を受信するための差動レシーバ１０９を具備しているが、信号を送信するための差動ドライバであってもよい。また、導線１０５ｃ、ｄの他端が接続されている電位は特に制限はなく、グランドのように安定した電位であればよい。
【０１１１】
（６−２）ノイズ除去
次に、図６の差動伝送回路１０１において、第１信号及び第２信号に含まれるノイズがどのように除去されるかについて説明する。ここで、本発明の第１実施形態と同様に、外部の電子機器から伝送回路内に入力された信号のノイズ量、即ち、コモンモード電流量の全体を１００％とする。
【０１１２】
先ず、第１及び第２信号は、外部の電子機器から第１シールド１１３内の第１伝送線路対１０２を通って、差動伝送回路１０１内の第１伝送線路１０３及び第２伝送線路１０４にそれぞれ入力される。第１及び第２信号は第１伝送線路１０３及び第２伝送線路１０４内を流れる。第１信号は、第１伝送線路１０３と第１終端素子１１０との分岐点に到達し、第２信号は、第２伝送線路１０４と第２終端素子１１１との分岐点に到達する。すると、第１信号のノイズの大部分は第１終端素子１１０へ流れる。第２信号のノイズの大部分は第２終端素子１１１へ流れる。ここで、本実施形態では、第１及び第２終端素子１１０、１１１に流れた第１及び第２信号のノイズを、例えば８０％とする。すると、第１信号及び第２信号の残りのノイズ２０％はコモンモードチョークコイル１０５に入力される。第１及び第２信号のノイズ８０％は、第１及び第２終端素子１１０、１１１を経てコモンモードチョークコイル１０５に入力する。
【０１１３】
一方、第１シールド１１３には、第１伝送線路対１０２を流れる第１及び第２信号のノイズや、外部の電子機器からの電磁場輻射によるノイズ等がのっている。第１シールド１１３にのっているノイズは、配線１１４を通じてコモンモードチョークコイル１０５に入力される。
【０１１４】
このとき、コモンモードチョークコイル１０５に流れているノイズとその入力経路は、以下の３つがあげられる。
【０１１５】
（ａ）第１及び第２終端素子１１０，１１１に流れずに、第１及び第２伝送線路１０３，１０４から直接コモンモードチョークコイル１０５に入力されるノイズ；２０％
（ｂ）第１及び第２終端素子１１０，１１１を通過した第１及び第２信号のノイズ；８０％
（ｃ）第１シールド１１３からのノイズ；１００％
ここで、経路（ｃ）のノイズを、例えば１００％とする。上記より、コモンモードチョークコイル１０５は、経路（ａ）、経路（ｂ）に加えて経路（ｃ）からのノイズに対応した逆起電力を発生させる。これは、経路（ａ）及び（ｂ）のノイズを入力する時に比べて約２倍以上の逆起電力が発生することを意味する。
【０１１６】
一方、差動レシーバ１０９には、コモンモードチョークコイル１０５によりノイズが除去された信号が入力される。コモンモードチョークコイル１０５に入力される第１及び第２信号には２０％分のノイズしかのっていないにも関わらず、コモンモードチョークコイル１０５には２００％以上のノイズに対応する逆起電力が発生している。従って、コモンモードチョークコイル１０５には入力される第１及び第２信号のノイズを除去することができる。
【０１１７】
このようにして、コモンモードチョークコイル１０５は、ノイズを除去した第１信号を第３伝送線路１０６へ出力し、第２信号を第４伝送線路１０７へ出力する。そして、ノイズを除去された第１及び第２信号は第３及び第４伝送線路１０６，１０７をそれぞれ経て差動レシーバ１０９に入力される。
【０１１８】
仮に、コモンモードチョークコイル１０５に入力されたノイズの量がコモンモードチョークコイル１０５の許容量を超えているために、磁束が飽和した場合を考える。具体的に、コモンモードチョークコイル１０５は入力されたノイズ２００％に対して逆起電力を発生しようとするが、コモンモードチョークコイル１０５の磁束が飽和したために、１４０％のノイズに応じた逆起電力しか発生しなかったとする。しかし、コモンモードチョークコイル１０５がノイズ除去を行う該当のノイズは２０％であるため、コモンモードチョークコイル１０５のノイズ除去能力には１２０％の余裕がある。従って、コモンモードチョークコイル１０５が飽和してしまっても、ノイズを除去することができる。
【０１１９】
（６−３）効果
本実施形態の構成を用いれば、第１及び第２伝送線路１０３，１０４を１対とした第１伝送線路対を第１シールド１１３で覆っているケーブルを適用することができる。具体的には、第１及び第２ノイズ除子抵抗１１０，１１１により除去したノイズをコモンモードチョークコイル１０５に入力している。更に、第１シールド１１３にのっているノイズをコモンモードチョークコイル１０５に入力している。そのため、第１及び第２信号に元々のっているノイズと第１シールドを経て入力されたノイズとに対応する逆起電力が、コモンモードチョークコイル１０５に発生する。そのため、第１シールドを用いない場合よりもさらにコモンモードチョークコイル１０５のノイズ除去能力が高まり、差動レシーバ１０９の許容範囲を超えるノイズが差動レシーバ１０９に入力されて差動レシーバ１０９の誤動作を引き起こすことを防止できる。
【０１２０】
従って、差動レシーバ１０９に入力される残りの第１及び第２信号のノイズを除去し、差動レシーバ１０９の誤動作を防ぎ半導体デバイスの破壊を防止することができる。また、外部の他の電子機器が信号ノイズにより影響を受けることを防止する。
【０１２１】
尚、本実施形態の差動伝送回路１０１は、コモンモードチョークコイル１０５と差動レシーバ１０９との間の配線、即ち第３伝送線路１０６及び第４伝送線路１０７をできるだけ短くすると良い。コモンモードチョークコイル１０５と差動レシーバ１０９との距離をできるだけ短くすることにより、第３伝送線路１０６及び第４伝送線路１０７のスタブ配線により生じるインピーダンス不整合の影響は無視できる。従って、第３及び第４伝送線路１０６、１０７のインピーダンス整合を行わなくても、信号の反射があまり生じることがなく、信号波形を歪ませることなく高品質な信号を安定して伝送することができる。
【０１２２】
また、本実施形態では、第１実施形態の差動伝送回路１の構成に第１シールドを用いてコモンモードチョークコイルのノイズ除去能力を高めているが、これに限定されなくてよい。図７乃至１０は、第２乃至第５実施形態において第１シールドをそれぞれ用いた差動伝送回路を示している。図７の差動伝送回路１２１は、第３及び第４伝送線路１２６、１２７が本実施形態よりも長い場合に適用した構成である。これによると、第１シールド１３３のノイズを有効利用するだけでなく、第３及び第４伝送線路１２６，１２７のインピーダンス整合されているため、高品質な信号の伝送ができる。図８の差動伝送回路１４１は、第１及び第２終端素子１５０，１５１の配線は第３及び第４伝送線路１４６，１４７側からコモンモードチョークコイル１４５へ接続されている。これにより、配線１５２を短くすることができる。図９の差動伝送回路１６１は、第３及び第４伝送線路１６６，１６７の長さが本実施形態の第３及び第４伝送線路よりも長い場合で、かつ第１及び第２信号のノイズが本実施形態の構成では除去仕切れないほど大きい場合に好適である。また、図１０の差動伝送回路１８１は、コモンモードチョークコイルの磁束飽和を防止したい場合で、かつ伝送信号を反射することなく高品位に伝送したい場合に有効である。このように、本実施形態に係る第１シールドを用いる構成は、コモンモードチョークコイルの能力や除去対象のノイズ量、第３及び第４伝送線路の長さに応じて、適度に用いることができる。
【０１２３】
（７）第７実施形態
（７−１）構成
図１１は、本発明の第７実施形態に係る差動伝送回路図である。本実施形態の差動伝送回路２０１は、第１伝送線路２０３及び第２伝送線路２０４を一対とする伝送線路対２０２が第１シールド２１３で覆われている。さらに、このような伝送線路対は複数個存在し、第１シールド２１３で覆われている複数個の伝送線路対は第２シールド２１４でさらに覆われている。
【０１２４】
図１２に、複数個の伝送線路対の各々が第１シールドで覆われ、さらに第２シールドで覆われているケーブルの断面図を示す。図１２のケーブルでは、第１乃至第３伝送線路対を有している。それぞれの伝送線路対は、互いに逆位相を有している信号を伝送するため、＋と−との伝送線路を含む。そして、この伝送線路対はそれぞれが第１シールド２３１，２３２，２３３で覆われている。さらに、第１シールド２３１，２３２，２３３で覆われた３つの伝送線路対は第２シールド２３０で覆われて、１本のケーブルを形成している。
【０１２５】
ここで、簡単のため、図１１では、図１２の複数個の伝送線路対のうち１つの第１伝送線路対について図示している。図１１の差動伝送回路２０１では、第１シールド２１３及び第２シールド２１４から延びた配線２１５がコモンモードチョークコイル２０５の有する導線２０５ｄの一端と接続されている。導線２０５ｄの他端はグランドに接続されている。この差動伝送回路２０５のその他の構成は、第２実施形態と同様である。即ち、第１信号を伝送する第１伝送線路２０３と第２信号を伝送する第２伝送線路２０４とは、コモンモードチョークコイル２０５が有する導線２０５ａ、ｂの一端にそれぞれ直接に接続されている。尚、第１信号と第２信号とは互いに逆の位相を有している。コモンモードチョークコイル２０５が有する導線２０５ａ、ｂの他端はそれぞれ第３伝送線路２０６及び第４伝送線路２０７に直列に接続されている。導線２０５ｃの一端は、第３及び第４伝送線路２０６，２０７側からは第１及び第２終端素子２１０、２１１にそれぞれ並列に接続され、他端はグランドに接続されている。導線２０５ａ、ｂ、ｄと導線２０５ｃとは互いに逆向きに巻かれている。第３伝送線路２０６は、コモンモードチョークコイル２０５より出力される第１信号を伝送する。第４伝送線路２０７は、コモンモードチョークコイル２０５より出力される第２信号を伝送する。半導体デバイス２０８が有する差動レシーバ２０９は第３伝送線路２０６及び第４伝送線路２０７に直列に接続されている。第１終端素子２１０及び第２終端素子２１１は、それぞれ第３伝送線路２０６及び第４伝送線路２０７に並列に接続されている。
【０１２６】
尚、図１１は、第１及び第２終端素子２１０、２１１をそれぞれ１つだけ用いた差動伝送回路２０１を示しているが、これらを複数個用いる構成でもよい。また、この差動伝送回路２０１では、半導体デバイス２０８には信号を受信するための差動レシーバ２０９を具備しているが、信号を送信するための差動ドライバであってもよい。また、導線２０５ｃ、ｄの他端が接続されている電位は特に制限はなく、グランドのように安定した電位であればよい。
【０１２７】
（７−２）ノイズ除去
次に、図１１の差動伝送回路２０１において、第１信号及び第２信号に含まれるノイズがどのように除去されるかについて説明する。ここで、本発明の第１実施形態と同様に、外部の電子機器から伝送回路内に入力された信号のノイズ量、即ち、コモンモード電流量の全体を１００％とする。
【０１２８】
先ず、第１及び第２信号は、外部の電子機器から第１シールド２１３内の第１伝送線路対２０２を通って、差動伝送回路２０１内の第１伝送線路２０３及び第２伝送線路２０４にそれぞれ入力される。第１信号及び第２信号は第１伝送線路２０３及び第２伝送線路２０４内を通過し、コモンモードチョークコイル２０５に入力される。すると、コモンモードチョークコイル２０５には入力された第１及び第２信号のノイズ１００％に対応した逆起電力が発生し、ノイズ除去能力を発生する。コモンモードチョークコイル２０５により、第１及び第２信号にのっているノイズのうち８０％が除去されたとする。残り２０％のノイズを含む第１及び第２信号は、コモンモードチョークコイル２０５から出力され、第３伝送線路２０６及び第４伝送線路２０７にそれぞれ入力される。
【０１２９】
第１信号は第３伝送線路２０６と第１終端素子２１０との分岐点に到達し、第２信号は第４伝送線路２０７と第２終端素子２１１の分岐点に到達する。すると、第１信号に残ったノイズ２０％は第１終端素子２１０へ流れてコモンモードチョークコイル２０５に入力される。
【０１３０】
一方、第１シールド２１３には、第１伝送線路対２０２を流れる第１及び第２信号のノイズ等がのっている。第２シールド２１４には、外部の電子機器からの電磁場輻射によるノイズ等がのっている。第１シールド２１３及び第２シールド２１４にのっているノイズは、配線２１５を通じてコモンモードチョークコイル２０５に入力される。
【０１３１】
このとき、コモンモードチョークコイル２０５に流れているノイズとその入力経路は、以下の４つがあげられる。
【０１３２】
（ａ）第１及び第２伝送線路２０３，２０４から直接入力されるノイズ；１００％
（ｂ）第１及び第２終端素子２１０，２１１を介して入力されるノイズ；２０％
（ｃ）第１シールド２１３からのノイズ；１００％
（ｄ）第２シールド２１４からのノイズ；１００％
ここで、経路（ｃ）及び経路（ｄ）のノイズを、例えば１００％とする。上記より、コモンモードチョークコイル２０５は、経路（ａ）、経路（ｂ）、経路（ｃ）に加えて経路（ｄ）からのノイズに対応した逆起電力を発生させる。即ち、コモンモードチョークコイル２０５は経路（ａ）〜（ｄ）から３２０％分のノイズが入力される。これは、経路（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のノイズを入力する時に比べて約１．４倍以上の逆起電力が発生することを意味する。
【０１３３】
従って、逆起電力の損失があるとしても、コモンモードチョークコイル２０５のノイズ除去能力が高まるので、第２シールド２１４がない場合に比べて差動レシーバ２０９に入力されるノイズを減少させることができる。
【０１３４】
（７−３）インピーダンスの整合
また、本実施形態では、第３及び第４伝送線路２０６，２０７の長さ無視できないほど長い場合に有効である。具体的には、本実施形態では、第３及び第４伝送線路２０６，２０７の長さが第１実施形態や第６実施形態の第３及び第４伝送線路よりも長い。そこで、第１終端素子２１０は第３伝送線路２０６を含む伝送線路全体のインピーダンスを整合させるように調整されている。第２終端素子２１１は第４伝送線路２０７を含む伝送線路全体のインピーダンスを整合させるように調整されている。すると、第３及び第４伝送線路２０６、２０７の長さが長い場合であっても、差動信号の反射現象を防止して歪みのない信号波形を伝送させることができる。
【０１３５】
このようにして、ノイズを除去されて反射現象を防止された第１及び第２信号は差動レシーバ２０９に入力される。
【０１３６】
（７−４）複数の伝送線路対の配線
次に、伝送線路対が複数対存在した場合の、ケーブルと差動伝送回路２０１との配線について説明する。図１３は、図１１の差動伝送回路２０１に図１２の断面図をもつケーブルを用いた配線図である。図１３の差動伝送回路は、それぞれの伝送線路対に対して図１１の差動伝送回路２０１が接続されている構成である。従って、個々の差動伝送回路の構成は図１１と同様である。
【０１３７】
即ち、第１伝送線路対は、＋の信号を伝送する第１伝送線路ａ１と−の信号を伝送する第２伝送線路ｂ１とを有し、互いに逆位相を有する第１及び第２信号を伝送する。第２伝送線路対は、＋の信号を伝送する第５伝送線路ａ２と、−の信号を伝送する第６伝送線路ｂ２とを有し、互いに逆位相を有する第３及び第４信号を伝送する。第３伝送線路対は、＋の信号を伝送する第９伝送線路ａ３と−の信号を伝送する第１０伝送線路ｂ３とを有し、互いに逆位相を有する第５及び第６信号を伝送する。第１乃至第３伝送線路対は、それぞれ第１シールドで覆われており、複数の第１シールド２５１は更に第２シールド２５０で覆われている。それぞれの第１シールド及び第２シールドは、配線２８３を通じてコモンモードチョークコイル２５８に接続されている。また、各伝送線路やコモンモードチョークコイルなどのその他の構成は、（７−１）で既に述べた図１１の構成と同様のため省略する。
【０１３８】
尚、図１３では、伝送線路対は３対であるが、３対以上であってもよい。その場合も、図１３と同様に接続することが好ましい。
【０１３９】
また、第３信号及び第５信号は、第１信号と同じ信号であってもよいし、異なる信号であってもよい。第４信号及び第６信号は、第２信号と同じ信号であってもよいし、異なる信号であってもよい。
【０１４０】
（７−５）効果
本実施形態の構成を用いれば、複数の伝送線路対を第２シールド２１４で覆っているケーブルを適用することができる。具体的には、第１シールド２１３にのっているノイズをコモンモードチョークコイル２０５に入力している。さらに、第２シールド２１４にのっているノイズをコモンモードチョークコイル２０５に入力している。そのため、伝送信号に元々のっているノイズと第１及び第２シールド２１３，２１４を経て入力されたノイズの総ノイズに対応する逆起電力が、コモンモードチョークコイル２０５に発生する。そのため、第２シールド２１３を用いない場合よりもさらにコモンモードチョークコイル２０５のノイズ除去能力が高まり、差動レシーバ２０９の許容範囲を超えるノイズが差動レシーバ２０９に入力されて差動レシーバ２０９の誤動作を引き起こすことを防止できる。
【０１４１】
また、終端素子は伝送線路全体のインピーダンスを整合させているため、信号波形を歪ませることなく高品質な信号を安定して伝送することができる。
【０１４２】
従って、差動レシーバの誤動作を防ぎ半導体デバイスの破壊を防止することができる。また、外部の他の電子機器が信号ノイズにより影響を受けることを防止する。
【０１４３】
また、本実施形態では、第３実施形態（図８）の差動伝送回路１４１において第２シールド２１４を用いた構成をしめしているが、これに限定されなくてよい。本実施形態は、第１実施形態〜第２実施形態（図６〜７）や第４乃至第６実施形態（図９〜１０）の差動伝送回路でも同様に第２シールド含むケーブルを用いることができる。
【０１４４】
（その他の差動伝送回路例）
次に、本発明に係る差動伝送回路図の応用例を説明する。図１４は、本発明に係る差動伝送回路の応用例その１である。図１４の差動伝送回路３０１では、半導体デバイス３０８は、差動レシーバ３０９と差動ドライバ３１０とを有している。即ち、差動伝送回路３０１は差動受送信装置であり、信号の送信及び受信が可能となる。このように、半導体デバイスは差動レシーバに限定されることはなく、差動ドライバであってもよい。
【０１４５】
図１５は、本発明に係る差動伝送回路の応用例その２である。図１５は差動伝送システムの一例である。図１５の差動伝送システムは、２台の差動伝送回路３２１，３３４が伝送線路対を有するケーブルで接続されている。２台の差動伝送回路３２１，３３４のうち、差動伝送回路３２１は、半導体デバイス３２８内に差動ドライバを含む差動信号送信回路である。また差動伝送回路３３４は、半導体デバイス３４０内に差動レシーバ３４１を含む差動信号受信回路である。この構成を有する差動伝送システムによると、ノイズに対して高い耐性を持つ構成であるため、差動信号送信回路３２１及び差動信号受信回路３３４間では高品質な信号の伝送ができる。
【０１４６】
さらに、図示していないが、第１及至第７実施形態やその他の差動伝送回路例において、第１乃至第４伝送線路に並列にサージ対策部品を用いてもよい。また、第１乃至第４伝送線路に直列にローパスフィルタを用いてもよい。これらにより、ノイズをさらに除去することができる。
【０１４７】
さらに、本発明に係る差動伝送回路は、伝送線路をシールドで覆うことなく他の機器へ不要に電磁場を輻射させることを防止することができるため、自動車に搭載するＡＶ機器間などの映像音声受送信装置に適用することができる。具体的には、車載搭載用の映像音声受送信装置であって、外部の出力装置と接続されている。この映像音声受送信装置は、本発明の差動伝送回路と制御手段を含む。差動伝送回路は信号を伝送し、制御手段は差動伝送回路が伝送した信号を外部の出力装置に出力する。このような構成を持つ映像音声受送信装置により、例えばエンジンなどの他の機器から電磁場が輻射されて影響をうけてもノイズを除去することができるため、画質や音質の良い映像及び音声を受送信することができる。また、他の機器へ不要に電磁場を輻射することを防止できるため、自動車のエンジン装置やブレーキ装置に対し悪影響を及ぼすことがなく、安全である。さらに、シールドを用いない差動伝送回路を用いることで、自動車の軽量化を図ることができる。
【０１４８】
《コモンモードチョークコイル》
以下より、本発明に係るコモンモードチョークコイルを図１６乃至図２２を用いて詳細に説明する。
【０１４９】
（８）第８実施形態
（８−１）構成
図１６は、本発明の第８実施形態に係るコモンモードチョークコイルの図である。図１６のコモンモードチョークコイル４００は、上述した第１、２，４，５実施形態の差動伝送回路１、２１、６１、８１（図１、２、４、５）において用いることができる。
【０１５０】
図１６のコモンモードチョークコイル４００は、磁性体４１０と３本の導線４０１、４０２、４０３とを含む。３本の導線４０１、４０２、４０３は磁性体４１０に全て同じ向きに巻回されている。
【０１５１】
図１７は、図１６のコモンモードチョークコイル４００の断面図である。即ち、図１７は、導体４０１、４０２、４０３の巻回されている方向に対する図１６のコモンモードチョークコイル４００の垂直断面図である。図１７によると、コモンモードチョークコイル４００は、磁性体４３０の表面上には、＋の導線４２１と−の導線４２２とが交互に巻回されて第１層目を形成している。また、第１層目上には、導線４２３が、第１層目の＋の導線と−の導線の中間に位置するように巻回されて第２層目を形成している。同一の第２層目の導線４２３に接する第１層目の導線４２１，４２２の中心から、前記導線４２３の中心までの距離は等しい。
【０１５２】
尚、＋の導線５２１は第１伝送線路に接続され、−の導線は第２伝送線路に接続される。また、＋の導線４２１と−の導線４２２とは、互いに逆相の信号を伝送する。即ち、＋の導線４２１は正相の信号を伝送し、−の導線４２２は逆相の信号を伝送する。また、導線４２３はグランドなどの安定電位に接続される。
【０１５３】
（８−２）効果
この構成を有するコモンモードチョークによると、逆相の信号を伝送する導線４２１，４２２から安定電位の導線４２３までの距離が等しくなる。このため、安定電位に対する各導線のインピーダンスが等しく安定している。従って、信号の品質を良好な状態に保ったまま伝送することができる。また、特性インピーダンスのバランスが非常に安定しているため、高周波信号を伝送する場合にも適用できる。
【０１５４】
（９）第９実施形態
（９−１）構成
図１８は、本発明の第９実施形態に係るコモンモードチョークコイルの図である。図１８のコモンモードチョークコイル４５０は、上述した第３実施形態の差動伝送回路４１（図３）において用いることができる。
【０１５５】
図１８のコモンモードチョークコイル４５０は、磁性体４６０と３本の導線４５１、４５２、４５３とを含む。３本の導線４５１、４５２、４５３のうち、２本の導線４５１と４５２とは同じ向きに磁性体４６０に巻回されている。残り１本の導線４５３は、２本の導線４５１、４５２とは反対の向きに磁性体４６０に巻回されている。
【０１５６】
また、本実施形態に係るコモンモードチョークコイル４５０を、図３の差動伝送回路４１に用いる場合、差動伝送回路４１のコモンモードチョークコイル４５が有する導線４５ａ及び導線ｂは、図１８に係るコモンモードチョーク４５０の導線４５１、４５２が対応する。そして、図３の差動伝送回路４１のコモンモードチョークコイル４５の有する導線４５ｃは、図１８に係るコモンモードチョーク４５０の導線４５３に対応する。
【０１５７】
このようにコモンモードチョークコイル４５０を差動伝送回路に適用する場合、差動伝送回路中どの配線とコモンモードチョークコイル４５０のどの導線とを接続するかは、コモンモードチョークコイル４５０の各導線に流れるコモンモード電流の流れる向きによって決まる。即ち、図３の差動伝送回路４１において、コモンモード電流の流れる向きが同じである第１乃至第４伝送線路４３，４４，４６，４７には図１８の導線４５１，４５２が接続され、配線５２には導線４５３が接続される。具体的には、図３の第１及び第２伝送線路４３，４４には、図１８のコモンモードチョークコイル４５０の導線の一端４５１１，４５２１がそれぞれ接続される。第３及び第４伝送線路４６，４７には、図１８のコモンモードチョークコイル４５０の導線の他端４５１２、４５２２，がそれぞれ接続される。また、第１及び第２終端素子５０，５１には、コモンモードチョークコイル４５０の導線の一端４５３１の一端が接続され、他端はグランドに接続される。また、図３の第１乃至第４伝送線路４３，４４，４６，４７と、第１及び第２終端素子５０，５１の他端からの配線５２とは、コモンモード電流の流れる向きが逆である。そのため、図３の配線５２には、図１８の導線の−端４５３２が接続される。図１８の導線の一端４５３１は安定電位に接続される。
【０１５８】
尚、第９実施形態に係るコモンモードチョークコイル４５０の導線は、１本と複数本とが逆巻きであればよい。例えば、１本と３本とが互いに逆巻きである例を図１９に示す。
【０１５９】
（９−２）効果
この構成に係るコモンモードチョークコイル４５０を図３の差動伝送回路４１に用いるとよい。導線４５ｃは、信号の出力側から第１及び第２終端素子５０，５１に接続されているため、第１及び第２終端素子５０，５１とコモンモードチョークコイル４５０間の配線を短くすることができる。
【０１６０】
（１０）第１０実施形態
（１０−１）構成
図２０は、本発明の第１０実施形態に係るコモンモードチョークコイルの図である。図１９のコモンモードチョークコイル５００は、上述した第６実施形態の差動伝送回路１０１、１２１、１６１、１８１（図６、７、９、１０）において用いることができる。
【０１６１】
図２０のコモンモードチョークコイル５００は、磁性体５１０と４本の導線５０１、５０２、５０３、５０４とを含む。４本の導線５０１、５０２、５０３、５０４は磁性体５１０に全て同じ向きに巻回されている。
【０１６２】
（１０−２―１）導線の断面形状１
図２１は、図２０のコモンモードチョークコイル５００の断面図である。即ち、図２１は、導体５０１、５０２、５０３、５０４の巻回されている方向に対する図２０のコモンモードチョークコイル５００の垂直切断図である。図２１によると、コモンモードチョークコイル５００は、磁性体５３０の表面に、＋の導線５２２と−の導線５２３とが隣合せで巻回されている。そして、＋の導線５２２と−の導線５２３とは、安定電位に接続される導線５２１，５２４により挟まれた状態で巻回されている。
【０１６３】
尚、＋の導線５２２と−の導線５２３とは互いに逆相の信号を伝送する。即ち、＋の導線５２２は正相の信号を伝送し、−の導線５２３は逆相の信号を伝送する。従って、＋の導線５２２は第１及び第３伝送線路に接続され、−の導線５２３は第２及び第４伝送線路に接続されることが好ましい。また、導線５２１，５２４はグランドなどの安定電位に接続されている。従って、導線５２１及び５２４は、第１及び第２終端素子や第１及び第２シールドなどに接続するとよい。
【０１６４】
（１０−２−２）効果
図２１のように導線が巻回されているコモンモードチョークコイルによると、伝送線路に接続されて互いに逆位相の信号が流れる＋の導線と−の導線とは常に隣同士である。そして、＋、−の導線は、グランドなどの安定電位に接続される導線の間に挟まれて配列されている。そのため、グランドなどの安定電位に接続される導線と伝送線路に接続される個々の導線との間のインピーダンスのバランスは安定している。従って、信号の品質を良好な状態に保ったまま信号を伝送することができる。
【０１６５】
（１０−３―１）導線の断面形状２
図２２は、図２０のコモンモードチョークコイル５００の断面図である。即ち、図２２は、導体５０１、５０２、５０３、５０４の巻回されている方向に対する図２０のコモンモードチョークコイル５００の垂直切断図である。図２２によると、コモンモードチョークコイル５００は、＋の導線５４２及び−の導線５４４と安定電位に接続される導体５４１，５４３とが交互に配列された状態で、磁性体５５０の表面上に巻回されている。即ち、信号が伝送される導線は隣合わせになることはない。
【０１６６】
尚、＋の導線５４２と−の導線５４４とは互いに逆相の信号を伝送する。即ち、＋の導線５４２は正相の信号を伝送し、−の導線５４４は逆相の信号を伝送する。従って、＋の導線５４２は第１及び第３伝送線路に接続され、−の導線５４４は第２及び第４伝送線路に接続されることが好ましい。また、導線５４１，５４３はグランドなどの安定電位に接続されている。従って、導線５４１及び５４４は、第１及び第２終端素子や第１及び第２シールドなどに接続するとよい。
【０１６７】
（１０−３−２）効果
図２２のように導線が巻回されているコモンモードチョークコイルは、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface)等の擬似差動伝送を行う場合に好適である。擬似差動伝送とは、差動ドライバが差動信号の正相側と逆相側との信号を交互に出力する伝送方法である。安定電位を例えばグランドである。すると、差動伝送回路の第１及び第２伝送線路に接続される各々の導線はグランドに接続される各々の導線と隣同士である。そのため、第１伝送線路及び第２伝送線路に接続される各々の導線は、第１及び第２信号の帰還経路であるグランドと強くカップリングでき、不要な電磁場輻射を抑制することができる。また、グランドに接続される導線と第１及び第２伝送線路に接続される導線との間のインピーダンスバランスが安定しているため、信号の品質を良好な状態に保ったまま伝送することができる。
【０１６８】
尚、本発明では、コモンモードチョークコイルでは、導線が３本及び４本について説明しているが、導線は５本であってもよい。即ち、本発明に係るコモンモードチョークコイルでは、Ｎ本の導線を含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本発明による差動伝送回路は、民生機器分野のＬＡＮに適用することができる。特に、本発明による差動伝送回路は、車載ＬＡＮ等の外来ノイズが高いレベルである環境において用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】第１実施形態に係る差動伝送回路図。
【図２】第２実施形態に係る差動伝送回路図。
【図３】第３実施形態に係る差動伝送回路図。
【図４】第４実施形態に係る差動伝送回路図。
【図５】第５実施形態に係る差動伝送回路図。
【図６】第６実施形態に係る差動伝送回路図。
【図７】第６実施形態に係る差動伝送回路図。
【図８】第６実施形態に係る差動伝送回路図。
【図９】第６実施形態に係る差動伝送回路図。
【図１０】第６実施形態に係る差動伝送回路図。
【図１１】第７実施形態に係る差動伝送回路図。
【図１２】第８実施形態に係るケーブルの断面図。
【図１３】図１２のケーブルと差動伝送回路との詳細な配線図。
【図１４】その他の差動伝送回路図の例１。
【図１５】その他の差動伝送回路図の例２。
【図１６】第８実施形態に係るコモンモードチョークコイル。
【図１７】図１６のコモンモードチョークコイルの断面図。
【図１８】第９実施形態に係るコモンモードチョークコイル。
【図１９】第９実施形態に係るコモンモードチョークコイルの他の例。
【図２０】第１０実施形態に係るコモンモードチョークコイル。
【図２１】図２０のコモンモードチョークコイルの断面図の一例。
【図２２】図２０のコモンモードチョークコイルの断面図の他例。
【図２３】特許文献１に係る信号受信回路図。
【図２４】特許文献２に係る信号受信回路図。
【図２５】差動伝送回路を車載に搭載した場合の従来の課題を示す図面。
【符号の説明】
【０１７１】
１  差動伝送回路
２  伝送線路対
３  第１伝送線路
４  第２伝送線路
５  コモンモードチョークコイル
６  第３伝送線路
７  第４伝送線路
８  半導体デバイス
９  差動レシーバ
１０  第１終端素子
１１  第２終端素子
９２  第３終端素子
９３  第４終端素子
１１３  第１シールド
２１４  第２シールド
３１０  差動ドライバ
４０１、４０２、４０３、４５３  導線
【図１】
2005318539.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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