JP2004342942A

JP2004342942A - プリント配線板装置及びプリント配線板装置を備えたブースタ装置

Info

Publication number: JP2004342942A
Application number: JP2003139496A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kui; 耕一郎杭; Mikio Komatsu; 幹生小松; Koji Kobayashi; 浩治小林; Mitsuru Maeda; 充前田; Nobuhiro Matsuda; 亘弘松田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】高周波数の電気信号の伝送ロスを低減することができるプリント配線板装置を提供する。
【解決手段】分波器１をプリント配線板２に実装したプリント配線板装置において、プリント配線板２の接地用のグランドパターン２４を、少なくとも分波器１の器体１１の正射影の領域から分波器１の接地用導電パターンの正射影の領域を除く領域を避けた部位に設けた。プリント配線板２の裏面全体にグランドパターン２４を設ける場合に比べ、分波器１の内部の導電部とグランドパターン２４との間に生じる浮遊容量の容量値が低下するから、分波器１を伝わる高周波数の電気信号がグランドパターン２４に漏れにくくなることにより、伝送ロスを低減することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分波器をプリント配線板に実装したプリント配線板装置及びプリント配線板装置を用いたブースタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ケーブルテレビ等の信号線に接続され所望の周波数帯の信号を分離するための分波器が提供されている（例えば、特許文献１参照）。この種の分波器として、例えば図５に示すサガミエレク株式会社製のＤＰＳＭ−Ｊ０２０３がある。この分波器１は、矩形平板状の基板１１ａと、基板１１ａによって閉塞される凹部（図示せず）が設けられたカバー１１ｂとからなる略直方体形の器体１１を備える。以下、上下左右は図５（ａ）を基準として説明する。基板１１ａの下面の、短手方向の一端部からは、３本の信号端子ピン１２ａ〜１２ｃが器体１１の長手方向に直線状に並んで突出し、短手方向の他端部からは、３本のグランド端子ピン１３ａ〜１３ｃが器体１１の長手方向に並んで突出している。
【０００３】
基板１１ａには、図６に示すようにそれぞれ円環状に形成されたフェライトコアに電線が巻回された複数個（図では７個）のインダクタ１５ａ〜１５ｇが器体１１の長手方向に並べて実装されている。そして、一部のインダクタ１５ａ〜１５ｄ（図では左の４個）は器体の内面に形成された接続用導電パターン１６を介して直列に接続され、図６での左の信号端子ピン１２ａと中央の信号端子ピン１２ｂとの間に電気的に接続されている。また、図６（ｂ）に斜線で示すように、器体１１の内側の信号端子ピン１２ａ〜１２ｃとグランド端子ピン１３ａ〜１３ｃとが突出した面の短手方向の一端には、各グランド端子ピン１３ａ〜１３ｃがそれぞれ電気的に接続された接地用導電パターン１７が設けられている。接続用導電パターン１６と接地用導電パターン１７との間には図示しないコンデンサが接続されており、このコンデンサとインダクタ１５ａ〜１５ｄとがＬＣローパスフィルタ回路を構成する。
【０００４】
また、図６での右の信号端子ピン１２ｃと中央の信号端子ピン１２ｂとは接続用導電パターン１８を介して電気的に接続され、この接続用導電パターン１８は互いに並列に接続された複数個（図では右の３個）のインダクタ１５ｅ〜１５ｇを介して接地用導電パターン１７に電気的に接続されている。これにより、信号端子ピン１２ｂと信号端子ピン１２ｃとの間にはハイパスフィルタ回路が形成されている。
【０００５】
上記の分波器１は、他の回路部品とともに図７に示すようにプリント配線板２に実装されてプリント配線板装置を構成する。プリント配線板２には、信号端子ピン１２ａ〜１２ｃが差し込まれるスルーホール２１ａ〜２１ｃと、グランド端子ピン１３ａ〜１３ｃが差し込まれるスルーホール２２ａ〜２２ｃとがそれぞれ貫設されている。プリント配線板２の非実装面（以下、「裏面」と呼ぶ）のスルーホール２１ａ〜２１ｃの周囲には、信号端子ピン１２ａ〜１２ｃをはんだ付けするためのパッド２３ａ〜２３ｃが設けられている。また、プリント配線板２の裏面には、接地用のグランドパターン２４が設けられ、グランド端子ピン１３ａ〜１３ｃはそれぞれグランドパターン２４にはんだ付けされている。高周波信号伝送に使用されるプリント配線板２では、外来ノイズの影響を受けにくくするため、グランドパターン２４は、プリント配線板２の非実装面のパッド２３ａ〜２３ｃの近傍を除いた略全面に亙って設けられている。
【０００６】
また、プリント配線板２の表面には、それぞれ信号端子ピン１２ａ〜１２ｃに電気的に接続され他の回路部品に接続される導電パターンとしての３本の伝送線路パターン２５ａ〜２５ｃが設けられている。図７の左右の信号端子ピン１２ａ，１２ｃに接続される伝送線路パターン２５ａ，２５ｃは、それぞれ信号端子ピン１２ａ〜１２ｃが並ぶ方向であって中央の信号端子ピン１２ｂから離れる方向に延設されている。また、中央の信号端子ピン１２ｂに接続される伝送線路パターン２５ｂは、器体１１の短手方向であってグランド端子ピン１３ａ〜１３ｃから離れる方向に延設された後、器体１１の長手方向の一方へ延設されている。中央の信号端子ピン１２ｂに接続される伝送線路パターン２５ｂの器体１１の長手方向（すなわち、信号端子ピン１２ａ〜１２ｃが並ぶ方向）へ延設された部位と信号端子ピン１２ａ〜１２ｃを結ぶ線分との距離ｄ２は、１ｍｍであった。つまり、伝送線路パターン２５ｂは、プリント配線板２の信号端子１２ａ〜１２ｃとの接続位置を結ぶ線分の近傍で、前記線分に並行していた。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１９８２５２号明細書（第２−３頁、第１８図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のプリント配線板装置では、分波器１の内部のインダクタ１５等の導電部とグランドパターン２４との間に浮遊容量が発生し、分波器１を伝わる高周波数の伝送信号がこの浮遊容量を通じてグランドパターン２４に漏れることにより伝送ロスが増大してしまうという問題があった。
【０００９】
また、上記従来のプリント配線板装置を、高周波数帯域の信号を取扱う機器、例えばＣＡＴＶの伝送信号を増幅するためのブースタ装置に用いると、ＣＡＴＶ伝送信号の伝送周波数帯域は７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの高周波数帯であるから、プリント配線板装置において上述したように伝送ロスが増大することにより雑音指数が悪化するという問題があった。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、高周波数の電気信号の伝送ロスを低減することのできるプリント配線板装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、絶縁材料からなる器体及び器体に収納されたフィルタ回路及びフィルタ回路の接地用のグランド端子及びフィルタ回路を介して互いに接続されそれぞれ器体から突出した複数の信号端子を有しグランド端子に電気的に接続された接地用導電パターンが器体の内面に設けられた分波器と、表面には信号端子に電気的に接続され分波器と他の回路部品とを電気的に接続するための導電パターンが設けられ裏面にはグランド端子に電気的に接続される接地用のグランドパターンが設けられて分波器を含む複数の回路部品が実装されるプリント配線板とを備えたプリント配線板装置において、プリント配線板のグランドパターンを、少なくとも分波器の器体の正射影の領域から分波器の接地用導電パターンの正射影の領域を除く領域を避けて設けたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、プリント配線板の裏面の全面に亙ってグランドパターンを設ける場合に比べ、プリント配線板のグランドパターンと器体の内部のフィルタ回路等の導電部との間に発生する浮遊容量の容量値が低下するから、分波器を伝わる高周波信号がグランドパターンに漏れることを防いで伝送ロスを低減することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、伝送線路パターンは、プリント配線板の信号端子との接続位置を結ぶ線分の近傍では、前記線分には並行しないことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、伝送線路パターンをプリント配線板の信号端子との接続位置を結ぶ線分の近傍において前記線分に並行させる場合に比べ、器体内において信号端子間を結ぶ導電路と伝送線路パターンとが互いに影響を与えにくくなるので、反射特性を改善することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のプリント配線板装置と、分波器の後段に接続された増幅回路とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、伝送ロスを低減することができるプリント配線板装置を用いることにより、雑音指数を改善することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態は、ＣＡＴＶの伝送信号を増幅するためのブースタ装置であって、図２に示すように、伝送信号が入力端子Ｂ１を通じて入力され所望の周波数の伝送信号を分離する分波器１と、分波器１の後段に接続され分波器１を通過した伝送信号を増幅して出力端子Ｂ３を通じて出力する増幅回路Ｂ２とを備える。
【００１９】
分波器１は、他の回路部品とともに図１に示すようにプリント配線板２に実装されてプリント配線板装置を構成する。分波器１の構成は従来例と同様であるから説明を省略する。プリント配線板２には、信号端子ピン１２ａ〜１２ｃが差し込まれるスルーホール２１ａ〜２１ｃと、グランド端子ピン１３ａ〜１３ｃが差し込まれるスルーホール２２ａ〜２２ｃとがそれぞれ貫設されている。プリント配線板２の裏面には、それぞれ信号端子ピン１２ａ〜１２ｃがはんだ止めされるパッド２３ａ〜２３ｃが設けられるとともに、分波器１の器体１１の正射影の領域から分波器１の接地用導電パターン１７の正射影の領域を除く領域を避けて、略全面に亙ってグランドパターン２４が設けられている。
【００２０】
また、プリント配線板２の表面には、それぞれ信号端子ピン１２ａ〜１２ｃに電気的に接続され他の回路部品に接続される導電パターンとしての３本の伝送線路パターン２５ａ〜２５ｃが設けられている。図１の左右の信号端子ピン１２ａ，１２ｃに接続される伝送線路パターン２５ａ，２５ｃは、それぞれ信号端子ピン１２ａ〜１２ｃが並ぶ方向であって中央の信号端子ピン１２ｂから離れる方向に延設されている。また、中央の信号端子ピン１２ｂに接続される伝送線路パターン２５ｂは、器体１１の短手方向であってグランド端子ピン１３ａ〜１３ｃから離れる方向に延設された後、器体１１の長手方向の一方へ延設されている。中央の信号端子ピン１２ｂに接続される伝送線路パターン２５ｂの器体１１の長手方向へ延設された部位と、信号端子ピン１２ａ〜１２ｃを結ぶ線分との距離ｄ１は、２．３ｍｍとしてある。つまり、伝送線路パターン２５ａ〜２５ｃは、少なくともプリント配線板２の信号端子１２ａ〜１２ｃとの接続位置を結ぶ線分の近傍では、前記線分には並行していない。
【００２１】
従来例と本実施形態とのそれぞれのプリント配線板装置に対して、ＣＡＴＶで通常用いられる７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数の伝送信号に対する反射特性を測定した結果を図３に示し、同様に伝送ロスを測定した結果を図４に示す。
【００２２】
図３に示すように、例えばＣＡＴＶで通常用いられる周波数のうち最も高い周波数である周波数７７０ＭＨｚの伝送信号に対して、破線で示す特性の従来構成では１．９であった電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が、実線で示す本実施形態では１．７に低下し、反射特性の改善が示された。すなわち、中央の信号端子ピン１２ｂに接続される伝送線路パターン２５ｂの信号端子ピン１２ａ〜１２ｃを結ぶ線分に沿って延びた部位と信号端子ピン１２ａ〜１２ｃを結ぶ線分との距離を大きくしたことにより、伝送線路パターン２５ｂと器体１１の内部の導電路とが互いに影響を与えにくくなり、反射特性が改善されるのである。なお、分波器１の内部のインダクタ１５ａ〜１５ｇや接続用導電パターン１６，１８のような導電部が、本実施形態の分波器１よりも器体１１の外側に近い位置に設けられているような別の分波器１を用いる場合には、十分な効果を得るために、中央の信号端子ピン１２ｂに接続される伝送線路パターン２５ｂの信号端子ピン１２ａ〜１２ｃを結ぶ線分に沿って延びた部位と信号端子ピン１２ａ〜１２ｃを結ぶ線分との距離を本実施形態よりも大きくする必要があると考えられる。
【００２３】
また、図４に示すように、例えば周波数が７７０ＭＨｚである伝送信号に対して、従来構成では−１．３ｄＢであった伝送ロスが、本実施形態を採用することによって−１．１ｄＢに改善された。すなわち、プリント配線板２の裏面の全面に亙ってグランドパターン２４を設ける場合に比べ、プリント配線板２のグランドパターン２４と器体１の内部の導電部との間に発生する浮遊容量の容量値が低下するから、分波器１を伝わる高周波信号がグランドパターン２４に漏れることを防ぐことができるのである。
【００２４】
上記構成によれば、反射特性を改善するとともに伝送ロスを低減することができるプリント配線板装置を用いたことにより、反射特性と雑音指数とを改善することができる。
【００２５】
なお、本実施形態はブースタ装置を例に挙げて説明したが、本実施形態のプリント配線板装置の用途はブースタ装置に限られず、高周波数帯域の電気信号を用いる機器全般に用いることができる。また、図３及び図４に示している範囲よりもさらに周波数の高い伝送信号に対しては、本実施形態のプリント配線板装置と従来のプリント配線板装置との差はさらに大きくなっている。つまり、本実施形態のプリント配線板装置を、より周波数の高い電気信号を扱う機器に用いれば、反射特性と雑音指数とをより大きく改善することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、プリント配線板の裏面において少なくとも分波器の器体の正射影の領域から分波器の接地用導電パターンの正射影の領域を除く領域を避けてグランドパターンを設けたことにより、プリント配線板の裏面の全面に亙ってグランドパターンを設ける場合に比べ、プリント配線板のグランドパターンと器体の内部のフィルタ回路などの導電部との間に発生する浮遊容量の容量値が低下するから、分波器を伝わる高周波の電気信号がグランドパターンに漏れることを防ぐことができ、従って伝送ロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に用いられるプリント配線板装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は下面図である。
【図２】本発明の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】同上の効果を示す説明図である。
【図４】同上の効果を示す説明図である。
【図５】分波器の一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は下面図である。
【図６】分波器のカバーを取り外した状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は右側面図である。
【図７】従来例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は下面図である。
【符号の説明】
１分波器
２プリント配線板
１１器体
１２ａ〜１２ｃ信号端子ピン
１３ａ〜１３ｃグランド端子ピン
２４グランドパターン
２５ａ〜２５ｃ伝送線路パターン

Claims

絶縁材料からなる器体及び器体に収納されたフィルタ回路及びフィルタ回路の接地用のグランド端子及びフィルタ回路を介して互いに接続されそれぞれ器体から突出した複数の信号端子を有しグランド端子に電気的に接続された接地用導電パターンが器体の内面に設けられた分波器と、表面には信号端子に電気的に接続され分波器と他の回路部品とを電気的に接続するための導電パターンが設けられ裏面にはグランド端子に電気的に接続される接地用のグランドパターンが設けられて分波器を含む複数の回路部品が実装されるプリント配線板とを備えたプリント配線板装置において、プリント配線板のグランドパターンを、少なくとも分波器の器体の正射影の領域から分波器の接地用導電パターンの正射影の領域を除く領域を避けて設けたことを特徴とするプリント配線板装置。
導電パターンは、少なくともプリント配線板の信号端子との接続位置を結ぶ線分の近傍では、前記線分には並行しないことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板装置。
請求項１又は２記載のプリント配線板装置と、分波器の後段に接続された増幅回路とを備えることを特徴とするブースタ装置。