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

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
【专利摘要】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。
【专利说明】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

【技术领域】
[0001 ] 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】
[0002]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。
[0003]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f禹合的作用，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。
[0004]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。
[0005]专利文献1:日本特开2008 - 118816号公报


【发明内容】

[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。此夕卜，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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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I导体，其包含至少I个电容；第2导体，其与所述第I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I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I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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]此外，也可以是所述第I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。
[0022]能够通过将第I导体的形状设为大致8字形状，并形成切缝，从而使第I导体具有电容。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]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。
[0031]此外，本发明的绝缘电路的特性调整方法包含以下步骤，S卩，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。
[0032]发明的效果
[0033]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。

【专利附图】

【附图说明】
[0034]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。
[0035]图2是表示单元区域的结构的一个例子的图。
[0036]图3是表示单元区域的单元的结构的图。
[0037]图4是在图1的绝缘电路层叠有屏蔽区域的图。
[0038]图5是将图1的绝缘电路设为4层构造的图。
[0039]图6是表示绝缘电路的特性调整系统的结构的框图。
[0040]图7是表示绝缘电路的屏蔽装置的结构的框图。
[0041]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。
[0042]图9是表不现有的绝缘电路的等效电路的图。

【具体实施方式】
[0043]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I。绝缘电路I是在输入侧和输出侧实现电绝缘的电路。绝缘电路I由多层构造的层叠体2而构成。图1的绝缘电路I形成为2层构造，具有第I层(Layerl)和第2层(Layerf)。在第I层上层叠有第I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。
[0044]首先，说明第I层。第I层是形成有电路部5的电路层。电路部5形成于第I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I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I输出端口 17、信号接地18、以及第2输出端口 19。
[0045]第I线路11与第2线路12相连接，但第I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I线路11和第3线路13平行，第2线路12和第4线路14平行。
[0046]在第I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I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I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。
[0047]下面，对第2层(Layerf)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I层的下部，但也可以层叠在第I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I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I层基板3的图示。
[0048]各单元区域20A?20D由绝缘部201十字状地划分形成。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I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。
[0049]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I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。
[0050]各单兀区域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。
[0051]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。
[0052]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Cl、C2形成电容。
[0053]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)。
[0054]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。
[0055]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。
[0056]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。
[0057]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。
[0058]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。
[0059]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。
[0060]通过在第I导体22中流过表面电流，从而在电容Cl、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，I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。
[0061]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I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I导体22的表面电流，因此与供电路24的供电量成正比。
[0062]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20Α。S卩，单元区域20Α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。
[0063]供电量控制部25对构成单元区域20Α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20Α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。S卩，能够通过对供电量进行控制，从而控制单元区域20Α及其附近的空间的介电常数、磁导率。
[0064]如前述所示，单元区域20Α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。
[0065]如图1所示，利用第2层的单元区域20Α?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20Α?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。
[0066]如图1所示，电路部5配置于第I层(Layerl)的第I层基板3。因此，电路部5配置在受到单元区域20Α?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20Α?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。
[0067]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IGHz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。此夕卜，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。
[0068]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I，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I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I的特性发生变化。
[0069]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。
[0070]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。
[0071]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。
[0072]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。
[0073]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。
[0074]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。
[0075]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。
[0076]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(Layerf)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。
[0077]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I的信号造成影响。
[0078]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。
[0079]图5表示第2变形例。图5设为4层的层叠构造。在第I层的第I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。
[0080]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。
[0081]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。
[0082]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I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。
[0083]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。
[0084]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I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 ο
[0085]绝缘电路I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I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I。
[0086]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。
[0087]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。
[0088]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。
[0089]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。
[0090]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。
[0091]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。
[0092]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。
[0093]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。
[0094]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。
[0095]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I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I的特性。
[0096]S卩，也能够无需自动调整绝缘电路I的特性，而预先设定出期望的绝缘电路I的特性。例如，在接下来使用IGHz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IGHz频带相对应的供电量，从而使用与IGHz频带相对应的绝缘电路I。另外，在分别设计IGHz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。
[0097]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I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I夹在第I屏蔽部51和第2屏蔽部52之间。在绝缘电路I的环境下存在噪声N，该噪声N会对绝缘电路I的信号造成影响。
[0098]因此，利用第I屏蔽部51以及第2屏蔽部52对噪声N进行反射。第I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I屏蔽部51以及第2屏蔽部52的特性。
[0099]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I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I屏蔽部51以及第2屏蔽部52。
[0100]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I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I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。
[0101]供电量控制部65供给针对第I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I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I屏蔽部51和第2屏蔽部52之间的绝缘电路I的信号。
[0102]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I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I进行保护。在这个意义上，具有相同的功能。
[0103]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I进行保护的最佳的屏蔽效果。
[0104]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I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。
[0105]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I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I，而从输出端43输出。
[0106]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I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。
[0107]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(PowerDivider/Combiner)、天线等的情况下,将用于控制这些器件的端口设置于第I控制端口 81或第2控制端口 82。
[0108]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。
[0109]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。
[0110]标号的说明
[0111]I绝缘电路
[0112]2层叠体
[0113]5电路部
[0114]10输入端口
[0115]11 第I线路
[0116]12 第2线路
[0117]13 第3线路
[0118]14 第4线路
[0119]20 单元区域
[0120]201绝缘部
[0121]21 单元
[0122]22 导体
[0123]23 通路孔
[0124]24 供电路
[0125]25 供电量控制部
[0126]32 屏蔽区域
[0127]33 上层屏蔽部
[0128]34 下层屏蔽部
[0129]40 绝缘电路的特性调整系统
[0130]44 信号检测部
[0131]45 特性控制部
[0132]46 供电量控制部
[0133]47 调整量运算部
[0134]48 供电量运算部
[0135]50绝缘电路的屏蔽装置
[0136]51第1屏蔽部
[0137]52第2屏蔽部
[0138]53屏蔽控制装置
[0139]65供电量控制部
[0140]80芯片
【权利要求】
1.一种绝缘电路，其具有: 单元区域，其排列有多个单元，所述单元具有第I导体、第2导体及供电路，该第I导体包含至少I个电容，该第2导体与所述第I导体连接，包含电感，且与共通电位短路，该供电路与所述第I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I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中的某一个或两者；以及电路部，其配置在受到所述介电常数和所述磁导率中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。
2.根据权利要求1所述的绝缘电路，其中， 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。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘电路，其中， 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。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的绝缘电路，其中， 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。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的绝缘电路，其中， 所述第I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。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的绝缘电路，其中，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。
7.一种绝缘电路的特性调整系统，其具有: 权利要求1至6中任一项所述的绝缘电路； 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，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。
8.—种绝缘电路的屏蔽装置，其具有: 权利要求1至5中任一项所述的绝缘电路； 第I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I屏蔽部和所述第2屏蔽部之间。
9.一种芯片，其是将权利要求1至6中任一项所述的绝缘电路、权利要求7所述的绝缘电路的特性调整系统、或权利要求8所述的绝缘电路的屏蔽装置单芯片化而得到的。
10.一种绝缘电路的特性调整方法，其中，包含以下步骤，即， 对从权利要求1至6中任一项所述的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。
【文档编号】H01P1/20GK104380525SQ201380031183
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】望月聪 申请人:横河电机株式会社