JPH0666199B2 - パルス伝送路用コモンモ−ドチヨ−クコイル - Google Patents

パルス伝送路用コモンモ−ドチヨ−クコイル

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JPH0666199B2
JPH0666199B2 JP18225486A JP18225486A JPH0666199B2 JP H0666199 B2 JPH0666199 B2 JP H0666199B2 JP 18225486 A JP18225486 A JP 18225486A JP 18225486 A JP18225486 A JP 18225486A JP H0666199 B2 JPH0666199 B2 JP H0666199B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase AC
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions
    • H01F2038/305Constructions with toroidal magnetic core

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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パルス平衡伝送路を同方向に伝導する高周波
のコモンモードノイズを広帯域にわたり阻止するコモン
モードチョークコイルに関するものである。
〔従来技術〕
第9図は、平衡伝送路を伝導するパルス信号および外来
電磁雑音の誘導によるコモンモード雑音電流の伝導状況
を説明するための図であり、1,1′は平衡伝送路、2
は伝送路1,1′に接続されたパルス信号伝送装置、Sn
は伝送路1,1′を伝導するパルス列からなるディジタ
ル信号、3は装置2が収容された電話局等の建物、4は
放送波,無線波や,高周波機器等からの外来雑音、Ncは
外来雑音4の伝送路1,1′への誘導によるコモンモー
ド雑音電流、5は伝送路1,1′に接続された通信端末
機器、6は通信端末機器5の対地インピーダンス、7は
伝送路を流れるコモンモード雑音電流Ncの侵入を防止す
るため通信端末機器5の信号入力部に挿入されたコモン
モードチョークコイルである。
また、第10図は、第9図のコモンモードチョークコイ
ルとして従来から広く用いられている円形状トロイダル
コアを用いたものの説明図であり、8は円形状トロイダ
ルコア、9,9′はコア8へ捲回された巻線、10,10′
および11、11′は、それぞれ巻線9,9′の入力端子お
よび出力端子である。巻線9,9′のコア8に対する巻
方向は、入力端子10,10′または出力端子11,11′から
同相で流入するコモンモード電流に対してコア8内に生
じる磁束が同方向となって互いに強め合うように捲回さ
れる。第10図の(A)は、コア8に対して捲線9,
9′を対向させて捲回し、(B)では巻線9,9′をそ
ろえて捲回してある。第10図において、Cは入出力巻
線間に存在する容量である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようなコモンモードチョークコイルにおけるコモン
モード雑音電流Ncに対する阻止効果は、インダクタンス
Lおよび上記容量Cによってきまり、インダクタンスL
が大きく容量Cが小さいほど広帯域にわたり良好な阻止
特性を持つ。特に、高域特性は容量Cによって影響さ
れ、容量Cが小さいほど高周波雑音が阻止できる。一方
インダクタンスLは、コアの透磁率をμ、断面積をS,
巻数をN,コアの平均磁路長をdとすると、L=μSN
2/dで表わされることが知られている。従って、コア
の材質や形状を一定とすると、大きなインダクタンスL
を得るためには、巻数Nを大きくする必要があるが、し
かし巻数Nを大きくすると円形状のコアの内径からきま
る円内に巻線が密集し、多巻線による入出力端子間容量
Cが増加して高域特性が低下する結果となる。
すなわち、第11図は、第10図に示すようなコモンモ
ードチョークコイルの電気的等価回路図であり、上記容
量Cが大きいと巻線入力端子から流入したコモンモード
雑音電流Ncが巻線9,9′を通過せず容量Cを通って反
対側にぬけるために、インダクタンスLとして作用せ
ず、雑音阻止効果が低減する。また、特に、第10図の
(B)に示す、一定形状コアに隣線巻線同志が密集した
り、多層に重ね巻きする等によって巻数Nを大きくする
と、第11図にCsで示すような巻線9,9′間の容量が
増加し、全体として第9図に示す伝送路1,1′の線間
に挿入される容量Cが増加する。このようなコモンモー
ドチョークコイルをディジタル信号伝送路に用いた場
合、パルス伝送への影響が表われる。すなわち、第12
図の(A)は、伝送路1,1′間を流れるパルス列から
なるディジタル信号Sn(ノーマルモード)の一例であ
り、(B)はこのような伝送路に上記のような線間容量
Csの大きいコモンモードチョークコイルを挿入したとき
の伝送信号の波形例を示す。すなわち、容量Csの集積に
よる影響が現われ、波形が歪んだものとなる。この結
果、第9図で伝送路1、1′にコモンモード雑音電流Nc
を阻止するために挿入したコモンモードチョークコイル
によって本来の情報伝送に用いるディジタル信号(パル
ス伝送信号)Snが変形する。この容量Csの影響は、パル
ス伝送信号Snのパルス立上り時間や、パルス幅が小さく
高速度伝送となるほど大きく、極端な場合は容量Csの集
積によって回線短絡状態となる等により、通信端末機器
の正常動作を妨げたり、使用不能となる欠点がある。一
方、これをさけるためにコモンモードチョークコイルの
巻数Nを小さくするとインダクタンスLを大きくできな
いために、十分な雑音電流Ncの阻止がはかれず、外来雑
音4によって通信端末機器が誤動作等の障害をおこすと
いう問題があった。
このように、従来用いられているコモンモードチョーク
コイルをパルス伝送路に適用したときパルス信号への影
響のないものは外来雑音に対する阻止特性の広帯域化が
はかれず、雑音阻止特性の良好なものはパルス伝送路へ
適用できないという問題があった。
本発明の目的は、伝送路を伝導するコモンモード雑音電
流に対し、広帯域にわたり良好な阻止特性を有し、高速
パルス伝送路への適用が可能なコモンモードチョークコ
イルを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の以下の記述及び添付図面によって説明する。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
所定の高周波領域まで一定値以上の実効透磁率を有する
閉磁路コアに同相電流に対して互いに同方向磁束が生じ
るように2つの巻線を捲回したコモンモードチョークコ
イルにおいて、前記閉磁路コアを互いに直交する短軸と
長軸のうち、長軸に対して対称で、かつ該対称磁路間距
離を短軸部で最大に形成し、該短軸磁路部分に密なる集
中巻線を、該集中巻線部分を除く前記対称磁路部分に疎
なる均等巻線を、それぞれ対向して捲回したことを主な
特徴とするものである。
〔作用〕
前記手段によれば、閉磁路コアが互いに直交する長軸と
短軸とを有し、長軸に対して対称でこの対称磁路の対向
距離を短軸部分で最大になるように形成し、この対称磁
路の短軸磁路部分に密なる集中巻線を施し、前記対称磁
路の密なる集中巻線を施した部分以外には疎なる巻線を
施すことにより、多巻線による入出力巻線間容量Cの増
加および対向巻線間容量の増加が抑制され、かつインダ
クタンスLが増加するので、パルス伝送には何ら悪影響
を与えず、かつコモンモードの伝導雑音を広帯域にわた
って阻止することができる。
したがって、高速度ディジタル伝送路などの立上りが速
く、パルス幅小で繰り返しの速い伝送路に適用したと
き、伝送信号には影響を与えず、伝送路を伝導する広い
周波数成分を有するコモンモード雑音を阻止することが
できる。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を用いて具体的に説
明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
〔実施例I〕
本発明の実施例Iのパルス伝送路用コモンモードチョー
クコイルの概略構成を第1図(説明図)に示す。
第1図において、12は第10図に示す従来の円形状トロ
イダルコア8と同程度の透磁率μおよび平均磁路長d,
断面積Sを有する閉磁路コアであり、長軸X−Xおよび
短軸Y−Yを有し、長軸X−Xに対して対称で、短軸Y
−Y部分付近における対向磁路間距離が最大となるよう
形成されている。また、13,13′は対向磁路間距離が最
大の閉磁路コア12の長さl0の部分に多層にまたは集中
的に捲回した巻線である。14,14′および巻線15,15′
は閉磁路コア12の上記のl0以上のそれぞれ長さo1,o
2部分に対向して疎に均等に捲回した巻線であり、入出
力端子10−11および入出力端子10′−11′間に捲回した
これらの巻線の巻方向は一方の端子から同相で流入する
コモンモード電流に対して閉磁路コア12内に生じる磁束
が同方向となって互いに強め合う方向に捲回してある。
0,C1,C2は巻線13,14,15および巻線13′,1
4′,15′の両端間に生じるそれぞれの巻線間容量であ
る。この内、巻線13,13′の両端間容量C0は集中巻線
が施されているため大きな値を持ち、疎なる巻線14,15
および14′,15′の両端間容量C1,C2は、それぞれ小
さな値を持つ。一方、集中巻線13,13′は、閉磁路コア
12の対向距離が最も大きい短軸Y−Y部分付近に捲回さ
れているので、自身の巻数が多くても両巻線間対向ギャ
ップgを一定以上とっておけば、巻線13,13′間対向容
量Cs0は小さく構成できる。また巻線14,14′間および
巻線15,15′間対向容量Cs1,Cs2は、それぞれこれら
の巻線がいずれも疎に捲回してあるため小さい。
第2図は、第1図のコモンモードチョークコイルの電気
的等価回路図であり、インダクタンスLを増加させるた
め、上記のような巻き方で巻線Nを大きくしたとき増加
する容量は、巻線間対向容量C0部分のみであり、容量
1,C2,Cs0,Cs1,Cs2は、いずれもその増加をお
さえることができる。したがって、入出力端子10−11間
および入出力端子10′−11′間にそれぞれ直列挿入され
る容量C0,C1,C2のうち容量C0の値が大きくても全
体としての入出力端子間容量Cは大きくならない。ま
た、容量Cs0,cs1,Cs2の集積からなる対向巻線間容
量もこれらがいずれも小さいため、増加を抑えることが
できる。
以上の説明からわかるように、第1図のコモンモードチ
ョークコイルを、第9図のコモンモードチョークコイル
7のかわりに適用すれば、ノーマルモードのパルス伝送
信号Snに対しては何ら影響がなくかつ外来雑音4による
コモンモード雑音電流Ncに対しては、インダクタンスL
が大きく入出力端子間容量Cが小さいため、広帯域にわ
たり雑音電流Ncを阻止することができる。
〔実施例II〕
本発明の実施例IIのパルス伝送路用コモンモードチョー
クコイルの概略構成を第3図(説明図)に示す。
第3図において、16は長軸X−X,短軸Y−Yを有する
楕円形状閉磁路コア、17,17′は対向磁路間距離が最大
となる短軸Y−Y付近の磁路部分に集中的に対向して捲
回した巻線、巻線18,18′および19,19′は巻線17,1
7′の捲回された以外の磁路部分に疎に対向して捲回し
た巻線である。本実施例IIでは、閉磁路コア16の形状が
なめらかになっているため、巻線を流れる雑音電流によ
ってコア16内に生じる磁束の漏洩が少なく、第1図のも
のと比べ同一巻数の場合、インダクタンスLを大きくで
きる利点がある。
〔実施例III〕
本発明の実施例IIIのパルス伝送路用コモンモードチョ
ークコイルの概略構成を第4図(説明図)に示す。第4
図の(A)は、閉磁路ループに沿った断面磁路(斜線
部)に巻線を施した図であり、(B)はコアのみの外観
図である。
第4図において、20は閉磁路コア、21,21′はコア20の
短軸部分に集中的に対向して捲回した巻線、22,22′お
よび23,23′はそれぞれコア10の上記巻線21,21′以外
のコア部分に対向して捲回した巻線である。
本実施例IIIのパルス伝送路用コンモードチョークコイ
ルは、第1図の実施例Iをもとにコア外径の縦,横寸法
(h×l)がそれぞれ一定に制約された場合の例であ
り、第4図に示すように、短軸部分のコア外径が一定に
抑えられるため、この部分での巻線を多く捲回できるよ
うに、前記コアの厚さを薄くし、その分高さ(幅)方向
に拡大して全体として閉磁路に垂直なコア断面積を等し
くすることにより、第1図と同等の効果を得ている。
このように構成することにより、外径寸法を小形化した
ときにも、巻数Nを多くできるためインダクタンスLが
減少しない効果がある。
第5図乃至第8図は、本発明のコアについて、組立時の
巻線方法を容易にするための実施例の説明図であり、第
5図は、第1図のコア12を長軸に沿って2等分したコア
12A、12Bをコの字形板ばね24を用いて組立てた構成図
である。
第6図は、第5図の分解斜視図であり、ばね24のコア12
A、12Bとの押さえ面a,a′、b,b′、は、ばねの嵌合に
よってずれないように平面としてある。
第7図は、第3図の楕円形状コアについて同様に長軸に
沿って2等分し、ばね押さえのためにコアの長軸外側部
分に平面a,a′、b,b′を設けたものである。
第8図は、同様にコアの短軸部分を外側にふくらませ、
両側に向って直線状にのびたコア25A、25Bを用いたも
のである。これらはいずれも閉磁路を2分割した開磁路
状態でコイル巻線を施こした後、板ばねを用いて閉磁路
を組立てることができるため、巻線が容易に行える。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明によれば、閉磁路コアが
互いに直交する長軸と短軸とを有し、長軸に対して対称
でこの対称磁路の対向距離を短軸部分で最大になるよう
に形成し、この対称磁路の短軸磁路部分に密なる集中巻
線を施し、前記対称磁路の密なる集中巻線を施した部分
以外には疎なる巻線を施すことにより、多巻数による入
出力巻線間容量Cの増加および対向巻線間容量の増加が
抑制され、かつインダクタンスLが増加するので、パル
ス伝送には何ら悪影響を与えず、かつコモンモードの伝
導雑音電流を広帯域にわたって阻止することができる。
したがって、高速度ディジタル伝送路などの立上がりが
速く、パルス幅小で繰り返しの速い伝送路に適用したと
き、伝送信号には影響を与えず、伝送路を伝導する広い
周波数成分を有するコモンモード雑音電流を阻止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例Iのパルス伝送路用コンモー
ドチョークコイルの概略構成を示す説明図、 第2図は、第1図の電気的等価回路図、 第3図は、本発明の実施例IIのパルス伝送路用コンモー
ドチョークコイルの概略構成を示す説明図、 第4図は、本発明の実施例IIIのパルス伝送路用コンモ
ードチョークコイルの概略構成を示す説明図、 第5図は、第1図のコアを長軸に沿って2等分したコア
をコの字形板ばねを用いて組立てた構成図、 第6図は、第5図の分解斜視図、 第7図は、第3図の楕円形状コアについて同様に長軸に
沿って2等分し、ばね押さえのためにコアの長軸外側部
分に平面a,a′、b,b′を設けた図、 第8図は、同様にコアの短軸部分を外側にふくらませ、
両側に向って直線状にのびたコアを用いた図、 第9図は、平衡伝送路のパルス信号および外来雑音電流
の伝導状況説明図、 第10図は、従来の円形状トロイダルコアを用いたコモ
ンモードチョークコイルの説明図、 第11図は、第10図のコイルの電気的等価回路図、 第12図は、従来のコモンモードチョークコイルを用い
たときのパルス伝送波形図である。 図中、12,16,20…閉磁路コア、13,13′,17,17′,
21,21′…集中的に施した密なる集中巻線、14,14′,
15,15′,18,18′,19,19′,22,22′,23,23′…
疎に捲回された巻線、24…ばね、25A,25B…コアであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の高周波領域まで一定値以上の実効透
    磁率を有する閉磁路コアに同相電流に対して互いに同方
    向磁束が生じるように2つの巻線を捲回したコモンモー
    ドチョークコイルにおいて、前記閉磁路コアを互いに直
    交する短軸と長軸のうち、長軸に対して対称で、かつ該
    対称磁路間距離を短軸部で最大に形成し、該短軸磁路部
    分に密なる集中巻線を、該集中巻線部分を除く前記対称
    磁路部分に疎なる均等巻線を、それぞれ対向して捲回し
    たことを特徴とするパルス伝送路用コモンモードチョー
    クコイル。
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