ノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法
【課題】高速な差動信号と低速なシングルエンド信号が同一ライン上に混在するような伝送規格において、差動信号及びシングルエンド信号を、その波形品質に影響を与えることなく通すことができるノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法を提供する。
【解決手段】ノイズフィルタ部品１−１はコモンモードチョークコイル部２とコイル３とコイル４と外部電極６−１〜６−４とを備える。コモンモードチョークコイル部２は、高周波帯の差動信号を通す部分であり、コイル２１，２２を有する。外部電極６−１，６−２はコイル２１の両端部に接続され、外部電極６−３，６−４はコイル２２の両端部に接続されている。コイル３，４は、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通すためのコイルであり、コイル２１，２２に並列に接続されている。
【解決手段】ノイズフィルタ部品１−１はコモンモードチョークコイル部２とコイル３とコイル４と外部電極６−１〜６−４とを備える。コモンモードチョークコイル部２は、高周波帯の差動信号を通す部分であり、コイル２１，２２を有する。外部電極６−１，６−２はコイル２１の両端部に接続され、外部電極６−３，６−４はコイル２２の両端部に接続されている。コイル３，４は、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通すためのコイルであり、コイル２１，２２に並列に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高速差動伝送路上のノイズ対策を図ったノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば特許文献１に開示のノイズ対策部品がある。
この技術は、ＵＳＢ規格等の高速な差動伝送路に対応した１チップのノイズ対策部品を形成して、部品の小型化を図ったものであり、図１８に示すように、１つのコモンモードチョークコイル部２１０と２本のライン部２２１，２２２を磁性体部２３０で包容し、８つの外部電極２３１，２３２〜２３７，２３８を取り付けている。
具体的には、コモンモードチョークコイル部２１０をコイル２１１，２１２で構成し、ライン部２２１，２２２を１対の直状ラインで構成することにより、コモンモードチョークコイル部２１０を通じて、差動信号を通し、コモンモードノイズを抑制すると共に、ライン部２２１，２２２を用いて、電源やグランドと接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０２８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記技術では、コモンモードチョークコイル部２１０をデータ信号ラインに接続して、差動信号を通す構成であるので、差動信号以外の信号をデータ信号ラインで伝送する場合には、不都合が生じる。つまり、高速な差動信号と低速なシングルエンド信号とが混在するようなデータ信号を差動伝送路に伝送すると、コモンモードチョークコイル部２１０の磁気結合によってシングルエンド信号にスパイク電圧が発生し、シングルエンド信号の波形品質が劣化してしまうおそれがある。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、高速な差動信号と低速なシングルエンド信号が同一ライン上に混在するような伝送規格において、差動信号及びシングルエンド信号を、その波形品質に影響を与えることなく通すことができるノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るノイズフィルタ部品は、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルと、この第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、コモンモードチョークコイル部の第１のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、第２のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルとを備える構成とした。
かかる構成により、第１及び第２の外部電極を差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、第３及び第４の外部電極を差動伝送路の第２の線路に接続することで、ノイズフィルタ部品を差動伝送路に実装することができる。かかる状態で、高周波帯の高速な差動信号を差動伝送路上に伝送すると、第１及び第３の外部電極からノイズフィルタ部品に入力した差動信号は、コモンモードチョークコイル部を通り、第２及び第４の外部電極から差動伝送路に出力される。また、コモンモードノイズ等のコモンモードノイズが、第１及び第３の外部電極からコモンモードチョークコイル部に入力しようとすると、コモンモードチョークコイル部によって抑制される。また、低周波帯の低速なシングルエンド信号を差動伝送路上に伝送すると、第１及び第３の外部電極からノイズフィルタ部品に入力したシングルエンド信号は、コモンモードチョークコイル部の第１及び第２のコイルに並列に接続された第３及び第４のコイルを通って、第２及び第４の外部電極から差動伝送路に出力される。
したがって、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上では、差動信号がコモンモードチョークコイル部を通り、シングルエンド信号は第２及び第４のコイルを通って、差動伝送路に出力されることとなる。
【０００７】
請求項２の発明に係るノイズフィルタ部品は、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルとこの第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、一方端が絶縁体に設けた第５の外部電極に接続され、他方端が第１のコイルの他方端に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、一方端が絶縁体に設けた第６の外部電極に接続され、他方端が第２のコイルの他方端に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルとを備える構成とした。
かかる構成により、第１及び第２の外部電極を差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、第３及び第４の外部電極を第２の線路に接続することで、コモンモードチョークコイル部の第１及び第２のコイルと差動伝送路の第１及び第２の線路とが接続された状態になる。そして、第１の分岐線路を第１の線路から分岐させると共に、第５の外部電極を当該第１の分岐線路に接続し、第２の分岐線路を第２の線路から分岐させると共に、第６の外部電極を当該第２の分岐線路に接続することで、絶縁体内部の第３のコイルとコモンモードチョークコイル部の第１のコイルとが並列接続状態になり、第４のコイルとコモンモードチョークコイル部の第２のコイルとが並列接続状態になる。
これにより、高周波帯の差動信号が、第１及び第３の外部電極とコモンモードチョークコイル部と第２及び第４の外部電極とを通過し、低周波帯のシングルエンド信号が第１及び第２の分岐線路と第５及び第６の外部電極と第３及び第４のコイルと第２及び第４の外部電極とを通過する。したがって、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上では、差動信号がコモンモードチョークコイル部を通り、シングルエンド信号は第３及び第４のコイルを通って、差動伝送路に出力される。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のノイズフィルタ部品において、第５の外部電極を、絶縁体の前面又は側面に配設すると共に、第６の外部電極を、絶縁体の前面又は側面と対向する側面に配設した構成とする。
【０００９】
請求項４の発明に係るノイズフィルタ構造は、請求項２又は請求項３のに記載のノイズフィルタ部品における第１及び第２の外部電極を、差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、第１の分岐線路を、第１の線路から分岐させると共に、第５の外部電極を、当該第１の分岐線路に接続し、第２の分岐線路を、第２の線路から分岐させると共に、第６の外部電極を、当該第２の分岐線路に接続した構成とする。
かかる構成により、高周波帯の差動信号が、第１及び第３の外部電極とコモンモードチョークコイル部と第２及び第４の外部電極とを通過し、低周波帯のシングルエンド信号が第１及び第２の分岐線路と第５及び第６の外部電極と第３及び第４のコイルと第２及び第４の外部電極とを通過する。したがって、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上では、差動信号がコモンモードチョークコイル部を通り、シングルエンド信号は第３及び第４のコイルを通って、差動伝送路に出力される。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載のノイズフィルタ構造において、第１のコンデンサを、第１の外部電極の接続点と第１の分岐線路の分岐点との間の第１の線路上に設け、第２のコンデンサを、第３の外部電極の接続点と第２の分岐線路の分岐点との間の第２の線路上に設けた構成とする。
かかる構成により、低周波帯のシングルエンド信号が、第１及び第２の線路上の第１及び第２のコンデンサによって抑制されるので、このシングルエンド信号は、コモンモードチョークコイル部に入力することなく、第１及び第２の分岐線路と第５及び第６の外部電極を通じて、第３及び第４のコイルに入力し、第２及び第４の外部電極から差動伝送路に出力される。したがって、この発明のノイズフィルタ構造を用いることにより、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とを確実に切り分けることができる。
【００１１】
請求項６の発明に係るノイズフィルタ部品の使用方法は、第１の分岐線路を、差動伝送路の第１の線路から分岐させると共に、第２の分岐線路を、第２の線路から分岐させ、請求項２又は請求項３に記載のノイズフィルタ部品における上記第１及び第２の外部電極を、上記第１の線路に接続すると共に、上記第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、且つ、上記第５の外部電極を、上記第１の分岐線路に接続すると共に、上記第６の外部電極を、上記第２の分岐線路に接続することにより、差動伝送路上の差動信号を上記コモンモードチョークコイル部に通し、シングルエンド信号を、上記第１及び第２の分岐線路を通じて、上記第３及び第４のコイルに通す構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳しく説明したように、この発明のノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法によれば、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上において、差動信号をコモンモードチョークコイル部で通過させ、シングルエンド信号を第３及び第４のコイルで通過させるので、ノイズ抑制効果を損なうことなく、差動信号及びシングルエンド信号の波形品質に影響を与えることなく、通過させることができるという優れた効果がある。
特に、請求項５の発明によれば、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とを確実に切り分けることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図である。
【図２】図１のノイズフィルタ部品の外観図である。
【図３】図２のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
【図４】ノイズフィルタ部品の作用及び効果を説明するためのノイズフィルタ部品実装図である。
【図５】この発明の第２実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図である。
【図６】図５のノイズフィルタ部品の外観図である。
【図７】図５のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
【図８】このノイズフィルタ部品の使用例を示すノイズフィルタ構造の電気的構成図である。
【図９】シミュレーションに用いた評価回路図である。
【図１０】ディファレンシャルモード時における透過特性を示す線図である。
【図１１】コモンモード時における反射特性を示す線図である。
【図１２】通過前のシングルエンド信号の波形図である。
【図１３】コモンモードチョークコイル単体を通過したシングルエンド信号の波形図である。
【図１４】ノイズフィルタ回路を通過したシングルエンド信号の波形図である。
【図１５】この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図である。
【図１６】図１５のノイズフィルタ部品の外観図である。
【図１７】この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ構造を電気的構造図である。
【図１８】従来技術を示す電気的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、この発明の第１実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図であり、図２は、図１のノイズフィルタ部品の外観図であり、図３は、図２のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、この実施例のノイズフィルタ部品１−１は、コモンモードチョークコイル部２と、第３のコイルとしてのコイル３と、第４のコイルとしてのコイル４と、第１ないし第４の外部電極としての外部電極６−１〜６−４とを備えている。
【００１７】
コモンモードチョークコイル部２は、高周波帯の高速な差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制する部分であり、絶縁体５に内包された状態で並設された第１のコイルとしてのコイル２１と第２のコイルとしてのコイル２２とを有している。
具体的には、図３に示すように、コイル２１の他方端としての引き出し端部２１ｂを、絶縁体５を構成する最下位の絶縁層５１上に形成して、絶縁層５１の後縁まで引き出し、絶縁層５２を、引き出し端部２１ｂ上に積層した。そして、コイル２１を、絶縁層５２上に形成し、一方端としての引き出し端部２１ａを絶縁層５２の前縁迄引き出した。また、コイル２１の内端２１ｃと引き出し端部２１ｂとを、絶縁層５２に形成したビアホール５２ａを通じて接続し、絶縁層５３を、コイル２１上に積層した。
しかる後、コイル２２を、絶縁層５３上に形成すると共に、一方端としての引き出し端部２２ａを絶縁層５３の前縁迄引き出した。そして、絶縁層５４を、コイル２２上に積層した。しかる後、コイル２２の他方端としての引き出し端部２２ｂを絶縁層５４上に形成して、絶縁層５４の後縁まで引き出すと共に、コイル２２の内端２２ｃと引き出し端部２２ｂとを、絶縁層５４に形成したビアホール５４ａを通じて接続した。そして、最上位の絶縁層５５を、引き出し端部２２ｂ上に積層することで、コモンモードチョークコイル部２を絶縁体５の内部に形成した。
【００１８】
外部電極６−１〜６−４は、このようなコモンモードチョークコイル部２を内包した絶縁体５の側面に設けられている。
具体的には、図２に示すように、外部電極６−１を絶縁体５の前面５ａの左側に、外部電極６−２を前面５ａと対向する後面５ｂの左側に、外部電極６−３を前面５ａの右側に、外部電極６−４を後面５ｂの右側にそれぞれ設けている。
そして、図３に示すように、外部電極６−１をコイル２１の引き出し端部２１ａに接続し、外部電極６−２を引き出し端部２１ｂに接続している。また、外部電極６−３をコイル２２の引き出し端部２２ａに接続し、外部電極６−４を引き出し端部２２ｂに接続している。
【００１９】
コイル３，４は、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通すためのコイルであり、図１に示すように、コモンモードチョークコイル部２のコイル２１，２２にそれぞれ並列に接続された状態で絶縁体５に内包されている。
具体的には、図３に示すように、コイル３を、絶縁層５２上に形成し、その引き出し端部３１をコイル２１の引き出し端部２１ａに接続した。また、コイル３の引き出し端部３２は、絶縁層５１上に形成し、コイル２１の引き出し端部２１ｂに接続した。そして、コイル３の引き出し端部３１と引き出し端部３２とを、絶縁層５２のビアホール５２ｂを通じて接続した。つまり、コイル３をコイル２１に並列に接続した。
一方、コイル４は、絶縁層５３上に形成し、その引き出し端部４１をコイル２２の引き出し端部２２ａに接続した。また、コイル４の引き出し端部４２は、絶縁層５４上に形成し、コイル２２の引き出し端部２２ｂに接続した。そして、コイル４の引き出し端部４１と引き出し端部４２とを、絶縁層５４のビアホール５４ｂを通じて接続した。つまり、コイル４をコイル２２に並列に接続した。
【００２０】
次に、この実施例のノイズフィルタ部品が示す作用及び効果について説明する。
図４は、この実施例のノイズフィルタ部品１−１の作用及び効果を説明するためのノイズフィルタ部品実装図である。
図４に示すように、ノイズフィルタ部品１−１の外部電極６−１及び外部電極６−２をこの差動伝送路１００の第１の線路としての線路１０１に接続すると共に、外部電極６−３及び外部電極６−４を第２の線路としての線路１０２に接続することで、ノイズフィルタ部品１−１を差動伝送路１００に実装することができる。
かかる状態で、高周波帯の高速な差動信号Ｓ＋，Ｓ−と低周波帯の低速なシングルエンド信号Ｓ，Ｓとを混在させて、差動伝送路１００の線路１０１，１０２上に伝送すると、高周波帯の差動信号Ｓ＋，Ｓ−は、外部電極６−１，６−３からノイズフィルタ部品に流入し、コモンモードチョークコイル部２を通って、外部電極６−２，６−４から差動伝送路１００の線路１０１，１０２に流出する。
一方、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、外部電極６−１，６−３からノイズフィルタ部品１−１に流入すると、低周波のシングルエンド信号Ｓ，Ｓに対して、コイル３，４のインピーダンスの方がコモンモードチョークコイル部２のインピーダンスよりも低くなるため、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、低インピーダンスのコイル３，４を通る。このとき、コイル３，４は互いに遠く離れ、コイル３，４間に磁気結合が生じないので、シングルエンド信号Ｓ，Ｓにスパイク電圧が生じることはない。したがって、波形品質を維持したシングルエンド信号Ｓ，Ｓが、コイル３，４を通って、外部電極６−２，６−４から差動伝送路１００の線路１０１，１０２に流出することとなる。つまり、コイル３，４がローパスフィルタとして機能する。
すなわち、高周波帯の差動信号Ｓ＋，Ｓ−と低周波帯のシングルエンド信号Ｓ，Ｓとが混在する差動伝送路１００上において、差動信号Ｓ+，Ｓ-がコモンモードチョークコイル部２を通り、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、波形品質に影響を与えないコイル３，４を通ることとなる。
なお、差動伝送路１００に図示しない高周波のコモンモードノイズが生じると、このノイズは、外部電極６−１，６−３を通じてコモンモードチョークコイル部２に入力し、コモンモードチョークコイル部２によって減衰される。
【００２１】
この実施例のノイズフィルタ部品１−１は、絶縁体５に内包された４つのコイル２１，２２，３，４のうちの内側２本のコイル２１，２２をコモンモードチョークコイル部２に使用し、２本のコイル３，４をコモンモードチョークコイル部２の外側に配した構成であるので、図１８に示した従来のノイズ対策部品と同じサイズに納めることができる。また、従来のノイズ対策部品が外部電極数が８つであるのに対して、この実施例の外部電極数が４つであるので、その分ノイズフィルタ部品１−１の実装工程数の削減と実装不良の低減化とを図ることができる。
【実施例２】
【００２２】
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図５は、この発明の第２実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図であり、図６は、図５のノイズフィルタ部品の外観図であり、図７は、図５のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
図５に示すように、この実施例のノイズフィルタ部品１−２は、コイル３，４の接続構造が、上記第１実施例と異なる。
すなわち、コイル３のその一方端が、外部電極６−１に接続せず、第５の外部電極としての外部電極６−５に接続されている。そして、コイル４の一方端も、第６の外部電極としての外部電極６−６に接続されている。
【００２３】
具体的には、図６に示すように、外部電極６−５を、絶縁体５の前面５ａの最左側に配設すると共に、外部電極６−６を、前面５ａの最右側に配設した。
そして、図７に示すように、コイル３の引き出し端部３１を、コイル２１の引き出し端部２１ａから切り離して、外部電極６−５に接続した。また、コイル４の引き出し端部４１も、コイル２２の引き出し端部２２ａから切り離して、外部電極６−６に接続した。
【００２４】
次に、この実施例のノイズフィルタ部品１−２の使用例について説明する。
なお、この使用例は、この発明のノイズフィルタ構造の具体的な一例を示すと共に、この発明のノイズフィルタ部品の使用方法を具体的に実行するものでもある。
図８は、このノイズフィルタ部品１−２の使用例を示すノイズフィルタ構造の電気的構成図である。
図８に示すように、この構造においては、第１の分岐線路としての分岐線路１１を、線路１０１から分岐させると共に、第２の分岐線路としての分岐線路１２を、線路１０２から分岐させておく。
そして、外部電極６−１，６−２を差動伝送路１００の線路１０１に接続すると共に、外部電極６−３，６−４を線路１０２に接続することで、ノイズ対策部品１−２のコモンモードチョークコイル部２が線路１０１，１０２に接続した状態になる。
さらに、外部電極６−５を分岐線路１１に接続し、外部電極６−６を分岐線路１２に接続すると、絶縁体５内部のコイル３とコモンモードチョークコイル部２のコイル２１とが並列接続状態になり、コイル４とコモンモードチョークコイル部２のコイル２２とが並列接続状態になる。
これにより、高周波帯の差動信号が、外部電極６−１，６−３とコモンモードチョークコイル部２と外部電極６−２，６−４とを通過し、低周波帯のシングルエンド信号が分岐線路１１，１２と外部電極６−５，６−６とコイル３，４と外部電極６−２，６−４とを通過する。
したがって、高周波帯の差動信号と低周波帯のシングルエンド信号とが混在する差動伝送路１００上では、差動信号がノイズフィルタ部品１−２のコモンモードチョークコイル部２を通り、シングルエンド信号は分岐線路１１，１２を通じてコイル３，４を通り、差動伝送路１００に出力される。この結果、波形品質が保持されたシングルエンド信号がノイズフィルタ部品１−２から出力される。
【００２５】
発明者はかかる効果を確認すべく、次のようなシミュレーションを行った。
図９は、シミュレーションに用いた評価回路図である。
図９に示すように、この評価回路では、１つのコモンモードチョークコイル２′と２つのコイル素子３′，４′とを並列に接続して、ノイズフィルタ回路１′を構成し、このノイズフィルタ回路１′を差動伝送路１００の線路１０１，１０２に組み付けることで、図８のノイズフィルタ構造と実質的に同一な構造にした。
また、差動信号及びシングルエンド信号生成用のパルスジェネレータ１２１，１２２を差動伝送路１００の送信側に接続し、レシーバＩＣ１１０を受信側に接続した。
【００２６】
このような評価回路において、まず、レシーバＩＣ１１０の内部の終端条件を５０Ωに設定して、高速１Ｇｂｐｓの差動信号Ｓ＋，Ｓ−をパルスジェネレータ１２１，１２２から差動伝送路１００の線路１０１，１０２に出力した。
【００２７】
このとき、コモンモードチョークコイル２′のみの場合とコモンモードチョークコイル２′及びコイル素子３′，４′で構成されたノイズフィルタ回路１′との場合に分けて、ディファレンシャルモード時における透過特性Ｓdd21（ｄＢ）とコモンモード時における反射特性Ｓcc11（ｄＢ）とを調べた。
図１０は、ディファレンシャルモード時における透過特性Ｓdd21を示す線図であり、図１１は、コモンモード時における反射特性Ｓcc11を示す線図である。
まず、図９において、コイル素子３′，４′を取り除き、コモンモードチョークコイル２′のみを組み込んだ回路において、Ｓパラメータを算出したところ、図１０の曲線Ｓ１で示す結果を得た。
次に、図９に示すように、コイル素子３′，４′をコモンモードチョークコイル２′に並列に接続したノイズフィルタ回路１′において、Ｓパラメータを算出したところ、図１０の曲線Ｓ２で示す結果を得た。
これらの結果から、コモンモードチョークコイル２′単体及びノイズフィルタ回路１′の双方において、低周波から高周波の差動信号Ｓ＋，Ｓ−を通す。つまり、双方とも、約１Ｇｂｐｓという高速の差動信号Ｓ＋，Ｓ−を減衰させることなく、通過させることができることが確認された。
また、コモンモードチョークコイル２′のみを組み込んだ回路において、Ｓパラメータを算出したところ、図１１の曲線Ｓ１で示す結果を得た。
次に、コイル素子３′，４′をコモンモードチョークコイル２′に組み付けたノイズフィルタ回路１′において、Ｓパラメータを算出したところ、図１１の曲線Ｓ２で示す結果を得た。
これらの結果から、コモンモードチョークコイル２′単体の場合は、曲線Ｓ１で示すように、低周波から高周波の広い帯域でシングルエンド信号Ｓ，Ｓが反射されているが、ノイズフィルタ回路１′に場合には、曲線Ｓ２で示すように、低周波帯のシングルエンド信号Ｓ，Ｓを、曲線Ｓ１に比べて、ほとんど反射せずに、透過させることが確認された。
すなわち、ノイズフィルタ回路１′の場合には、約８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚという高周波のコモンモードノイズに対しては十分な減衰効果を発揮し、約４０Ｍｂｐｓ迄(〜２０ＭＨｚ)の低速なシングルエンド信号Ｓ，Ｓに対しては、波形品質に極力影響を与えることなく通過させることが判る。つまり、ノイズフィルタ回路１′の場合には、シングルエンド信号Ｓ，Ｓが、磁気結合を生じないコイル素子３′，４′を通るため、スパイク電圧がシングルエンド信号Ｓ，Ｓに生じないと考えられる。
【００２８】
そこで、発明者は、シングルエンド信号Ｓ，Ｓの波形品質に関するシミュレーションを行った。
図１２は、通過前のシングルエンド信号の波形図であり、図１３は、コモンモードチョークコイル単体を通過したシングルエンド信号の波形図であり、図１４は、ノイズフィルタ回路を通過したシングルエンド信号の波形図である。
まず、上記シミュレーションと同様に、低速１０Ｍｂｐｓのシングルエンド信号Ｓ，Ｓをパルスジェネレータ１２１，１２２から差動伝送路１００に出力した。
そして、コモンモードチョークコイル２′単体の場合とコモンモードチョークコイル２′と２つのコイル素子３′，４′とで構成されたノイズフィルタ回路１′との場合とに分けて、これらを通過する直前、即ち図９のａ点及びｂ点におけるシングルエンド信号Ｓ，Ｓの波形を調べた。
すると、コモンモードチョークコイル２′単体及びノイズフィルタ回路１′の双方において、線路１０１，１０２を伝わるシングルエンド信号Ｓ，Ｓの波形は、図１２の（ａ）及び（ｂ）に示すような矩形波であった。なお、これらの図において、線路１０１を伝わるシングルエンド信号を符号Ｓl01で表示し、線路１０２を伝わるシングルエンド信号を符号Ｓ102で表示した。
次に・コモンモードチョークコイル２′単体の場合において、これを通過した後、即ち図９のｃ点及びｄ点におけるシングルエンド信号Ｓ，Ｓ(Ｓl01,Ｓl02)の波形を調べた。
すると・図1３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、シングルエンド信号Ｓ101，Ｓ102の立ち上がりや立ち下がりに大きな振幅のスパイク電圧Ｓ′が生じた。つまり、上記した従来技術のように、コモンモードチョークコイル２′単体の場合には、大きなスパイク電圧が発生することが判る。
最後に、ノイズフィルタ回路１′の場合において、これを通過した後、即ち図９のｃ点及びｄ点におけるシングルエンド信号Ｓ，Ｓ(Ｓ101,Ｓ102)の波形を調べた。
すると、図１４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、シングルエンド信号Ｓ101,Ｓ102の立ち上がりや立ち下がりのスパイク電圧Ｓ′の振幅は非常に小さかった。つまり、上記した従来技術のように、ノイズフィルタ回路１′の場合には、スパイク電圧が抑制されることが判る。
【００２９】
また、高速１Ｇｂｐｓの差動信号Ｓ＋，Ｓ−についても、同様のシミュレーションを行ったところ、差動信号Ｓ＋，Ｓ−は、コモンモードチョークコイル２′単体及びノイズフィルタ回路１′のいずれの場合にも、波形品質が損なわれることなく、通過することが判った。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例３】
【００３０】
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図１５は、この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図であり、図１６は、図１５のノイズフィルタ部品の外観図である。
この実施例は、外部電極の配置が、上記第２実施例と異なる。
具体的には、この実施例のノイズフィルタ部品１−３では、図１５及び図１６に示すように、外部電極６−５を、絶縁体５の左側面５ｃに配設すると共に、外部電極６−６を、絶縁体５の左側面５ｃと対向する右側面５ｄに配設した。
そして、コイル３の引き出し端部３１を左側面５ｃの外部電極６−５に接続すると共に、コイル４の引き出し端部４１を右側面５ｄの外部電極６−６に接続した。
【００３１】
上記第２実施例では、４つの外部電極６−１，６−３，６−５，６−６を絶縁体５の 前面５ａに配置したため、ノイズ対策部品がやや大きめになるが、この実施例のように、外部電極６−５，６−６を両側面５ｃ，５ｄに配置することで、ノイズフィルタ部品を小型にすることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例４】
【００３２】
次に、この発明の第４実施例について説明する。
図１７は、この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ構造を電気的構造図である。
図１７に示すように、この構造においては、上記第２実施例と同様に、ノイズフィルタ部品１−２の外部電極６−１，６−２を差動伝送路１００の線路１０１に接続し、外部電極６−３，６−４を線路１０２に接続すると共に、外部電極６−５を分岐線路１１に接続し、外部電極６−６を分岐線路１２に接続している。
そして、第１のコンデンサとしてのコンデンサ７を、線路１０１と外部電極６−１の接続点Ｐ１と分岐線路１１の分岐点Ｐ２との間に設けると共に、第２のコンデンサとしてのコンデンサ８を、線路１０２と外部電極６−３との接続点Ｐ３と分岐線路１２の分岐点Ｐ４との間に設けた。
【００３３】
これにより、低周波帯のシングルエンド信号Ｓ，Ｓが、線路１０１，１０２を通ってコモンモードチョークコイル部２側に向かおうとすると、コンデンサ７，８によって抑制される。したがって、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、コモンモードチョークコイル部２に入力することなく、分岐線路１１，１２を通って外部電極６−５，外部電極６−６からコイル３，４に入力する。
すなわち、この実施例のノイズフィルタ構造を用いることにより、高周波帯の差動信号と低周波帯のシングルエンド信号とを確実に切り分けることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【符号の説明】
【００３４】
１−１〜１−３…ノイズフィルタ部品、 １′…ノイズフィルタ回路、 ２…コモンモードチョークコイル部、 ２′…コモンモードチョークコイル、 ３，４，２１，２２…コイル、 ３′，４′…コイル素子、 ５…絶縁体、 ５ａ…前面、 ５ｂ…後面、 ５ｃ，５ｄ…側面、 ６−１〜６−６…外部電極、 ７，８…コンデンサ、 １１，１２…分岐線路、 ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，３１，３２，４１，４２…引き出し端部、 ２１ｃ，２２ｃ…内端、 ５１〜５５…絶縁層、 ５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂ…ビアホール、 １００…差動伝送路、 １０１，１０２…線路、 Ｐ１，Ｐ３…接続点、 Ｐ２，Ｐ４…分岐点、 Ｓ+，Ｓ-…差動信号、 Ｓ…シングルエンド信号、 Ｓ′…スパイク電圧。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高速差動伝送路上のノイズ対策を図ったノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば特許文献１に開示のノイズ対策部品がある。
この技術は、ＵＳＢ規格等の高速な差動伝送路に対応した１チップのノイズ対策部品を形成して、部品の小型化を図ったものであり、図１８に示すように、１つのコモンモードチョークコイル部２１０と２本のライン部２２１，２２２を磁性体部２３０で包容し、８つの外部電極２３１，２３２〜２３７，２３８を取り付けている。
具体的には、コモンモードチョークコイル部２１０をコイル２１１，２１２で構成し、ライン部２２１，２２２を１対の直状ラインで構成することにより、コモンモードチョークコイル部２１０を通じて、差動信号を通し、コモンモードノイズを抑制すると共に、ライン部２２１，２２２を用いて、電源やグランドと接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０２８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記技術では、コモンモードチョークコイル部２１０をデータ信号ラインに接続して、差動信号を通す構成であるので、差動信号以外の信号をデータ信号ラインで伝送する場合には、不都合が生じる。つまり、高速な差動信号と低速なシングルエンド信号とが混在するようなデータ信号を差動伝送路に伝送すると、コモンモードチョークコイル部２１０の磁気結合によってシングルエンド信号にスパイク電圧が発生し、シングルエンド信号の波形品質が劣化してしまうおそれがある。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、高速な差動信号と低速なシングルエンド信号が同一ライン上に混在するような伝送規格において、差動信号及びシングルエンド信号を、その波形品質に影響を与えることなく通すことができるノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るノイズフィルタ部品は、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルと、この第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、コモンモードチョークコイル部の第１のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、第２のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルとを備える構成とした。
かかる構成により、第１及び第２の外部電極を差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、第３及び第４の外部電極を差動伝送路の第２の線路に接続することで、ノイズフィルタ部品を差動伝送路に実装することができる。かかる状態で、高周波帯の高速な差動信号を差動伝送路上に伝送すると、第１及び第３の外部電極からノイズフィルタ部品に入力した差動信号は、コモンモードチョークコイル部を通り、第２及び第４の外部電極から差動伝送路に出力される。また、コモンモードノイズ等のコモンモードノイズが、第１及び第３の外部電極からコモンモードチョークコイル部に入力しようとすると、コモンモードチョークコイル部によって抑制される。また、低周波帯の低速なシングルエンド信号を差動伝送路上に伝送すると、第１及び第３の外部電極からノイズフィルタ部品に入力したシングルエンド信号は、コモンモードチョークコイル部の第１及び第２のコイルに並列に接続された第３及び第４のコイルを通って、第２及び第４の外部電極から差動伝送路に出力される。
したがって、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上では、差動信号がコモンモードチョークコイル部を通り、シングルエンド信号は第２及び第４のコイルを通って、差動伝送路に出力されることとなる。
【０００７】
請求項２の発明に係るノイズフィルタ部品は、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルとこの第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、一方端が絶縁体に設けた第５の外部電極に接続され、他方端が第１のコイルの他方端に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、一方端が絶縁体に設けた第６の外部電極に接続され、他方端が第２のコイルの他方端に接続された状態で絶縁体に内包され、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルとを備える構成とした。
かかる構成により、第１及び第２の外部電極を差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、第３及び第４の外部電極を第２の線路に接続することで、コモンモードチョークコイル部の第１及び第２のコイルと差動伝送路の第１及び第２の線路とが接続された状態になる。そして、第１の分岐線路を第１の線路から分岐させると共に、第５の外部電極を当該第１の分岐線路に接続し、第２の分岐線路を第２の線路から分岐させると共に、第６の外部電極を当該第２の分岐線路に接続することで、絶縁体内部の第３のコイルとコモンモードチョークコイル部の第１のコイルとが並列接続状態になり、第４のコイルとコモンモードチョークコイル部の第２のコイルとが並列接続状態になる。
これにより、高周波帯の差動信号が、第１及び第３の外部電極とコモンモードチョークコイル部と第２及び第４の外部電極とを通過し、低周波帯のシングルエンド信号が第１及び第２の分岐線路と第５及び第６の外部電極と第３及び第４のコイルと第２及び第４の外部電極とを通過する。したがって、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上では、差動信号がコモンモードチョークコイル部を通り、シングルエンド信号は第３及び第４のコイルを通って、差動伝送路に出力される。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のノイズフィルタ部品において、第５の外部電極を、絶縁体の前面又は側面に配設すると共に、第６の外部電極を、絶縁体の前面又は側面と対向する側面に配設した構成とする。
【０００９】
請求項４の発明に係るノイズフィルタ構造は、請求項２又は請求項３のに記載のノイズフィルタ部品における第１及び第２の外部電極を、差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、第１の分岐線路を、第１の線路から分岐させると共に、第５の外部電極を、当該第１の分岐線路に接続し、第２の分岐線路を、第２の線路から分岐させると共に、第６の外部電極を、当該第２の分岐線路に接続した構成とする。
かかる構成により、高周波帯の差動信号が、第１及び第３の外部電極とコモンモードチョークコイル部と第２及び第４の外部電極とを通過し、低周波帯のシングルエンド信号が第１及び第２の分岐線路と第５及び第６の外部電極と第３及び第４のコイルと第２及び第４の外部電極とを通過する。したがって、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上では、差動信号がコモンモードチョークコイル部を通り、シングルエンド信号は第３及び第４のコイルを通って、差動伝送路に出力される。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載のノイズフィルタ構造において、第１のコンデンサを、第１の外部電極の接続点と第１の分岐線路の分岐点との間の第１の線路上に設け、第２のコンデンサを、第３の外部電極の接続点と第２の分岐線路の分岐点との間の第２の線路上に設けた構成とする。
かかる構成により、低周波帯のシングルエンド信号が、第１及び第２の線路上の第１及び第２のコンデンサによって抑制されるので、このシングルエンド信号は、コモンモードチョークコイル部に入力することなく、第１及び第２の分岐線路と第５及び第６の外部電極を通じて、第３及び第４のコイルに入力し、第２及び第４の外部電極から差動伝送路に出力される。したがって、この発明のノイズフィルタ構造を用いることにより、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とを確実に切り分けることができる。
【００１１】
請求項６の発明に係るノイズフィルタ部品の使用方法は、第１の分岐線路を、差動伝送路の第１の線路から分岐させると共に、第２の分岐線路を、第２の線路から分岐させ、請求項２又は請求項３に記載のノイズフィルタ部品における上記第１及び第２の外部電極を、上記第１の線路に接続すると共に、上記第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、且つ、上記第５の外部電極を、上記第１の分岐線路に接続すると共に、上記第６の外部電極を、上記第２の分岐線路に接続することにより、差動伝送路上の差動信号を上記コモンモードチョークコイル部に通し、シングルエンド信号を、上記第１及び第２の分岐線路を通じて、上記第３及び第４のコイルに通す構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳しく説明したように、この発明のノイズフィルタ部品，ノイズフィルタ構造及びノイズフィルタ部品の使用方法によれば、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とが混在する差動伝送路上において、差動信号をコモンモードチョークコイル部で通過させ、シングルエンド信号を第３及び第４のコイルで通過させるので、ノイズ抑制効果を損なうことなく、差動信号及びシングルエンド信号の波形品質に影響を与えることなく、通過させることができるという優れた効果がある。
特に、請求項５の発明によれば、高周波帯の高速な差動信号と低周波帯の低速なシングルエンド信号とを確実に切り分けることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図である。
【図２】図１のノイズフィルタ部品の外観図である。
【図３】図２のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
【図４】ノイズフィルタ部品の作用及び効果を説明するためのノイズフィルタ部品実装図である。
【図５】この発明の第２実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図である。
【図６】図５のノイズフィルタ部品の外観図である。
【図７】図５のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
【図８】このノイズフィルタ部品の使用例を示すノイズフィルタ構造の電気的構成図である。
【図９】シミュレーションに用いた評価回路図である。
【図１０】ディファレンシャルモード時における透過特性を示す線図である。
【図１１】コモンモード時における反射特性を示す線図である。
【図１２】通過前のシングルエンド信号の波形図である。
【図１３】コモンモードチョークコイル単体を通過したシングルエンド信号の波形図である。
【図１４】ノイズフィルタ回路を通過したシングルエンド信号の波形図である。
【図１５】この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図である。
【図１６】図１５のノイズフィルタ部品の外観図である。
【図１７】この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ構造を電気的構造図である。
【図１８】従来技術を示す電気的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、この発明の第１実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図であり、図２は、図１のノイズフィルタ部品の外観図であり、図３は、図２のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、この実施例のノイズフィルタ部品１−１は、コモンモードチョークコイル部２と、第３のコイルとしてのコイル３と、第４のコイルとしてのコイル４と、第１ないし第４の外部電極としての外部電極６−１〜６−４とを備えている。
【００１７】
コモンモードチョークコイル部２は、高周波帯の高速な差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制する部分であり、絶縁体５に内包された状態で並設された第１のコイルとしてのコイル２１と第２のコイルとしてのコイル２２とを有している。
具体的には、図３に示すように、コイル２１の他方端としての引き出し端部２１ｂを、絶縁体５を構成する最下位の絶縁層５１上に形成して、絶縁層５１の後縁まで引き出し、絶縁層５２を、引き出し端部２１ｂ上に積層した。そして、コイル２１を、絶縁層５２上に形成し、一方端としての引き出し端部２１ａを絶縁層５２の前縁迄引き出した。また、コイル２１の内端２１ｃと引き出し端部２１ｂとを、絶縁層５２に形成したビアホール５２ａを通じて接続し、絶縁層５３を、コイル２１上に積層した。
しかる後、コイル２２を、絶縁層５３上に形成すると共に、一方端としての引き出し端部２２ａを絶縁層５３の前縁迄引き出した。そして、絶縁層５４を、コイル２２上に積層した。しかる後、コイル２２の他方端としての引き出し端部２２ｂを絶縁層５４上に形成して、絶縁層５４の後縁まで引き出すと共に、コイル２２の内端２２ｃと引き出し端部２２ｂとを、絶縁層５４に形成したビアホール５４ａを通じて接続した。そして、最上位の絶縁層５５を、引き出し端部２２ｂ上に積層することで、コモンモードチョークコイル部２を絶縁体５の内部に形成した。
【００１８】
外部電極６−１〜６−４は、このようなコモンモードチョークコイル部２を内包した絶縁体５の側面に設けられている。
具体的には、図２に示すように、外部電極６−１を絶縁体５の前面５ａの左側に、外部電極６−２を前面５ａと対向する後面５ｂの左側に、外部電極６−３を前面５ａの右側に、外部電極６−４を後面５ｂの右側にそれぞれ設けている。
そして、図３に示すように、外部電極６−１をコイル２１の引き出し端部２１ａに接続し、外部電極６−２を引き出し端部２１ｂに接続している。また、外部電極６−３をコイル２２の引き出し端部２２ａに接続し、外部電極６−４を引き出し端部２２ｂに接続している。
【００１９】
コイル３，４は、差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通すためのコイルであり、図１に示すように、コモンモードチョークコイル部２のコイル２１，２２にそれぞれ並列に接続された状態で絶縁体５に内包されている。
具体的には、図３に示すように、コイル３を、絶縁層５２上に形成し、その引き出し端部３１をコイル２１の引き出し端部２１ａに接続した。また、コイル３の引き出し端部３２は、絶縁層５１上に形成し、コイル２１の引き出し端部２１ｂに接続した。そして、コイル３の引き出し端部３１と引き出し端部３２とを、絶縁層５２のビアホール５２ｂを通じて接続した。つまり、コイル３をコイル２１に並列に接続した。
一方、コイル４は、絶縁層５３上に形成し、その引き出し端部４１をコイル２２の引き出し端部２２ａに接続した。また、コイル４の引き出し端部４２は、絶縁層５４上に形成し、コイル２２の引き出し端部２２ｂに接続した。そして、コイル４の引き出し端部４１と引き出し端部４２とを、絶縁層５４のビアホール５４ｂを通じて接続した。つまり、コイル４をコイル２２に並列に接続した。
【００２０】
次に、この実施例のノイズフィルタ部品が示す作用及び効果について説明する。
図４は、この実施例のノイズフィルタ部品１−１の作用及び効果を説明するためのノイズフィルタ部品実装図である。
図４に示すように、ノイズフィルタ部品１−１の外部電極６−１及び外部電極６−２をこの差動伝送路１００の第１の線路としての線路１０１に接続すると共に、外部電極６−３及び外部電極６−４を第２の線路としての線路１０２に接続することで、ノイズフィルタ部品１−１を差動伝送路１００に実装することができる。
かかる状態で、高周波帯の高速な差動信号Ｓ＋，Ｓ−と低周波帯の低速なシングルエンド信号Ｓ，Ｓとを混在させて、差動伝送路１００の線路１０１，１０２上に伝送すると、高周波帯の差動信号Ｓ＋，Ｓ−は、外部電極６−１，６−３からノイズフィルタ部品に流入し、コモンモードチョークコイル部２を通って、外部電極６−２，６−４から差動伝送路１００の線路１０１，１０２に流出する。
一方、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、外部電極６−１，６−３からノイズフィルタ部品１−１に流入すると、低周波のシングルエンド信号Ｓ，Ｓに対して、コイル３，４のインピーダンスの方がコモンモードチョークコイル部２のインピーダンスよりも低くなるため、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、低インピーダンスのコイル３，４を通る。このとき、コイル３，４は互いに遠く離れ、コイル３，４間に磁気結合が生じないので、シングルエンド信号Ｓ，Ｓにスパイク電圧が生じることはない。したがって、波形品質を維持したシングルエンド信号Ｓ，Ｓが、コイル３，４を通って、外部電極６−２，６−４から差動伝送路１００の線路１０１，１０２に流出することとなる。つまり、コイル３，４がローパスフィルタとして機能する。
すなわち、高周波帯の差動信号Ｓ＋，Ｓ−と低周波帯のシングルエンド信号Ｓ，Ｓとが混在する差動伝送路１００上において、差動信号Ｓ+，Ｓ-がコモンモードチョークコイル部２を通り、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、波形品質に影響を与えないコイル３，４を通ることとなる。
なお、差動伝送路１００に図示しない高周波のコモンモードノイズが生じると、このノイズは、外部電極６−１，６−３を通じてコモンモードチョークコイル部２に入力し、コモンモードチョークコイル部２によって減衰される。
【００２１】
この実施例のノイズフィルタ部品１−１は、絶縁体５に内包された４つのコイル２１，２２，３，４のうちの内側２本のコイル２１，２２をコモンモードチョークコイル部２に使用し、２本のコイル３，４をコモンモードチョークコイル部２の外側に配した構成であるので、図１８に示した従来のノイズ対策部品と同じサイズに納めることができる。また、従来のノイズ対策部品が外部電極数が８つであるのに対して、この実施例の外部電極数が４つであるので、その分ノイズフィルタ部品１−１の実装工程数の削減と実装不良の低減化とを図ることができる。
【実施例２】
【００２２】
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図５は、この発明の第２実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図であり、図６は、図５のノイズフィルタ部品の外観図であり、図７は、図５のノイズフィルタ部品の分解斜視図である。
図５に示すように、この実施例のノイズフィルタ部品１−２は、コイル３，４の接続構造が、上記第１実施例と異なる。
すなわち、コイル３のその一方端が、外部電極６−１に接続せず、第５の外部電極としての外部電極６−５に接続されている。そして、コイル４の一方端も、第６の外部電極としての外部電極６−６に接続されている。
【００２３】
具体的には、図６に示すように、外部電極６−５を、絶縁体５の前面５ａの最左側に配設すると共に、外部電極６−６を、前面５ａの最右側に配設した。
そして、図７に示すように、コイル３の引き出し端部３１を、コイル２１の引き出し端部２１ａから切り離して、外部電極６−５に接続した。また、コイル４の引き出し端部４１も、コイル２２の引き出し端部２２ａから切り離して、外部電極６−６に接続した。
【００２４】
次に、この実施例のノイズフィルタ部品１−２の使用例について説明する。
なお、この使用例は、この発明のノイズフィルタ構造の具体的な一例を示すと共に、この発明のノイズフィルタ部品の使用方法を具体的に実行するものでもある。
図８は、このノイズフィルタ部品１−２の使用例を示すノイズフィルタ構造の電気的構成図である。
図８に示すように、この構造においては、第１の分岐線路としての分岐線路１１を、線路１０１から分岐させると共に、第２の分岐線路としての分岐線路１２を、線路１０２から分岐させておく。
そして、外部電極６−１，６−２を差動伝送路１００の線路１０１に接続すると共に、外部電極６−３，６−４を線路１０２に接続することで、ノイズ対策部品１−２のコモンモードチョークコイル部２が線路１０１，１０２に接続した状態になる。
さらに、外部電極６−５を分岐線路１１に接続し、外部電極６−６を分岐線路１２に接続すると、絶縁体５内部のコイル３とコモンモードチョークコイル部２のコイル２１とが並列接続状態になり、コイル４とコモンモードチョークコイル部２のコイル２２とが並列接続状態になる。
これにより、高周波帯の差動信号が、外部電極６−１，６−３とコモンモードチョークコイル部２と外部電極６−２，６−４とを通過し、低周波帯のシングルエンド信号が分岐線路１１，１２と外部電極６−５，６−６とコイル３，４と外部電極６−２，６−４とを通過する。
したがって、高周波帯の差動信号と低周波帯のシングルエンド信号とが混在する差動伝送路１００上では、差動信号がノイズフィルタ部品１−２のコモンモードチョークコイル部２を通り、シングルエンド信号は分岐線路１１，１２を通じてコイル３，４を通り、差動伝送路１００に出力される。この結果、波形品質が保持されたシングルエンド信号がノイズフィルタ部品１−２から出力される。
【００２５】
発明者はかかる効果を確認すべく、次のようなシミュレーションを行った。
図９は、シミュレーションに用いた評価回路図である。
図９に示すように、この評価回路では、１つのコモンモードチョークコイル２′と２つのコイル素子３′，４′とを並列に接続して、ノイズフィルタ回路１′を構成し、このノイズフィルタ回路１′を差動伝送路１００の線路１０１，１０２に組み付けることで、図８のノイズフィルタ構造と実質的に同一な構造にした。
また、差動信号及びシングルエンド信号生成用のパルスジェネレータ１２１，１２２を差動伝送路１００の送信側に接続し、レシーバＩＣ１１０を受信側に接続した。
【００２６】
このような評価回路において、まず、レシーバＩＣ１１０の内部の終端条件を５０Ωに設定して、高速１Ｇｂｐｓの差動信号Ｓ＋，Ｓ−をパルスジェネレータ１２１，１２２から差動伝送路１００の線路１０１，１０２に出力した。
【００２７】
このとき、コモンモードチョークコイル２′のみの場合とコモンモードチョークコイル２′及びコイル素子３′，４′で構成されたノイズフィルタ回路１′との場合に分けて、ディファレンシャルモード時における透過特性Ｓdd21（ｄＢ）とコモンモード時における反射特性Ｓcc11（ｄＢ）とを調べた。
図１０は、ディファレンシャルモード時における透過特性Ｓdd21を示す線図であり、図１１は、コモンモード時における反射特性Ｓcc11を示す線図である。
まず、図９において、コイル素子３′，４′を取り除き、コモンモードチョークコイル２′のみを組み込んだ回路において、Ｓパラメータを算出したところ、図１０の曲線Ｓ１で示す結果を得た。
次に、図９に示すように、コイル素子３′，４′をコモンモードチョークコイル２′に並列に接続したノイズフィルタ回路１′において、Ｓパラメータを算出したところ、図１０の曲線Ｓ２で示す結果を得た。
これらの結果から、コモンモードチョークコイル２′単体及びノイズフィルタ回路１′の双方において、低周波から高周波の差動信号Ｓ＋，Ｓ−を通す。つまり、双方とも、約１Ｇｂｐｓという高速の差動信号Ｓ＋，Ｓ−を減衰させることなく、通過させることができることが確認された。
また、コモンモードチョークコイル２′のみを組み込んだ回路において、Ｓパラメータを算出したところ、図１１の曲線Ｓ１で示す結果を得た。
次に、コイル素子３′，４′をコモンモードチョークコイル２′に組み付けたノイズフィルタ回路１′において、Ｓパラメータを算出したところ、図１１の曲線Ｓ２で示す結果を得た。
これらの結果から、コモンモードチョークコイル２′単体の場合は、曲線Ｓ１で示すように、低周波から高周波の広い帯域でシングルエンド信号Ｓ，Ｓが反射されているが、ノイズフィルタ回路１′に場合には、曲線Ｓ２で示すように、低周波帯のシングルエンド信号Ｓ，Ｓを、曲線Ｓ１に比べて、ほとんど反射せずに、透過させることが確認された。
すなわち、ノイズフィルタ回路１′の場合には、約８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚという高周波のコモンモードノイズに対しては十分な減衰効果を発揮し、約４０Ｍｂｐｓ迄(〜２０ＭＨｚ)の低速なシングルエンド信号Ｓ，Ｓに対しては、波形品質に極力影響を与えることなく通過させることが判る。つまり、ノイズフィルタ回路１′の場合には、シングルエンド信号Ｓ，Ｓが、磁気結合を生じないコイル素子３′，４′を通るため、スパイク電圧がシングルエンド信号Ｓ，Ｓに生じないと考えられる。
【００２８】
そこで、発明者は、シングルエンド信号Ｓ，Ｓの波形品質に関するシミュレーションを行った。
図１２は、通過前のシングルエンド信号の波形図であり、図１３は、コモンモードチョークコイル単体を通過したシングルエンド信号の波形図であり、図１４は、ノイズフィルタ回路を通過したシングルエンド信号の波形図である。
まず、上記シミュレーションと同様に、低速１０Ｍｂｐｓのシングルエンド信号Ｓ，Ｓをパルスジェネレータ１２１，１２２から差動伝送路１００に出力した。
そして、コモンモードチョークコイル２′単体の場合とコモンモードチョークコイル２′と２つのコイル素子３′，４′とで構成されたノイズフィルタ回路１′との場合とに分けて、これらを通過する直前、即ち図９のａ点及びｂ点におけるシングルエンド信号Ｓ，Ｓの波形を調べた。
すると、コモンモードチョークコイル２′単体及びノイズフィルタ回路１′の双方において、線路１０１，１０２を伝わるシングルエンド信号Ｓ，Ｓの波形は、図１２の（ａ）及び（ｂ）に示すような矩形波であった。なお、これらの図において、線路１０１を伝わるシングルエンド信号を符号Ｓl01で表示し、線路１０２を伝わるシングルエンド信号を符号Ｓ102で表示した。
次に・コモンモードチョークコイル２′単体の場合において、これを通過した後、即ち図９のｃ点及びｄ点におけるシングルエンド信号Ｓ，Ｓ(Ｓl01,Ｓl02)の波形を調べた。
すると・図1３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、シングルエンド信号Ｓ101，Ｓ102の立ち上がりや立ち下がりに大きな振幅のスパイク電圧Ｓ′が生じた。つまり、上記した従来技術のように、コモンモードチョークコイル２′単体の場合には、大きなスパイク電圧が発生することが判る。
最後に、ノイズフィルタ回路１′の場合において、これを通過した後、即ち図９のｃ点及びｄ点におけるシングルエンド信号Ｓ，Ｓ(Ｓ101,Ｓ102)の波形を調べた。
すると、図１４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、シングルエンド信号Ｓ101,Ｓ102の立ち上がりや立ち下がりのスパイク電圧Ｓ′の振幅は非常に小さかった。つまり、上記した従来技術のように、ノイズフィルタ回路１′の場合には、スパイク電圧が抑制されることが判る。
【００２９】
また、高速１Ｇｂｐｓの差動信号Ｓ＋，Ｓ−についても、同様のシミュレーションを行ったところ、差動信号Ｓ＋，Ｓ−は、コモンモードチョークコイル２′単体及びノイズフィルタ回路１′のいずれの場合にも、波形品質が損なわれることなく、通過することが判った。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例３】
【００３０】
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図１５は、この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ部品を示す電気的構成図であり、図１６は、図１５のノイズフィルタ部品の外観図である。
この実施例は、外部電極の配置が、上記第２実施例と異なる。
具体的には、この実施例のノイズフィルタ部品１−３では、図１５及び図１６に示すように、外部電極６−５を、絶縁体５の左側面５ｃに配設すると共に、外部電極６−６を、絶縁体５の左側面５ｃと対向する右側面５ｄに配設した。
そして、コイル３の引き出し端部３１を左側面５ｃの外部電極６−５に接続すると共に、コイル４の引き出し端部４１を右側面５ｄの外部電極６−６に接続した。
【００３１】
上記第２実施例では、４つの外部電極６−１，６−３，６−５，６−６を絶縁体５の 前面５ａに配置したため、ノイズ対策部品がやや大きめになるが、この実施例のように、外部電極６−５，６−６を両側面５ｃ，５ｄに配置することで、ノイズフィルタ部品を小型にすることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例４】
【００３２】
次に、この発明の第４実施例について説明する。
図１７は、この発明の第３実施例に係るノイズフィルタ構造を電気的構造図である。
図１７に示すように、この構造においては、上記第２実施例と同様に、ノイズフィルタ部品１−２の外部電極６−１，６−２を差動伝送路１００の線路１０１に接続し、外部電極６−３，６−４を線路１０２に接続すると共に、外部電極６−５を分岐線路１１に接続し、外部電極６−６を分岐線路１２に接続している。
そして、第１のコンデンサとしてのコンデンサ７を、線路１０１と外部電極６−１の接続点Ｐ１と分岐線路１１の分岐点Ｐ２との間に設けると共に、第２のコンデンサとしてのコンデンサ８を、線路１０２と外部電極６−３との接続点Ｐ３と分岐線路１２の分岐点Ｐ４との間に設けた。
【００３３】
これにより、低周波帯のシングルエンド信号Ｓ，Ｓが、線路１０１，１０２を通ってコモンモードチョークコイル部２側に向かおうとすると、コンデンサ７，８によって抑制される。したがって、シングルエンド信号Ｓ，Ｓは、コモンモードチョークコイル部２に入力することなく、分岐線路１１，１２を通って外部電極６−５，外部電極６−６からコイル３，４に入力する。
すなわち、この実施例のノイズフィルタ構造を用いることにより、高周波帯の差動信号と低周波帯のシングルエンド信号とを確実に切り分けることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【符号の説明】
【００３４】
１−１〜１−３…ノイズフィルタ部品、 １′…ノイズフィルタ回路、 ２…コモンモードチョークコイル部、 ２′…コモンモードチョークコイル、 ３，４，２１，２２…コイル、 ３′，４′…コイル素子、 ５…絶縁体、 ５ａ…前面、 ５ｂ…後面、 ５ｃ，５ｄ…側面、 ６−１〜６−６…外部電極、 ７，８…コンデンサ、 １１，１２…分岐線路、 ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，３１，３２，４１，４２…引き出し端部、 ２１ｃ，２２ｃ…内端、 ５１〜５５…絶縁層、 ５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂ…ビアホール、 １００…差動伝送路、 １０１，１０２…線路、 Ｐ１，Ｐ３…接続点、 Ｐ２，Ｐ４…分岐点、 Ｓ+，Ｓ-…差動信号、 Ｓ…シングルエンド信号、 Ｓ′…スパイク電圧。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルと、この第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、
上記コモンモードチョークコイル部の第１のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、
上記第２のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルと
を備えることを特徴とするノイズフィルタ部品。
【請求項２】
一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルとこの第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、
一方端が上記絶縁体に設けた第５の外部電極に接続され、他方端が上記第１のコイルの上記他方端に接続された状態で上記絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、
一方端が上記絶縁体に設けた第６の外部電極に接続され、他方端が上記第２のコイルの上記他方端に接続された状態で上記絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルと
を備えることを特徴とするノイズフィルタ部品。
【請求項３】
請求項２に記載のノイズフィルタ部品において、
上記第５の外部電極を、上記絶縁体の前面又は側面に配設すると共に、上記第６の外部電極を、絶縁体の前面又は上記側面と対向する側面に配設した、
ことを特徴とするノイズフィルタ部品。
【請求項４】
請求項２又は請求項３のに記載のノイズフィルタ部品における上記第１及び第２の外部電極を、差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、上記第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、
第１の分岐線路を、上記第１の線路から分岐させると共に、上記第５の外部電極を、当該第１の分岐線路に接続し、
第２の分岐線路を、上記第２の線路から分岐させると共に、上記第６の外部電極を、当該第２の分岐線路に接続した、
ことを特徴とするノイズフィルタ構造。
【請求項５】
請求項４に記載のノイズフィルタ構造において、
第１のコンデンサを、上記第１の外部電極の接続点と上記第１の分岐線路の分岐点との間の上記第１の線路上に設け、
第２のコンデンサを、上記第３の外部電極の接続点と上記第２の分岐線路の分岐点との間の上記第２の線路上に設けた、
ことを特徴とするランド構造。
【請求項６】
第１の分岐線路を、差動伝送路の第１の線路から分岐させると共に、第２の分岐線路を、第２の線路から分岐させ、
請求項２又は請求項３に記載のノイズフィルタ部品における上記第１及び第２の外部電極を、上記第１の線路に接続すると共に、上記第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、且つ、上記第５の外部電極を、上記第１の分岐線路に接続すると共に、上記第６の外部電極を、上記第２の分岐線路に接続することにより、
差動伝送路上の差動信号を上記コモンモードチョークコイル部２に通し、シングルエンド信号を、上記第１及び第２の分岐線路を通じて、上記第３及び第４のコイルに通す、
ことを特徴とするノイズフィルタ部品の使用方法。
【請求項１】
一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルと、この第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、
上記コモンモードチョークコイル部の第１のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、
上記第２のコイルに並列に接続された状態で絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルと
を備えることを特徴とするノイズフィルタ部品。
【請求項２】
一方端及び他方端が絶縁体の前面の第１の外部電極及び後面の第２の外部電極にそれぞれ接続された状態で絶縁体に内包された第１のコイルとこの第１のコイルに並設され、一方端及び他方端が絶縁体の前面の第３の外部電極及び後面の第４の外部電極にそれぞれ接続された第２のコイルとを有し、高周波帯の差動信号を通し且つ高周波帯のコモンモードノイズを抑制するコモンモードチョークコイル部と、
一方端が上記絶縁体に設けた第５の外部電極に接続され、他方端が上記第１のコイルの上記他方端に接続された状態で上記絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第３のコイルと、
一方端が上記絶縁体に設けた第６の外部電極に接続され、他方端が上記第２のコイルの上記他方端に接続された状態で上記絶縁体に内包され、上記差動信号よりも低い周波数帯のシングルエンド信号を通す第４のコイルと
を備えることを特徴とするノイズフィルタ部品。
【請求項３】
請求項２に記載のノイズフィルタ部品において、
上記第５の外部電極を、上記絶縁体の前面又は側面に配設すると共に、上記第６の外部電極を、絶縁体の前面又は上記側面と対向する側面に配設した、
ことを特徴とするノイズフィルタ部品。
【請求項４】
請求項２又は請求項３のに記載のノイズフィルタ部品における上記第１及び第２の外部電極を、差動伝送路の第１の線路に接続すると共に、上記第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、
第１の分岐線路を、上記第１の線路から分岐させると共に、上記第５の外部電極を、当該第１の分岐線路に接続し、
第２の分岐線路を、上記第２の線路から分岐させると共に、上記第６の外部電極を、当該第２の分岐線路に接続した、
ことを特徴とするノイズフィルタ構造。
【請求項５】
請求項４に記載のノイズフィルタ構造において、
第１のコンデンサを、上記第１の外部電極の接続点と上記第１の分岐線路の分岐点との間の上記第１の線路上に設け、
第２のコンデンサを、上記第３の外部電極の接続点と上記第２の分岐線路の分岐点との間の上記第２の線路上に設けた、
ことを特徴とするランド構造。
【請求項６】
第１の分岐線路を、差動伝送路の第１の線路から分岐させると共に、第２の分岐線路を、第２の線路から分岐させ、
請求項２又は請求項３に記載のノイズフィルタ部品における上記第１及び第２の外部電極を、上記第１の線路に接続すると共に、上記第３及び第４の外部電極を、第２の線路に接続し、且つ、上記第５の外部電極を、上記第１の分岐線路に接続すると共に、上記第６の外部電極を、上記第２の分岐線路に接続することにより、
差動伝送路上の差動信号を上記コモンモードチョークコイル部２に通し、シングルエンド信号を、上記第１及び第２の分岐線路を通じて、上記第３及び第４のコイルに通す、
ことを特徴とするノイズフィルタ部品の使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１２９９９６（Ｐ２０１１−１２９９９６Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４００５（Ｐ２００９−２８４００５）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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