JP3016250B2 - 直流遮断回路 - Google Patents
直流遮断回路Info
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- JP3016250B2 JP3016250B2 JP1186906A JP18690689A JP3016250B2 JP 3016250 B2 JP3016250 B2 JP 3016250B2 JP 1186906 A JP1186906 A JP 1186906A JP 18690689 A JP18690689 A JP 18690689A JP 3016250 B2 JP3016250 B2 JP 3016250B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、直流遮断コンデンサの対地浮遊容量があっ
ても、広い周波数範囲にわたり、インピーダンス整合の
できる直流遮断回路に関する。
ても、広い周波数範囲にわたり、インピーダンス整合の
できる直流遮断回路に関する。
ネットワーク・アナライザ等の信号出力用電力増幅器
は、例えば5Hz及至500MHzの広帯域にわたり、低歪信号
を出力しなければならない。
は、例えば5Hz及至500MHzの広帯域にわたり、低歪信号
を出力しなければならない。
従来、このような増幅器として、１）低周波増幅器と
高周波増幅器の並列合成や２）広帯域直流増幅器が用い
られている。しかし、前者は回路構成が複雑で部品点数
が多く、コスト高となり、後者は出力直流電位を零にす
ることが困難であるという欠点を有している。
高周波増幅器の並列合成や２）広帯域直流増幅器が用い
られている。しかし、前者は回路構成が複雑で部品点数
が多く、コスト高となり、後者は出力直流電位を零にす
ることが困難であるという欠点を有している。
そのため、直流増幅器の出力を直流遮断コンデンサで
直流を阻止することがおこなわれている。また、増幅器
の出力は例えば50Ωに整合することが望ましいので第４
図に示すように整合用インダクタンスL41、L42と短絡容
量C42を用いて高周波でフィルタを構成していた。
直流を阻止することがおこなわれている。また、増幅器
の出力は例えば50Ωに整合することが望ましいので第４
図に示すように整合用インダクタンスL41、L42と短絡容
量C42を用いて高周波でフィルタを構成していた。
この従来例の一つの極限として、C42を直流遮断コン
デンサの対地浮遊容量とすることが考えられるが、前述
のように低域の通過特性が5Hzなどに及ぶ場合は、前記
コンデンサ容量が例えば1000［μＦ］以上にも及び大容
量となる。従って、コンデンサの物理寸法も大きく、対
地浮遊容量も増し、高域特性が劣化してしまうという問
題が生ずる。
デンサの対地浮遊容量とすることが考えられるが、前述
のように低域の通過特性が5Hzなどに及ぶ場合は、前記
コンデンサ容量が例えば1000［μＦ］以上にも及び大容
量となる。従って、コンデンサの物理寸法も大きく、対
地浮遊容量も増し、高域特性が劣化してしまうという問
題が生ずる。
従って、本発明の目的は、直流遮断コンデンサを分割
して、各々のコンデンサの対地浮遊容量を減少せしめ、
同じ低域遮断周波数でありながら、高域遮断周波数のよ
り高い直流遮断回路により、上述の問題点を解消するこ
とである。
して、各々のコンデンサの対地浮遊容量を減少せしめ、
同じ低域遮断周波数でありながら、高域遮断周波数のよ
り高い直流遮断回路により、上述の問題点を解消するこ
とである。
本発明の直流遮断回路は、高周波雑音を除く効果をも
つ帯域通過波器になっている。その高周波での等価低
域通過フィルタはＴ型で直列インダクタンスは配線イン
ダクタンスで、短絡容量は直流遮断コンデンサの対地浮
遊容量である。配線と大容量コンデンサの直列回路で、
必要なコンデンサ容量は低周波限界で決定され、配線イ
ンダクタンス高周波限界で決定される。
つ帯域通過波器になっている。その高周波での等価低
域通過フィルタはＴ型で直列インダクタンスは配線イン
ダクタンスで、短絡容量は直流遮断コンデンサの対地浮
遊容量である。配線と大容量コンデンサの直列回路で、
必要なコンデンサ容量は低周波限界で決定され、配線イ
ンダクタンス高周波限界で決定される。
本発明では、容量が必要容量の1/2で配線インダクタ
ンスも含めて等価なコンデンサを２個用意し、それらを
逆並列接続することを基本的思想としている。
ンスも含めて等価なコンデンサを２個用意し、それらを
逆並列接続することを基本的思想としている。
配線インダクタンスは、好ましくはコンデンサの２つ
の端子のうち、対地浮遊容量の小さい方に生じるように
配設される。
の端子のうち、対地浮遊容量の小さい方に生じるように
配設される。
さらにｎ個のコンデンサに分割する場合は、 （イ）第１の端子に、（ｎ−１）個のインダクタンスを
直列に接続し、さらに（ｎ−１）番目のインダクタンス
に、１個のコンデンサの一端を接続し、該コンデンサの
他端を第２の端子とし、 （ロ）第２の端子に、（ｎ−１）個のインダクタンスを
直列に接続し、さらに（ｎ−１）番目のインダクタンス
に、１個のコンデンサの一端を接続し、該コンデンサの
他端を第１の端子に接続し、 （ハ）一方の直列接続のインダクタンス間の各接点と、
他方の直列接続のインダクタンス間の各接点との間に、
１個づつ合計（ｎ−２）個のコンデンサを接続する。各
コンデンサが接続されるインダクタンスの各接点は、第
１の端子（あるいは第２の端子）から数えて同じ順番の
接点同士である。必要に応じて、整合用のインダクタン
スを第１、第２の端子に直列接続する。
直列に接続し、さらに（ｎ−１）番目のインダクタンス
に、１個のコンデンサの一端を接続し、該コンデンサの
他端を第２の端子とし、 （ロ）第２の端子に、（ｎ−１）個のインダクタンスを
直列に接続し、さらに（ｎ−１）番目のインダクタンス
に、１個のコンデンサの一端を接続し、該コンデンサの
他端を第１の端子に接続し、 （ハ）一方の直列接続のインダクタンス間の各接点と、
他方の直列接続のインダクタンス間の各接点との間に、
１個づつ合計（ｎ−２）個のコンデンサを接続する。各
コンデンサが接続されるインダクタンスの各接点は、第
１の端子（あるいは第２の端子）から数えて同じ順番の
接点同士である。必要に応じて、整合用のインダクタン
スを第１、第２の端子に直列接続する。
第１図は、基板Ｂ上に実装された低域通過型直流遮断
回路の構造図である。
回路の構造図である。
基板Ｂの部品実装面にはコンデンサC1、C2、C3、C4、
が配線インダクタンスL1、L2、L3、L4、とともに実装さ
れ、第１の端子T1と第２の端子T2間を結ぶ低域通過（よ
り詳細には帯域通過型）の直流遮断回路を構成してい
る。なお、接地面Ｇは基板Ｂの裏面あるいは多層基板で
は他の面に設けられる。接地面Ｇは、コンデンサC1、及
至C4の対地容量を減少させるよう、コンデンサ端子近傍
を取り除くなどの考慮をすることは当然であるが、接地
面の良好な導電性と電磁シールド性を損わないように配
慮しなければならない。
が配線インダクタンスL1、L2、L3、L4、とともに実装さ
れ、第１の端子T1と第２の端子T2間を結ぶ低域通過（よ
り詳細には帯域通過型）の直流遮断回路を構成してい
る。なお、接地面Ｇは基板Ｂの裏面あるいは多層基板で
は他の面に設けられる。接地面Ｇは、コンデンサC1、及
至C4の対地容量を減少させるよう、コンデンサ端子近傍
を取り除くなどの考慮をすることは当然であるが、接地
面の良好な導電性と電磁シールド性を損わないように配
慮しなければならない。
第２図は第１図の直流遮断回路の等価回路であり、
C5、C6はコンデンサC1とC2、コンデンサC3とC4のそれぞ
れの対地容量の和である。
C5、C6はコンデンサC1とC2、コンデンサC3とC4のそれぞ
れの対地容量の和である。
本発明の一実施例では、各コンデンサとインダクタの
値を参照付号と同じ記号で表すとして、 C1＝C2＝C3＝C4＝470〔μＦ〕 C5＝C6＝3.2〔pF〕 L1＝L4＝４〔nH〕 L2＝L3＝16〔nH〕 である。
値を参照付号と同じ記号で表すとして、 C1＝C2＝C3＝C4＝470〔μＦ〕 C5＝C6＝3.2〔pF〕 L1＝L4＝４〔nH〕 L2＝L3＝16〔nH〕 である。
低域遮断周波数fcLを求めると、入出力整合抵抗を50
Ωとして である。
Ωとして である。
高域遮断周波数fcHを求めるため、第１図の回路の高
周波等価回路を求めると第３図に示すようになる。
周波等価回路を求めると第３図に示すようになる。
ここでインダクタL5とL7の値は、インダクタL1とL4の
値に、コンデンサC7とC8の値はコンデンサC5とC6の値に
それぞれ近似する。また、インダクタL6の値は、インダ
クタL2とL3の並列値に近似する。そこで、L5＝L7＝４
［nH］、L6＝８［nH］C7＝C8＝3.2pFとする。
値に、コンデンサC7とC8の値はコンデンサC5とC6の値に
それぞれ近似する。また、インダクタL6の値は、インダ
クタL2とL3の並列値に近似する。そこで、L5＝L7＝４
［nH］、L6＝８［nH］C7＝C8＝3.2pFとする。
第３図の回路は、定Ｋ型フィルタを継続したものとな
るから、その遮断周波数は、 公称インピーダンス R2＝２×４×10-9/（3.2×10-12） から と求める。
るから、その遮断周波数は、 公称インピーダンス R2＝２×４×10-9/（3.2×10-12） から と求める。
このようにして、0.85［Hz］から1.99［GHz］にわた
る広帯域整合直流遮断回路がコンデンサの浮遊容量を用
いて実現される。同様に、コンデンサの浮遊容量を用い
て、通過特性をバタワース特性やチュビシェフ特性など
所望のものにすることは容易である。本発明の構造が、
従来技術による構造に比較して有利な点を理解するため
に、第４図と第５図を参照する。
る広帯域整合直流遮断回路がコンデンサの浮遊容量を用
いて実現される。同様に、コンデンサの浮遊容量を用い
て、通過特性をバタワース特性やチュビシェフ特性など
所望のものにすることは容易である。本発明の構造が、
従来技術による構造に比較して有利な点を理解するため
に、第４図と第５図を参照する。
第４図は従来技術による構成で図の（ａ）は低周波等
価回路を、図の（ｂ）は高周波等価回路を示す。L41、L
42は整合用配線インダクタンスで、C41は大容量コンデ
ンサ、C42は付加容量又はその極限としてのコンデンサC
41の対地浮遊容量である。L41＝L42と仮定する。
価回路を、図の（ｂ）は高周波等価回路を示す。L41、L
42は整合用配線インダクタンスで、C41は大容量コンデ
ンサ、C42は付加容量又はその極限としてのコンデンサC
41の対地浮遊容量である。L41＝L42と仮定する。
第４図の高周波における公称インピーダンスR4と高域
遮断周波数fcH4は下式となる。
遮断周波数fcH4は下式となる。
第５図の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第４図の回路と同
等低周波特性を示す本発明の実施例低周波及び高周波等
価回路を示す。大容量コンデンサC51、C52の容量C51＋C
52＝C41となるように選ばれ、それぞれの対地浮遊容量
はC53、C54である。C51とC52を同一仕様のコンデンサと
しC53＝C54とする。またL55＝（L51・L52）／（L51＋L
52）で、L53＝L54＝L55/2である。
等低周波特性を示す本発明の実施例低周波及び高周波等
価回路を示す。大容量コンデンサC51、C52の容量C51＋C
52＝C41となるように選ばれ、それぞれの対地浮遊容量
はC53、C54である。C51とC52を同一仕様のコンデンサと
しC53＝C54とする。またL55＝（L51・L52）／（L51＋L
52）で、L53＝L54＝L55/2である。
第５図の回路の公称インピーダンスR5と高域遮断周波
数fcH5は次式で与えられる。
数fcH5は次式で与えられる。
一般に、同種のコンデンサでは、より容量の大きな方
が形も大きく、従って浮遊対地容量も大きいので、C53
＜C42となり、その結果fcH5＞fcH4となる。低域遮断周
波数は第４図の回路でも第５図の回路でも相等しいの
で、高域遮断周波数が高いだけ、本発明の実施例は有利
である。
が形も大きく、従って浮遊対地容量も大きいので、C53
＜C42となり、その結果fcH5＞fcH4となる。低域遮断周
波数は第４図の回路でも第５図の回路でも相等しいの
で、高域遮断周波数が高いだけ、本発明の実施例は有利
である。
第６図は３個のコンデンサC61、C62、C63を用いた場
合を示している。C64、C65、C66はそれぞれのコンデン
サの対地浮遊容量を示している。典型的な定Ｋ型の構成
では、2L01＝2L02＝L65＝L66＝L61・L62/（L61＋L62）
＝L63・L64/（L63L64）である。
合を示している。C64、C65、C66はそれぞれのコンデン
サの対地浮遊容量を示している。典型的な定Ｋ型の構成
では、2L01＝2L02＝L65＝L66＝L61・L62/（L61＋L62）
＝L63・L64/（L63L64）である。
同様の構成を任意の正の整数ｎ個のコンデンサでおこ
なうことができる。そのときの低域遮断周波数は変ら
ず、高域遮断周波数fcHnのみ、次式で与えられる。
なうことができる。そのときの低域遮断周波数は変ら
ず、高域遮断周波数fcHnのみ、次式で与えられる。
従って、Cnがより小さくなるにつれてfcHnは高くな
る。
る。
なお、Cnが十分小さいときは、前述した回路構成にお
ける入出力端のインダクタを除いてコンデンサ入出力型
とすることも可能である。第７図にさらに一般的な実施
形態を示す。
ける入出力端のインダクタを除いてコンデンサ入出力型
とすることも可能である。第７図にさらに一般的な実施
形態を示す。
以上詳述したように、本発明の実施により、直流遮断
コンデンサを分割して対地浮遊容量を減らし、同じ低域
遮断周波数をもちながらより高い高域遮断周波数をも
つ、高周波整合のとれた直流遮断回路が実現される。ま
た、本発明の実施による直流遮断回路は、帯域通過型で
あり、広帯域増幅器等の出力に用いられているときは、
該広帯域増幅器の歪を除去する効果をもつことができ
る。
コンデンサを分割して対地浮遊容量を減らし、同じ低域
遮断周波数をもちながらより高い高域遮断周波数をも
つ、高周波整合のとれた直流遮断回路が実現される。ま
た、本発明の実施による直流遮断回路は、帯域通過型で
あり、広帯域増幅器等の出力に用いられているときは、
該広帯域増幅器の歪を除去する効果をもつことができ
る。
第１図は本発明の一実施例の直流遮断回路の実装例の構
造を示す図である。 第２図は第１図の回路の等価回路図で、第３図は第２図
の等価回路の高周波等価回路である。 第４図は従来技術の直流遮断回路の等価回路図（ａ）
と、その高周波等価回路図（ｂ）である。 第５図は、本発明の他の実施例の第４図の従来例に対応
する直流遮断回路の等価回路図（ａ）その高周波等価回
路図である。 第６図は、本発明のさらに他の実施例の直流遮断回路の
等価回路図（ａ）とその高周波等価回路図（ｂ）であ
る。 第７図は本発明のさらに別な実装例の等価回路図であ
る。 B:回路基板 C1、C2、C3、C4:直流遮断用コンデンサ C5、C6:対地浮遊容量 G:接地 L1、L2、L3、L4:配線インダクタ
造を示す図である。 第２図は第１図の回路の等価回路図で、第３図は第２図
の等価回路の高周波等価回路である。 第４図は従来技術の直流遮断回路の等価回路図（ａ）
と、その高周波等価回路図（ｂ）である。 第５図は、本発明の他の実施例の第４図の従来例に対応
する直流遮断回路の等価回路図（ａ）その高周波等価回
路図である。 第６図は、本発明のさらに他の実施例の直流遮断回路の
等価回路図（ａ）とその高周波等価回路図（ｂ）であ
る。 第７図は本発明のさらに別な実装例の等価回路図であ
る。 B:回路基板 C1、C2、C3、C4:直流遮断用コンデンサ C5、C6:対地浮遊容量 G:接地 L1、L2、L3、L4:配線インダクタ
Claims (5)
- 【請求項１】電極TCi1と電極TCi2を有し、ほぼ等しい対
地浮遊容量CiSを有するコンデンサCiと、電極TLj1と電
極TLj2を有するインダクタLjを以下のように接続するこ
とにより、回路の入力側から見た対地浮遊容量をCiSに
低減することを特徴とする直流遮断回路（ここで、前記
ｉは１からｎまでの自然数で、ｊは１から2n−２までの
自然数であり、ｎは２以上とする。）、 前記TC11と前記TL21とを接続し前記直流遮断回路の第１
の端子とし、 前記TC12と前記TL11を接続し、 前記TC21と前記TL22と前記TL41とを接続し、 前記TC22と前記TL12と前記TL31とを接続し、 前記TC31と前記TL42と前記TL61とを接続し、 前記TC32と前記TL32と前記TL51とを接続し、 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 前記TCi1と前記TL(2i-2)2と前記TL(2i)1とを接続し、 前記TCi2と前記TL(2i-3)2と前記TL(2i-1)1とを接続し、 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 前記TC(n-1)1と前記TL(2n-4)2と前記TL(2n-2)1とを接続
し、 前記TC(n-1)2と前記TL(2n-5)2と前記TL(2n-3)1とを接続
し、 前記TCn1と前記TL(2n-2)2とを接続し、 前記TCn2と前記TL(2n-3)2とを接続して前記直流遮断回
路の第２の端子とする。 - 【請求項２】前記TC11と前記TL21との前記接続点と前記
直流遮断回路の前記第１の端子との間にインダクタL01
を介挿し、前記TCn2と前記TL(2n-3)2との前記接続点と
前記直流遮断回路の前記第２端子との間にインダクタL
02を介挿したことを特徴とする請求項１に記載の直流遮
断回路。 - 【請求項３】前記インダクタL01とL02との値がほぼ等し
く、前記L1乃至L2n-2の値が全てほぼ等しく前記L01の約
４倍であることを特徴とする請求項２に記載の直流遮断
回路。 - 【請求項４】前記インダクタL1乃至L2n-2と前記対地浮
遊容量C1S乃至CnSが高周波で低域フィルタを構成するよ
うにした請求項１に記載の直流遮断回路。 - 【請求項５】前記インダクタL01とL02とL1乃至L2n-2と
前記対地浮遊容量C1S乃至CnSが高周波で低域フィルタを
構成するようにした請求項２に記載の直流遮断回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186906A JP3016250B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 直流遮断回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186906A JP3016250B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 直流遮断回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350907A JPH0350907A (ja) | 1991-03-05 |
| JP3016250B2 true JP3016250B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=16196753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1186906A Expired - Fee Related JP3016250B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 直流遮断回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3016250B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0329291A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 有機分散型ｅｌランプ用捕水フィルム |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1186906A patent/JP3016250B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0350907A (ja) | 1991-03-05 |
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