JP4733843B2 - 分岐トランス - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CATVシステムの分岐器等に用いられる分岐トランスに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば−4dBの結合量を備えた分岐トランスは、図6の等価回路図で示す様に、閉磁路を形成したコアに幹線巻線部30と分岐巻線部50とを設け、結合量と巻線の巻数比との関係式によって、幹線巻線部30に幹線側の信号巻線20を3回、接地巻線70を4回巻き、分岐巻線部50に分岐側の信号巻線40を3回、接地巻線80を6回巻いて構成されている。各巻線の巻数は、要求された巻数比と近い整数倍の巻数に通分操作した結果である。これは例えば−10dB以上の大きな結合量を備えた分岐トランスにおいて、各巻線の巻数を正確に整数倍に通分すると巻数が多くなり、実際の巻線作業が煩雑になるからである。図7には、分岐トランス60を組み込んだ1GHz対応CATV用2分岐器(以下、従来品とする。)110のブロック図を示す。従来品110は、分岐トランス60と−4dBの分配損失を備えた分配器120との組み合わせにより構成され、−8dBの結合量で2分岐出力する分岐性能を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図5の周波数特性グラフに示すように、従来品110は、分岐トランス60の夫々の巻線が持つ線間容量のため、1GHz付近の高い周波数で結合量が変動する問題点があった。また分岐トランス60はいずれかの巻線の巻数を変えると周波数全域にわたって結合量が変化するため、部分的な周波数帯域での結合量調整が困難であった。この結果、従来品110において、使用周波数全域にわたり−8dBの結合量を維持することができなかった。
【0004】
このような問題に鑑み、本発明の課題は、使用周波数全域にわたり安定した結合量を維持できる分岐トランスの提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明による分岐トランスは、閉磁路を形成したコアに主幹巻線部と分岐巻線部を設け、前記主幹巻線部に主幹信号巻線と主幹接地巻線とを交互に巻き、前記分岐巻線部に、分岐信号巻線と分岐接地巻線とを交互に巻くと共に更に前記主幹信号巻線を延長して前記分岐信号巻線及び前記分岐接地巻線とそれぞれ交差しないように巻き、前記主幹接地巻線の接地端と前記分岐接地巻線の接地端、前記主幹信号巻線の出力端と前記分岐接地巻線の反接地端、更に前記分岐信号巻線の反分岐端と前記主幹接地巻線の反接地端を夫々結線して構成される。
【0006】
請求項2の発明による分岐トランスは、2つの貫通孔を形成し3つの巻線部を設けたコアの両端巻線部の一方を主幹巻線部、他方を分岐巻線部とし、中央の中央巻線部に主幹巻線部に巻いた主幹信号巻線を当接させて分岐巻線部に巻いて構成される。
【0007】
請求項3の発明による分岐トランスは、主幹巻線部に主幹信号巻線を3回、主幹接地巻線を5回巻き、分岐巻線部に分岐信号巻線を3回、分岐接地巻線を5回、主幹信号巻線を1回巻いて構成される。
【0008】
請求項4の発明による分岐トランスは、各巻線を捩り合わせて結線することにより構成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1乃至図3は、本発明に係る分岐トランスの一実施形態を示し、−4dBの結合量を備えた分岐トランス6を例示している。図1は、分岐トランス6における巻線部に巻線を巻いた状態を示す外観斜視図である。図2は、図1の分岐トランス6の巻線に捩り合わせ処理を施して結線した状態を示す外観斜視図である。図3は、図2の分岐トランス6の等価回路図である。尚、図中の同一の構成要素には同一の符号を付す。
【0010】
分岐トランス6は、いわゆる眼鏡型のコア10と、主幹信号巻線2及び主幹接地巻線7と、分岐信号巻線4及び分岐接地巻線8とから構成される。コア10は、フェライトの塊状体に2つの貫通孔1a及び1bを設けることにより3つの巻線部を形成し、両端巻線部の一方を主幹巻線部3、他方を分岐巻線部5、中央を中央巻線部9としている。主幹巻線部3の表面には、主幹接地巻線7が左螺旋方向へ5回、主幹信号巻線2が主幹接地巻線7と交互に同様に3回巻かれている。分岐巻線部5の表面には、分岐接地巻線8が右螺旋方向へ5回、分岐信号巻線4が分岐接地巻線8と交互に同様に3回巻かれている。更に分岐巻線部5には、主幹巻線部3から主幹信号巻線2が延びて貫通孔1aを通り中央巻線部9に当接し貫通孔1bを通ってさらに1回巻かれている。各巻線はお互いに交差しないように巻かれている。主幹信号巻線2は分岐巻線部5の最外側巻線から数えて4番目の位置に巻かれている。
【0011】
そして、主幹信号巻線2の出力端2bは分岐接地巻線8の反接地端8bに捩り合わせて結線されている。主幹接地巻線7の接地端7aは分岐接地巻線8の接地端8aに捩り合わせて結線されている。また、分岐信号巻線4の接地端4bは主幹接地巻線7の反接地端7bに捩り合わせて結線され、各結線部は導通処理されている。
【0012】
上記構成の分岐トランスにおいて、主幹接地巻線7と分岐接地巻線8の結線端部GNDは、分岐トランス6が実際に組み込まれる、例えば分岐器等の電子機器の内部回路上で接地処理され、また分岐信号巻線4と主幹接地巻線7の結線端部Rは同様に抵抗を介して接地処理される。主幹信号巻線2の入力端2aは前段回路部に接続され、この端部INに入力された伝送信号は、分岐トランス6によって主幹信号と分岐信号に分岐される。そして、主幹信号は主幹信号巻線2と分岐接地巻線8の結線端部OUTから出力され、分岐信号は分岐信号巻線4の出力端4aである端部Brから分岐出力される。
【0013】
図4には、図2で示した分岐トランス6を組み込んだ1GHz対応CATV用2分岐器(以下、本発明実施品とする。)11のブロック図を示す。本発明実施品11は、分岐トランス6と−4dBの分配損失を備えた分配器12との組み合わせにより構成され、−8dBの結合量で2分岐出力する分岐性能を備えている。
【0014】
図5は、図4の本発明実施品11と図7の従来品110の周波数特性を示すグラフである。周波数特性として、結合量(入力−分岐端間)、挿入損失(入力‐出力端間)及び反射損失(出力端)を示す。この結果により、本発明実施品11の周波数特性は、縦の破線で区切った10MHz〜1GHzの使用周波数帯域において、結合量に関しては特に1GHz付近の周波数域で−8dBの結合量を安定的に維持しており、ほぼ平坦な特性に改善されていることがわかる。また良好な挿入損失も得られ、反射損失に関しては同使用周波数帯域で約5dB以上改善されることが確認できる。
【0015】
このことから、上記構成の分岐トランスによれば、主幹信号巻線を分岐巻線部にも巻いたので、夫々の巻線相互の結合量が増加し、さらに巻線の巻く位置を調整することにより、結合量を変化させやすくなる。特に高い周波数でこれらの効果が顕著に表れ、1GHz付近での結合量の調整が可能となり、よって使用周波数全域にわたり所要の結合量を維持でき平坦な特性に改善でき、結合量、挿入損失及び反射損失の周波数特性を改善できる。従って、より小さい整数倍の各巻数で大きな結合量を備える分岐トランスを製作できる。また巻線部に対する巻線処理の変更のみで結合量の特性を調整できるので別の調整回路を追加する必要が無くなり回路構成が簡単になる。
【0016】
その他には、挿入損失及び反射損失が改善されるので、CATVシステム上で分岐器等の電子機器の接続段数を増やすことができるから伝送路を伸ばすことが可能となり、より大規模なCATVシステムが簡易に構築できる。さらに反射損失の改善により後段回路との整合設計が容易になり開発期間の短縮を図ることができる。
【0017】
また図2に示すように巻線を捩り合わせれば、分岐トランス6の組立に際し、半田付け等の作業がし易くなる。尚、巻線部表面から捩り始めまでの距離dは、なるべく短い方が良い。長くなると巻線のインダクタンスが増えるため、分岐トランスの結合量が算出した理論値とずれてしまうからである。ただし、実際には巻く際の作業性を考慮して距離dを2mm以下にすることが望ましい。
【0018】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、本分岐トランスを分配器等の電子機器に組み込んだり、直列に複数段接続して複数の分岐出力を備えた電子機器に適用しても良い。またコア形状を中央磁心のない環状にしたり、コア材料にフェライトだけでなく、純鉄、けい素鋼、鉄−ニッケル合金や圧粉心などを用いたり、所要の結合量に合わせて各巻線の巻数、交互に巻く順番や巻く向きを変更する等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【0019】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、主幹巻線部に巻いた主幹接地巻線を分岐巻線部にも巻いたので、所要の結合量の周波数特性を使用周波数全域にわたり平坦に改善することができ、加えて挿入損失及び反射損失の周波数特性も改善することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る分岐トランスの一実施形態を示す外観斜視図である。
【図2】図1の分岐トランスの完成品形態を示す外観斜視図である。
【図3】図2の分岐トランスの回路図である。
【図4】図2の分岐トランスを組み込んだ1GHz対応CATV用2分岐器のブロック図である。
【図5】結合量、挿入損失及び反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【図6】従来の分岐トランスの回路図である。
【図7】従来の分岐トランスを組み込んだ1GHz対応CATV用2分岐器のブロック図である。
【符号の説明】
1a,1b・・貫通孔、2・・主幹信号巻線、3・・主幹巻線部、4・・分岐信号巻線、5・・分岐巻線部、6・・分岐トランス、7・・主幹接地巻線、8・・分岐接地巻線、9・・中央巻線部、10・・コア、11・・1GHz対応CATV用2分岐器(本発明実施品)、12・・分配器。
Claims (4)
- 閉磁路を形成したコアに主幹巻線部と分岐巻線部を設け、前記主幹巻線部に主幹信号巻線と主幹接地巻線とを交互に巻き、前記分岐巻線部に、分岐信号巻線と分岐接地巻線とを交互に巻くと共に更に前記主幹信号巻線を延長して前記分岐信号巻線及び前記分岐接地巻線とそれぞれ交差しないように巻き、前記主幹接地巻線の接地端と前記分岐接地巻線の接地端、前記主幹信号巻線の出力端と前記分岐接地巻線の反接地端、更に前記分岐信号巻線の反分岐端と前記主幹接地巻線の反接地端を夫々結線してなる分岐トランス。
- 2つの貫通孔を形成し3つの巻線部を設けたコアの両端巻線部の一方を主幹巻線部、他方を分岐巻線部とし、中央の中央巻線部に主幹巻線部に巻いた主幹信号巻線を当接させて分岐巻線部に巻いた請求項1記載の分岐トランス。
- 主幹巻線部に主幹信号巻線を3回、主幹接地巻線を5回巻き、分岐巻線部に分岐信号巻線を3回、分岐接地巻線を5回、主幹信号巻線を1回巻いた請求項1又は2記載の分岐トランス。
- 各巻線を捩り合わせて結線した請求項1乃至3記載の分岐トランス。
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