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绝缘电路、绝缘电路的特性调整系统、绝缘电路的屏蔽装置以及绝缘电路的特性调整方法

摘要

目的在于以简单的控制调整绝缘电路的特性。本发明的绝缘电路(1)具有:单元区域(20),其排列有多个单元(21),该单元(21)具有:第1导体(22),其包含至少1个电容(C1、C2);第2导体(23),其与第1导体(22)连接,含有电感,且与共通电位短路;以及供电路(24),其与第1导体(22)以及第2导体(23)非接触地设置,该单元(21)以比受到单元(21)的作用的信号的波长(λ)小的尺寸构成;至少1个供电量控制部(25),其通过对供给至构成单元区域(20)的各单元(21)的供电路(24)的供电量进行控制,从而控制单元区域(20)的介电常数和磁导率中的某一个或两者;以及电路部(5),其配置在受到介电常数和所述磁导率的某一个或两者的作用的位置处,使输入侧和输出侧电绝缘。

著录项

  • 公开/公告号CN104380525A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-02-25

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 横河电机株式会社;

    申请/专利号CN201380031183.7

  • 发明设计人 望月聪;

    申请日2013-05-24

  • 分类号H01P1/20(20060101);H01P5/10(20060101);H03H7/42(20060101);

  • 代理机构11112 北京天昊联合知识产权代理有限公司;

  • 代理人何立波;张天舒

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-12-17 04:48:46

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-04-12

    授权

    授权

  • 2015-03-25

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01P1/20 申请日:20130524

    实质审查的生效

  • 2015-02-25

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种在输入侧和输出侧实现电绝缘的绝缘电路、绝 缘电路的特性调整系统、绝缘电路的屏蔽装置以及绝缘电路的特性调 整方法。

背景技术

绝缘电路用于在输入侧和输出侧实现电绝缘。作为绝缘电路主 要已知有变压器。在专利文献1中公开有关于压电变压器的绝缘电路 的技术。图9表示出作为绝缘电路而使用有变压器的电路的等效电路 的一个例子。在该等效电路中,具有输入电路101、变压器102、以 及输出电路103。输入电路101是输入信号的电路,输出电路103是 输出信号的电路。此外,变压器102是实现电绝缘的电路。

输入电路101具有交流电源104和输入阻抗105,交流电源104 与信号接地SG连接。从输入电路101供电的信号输入至变压器102 的第1输入端口106。随后,通过变压器102的电磁耦合的作用,信 号从第1输出端口107输出。随后,信号输入至输出电路103。输出 电路103具有终端电阻108和电流计109。因此,信号从输出电路103 输出。

另外,在图9中,为了进行DC绝缘,将信号接地SG与变压器 102的第2输入端口110连接,将框架接地FG与第2输出端口111 连接。此外,图9的电容器112表示杂散电容。

专利文献1:日本特开2008-118816号公报

发明内容

使用绝缘电路的电路结构通常是如图9所示的结构。绝缘电路 通过物理的电路设计而制造,绝缘电路的功能唯一地确定。在绝缘电 路中,一边实现电绝缘,一边将信号从1次侧(输入侧)传递至2 次侧(输出侧)。因此,可使用的信号的频率依赖于绝缘电路的设计, 该信号的频带也处于规定的范围内。例如,在进行能够与1GHz频带 对应的绝缘电路的电路设计时,无法将该绝缘电路应用于2GHz频带 的信号。

因此,为了使用该绝缘电路传递2GHz频带的信号,需要对绝 缘电路自身进行更换。此时,由于将所要使用的绝缘电路变更为不同 的电路,因此也不得不进行基板的更换、电路图案的变更。因此,需 要对形成于基板的电路整体进行大幅度变更。

因此,在制造出的绝缘电路中可使用的信号的频率受到限制。 这不仅针对信号的频率,对于信号的相位也是同样的。即,相位特性 与制造出的绝缘电路相对应地唯一确定,如果想要使绝缘电路具有不 同的相位特性,则仍然需要进行绝缘电路的更换,并不得不进行电路 整体的大幅变更。

此外,绝缘电路根据电路设计而具有固定的特性。因此,在接 受绝缘电路的作用的信号中会产生与输入阻抗的不匹配。尤其是在使 用的频带的两端处产生较大的不匹配。此外,信号的损耗也根据绝缘 电路的电路设计而被固定,有时产生较大的信号损耗。

如前述所示,与使用的信号的频率等相对应而进行绝缘电路的 电路设计。此时,如果使用的信号的频率较低,则用于安装绝缘电路 的安装基板的面积变大。并且,在基板的相对介电常数、多层化而成 的层压材料、板厚、由蚀刻制法而形成的悬边/底边所带来的特性阻 抗中产生波动。

因此,绝缘电路的功能唯一确定,可使用的信号也由绝缘电路 的特性决定。即,绝缘电路的特性根据电路设计是固定的。假设在使 用与绝缘电路的特性不相适应的信号的情况下,该信号无法通过绝缘 电路,或者信号发生明显劣化。因此,在使用该信号的情况下,需要 进行绝缘电路的更换。

因此,本发明的目的在于以简单的控制调整绝缘电路的特性。

为了解决以上的课题,本发明的绝缘电路具有:单元区域,其 排列有多个单元,所述单元具有:第1导体,其包含至少1个电容; 第2导体,其与所述第1导体连接,含有电感,且与共通电位短路; 以及供电路,其与所述第1导体以及所述第2导体非接触地设置,该 单元以比受到所述单元的作用的信号的波长小的尺寸构成;至少1 个供电量控制部,其通过对供给至构成所述单元区域的各单元的所述 供电路的供电量进行控制,从而控制所述单元区域的介电常数和磁导 率的某一个或两者;以及电路部,其配置在受到所述介电常数和所述 磁导率的某一个或两者的作用的位置处,使输入侧和输出侧电绝缘。

根据本发明,能够通过对供给至供电路的供电量进行控制,从 而对单元区域及其附近的空间的介电常数、磁导率进行控制。介电常 数、磁导率发生变化的作用施加至电路部,由此,能够控制电路部的 特性。因此,无需重新设计绝缘电路,就能够得到具有任意的特性的 绝缘电路。

此外,也可以是所述供电量控制部通过使所述供电量变化,从 而使所述电路部的特性变化。

通过供电量控制部使供电量变化,从而介电常数、磁导率发生 变化,并且该作用施加至电路部。由此,电路部的特性发生变化。能 够通过使供电量变化为适当的值,从而使电路部的特性发生变化。

此外,也可以是在所述供电量控制部中预先设定所述供电量, 以使得所述电路部成为期望的特性。

能够与电路部的特性对应地预先设定供电量。由此,能够使用 与电路部的特性相对应的绝缘电路。此外,预先设定的供电量能够设 定为任意的值。

此外,也可以是所述单元区域被分割为多个区域,针对每个该 区域,所述供电量控制部对所述供电量进行控制。

能够通过将单元区域分割为多个区域,并对各区域的供电量进 行控制,从而针对每个区域使介电常数、磁导率发生变化。电路部具 有规定的区域,能够针对电路部的每个区域使特性发生变化。

此外,也可以是所述第1导体设为大致8字形状,在该大致8 字形状的至少一个部位处形成有切缝。

能够通过将第1导体的形状设为大致8字形状,并形成切缝, 从而使第1导体具有电容。

此外,还可以具有:电路层,其配置有所述电路部;单元区域 层,其配置有所述单元区域;以及屏蔽层,其还具有所述单元区域和 所述供电量控制部,且设置在与所述电路层以及所述单元区域层不同 的层,对来自外部的噪声进行反射。

将绝缘电路设为多层构造,使得具有屏蔽层。由此,通过屏蔽 层的效果,能够阻断来自外部的噪声,能够确保通过绝缘电路的信号 的纯度。特别地,能够通过设置屏蔽层而构成对电路层以及单元区域 层的上层以及下层进行包夹的构造,从而进一步阻断来自外部的噪 声。

此外,也可以是本发明的绝缘电路的特性调整系统具有:前述 之中的1个绝缘电路;信号检测部,其对从所述绝缘电路输出的信号 进行检测;以及供电量运算部,为了向所述供电量控制部提供所述供 电量的值,该供电量运算部基于所述信号检测部的检测结果,运算出 使所述绝缘电路成为期望的特性的所述供电量的值。

通过利用信号检测部检测信号,并基于该检测结果对供电量的 值进行运算并调整,从而能够得到具有期望的特性的绝缘电路。

此外,本发明的绝缘电路的屏蔽装置具有:前述之中的1个绝 缘电路;第1屏蔽部,其配置在所述绝缘电路的外部,还具有所述单 元区域和所述供电量控制部,对来自外部的噪声进行反射;以及第2 屏蔽部,其配置在所述绝缘电路的外部,还具有所述单元区域和所述 供电量控制部,对所述噪声进行反射,所述绝缘电路夹在所述第1 屏蔽部和所述第2屏蔽部之间。

通过在绝缘电路的上方配置第1屏蔽部,以及在下方配置第2 屏蔽部,从而能够使来自外部的噪声发生反射,能够确保通过绝缘电 路的信号的纯度。

此外,本发明的芯片能够将前述之中的任意一个控制电路、绝 缘电路的特性调整系统或者绝缘电路的屏蔽装置单芯片化。

能够通过将前述的各电路单芯片化在1个芯片中,从而实现电 路尺寸的紧凑化。

此外,本发明的绝缘电路的特性调整方法包含以下步骤,即, 对从前述的任意一个绝缘电路输出的信号进行检测;为了向所述供电 量控制部提供所述供电量的值,基于检测到的所述信号的结果,运算 出使所述绝缘电路成为期望的特性的所述供电量的值;以及所述供电 量控制部将具有所述供电量的值的供电量供给至所述供电路。

发明的效果

本发明通过使供给至供电路的供电量发生变化,从而使单元区 域及其附近的空间的介电常数、磁导率发生变化。介电常数、磁导率 发生变化的作用施加至电路部,由此,电路部的特性发生变化。因此, 通过使供电量变化而无需重新设计绝缘电路,从而能够得到具有任意 的特性的绝缘电路。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的绝缘电路的侧视图以及俯视图。

图2是表示单元区域的结构的一个例子的图。

图3是表示单元区域的单元的结构的图。

图4是在图1的绝缘电路层叠有屏蔽区域的图。

图5是将图1的绝缘电路设为4层构造的图。

图6是表示绝缘电路的特性调整系统的结构的框图。

图7是表示绝缘电路的屏蔽装置的结构的框图。

图8是对将某一个电路单芯片化而得到的芯片的一个例子进行 说明的图。

图9是表示现有的绝缘电路的等效电路的图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。图1表示本实施方式的 绝缘电路1。绝缘电路1是在输入侧和输出侧实现电绝缘的电路。绝 缘电路1由多层构造的层叠体2而构成。图1的绝缘电路1形成为2 层构造,具有第1层(Layer1)和第2层(Layer2)。在第1层上层 叠有第1层基板3,在第2层上层叠有第2层基板4。图1(a)表示 俯视图,图1(b)表示侧视图。

首先,说明第1层。第1层是形成有电路部5的电路层。电路 部5形成于第1层基板3上,是将输入侧和输出侧电绝缘的电路。此 处,作为电路部5而应用所谓的马卡德巴伦(Marchand Balun),但 只要是绝缘电路即可,能够应用任意的电路。因此,电路部5具有: 输入端口10、第1线路11、第2线路12、第3线路13、第4线路 14、开放端15、框架接地16、第1输出端口17、信号接地18、以及 第2输出端口19。

第1线路11与第2线路12相连接,但第1线路11以及第2线 路12与第3线路13、第4线路14彼此非接触地分离。由此,电路 部5构成绝缘电路。优选第1线路11和第3线路13平行,第2线路 12和第4线路14平行。

在第1线路11的一端连接输入端口10,在另一端连接第2线路 12。在第2线路12的一端连接第1线路11,在另一端连接开放端15。 在第3线路13的一端连接框架接地16,在另一端连接第1输出端口 17。在第4线路14的一端连接信号接地18,在另一端连接第2输出 端口19。由于将框架接地16连接至第3线路13,将信号接地18连 接至第4线路14,所以电路部5成为直流完全绝缘的状态。

下面,对第2层(Layer2)进行说明。第2层是在第2层基板4 上形成单元区域20的单元区域层。第2层层叠在第1层的下部,但 也可以层叠在第1层的上部。此外,也可以是同层。如图1所示,单 元区域20被分割为单元区域20A、20B、20C、20D这4个区域。第 1线路11~第4线路14与该4个单元区域20A~20D对应地设置。另 外,在图1(a)的俯视图中,为了进行说明,省略第1层基板3的 图示。

各单元区域20A~20D由绝缘部20I十字状地划分形成。因此, 各单元区域20A~20D之间形成为电绝缘的状态。在图1中,十字状 地划分形成,但也可以通过任意方法划分形成,此外也可以不进行划 分形成。即,也可以仅由1个单元区域20构成。此外,也可以将单 元区域20划分形成为大于或等于5个。

单元区域20A~20D设为大体相同的结构,将多个单元21在纵 横方向上以2维排列。图2表示单元区域20A的一个例子,但单元 区域20B~20D也设为同样的结构。如该图所示,单元区域20A的多 个单元21在纵横方向上以2维排列。单元21的排列可以是1维,也 可以是3维,但此处设为在纵横方向上以2维排列的结构。

各单元区域20能够作为CRLH(Composite Right and Left  Handed)构造起作用。CRLH构造是复合左右手构造,是介电常数和 磁导率为正值的RH系(右手系),以及介电常数和磁导率为负值的 LH系(左手系)的复合构造。右手系的构造进行自然界的物质中存 在的行为,但左手系的构造进行自然界中不存在的行为。即,左手系 构造由人造物质构成。也将该左手系的构造物称为超材料。

各单元21的尺寸形成得极其微小。单元区域20以使第1层所 配置的电路部5(绝缘电路)的特性发生变化为目的而设置。尽管各 单元21的尺寸形成得极其微小,但至少要形成为比流过马卡德巴伦 的信号(高频信号)的波长λ小的尺寸,实际中形成为比波长λ充分 小的尺寸。

图3表示出1个单元21的结构。如该图所示,单元21具有第1 导体22、第2导体23以及供电路24。第1导体22是为了使表面电 流流动而设置的导电性物质。在第1导体22中含有至少1个电容。 此处,为了满足该条件,采用大致8字形状,在上下2个部位设置间 隙部(第1导体22的切缝)C1、C2。由间隙部C1、C2形成电容。

第1导体22是导电性物质,只要含有至少1个电容即可,其形 状可以应用任意的形状。例如可以采用大致四边形形状,大致三角形 形状,或规定的平面形状。但是,无论采用任意的形状,均要包含至 少1个电容。电容只要形成在第1导体22的某个位置处即可,该位 置没有限定。另外,作为单元21的尺寸,可以列举出单元的各边的 长度(例如,第1导体22在平面上的纵、横的长度、1个单元21中 的供电路24的长度方向的长度等)。

第2导体23作为通路孔(通孔)而形成,沿与图3的纸面正交 的方向延伸。在图3中,第2导体23设置在第1导体22的大致8 字形状的交点处,但也可以设置在第1导体22的任意位置处。第2 导体23与未图示的共通电位(例如,接地)短路(短路短截线)。 由此,第2导体23具有电感。另外,第2导体23只要是具有电感的 导体即可,也可以应用除了通路孔之外的结构。

供电路24是流动电流的电流通路。在图3的与纸面正交方向上, 供电路24配置在与第1导体22不同高度的位置处。由此,第1导体 22和供电路24成为非接触。而且,供电路24和第2导体23构成为 非接触。因此,在供电路24中至少贯穿有比第2导体23的直径大的 孔,第2导体23与供电路24非接触地嵌合插入至该孔中。

供电量控制部25与供电路24连接。该供电量控制部25向供电 路24进行供电,在作为流出电流的电流源起作用的同时,能够适当 地控制供电量(电流量)。在图3中,表示出将供电量控制部25和 供电路24连接而进行供电的接触供电,但也可以利用非接触供电(例 如,利用无线进行的供电)进行供电。

供电量控制部25能够对多个单元21分别进行供电,此外能够 使同一个供电量控制部25对多个单元21中的规定数量的单元21进 行供电。例如,也可以是将排列为1列的多个单元21的供电路24 进行连接,从同一个供电量控制部25进行供电。供电的方法是任意 的,例如可以通过电波的辐射进行供电。此外,也可以构成为从1 个供电量控制部25向单元区域20A的所有单元21进行供电。

因此,根据针对各单元21供电的方式,有时设置与单元21的 个数相对应的供电量控制部25,此外,有时设置比单元21的个数少 的供电量控制部25。即,尽管根据供电的方式有所不同,但供电量 控制部25的个数至少大于或等于1个。

通过向供电路24进行供电,从而流出电流(可以是高频电流, 也可以是低频电流)。由此,如图3所示,产生磁场M。通过产生 磁场M,从而在第1导体22流过表面电流。该表面电流的大小与供 电路24的供电量(电流量)成正比。

通过在第1导体22中流过表面电流,从而在电容C1、C2中积 蓄电荷,并且在第2导体23中流过电流。由此,构成与供电路24 的供电量相对应的具有一定的谐振频率的LC谐振电路。因此,1个 单元21构成LC谐振电路,通过在纵横方向上排列多个该单元21, 从而形成为排列有多个LC谐振电路的状态。

其中,各单元21配置在与相邻的单元21靠近的位置处,但彼 此非接触地排列。由此,在1个单元21和该单元21周围的单元21 之间产生杂散电容。该杂散电容也构成LC谐振电路的电容。杂散电 容依赖于第1导体22的表面电流,因此与供电路24的供电量成正比。

如图2所示,通过将与信号的波长λ相比充分小的微小尺寸的 单元21以在2维下靠近且非接触的方式排列多个,从而构成具有一 定面积的单元区域20A。即,单元区域20A形成为微小尺寸的LC谐 振电路以阵列状排列多个的状态。该构造能够作为CRLH构造起作 用。

供电量控制部25对构成单元区域20A的各单元21的供电路24 进行供电。由此,在LC谐振电路中引起谐振,单元区域20A及其附 近的空间的介电常数、磁导率被决定。而且,供电量控制部25通过 使供电量变化,从而使介电常数、磁导率发生变化。即,能够通过对 供电量进行控制,从而控制单元区域20A及其附近的空间的介电常 数、磁导率。

如前述所示,单元区域20A形成为将多个单元21作为LC谐振 电路进行排列而得到的结构,能够与供电量相对应地控制介电常数、 磁导率。因此,能够通过对介电常数和磁导率中的一个或两者进行控 制,从而向信号施加使振幅、相位、延迟等发生变化等的期望的作用。

如图1所示,利用第2层的单元区域20A~20D,对其附近的空 间的介电常数和磁导率的一个或两者进行控制。此处,设为对介电常 数进行控制,但也可以对磁导率或者两者进行控制。如果对单元区域 20A~20D的介电常数进行控制,则其附近的空间的介电常数发生变 化。

如图1所示,电路部5配置于第1层(Layer1)的第1层基板3。 因此,电路部5配置在受到单元区域20A~20D的介电常数、磁导率 的作用的位置处(例如,相对于单元区域20A~20D而言,二维或三 维下的附近的位置处)。该作用施加至电路部5,电路部5的特性发 生变化。即,马卡德巴伦的特性发生变化。

另外,对于绝缘电路,其特性根据物理的电路设计而唯一地确 定,所使用的信号的频率、相位特性处于预定的范围内。即,通常的 绝缘电路的特性是固定的。例如,在使用1GHz频带的电路设计的绝 缘电路的情况下,不能将2GHz频带的信号使用于该绝缘电路中。此 外,相位特性也是同样的。此外,在绝缘电路中也存在输入/输出阻 抗特性、通过损耗特性,这些特性也根据绝缘电路的设计而是固定的。

因此,通常的绝缘电路根据其电路设计,绝缘电路的特性是固 定的。因此,在使用不同特性的绝缘电路的情况下,需要进行绝缘电 路的更换。因此,在本实施方式中,无需更换绝缘电路1,而使绝缘 电路的特性自由地变化。为此,通过对单元区域20和电路部5进行 层叠,使用供电量控制部25向单元区域20进行供电,从而进行介电 常数、磁导率的控制。如前述所示,通过对介电常数、磁导率进行控 制,从而针对通过绝缘电路1的信号,使振幅、相位、延迟、阻抗、 通过损耗特性等发生变化。由此,绝缘电路1的特性发生变化。

电路部5是马卡德巴伦,从输入端口10输入单相信号(单端信 号)。该单相信号在第1线路11中进行传送。通过在第1线路11 中流过单相信号,从而信号流向第2线路12,而且利用电磁耦合的 作用,在第3线路13、第4线路14中流过信号。此时,在第3线路 13和第4线路14这两者中流过信号,而且,2个信号是逆相的。由 此,将从输入端口10输入的单相信号变换为差分信号,并从第1输 出端口17以及第2输出端口19输出。由此,实现马卡德巴伦的功能。

马卡德巴伦是绝缘电路,有时绝缘电路1的特性与1GHz频带 的信号相对应,而不与2GHz频带的信号相对应。在该情况下,不能 输出2GHz频带的差分信号。因此,供电量控制部25对在供电路24 中流过的供电量进行控制。

由此,各单元区域20A~20D及其附近的介电常数、磁导率发生 变化。通过电路部5受到该介电常数、磁导率的作用,从而电路部5 的特性(信号的通频带特性)发生变化。由此,绝缘电路1能够将 2GHz频带的单相信号变换为差分信号。即,仅通过使供电量控制部 25的供电量发生变化,就能够使绝缘电路1的特性本身发生变化。 由此,能够使绝缘电路1的特性、此处是马卡德巴伦的特性发生变化, 能够将不同频带的信号从单相信号变换为差分信号。

能够通过使供电量控制部25的供电量发生变化,从而对单元区 域20A~20D及其附近的介电常数和磁导率中的一个或两者进行控 制。由此,不仅能够使可使用的频带可变,还能够对信号的相位特性、 通过时的损耗特性、输入/输出阻抗特性、信号的衰减特性等各种特 性进行控制。

例如,电路设计而得到的绝缘电路在输入/输出阻抗特性方面产 生相当程度的不匹配,但通过供电量控制部25使供电量发生变化, 从而能够对输入/输出阻抗特性进行控制。由此,通过将供电量控制 为最佳,从而能够使输入/输出阻抗特性完全地实现阻抗匹配,能够 消除信号的反射。

如上所述,单元区域20分割为4个单元区域20A~20D,将各个 单元区域20A~20D构成为绝缘部,但分割数量能够任意设定。此处, 由于与第1线路11~第4线路14分别对应而设置单元区域20A~20D, 因此将分割数量设为4。因此,第1线路11的特性由单元区域20A 控制,第2线路12的特性由单元区域20B控制,第3线路13的特 性由单元区域20C控制,第4线路14的特性由单元区域20D控制。

如前述所示,能够将单元区域20的分割数量任意设定,分割后 的各个单元区域利用不同的介电常数、磁导率进行控制。例如,也可 以将第1线路11的一半和剩余的一半控制为不同的特性。此外,单 元区域20的分割方法不限于十字状,也可以在倾斜方向上分割。但 是,需要使得分割而成的单元区域构成为绝缘部。能够通过增多单元 区域20的分割数量,从而在电路部5的各处使特性发生变化。即, 能够通过增多分割数量,从而使电路部5所具有的特性的参数的调整 精度更精细。

下面,使用图4说明第1变形例。第1变形例的绝缘电路1形 成为至少3层的层叠构造。即,第1层在第1层基板3上配置马卡德 巴伦电路,第2层在第2层基板4上配置单元区域20,第3层(Layer3) 在第3层基板31上配置屏蔽区域32。屏蔽区域32采用与单元区域 20相同的结构,通过在纵横方向上排列多个单元21,从而设为排列 有多个LC谐振电路的结构。但是,屏蔽区域32没有设置绝缘部, 没有对区域进行分割。

因此,在屏蔽区域32中也排列有多个单元21,能够对各单元 21的供电量自由地控制。由此,能够自由地控制介电常数、磁导率。 屏蔽区域32是为了防止噪声从外部混入而设置的。如果噪声从外部 混入,则会对通过绝缘电路1的信号造成影响。

通过控制屏蔽区域32及其附近区域的介电常数、磁导率,从而 能够使屏蔽区域32的折射率发生变化,使来自外部的噪声发生反射。 因此,未图示的供电量控制部对针对各单元21的供电量进行控制, 以得到用于使来自外部的噪声反射的介电常数、磁导率。由此,能够 不使对电路部5的信号的纯度造成影响的噪声混入。

图5表示第2变形例。图5设为4层的层叠构造。在第1层的 第1层基板3上层叠有上层屏蔽部33,在第2层的第2层基板4上 层叠有电路部5。在第3层的第3层基板31上层叠有单元区域20, 在第4层(Layer4)的第4层基板35上层叠有下层屏蔽部34。在第 2变形例中,形成为电路部5位于层叠构造的内部,且电路部5以及 单元区域20被夹在上层屏蔽部33和下层屏蔽部34之间的层叠构造。 另外,图5所示的层叠构造是4层构造,但也可以是更多的多层构造。 对于图1、图4也可以同样地设为大于或等于5层的多层构造。

单元区域20如前述所示,使电路部5的特性发生变化。上层屏 蔽部33(上层屏蔽层)以及下层屏蔽部34(下层屏蔽层)与单元区 域20同样地,通过在纵横方向上排列多个单元21,从而形成为排列 有多个LC谐振电路的结构。但是,上层屏蔽部33以及下层屏蔽部 34没有设置绝缘部,没有对区域进行分割。

单元区域20的各单元21由供电量控制部25控制供电量。由此, 使电路部5的特性发生变化。上层屏蔽部33以及下层屏蔽部34相对 于多个单元21,也由未图示的供电量控制部控制供电量。由此,使 上层屏蔽部33以及下层屏蔽部34具有使外部的噪声进行反射的这种 特性。即,上层屏蔽部33以及下层屏蔽部34具有与屏蔽区域32相 同的特性。

由此,由于不会向由上层屏蔽部33和下层屏蔽部34夹着的电 路部5中混入来自外部的噪声,因此由噪声带来的影响不会施加至电 路部5的信号。在图4所示的屏蔽区域32中,仅能够对电路部5实 现针对1个方向的噪声的保护,而不能实现针对相反方向的噪声的保 护。

因此,通过将电路部5夹在上层屏蔽部33和下层屏蔽部34之 间,从而能够对电路部5进行针对双向的噪声的保护。通过对上层屏 蔽部33以及下层屏蔽部34的各单元21的供电量进行控制,以使来 自外部的噪声进行反射,从而能够大体完全地保护电路部5的信号。

下面,参照图6说明第3变形例。在第3变形例中,能够自动 地将绝缘电路1的特性调整为最佳。该图表示绝缘电路的特性调整系 统40。该绝缘电路的特性调整系统40具有:绝缘电路1、输入端41、 衰减器42、输出端43、信号检测部44、特性控制部45以及供电量 控制部46。此外,特性控制部45具有:调整量运算部47、供电量运 算部48以及衰减器控制部49。

绝缘电路1也可以应用图1所示的绝缘电路1、图4所示的绝缘 电路1、图5所示的绝缘电路1中的某一者。但是,进行供电量的调 整是针对单元区域20A~20D的,为了使电路部5的特性发生变化而 进行调整。从输入端41输入信号S。衰减器42是可变衰减器,信号 S通过衰减器42进行规定量的衰减。而且,信号S输入至绝缘电路 1。

从绝缘电路1输出的信号S是从输出端43输出的。此时,信号 S也向信号检测部44输入。信号检测部44对信号S的电平(信号的 振幅、功率等)进行检测。其中,信号S的信号电平是信号检测部 44的检测结果。检测到的信号电平输入至特性控制部45的调整量运 算部47。在调整量运算部47中,对检测到的信号电平进行识别。

从输出端43输出的信号S的信号电平需要设为规定的信号电 平。例如,如果由于绝缘电路1发生输入/输出阻抗的不匹配,在信 号S中发生反射,则在信号电平中产生损耗。因此,调整量运算部 47向供电量运算部48输出该情况。随后,供电量运算部48运算出 使得绝缘电路1的输入/输出阻抗匹配的供电量的值。另外,在信号 S的信号电平并不很高的情况下,无需使衰减器42的衰减量发生变 化。

运算出的供电量的值输入至供电量控制部46,由供电量控制部 46向绝缘电路1的供电路24供电。由此,单元区域20A~20D及其 附近的介电常数也发生变化,能够实现阻抗的匹配。因此,从绝缘电 路1输出的信号S的信号电平也不会衰减而变高。由此,绝缘电路1 输入/输出阻抗成为期望的阻抗,因此能够从输出端43输出目标信号 电平的信号S。

另一方面,有时从输入端41输入的信号S的信号电平过高。在 该情况下,在信号检测部44中检测到高信号电平。也能够通过控制 向单元区域20A~20D的各单元21的供电量,从而使信号电平降低。 但是,由于与绝缘电路1相比,衰减器42能够使信号电平更大程度 地降低,因此在使信号电平降低的幅度较大的情况下,使用衰减器 42。

为此,调整量运算部47在使信号S的信号电平降低幅度较大的 情况下,将信号电平的降低幅度(衰减量)向衰减器控制部49通知。 衰减器控制部49由此控制衰减器42。因此,信号S通过衰减器42 进行规定量的衰减。随后,衰减后的信号S输入至绝缘电路1。

调整量运算部47在衰减器42中进行了较大程度的衰减后,进 一步识别使信号S进行衰减的量。该衰减是在绝缘电路1的单元区 域20A~20D进行的。供电量运算部48运算出为此的供电量的值,供 电量控制部46向各单元21进行供电。由此,能够将信号S设为期 望的信号电平,并从输出端43输出。

能够对绝缘电路1的单元区域20A~20D的各单元21的供电量 进行控制,但利用衰减器42进行衰减能够得到大的衰减量。因此, 能够通过利用衰减器42使信号电平较大程度地衰减,且利用绝缘电 路1细微地进行信号电平的调整,从而将信号S的信号电平设为期 望的电平。

另外,特性控制部45例如能够利用未图示的外部的计算机实现。 即,将信号检测部44的检测值自动或手动导入计算机,并基于该检 测值利用计算机运算供电量的值或衰减器42的衰减量的值。随后, 这些值从计算机自动或手动导入至供电量控制部46或衰减器42。

因此,能够通过控制单元区域20A~20D的各单元21的供电量, 从而使绝缘电路1的特性发生各种变化。例如,能够使用任意的频带 的信号,能够自由地调整输入/输出阻抗,也能够进行衰减量的控制。 而且,如图6所示,能够通过信号检测部44对信号S进行检测,特 性控制部45对供电量控制部46的供电量进行控制,从而自动地得到 期望的绝缘电路1的特性。

另外,在图6中,能够自动地得到期望(最佳)的绝缘电路1 的特性,但需要绝缘电路1的特性调整系统40。关于该点,如果能 够预先识别出绝缘电路1的期望的特性,则无需使用绝缘电路1的特 性调整系统40。例如,在使用2GHz频带的信号的情况下,通过在 图3的供电量控制部25中设定与该2GHz频带对应的供电量,从而 能够得到与目标相对应的绝缘电路1的特性。

即,也能够无需自动调整绝缘电路1的特性,而预先设定出期 望的绝缘电路1的特性。例如,在接下来使用1GHz频带的信号的情 况下,能够通过在图3的供电量控制部25中设定与1GHz频带相对 应的供电量,从而使用与1GHz频带相对应的绝缘电路1。另外,在 分别设计1GHz频带用的绝缘电路和2GHz频带用的绝缘电路的情况 下,也能够通过对向各个供电量控制部25设定的供电量进行相应的 变更而实现,因此,能够使设计作业变得容易。

下面,参照图7说明第4变形例。第4变形例是实现绝缘电路1 的保护的绝缘电路的屏蔽装置50的例子。如该图所示,绝缘电路1 夹在第1屏蔽部51和第2屏蔽部52之间。在绝缘电路1的环境下存 在噪声N,该噪声N会对绝缘电路1的信号造成影响。

因此,利用第1屏蔽部51以及第2屏蔽部52对噪声N进行反 射。第1屏蔽部51以及第2屏蔽部52如图1所示的单元区域20这 样,在纵横方向上排列有多个单元21。但是,无需设置绝缘部。因 此,能够通过控制供电量控制部25的供电量,从而调整第1屏蔽部 51以及第2屏蔽部52的特性。

该特性的调整通过以下的动作进行。噪声N输入至屏蔽控制装 置53的天线61。输入至天线61中的噪声N由频率解析部62对频率 进行解析,如果是不会对绝缘电路1的信号造成影响的噪声N,则无 需进行特别的动作。即,也可以构成为使噪声N透过第1屏蔽部51 以及第2屏蔽部52。

另一方面,在由频率解析部62解析出噪声N是会对绝缘电路1 的信号造成影响的频率时,电平检测部63对由天线61检测到的噪声 N的电平进行检测。随后,供电量运算部64通过对第1屏蔽部51 以及第2屏蔽部52的折射率进行控制,从而运算出能够对噪声N进 行充分反射而阻断噪声N这样的供电量的值。随后,将运算出的供 电量的值输出至供电量控制部65。

供电量控制部65供给针对第1屏蔽部51以及第2屏蔽部52的 各单元21运算出的供电量。由此,第1屏蔽部51以及第2屏蔽部 52通过对介电常数的控制,从而折射率发生变化而对噪声N进行反 射。由此,由噪声N造成的影响不会施加至第1屏蔽部51和第2屏 蔽部52之间的绝缘电路1的信号。

另外,图7的绝缘电路的屏蔽装置50与在图5中所说明的上层 屏蔽部33以及下层屏蔽部34具有相同的功能。即,针对噪声N对 在上层屏蔽部33(第1屏蔽部51)和下层屏蔽部34(第2屏蔽部52) 之间夹着的绝缘电路1进行保护。在这个意义上,具有相同的功能。

因此,也可以将图7的屏蔽控制装置53与图5的上层屏蔽部33 以及下层屏蔽部34连接。在该情况下,也能够自动地具有对绝缘电 路1进行保护的最佳的屏蔽效果。

下面,参照图8,说明第5变形例。前述的绝缘电路1、绝缘电 路的特性调整系统40以及绝缘电路的屏蔽装置50能够使用介电常数 较高的基板而单芯片化。能够通过使用介电常数高的基板,从而将单 片化的芯片小型化。此时,可以将绝缘电路1以及绝缘电路的特性调 整系统40的全部单芯片化,也可以将一部分单芯片化。

图8的芯片80表示出将绝缘电路的特性调整系统40单芯片化 而得到的芯片80的例子。芯片80除了前述的输入端41和输出端43 之外,还具有第1控制端口81和第2控制端口82。从输入端41输 入信号S,从输出端43输出信号S。信号S能够通过绝缘电路1,而 从输出端43输出。

如前述所示,设有用于对各单元21的供电路24的供电量进行 控制的供电量控制部46。供电量控制部25是用于供给电流的电流源, 能够通过设置于第1控制端口81或第2控制端口82的端口(供电端 口)而实现该供电量控制部25。

另外,在芯片80中包含CPU、ALC(Automatic Level Control)、 可变衰减器、VCO(Voltage Controlled Oscillator)、PLL(Phase locked  loop)、功率分配合成器(Power Divider/Combiner)、天线等的情况 下,将用于控制这些器件的端口设置于第1控制端口81或第2控制 端口82。

另外,以上的说明只不过是以本发明的说明和例示为目的的特 定的优选实施例。因此本发明不限于上述实施例,在不脱离其本质的 范围内包含更多的变更、变形。

本申请基于2012年6月12日提出的日本专利申请(日本特愿 2012-132443),在这里,作为参照而引用其内容。

标号的说明

1  绝缘电路

2  层叠体

5  电路部

10 输入端口

11   第1线路

12   第2线路

13   第3线路

14   第4线路

20   单元区域

20I  绝缘部

21   单元

22   导体

23   通路孔

24   供电路

25   供电量控制部

32   屏蔽区域

33   上层屏蔽部

34   下层屏蔽部

40   绝缘电路的特性调整系统

44   信号检测部

45   特性控制部

46   供电量控制部

47   调整量运算部

48   供电量运算部

50   绝缘电路的屏蔽装置

51   第1屏蔽部

52   第2屏蔽部

53   屏蔽控制装置

65   供电量控制部

80   芯片

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