JP2008160471A - ローパスフィルタ - Google Patents
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Abstract
【目的】 高周波ノイズの低減を可能とするＤＳＬ用のローパスフィルタの提供を目的とする。
【構成】 公衆回線網とＰＯＴＳ（Plain Old Telephone Service）間で、音声信号を通過させるローパスフィルタは、インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３とキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３およびキャパシタＣ１４ａ、Ｃ１４ｂから構成され、インダクタＬ１２は、一方端をアースＥ接続し、他方端が開放状態であるシールドコイルＬ１２ｃを具備し、高周波帯域のノイズを、インダクタＬ１２の各線路上のインダクタＬ１２ａ，Ｌ１２ｂと、前記シールドコイルＬ１２ｃにより、高周波ノイズをアースＥへと通過させることにより、高周波帯のノイズを低減してローパスフィルタの通信品質を向上させるものである。
【選択図】 図１
【構成】 公衆回線網とＰＯＴＳ（Plain Old Telephone Service）間で、音声信号を通過させるローパスフィルタは、インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３とキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３およびキャパシタＣ１４ａ、Ｃ１４ｂから構成され、インダクタＬ１２は、一方端をアースＥ接続し、他方端が開放状態であるシールドコイルＬ１２ｃを具備し、高周波帯域のノイズを、インダクタＬ１２の各線路上のインダクタＬ１２ａ，Ｌ１２ｂと、前記シールドコイルＬ１２ｃにより、高周波ノイズをアースＥへと通過させることにより、高周波帯のノイズを低減してローパスフィルタの通信品質を向上させるものである。
【選択図】 図１
Description
本発明は、高速データ通信のＤＳＬ（Digital Subscriber Line）方式における音声信号を通過させるローパスフィルタに関するものである。
音声通話用の既設公衆回線網を利用した高速データ通信のＤＳＬ方式は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）方式、ＶＤＳＬ（Vary high-speed Digital Subscriber Line）方式などがあり、ＶＤＳＬに至っては上下１００Ｍｂｐｓの超高速のデータ通信を実現した技術である。
ＤＳＬ方式の高速データ通信は、図５に示すようにＤＳＬ用スプリッタを介して、公衆回線網とＰＯＴＳ（Plain Old Telephone Service）およびデータ通信機器を接続する。ローパスフィルタ（以下ＬＰＦと略す）は、ＰＯＴＳの音声信号を通過させ、高周波のデータ信号を阻止する。ハイパスフィルタ（以下ＨＰＦと略す）は、データ信号を通過させ、低周波の音声信号を阻止する働きを有す。
ＤＳＬ用スプリッタのＬＰＦは、図６に示す回路構成であり、線路Ａと線路Ｂの両線路に一対のインダクタを設けるインダクタＬ６１，Ｌ６２，Ｌ６３と、線路Ａと線路Ｂ間のキャパシタＣ６１，Ｃ６２，Ｃ６３とキャパシタＣ６４ａ，Ｃ６４ｂからなる。インダクタＬ６１とキャパシタＣ６１で１つのＬＣフィルタをなし、図６は３段のＬＣフィルタでローパスフィルタを構成したものである。
図６に示すローパスフィルタ回路では、ＰＯＴＳ側に位置するインダクタＬ６３を、コモンモードチョーク構造で構成し、該コモンモードチョーク構造のインダクタＬ６３は、線路Ａと線路Ｂの回路アンバランスを抑制して通信の品質を保たせるものであった。
図６のコモンモードチョーク構造のインダクタＬ６３は、回路アンバランスの抑制のほかに、ノイズ低減という効果も有しているが、巻線構造であるために、ノイズ低減は数ＭＨｚまでしか対策できず、それ以上の高周波帯のノイズ低減は困難であった。
高周波帯のノイズ低減は、主にキャパシタを用いるのが一般的であるが、図６に示すローパスフィルタにノイズ低減用のキャパシタを追加することは、部品点数が増え、ローパスフィルタの収容体積が増し、また、ローパスフィルタを構成するインダクタおよびキャパシタ全ての設定定数の見直しが必要であった。
本発明は、上記問題を鑑み、部品点数を増すことなく、数ＭＨｚ以上のノイズ低減を可能としたＤＳＬ用のローパスフィルタの提供を目的とする。
本発明は、インダクタとキャパシタを主要部品とするローパスフィルタにおいて、インダクタとキャパシタをｎ段として構成するフィルタ回路の内、少なくとも線路の対称位置にある一対のインダクタは、トランス構造で共通の磁心に設けたコイルからなり、かつ、前記磁心には、一方端をアースに接続し、他方端を開放状態であるシールドコイルを具備するローパスフィルタである。
また本発明は、公衆回線網側より２段目に位置する線路の対称位置にあるインダクタは、トランス構造で共通の磁心に設けたコイルからなり、前記磁心には、アースに接続するシールドコイルが具備し、かつ、前記シールドコイルは、アース接続部以外のコイル端末は未接続の開放状態であるローパスフィルタである。
また本発明は、シールドコイルは、センタータップをアースに接続することを特徴とする請求項１から請求項２記載のローパスフィルタ。
ローパスフィルタを構成する部品の点数を増加させることなく、数ＭＨｚ以上のノイズを低減できることにより、高速通信であるＤＳＬの通信品質および信頼性を高めることができる。
図を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のローパスフィルタの略回路図である。図２は本発明のローパスフィルタに係るシールドコイルを具備したインダクタの略回路図である。
本発明のローパスフィルタは、インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、キャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の３段のＬＣフィルタ構成であり、前記インダクタの内、ＰＯＴＳ側に最も近いインダクタＬ１３をコモンモードチョーク構造で構成した。
また、図１に示すローパスフィルタ回路の中央に位置するインダクタＬ１２には、シールドコイルＬ１２ｃを具備し、さらに、該シールドコイルＬ１２ｃは、一方端はアースＥに接続し、他方端は未接続の開放とした。
前記シールドコイルＬ１２ｃは、図２に示すようにインダクタＬ１２の線路Ａ上のインダクタＬ１２ａおよび線路Ｂ上のインダクタＬ１２ｂとの間に、コイル間静電容量Ｃｂを有しており、該コイル間静電容量Ｃｂは、キャパシタと同様に、低周波を阻止し、高周波を通過させる働きを有し、高周波帯域のノイズを通過させることができる。
すなわち、ローパスフィルタを構成するインダクタＬ１２にシールドコイルＬ１２ｃを具備させることにより、部品点数を増加することなく、さらに、ローパスフィルタに前記シールドコイルは接続しないので、ローパスフィルタを構成するインダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３およびキャパシタＣ１１．Ｃ１２，Ｃ１３およびＣ１４ａ，Ｃ１４ｂの設定定数を変えることなく、高周波のノイズ成分を低減することができる。
さらに、図１に示すコモンモードチョーク構造であるＬ１３と組み合わせることにより、音声信号帯域を除く周波数帯全域でノイズ低減が可能なローパスフィルタとすることできる。
図３にインダクタに具備する別のシールドコイルの形態は図３に示す。
図３は図２と同等にシールドコイルを具備するインダクタの略回路図であり、シールドコイルＬ２２ｃは、センタータップ部をアースＥに接続し、端末の両端を開放状態としたものである。シールドコイルＬ２２ｃは、センタータップ部をアースに接続するため、シールドコイルＬ２２ｃを起因とする、線路上に位置するインダクタＬ２２ａ，Ｌ２２ｂのアンバランスが防止したものである。
図３は図２と同等にシールドコイルを具備するインダクタの略回路図であり、シールドコイルＬ２２ｃは、センタータップ部をアースＥに接続し、端末の両端を開放状態としたものである。シールドコイルＬ２２ｃは、センタータップ部をアースに接続するため、シールドコイルＬ２２ｃを起因とする、線路上に位置するインダクタＬ２２ａ，Ｌ２２ｂのアンバランスが防止したものである。
実施例として、本発明のローパスフィルタを構成するシールドコイルを具備するインダクタの信号減衰特性を確認した。信号減衰特性の評価は、図３に示すセンタータップをアースに接続するシールドコイルＬ２２ｃを具備するインダクタＬ２２とし、該インダクタＬ２２の左側端子および右側端子をそれぞれ接続して、コモンモードにおける信号減衰量を測定した。比較として、アースに接続しないシールドコイルを具備するインダクタのデータも測定した。測定結果を図４に示す。実線は本発明例、波線はシールドコイルをアースに接続しない比較例である。
図４の信号減衰特性より、本発明例のアースに接続するシールドコイルを具備するインダクタは、１０ＭＨｚ付近より信号減衰特性を発揮し、従来問題であった高周波ノイズの低減を可能とする特性を示した。
本発明は、従来は対策が困難であったコイル部品による高周波ノイズ対策を、コイル部品によってノイズ対策を可能とした極めて有効なものであり、ローパスフィルタの性能向上、高機能化を可能とするものである。
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３：インダクタ
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４ａ，Ｃ１４ｂ：キャパシタ
Ｌ１２ａ：線路Ａ上に位置するＬ１２のインダクタ
Ｌ１２ｂ：線路Ｂ上に位置するＬ１２のインダクタ
Ｌ１２ｃ：シールドコイル
Ｅ：アース
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４ａ，Ｃ１４ｂ：キャパシタ
Ｌ１２ａ：線路Ａ上に位置するＬ１２のインダクタ
Ｌ１２ｂ：線路Ｂ上に位置するＬ１２のインダクタ
Ｌ１２ｃ：シールドコイル
Ｅ：アース
Claims (3)
- インダクタとキャパシタを主要部品とするローパスフィルタにおいて、インダクタとキャパシタをｎ段として構成するフィルタ回路の内、少なくとも線路の対称位置にある一対のインダクタは、トランス構造で共通の磁心に設けたコイルからなり、かつ、前記磁心には、一方端をアースに接続し、他方端が開放状態であるシールドコイルを具備することを特徴とするローパスフィルタ。
- 公衆回線網側より２段目に位置する線路の対称位置にあるインダクタは、トランス構造で共通の磁心に設けたコイルからなり、前記磁心には、アースに接続するシールドコイルが具備し、かつ、前記シールドコイルは、アース接続部以外のコイル端末は未接続の開放状態であることを特徴とする請求項１記載のローパスフィルタ。
- シールドコイルは、センタータップをアースに接続することを特徴とする請求項１から請求項２記載のローパスフィルタ。
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