(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択周波数で動作する差動回路において、差動回路の動作時に差動回路を選択周波数に同調させるよう同調可能な分布誘導素子であって、
上面を含む基板と、
前記基板の上面に形成された１対の伝送線路であって、第１伝送線路と第２伝送線路とを含み、第１及び第２伝送線路の各々は内側部分と外側部分とを定める、前記１対の伝送線路と、
前記基板上に形成され、前記第１及び第２伝送線路の間に延びる中間伝送線路と、
を含み、
前記１対の伝送線路は、前記基板に沿って定めた長手方向に延びる軸の周りに対称であり、
前記中間伝送線路は、長手方向に延びる前記軸の周りに対称であって、中央同調部分を含み、
前記中央同調部分は、長手方向に延びる前記軸の周りに対称であって、長手方向に伸びる前記軸の周りの対称性を保持しつつトリミング可能で、前記差動回路を前記選択周波数に同調させる、
ことを特徴とする分布誘導素子。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の分布誘導素子において、前記差動回路は差動共振器回路を含み、前記選択周波数は選択共振周波数を含み、前記中央同調部分をトリミングして差動共振回路を選択共振周波数に同調させることを特徴とする分布誘導素子。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の分布誘導素子において、前記基板はプリント回路板を含むことを特徴とする分布誘導素子。
【請求項４】
請求の範囲第３項記載の分布誘導素子において、前記差動回路の少なくとも一部は前記プリント回路板に取付けられていることを特徴とする分布誘導素子。
【請求項５】
請求の範囲第１項記載の同調可能誘導素子において、前記差動回路の少なくとも一部はプリント回路板に取付けられ、前記基板はプリント回路板に取付け可能であることを特徴とする分布誘導素子。
【請求項６】
請求の範囲第５項記載の分布誘導素子において、前記基板はさらに底面を含み、底面はプリント回路板に取付け可能であり、プリント回路板上に前記基板を取付けた後、前記中央同調部分の一部をトリミングで取り去って前記差動回路の前記選択周波数を選択することを特徴とする分布誘導素子。
【請求項７】
請求の範囲第１項記載の分布誘導素子において、前記差動回路は差動電圧制御発振器を含み、前記中央同調部分のどの部分をトリミングで取り去るかの選択が電圧制御発振器回路の動作特性をさらに選択することを特徴とする分布誘導素子。
【請求項８】
請求の範囲第１項記載の分布誘導素子において、前記中間伝送線路の前記中央同調部分の一部をレーザートリミング装置により取り去ることを特徴とする分布誘導素子。
【請求項９】
請求の範囲第１項記載の分布誘導素子において、前記中間伝送線路は内側部分と外側部分とをさらに定め、前記中間伝送線路の内側部分は前記第１及び第２伝送線路の間を延び、前記中央同調部分は前記中間伝送線路の内側部分を含むように形成されていることを特徴とする分布誘導素子。
【請求項１０】
請求の範囲第９項記載の分布誘導素子において、前記中間伝送線路は電気アース面に容量的に結合されていることを特徴とする分布誘導素子。
【請求項１１】
請求の範囲第９項記載の分布誘導素子において、前記中間伝送線路はその外側部分に形成した電力接続端子をさらに定め、前記電力接続端子はバイアス電圧を受取るよう接続可能であることを特徴とする分布誘導素子。
【請求項１２】
選択周波数で差動回路を動作させる方法において、差動回路の動作時に差動回路を選択周波数に同調させるよう同調可能な分布誘導素子を形成する方法であって、
基板の上面に第１伝送線路を形成する段階であって、第１伝送線路は内側部分と外側部分とを定める前記形成段階と、
基板の上面に第２伝送線路を形成する段階であって、第２伝送線路は内側部分と外側部分とを定める前記形成段階と、
基板上に中間伝送線路を形成する段階であって、中間伝送線路は第１及び第２伝送線路の間に延びるように形成される前記形成段階と、
中間伝送線路の選択部分をトリミングで取り去る段階と、
を含み、
第２伝送線路を形成する前記段階は、基板に沿って定めた長手方向に延びる軸の回りに対称に第１伝送線路と第２伝送線路とを平衡させる段階をさらに含み、
中間伝送線路を形成する前記段階は、長手方向に延びる軸の周りに対称に中間伝送線路を平衡させる段階をさらに含み、
前記トリミング段階は、長手方向に延びる軸の周りに対称に中間伝送線路を保持して、差動回路を選択周波数に同調させる段階をさらに含む、
ことを特徴とする分布誘導素子形成方法。
【請求項１３】
請求の範囲第１２項記載の方法において、分布誘導素子をバイアスする段階をさらに含むことを特徴とする分布誘導素子形成方法。
【請求項１４】
請求の範囲第１２項記載の方法において、前記トリミング段階は、長手方向に延びる軸の周りに対称に位置する材料をトリミングする段階を含むことを特徴とする分布誘導素子形成方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、分布誘導素子、すなわち誘導素子を含む共振器のような分布回路デバイスに一般に関係する。特に、本発明は分布誘導素子、すなわち差動回路の誘導素子を含む共振器に関係する。誘導素子は選択可能な特性のもので、差動回路に接続したとき、差動回路と差動平衡している素子を保持しつつ特性を変更可能である。
分布誘導素子を実施して差動共振器の一部を形成する時、誘導素子の特性を変更することにより共振器の共振周波数を同調可能である。差動電圧制御発振器のような差動回路に接続した時、差動回路と平衡している共振器を保持しつつ共振器を同調可能である。差動回路と平衡している誘導素子と共振器を保持するような方法で、誘導素子の一部を単にトリミングで取り去ることにより、誘導素子の特性を変更し、これにより共振器を同調できる。差動回路と平衡した誘導素子を保持しつつ、例えばレーザートリミング処理により誘導素子の一部をトリミングで取り去ることにより、誘導素子の特性を変更可能であるため、誘導素子の特性の変更と差動共振器の同調がこのような素子を含む電子デバイスの回路組立て時に可能となる。
発明の背景
電子技術の進歩により高周波数、例えば１ギガヘルツに近づく、又はこれを超える周波数で動作可能な電子デバイスの開発と使用が可能となった。無線通信デバイスがこのような周波数で動作する電子デバイスの例である。このような周波数で動作する回路素子は、低周波数で動作する電子デバイスの対応する回路素子とは構成が著しく異なる。
例えば、従来の集中素子、すなわち個別素子を使用して、高周波数で動作する電子デバイスの一部を形成することはしばしば不可能である。高周波数では、寄生インダクタンスと容量が時折顕著になり、個別回路素子を含む電子デバイスの性能と動作性に影響を与える。
代わりに、マイクロストリップ又はストリップラインのような伝送線路から形成された分布回路素子を使用して回路素子を形成する。誘導性、容量性、抵抗性素子の全てが伝送線路から形成可能で、適当に形成され、適当に設定される。
上述したように、ある種の無線通信システムで動作する無線通信デバイスは時折高周波数で動作するよう構成される。このような周波数の電磁信号を送信する高周波無線通信装置の無線送信器が利用可能である。同様に、このような高周波無線通信装置は又高周波電磁信号を受信する受信器を含む。
このような電磁信号を発生するため、無線送信器の回路は周波数の情報信号をアップコンバートして電磁信号を形成する。例えば、無線送信器は情報信号を変調信号に混合するミキサ回路を含む。しばしば、ミキサ回路は混合素子の複数段を含む。
同様に、高周波電磁信号を受信する無線受信器は、受信高周波信号をダウンコンバートする回路を含む。無線受信器も、無線受信器内で動作して受信信号をダウンコンバートする混合回路を含む。また、ミキサ回路は時折複数段の混合素子を含む複数段から形成される。
無線送信器と無線受信器のミキサ回路に印加される変調信号は通常発振回路により形成される。発振回路は発振信号を発生し、発振信号を用いてミキサへ印加される混合信号を形成する。発振回路により発生される発振信号は正確な周波数で、無線送信器又は無線受信器の正しい動作を保証しなければならない。
発振回路は通常共振回路に接続される、又はこれを含む。共振回路はしばしば誘導素子を含む。一定値としての高精度の誘導素子は通常製造供給不能で、誘導素子は選択可能な誘導値を有する可変インダクタを通常含む。可変インダクタの誘導値を変更する能力が共振回路の共振周波数の変更を可能にする。すなわち、誘導素子の誘導値を変更することにより、共振素子を同調して製造上の変動を克服可能である。
ある種の発振回路は、特に高周波数で動作する時に、差動信号を発生する。差動信号を発生する発振回路を差動発振器と呼び、差動発振器により発生される差動信号は位相が互いに差動的にオフセットしている。
差動回路の共振回路は、しかしながら、差動回路と平衡を保持しなければならない。それ故、共振回路の誘導素子は差動回路と平衡を保持しなければならない。
差動入力信号を受信するため、又は差動出力信号を発生するため、他の回路も同様に差動的な特性で時折構成される。このような他の回路も、差動回路と平衡を保持しているインダクタ、又はインダクタのようなものから形成される、又はそれを含む差動共振器の使用を時折必要とする。
前述したように、高周波数で動作する回路は、分布誘導素子のような分布回路素子を通常利用する。分布誘導素子の誘導値は素子を「トリミングする（trimming）」ことにより変更可能である。トリミング処理では、伝送線路の一部が除去される、すなわちトリミングされる。
従来の分布誘導素子が差動回路に結合されている場合、トリミング処理による誘導素子の特性の変更は問題がある。
インダクタをトリミングする時、インダクタは平衡を保持しなければならないためインダクタのトリミングは相当困難である。例えば、このようなインダクタを含む差動共振器が差動発振器に結合されている時、差動共振器は2箇所で差動発振器に結合されている。このような共振器の誘導素子は平衡を保持し、差動発振器が正しく動作し、正しく同調されることを可能としなければならない。
既存のインダクタをトリミングして平衡を保持するのは相当に困難なため、既存のインダクタのトリミングは、組立てライン等の処理の電子デバイス組立て時のような大量処理では容易に実行不能である。差動共振器の一部を形成するよう利用可能なようなインダクタ、及びこのような素子の特性をより迅速により容易に変更する方法は、それ故非常に都合が良い。
本発明の著しい改良が展開するのは、差動回路と共に使用する分布回路素子に関連するこの背景情報に照らしているからである。
発明の要旨
本発明は、差動回路に接続可能な誘導素子のような分布デバイスを有利に提供する。誘導素子の誘導値は、誘導素子の一部を形成する伝送線路の一部をトリミングで取り去ることにより変更される。素子が結合されている差動回路と平衡した誘導素子を保持しつつ伝送線路がトリミング可能である。
差動共振器の一部を形成するよう誘導素子を実施する時、共振器の共振周波数は誘導素子の特性を変更することにより同調可能である。電圧制御発振器のような差動回路に接続する時、差動回路と平衡した共振器を保持しつつ共振器を同調可能である。誘導素子の特性は単に誘導素子の一部をトリミングで取り去ることにより変更し、従って共振器に同調できるが、誘導素子と共振器が差動回路と平衡を保持するようにしなければならない。誘導素子の特性は、差動回路と平衡している素子を保持しつつ誘導素子の一部をトリミングで取り去ることにより変更可能であるため、誘導素子の特性の変更は、このような素子を含む電子デバイスの回路組立て時に実施可能である。
それ故、これらの及び他の観点で、誘導素子は選択可能な誘導値を有する。一対の伝送線路が上部表面を有する基板上に形成される。１対の伝送線路は第1伝送線路及び第2伝送線路を含む。第1及び第2伝送線路の各々が内側部分と外側部分を定義する。中間伝送線路が基板上に形成されて、第1及び第2伝送線路の間に延びる。中間伝送線路は中央同調部分を有する。1対の伝送線路と中間伝送線路が共に誘導素子を定める。誘導素子の誘導値は、中間伝送線路の中央同調部分の一部をトリミングで取り去ることにより選択可能である。
本発明のより完全な理解とその範囲は、以下に簡単に要約した添付図面、本発明の望ましい実施例の以下の詳細な説明、及び添付の請求の範囲から得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施例の誘導素子の斜視図を図示する。
図２は図１に示した誘導素子の上部から取った平面図を図示する。
図３は図２と同様であるが、誘導素子の下から取った平面図を図示する。
図４は図２と同様であるが、本発明の他の実施例の誘導素子の平面図を図示する。
図５は図４に示した実施例の誘導素子の下から取った平面図を図示する。
図６は、差動発振器回路に結合した共振回路の一部を形成するよう接続した、前述の図面に示した誘導素子の概略図を図示する。
図７は図６に概略的に図示した回路の斜視図を図示する。
図８は図７に示したものと同様であるが、本発明の他の実施例の誘導素子を含む、図６に概略的に示した回路の斜視図を図示する。
詳細な説明
まず図１を参照すると、本発明の実施例の、全体を１０で示す誘導素子が図示されている。誘導素子１０は、高周波数信号がこれに印加された時にインダクタとして機能するよう動作する分布回路素子を形成する。誘導素子は３本の伝送線路１２、１４、１６から形成される。伝送線路１２−１６は従来の方式で基板に印刷される。
伝送線路１２、１６は互いに直線に配置されて、基板の上面２４上を水平に延びる。伝送線路１２、１６は基板の側面と基板の底面（図面の図からは隠れている）に延びてそこで端子パッドを形成する。
伝送線路１４は基板の上面２４に沿って垂直に延びるよう形成される。３本全ての伝送線路１２、１４、１６の内側部分は互いに併合し、伝送線路１２−１６の特性は、伝送線路から形成される誘導素子１０の誘導値を定める。
図面に図示した実施例では、伝送線路１４の外側部分は基板の側面の周りと底面（図面の図からは隠れている）へ延びてそこで端子パッドを形成する。
伝送線路１４は基板の上面２４に垂直に沿って、軸線２８の周りに対称に延びる。伝送線路１４はさらに伝送線路１２、１６の間の中央にあり、かつ伝送線路１２、１６は軸線の周りに同様に平衡している。
伝送線路１４の内側部分は中央同調部分３２を含む。中央同調部分３２も軸線２８の周りに対称である。
３本の伝送線路から形成される誘導素子１０の誘導値は、中央同調部分３２の一部をトリミングで取り去ることにより変更される。中央同調部分３２のトリミングは、例えば従来の方法でレーザートリミング処理により実施される。中央同調部分３２の一部がトリミングで取り去られると、伝送線路１２、１６の長さが、線路３４、３６により指示されるように、増加し、かつ伝送線路１４の長さが減少する。これに対応して、伝送線路１２、１６の特性インピーダンスと伝送線路１４のインピーダンスも変更される。
中央同調部分３２をトリミングで取り去る量を増加させることにより、誘導素子１０の誘導値を増加する。中央同調部分３２と部分３２が一部を形成する誘導素子１０の両方が軸線２８に対して対称であるため、中央同調部分３２の一部をトリミングで取り去っても誘導素子１０の対称面は平衡を保持する。
従って、伝送線路１２、１６の外側部分に形成した端子パッドを差動回路に結合することにより、誘導素子１０は差動回路に有効に利用できる。誘導素子１０の誘導値を変更するため中央同調部分３２をトリミングされた時でさえも、誘導素子１０の対称面は差動回路と平衡を保っている。一実施例では、誘導素子１０は共振器回路の同調可能なインダクタを形成し、適切に結合されて励起力を受けると、インダクタ素子は共振器モジュール３８を定義する。
図２は誘導素子を再び図示するが、これは伝送線路の特性により定義される誘導値を有する誘導素子１０を形成するよう互いに併合した内側部分を各々有する伝送線路１２、１４、１６から形成されるのが示されている。誘導素子１０の誘導値は、軸線２８の周りに対称な誘導素子の部分を平衡に保持しつつ中央同調部分３２の一部をトリミングで取り去ることにより変更できる。
図３は、誘導素子１０と、誘導素子１０が一部を形成する共振器モジュール３８を再び図示する。図３では、基板の底面上の、伝送線路１２、１６の各々の外側部分に形成された端子パッド、ここでは端子パッド４２、４４が示される。伝送線路１４の外側部分に形成された端子パッド、ここでは端子パッド４８も図示される。
端子パッド４２、４４は、例えば誘導素子を差動回路へ接続させるため伝送線路１２、１６の接続を可能とする接続端子を形成する。端子パッド４８は誘導素子１０を、例えばバイアス源に接続するための接続端子を形成する。塗布部分５２もまた底面上に形成されて、端子パッド４２、４４、４８から電気的に隔離する。塗布部分５２は、例えばアース面に接続可能で、これにより端子パッドを電気アース面に容量的に結合する。
図４は、本発明の他の実施例の誘導素子を図示する。図１で前に示した誘導素子１０の部分に対応する部分は同じ番号を振ってある。
この誘導素子も、基板上に形成した伝送線路１２、１４、１６から形成されているのが図示されている。この誘導素子の伝送線路１２−１６の形状は、図１−３で前に示した誘導素子１０の対応する伝送線路とは異なる。ここでは、３本の伝送線路の内側部分は互いに再び併合してはいるが、図４の誘導素子は外観がＷ形であるのに、図１の誘導素子１０は外観がT形である。
図４の誘導素子も軸線２８の周りに対称で、かつ中央同調部分３２を含む。中央同調部分３２の一部をトリミングで取り去ることにより、軸線２８の周りの誘導素子の部分の対称性を保持しつつ誘導素子の誘導値を変更できる。
基板の底面の上の、伝送線路１２、１６の各々の外側部分に形成された端子パッド４２、４４は図５に示されている。図５は更に、底面上の伝送線路１４の外側部分に形成した端子パッド４８も図示している。端子パッド４２、４４、４８から隔離する塗布部分５２も基板の底面上に塗布される。図１−３の説明に関して前に記述した方法で端子パッド４２、４４、４８は接続可能であり、塗布部分５２も同様である。
図１−３と図４−５のそれぞれに示した誘導素子は、軸線の周りに対称な誘導素子を形成可能である多くの異なる構成のうちの２つのみを図示している。必要に応じて、誘導素子の特定の形状と寸法を選択することにより、所要の特性の誘導素子が形成可能である。中央同調部分をトリミングで取り去ることにより、誘導素子の誘導値は正確に選択可能である。
図６は差動回路１１０、ここでは電圧制御発振器に結合した共振器モジュールを図示する。誘導素子１０はここでは平衡、同調インダクタ１１４、１１６により表される。誘導素子１０の端子パッド４２、４４は共振器モジュール３８を差動回路１１０に接続する。加えて、端子パッド４８は共振器モジュール３８をバイアス源に接続し、かつ共振器モジュール３８をアース面に容量的に接続する。共振器モジュール３８はここでは共振器回路の一部を形成する。別に図示してはいないが、共振器回路の他の部分が差動回路１１０と共に配置される。誘導素子１０の誘導値を変更することにより、共振器回路は選択した共振周波数で共振するよう同調される。
図面に図示した差動回路１１０を形成する電圧制御発振器は本来例示のものであり、もちろんこの差動回路は、代わりに他の型式の差動回路から形成可能である。本明細書では伝送線路１７６を介して電圧制御信号も差動回路１１０に印加される。共振器モジュール３８を差動回路１１０に接続する、差動回路１１０を配置した回路板に沿って延びる線路も、本明細書では伝送線路から形成される。互いに適切に接続されると、共振器モジュール３８は差動回路１１０の一部を形成する。
前述したように、誘導素子１０を結合している差動回路１１０との誘導素子１０の平衡を保持しつつ、誘導素子１０の誘導値を変更可能である。本明細書では、誘導素子１０の誘導値を変更して共振器モジュール３８が一部を形成している共振器回路に同調させ、これにより共振器回路を選択した共振周波数で共振させ、差動回路１１０を形成する差動、電圧制御発振器の発振の周波数を制御する。誘導素子１０の中央同調部分３２の一部はレーザートリミング処理のような従来の方法で取り去られ、これは差動回路１１０により発生される差動信号に対するトリミング処理の効果を検出しつつ迅速に実行可能である。
図７はプリント回路板１９４に取りつけた差動回路１１０を図示する。回路１９６、１９８は本明細書では回路板１９４の上に形成されて、共振器モジュール３８をプリント回路板１９４上に適切に配置した時、共振器モジュール３８の端子パッド４２、４４と回路の接続を可能とする。共振器モジュール３８を回路板１９４上に適切に配置し、半田リフロー処理等により誘導素子１０をこれに接続すると、中央同調部分３２のトリミングが開始される。中央同調部分３２をトリミングすることにより、誘導素子１０の誘導値が必要に応じて変更される。
図７に示す回路を含む、無線電話のような電子デバイスの組立ては、ピックアンドプレイス処理のような組立てライン等の処理で実行可能である。誘導素子の特性、又は誘導素子等を含む共振器の共振周波数の変更は、誘導素子を差動回路１１０と平衡を常に保持しつつ組立て処理時に迅速に実行可能である。
図８は再びプリント回路板１９４上に取りつけた差動回路１１０を図示している。この実施例では、プリント回路板１９４は、伝送線路１２、１４、１６を形成する基板を形成する。しかしながら、伝送線路から形成される誘導素子の誘導値の変更は、中央同調部分３２の一部をトリミングで取り去ることにより再び同様に実行される。
以上の図面に関連して記述してきたように、差動回路を平衡した誘導素子を常に保持することにより、誘導素子の誘導値を変更可能である。分布誘導素子が差動共振器の一部を形成するよう実施される時、共振器の共振周波数は誘導素子の特性を変更することにより同調可能である。差動回路に接続する時、差動回路と平衡した共振器を保持しつつ共振器を同調可能である。単に誘導素子の一部をトリミングで取り去ることにより、誘導素子の特性を変更し、これにより共振器を同調できる。しかしながら、誘導素子は差動回路と平衡して保持される。差動回路と平衡した素子を保持しつつ誘導素子の一部をトリミングで取り去ることにより誘導素子の特性を変更するため、誘導素子の特性の変更はこのような素子を含む電子デバイスの回路組立て時に実行可能である。
以上の説明は本発明を実装するための望ましい実施例のもので、発明の範囲はこの説明によって必ずしも限定されるべきのものではない。本発明の範囲は以下の請求の範囲により定義される。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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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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