JPS6019647B2 - 変成器回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種通信機器に使用される広帯域の変成器回路
に関し、特に通過帯域の中城の不整合減衰量を大中に改
善した変成器回路に関する。

通信機器に使用される変成器は使用帯域内で動作減衰量
特性が平坦で小さいこと、および反射波の影響を軽減す
るために、信号源ならびに負荷抵抗とのインピーダンス
整合が良好なこと、すなわち不整合減衰量特性が大きい
ことが要求される。このことは波形伝送を主目的とする
装置に対して特に重要である。また機械的には小形であ
ることが望ましい。従来、このような変成器を実現する
ためには、比透磁率の大きな磁心を用いればよいことが
知られている。

しかし比透磁率の大きな磁心の実現には限界があり現実
には比透磁率が大きくなるにつれて磁心の不安定性が増
大し、使用上様々な制約を受ける。また、巻線に直流電
流が流れて直流磁化力が印加される場合には、飽和磁束
密度の点から比透磁率の大きさはさらに制約されること
になる。このため小形で且つ不整合減衰量の大きい変成
器を実現するには、必然的に紬線を多数回巻線すること
になるがこのことは巻線により直流抵抗が増大し、これ
が電気的特性を劣下させることになる。本発明は、目的
は上述た欠点を除去した不整合減衰量の良好な変成器回
路を提供することにある。

本発明の変成器は１次巻線と２次巻線の間に金属箔を挿
入して静電シールドしその静電シールドの端末間に所定
の条件を実質的に満たす抵抗値を有する抵抗器を後続し
たことを特徴としている。

その結果動作減衰量をやや蟻・性にして、不整合減衰量
を改善できた。次に本発明を図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は縦電流を減少させるための静電シールドを有す
る従来の変成器の回路図である。図において、滋心１に
１次巻線２と２次巻線３が者回されその１次側巻線２と
２次側巻線３との間に金属箔を巻回することにより１次
側巻線２と２次側巻線３との静電気的結合を軽減するた
めの静電シールド４を形成している。このシールド４の
一端５は接地され１次巻線２の両側端子Ｔ，およびＴ，
′には、内部抵抗Ｒ，を有する信号源６が接続され２次
巻線３の両側端子Ｌ，Ｔ２′には、抵抗値Ｒ２なる負荷
７が接続されている。第２図は本発明の一実施例を示す
回路図である。

図において、変成器１２は１次巻線２と、２次巻線３と
、これら１次および２次巻線との間に形成された静電シ
ールド４と、シールド４の接地端９の反対側の端１０と
接地との間に接続された抵抗値Ｒ３なる抵抗１１とから
構成されている。第１図に示すような変成器８において
、１次側巻線２の巻数ｎ，と２次側巻線３の巻線止との
巻数比（ｎ２／ｎ，）をｎ、１次巻線２の直流抵抗をッ
，、２次側巻線３の直流抵抗をｙ２とすると、第１図の
変成器８は第４図ａのように表せ、一般に（Ｒ２／Ｒ，
）＝ｎ２を実質的に満たすように設計される。同図ａの
回路は、通過帯城の中城においては同図ｂに示すような
等価回路で表わせる。同図ｂにおいて、端子Ｔ，一Ｔ，
′から変成器側を見たインピーダンスＺｉｎはＺｉｎ＝
ｙ，十ｙ２／ｎ２十Ｒ２／〆＝ｙ，十ｙ２／〆十Ｒ，と
なる。

信号源６の内部抵抗Ｒ，を基準にしたときの変成器側を
見たインピーダンスの整合状態すなわち不整合減衰量Ｒ
しはＲＬ＝２印。

ｇ１亀三器，で表わされる。

上式のＺｉｎを代入すると、 Ｒし：２ｍ増１豊三亭主竿声／毒≧巽手１：加増１波１
；．主１テ麦毒小２１ ＝２瓜。

ｇ｛ｙ，希２′ｎＭ｝■ ．・・【１）となる。この式
から明らかなように不整合減衰量ＲＬは１次側巻線２お
よび２次側巻線３の夫々の直流抵抗ｙ，およびｙ２に支
配される。第２図において、１次側巻線２の直流抵抗を
ｙ，、２次側巻線３の直流抵抗をｙ２、静電シールド４
の端子９と１０間の直流抵抗をッ３ および静電シール
ド４に接続された抵抗１１の低抗値をＲ３としさらに１
次側巻線２の巻数をｎ，、２次側巻線３の巻数を−、静
電シールドの巻回数を１とするとき、巻数比（ｎ，／山
）２＝Ｒ．／Ｒ２を実質的に満たすように構成されるよ
うな変成器１２の端子Ｔ，，Ｔ，′間およびＴ２，Ｔ２
′間の不整合減衰量ＲＬ，，ＲＬ２は次に示すように表
わせる。

すなわち、上述したのと同様に、第２図において、端子
Ｔ，−Ｔ，′から変成器側を見たインピーダンスＺｉｎ
‘ま、Ｚｉｎ！ｙ．十（多亭主登事至るキラ蔓芋となる
。

このインピーダンスの信号源６の内部抵抗Ｒ，に対する
不整合減衰量ＲＬ，は８２＝袴，６＝４芋３′ とすると ＝２加増ｌ≦；≧暑…≧≦暮芋三王舞三髪芋３暮１更に
８２／８．＝ｙとすると、：加増１≦…≦暮葦髪…苧王
手王叢…宏王手王；籍１＝加増１≦三三暮葦篭三手王三
≧王≦三暮葦登≧篭三芋王；≧暮１＝加増ｌを亨声筆考
≦蔓孝；壬生≧享偽≦王手）１＝加増ｌ２芸名（梓ラ￥
事事章三号令洋三壱等寿）｝１（船） ”
‐【２１となる。

同様に端子Ｌ−Ｔ２′から変成器側を見たインピーダン
スゆｕｔは勿山＝ソ２′十（き；芋蔓≧亨羊主蔓；；と
なりこのときの整合減衰量ＲＬ２は、 ＲＬ２：２加。

ｇ１隻三菱羊，＝２ｏｌ。

ｇ１（受；美≧言挙者辛登主ラギ芋蔓葦竿十（￥三十葺
き挙手羊宇蔓葦手），＝２ｏｌ増ｌ≦ｇ倉重≧務牛８舞
≦髪生；叢１＝２０１０ｇ１宅三三壬暑３≦暑芋６叢≧
篭芋毒暮１＝２ｍｏｇｌ≦；王手暮導章白舎≧王≦；三
壬暑号墓王≦三王袋≧墓１＝２。．増，２芋，隼・等毒
≧号事幸羊毛筋竺芸舎発｝ｌ（船） ．・脚と
なる。■，湖式よりＲＬ，ＲＬ２が最大値となる条件は
ＲＬについては６．＝（１−Ｐ，ＸＩ＋昼，ｙ） ８，（１十ｙ） ＲＺについては ６２＝ｑ＋８，ＸＩ−３，ｙ） ８，（１十ｙ） となる。

従ってｙ＝１すなわち８．≠Ｂ２で、同一の６において
ＲＬ，，ＲＬは同時に最大値を取るが８，≠８２では同
時に最大値を取らない。そこで８，＝８２でＲＬ，＝Ｒ
Ｌとなる条件を求めるにはｌ２十多才…；毒≧三法事手
，竺毒舎着生毒≧三矛）｝ｌ＝，２壱鳥梓王；三王者雫
三羊毛昼交￥三宅亭≠寿）｝１＝
‐‐‐【４’が成り立つ条件を求めればよい。

８，≠８２ すなわちｙ≠１であることから‘４ー式よ
りＲＬ＝ＲＬ２を満たす６。

とすると８Ｃ＝塚筈糸 となる。

以上から第２図において静電シールド４の両端子９，１
０間にを接続すれば２次巻線３の両側端子Ｔ２，Ｔ２′
間の不整合彰或衰量ＲＬは最大値となる。

またッ＝１すなわち、ｙ，＝ｙ２（ｎ．／山）２をほぼ
満たす変成器においてはＲ３＝季も‐−ｙ．｝（字）２
−ｙ３ を接続すれば端子Ｔ，，Ｔ，′間、端子Ｔ２，Ｔ２′間
の不整合減衰量ＲＬ，ＲＬ２は同時に最大値となる。

更にＢ，≠８２、すなわちｙ≠１の場合において静電シ
ールドの両側端子９，１０間にを接続すれば１次巻線２
の両側端子Ｔ，，Ｔ，′間の不整合減衰量ＲＬは最大値
となり、 汐Ｒ３＝｛Ｒ亭−ｙび２（ｎ．／−
）２１（１′ｎ・ア−ｙ３ｙ・十ｙ２（ｎ，／ｎ２）２
を接続すれば１次巻線２の両側端子Ｔ，，Ｔ，′間およ
び２次巻線３の両側端子Ｌ，Ｑ′間の不整合減衰量ＲＬ
，，ＲＬ２は等しい値をとる。

しかし、ＲＬ，ＲＬは最大値とならないことは明らかで
ある。第３図に■，糊式のＢ，，ｙおよび６をパラメー
タとして数値計算をした一例が示されている。

本図において曲線Ａは８，＝０．１，ｙ＝１．０の場合
にはＲＬ（〒ＲＬ２）を示し、曲線Ｂは８，＝０．１，
ｙ＝１．３の場合のＲＬ、曲線Ｃは曲線８と同一条件の
場合のＲＬを示す。本図から明らかなように曲線Ａは６
。で、曲線Ｂは６，で、曲線Ｃは６２で夫々極を持つ。
尚、曲線ＢとＣは６。でＲＬ＝ＲＬとなることが判る。
第１図の従来の変成器回路の場合の不整合減衰量値で本
値より高い値を示すよう６を設定すればよいことが判る
。すなわち、‘１１，■および【３｝式から２十６，（
１十ｙ）＋（１／６）｛（１十８，ＸＩ＋Ｂ，ｙ）｝
２ …■８１
（１十ｙ）‐（１／６）｛（１‐８，ｘｌ＋８，ｙ）｝
＞１十肉中打或いは２裏舎洋ラ≧亨＃毒気）毛苧宅筋
竺毒草士気）｝〉・十８．（≧＋ｙ） ‐‐‐
【６１を満たすような６を設計すればよい。

‘５’式からの６を６，′、（６｝式からの６を８２′
とると８，≧０．ｙ≧０，６，，６２＞０であることか
ら、６．′＞（１十碁三（羊羊｛ブ；；孝三声者三生気
ｙ）｝ ‐‐‐【７）６２′＞
。

十３，）｛（１十８，ｙ）−Ｂ，２ｙ（１十ｙ）｝
…■８，（
１十ｙ）｛２十８，（１十ｙ）｝となる。

６．′と６２′の大小関係を比較する。

すなわち、‘九脚式から △＝（１十８，ｙ）｛（１十Ｂ，）−Ｂ，２（１十ｙ）
｝一（１十８１）｛（１十Ｐｌｙ）−Ｂ１２ｙ（１十ｙ
．・・【９） が零より大きいか、小さいかを調べればよい。

‘９１式を解くと△＝８，２（ｙ十１）（ｙ−１） となることからｙ＞１で６，′＞６２′，ｙ＝１で６，
′＝６２′，ｙ＜１で６，′＜６２′となる。

そこでこの８，′，６２′の内の大きい方を設定すれば
第１図の変成器回路以上の不整合減衰量ＲＬ，，ＲＬ２
が得られることが判る。例えば３図の曲線Ｂ，Ｃに相当
する８，＝０．１，ｙ＝１．３の場合、ｙ＞１、である
ことから６，′に相当する条件を設定すればよい。一方
、抵抗１１を付加することによってどの程度動作減衰量
特性が劣下するかを調べると今、第２図の回路で負荷抵
抗７に供給される電力をＰ１、また、第１図の回路で変
成器８が理想変成器であると仮定した場合の負荷抵抗７
に供給される電力をＰｍａｘとすると動作減衰量山は山
＝．ｏ・０ｇーＰ辛苦三１（ｄＢ）‐‐‐で定義される
。

この定義に基づき第２図の動作減衰量Ｎを求めると山＝
２０１０ｇ〔１十季｛８１（１十ｙ）＋・／６（１十８
，）（１十８，ｙ）〕（船） …｛１０となる。比し・
８・＝台，ｙ＝８２／８，＝害，６＝（Ｒ３′十ｙ３′
）Ｒ，とする。

式のＢ，，ｙおよび６をパラメータとして一例について
動作減衰量を数値計算すると第３図のようになる。本図
で曲線ＤはＢ，＝０．１，ｙ＝１．の麦合、曲線Ｅは８
，＝０．１，ッ＝１．３の場合の山を示す。本図から明
らかなように６→的のＡＩが付加巻線を付加しない場合
の動作減衰量の値であることから本発明によれば動作減
衰量は僅かながら増大することがわかる。しかし、動作
減衰量Ｎを若干増大させることによって、不整合減衰量
ＲＬを大中に改善できる。例えば、第３図の曲線Ｂ，Ｃ
およびＥから明らかなように、ＡＩを約ｌｄＢ増大させ
ることに対してＲＬ，，ＲＬを約３３Ｂ改善することが
できる。以上述べたように本発明によれば１次側巻線と
２次側巻線との間の静電シールドを有効に活用すること
により動作減衰量をやや犠牲にしても不整合減衰量を大
中に改善した変成器回路を得ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、１次
巻線２、および２次巻線３の片側端子を非接地とした変
成器や、どちらか一方の巻線の片側端子のみ接地した変
成器に対しても同様に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変成器の回路図、第２図ａは本発明の一
実施例を示す回路図で、第２図ｂはその等価回路図であ
る。 第３図は本発明の改善効果を示す特性図、第４図ａおよ
びｂは第１図の等価回路を示す回路図である。第２図に
おいて、１……磁心、２・・・・・・１次巻線、３・・
・・・・２次巻線、４・・…・静電シ−ルド。 第’図多？図 豹２図 豹乙図 弟４留日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １次巻線と２次巻線間にほぼ巻巾に等しい導電箔を
   １回だけ巻回して構成された静電シールドを有する変成
   器回路において、１次巻線の巻数に対する前記２次巻線
   の巻数比をＮ＿１、前記１次巻線側の電源内部抵抗をＲ
   ＿１、前記２次巻線側の負荷抵抗をＲ＿２とするときＮ
   ＿１＾２＝（Ｒ＿２）／（Ｒ＿１）を実質的に満たすと
   ともに前記１次巻線の直流抵抗値をγ＿１、２次巻線の
   直流抵抗値をγ＿２、前記導電箔の直流抵抗をγ＿３、
   前記１次巻線の巻数の逆数をＮ＿２とするとき▲数式、
   化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ の条件を満たす抵抗Ｒ＿３で前記導電箔の巻き始め端と
   巻き終り端とを終端とすると共に前記導電箔の巻き始め
   端または巻き終り端のいずれか１端を接地するようにし
   たことを特徴とする変成器回路。