JPH04230102A - チョーク及び２入力２出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】この発明は広義にはチョークと差動
回路に関し、より詳細には高周波で動作可能なチョーク
に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】２つの入力ポートを有する回
路では、入力信号はコモンモード信号と差動モード信号
の和に分割される。コモンモードチョークは入力信号の
コモンモード成分の通過を阻止する回路である。既存の
コモンモードチョークの典型的なものを図５に示す。こ
れは強磁性材料からなるリング１３に巻かれた１対のワ
イヤ１１および１２からなる。ワイヤの端部１４および
１５は１対の入力ポートとして働き、端部１６および１
７は１対の出力ポートとして働く。入力ポート１４と１
５には、それぞれ入力電圧Ｖ１　とＶ２　が印加される
。この信号のコモンモード成分は（Ｖ１　＋Ｖ２　）／
２に等しく、差動モード信号は（Ｖ１　−Ｖ２　）／２
に等しい。リング１３にワイヤを巻くことによって、ワ
イヤ１１に自己インダクタンスＬ１　が、ワイヤ１２に
自己インダクタンスＬ２　が、またこれらの２つのワイ
ヤの間に相互インダクタンスＭが発生する。ワイヤ１１
の電流Ｉ１　とワイヤ１２の電流Ｉ２　に対して、電圧
と電流の関係は次のようになる。

【０００３】 　　ΔＶ１　＝Ｖ１　−Ｖ３　＝−Ｌ１　（ｄＩ１　／
ｄｔ）＋Ｍ（ｄＩ２　／ｄｔ）（１）　　ΔＶ２　＝Ｖ
２　−Ｖ４　＝Ｍ（ｄＩ１　／ｄｔ）−Ｌ２　（ｄＩ２
　／ｄｔ）　　（２）Ｌ１　、Ｌ２　およびＭが等しい
とき、相互インピーダンスが自己インダクタンスを帳消
にして入力ポート１６および１７におけるコモンモード
成分を除去する。これは、式（１）と式（２）をコモン
モード成分ΔＶｃ、Ｉｃと差動モード成分ΔＶｄ　、Ｉ
ｄ　（ここにΔＶｃ≡（ΔＶ１　＋ΔＶ２　）／２、Δ
Ｖｄ　≡（ΔＶ１　−ΔＶ２　）／２、Ｉｃ≡（Ｉ１　
＋Ｉ２　）／２およびＩｄ　≡（Ｉ１　−Ｉ２　）／２
）に関して書き直すことによって理解することができる
。

【０００４】 ΔＶｃ＝〔（−Ｌ１　＋Ｍ）・（ｄＩ１　／ｄｔ）＋（
Ｍ−Ｌ２　）・（ｄＩ２　／ｄ　　　　　　　　ｔ）〕
／２ 　　　　　　＝〔（−Ｌ１　−Ｌ２　＋２Ｍ）・（ｄＩ
ｃ／ｄｔ）＋（Ｌ２　−Ｌ１　）・（ｄ　　　　　　　
　Ｉｄ　／ｄｔ）〕／２→（−Ｌ＋Ｍ）・（ｄＩｃ　／
ｄｔ）　　　　　　ただし、Ｌ１　＝Ｌ２　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　（３）ΔＶｄ　＝〔（−Ｌ１　−
Ｍ）・（ｄＩ１　／ｄｔ）＋（Ｍ＋Ｌ２　）・（ｄＩ２
　／ｄｔ　　　　　　　　）〕／２ 　　　　　　＝〔（−Ｌ１　＋Ｌ２　）・（ｄＩｃ／ｄ
ｔ）＋（−Ｌ２　−Ｌ１　−２Ｍ）・（　　　　　　　
　ｄＩｄ　／ｄｔ）〕／２→（−Ｌ−Ｍ）・（ｄＩｄ　
／ｄｔ）　　　　　　ただしＬ１　＝Ｌ２　＝Ｌ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　（４）このように、Ｌ１　＝Ｌ２
　＝Ｌに対して、ΔＶｃはＩｃに比例し、ΔＶｄ　はＩ
ｄ　に比例する。Ｌよりはるかに小さいＬ＋Ｍに対して
、コモンモード成分の受けるインピーダンスは差動モー
ド成分の受けるインピーダンスよりはるかに大きい。コ
モンモード成分の受けるこのような大きなインピーダン
スによってこの成分が減衰される。結合係数Ｋ≡−Ｍ／
Ｌが１以下である範囲でコモンモード成分が出力に現れ
る。Ｍの符号はワイヤ１１とワイヤ１２のいずれかのリ
ング１３に巻かれている方向を逆にして逆にできるので
このコモンモードチョークを差動モードチョークに変換
することができる。コモンモードチョークの入力ポート
１５が接地されているとき、出力ポート１６および１７
の出力電圧Ｖ３　およびＶ４　の符号は反対であり、大
きさはＶ１　の半分に等しい。したがってこれは分割器
（スプリッタ）の機能を果たす。出力ポート１７が接地
されているとき、出力電圧Ｖ３　はＶ１　−Ｖ２　に等
しい。したがってこれは結合器（コンバイナ）の機能を
果たす。

【０００５】残念ながら図５のチョークは高周波数では
効果的に機能しない。一般に、フェライト材料の透磁率
は数メガヘルツ以上の周波数で急速に低下する。１ＧＨ
ｚ以上のオーダーの周波数では、信号の（４インチ（１
０、１６ｃｍ）あるいはそれ以下のオーダーの）短い波
長の寸法は、図４のコモンモードチョークの個々部品の
サイズに相当するものになり、それによって共振効果が
重要なものになる。このような短かい波長に対しては、
そのチョークの巻線と他の部品との間隔のばらつきによ
って、動作特性に大きなばらつきを生じる共振効果が発
生し、その結果これらの装置がこのような高い周波数で
の使用に適しないものになる。

【０００６】１９５９年３月付けＩＲＥ　　Ｔｒａｎｓ
　　Ｎｕｃｌｅａｒ　　Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．ＮＳ
−６、２６−３１ページのＣ．Ｎｏｒｍａｎ　　Ｗｉｎ
ｎｉｎｇｓｔａｄｔの論文Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ　　Ｐ
ｕｌｓｅ　　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓに、集中素子で
はなく分布素子を用いたトランスフォーマが紹介されて
いる。１９６８年１月付けのＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　
　ｏｆ　　ＩＥＥＥ．，Ｖｏｌ．５６，Ｎｏ．１、４７
−６２ページのＲｉｃｈａｒｄ　　Ｅ．Ｍａｔｉｃｋの
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　　Ｌｉｎｅ　　Ｐｕｌｓｅ
　　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ−Ｔｈｅｏｒｙ　　ａｎ
ｄ　　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓという論文で論じてい
るように、“望ましくない漂遊インダクタンスおよび漂
遊キャパシタンスの効果は、均一に分布すれば伝送線の
特性インピーダンスに吸収することができ、それによっ
て共振点をなくし、広帯域の装置を提供することができ
る”。この論文では、接地面の上の短い伝送線（すなわ
ち長さがパルス幅に相当する）と長い伝送線上でのパル
スの伝送を解析しており、この考え方をバランと伝送線
路パルストランスフォーマに応用している。

【０００７】

【発明の目的】従って本発明の目的は、高周波において
使用可能で、特性の安定したチョークを提供することで
ある。

【０００８】

【発明の概要】本発明の一実施例によれば、特に１ＧＨ
ｚ以上の周波数での使用に適したチョークが提供される
。このチョークはコモンモードチョークとして、あるい
は差動モードチョークとして機能するように接続するこ
とができる。これは信号の低周波成分をほとんど妨害の
ない状態で伝送する。これはデジタルデータの伝送にお
いて多数の１をまとめるときに低周波成分を必要とする
デジタル信号に特に有用である。このチョークの重要な
アプリケーションの１つは、差動出力回路によって生成
されるデータパルスの立上がり時間と行過ぎ量（オーバ
シュート）の仕様を向上させることである。差動出力段
の設計の多くには、立下がりエッジに過度の行過ぎ量が
あり、また立上がりエッジの立上がり時間の不良が見ら
れる。本発明に従うコモンモードチョークの一実施例を
用いて、立下がり遷移の行過ぎ量の１部を立上がり遷移
に分配することによって行過ぎ量の仕様を向上させるこ
とができる。これによって、立下がり遷移の行過ぎ量が
これらの遷移の両方に分配されるため、行過ぎ量がほぼ
半減する。同様に、非常に速い立下がりエッジがそれよ
り遅い立上がりエッジに結合され、それによってこの速
い立下がり時間を犠牲にして、遅い立上がり時間を短縮
させる。

【０００９】本発明でのチョークには２種類の実施例が
ある。第１の種類では、不要なモード信号の大部分が信
号源に反射される。このチョークはコモンモード信号に
対するインピーダンスが差動モード信号に対するインピ
ーダンスと大きく異なる伝送線からなる。ビード、磁芯
、あるいはポリアイロンのフォームを用いて差動モード
とコモンモードのインピーダンスの差を増大させること
ができる。伝送線の１つの導体の中に１つ、あるいはそ
れ以上の切れ目を設けてコモンモード成分のインピーダ
ンスを増大させることができる。かかる切れ目はチョー
クの接地通路中に設けて、デジタルデータ伝送に必要な
低周波成分を伝送できるようにすると好適である。これ
らのモードのうちの１つのインピーダンスはチョークが
接続された入力および出力伝送線のインピーダンスと整
合するように選択される。チョークと伝送線の両方にお
いてインピーダンスが等しいモードが伝送され、これら
のインピーダンスが整合しないモードは部分的な信号反
射を示す。反射された信号の反射率は（Ｚ−Ｚ０　）／
（Ｚ＋Ｚ０　）に等しく、ここでＺは反射されたモード
のインピーダンスであり、Ｚ０　は伝送線の特性インピ
ーダンスである。特性インピーダンスＺ０　が５０Ωの
伝送線に対する一実施例で、２つのモードのインピーダ
ンス比が６：１まで得られた。このチョークの実施例と
して同軸伝送線、マイクロストリップ伝送線、および共
面伝送線を使用したものが得られた。残念ながら、この
ような反射された信号はこのチョークの入出力に接続さ
れた装置の動作に干渉する恐れがある。たとえば、チョ
ークが試験装置の入力ポートで用いられるとき、入力ポ
ートから反射された信号は試験中の装置の動作に干渉す
る恐れがあり、出力ポートからの反射は試験装置内部の
回路の動作に干渉する恐れがある。したがって、不要な
モードはそれを反射するのではなく、吸収するほうが有
益である。不要なモードが反射される代わりにほぼ急収
されるのが第２の種類のチョークである。

【００１０】

【実施例の説明】１対の差動モード入力信号Ｖ１　およ
びＶ２　に応答して、図２の装置の差動トランジスタ対
が出力信号Ｖ３　における行過ぎ量を伴う速い立下がり
遷移と出力信号Ｖ４　（図３Ａを参照）に行過ぎ量のな
いより遅い立上がり遷移を示す。これは、差動対の電流
が減少するとより顕著になる。出力対Ｖ３　およびＶ４
　の低周波成分は実質的に差動モードにあるが、遷移部
分にはコモンモードと差動モードの両方の成分が含まれ
る。すなわち、Ｖ３　およびＶ４　はそれぞれＶｃ　＋
Ｖｄ　およびＶｃ　−Ｖｄ　として表すことができ、こ
こでＶｃ　は図３Ｂに示すコモンモード成分、Ｖｄ　は
図３Ｃに示す差動モード成分である。コモンモード電圧
Ｖｃはおおむね、遷移の期間でほぼ正弦波状であり、他
の場所ではゼロである高周波成分が支配的である。Ｖ３
　およびＶ４　がこの高周波コモンモード成分を実質的
に除去する高周波コモンモードチョークを通過するとき
、その結果得られた出力信号は図３Ｃに示す差動モード
信号Ｖｄ　および−Ｖｄ　とほぼ等しい。これらの出力
信号ははるかに対称的であり、立上がりエッジの立上が
り時間と立下がりエッジの行過ぎ量が少ない。最大遷移
時間と行過ぎ量は図３Ａの信号対に比べて少ない。した
がって、図２に示されるような差動回路の仕様は、出力
信号Ｖ３　およびＶ４　を高周波コモンモードチョーク
を通過させることによって改善される。

【００１１】かかる回路を図４に示しており、ここで差
動出力装置４１の出力は高周波コモンモードチョーク４
２に結合されており、信号Ｖ３　およびＶ４　の高周波
コモンモード成分がほとんど除去された出力信号Ｏ１　
およびＯ２　が提供される。その結果得られた信号はピ
ーク行過ぎ量が小さく、立上がり時間が短く、また対称
性が大きい。入力信号Ｖ１が第１の入力ポート４３に加
えられ、コモンモードチョークの第２の入力ポート４４
が接地されているとき、出力ポート１６および１７上の
出力電圧Ｖ３　およびＶ４　の符号は反対であり、大き
さはＶ１　の半分に等しい。したがってこれは分割器の
機能を果たす。 第１の出力ポート４５が接地され、入力信号Ｖ１　とＶ
２　がそれぞれ入力ポート４３と４４に加えられている
とき、出力電圧Ｖ３　はＶ１　−Ｖ２　に等しい。した
がってこれは結合器の機能を果たす。

【００１２】１ＧＨｚ以上のクロックレートでのデジタ
ル伝送に有用な高周波コモンモードチョークを図１に示
す。このチョークは、１つあるいはそれ以上の中間非導
電層５４によって導電接地面５３から分離された１対の
マイクロストリップ導体５１および５２を有するマイク
ロストリップ導体伝送線からなる。マイクロストリップ
導体５１および５２は、入出力領域５６に比べ領域５５
でより小さな間隔で配置されている。領域５６ではマイ
クロストリップ導体は、接地面５３とこれらの導体の間
隔よりかなり大きい距離Ｄによって互いに離隔されてお
り、各導体は接地面から導体５１および５２までの間隔
Ｓと、これら２つの領域内のマイクロストリップ導体５
１および５２の幅Ｗによって決定される特性インピーダ
ンスＺ０　を示す。この（通常３Ｓあるいはそれより大
きなオーダーの）間隔で、領域５６内のこれら２つの伝
送線の信号間の結合をほとんど除去できる。領域５５で
は、マイクロストリップ導体５１および５２はその領域
内のマイクロストリップ導体５１および５２の幅Ｗ程度
の減少した距離Ｄによって分離され、これら２つの線の
信号の間に大きな結合が起こる。これら２つの線の間の
１対の入力信号Ｓ１　およびＳ２　のコモンモード成分
の誘導結合Ｌｃ　は差動モード成分の誘導結合Ｌｄ　よ
り大きい。以下の考察からこれが正しいことがわかる。 １９６７年にＪｏｈｎ　　Ｗｉｌｅｙ　　ａｎｄ　　Ｓ
ｏｎｓ，Ｉｎｃ．から発行されたＪｏｈｎ　　Ｄａｖｉ
ｄ　　ＪａｃｋｓｏｎによるＣｌａｓｓｉｃａｌ　　Ｅ
ｌｅｃｔｒｏ−ｄｙｎａｍｉｃｓという論文の１９８ペ
ージに示すように、ある導電素子の磁界エネルギーは次
のように表すことができる。 Σ１　Ｌｉ　Ｉｉ　２　／２＋Σ２　ＭｉｊＩｉ　Ｉｊ
　／２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（５）ここにΣ１　はｉ＝１からｎに渉る和を，Σ
２　はｉ，ｊ＝１からｎに渉る和をとることを示す。し
たがって、自己インダクタンスＬ１　と相互インダクタ
ンＭｉｊの値はこれらの誘導素子によって生成される磁
界エネルギーに比例する。差動モード信号は領域５４内
のマイクロストリップ導体５１および５２の逆並列電流
に対応するため、これらの電流はほとんどの領域におい
て消去的に加わる磁界を発生し、それによってコモンモ
ード信号の並列電流によって発生する磁界より小さい総
磁界エネルギーを発生する。これらの結果は２つの磁気
結合された誘導子の場合（すなわちｎ＝２の場合）には
特に容易に理解することができる。この場合、磁界エネ
ルギーＥＨ　に対して式（５）は次のようになる。 ＥＨ　＝Ｌ１　・Ｉ１２　　／２＋Ｌ２　・Ｉ２２　　
／２＋　　　　　　Ｍ１２・Ｉ１　Ｉ２　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（５’）コモンモード信号Ｉｃ
ｍに対して、Ｉ２　＝Ｉ１　＝Ｉｃｍである。したがっ
て、式（５’）はＥＨ　＝（Ｌ１　＋Ｌ２　＋２Ｍ１２
）Ｉｃｍ２　／２となる。差動モード信号Ｉｄｍに対し
て、Ｉ２　＝−Ｉ１　＝−Ｉｄｍである。したがって、
式（５’）はＥＨ　＝（Ｌ１　＋Ｌ２　−２Ｍ１２）Ｉ
ｄｍ２　／２となる。ある与えられたエネルギーＥＨ　
に対して、有効インダクタンスはＬｅｆｆ　≡２ＥＨ　
／Ｉ２　として定義される。したがって、コモンモード
信号の有効インダクタンスＬｃｍはＬｃｍ＝（Ｌ１　＋
Ｌ２　＋２Ｍ１２）／２であり、差動モード信号に対し
てはＬｄｍ＝（Ｌ１　＋Ｌ２　−２Ｍ１２）／２である
。伝送線のインピーダンスＺ０の２乗は伝送線の単位長
あたりの有効インピーダンスＬｅｆｆを単位長あたりの
キャパシタンスＣで割ったものに等しいため、コモンモ
ード信号を搬送する伝送線の特性インピーダンスは、差
動モード信号を搬送する伝送線の特性インピーダンスよ
り大きい。理想的には、このコモンモードチョークはほ
とんどすべての差動モード成分を伝送し、同時にできる
だけ多くのコモンモード成分を反射するものである。信
号Ｓ１　およびＳ２　の流域５６内に相互作用がほとん
どないため、これら２つの信号のコモンモード成分と差
動モード成分は同じ特性インピーダンスＺ０　を受ける
。マイクロストリップ導体５１および５２の特性インピ
ーダンスの空間的ばらつきによって入力信号の１部に反
射が発生するため、差動モード信号用マイクロストリッ
プ導体５１および５２の特性インピーダンスは、領域５
５と５６のいずれにおいてもＺ０　に等しく保たれなけ
ればならない。したがって、マイクロストリップ導体５
１および５２の幅Ｗがマイクロストリップ導体５１およ
び５２の間隔Ｄの関数として変更され、差動モード成分
に対する特性インピーダンスＺｏｄが一定に保たれる。 信号Ｓ１　およびＳ２　の単位長あたりのインダクタン
スと単位長あたりのキャパシタンスはすべてマイクロス
トリップ導体の幅Ｗとその間隔Ｄの関数である。したが
って、ＷとＤの空間的変化を選択するにあたって、単位
長あたりのインダクタンスと単位長あたりのキャパシタ
ンスの両方に対するＷとＤの影響を考慮する必要がある
。これらの影響は簡単に数値的に計算でき、空間的に変
化しないＺｏｄの値を得ることができる。マイクロスト
リップ導体５１と５２の間の単位長あたりのキャパシタ
ンスはコモンモードと差動モードの両方に対して同じで
あり、また領域５５内の単位長あたりのインダクタンス
は差動モード信号よりコモンモード信号に対して大きい
ため、この領域内ではコモンモード信号の特性インピー
ダンスＺＯＣは差動モード信号の特性インピーダンスよ
り大きい。この結果コモンモード成分の（ＺＯＣ−ＺＯ
　）／（ＺＯＣ＋ＺＯ　）の反射が起こり、差動モード
信号の大きな反射は起こらない。

【００１３】できるだけ多くのコモンモード信号を反射
することが有益であるため、比率（ＺＯＣ−ＺＯ　）／
（ＺＯＣ＋ＺＯ　）はできるだけ大きくなければならな
い。これは領域５５内に強磁性要素を設けてコモンモー
ド成分の誘導結合を増大させることによって向上させる
ことができる。たとえば、マイクロストリップ導体５１
と５２を取り囲みこれらのマイクロストリップ導体から
電気的に絶縁されたフェライトリングを用いると領域５
５内のＺＯＣが増大し、一方この領域内のＺｃｄは変わ
らない、あるいは領域５６内のＺＯＣとＺｏｄが重大な
影響を受けることはない。Ｚｏｄが影響を受けないのは
、リング５８の正味電流は差動モード信号に対してはゼ
ロであり、そのためリング５８内の磁束の循環には正味
変化が起こらないためである。しかし、リング５８を通
過する正味電流はコモンモード成分に対しては非ゼロで
あり、したがってこのモードについてはインダクタンス
が増大し、それによって領域５５内のＺＯＣがさらに増
大する。

【００１４】図６および図７Ａ及至図７Ｃはそれぞれ共
面伝送線技術と同軸伝送線技術におけるコモンモードチ
ョークの同等な実施例を示す。３つの実施例のすべてに
おいて、同一参照番号が対応する要素に対して用いられ
、３つの実施例の同等性を示す。図６において、接地導
体５３は信号導体５１および５２と共面をなす導電シー
トである。図７Ａ及至図７Ｃにおいて、導体５１および
５２は１対の同軸伝送線の中心導体であり、導体５３は
これら２つの同軸伝送線の外側導体である。図７Ｂに示
すように、領域５６において導体５３は接触点で接着さ
れた１対の円筒状の導体からなる。図７Ｃに示すように
、領域５５においてこれらの２つの、１点で接した円筒
状のシェルがその接触点で開いて、中央導体５１と５２
の両方を収納する単一のチェンバー（小部屋）を形成し
、それによってこれら２つの中央導体間の領域５５内で
の間隔Ｄを流域５６内での間隔Ｄと比べて小さくするこ
とが可能になる。図１の実施例にあるように、領域５５
内で導体５１および５２を取り囲む強磁性リング５８を
設けて領域５５内のコモンモード成分の特性インピーン
スＺＯＣをさらに増大させることができる。

【００１５】残念ながら、上記の３つの実施例のすべて
において、領域５５でＺＯ　をかなり上回るインピーダ
ンスＺＯＣを得ることは困難である。このような場合、
反射されるコモンモード信号の部分は小さい。伝送線の
特性インピーダンスの１つの不連続が小さいときに性能
を向上させるためには、多数の不連続を所定の間隔で用
いることができる。これらの多数の不連続はコモンモー
ド信号の干渉フィルターを形成する。フィルターを滬波
量とフィルターが動作する周波数帯域は、不連続の間隔
と大きさによって調整することができる。この構造は図
１５に示されており、また次に図１１に関連してさらに
論じる。

【００１６】次の２種類の実施例はある与えられた不連
続からの反射信号の量を増大させるのに用いることがで
きる。共面導体伝送線実施例用の図８Ａおよび図８Ｂに
示す分割接地型の実施例では、１つあるいはそれ以上の
切れ目８１が接地導体５３に設けられる。図８Ａに示す
ように、差動モード信号に対してはマイクロストリップ
導体５１および５２内の電流および接地導体部分５３内
の関連するミラー電流のための完全な電流通路がある。 すなわち、接地導体において接続点８２および８３の両
方に接地面導体５３内の差動モード電流の部分に対する
入力通路と出力通路の両方がある。図８Ｂの接続点８２
および８３で、コモンモード電流はキルヒホッフの電流
法則に反することがわかる。したがって、コモンモード
電流は接地導体５３によって搬送され得ない。これによ
ってコモンコードミラー電流は必然的にマイクロストリ
ップ導体５１および５２から離れた接地通路によって搬
送されることになる。これによって、領域５６内に他の
すべての導体から離れた単線に対して３００オーム程度
の特性インピーダンスＺｏｃが発生する。導体５１及至
５３の幅Ｗと間隔Ｄは差動モードインピーダンスＺｏｄ
がほぼ一定（好適には５０オーム）になるように空間的
に変更される。領域５５と領域５６の相対的な長さは自
由に選択することができる。特に、領域５５は任意に短
くすることができ、領域の長さを選択してコモンモード
インピーダンスＺｏｃの種々の不連続からの反射信号間
の干渉を制御することができる。図９と図１０はマイク
ロストリップ伝送線と同軸伝送線の実施例用の類似の分
割接地の実施例を示す。

【００１７】反射信号の量は多数の領域５５を設けるこ
とによって増大することができる。この設計を図１１の
マイクロストリップ伝送線について示すが、他のタイプ
の伝送線の実施例にも適用可能であることは明らかであ
る。高周波コモンモードチョークの長さはかかる周波数
の波長に相当するか、あるいはそれより長いことがあり
うるため、干渉効果が顕著になる場合がある。図１１の
実施例において、入力ポート１１０２と出力ポート１１
０３は一般に５０オームの特性インピーダンスを有する
。長さＬ１　およびＬ２　は、図３の点Ａと点Ｂの間の
正弦状の信号の基本的な正弦成分の周波数といった、あ
る選択された周波数ｆＯ　における信号徐去量を最大化
するように選択することができる。ｎ個の設計周波数ｆ
１　、…、ｆｎ　においてピークコモンモード除去を有
する他の実施例も可能である。これはチョークの各部分
の長さ、導体の幅および導体の間隔を変えることによっ
て達成することができる。

【００１８】チョークの入力ポートおよび出力ポートか
ら反射された信号がこれらのポートに結合された装置の
動作に干渉するアプリケーションがある。上記のいずれ
かの実施例の入力ポートおよび出力ポートに結合された
入力負荷および出力負荷が正確に５０オームでない場合
、多数の反射が起こる可能性がある。これらの負荷の１
つが試験中の装置の一部であることが多いため、この負
荷の値は上記の実施例の製造者によっては制御されない
。したがってこのような負荷は５０オームでないことが
多い。このようなアプリケーションでは、コモンモード
信号を反射する代わりにそれを吸収することが有益であ
る。図１２は入力信号のコモンモード成分が吸収される
チョークのマイクロストリップ伝送線での実施例を示す
。この実施例は接地面に矩形の穴１２０１を追加する点
で図１の実施例と異なる。この穴の中には、１つあるい
はそれ以上の導電アイランド１２０２があり、それぞれ
のアイランドは領域５５内でマイクロストリップ５１お
よび５２の下方で横方向にセンタリングされ、基板によ
ってこれらのマイクロストリップから絶縁されている。 導電アイランド１２０２はそれぞれ１対の抵抗器１２０
３によって接地面５３に接続されている。抵抗器１２０
３は損失特性を得るように任意に調整することができる
。差動モード信号に対しては、各アイランドは地電位に
とどまり、したがってこれらの抵抗器を介して電力が散
逸することはない。しかし、コモンモード信号に対して
は、各アイランドの電位は地電位と異なり、それによっ
てアイランドから接地面への電流の散逸流を発生する。 複数のアイランドがあるとき、隣接するアイランド間の
隙間は、領域５５内の特性インピーダンスＺｏｃおよび
Ｚｏｄに大きな不連続を生じないように小さくしなけれ
ばならない。各アイランドは望ましくない共振を防止す
るために、最高動作周波数の半波長より十分短くなけれ
ばならない。

【００１９】このコモンモード吸収型チョークの伝送線
の実施例は図７Ａのものとほぼ同様である。ただし、領
域５５において断面は図７Ｃに示すようなものではなく
図１３のようになっている。図１３では、領域５５内で
このチョークは導電性円筒１２０２と抵抗性スペーサ１
２０３に取り囲まれた非導電スペーサ１２０１を含む。 図１２の実施例のように、コモンモード信号が中央導体
５１および５２を通過するとき、リング１２０２の電位
は接地と異なり、それによって抵抗器１２０３を介して
外側導体５３への散逸電流が発生する。

【００２０】図１４は共面伝送線とともに用いる吸収型
コモンモードチョークを示す。１対の抵抗性ストリップ
１２０３が各導体５３、５３Ａおよび５３Ｂに接続され
ており、コモンモード信号が、これらの抵抗性ストリッ
プ内にコモンモード信号を減衰する電流を発生するよう
になっている。絶縁層１４０１はこれらの抵抗性ストリ
ップが導電線５１および５２と導通するのを防止する。

【００２１】図１６は共面伝送線とともに用いる吸収型
コモンモードチョークの別の実施例を示す。図１２のチ
ョークと同様に、抵抗性要素１２０３がコモンモード成
分を散逸するために含まれている。絶縁層１４０１は抵
抗性要素１２０３が導体５１および５２と導通するのを
防止する。これらの抵抗性要素はそれぞれ導体５３、５
３Ａおよび５３Ｂと導通する。導体１２０２は図１２の
アイランド１２０２の機能を提供する。

【００２２】すべての実施例において導体５１と５２の
間隔Ｓは中間領域５５よりも入出力領域５６において大
きいが、図１、図６、および図７Ａ及至図７Ｃの実施例
では逆も起こりうることに注意しなければならない。こ
のような場合、強磁性要素は依然として間隔Ｓが小さい
ほうの領域に位置する。このような場合、かかる領域と
は領域領域５６である。これらの別の実施例は入出力領
域５６内の特性インピーダンスＺｏｄがこのチョークが
結合される伝送線の特性インピーダンスＺｏｄと整合す
るように設計される。これらのコモンモードチョークは
また差動モードチョークとして動作するように接続する
こともできる。たとえば、図１のコモンモードチョーク
では、１対のポート５７および５８はそれぞれ入力信号
Ｓ１　およびＳ２　の入力ポートである。１対のポート
５９および５１０はこのコモンモードチョークの出力ポ
ートとして機能する。しかし、ポート５７およびポート
５１０が入力ポートとして、またポート５８およびポー
ト５９が出力ポートとして用いられる場合、この装置は
差動モードチョークとして機能する。これは図６及至図
１５の実施例にも当てはまる。信号が反対方向に向かう
ため、ある与えられた大きさのある与えられた実施例は
選択された周波数についてのみ適正に機能する。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の実施例に
より、ＧＨｚ帯の高周波におけるチョークが安定に実現
できる。特に低周波成分を損うことなく、簡単な構成で
コモンモード（共通モード）の徐去をおこなうチョーク
ガ実現される。従って高周波差動デジタル信号伝送の波
形整形に役立つ。また、本発明の実施により、特性イン
ピーダンスの不連続による反射を利用したコモンモード
の徐去のみならず、その反射波の吸収をおこなう構成も
与えられる。そして、チョークの入出力インピーダンス
は接続される外部回路の特性インピーダンスと整合され
る。以上の特性から、本発明を実施した装置は、計測装
置の入出力に用いたとき特に効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】１ＧＨｚ以上の周波数成分を含む帯域で使用可
能な本発明の一実施例のコモンモードチョークのマイク
ロストリップ伝送線における構成図である。

【図２】従来技術の典型的な差動出力装置の概略回路図
である。

【図３Ａ】差動モード信号対の２つの遷移のうちの高速
遷移におけるオーバーシュート（行き過ぎ）を説明する
ための図である。

【図３Ｂ】図３Ａの信号対のコモンモード成分を示す図
である。

【図３Ｃ】図３Ａの信号対の差動モード成分を示す図で
ある。

【図４】改良された出力２信号間の対称性と、遷移時間
を与える差動出力装置のブロック図である。

【図５】従来技術の低周波コモンモードチョークの概略
回路図である。

【図６】図１のコモンモードチョークと同等な特性を与
えるコモンモードチョークの共面伝送線における構成図
である。

【図７Ａ】図１のコモンモードチョークと同等の特性を
与えるコモンモードチョークの同軸伝送線における構成
を説明するための図である。

【図７Ｂ】図７Ａのコモンモードチョークの７Ｂ−７Ｂ
断面図である。

【図７Ｃ】図７Ａのコモンモードチョークの７Ｃ−７Ｃ
断面図である。

【図８Ａ】分割接地形コモンモードチョークの共面伝送
線における実施例ででの接地導体電流の差動モード成分
を説明するための図である。

【図８Ｂ】図８Ａのコモンモードチョークでの接地導体
電流のコモンモード成分を説明するための図である。

【図９】分割接地形コモンモードチョークのマイクロス
トリップ伝送線における構成を説明するための図である
。

【図１０】分割接地形コモンモードチョークの同軸伝送
線における構成を説明するための図である。

【図１１】コモンモード信号の反射率を改善するため複
数の反射領域を設けた反射形コモンモードチョークを説
明するための図である。

【図１２】吸収形コモンモードチョークのマイクロスト
リップ伝送線における構成を説明するための図である。

【図１３】吸収形コモンモードチョークの同軸伝送線に
おける構成を説明するための図である。

【図１４】吸収形コモンモードチョークの共面伝送線に
おける構成を説明するための図である。

【図１５】入力コモンモード信号の反射率を高めるため
複数の反射領域を設けた反射形コモンモードチョークの
構成図である。

【図１６】吸収形コモンモードチョークの共面伝送線に
おける別の実施例を説明するための図である。

【符号の説明】

５１，５２：マイクロストリップ導体 ５３：導電接地面 ５４：非導電層 ５８：リング（磁性体） １２０１：矩形穴 １２０２：導電アイランド １２０３：抵抗器 １４０１：絶縁層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後記（イ）乃至（ハ）より成り（ニ）の特
   徴を有するチョーク。 （イ）接地導体。 （ロ）第１の入力ポートと第１の出力ポートを有する伝
   送線を形成すべく前記接地導体に隣接する幅Ｗの第１の
   信号導体。 （ハ）第２の入力ポートと第２の出力ポートを有する伝
   送線を形成すべく前記第１の信号導体から距離Ｄを隔て
   て前記接地導体に隣接する幅Ｗの第２の信号導体。 （ニ）前記各信号導体の幅Ｗと該両信号導体間距離Ｄは
   該信号導体対上の差動モード信号に対しては特性インピ
   ーダンスＺｏｄを、コモンモード信号に対しては特性イ
   ンピーダンスＺｏｃを与えるように選択され、これら両
   特性インピーダンスは前記信号導体対の第１の領域にお
   いて互いに異り、かつ前記特性インピーダンスの一方は
   前記信号導体の前記入力ポート及び前記出力ポートに接
   続される伝送線路の特性インピーダンスに整合する。
2. 【請求項２】前記Ｚｏｄは前記チョーク内で実質的に一
   定で、前記Ｚｏｃを前記チョークの入力ポートと出力ポ
   ートでＺｏｄに等しくしたことを特徴とした請求項１記
   載のチョーク。
3. 【請求項３】前記Ｚｏｃは前記チョーク内で実質的に一
   定で、前記Ｚｏｄを前記チョークの入力ポートと出力ポ
   ートでＺｏｃに等しくしたことを特徴とした請求項１記
   載のチョーク。
4. 【請求項４】後記（イ）乃至（ニ）より成るチョーク。 （イ）接地導体。 （ロ）第１の入力ポートと第１の出力ポートを有する伝
   送線を形成すべく前記接地導体に隣接する第１の信号導
   体。 （ハ）第２の入力ポートと第２の出力ポートを有する伝
   送線を形成すべく前記接地導体に隣接する第２の信号導
   体。 （ニ）前記第１、第２の信号導体間のコモンモード信号
   を吸収するための手段。
5. 【請求項５】差動出力装置と該差動出力装置の出力ポー
   トに接続されたコモンモードチョークとから成る２入力
   ２出力装置。