JPH10116733A - 伝送線路トランス及びこれを使用した増幅ユニット - Google Patents
伝送線路トランス及びこれを使用した増幅ユニットInfo
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- JPH10116733A JPH10116733A JP8268816A JP26881696A JPH10116733A JP H10116733 A JPH10116733 A JP H10116733A JP 8268816 A JP8268816 A JP 8268816A JP 26881696 A JP26881696 A JP 26881696A JP H10116733 A JPH10116733 A JP H10116733A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 CATV等のような広帯域に亘る信号を増幅
する広帯域増幅器の出力側と、伝送線路との間に接続さ
れ、当該広帯域増幅器及び伝送線路に適したインピーダ
ンスを与えるトランス、及び、当該トランスを出力側に
有する増幅ユニットを提供することにある。 【解決手段】 伝送線路トランスによって出力トランス
を構成し、伝送線路トランスに使用される伝送線路を2
つの信号線と、2つの信号線間に配置された少なくとも
1本のダミー信号線、或いは、スペーサーによって構成
し、伝送線路の特性インピーダンスを所望の値にする。
これら伝送線路は、メガネ型コアの2つの穴を通過する
ように、配置される。
する広帯域増幅器の出力側と、伝送線路との間に接続さ
れ、当該広帯域増幅器及び伝送線路に適したインピーダ
ンスを与えるトランス、及び、当該トランスを出力側に
有する増幅ユニットを提供することにある。 【解決手段】 伝送線路トランスによって出力トランス
を構成し、伝送線路トランスに使用される伝送線路を2
つの信号線と、2つの信号線間に配置された少なくとも
1本のダミー信号線、或いは、スペーサーによって構成
し、伝送線路の特性インピーダンスを所望の値にする。
これら伝送線路は、メガネ型コアの2つの穴を通過する
ように、配置される。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域に亘る入力
信号を増幅することができる増幅ユニットに関し、特
に、出力側トランスと広帯域増幅器とを備えた増幅ユニ
ットに関する。 【0002】 【従来の技術】最近、CATV等では、映像チャンネル
を100チャンネル程度まで、多チャンネル化すること
が要望されており、この要望に応えるためには、約50
MHz程度の低い周波数から、約1GHz程度の非常に
高い周波数まで、言い換えれば、従来は300MHzや
700MHzの帯域、将来的には約1GHzの広い帯域
に亘って均一に、且つ、低歪で入力信号を増幅できる広
帯域増幅器が必要である。 【0003】ここで、この種のCATV用の増幅ユニッ
トには、上記した広帯域増幅器の他に、ケーブル、他の
機器等とのインピーダンス整合の関係上、広帯域増幅器
の入力側及び出力側に、それぞれ入力及び出力トランス
が設けられている。また、広い地域に信号を供給するC
ATVでは、増幅ユニットを多数段接続されることが多
い。 【0004】従来、このような構成を有する増幅ユニッ
トに対しても、他の回路等と同様に、小形化が強く要求
されている。しかしながら、広帯域増幅器自体はICチ
ップによって構成することによって、小形化できるが、
入力トランス及び出力トランスはチップ化できないた
め、充分に小形化できないのが実情である。一方、この
種の増幅ユニットに使用される入力トランス及び出力ト
ランスは、広帯域に亘って、インピーダンス整合のとれ
たものでなければならないため、各種の工夫が成されて
いるが、小形で、低価格、しかも、CATVに要求され
る広い帯域に亘って整合性を保てる入力及び出力トラン
スについては、未だ提案されていない。 【0005】したがって、従来提案されている入力トラ
ンス及び出力トランスを使用したのでは、インピーダン
スの不整合を避けることができず、反射波の発生、並び
に、反射波の発生に伴うゴーストの発生等による画質の
低下、及び、伝送効率の低下等を防止できない。特に、
広い地域に信号を供給するCATVでは、広帯域増幅ユ
ニットの数が多くなるので、少しのインピーダンス不整
合でも影響が大きい。このように、入力及び出力トラン
スにおけるインピーダンスの整合は非常に重要な問題で
ある。 【0006】ここで、CATV用の増幅ユニットにおけ
る出力トランスと、広帯域増幅器及び出力側伝送線路と
の整合について考察してみると、バイポーラ・トランジ
スタで構成した広帯域増幅器の出力インピーダンスは、
100〜150Ωであり、他方、出力側伝送線路は不平
衡型で、75Ωのインピーダンスのものが多い。このた
め、上述したような広帯域増幅器及び出力伝送線路との
間に、設けられる出力トランスは、広帯域増幅器の出力
インピーダンス及び出力伝送線路のインピーダンスに応
じたインピーダンス変換を行う必要がある。 【0007】従来、特開平3−52407号公報(以
下、引用例1と呼ぶ)には、100〜1000MHz、
又は、それ以上の無線周波数領域で動作するハイブリッ
ド増幅ユニットが提案されている。引用例1では、増幅
器を構成する能動素子部分を個々にチップ化すると共
に、これらチップを入力及び出力トランスと共に、回路
基板上に配置した構成が示されている。また、この構成
では、基板上に配置された回路部分のレイアウトを物理
的に鏡面対称にすることにより、回路部分に関連した寄
生インピーダンスの影響を低減することができる。 【0008】更に、引用例1は、出力トランスとして、
トロイダルコアに巻線を施した磁気結合型トランスを使
用しており、この磁気結合型トランスを介して、伝送線
路と増幅器との接続、並びに、外部回路と増幅器との接
続を行っている。また、磁気結合型トランスは、基板上
に平面的に配置されており、磁気結合型トランスの各巻
線の端子は基板上に配置された金属領域と個々に接続さ
れている。 【0009】一方、特開平5−199048号公報(以
下、引用例2)には、出力伝送線路と広帯域増幅器との
間に、トロイダルコアを用いた伝送線路トランスを接続
した構成の高周波線形増幅器が開示されている。また、
引用例2は、所定の特性インピーダンスを有する2芯平
行線を1組使用することも、示唆しており、この構成に
より、周波数特性を引用例1よりも改善でき、且つ、小
型、軽量化を達成することができる。 【0010】更に、本発明者等は、先に、特願平8−1
70405号明細書(以下、引用例3と呼ぶ)におい
て、電界効果型トランジスタ(以下、FETと呼ぶ)を
使用した平衡型広帯域増幅器を提案した。このように、
FETを使用した場合、バイポーラトランジスタを使用
した場合に比較して、3次歪を除去できるという利点が
ある。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】引用例1のように、磁
気結合型トランスを平面的に配置したのでは、基板上に
おける磁気結合型トランスの占有面積が大きくなる。更
に、磁気結合型トランスにおける各巻線は、金属領域、
即ち、導体パターンに対して配線され、トロイダルコア
と導体パターンとの配線距離が長いため、配線によるバ
ラツキによって、寄生インダクタンスも変化し、配線
後、微調整する必要がある。調整後、トロイダルコアや
配線をワニスなどの接着剤で基板上に固定する必要があ
るが、固定すると、接着剤の誘電率で浮遊容量が変化
し、せっかく調整した特性がずれてしまうこともある。
このように、調整に多大な時間を費やしていた。また、
磁気結合型トランスを使用した場合、高域は線間の結合
度で制限され、低域はコアの材質で制限されてしまうた
め、周波数特性が悪く、広帯域化には不向きである。 【0012】更に、引用例2では、伝送線路トランス及
び2芯平行線を使用することを示唆してはいるものの、
広帯域増幅器に適した出力側伝送線路トランスの具体的
構成、並びに、整合性の問題について、何等、指摘して
いない。また、引用例2は、トロイダルコアの穴の部分
を実装基板上に垂直にして、即ち、トロイダルコアを寝
かした状態で実装しているため、実装面積が広くなって
しまい、小形化の要求に応えられないと言う欠点があ
る。 【0013】次に、引用例3のように、FETを使用し
た広帯域増幅器の出力インピーダンスは150〜200
Ωと高くなってしまう。他方、この種の出力トランスと
して使用される伝送線路トランスは、広帯域増幅器側に
対して平衡型結線を施し、出力伝送線路側に対して、不
平衡型結線を施している。この結線には2芯平行線が使
用されているが、伝送線路トランス自体が小形化される
と、不平衡側のインピーダンスが50Ω程度と低くなっ
てしまう。したがって、このような伝送線路トランスを
引用例3に示された広帯域増幅器と接続した場合には、
インピーダンスの不整合が生じてしまい、ゴースト等の
発生を抑えることはできない。 【0014】一般に、不平衡側のインピーダンスは、後
述のように、コアに巻く2芯平行線の特性インピーダン
スの1/2となる。従って、不平衡側のインピーダンス
を75Ωとするためには、150Ωの特性インピーダン
スを有する2芯平行線が必要になる。この2芯平行線を
コアに巻くと、コアの損失などがあるため、実際には、
特性インピーダンスは大きくなる傾向がある。これを考
慮しても、120Ω程度の特性インピーダンスを有する
2芯平行線が必要になる。 【0015】ここで、図2を参照しながら、2芯平行線
を用いて伝達線路トランスを製作した場合を検討してみ
る。平衡側のインピーダンスをZinoとし、不平衡側
のインピーダンスをZoutoとすると、Zino:Z
outo=4:1である。また、入力ポートP10とP
20の間のインピーダンスをZin1、入力ポートP2
0とP30の間のインピーダンスをZin2とすると、
Zin1=Zin2=Zino/2であらわすことがで
きる。 【0016】更に、ポートP10とP50との間の接続
線を第1の信号線、ポートP20とP40との間の接続
線を第2の信号線とし、これら第1及び第2の信号線を
集合的に第1の伝送線路L1と呼び、他方、ポートP2
0とP40との間の接続線を第3の信号線、ポートP3
0とP40との間の接続線を第4の信号線とし、これら
第3及び第4の信号線を集合的に第2の伝送線路L2と
呼ぶものとする。また、第1及び第2の伝送線路L1と
L2の特性インピーダンスをZL とすると、上記したZ
ino及びZoutoは特性インピーダンスZL を用い
て、次式によってあらわすことができ、Zino:Zo
uto=4:1の伝送線路トランスを構成することがで
きる。 【0017】Zino =2ZL 、 Zouto=ZL /2 図14は、直径が0.1mmと0.12mmの金属線に
絶縁物で被膜し、絶縁被膜の厚さを変えたときの2芯平
行線の特性インピーダンスを測定した結果を示す。この
図から明らかなように、2芯平行線では、絶縁被膜の厚
さを厚くしても、90Ω程度の特性インピーダンスしか
得られない。 【0018】特性インピーダンスを高くするには、図1
4に示す傾向から明らかなように、金属線の直径をさら
に細くするか、絶縁被膜の厚さをさらに厚くすることが
考えられる。しかし、金属線の直径を細くした場合、信
号線に流す許容電流が制限され、CATVの出力トラン
スとして使用できなくなる。また、絶縁被膜の厚さを厚
くした場合、金属線とコアとの間隔が離れることにな
り、本来コア中に発生すべき磁束が、絶縁被膜や空気中
に漏れ磁束として発生する。即ち、信号線間で伝達され
るエネルギが漏れ磁束分だけ多く損失する。従って、絶
縁被膜の厚さをあまり厚くすることも好ましくない。 【0019】そこで、図14に示す範囲内の2芯平行線
で伝送線路トランスを作った場合を例として説明する。
たとえば、直径が0.10mmの金属線に、0.022
mmの絶縁被膜を付けた信号線を使用した場合、線間距
離は0.144mmとなり、伝送線路の特性インピーダ
ンスは84Ωを有しているから、理論的には、Zin
o:Zouto=168Ω:42Ωとなり、且つ、Zi
n1:Zin2=84Ωとなる。しかしながら、実際に
は、コアの損失などがあるため、実測値はZino:Z
outo=300Ω:55Ωであった。 【0020】従来、84Ωの2芯平行線を使って75Ω
の不平衡側インピーダンスを得るため、次のような方法
で対処していた。1つは、2芯平行線をコアに巻き、イ
ンピーダンスを測定しながら、2芯平行線の接着を剥が
し、線の間隔を広げたり狭くしたりして、所望のインピ
ーダンスに合わせていた。このため、調整に多大の時間
を費やしていた。また、調整後、ワニスなどの接着剤で
線間を固定すると、接着剤の誘電率の影響でインピーダ
ンスが再び変化してしまうという問題もある。 【0021】他の方法は、損失の大きいコアを用いて、
実測インピーダンスを上げる方法である。これにより、
平衡側インピーダンスを75Ω、不平衡側インピーダン
スを500Ωにすることができる。インピーダンス変換
比、即ち、平衡側のインピーダンスは不平衡側に比べ、
理論的には4倍であるが、この例では6.7倍となり、
通過損失が大きくなるという欠点がある。 【0022】いずれにしても、CATV等の広帯域増幅
器に使用される出力トランスには、インピーダンス整合
のために特別な工夫が必要である。 【0023】本発明の目的は、比較的高い出力インピー
ダンスを有する広帯域増幅器、並びに、所定のインピー
ダンスを有する出力伝送線路との間で、インピーダンス
整合を取ることができ、インピーダンス不整合による影
響を防止できる伝送線路トランスを提供することであ
る。 【0024】本発明の他の目的は、基板等に取り付ける
際におけるバラツキを少なくし、実質上、無調整で基板
等に搭載できる伝送線路トランスを提供することであ
る。 【0025】本発明の更に他の目的は、小形で、実装面
積の小さな伝送線路トランスを提供することである。 【0026】本発明の他の目的は、安定で、且つ、優れ
た周波数特性を有する増幅ユニットを提供することであ
る。 【0027】 【課題を解決するための手段】本発明の一形態によれ
ば、少なくとも1つの穴を有するコアの穴に、伝送線路
を少なくとも一回、通過させることによって構成された
伝送線路トランスにおいて、前記伝送線路は第1の信号
線と第2の信号線と、第1の信号線と第2の信号線との
間に配置された少なくともlつの第3の線を設け、第1
の信号線は第3の線を介して第2の信号線と接し、第3
の線は第1と第2の信号線と平行に配置されている伝送
線路トランスが得られる。この場合、第3の線のの変わ
りに、第1及び第2の信号線の少なくとも一方の絶縁被
膜を厚くすることによっても、伝送線路の特性インピー
ダンスを調整することができる。 【0028】本発明の他の形態によれば、第1及び第2
の信号線と、これらの間に挿入した第1のスペーサとか
らなる第1の伝送線路と、第3及び第4の信号線と、こ
れらの間に挿入した第2のスペーサとからなる第2の伝
送線路と、第1と第2の穴と2つの穴を有するメガネ型
コア、及び、前記第1及び第2の伝送線路が接続される
べき第1乃至第5のポートとを備え、第1の信号線は第
1のスペーサを介して第2の信号線と接し、第3の線は
第2のスペーサを介して第4の信号線と接しており、第
1、第2のスペーサは、少なくとも第1、第2の伝送線
路が伝送線路として機能する伝送線路区間に設けられて
おり、第1の伝送線路は第1の穴を少なくとも1回通過
するように、配置されると共に、第2の伝送線路は第2
の穴を少なくとも1回通過するように、配置され、第1
の信号線の巻始めを第1のポート、巻終わりを第5のポ
ートと接続し、第2の信号線の巻始めを第2のポート、
巻終わりを第4のポートと接続し、第3の信号線の巻始
めを第2のポート、巻終わりを第5のポートと接続し、
第4の信号線の巻始めを第3のポート、巻終わりを第4
のポートと接続した構成を有する伝送線路トランスが得
られる。 【0029】更に、本発明の別の形態によれば、予め定
められた出力インピーダンスを備えた平衡型広帯域増幅
器と、所定の線路インピーダンスを有する出力側伝送線
路との間に設けられる伝送線路トランスにおいて、前記
広帯域増幅器に向けられる第1の面と、前記出力側伝送
線路に向けられる第2の面とを備え、第1及び第2の面
間には、第1及び第2の穴を備えたメガネ型コアと、当
該メガネ型コアを固定する表面実装用基板と、前記基板
の前記メガネ型コアの第1の面側に設けられた第1、第
2、及び、第3のポートと、前記基板の前記メガネ型コ
アの第2の面側に設けられた第4及び第5のポートとを
備え、第1乃至第3のポートと、第4及び第5のポート
間には、第1及び第2の穴を通過する第1及び第2の伝
送線路が接続されており、且つ、第1及び第2の伝送線
路は、それぞれ第1及び第2の信号線を有し、前記第1
及び第2の信号線は、前記出力インピーダンス及び前記
線路インピーダンスに応じた間隔を有している伝送線路
トランスが得られる。このように、表面実装素子の形に
構成された伝送線路トランスは、広帯域増幅器及び入力
トランスとしての伝送線路トランスと共に、実装基板上
に配置されることにより、小形化されたCATV用増幅
ユニットを構成できる。この場合、入力トランスとして
の伝送線路ユニットを、メガネ型コアを用いた強制バラ
ン伝送線路トランスによって構成すれば、増幅ユニット
全体のサイズを更に小型化できる。 【0030】 【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態に
係る増幅ユニットの全体構成を示す交流的な等価回路で
あり、直流的な接続を表すものではない。当該増幅ユニ
ットは、同軸線路等の不平衡線路によって構成された入
力側伝送線路10及び出力側伝送線路20との間に設け
られており、この入力側伝送線路10を介して与えられ
る広帯域高周波信号を増幅して、出力側伝送線路20に
出力信号として出力する。尚、入力側及び出力側伝送線
路10及び20は75Ωの特性インピーダンスを有して
いるものとする。 【0031】図示された増幅ユニットは、入力トランス
11、広帯域増幅器12、及び、出力トランス30とに
よって構成されている。このうち、入力トランス11及
び出力トランス30の間に接続された広帯域増幅器12
は、入力端子IN1、IN2を有するとともに、出力端
子OUT1、OUT2を備えている。図示された広帯域
増幅器は、50〜800MHzの帯域にわたって、3
7.5Ωの入力インピーダンスを示すと共に、上記帯域
にわたって300Ωの出力インピーダンスを持つ平衡型
広帯域増幅器によって構成されており、且つ、この平衡
型広帯域増幅器は、プッシュプル形式に接続された互い
に同一の構成の第1及び第2の増幅回路によって形成さ
れている。 【0032】図示された第1の増幅回路は、ソース接地
型増幅器を構成するFET31a及び32aと、FET
32aに対してカスコード接続され、カスコード接続増
幅器を構成するFET33aとを有している。また、F
ET31aのドレインとゲートとの間には、第1の負帰
還回路26aとして、抵抗R1aとコンデンサC1aと
の直列回路が接続されており、他方、FET33aのド
レインとFET32aのゲートの間には、第2の負帰還
回路27aとして、コンデンサC2aと抵抗R2aとの
直列回路が接続されている。 【0033】同様に、第2の増幅回路は、FET31b
〜FET33b、第1の負帰還回路26bとしての抵抗
R1b及びコンデンサC1b、第2の負帰還回路27b
としてのコンデンサC2b及び抵抗R2bとを備えてい
る。また、FET31aとFET31bのソース間に
は、抵抗R3が接続され、FET32aとFET32b
のソース間には、抵抗R4が接続されている。更に、F
ET33aとFET33bのゲート間には、抵抗R5が
接続されている。抵抗R3及びR4は、これら抵抗によ
って相互に接続されたFETを仮想的に接地することに
より、二次歪を除去するためのバランス抵抗であり、他
方、抵抗R5はバイアス源(図示せず)からバイアスを
供給し、ゲート接地動作を安定させるためのバイアス抵
抗である。この構成を有する広帯域増幅器は、FETの
特性がばらついたり、入力信号の振幅や180度位相差
に多少の差があっても、出力にその差が生じないと言う
利点を有するとともに、第1及び第2の増幅回路で発生
する二次歪の大きさを打ち消すことができると言う利点
をも併せ有している。ただし、入力信号の振幅や180
度位相差に差があると、差がない場合に比べて2次歪み
は大きくなるので、差が無いことが好ましい。 【0034】一方、上記した広帯域増幅器の入力側に接
続された入力トランス11は、2芯平行線を含む伝送線
路トランスによって構成されており、図示された例は、
強制バラン型伝送線路トランスを使用している。具体的
に言えば、図示された強制バラン型伝送線路トランス
は、入力側伝送線路10に接続された入力側ポートP
1、P2と、出力側ポートP3〜P5とを有している。
上記した出力ポートP3及びP5は広帯域増幅器の入力
端子IN2及びIN1にそれぞれ接続されると共に、出
力側ポートP4は交流的に接地されている。ここで、入
力側ポートP1とP2との間の入力インピーダンスをZ
inとし、出力側ポートP3とP4との間の出力インピ
ーダンスをZout1、及び出力側ポートP5とP4と
の間の出力インピーダンスZout2とし、更に、出力
側ポートP3とP5との間の出力インピーダンスZou
tとする。 【0035】図示された強制バラン型伝送線路トランス
は、互いに平行に並べられ、相互に被覆等により固定さ
れた2本の伝送線路からなる第1及び第2の2芯平行線
111、及び、112とを備えている。第1の2芯平行
線111の伝送線路の入力側端子は、それぞれ入力側ポ
ートP1、P2に接続されており、更に、第1の2芯平
行線111の伝送線路の出力側端子は第2の2芯平行線
112との共通接続点C1及びC2に接続されている。
ここで、第1の2芯平行線111を構成する伝送線路
は、図示されているように、伝送線路トランスとして動
作する。 【0036】更に、第2の2芯平行線112のうちの一
方の伝送線路の一端は、共通接続点C1に接続されると
共に、出力側ポートP3に接続され、他端、即ち、巻き
始めの位置は出力ポートP4を介して接地されている。
また、第2の2芯平行線112のうちの他方の一端、即
ち、巻き始めの位置は、共通接続点C2を介して出力側
ポートP5に接続されると共に、他端は出力ポートP4
を介して接地されている。このように、図示された強制
バラン型伝送線路トランスの第2の2芯平行線112
は、中点を交流的に接地することにより固定している。
このように、中点を固定することにより、広帯域増幅器
の特性を安定化することができる。 【0037】この構成では、強制バラン型伝送線路トラ
ンスの入力側に設けられた第1の伝送線路トランス11
1は、伝送線路10からの不平衡型である入力高周波信
号を平衡型に変換して出力する。この第1の伝送線路ト
ランス111の入力/出力におけるインピーダンス比は
1:1になり、且つ、ポートP1とP2間の入力インピ
ーダンスZinは75Ωになるように、調整されてい
る。 【0038】他方、入力トランス11の出力側に設けら
れた第2の伝送線路トランス112は、平衡型で、伝送
線路10の出力端子、即ち、共通接続端子C1及びC2
に接続されており、平衡型出力の中点電位を確定する。
ポートP3とポートP4間、及び、ポートP5とポート
P4間の出力インピーダンスZout1、Zout2は
それぞれ37.5Ωとなるように、調整されており、両
者のインピーダンス比は1:1である。図示された強制
バラン型伝送線路トランスのインピーダンス比(Zi
n:Zout1:Zout2)は、1:(1/2):
(1/2)となることは明らかである。 【0039】次に、広帯域増幅器12の出力側に接続す
る出力トランス30について説明する。 【0040】図2を参照すると、本発明に係る出力トラ
ンス30である伝送線路トランスは、広帯域増幅器12
の出力端子OUT1、OUT2側に設けられた平衡側
と、出力側伝送線路20に接続された不平衡側とを備
え、平衡側には、入力ポートP10、P20、P30、
及び、不平衡側には、出力ポートP40、P50が設け
られている。 【0041】図1及び図2において、出力トランス30
に使用されている伝送線路は、0.144mmの線径
で、金属線部の直径が0.1mm、絶縁被膜の厚さが
0.022mmで、線間距離は0.288mmである2
芯平行線からなり、図8より、この2芯平行線は120
Ω程度の特性インピーダンスを有している。この場合、
図1の出力トランス30では、Zino:Zouto=
200Ω:75Ωとなり、且つ、Zin1:Zin2=
200Ωとなる。また、平衡側のインピーダンスは不平
衡側に比べ、5.3倍となり、通過損失も大きくならな
い。 【0042】このように、図1に示された広帯域増幅器
12の出力インピーダンスは200Ωであり、且つ、出
力伝送線路20の特性インピーダンスは75Ωであるか
ら、図示された伝送線路トランスでは、インピーダンス
整合が容易になり、コアの損失を大きくすることなく、
インピーダンス変換比を6倍以下とすることができるの
で、トランスの通過損失を大きくすることがない。 【0043】図3〜図6を参照すると、図1及び図2に
示された出力トランス30として使用される伝送線路ト
ランスの具体例が示されている。図示された伝送線路ト
ランス30は図1及び図2と同様に、入力側、即ち、平
衡側に、3つの入力ポートP10、P20、P30を備
え、出力側、即ち、不平衡側に2つの出力ポートP4
0、P50を有している。ここで、図示された伝送線路
トランス30は、表面実装用基板35と、当該表面実装
用基板35に固定されたメガネ型コア36とを備えてい
る。メガネ型コア36は、平衡側に向けられた前表面3
7と、不平衡側に向けられた裏表面38とを有し、両表
面37及び38は楕円形状の側面39に連結されてい
る。 【0044】したがって、入力ポートP10、P20、
P30はメガネ型コア36の前表面37に隣接し、出力
ポートP40、P50はメガネ型コア36の裏表面38
に隣接しており、且つ、メガネ型コア36の側面39の
下部は、表面実装用基板35に固定されている。 【0045】また、メガネ型コア36の前表面37と裏
表面38との間には、互いに平行な第1及び第2の穴4
1及び42が設けられている。ここで、第1及び第2の
信号線によって構成される第1の伝送線路L1(図
2)、及び、第3及び第4の信号線によって構成される
第2の伝送線路L2は、それぞれ2芯平行線によって構
成されている。第1の伝送線路L1を形成する第1の信
号線は、一端を入力ポートP10に接続され、メガネ型
コア36の第1の穴41を通過した後、他端を出力ポー
トP50に接続され、また、第2の信号線は、一端を入
力ポートP20に接続され、メガネ型コア36の第1の
穴41を通過した後、他端を出力ポートP40に接続さ
れている。この例の場合、第1の伝送線路L1は第1の
穴41を3回通過させ、第2の伝送線路L2は第2の穴
42を3回通過させている。 【0046】更に、第2の伝送線路L2を形成する第3
の信号線は、一端を入力ポートP20に接続され、第2
の穴42を通って、他端を出力ポートP50に接続さ
れ、第4の信号線は、一端を入力ポートP30に接続さ
れ、第2の穴42を通って、出力ポートP40に接続さ
れている。この構成では、第1及び第2の信号線がメガ
ネ型コア36の第1の穴41を通過しており、第3及び
第4の信号線がメガネ型コア36の第2の穴42を通過
している。 【0047】上記したことから、第1及び第2の伝送線
路L1、L2は各線路の両端部において、2つに分けら
れ、異なるポートに接続されていることが分かる。この
ことは、各伝送線路L1及びL2は伝送線路として機能
する部分(以下、伝送線路区間と呼ぶ)と、各ポートと
の電気的配線に必要な区間(以下、配線区間と呼ぶ)と
に区分できることが分かる。 【0048】上記した各ポートと信号線の接続関係か
ら、図3〜図6に示された伝送線路トランスの等価回路
は、図2に示された等価回路と同様であることが容易に
理解できる。 【0049】図示されているように、メガネ型コア36
の一表面側に入力ポートP10〜P30だけを配置し、
他表面側に出力ポートP40、P50だけを配置するこ
とにより、当該伝送線路トランスに接続されるべき、広
帯域増幅器及び出力側伝送線路との接続を容易に行うこ
とができる。また、図示された伝送線路トランスは表面
実装型の素子を構成しており、直接、各ポートを実装基
板の配線に取り付けることにより、実装基板上に実装で
きる。このため、実装の際における配線バラツキ等によ
るインピーダンスの変動を防止できる。また、図示され
た伝送線路トランスは実装基板上に立設できるため、実
装面積を縮小できると言う利点もある。 【0050】図7(A)及び(B)を参照して、図3〜
図6に示された伝送線路トランスに使用される第1乃至
第4の信号線の構成を具体的に説明する。伝送線路トラ
ンスには、第1及び第2の伝送線路L1、L2として、
通常、2芯平行線が使用されるが、この実施の形態で
は、図7(A)に示すように、2つの信号線S1とS2
Sの間に、スペーサとして働く、ダミー信号線DYを配
置した構成を有している。この例では、2つの信号線S
1、S2、及びダミー信号線DYは互いに平行に、一つ
平面を形成するように、一体化されており、且つ、2つ
の信号線S1、S2、及びダミー信号線DYは同一の構
造及びサイズを有している。ここで、ダミー信号線DY
は、上述した伝送線路区間及び配線区間のうち、伝送線
路区間に配置されれば良く、また、何等の電気信号も与
えられず、且つ、電気的に浮いた状態にいる。 【0051】図7(B)を参照すると、各信号線は直径
d1を有する金属線46(ここでは、銅線)と、この金
属線46を被覆する絶縁被膜47とによって構成されて
いる。図示された例の場合、金属線46の直径d1は
0.1mmであり、絶縁被膜47の厚さd2は0.02
2mmである。したがって、図示された各信号線の全体
の径は0.144mmである。尚、絶縁被膜47は、ポ
リウレタンによって形成されている。 【0052】図7(A)に示された伝送線路では、信号
線S1とS2及びダミー信号線DYとは同一のサイズを
有しているから、信号線S1とS2の金属線46の中心
間の距離(以下、線間距離と呼ぶ)Dは、0.288m
mである。 【0053】一方、図3〜図6において使用されている
伝送線路トランスは、幅6.3mm、長さ3.8mm、
及び、厚さ1.0mmのジアリルフタレート製の表面実
装基板35と、幅5.8mm、長さ3.0mm、高さ
2.8mmで、直径1.0mmの第1及び第2の穴41
及び42を有するNi−Zn系フェライト製のメガネ型
コア36とを有している。 【0054】上述した第1及び第2の伝送線路L1、L
2を使用した場合、各伝送線路の特性インピーダンスZ
L は120Ωである。したがって、このような伝送線路
を使用した伝送線路トランスは240Ωの平衡側インピ
ーダンスを有し、また、60Ωの不平衡側インピーダン
スを有することになる。実際には、メガネ型コア36の
損失等があるため、300Ωの平衡側インピーダンス、
75Ωの不平衡側インピーダンスを有する理想に近い伝
送線路トランスが得られた。 【0055】上記したように、各第1及び第2の伝送線
路L1、L2を構成する信号線S1とS2との間の線間
距離Dと、特性インピーダンスZL との間には、相関関
係があり、この関係は信号線S1及びS2の直径d1と
も関連していることが判明した。 【0056】図8を参照すると、図7に示した構造を有
する伝送線路L1、L2の信号線S1とS2との間の線
間距離Dと、特性インピーダンスZL との関係が示され
ている。図8において、曲線Cu1は、各信号線S1、
S2、DYの金属線46として、直径0.1mmの銅線
を使用し、両信号線S1とS2との間の線間距離Dを絶
縁被膜47の厚さを変化させた場合を示している。曲線
Cu1からも明らかなように、線間距離Dが約0.25
mmになると、特性インピーダンスZL は約100Ωと
なり、線間距離Dが大きくなるにしたがって、特性イン
ピーダンスZLも増加していくことが分かる。 【0057】他方、曲線Cu2は各信号線S1、S2、
DYとして、0.12mmの直径を有する銅線を使用
し、曲線Cu1の場合と同様に、信号線S1とS2との
間の線間距離Dを変化させた時の特性インピーダンスZ
L の変化を示している。 【0058】曲線Cu1とCu2とを比較しても明らか
な通り、各信号線S1、S2の金属線46の線形が大き
くなると、特性インピーダンスZL は小さくなることが
分かる。また、信号線S1、S2間の線間距離Dが大き
くなると、特性インピーダンスZL は増加することも分
かる。 【0059】本発明者等の実験によれば、特性インピー
ダンスZL が100Ω以上であれば、実用上、問題のな
い伝送線路トランスを構成できることが判明した。この
点を考慮すれば、曲線Cu2のように、金属線46が
0.12mmの線径を有している場合、線間距離Dを
0.31mm以上にすれば良いことが分かる。 【0060】因みに、ダミー信号線DYを信号線S1と
S2との間に、挟まない場合、線間距離Dを0.2mm
以上にすることができず、100Ω以上の特性インピー
ダンスを有する2芯平行線は得られなかった。 【0061】図9を参照すると、本発明の他の実施の形
態に係る伝送線路トランスは、信号線S1とS2との間
に、線状スペーサーSpを介在させた伝送線路L1、L
2を使用している。この場合、スペーサーSpの形及び
サイズを変えることにより、所望の特性インピーダンス
を有する伝送線路が得られると言う利点がある。尚、ス
ペーサーSpは、円形、楕円、長方形、正方形等、種々
の断面形状であって良い。このような絶縁材料からなる
スペーサーSpを図7を参照して説明された信号線S1
及びS2との間に設けても、各伝送線路L1、L2の特
性インピーダンスを可変できた。 【0062】図10を参照すると、本発明の更に他の実
施の形態に係る伝送線路トランスに使用される伝送線路
L1、L2は、信号線S1とS2との間に、スペーサー
として、2本のダミー信号線DY1、DY2を介在さ
せ、各伝送線路L1、L2を構成している。この構成で
は、伝送線路トランスに使用される伝送線路L1、L2
の特性インピーダンスZL を図7に示した場合よりも高
くすることができる。この例では、2本のダミー信号線
DY1、DY2を信号線S1とS2との間に配置した
が、更に、所望の特性インピーダンスが高い場合には、
多くのダミー信号線が配列されても良い。このことは、
ダミー信号線の本数によって、伝送線路の特性インピー
ダンスを調整できることを意味している。 【0063】図11を参照すると、本発明の他の実施の
形態に係る伝送線路トランスは、2本の信号線S1とS
2との間に、第1のスペーサーSp1を配置し、且つ、
第2の信号線S2に接するように、第2のスペーサーS
p2を配置した伝送線路L1、L2を構成している。こ
れら信号線S1、S2、第1及び第2のスペーサーSp
1、Sp2は平面的に配列されている。このような伝送
線路L1、L2をコアに複数回巻回すると、互いに隣り
合う、巻線間における結合性が第2のスペーサーSp2
によって保たれると言う利点がある。したがって、巻線
間隔による特性の変動を少なくできる。尚、図示された
第1及び第2のスペーサーSp1、Sp2はダミー信号
線を使用しているが、図9のように、絶縁材料のスペー
サーを使用しても良い。 【0064】図12を参照すると、本発明の伝送線路ト
ランスに使用できる他の伝送線路L1、L2の構成が示
されている。図では、一方の信号線S1の断面形状を長
方形にし、この長方形状の信号線S1に、円形断面を有
する信号線S2を固着している。長方形状の信号線S1
は、絶縁被膜を部分的に厚くすることによって形成でき
る。この例では、スペーサー、ダミー信号線を介在させ
ることなく、直接、2本の信号線を固着することによっ
て、所望の線間距離Dを得ることができ、コストを低減
することができる。 【0065】信号線S1における絶縁被膜の断面形状
は、長方形、円形に限らず、楕円等の形状であっても良
い。 【0066】図13を参照すると、信号線S1とS2の
断面形状、即ち、絶縁被膜の断面形状を長方形にし、各
信号線S1、S2の金属線の位置を中心からずらすこと
によって、所望の線間距離Dを達成している。この構成
では、図13に示すように、信号線S1、S2間にスペ
ーサー等を介在させることなく、相互の接着面を変える
だけで、種々の線間距離Dを得ることができる。したが
って、同一の信号線S1、S2を用いて、互いに異なる
特性インピーダンスを有する伝送線路L1、L2を構成
できる。 【0067】また、図7〜図11では、スペーサー、ダ
ミー信号線を信号線S1、S2間に平面的に介在させた
場合について説明したが、スペーサー、ダミー信号線は
信号線S1、S2に対して立体的に配置されても良い。 【0068】以上の説明では、ポートP10〜P30を
入力、ポートP40、P50を出力として記載したが、
伝送線路トランスは一般に双方向特性を有しており、入
力と出力を逆にすることも可能である。即ち、ポートP
40、P50を入力、ポートP10〜P30を出力とし
て使うこともできる。 【0069】更に、図1に示す入力トランス11として
の強制バラン型伝送線路トランスも、図3〜図6と同様
なメガネ型コアを用いて構成し、この入力トランス11
を広帯域増幅器12、及び、出力トランス30としての
伝送線路トランスと共に、実装基板上に実装することに
よって、増幅ユニットを構成すれば、入力及び出力トラ
ンスの占有面積が小さく、したがって、極めて小型の増
幅ユニットを得ることができる。これは、各トランスを
表面実装素子として、直接、実装基板上に立設すること
により、占有面積を縮小できるからである。また、各ト
ランスを表面実装素子の形にすることにより、実装の
際、無調整で、組み立て、検査ができる。 【0070】尚、実施の形態として、図3等に示したメ
ガネ型コアを使用した伝送線路トランスに適用して場合
について説明したが、本発明は、単一の穴を有するトロ
イダルコア等を使用した伝送線路トランスにも適用でき
る。 【0071】 【発明の効果】以上述べたように、本発明では、伝送線
路トランスに使用される伝送線路の構造を所望の特性イ
ンピーダンスに応じて変化させ、これによって、小型の
伝送線路トランスでも、特性インピーダンスの高い伝送
線路トランスが容易に得られ、更に、通過損失を大きく
することなく、インピーダンス変換比を理論値に近づけ
られる。また、コアと、このコアに巻回される伝送線路
とを表面実装基板に固定して組み立て、表面実装型素子
を構成できるため、無調整で特性の揃った伝送線路トラ
ンスが得られる。したがって、回路基板に実装しても、
巻線の位置、即ち、ポートの位置は変化しないため、基
板実装前に検査、選別することで、実装後の調整が実質
上不要になり、調整時間や調整工数を大幅に低減でき
る。更に、本発明に係る伝送線路トランスは、自動組
立、自動検査に適しており、量産化できると言う利点も
ある。更に、この伝送線路トランスを電界効果型トラン
ジスタで構成した広帯域増幅器と組み合わせることによ
り、特性インピーダンスが高いので、インピーダンス整
合がしやすくなり、また、損失の少ないコアを使えるの
で、電力損失の少ない増幅ユニットを構成できる。
信号を増幅することができる増幅ユニットに関し、特
に、出力側トランスと広帯域増幅器とを備えた増幅ユニ
ットに関する。 【0002】 【従来の技術】最近、CATV等では、映像チャンネル
を100チャンネル程度まで、多チャンネル化すること
が要望されており、この要望に応えるためには、約50
MHz程度の低い周波数から、約1GHz程度の非常に
高い周波数まで、言い換えれば、従来は300MHzや
700MHzの帯域、将来的には約1GHzの広い帯域
に亘って均一に、且つ、低歪で入力信号を増幅できる広
帯域増幅器が必要である。 【0003】ここで、この種のCATV用の増幅ユニッ
トには、上記した広帯域増幅器の他に、ケーブル、他の
機器等とのインピーダンス整合の関係上、広帯域増幅器
の入力側及び出力側に、それぞれ入力及び出力トランス
が設けられている。また、広い地域に信号を供給するC
ATVでは、増幅ユニットを多数段接続されることが多
い。 【0004】従来、このような構成を有する増幅ユニッ
トに対しても、他の回路等と同様に、小形化が強く要求
されている。しかしながら、広帯域増幅器自体はICチ
ップによって構成することによって、小形化できるが、
入力トランス及び出力トランスはチップ化できないた
め、充分に小形化できないのが実情である。一方、この
種の増幅ユニットに使用される入力トランス及び出力ト
ランスは、広帯域に亘って、インピーダンス整合のとれ
たものでなければならないため、各種の工夫が成されて
いるが、小形で、低価格、しかも、CATVに要求され
る広い帯域に亘って整合性を保てる入力及び出力トラン
スについては、未だ提案されていない。 【0005】したがって、従来提案されている入力トラ
ンス及び出力トランスを使用したのでは、インピーダン
スの不整合を避けることができず、反射波の発生、並び
に、反射波の発生に伴うゴーストの発生等による画質の
低下、及び、伝送効率の低下等を防止できない。特に、
広い地域に信号を供給するCATVでは、広帯域増幅ユ
ニットの数が多くなるので、少しのインピーダンス不整
合でも影響が大きい。このように、入力及び出力トラン
スにおけるインピーダンスの整合は非常に重要な問題で
ある。 【0006】ここで、CATV用の増幅ユニットにおけ
る出力トランスと、広帯域増幅器及び出力側伝送線路と
の整合について考察してみると、バイポーラ・トランジ
スタで構成した広帯域増幅器の出力インピーダンスは、
100〜150Ωであり、他方、出力側伝送線路は不平
衡型で、75Ωのインピーダンスのものが多い。このた
め、上述したような広帯域増幅器及び出力伝送線路との
間に、設けられる出力トランスは、広帯域増幅器の出力
インピーダンス及び出力伝送線路のインピーダンスに応
じたインピーダンス変換を行う必要がある。 【0007】従来、特開平3−52407号公報(以
下、引用例1と呼ぶ)には、100〜1000MHz、
又は、それ以上の無線周波数領域で動作するハイブリッ
ド増幅ユニットが提案されている。引用例1では、増幅
器を構成する能動素子部分を個々にチップ化すると共
に、これらチップを入力及び出力トランスと共に、回路
基板上に配置した構成が示されている。また、この構成
では、基板上に配置された回路部分のレイアウトを物理
的に鏡面対称にすることにより、回路部分に関連した寄
生インピーダンスの影響を低減することができる。 【0008】更に、引用例1は、出力トランスとして、
トロイダルコアに巻線を施した磁気結合型トランスを使
用しており、この磁気結合型トランスを介して、伝送線
路と増幅器との接続、並びに、外部回路と増幅器との接
続を行っている。また、磁気結合型トランスは、基板上
に平面的に配置されており、磁気結合型トランスの各巻
線の端子は基板上に配置された金属領域と個々に接続さ
れている。 【0009】一方、特開平5−199048号公報(以
下、引用例2)には、出力伝送線路と広帯域増幅器との
間に、トロイダルコアを用いた伝送線路トランスを接続
した構成の高周波線形増幅器が開示されている。また、
引用例2は、所定の特性インピーダンスを有する2芯平
行線を1組使用することも、示唆しており、この構成に
より、周波数特性を引用例1よりも改善でき、且つ、小
型、軽量化を達成することができる。 【0010】更に、本発明者等は、先に、特願平8−1
70405号明細書(以下、引用例3と呼ぶ)におい
て、電界効果型トランジスタ(以下、FETと呼ぶ)を
使用した平衡型広帯域増幅器を提案した。このように、
FETを使用した場合、バイポーラトランジスタを使用
した場合に比較して、3次歪を除去できるという利点が
ある。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】引用例1のように、磁
気結合型トランスを平面的に配置したのでは、基板上に
おける磁気結合型トランスの占有面積が大きくなる。更
に、磁気結合型トランスにおける各巻線は、金属領域、
即ち、導体パターンに対して配線され、トロイダルコア
と導体パターンとの配線距離が長いため、配線によるバ
ラツキによって、寄生インダクタンスも変化し、配線
後、微調整する必要がある。調整後、トロイダルコアや
配線をワニスなどの接着剤で基板上に固定する必要があ
るが、固定すると、接着剤の誘電率で浮遊容量が変化
し、せっかく調整した特性がずれてしまうこともある。
このように、調整に多大な時間を費やしていた。また、
磁気結合型トランスを使用した場合、高域は線間の結合
度で制限され、低域はコアの材質で制限されてしまうた
め、周波数特性が悪く、広帯域化には不向きである。 【0012】更に、引用例2では、伝送線路トランス及
び2芯平行線を使用することを示唆してはいるものの、
広帯域増幅器に適した出力側伝送線路トランスの具体的
構成、並びに、整合性の問題について、何等、指摘して
いない。また、引用例2は、トロイダルコアの穴の部分
を実装基板上に垂直にして、即ち、トロイダルコアを寝
かした状態で実装しているため、実装面積が広くなって
しまい、小形化の要求に応えられないと言う欠点があ
る。 【0013】次に、引用例3のように、FETを使用し
た広帯域増幅器の出力インピーダンスは150〜200
Ωと高くなってしまう。他方、この種の出力トランスと
して使用される伝送線路トランスは、広帯域増幅器側に
対して平衡型結線を施し、出力伝送線路側に対して、不
平衡型結線を施している。この結線には2芯平行線が使
用されているが、伝送線路トランス自体が小形化される
と、不平衡側のインピーダンスが50Ω程度と低くなっ
てしまう。したがって、このような伝送線路トランスを
引用例3に示された広帯域増幅器と接続した場合には、
インピーダンスの不整合が生じてしまい、ゴースト等の
発生を抑えることはできない。 【0014】一般に、不平衡側のインピーダンスは、後
述のように、コアに巻く2芯平行線の特性インピーダン
スの1/2となる。従って、不平衡側のインピーダンス
を75Ωとするためには、150Ωの特性インピーダン
スを有する2芯平行線が必要になる。この2芯平行線を
コアに巻くと、コアの損失などがあるため、実際には、
特性インピーダンスは大きくなる傾向がある。これを考
慮しても、120Ω程度の特性インピーダンスを有する
2芯平行線が必要になる。 【0015】ここで、図2を参照しながら、2芯平行線
を用いて伝達線路トランスを製作した場合を検討してみ
る。平衡側のインピーダンスをZinoとし、不平衡側
のインピーダンスをZoutoとすると、Zino:Z
outo=4:1である。また、入力ポートP10とP
20の間のインピーダンスをZin1、入力ポートP2
0とP30の間のインピーダンスをZin2とすると、
Zin1=Zin2=Zino/2であらわすことがで
きる。 【0016】更に、ポートP10とP50との間の接続
線を第1の信号線、ポートP20とP40との間の接続
線を第2の信号線とし、これら第1及び第2の信号線を
集合的に第1の伝送線路L1と呼び、他方、ポートP2
0とP40との間の接続線を第3の信号線、ポートP3
0とP40との間の接続線を第4の信号線とし、これら
第3及び第4の信号線を集合的に第2の伝送線路L2と
呼ぶものとする。また、第1及び第2の伝送線路L1と
L2の特性インピーダンスをZL とすると、上記したZ
ino及びZoutoは特性インピーダンスZL を用い
て、次式によってあらわすことができ、Zino:Zo
uto=4:1の伝送線路トランスを構成することがで
きる。 【0017】Zino =2ZL 、 Zouto=ZL /2 図14は、直径が0.1mmと0.12mmの金属線に
絶縁物で被膜し、絶縁被膜の厚さを変えたときの2芯平
行線の特性インピーダンスを測定した結果を示す。この
図から明らかなように、2芯平行線では、絶縁被膜の厚
さを厚くしても、90Ω程度の特性インピーダンスしか
得られない。 【0018】特性インピーダンスを高くするには、図1
4に示す傾向から明らかなように、金属線の直径をさら
に細くするか、絶縁被膜の厚さをさらに厚くすることが
考えられる。しかし、金属線の直径を細くした場合、信
号線に流す許容電流が制限され、CATVの出力トラン
スとして使用できなくなる。また、絶縁被膜の厚さを厚
くした場合、金属線とコアとの間隔が離れることにな
り、本来コア中に発生すべき磁束が、絶縁被膜や空気中
に漏れ磁束として発生する。即ち、信号線間で伝達され
るエネルギが漏れ磁束分だけ多く損失する。従って、絶
縁被膜の厚さをあまり厚くすることも好ましくない。 【0019】そこで、図14に示す範囲内の2芯平行線
で伝送線路トランスを作った場合を例として説明する。
たとえば、直径が0.10mmの金属線に、0.022
mmの絶縁被膜を付けた信号線を使用した場合、線間距
離は0.144mmとなり、伝送線路の特性インピーダ
ンスは84Ωを有しているから、理論的には、Zin
o:Zouto=168Ω:42Ωとなり、且つ、Zi
n1:Zin2=84Ωとなる。しかしながら、実際に
は、コアの損失などがあるため、実測値はZino:Z
outo=300Ω:55Ωであった。 【0020】従来、84Ωの2芯平行線を使って75Ω
の不平衡側インピーダンスを得るため、次のような方法
で対処していた。1つは、2芯平行線をコアに巻き、イ
ンピーダンスを測定しながら、2芯平行線の接着を剥が
し、線の間隔を広げたり狭くしたりして、所望のインピ
ーダンスに合わせていた。このため、調整に多大の時間
を費やしていた。また、調整後、ワニスなどの接着剤で
線間を固定すると、接着剤の誘電率の影響でインピーダ
ンスが再び変化してしまうという問題もある。 【0021】他の方法は、損失の大きいコアを用いて、
実測インピーダンスを上げる方法である。これにより、
平衡側インピーダンスを75Ω、不平衡側インピーダン
スを500Ωにすることができる。インピーダンス変換
比、即ち、平衡側のインピーダンスは不平衡側に比べ、
理論的には4倍であるが、この例では6.7倍となり、
通過損失が大きくなるという欠点がある。 【0022】いずれにしても、CATV等の広帯域増幅
器に使用される出力トランスには、インピーダンス整合
のために特別な工夫が必要である。 【0023】本発明の目的は、比較的高い出力インピー
ダンスを有する広帯域増幅器、並びに、所定のインピー
ダンスを有する出力伝送線路との間で、インピーダンス
整合を取ることができ、インピーダンス不整合による影
響を防止できる伝送線路トランスを提供することであ
る。 【0024】本発明の他の目的は、基板等に取り付ける
際におけるバラツキを少なくし、実質上、無調整で基板
等に搭載できる伝送線路トランスを提供することであ
る。 【0025】本発明の更に他の目的は、小形で、実装面
積の小さな伝送線路トランスを提供することである。 【0026】本発明の他の目的は、安定で、且つ、優れ
た周波数特性を有する増幅ユニットを提供することであ
る。 【0027】 【課題を解決するための手段】本発明の一形態によれ
ば、少なくとも1つの穴を有するコアの穴に、伝送線路
を少なくとも一回、通過させることによって構成された
伝送線路トランスにおいて、前記伝送線路は第1の信号
線と第2の信号線と、第1の信号線と第2の信号線との
間に配置された少なくともlつの第3の線を設け、第1
の信号線は第3の線を介して第2の信号線と接し、第3
の線は第1と第2の信号線と平行に配置されている伝送
線路トランスが得られる。この場合、第3の線のの変わ
りに、第1及び第2の信号線の少なくとも一方の絶縁被
膜を厚くすることによっても、伝送線路の特性インピー
ダンスを調整することができる。 【0028】本発明の他の形態によれば、第1及び第2
の信号線と、これらの間に挿入した第1のスペーサとか
らなる第1の伝送線路と、第3及び第4の信号線と、こ
れらの間に挿入した第2のスペーサとからなる第2の伝
送線路と、第1と第2の穴と2つの穴を有するメガネ型
コア、及び、前記第1及び第2の伝送線路が接続される
べき第1乃至第5のポートとを備え、第1の信号線は第
1のスペーサを介して第2の信号線と接し、第3の線は
第2のスペーサを介して第4の信号線と接しており、第
1、第2のスペーサは、少なくとも第1、第2の伝送線
路が伝送線路として機能する伝送線路区間に設けられて
おり、第1の伝送線路は第1の穴を少なくとも1回通過
するように、配置されると共に、第2の伝送線路は第2
の穴を少なくとも1回通過するように、配置され、第1
の信号線の巻始めを第1のポート、巻終わりを第5のポ
ートと接続し、第2の信号線の巻始めを第2のポート、
巻終わりを第4のポートと接続し、第3の信号線の巻始
めを第2のポート、巻終わりを第5のポートと接続し、
第4の信号線の巻始めを第3のポート、巻終わりを第4
のポートと接続した構成を有する伝送線路トランスが得
られる。 【0029】更に、本発明の別の形態によれば、予め定
められた出力インピーダンスを備えた平衡型広帯域増幅
器と、所定の線路インピーダンスを有する出力側伝送線
路との間に設けられる伝送線路トランスにおいて、前記
広帯域増幅器に向けられる第1の面と、前記出力側伝送
線路に向けられる第2の面とを備え、第1及び第2の面
間には、第1及び第2の穴を備えたメガネ型コアと、当
該メガネ型コアを固定する表面実装用基板と、前記基板
の前記メガネ型コアの第1の面側に設けられた第1、第
2、及び、第3のポートと、前記基板の前記メガネ型コ
アの第2の面側に設けられた第4及び第5のポートとを
備え、第1乃至第3のポートと、第4及び第5のポート
間には、第1及び第2の穴を通過する第1及び第2の伝
送線路が接続されており、且つ、第1及び第2の伝送線
路は、それぞれ第1及び第2の信号線を有し、前記第1
及び第2の信号線は、前記出力インピーダンス及び前記
線路インピーダンスに応じた間隔を有している伝送線路
トランスが得られる。このように、表面実装素子の形に
構成された伝送線路トランスは、広帯域増幅器及び入力
トランスとしての伝送線路トランスと共に、実装基板上
に配置されることにより、小形化されたCATV用増幅
ユニットを構成できる。この場合、入力トランスとして
の伝送線路ユニットを、メガネ型コアを用いた強制バラ
ン伝送線路トランスによって構成すれば、増幅ユニット
全体のサイズを更に小型化できる。 【0030】 【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態に
係る増幅ユニットの全体構成を示す交流的な等価回路で
あり、直流的な接続を表すものではない。当該増幅ユニ
ットは、同軸線路等の不平衡線路によって構成された入
力側伝送線路10及び出力側伝送線路20との間に設け
られており、この入力側伝送線路10を介して与えられ
る広帯域高周波信号を増幅して、出力側伝送線路20に
出力信号として出力する。尚、入力側及び出力側伝送線
路10及び20は75Ωの特性インピーダンスを有して
いるものとする。 【0031】図示された増幅ユニットは、入力トランス
11、広帯域増幅器12、及び、出力トランス30とに
よって構成されている。このうち、入力トランス11及
び出力トランス30の間に接続された広帯域増幅器12
は、入力端子IN1、IN2を有するとともに、出力端
子OUT1、OUT2を備えている。図示された広帯域
増幅器は、50〜800MHzの帯域にわたって、3
7.5Ωの入力インピーダンスを示すと共に、上記帯域
にわたって300Ωの出力インピーダンスを持つ平衡型
広帯域増幅器によって構成されており、且つ、この平衡
型広帯域増幅器は、プッシュプル形式に接続された互い
に同一の構成の第1及び第2の増幅回路によって形成さ
れている。 【0032】図示された第1の増幅回路は、ソース接地
型増幅器を構成するFET31a及び32aと、FET
32aに対してカスコード接続され、カスコード接続増
幅器を構成するFET33aとを有している。また、F
ET31aのドレインとゲートとの間には、第1の負帰
還回路26aとして、抵抗R1aとコンデンサC1aと
の直列回路が接続されており、他方、FET33aのド
レインとFET32aのゲートの間には、第2の負帰還
回路27aとして、コンデンサC2aと抵抗R2aとの
直列回路が接続されている。 【0033】同様に、第2の増幅回路は、FET31b
〜FET33b、第1の負帰還回路26bとしての抵抗
R1b及びコンデンサC1b、第2の負帰還回路27b
としてのコンデンサC2b及び抵抗R2bとを備えてい
る。また、FET31aとFET31bのソース間に
は、抵抗R3が接続され、FET32aとFET32b
のソース間には、抵抗R4が接続されている。更に、F
ET33aとFET33bのゲート間には、抵抗R5が
接続されている。抵抗R3及びR4は、これら抵抗によ
って相互に接続されたFETを仮想的に接地することに
より、二次歪を除去するためのバランス抵抗であり、他
方、抵抗R5はバイアス源(図示せず)からバイアスを
供給し、ゲート接地動作を安定させるためのバイアス抵
抗である。この構成を有する広帯域増幅器は、FETの
特性がばらついたり、入力信号の振幅や180度位相差
に多少の差があっても、出力にその差が生じないと言う
利点を有するとともに、第1及び第2の増幅回路で発生
する二次歪の大きさを打ち消すことができると言う利点
をも併せ有している。ただし、入力信号の振幅や180
度位相差に差があると、差がない場合に比べて2次歪み
は大きくなるので、差が無いことが好ましい。 【0034】一方、上記した広帯域増幅器の入力側に接
続された入力トランス11は、2芯平行線を含む伝送線
路トランスによって構成されており、図示された例は、
強制バラン型伝送線路トランスを使用している。具体的
に言えば、図示された強制バラン型伝送線路トランス
は、入力側伝送線路10に接続された入力側ポートP
1、P2と、出力側ポートP3〜P5とを有している。
上記した出力ポートP3及びP5は広帯域増幅器の入力
端子IN2及びIN1にそれぞれ接続されると共に、出
力側ポートP4は交流的に接地されている。ここで、入
力側ポートP1とP2との間の入力インピーダンスをZ
inとし、出力側ポートP3とP4との間の出力インピ
ーダンスをZout1、及び出力側ポートP5とP4と
の間の出力インピーダンスZout2とし、更に、出力
側ポートP3とP5との間の出力インピーダンスZou
tとする。 【0035】図示された強制バラン型伝送線路トランス
は、互いに平行に並べられ、相互に被覆等により固定さ
れた2本の伝送線路からなる第1及び第2の2芯平行線
111、及び、112とを備えている。第1の2芯平行
線111の伝送線路の入力側端子は、それぞれ入力側ポ
ートP1、P2に接続されており、更に、第1の2芯平
行線111の伝送線路の出力側端子は第2の2芯平行線
112との共通接続点C1及びC2に接続されている。
ここで、第1の2芯平行線111を構成する伝送線路
は、図示されているように、伝送線路トランスとして動
作する。 【0036】更に、第2の2芯平行線112のうちの一
方の伝送線路の一端は、共通接続点C1に接続されると
共に、出力側ポートP3に接続され、他端、即ち、巻き
始めの位置は出力ポートP4を介して接地されている。
また、第2の2芯平行線112のうちの他方の一端、即
ち、巻き始めの位置は、共通接続点C2を介して出力側
ポートP5に接続されると共に、他端は出力ポートP4
を介して接地されている。このように、図示された強制
バラン型伝送線路トランスの第2の2芯平行線112
は、中点を交流的に接地することにより固定している。
このように、中点を固定することにより、広帯域増幅器
の特性を安定化することができる。 【0037】この構成では、強制バラン型伝送線路トラ
ンスの入力側に設けられた第1の伝送線路トランス11
1は、伝送線路10からの不平衡型である入力高周波信
号を平衡型に変換して出力する。この第1の伝送線路ト
ランス111の入力/出力におけるインピーダンス比は
1:1になり、且つ、ポートP1とP2間の入力インピ
ーダンスZinは75Ωになるように、調整されてい
る。 【0038】他方、入力トランス11の出力側に設けら
れた第2の伝送線路トランス112は、平衡型で、伝送
線路10の出力端子、即ち、共通接続端子C1及びC2
に接続されており、平衡型出力の中点電位を確定する。
ポートP3とポートP4間、及び、ポートP5とポート
P4間の出力インピーダンスZout1、Zout2は
それぞれ37.5Ωとなるように、調整されており、両
者のインピーダンス比は1:1である。図示された強制
バラン型伝送線路トランスのインピーダンス比(Zi
n:Zout1:Zout2)は、1:(1/2):
(1/2)となることは明らかである。 【0039】次に、広帯域増幅器12の出力側に接続す
る出力トランス30について説明する。 【0040】図2を参照すると、本発明に係る出力トラ
ンス30である伝送線路トランスは、広帯域増幅器12
の出力端子OUT1、OUT2側に設けられた平衡側
と、出力側伝送線路20に接続された不平衡側とを備
え、平衡側には、入力ポートP10、P20、P30、
及び、不平衡側には、出力ポートP40、P50が設け
られている。 【0041】図1及び図2において、出力トランス30
に使用されている伝送線路は、0.144mmの線径
で、金属線部の直径が0.1mm、絶縁被膜の厚さが
0.022mmで、線間距離は0.288mmである2
芯平行線からなり、図8より、この2芯平行線は120
Ω程度の特性インピーダンスを有している。この場合、
図1の出力トランス30では、Zino:Zouto=
200Ω:75Ωとなり、且つ、Zin1:Zin2=
200Ωとなる。また、平衡側のインピーダンスは不平
衡側に比べ、5.3倍となり、通過損失も大きくならな
い。 【0042】このように、図1に示された広帯域増幅器
12の出力インピーダンスは200Ωであり、且つ、出
力伝送線路20の特性インピーダンスは75Ωであるか
ら、図示された伝送線路トランスでは、インピーダンス
整合が容易になり、コアの損失を大きくすることなく、
インピーダンス変換比を6倍以下とすることができるの
で、トランスの通過損失を大きくすることがない。 【0043】図3〜図6を参照すると、図1及び図2に
示された出力トランス30として使用される伝送線路ト
ランスの具体例が示されている。図示された伝送線路ト
ランス30は図1及び図2と同様に、入力側、即ち、平
衡側に、3つの入力ポートP10、P20、P30を備
え、出力側、即ち、不平衡側に2つの出力ポートP4
0、P50を有している。ここで、図示された伝送線路
トランス30は、表面実装用基板35と、当該表面実装
用基板35に固定されたメガネ型コア36とを備えてい
る。メガネ型コア36は、平衡側に向けられた前表面3
7と、不平衡側に向けられた裏表面38とを有し、両表
面37及び38は楕円形状の側面39に連結されてい
る。 【0044】したがって、入力ポートP10、P20、
P30はメガネ型コア36の前表面37に隣接し、出力
ポートP40、P50はメガネ型コア36の裏表面38
に隣接しており、且つ、メガネ型コア36の側面39の
下部は、表面実装用基板35に固定されている。 【0045】また、メガネ型コア36の前表面37と裏
表面38との間には、互いに平行な第1及び第2の穴4
1及び42が設けられている。ここで、第1及び第2の
信号線によって構成される第1の伝送線路L1(図
2)、及び、第3及び第4の信号線によって構成される
第2の伝送線路L2は、それぞれ2芯平行線によって構
成されている。第1の伝送線路L1を形成する第1の信
号線は、一端を入力ポートP10に接続され、メガネ型
コア36の第1の穴41を通過した後、他端を出力ポー
トP50に接続され、また、第2の信号線は、一端を入
力ポートP20に接続され、メガネ型コア36の第1の
穴41を通過した後、他端を出力ポートP40に接続さ
れている。この例の場合、第1の伝送線路L1は第1の
穴41を3回通過させ、第2の伝送線路L2は第2の穴
42を3回通過させている。 【0046】更に、第2の伝送線路L2を形成する第3
の信号線は、一端を入力ポートP20に接続され、第2
の穴42を通って、他端を出力ポートP50に接続さ
れ、第4の信号線は、一端を入力ポートP30に接続さ
れ、第2の穴42を通って、出力ポートP40に接続さ
れている。この構成では、第1及び第2の信号線がメガ
ネ型コア36の第1の穴41を通過しており、第3及び
第4の信号線がメガネ型コア36の第2の穴42を通過
している。 【0047】上記したことから、第1及び第2の伝送線
路L1、L2は各線路の両端部において、2つに分けら
れ、異なるポートに接続されていることが分かる。この
ことは、各伝送線路L1及びL2は伝送線路として機能
する部分(以下、伝送線路区間と呼ぶ)と、各ポートと
の電気的配線に必要な区間(以下、配線区間と呼ぶ)と
に区分できることが分かる。 【0048】上記した各ポートと信号線の接続関係か
ら、図3〜図6に示された伝送線路トランスの等価回路
は、図2に示された等価回路と同様であることが容易に
理解できる。 【0049】図示されているように、メガネ型コア36
の一表面側に入力ポートP10〜P30だけを配置し、
他表面側に出力ポートP40、P50だけを配置するこ
とにより、当該伝送線路トランスに接続されるべき、広
帯域増幅器及び出力側伝送線路との接続を容易に行うこ
とができる。また、図示された伝送線路トランスは表面
実装型の素子を構成しており、直接、各ポートを実装基
板の配線に取り付けることにより、実装基板上に実装で
きる。このため、実装の際における配線バラツキ等によ
るインピーダンスの変動を防止できる。また、図示され
た伝送線路トランスは実装基板上に立設できるため、実
装面積を縮小できると言う利点もある。 【0050】図7(A)及び(B)を参照して、図3〜
図6に示された伝送線路トランスに使用される第1乃至
第4の信号線の構成を具体的に説明する。伝送線路トラ
ンスには、第1及び第2の伝送線路L1、L2として、
通常、2芯平行線が使用されるが、この実施の形態で
は、図7(A)に示すように、2つの信号線S1とS2
Sの間に、スペーサとして働く、ダミー信号線DYを配
置した構成を有している。この例では、2つの信号線S
1、S2、及びダミー信号線DYは互いに平行に、一つ
平面を形成するように、一体化されており、且つ、2つ
の信号線S1、S2、及びダミー信号線DYは同一の構
造及びサイズを有している。ここで、ダミー信号線DY
は、上述した伝送線路区間及び配線区間のうち、伝送線
路区間に配置されれば良く、また、何等の電気信号も与
えられず、且つ、電気的に浮いた状態にいる。 【0051】図7(B)を参照すると、各信号線は直径
d1を有する金属線46(ここでは、銅線)と、この金
属線46を被覆する絶縁被膜47とによって構成されて
いる。図示された例の場合、金属線46の直径d1は
0.1mmであり、絶縁被膜47の厚さd2は0.02
2mmである。したがって、図示された各信号線の全体
の径は0.144mmである。尚、絶縁被膜47は、ポ
リウレタンによって形成されている。 【0052】図7(A)に示された伝送線路では、信号
線S1とS2及びダミー信号線DYとは同一のサイズを
有しているから、信号線S1とS2の金属線46の中心
間の距離(以下、線間距離と呼ぶ)Dは、0.288m
mである。 【0053】一方、図3〜図6において使用されている
伝送線路トランスは、幅6.3mm、長さ3.8mm、
及び、厚さ1.0mmのジアリルフタレート製の表面実
装基板35と、幅5.8mm、長さ3.0mm、高さ
2.8mmで、直径1.0mmの第1及び第2の穴41
及び42を有するNi−Zn系フェライト製のメガネ型
コア36とを有している。 【0054】上述した第1及び第2の伝送線路L1、L
2を使用した場合、各伝送線路の特性インピーダンスZ
L は120Ωである。したがって、このような伝送線路
を使用した伝送線路トランスは240Ωの平衡側インピ
ーダンスを有し、また、60Ωの不平衡側インピーダン
スを有することになる。実際には、メガネ型コア36の
損失等があるため、300Ωの平衡側インピーダンス、
75Ωの不平衡側インピーダンスを有する理想に近い伝
送線路トランスが得られた。 【0055】上記したように、各第1及び第2の伝送線
路L1、L2を構成する信号線S1とS2との間の線間
距離Dと、特性インピーダンスZL との間には、相関関
係があり、この関係は信号線S1及びS2の直径d1と
も関連していることが判明した。 【0056】図8を参照すると、図7に示した構造を有
する伝送線路L1、L2の信号線S1とS2との間の線
間距離Dと、特性インピーダンスZL との関係が示され
ている。図8において、曲線Cu1は、各信号線S1、
S2、DYの金属線46として、直径0.1mmの銅線
を使用し、両信号線S1とS2との間の線間距離Dを絶
縁被膜47の厚さを変化させた場合を示している。曲線
Cu1からも明らかなように、線間距離Dが約0.25
mmになると、特性インピーダンスZL は約100Ωと
なり、線間距離Dが大きくなるにしたがって、特性イン
ピーダンスZLも増加していくことが分かる。 【0057】他方、曲線Cu2は各信号線S1、S2、
DYとして、0.12mmの直径を有する銅線を使用
し、曲線Cu1の場合と同様に、信号線S1とS2との
間の線間距離Dを変化させた時の特性インピーダンスZ
L の変化を示している。 【0058】曲線Cu1とCu2とを比較しても明らか
な通り、各信号線S1、S2の金属線46の線形が大き
くなると、特性インピーダンスZL は小さくなることが
分かる。また、信号線S1、S2間の線間距離Dが大き
くなると、特性インピーダンスZL は増加することも分
かる。 【0059】本発明者等の実験によれば、特性インピー
ダンスZL が100Ω以上であれば、実用上、問題のな
い伝送線路トランスを構成できることが判明した。この
点を考慮すれば、曲線Cu2のように、金属線46が
0.12mmの線径を有している場合、線間距離Dを
0.31mm以上にすれば良いことが分かる。 【0060】因みに、ダミー信号線DYを信号線S1と
S2との間に、挟まない場合、線間距離Dを0.2mm
以上にすることができず、100Ω以上の特性インピー
ダンスを有する2芯平行線は得られなかった。 【0061】図9を参照すると、本発明の他の実施の形
態に係る伝送線路トランスは、信号線S1とS2との間
に、線状スペーサーSpを介在させた伝送線路L1、L
2を使用している。この場合、スペーサーSpの形及び
サイズを変えることにより、所望の特性インピーダンス
を有する伝送線路が得られると言う利点がある。尚、ス
ペーサーSpは、円形、楕円、長方形、正方形等、種々
の断面形状であって良い。このような絶縁材料からなる
スペーサーSpを図7を参照して説明された信号線S1
及びS2との間に設けても、各伝送線路L1、L2の特
性インピーダンスを可変できた。 【0062】図10を参照すると、本発明の更に他の実
施の形態に係る伝送線路トランスに使用される伝送線路
L1、L2は、信号線S1とS2との間に、スペーサー
として、2本のダミー信号線DY1、DY2を介在さ
せ、各伝送線路L1、L2を構成している。この構成で
は、伝送線路トランスに使用される伝送線路L1、L2
の特性インピーダンスZL を図7に示した場合よりも高
くすることができる。この例では、2本のダミー信号線
DY1、DY2を信号線S1とS2との間に配置した
が、更に、所望の特性インピーダンスが高い場合には、
多くのダミー信号線が配列されても良い。このことは、
ダミー信号線の本数によって、伝送線路の特性インピー
ダンスを調整できることを意味している。 【0063】図11を参照すると、本発明の他の実施の
形態に係る伝送線路トランスは、2本の信号線S1とS
2との間に、第1のスペーサーSp1を配置し、且つ、
第2の信号線S2に接するように、第2のスペーサーS
p2を配置した伝送線路L1、L2を構成している。こ
れら信号線S1、S2、第1及び第2のスペーサーSp
1、Sp2は平面的に配列されている。このような伝送
線路L1、L2をコアに複数回巻回すると、互いに隣り
合う、巻線間における結合性が第2のスペーサーSp2
によって保たれると言う利点がある。したがって、巻線
間隔による特性の変動を少なくできる。尚、図示された
第1及び第2のスペーサーSp1、Sp2はダミー信号
線を使用しているが、図9のように、絶縁材料のスペー
サーを使用しても良い。 【0064】図12を参照すると、本発明の伝送線路ト
ランスに使用できる他の伝送線路L1、L2の構成が示
されている。図では、一方の信号線S1の断面形状を長
方形にし、この長方形状の信号線S1に、円形断面を有
する信号線S2を固着している。長方形状の信号線S1
は、絶縁被膜を部分的に厚くすることによって形成でき
る。この例では、スペーサー、ダミー信号線を介在させ
ることなく、直接、2本の信号線を固着することによっ
て、所望の線間距離Dを得ることができ、コストを低減
することができる。 【0065】信号線S1における絶縁被膜の断面形状
は、長方形、円形に限らず、楕円等の形状であっても良
い。 【0066】図13を参照すると、信号線S1とS2の
断面形状、即ち、絶縁被膜の断面形状を長方形にし、各
信号線S1、S2の金属線の位置を中心からずらすこと
によって、所望の線間距離Dを達成している。この構成
では、図13に示すように、信号線S1、S2間にスペ
ーサー等を介在させることなく、相互の接着面を変える
だけで、種々の線間距離Dを得ることができる。したが
って、同一の信号線S1、S2を用いて、互いに異なる
特性インピーダンスを有する伝送線路L1、L2を構成
できる。 【0067】また、図7〜図11では、スペーサー、ダ
ミー信号線を信号線S1、S2間に平面的に介在させた
場合について説明したが、スペーサー、ダミー信号線は
信号線S1、S2に対して立体的に配置されても良い。 【0068】以上の説明では、ポートP10〜P30を
入力、ポートP40、P50を出力として記載したが、
伝送線路トランスは一般に双方向特性を有しており、入
力と出力を逆にすることも可能である。即ち、ポートP
40、P50を入力、ポートP10〜P30を出力とし
て使うこともできる。 【0069】更に、図1に示す入力トランス11として
の強制バラン型伝送線路トランスも、図3〜図6と同様
なメガネ型コアを用いて構成し、この入力トランス11
を広帯域増幅器12、及び、出力トランス30としての
伝送線路トランスと共に、実装基板上に実装することに
よって、増幅ユニットを構成すれば、入力及び出力トラ
ンスの占有面積が小さく、したがって、極めて小型の増
幅ユニットを得ることができる。これは、各トランスを
表面実装素子として、直接、実装基板上に立設すること
により、占有面積を縮小できるからである。また、各ト
ランスを表面実装素子の形にすることにより、実装の
際、無調整で、組み立て、検査ができる。 【0070】尚、実施の形態として、図3等に示したメ
ガネ型コアを使用した伝送線路トランスに適用して場合
について説明したが、本発明は、単一の穴を有するトロ
イダルコア等を使用した伝送線路トランスにも適用でき
る。 【0071】 【発明の効果】以上述べたように、本発明では、伝送線
路トランスに使用される伝送線路の構造を所望の特性イ
ンピーダンスに応じて変化させ、これによって、小型の
伝送線路トランスでも、特性インピーダンスの高い伝送
線路トランスが容易に得られ、更に、通過損失を大きく
することなく、インピーダンス変換比を理論値に近づけ
られる。また、コアと、このコアに巻回される伝送線路
とを表面実装基板に固定して組み立て、表面実装型素子
を構成できるため、無調整で特性の揃った伝送線路トラ
ンスが得られる。したがって、回路基板に実装しても、
巻線の位置、即ち、ポートの位置は変化しないため、基
板実装前に検査、選別することで、実装後の調整が実質
上不要になり、調整時間や調整工数を大幅に低減でき
る。更に、本発明に係る伝送線路トランスは、自動組
立、自動検査に適しており、量産化できると言う利点も
ある。更に、この伝送線路トランスを電界効果型トラン
ジスタで構成した広帯域増幅器と組み合わせることによ
り、特性インピーダンスが高いので、インピーダンス整
合がしやすくなり、また、損失の少ないコアを使えるの
で、電力損失の少ない増幅ユニットを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る増幅ユニットの全
体構成を説明するための回路図である。 【図2】図1の増幅ユニットの出力トランスとして使用
できる伝送線路トランスの配線を示す回路図である。 【図3】図2に示された伝送線路トランスの構成をより
具体的に説明するための平面図である。 【図4】図3に示された伝送線路トランスの正面図であ
る。 【図5】図3に示された伝送線路トランスの背面図であ
る。 【図6】図3に示された伝送線路トランスの側面図であ
る。 【図7】(A)は図3に示された伝送線路トランスに使
用できる伝送線路の一例を示す斜視図である。(B)は
図7(A)の一部をより詳細に説明するための図であ
る。 【図8】線間距離と特性インピーダンスとの関係を説明
するための図である。 【図9】本発明の他の実施の形態に係る伝送線路トラン
スに使用できる伝送線路の一例を示す図である。 【図10】本発明の伝送線路トランスに使用できる伝送
線路の他の例を示す図である。 【図11】本発明の伝送線路トランスに使用できる伝送
線路の更に他の例を示す図である。 【図12】本発明の伝送線路トランスに使用できるもう
一つの伝送線路の例を示す図である。 【図13】本発明の伝送線路トランスに使用できる更に
もう一つの伝送線路の例を示す図である。 【図14】線間距離と線間インピーダンスの関係を示す
グラフである。 【符号の説明】 10 入力側伝送線路 11 入力トランス 12 広帯域増幅器 20 出力側伝送線路 30 出力トランス P10〜P50 ポート 35 表面実装基板 36 メガネ型コア 41、42 第1の穴、第2の穴 S1、S2 信号線 DY、DY1、DY2 ダミー信号線 Sp、Sp1、Sp2 スペーサー
体構成を説明するための回路図である。 【図2】図1の増幅ユニットの出力トランスとして使用
できる伝送線路トランスの配線を示す回路図である。 【図3】図2に示された伝送線路トランスの構成をより
具体的に説明するための平面図である。 【図4】図3に示された伝送線路トランスの正面図であ
る。 【図5】図3に示された伝送線路トランスの背面図であ
る。 【図6】図3に示された伝送線路トランスの側面図であ
る。 【図7】(A)は図3に示された伝送線路トランスに使
用できる伝送線路の一例を示す斜視図である。(B)は
図7(A)の一部をより詳細に説明するための図であ
る。 【図8】線間距離と特性インピーダンスとの関係を説明
するための図である。 【図9】本発明の他の実施の形態に係る伝送線路トラン
スに使用できる伝送線路の一例を示す図である。 【図10】本発明の伝送線路トランスに使用できる伝送
線路の他の例を示す図である。 【図11】本発明の伝送線路トランスに使用できる伝送
線路の更に他の例を示す図である。 【図12】本発明の伝送線路トランスに使用できるもう
一つの伝送線路の例を示す図である。 【図13】本発明の伝送線路トランスに使用できる更に
もう一つの伝送線路の例を示す図である。 【図14】線間距離と線間インピーダンスの関係を示す
グラフである。 【符号の説明】 10 入力側伝送線路 11 入力トランス 12 広帯域増幅器 20 出力側伝送線路 30 出力トランス P10〜P50 ポート 35 表面実装基板 36 メガネ型コア 41、42 第1の穴、第2の穴 S1、S2 信号線 DY、DY1、DY2 ダミー信号線 Sp、Sp1、Sp2 スペーサー
フロントページの続き
(72)発明者 若林 良昌
東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株
式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 少なくとも1つの穴を有するコアの穴
に、伝送線路を少なくとも一回、通過させることによっ
て構成された伝送線路トランスにおいて、前記伝送線路
は第1の信号線と第2の信号線と、第1の信号線と第2
の信号線との間に配置された少なくともlつの第3の線
を設け、第1の信号線は第3の線を介して第2の信号線
と接し、第3の線は第1と第2の信号線と平行に配置さ
れていることを特徴とする伝送線路トランス。 【請求項2】 請求項1において、第3の線は第1また
は第2の信号線と同じ信号線であって、該信号線には電
気信号を流さないダミー信号線であることを特徴とする
伝送線路トランス。 【請求項3】 請求項1において、第3の線はポリウレ
タン製の線であることを特徴とする伝送線路トランス。 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、第
1及び第2の信号線と第3の線は同一平面上にあること
を特徴とする伝送線路トランス。 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかにおいて、第
3の線の断面形状は円、楕円、四角形のいずれかである
ことを特徴とする伝送線路トランス。 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかにおいて、第
1または第2の信号線の外側に第4の線を少なくとも1
本設け、第1乃至第4の線は互いに平行で、3本以上の
信号線と接することがないように配置したことを特徴と
する伝送線路トランス。 【請求項7】 請求項6において、第4の信号線は第3
の線と同一材質、同一断面形状であることを特徴とする
伝送線路トランス。 【請求項8】 2本の信号線からなる2芯平行線をコア
に巻いた伝送線路トランスにおいて、2本の信号線の中
心線間隔を1本の信号線の太さよりも広く保つ手段を設
けた伝送線路トランス。 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかにおいて、伝
送線路の特性インピーダンスが100Ω以上であること
を特徴とする伝送線路トランス。 【請求項10】 少なくとも1つの穴を有するコアの穴
に、伝送線路を少なくとも1回通過させた伝送線路トラ
ンスにおいて、前記伝送線路を第1の信号線と第2の信
号線とによって構成し、第1の信号線の絶縁被膜を第2
の信号線よりも厚くしたことを特徴とする伝送線路トラ
ンス。 【請求項11】 少なくとも1つの穴を有するコアの穴
に、伝送線路を少なくとも1回通過させた伝送線路トラ
ンスにおいて、前記伝送線路を第1の信号線と第2の信
号線によって構成し、第1及び第2の信号線の絶縁被膜
を長方形、または正方形とし、金属線部を対角線の交点
以外の位置に設けたことを特徴とする伝送線路トラン
ス。 【講求項12】 第1及び第2の信号線と、これらの間
に挿入した第1のスペーサとからなる第1の伝送線路
と、第3及び第4の信号線と、これらの間に挿入した第
2のスペーサとからなる第2の伝送線路と、第1と第2
の穴と2つの穴を有するメガネ型コア、及び、前記第1
及び第2の伝送線路が接続されるべき第1乃至第5のポ
ートとを備え、 第1の信号線は第1のスペーサを介して第2の信号線と
接し、 第3の線は第2のスペーサを介して第4の信号線と接し
ており、 第1、第2のスペーサは、少なくとも第1、第2の伝送
線路が伝送線路として機能する伝送線路区間に設けられ
ており、 第1の伝送線路は第1の穴を少なくとも1回通過するよ
うに、配置されると共に、第2の伝送線路は第2の穴を
少なくとも1回通過するように、配置され、 第1の信号線の巻始めを第1のポート、巻終わりを第5
のポートと接続し、第2の信号線の巻始めを第2のポー
ト、巻終わりを第4のポートと接続し、第3の信号線の
巻始めを第2のポート、巻終わりを第5のポートと接続
し、第4の信号線の巻始めを第3のポート、巻終わりを
第4のポートと接続した構成を有することを特徴とする
伝送線路トランス。 【請求項13】 請求項12において、第4と第5のポ
ート間インピーダンスが70Ω以上あり、第1と第3の
ポート間インピーダンスが第4と第5のポート間インピ
ーダンスの6倍以下であることを特徴とする伝送線路ト
ランス。 【請求項14】 請求項1乃至13のいずれかにおい
て、表面実装手段上に形成した伝送線路トランス。 【請求項15】 平衡型広帯域増幅器と、該平衡型増幅
器の出力に接続された伝送線路トランスを接続した増幅
ユニットにおいて、請求項1乃至14記載の伝送線路ト
ランスのいずれかを使用したことを特徴とする増幅ユニ
ット。 【請求項16】 請求項15において、広帯域増幅器を
電解効果型トランジスタで構成したことを特徴とする増
幅ユニット。 【請求項17】 予め定められた出力インピーダンスを
備えた平衡型広帯域増幅器と、所定の線路インピーダン
スを有する出力側伝送線路との間に設けられる伝送線路
トランスにおいて、前記広帯域増幅器に向けられる第1
の面と、前記出力側伝送線路に向けられる第2の面とを
備え、第1及び第2の面間には、第1及び第2の穴を備
えたメガネ型コアと、当該メガネ型コアを固定する表面
実装用基板と、前記基板の前記メガネ型コアの第1の面
側に設けられた第1、第2、及び、第3のポートと、前
記基板の前記メガネ型コアの第2の面側に設けられた第
4及び第5のポートとを備え、第1乃至第3のポート
と、第4及び第5のポート間には、第1及び第2の穴を
通過する第1及び第2の伝送線路が接続されており、且
つ、第1及び第2の伝送線路は、それぞれ第1及び第2
の信号線を有し、前記第1及び第2の信号線は、前記出
力インピーダンス及び前記線路インピーダンスに応じた
間隔を有していることを特徴とする伝送線路トランス。 【請求項18】 請求項17において、第1及び第2の
信号線間の間隔は、少なくとも一本のスペーサー及びダ
ミー信号線のいずれかを配置することによって維持され
ていることを特徴とする伝送線路トランス。 【請求項19】 請求項17において、第1及び第2の
信号線間の間隔は、前記第1及び第2の信号線の少なく
とも一方に施される絶縁被膜の厚さによって維持されて
いることを特徴とする伝送線路トランス。 【請求項20】 請求項17に記載された伝送線路トラ
ンスと、広帯域増幅器並びに広帯域増幅器の入力側に接
続された入力トランスと共に、表面実装基板上に立設し
て配置されていることを特徴とする増幅ユニット。 【請求項21】 請求項20において、前記入力トラン
スはメガネ型コアを使用した強制バラン型伝送線路トラ
ンスによって構成されていることを特徴とする増幅ユニ
ット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8268816A JPH10116733A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 伝送線路トランス及びこれを使用した増幅ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8268816A JPH10116733A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 伝送線路トランス及びこれを使用した増幅ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116733A true JPH10116733A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17463661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8268816A Pending JPH10116733A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 伝送線路トランス及びこれを使用した増幅ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10116733A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006080434A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Murata Mfg Co Ltd | 巻線型コイルの巻線方法 |
| JP2008098306A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Nec Tokin Corp | インダクタンス素子 |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP8268816A patent/JPH10116733A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006080434A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Murata Mfg Co Ltd | 巻線型コイルの巻線方法 |
| JP2008098306A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Nec Tokin Corp | インダクタンス素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020410 |