-
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektronische Vorrichtung, in der eine Leiterplatte, die einen LSI aufweist, innerhalb eines Harzgehäuses aufgenommen ist, und die mit einem Verbinder versehen ist, um die Leiterplatte elektrisch mit der Außenseite des Harzgehäuses mittels Kabel zu verbinden.
-
Wenn eine fahrzeuggebundene elektronische Vorrichtung betrieben wird, wird eine unbeabsichtigte Funkwelle möglicherweise von einer derartigen Leiterplatte und einem Energieversorgungskabel abgestrahlt. Die unbeabsichtigte Funkwelle ist als Strahlungsrauschen bekannt. Wenn das Strahlungsrauschen auftritt, wird beispielsweise ein Wellenempfang einer Rundfunkübertragung durch eine fahrzeuggebundene Antenne blockiert und ein Problem eines sogenannten Funkrauschens beziehungsweise Radiorauschens kann auftreten. Das Strahlungsrauschen in der fahrzeuggebundenen elektronischen Vorrichtung wird hauptsächlich durch einen Gleichtaktstrom verursacht. Der Gleichtaktstrom wird durch ein Ungleichgewicht von Impedanzwerten zwischen Energieversorgungs- und einer Masse-(GND)Leitungen verursacht.
-
Ein Erzeugungsmechanismus des Gleichtaktstroms in der fahrzeuggebundenen elektronischen Vorrichtung und ein Verfahren zum Reduzieren eines Gleichtaktstrahlungsrauschens, das durch den Gleichtaktstrom verursacht wird, sind beispielsweise im Patentdokument 1, Patentdokument 2, Nicht-Patentdokument 1 und Nicht-Patentdokument 2 offenbart.
Patentdokument 1:
JP-4623315 B Patentdokument 1:
WO-09-096203 A Nicht-Patentdokument 1:
IEICE Trans. C, Bd. J89-C, Nr. 11, S. 854–865 (2006) Nicht-Patentdokument 2:
IEICE Trans. C, Bd. E93-B, Nr. 7, S. 1788–1796 (2010) -
7A ist ein Diagramm zum Erläutern einer Analyse des Gleichtaktstrahlungsrauschens in Patentdokument 1. Sowohl 7A als auch 7B illustrieren ein Ersatzschaltbild für eine Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB) mit einem Mikrocomputer (beispielsweise ein CMOS-Treiber) und einem Energieversorgungssystem eines Drahtkabelbaums. 7C zeigt eine zu 7B äquivalente Schaltung mit einer Frequenz kleiner oder gleich 100 MHz.
-
Der Gleichtaktstrom wird durch eine Stromfluktuation des Energieversorgungssystems in einer elektronischen Vorrichtung verursacht, die mit dem Drahtkabelbaum verbunden ist. In 7A sind signifikante Elemente hinsichtlich einer Reduzierung des Gleichtaktstroms ausgewählt und erläutert. 7B illustriert die zu 7A äquivalente Schaltung. Vd entspricht einer Energieversorgung, die einen Hochfrequenzstrom bereitstellt. Cb entspricht einem sogenannten Bypasskondensator, der zwischen einer GND-Leitung und der Energieversorgungsleitung auf dem PCB angeordnet ist. Lv entspricht einer Induktivität zwischen dem Mikrocomputer und der Energieversorgungsleitung auf dem PCB. Lg entspricht einer Induktivität zwischen dem Mikrocomputer der Masseleitung und dem Bypasskondensator auf dem PCB. Cv entspricht einer parasitären Kapazität zwischen der Energieversorgungsleitung auf dem PCB und einer Referenzmasse. Cg entspricht einer parasitären Kapazität zwischen der Masseleitung auf dem PCB und der Referenzmasse. Zv entspricht einer Impedanz der Energieversorgungsleitung des Drahtkabelbaums. Zg entspricht einer Impedanz der Masseleitung des Drahtkabelbaums. Zc entspricht einer Gleichtaktimpedanz des Drahtkabelbaums. I1 entspricht einem Strom, der durch die parasitären Induktivitäten Lv, Lg fließt. I2 entspricht einem Strom, der durch die parasitären Kapazitäten Cv, Cg fließt.
-
Bei einer Frequenz kleiner oder gleich 100 MHz kann der Bypasskondensator Cb als ein Kurzschluss betrachtet werden, und demnach kann die äquivalente Schaltung beziehungsweise Ersatzschaltung in 7B annähernd als eine Schaltung in 7C betrachtet werden. In 7C entspricht Vc einer Gleichtaktpotenzialspannung an einer Position, an der der Drahtkabelbaum mit dem PCB verbunden ist. Ic entspricht einem Gleichtaktstrom, der durch den Drahtkabelbaum fließt. Aus der Analyse der Schaltung in 7C ist eine Bedingung dafür, dass die Gleichtaktpotenzialspannung Vc gleich null ist und der Gleichtaktstrom Ic nicht erzeugt wird, folgendermaßen ausgedrückt: Lv·Cv – Lg·Cg = 0 (Ausdruck 1)
-
Gemäß Nicht-Patentdokument 1, in dem einer der Erfinder der vorliegenden Offenbarung in den Untersuchungen involviert war, wird das Gleichtaktrauschen minimiert, wenn der Ausdruck 1 erfüllt ist. Es ist nicht notwendig, eine Gleichtaktdrossel in der Nähe eines Verbinders bereitzustellen, um das Gleichtaktrauschen zu reduzieren, wie dies herkömmlich durchgeführt wird. Ferner wird, sogar wenn eine Induktivität mit einem größeren Wert oder ein Kondensator mit einem größeren Wert angebracht ist, das Gleichtaktrauschen nicht immer in Proportion dazu reduziert. Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben herausgefunden, dass es eine angemessene Kombination eines Induktivitätswerts und eines Kapazitätswerts zum Reduzieren des Gleichtaktrauschens gibt und das Gleichtaktrauschen über einen großen Frequenzbereich reduziert werden kann, wenn der Ausdruck 1 erfüllt ist.
-
Beispielsweise schlägt Patentdokument 1 vor, dass eine Induktivität mit einer Energieversorgungs-/Masseleitung in Serie verbunden wird, so dass der Ausdruck 1 erfüllt ist. Patentdokument 2 schlägt vor, um den Ausdruck 1 zu erfüllen, dass zusätzlich zu einer Induktivität eine leitende Platte auf einer Leiterplatte eines Packages beziehungsweise Chipgehäuses angebracht wird. Die leitende Platte erzeugt eine parasitäre Kapazität für eine Energieversorgungs-/Masseleitung. Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben eine Patentanmeldung
JP-A-2011-004044 eingereicht, die eine kostengünstige und einfach strukturierte elektronische Vorrichtung offenbart, in der ein kapazitives Element zwischen einer Masseebene und einer Hochpotenzialleitung und/oder einer Niedrigpotenzialleitung einer Leiterplatte eingefügt wird, um den Ausdruck 1 zu erfüllen, ohne eine Induktivität hinzuzufügen.
-
Wie in 7A, 7B und 7C beschrieben ist, ist der Ausdruck 1 durch (i) zwei parasitäre Induktivitäten, die durch eine Leiterplatte und ein Verdrahtungsmuster eines LSI bestimmt sind, und (ii) zwei parasitäre Kapazitäten zwischen einer Referenzmasse und dem Verdrahtungsmuster des LSI ausgedrückt. Demnach ist es, um das Gleichtaktrauschen durch Erfüllen des Ausdrucks 1 zu reduzieren, wie beispielsweise in Patentdokument 1 und Patentdokument 2 offenbart ist, erforderlich, wiederholt eine elektronische Versuchsvorrichtung zu entwerfen und herzustellen, indem eine Induktivität hinzugefügt und/oder eine parasitäre Kapazität erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein Wert einer zusätzlichen Induktivität und/oder ein Wert einer erzeugten parasitären Kapazität zum Erfüllen des Ausdrucks 1 bestimmt.
-
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben Folgendes herausgefunden. Viele der jüngsten elektronischen Vorrichtungen verwenden ein Harzgehäuse anstatt eines Metallgehäuses, und zusätzlich kann eine Metallform um eine Befestigungsposition herum, die die Referenzmasse (GND) ist, den Ausdruck 1 beeinträchtigen. Demnach kann die Reduzierungswirkung für das Gleichtaktrauschens in der Versuchsproduktion bedeutungslos werden, nachdem die elektronische Vorrichtung auf einem Gerät angebracht wird, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die eine Leiterplatte, einen LSI, der auf der Leiterplatte angebracht ist, ein Harzgehäuse, das die Leiterplatte aufnimmt, und einen Verbinder aufweist, der die Leiterplatte elektrisch mit der Außenseite des Harzgehäuses mittels Kabel verbindet, so dass, sogar wenn die Referenzmasse (GND) abhängig von der Befestigungsposition der elektronischen Vorrichtung geändert wird, die elektronische Vorrichtung eingestellt werden kann, um den Ausdruck einer Bedingung zum Reduzieren des Gleichtaktrauschens zu erfüllen, und eine einfache Struktur und niedrige Herstellungskosten sicherstellen kann.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Elektronische Vorrichtung mit einer Leiterplatte, einem LSI, der auf der Leiterplatte angebracht ist, einem Harzgehäuse und einem Verbinder versehen. Das Harzgehäuse nimmt die Leiterplatte auf. Der Verbinder verbindet die Leiterplatte elektrisch mit einer Außenseite des Harzgehäuses mittels eines Kabels. Eine Hochpotenzialleitung und eine Niedrigpotenzialleitung sind auf der Leiterplatte vorgesehen, um den LSI zu verbinden. Ein Bypasskondensator ist zwischen der Hochpotenzialleitung und der Niedrigpotenzialleitung eingefügt und befindet sich in der Nähe des Verbinders. Ein inselförmiges leitendes Muster ist auf der Leiterplatte vorgesehen. Ein Ausgabeanschluss des LSI ist jeweils mit dem inselförmigen leitenden Muster verbunden. Mehrere Paare des inselförmige leitenden Musters und des Ausgabeanschlusses, der jeweils eine Verbindung mit dem inselförmigen leitenden Muster herstellt, sind auf der Leiterplatte vorgesehen.
-
Gemäß der vorstehenden elektronischen Vorrichtung kann, sogar wenn die Referenzmasse (GND) abhängig von der Befestigungsposition der elektronischen Vorrichtung geändert wird, die elektronische Vorrichtung eingestellt werden, um den Ausdruck der Bedingung zum Reduzieren des Gleichtaktrauschens zu erfüllen, und kann eine einfache Struktur und niedrige Herstellungskosten sicherstellen.
-
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen ersichtlicher.
-
Es zeigen:
-
1A eine schematische Draufsicht, die eine Außenseite einer Leiterplatte illustriert, die innerhalb einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorgesehen ist;
-
1B eine Querschnittsansicht der elektronischen Vorrichtung entlang IB-IB von 1A;
-
2 eine vergrößerte schematische Ansicht, die die Innenseite und Außenseite eines LSI illustriert, der in 1A erläutert wird;
-
3 ein Säulendiagramm, das ein Testergebnis einer Reduzierung von Gleichtaktrauschen illustriert, wenn ein Ausgabesignal eines Ausgabeanschlusses auf dem LSI zwischen einem High-Zustand und einem Low-Zustand durch Kommunikation zwischen der Außenseite des LSI und dem LSI umgeschaltet wird und ein Verbindungszustand eines inselförmigen leitenden Musters zwischen einem High-Zustand und einem Low-Zustand umgeschaltet wird;
-
4 eine Teilansicht, die eine Außenseite einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungseinheit einer fahrzeuggebundenen Klimaanlage illustriert, die eine Verwendungssituation der elektronischen Vorrichtung illustriert;
-
5A eine perspektivische Explosionsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel, wobei die elektronische Vorrichtung ein Harzgehäuse verwendet, das ebenso als ein Verbindergehäuse verwendet wird;
-
5B eine vergrößerte Draufsicht, die eine Leiterplatte illustriert, die innerhalb des Harzgehäuses vorgesehen ist;
-
6A eine schematische Draufsicht, die einen Hauptteil einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
-
6B eine Draufsicht, die eine Leiterplatte illustriert, bevor ein elektronischer Teil angeordnet wird;
-
6C ein Schaltungsdiagramm, das einen Hauptteil der elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
-
7A ein Ersatzschaltbild zum Analysieren eines Gleichtaktstrahlungsrauschens aus dem Nicht-Patentdokument 1 und einen Mikrocomputer auf einer Leiterplatte und ein Energieversorgungssystem eines Drahtkabelbaums;
-
7B eine Ersatzschaltbild für die Leiterplatte, die den Mikrocomputer und das Energieversorgungssystem des Drahtkabelbaums aufweist; und
-
7C eine zu 7B äquivalente Schaltung bei einer Frequenz kleiner oder gleich 100 MHz.
-
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben Folgendes herausgefunden. Sogar wenn eine elektronische Vorrichtung, die den Ausdruck 1 erfüllt, in einer Versuchsproduktion bereitgestellt werden kann, wird der Ausdruck 1 nicht notwendigerweise erfüllt, nachdem die elektronische Vorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist. Insbesondere verwenden viele der jüngsten elektronischen Vorrichtungen ein Harzgehäuse anstatt eines Metallgehäuses, und zusätzlich kann eine Metallform um eine Befestigungsposition herum, die eine Referenzmasse (GND) ist, direkt den Ausdruck 1 beeinträchtigen. Demnach kann die Reduzierungswirkung für ein Gleichtaktrauschens, die durch Erfüllen des Ausdrucks 1 in der Versuchsproduktion erreicht wird, bedeutungslos werden, nachdem die elektronische Vorrichtung an dem Fahrzeug angebracht ist.
-
Ein Beispiel der elektronischen Vorrichtung, die das Harzgehäuse verwendet, ist eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-(Heating Ventilation and Air Conditioning, HVAC)Einheit einer fahrzeuggebundenen Klimaanlage. In der HVAC-Einheit wird die elektronische Vorrichtung, die ein sogenannter Smartverbinder ist, verwendet. In dem Smartverbinder wird eine elektronische Leiterplatte zum Antreiben eines Servomotors innerhalb das Harzgehäuses eines Verbinders gesetzt. In der HVAC-Einheit werden mehrere Smartverbinder um ein HVAC-Einheitgehäuse herum, das ebenso aus Harz gefertigt ist, bereitgestellt. Obwohl eine Karosserie des Fahrzeugs der Referenzmasse (GND) in 7A entsprechen kann, ändert sich die Referenzmasse abhängig von einer Befestigungsposition, an der der Smartverbinder auf dem HVAC-Einheitgehäuse angebracht ist. Dies kommt daher, dass die Karosserie des Fahrzeugs eine komplexe Form aufweist.
-
Nachfolgend wird ein Beispiel von Ausführungsformen der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
-
(Erste Ausführungsform)
-
1A ist eine schematische Ansicht, die eine elektronische Vorrichtung 10a gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert. 1A ist eine Draufsicht einer Außenseite einer Leiterplatte 2a, die innerhalb der elektronischen Vorrichtung 10a aufgenommen ist. 1B ist eine Querschnittsansicht der elektronischen Vorrichtung 10a entlang einer strichpunktierten Linie IB-IB von 1A.
-
2 ist eine vergrößerte schematische Ansicht, die eine Innenseite und Außenseite eines LSI 1a illustriert, der in 1A erläutert ist.
-
Die elektronische Vorrichtung 10a in 1A ist eine elektronische Vorrichtung, die mit einer Leiterplatte 2a, einem Harzgehäuse 3 und einem Verbinder 4a versehen ist. Der LSI 1a ist auf der Leiterplatte 2a angebracht. Das Harzgehäuse 3a nimmt die Leiterplatte 2a auf. Der Verbinder 4a verbindet die Leiterplatte 2a mit der Außenseite des Harzgehäuses 3a mittels Kabel (nicht dargestellt). In der elektronischen Vorrichtung 10a wird, wie in 1A erläutert ist, ein Bypasskondensator BC1 entsprechend einem Bypasskondensator in 7A zwischen einer Energieversorgungsleitung VCC und einer Masseleitung GND in der Nähe des Verbinders 4a eingefügt. Die Energieversorgungsleitung VCC kann einer Hochpotenzialleitung auf der Leiterplatte 2a entsprechen und verbindet den LSI 1a, wie in 1A erläutert ist. Die Masseleitung GND kann einer Niedrigpotenzialleitung auf der Leiterplatte 2a entsprechen und verbindet den LSI 1a.
-
In der elektronischen Vorrichtung 10a, wie in 1A und 2 beschrieben ist, ist die Leiterplatte 2a mit inselförmigen leitenden Mustern Pa, Pb, Pc, Pd versehen. Die inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd verbinden entsprechend zugeordnet Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd des LSI 1a. Die elektronische Vorrichtung 10a weist mehrere Paare der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd und der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd des LSI 1a auf der Leiterplatte 2a auf. Beispielsweise werden vier Paare der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd und der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd des LSI 1a als ein Beispiel der elektronischen Vorrichtung 10a in 2 erläutert.
-
Grundsätzlich kann der LSI 1a der elektronischen Vorrichtung 10a in 1A eine Rauschquelle werden. Ein normales Rauschen fließt in entgegengesetzte Richtungen an der Energiequellenleitung VCC und der Masseleitung GND. Ein Bypasskondensator BC1 wird zwischen der Energiequellenleitung VCC und der Masseleitung GND der Leiterplatte 2a in der Nähe des Verbinders 4 eingefügt, um das normale Rauschen zu entfernen. Ein Gleichtaktrauschen wird zwischen der Referenzmasse (GND) und der Energiequellenleitung VCC oder der Masseleitung GND verursacht. Da das Gleichtaktrauschen an der Energiequellenleitung VCC und der Masseleitung GND in gleichen Richtungen fließt, kann das Gleichtaktrauschen nicht durch den Bypasskondensator BC1 entfernt werden.
-
Gemäß einem Ergebnis einer Untersuchung eines Erzeugungsmechanismus des Gleichtaktrauschens wird das Gleichtaktrauschen durch eine Potenzialdifferenz (eine durchschnittliche Potenzialdifferenz) ΔV zwischen einem Referenzpotenzial, das einem Potenzial an der Referenzmasse (GND) entspricht, und einem Kabelpotenzial verursacht, das einem Potenzial an dem Drahtkabelbaum entspricht. Somit verursacht die Potenzialdifferenz ΔV einen Gleichtaktstrom, der durch das Kabel fließt, was zu einer Abstrahlung einer elektromagnetischen Rauschwelle von dem Kabel führt. Die Potenzialdifferenz ΔV wird durch (i) eine parasitäre Induktivität Lv der Hochpotenzialleitung, (ii) eine parasitäre Induktivität Lg der Niedrigpotenzialleitung, (iii) eine parasitäre Kapazität Cv der Hochpotenzialleitung für die Referenzmasse (GND) und (iv) eine parasitäre Kapazität Cg der Niedrigpotenzialleitung für die Referenzmasse (GND) verursacht. Die Hochpotenzialleitung kann der Energieversorgungsleitung VCC entsprechen. Die Niedrigpotenzialleitung kann der Masseleitung GND entsprechen. Der Ausdruck einer Bedingung, damit die vorstehend erläuterte Potenzialdifferenz ΔV null ist und das Gleichtaktrauschen minimiert wird, kann folgendermaßen ausgedrückt werden: Lv·Cv – Lg·Cg = 0 (Ausdruck 1)
-
Bedauerlicherweise ist es grundsätzlich schwierig, die parasitäre Induktivität Lv der Hochpotenzialleitung, die parasitäre Induktivität Lg der Niedrigpotenzialleitung, die parasitäre Kapazität Cv und die parasitäre Kapazität Cg in einer Entwurfsstufe auf einen gewünschten Wert festzulegen. Grundsätzlich kann der linke Teil des Ausdrucks 1 (LV·Cv – Lg·Cg) kleiner oder größer als null werden. Demnach ist für eine elektronische Vorrichtung wiederholtes Entwerfen und Versuchsproduktion durch Hinzufügen einer Induktivität und/oder Erzeugen parasitärer Kapazität notwendig, um einen Wert der zusätzlichen Induktivität und einen Wert der erzeugten parasitären Kapazität zu bestimmen, die den Ausdruck 1 erfüllen.
-
Sogar wenn die elektronische Vorrichtung, die den Ausdruck 1 erfüllt, bei einer Versuchsproduktion gefertigt werden kann, ist es möglich, dass der Ausdruck 1 nicht erfüllt wird, nachdem die elektronische Vorrichtung auf einem Gerät angebracht ist, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet. In jüngeren Jahren verwenden viele der elektronischen Vorrichtungen ein Harzgehäuse anstatt eines Metallgehäuses. Eine Metallform um eine Befestigungsposition herum, die die Referenzmasse (GND) ist, kann den Ausdruck 1 direkt beeinflussen. Eine Reduzierungswirkung für das Gleichtaktrauschen, die durch Erfüllen des Ausdrucks 1 in einer Probeproduktion erreicht wird, kann bedeutungslos werden, nachdem die elektronische Vorrichtung auf dem Gerät angebracht ist, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet.
-
In der elektronischen Vorrichtung 10a, die in 1A beispielhaft dargestellt ist, ist die Leiterplatte 2a mit den mehreren Paaren der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd auf der Leiterplatte 2a und den Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd des LSI 1a versehen. Die Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd des LSI 1a stellen eine Verbindung mit den entsprechend zugeordneten inselförmigen leitenden Mustern Pa, Pb, Pc, Pd her.
-
In der elektronischen Vorrichtung 10a, die das Harzgehäuse 3a verwendet, können Kombinationen der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd und der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd auf dem LSI 1a durch Kopplung mit der Referenzmasse (GND) als parasitärer Kondensator funktionieren.
-
Durch internes Einstellen des LSI 1a wird ein Ausgabesignal jedes Ausgabeanschlusses Sa, Sb, Sc, Sd auf einen hohen Zustand beziehungsweise High-Zustand oder einen niedrigen Zustand beziehungsweise Low-Zustand festgelegt, so dass ein entsprechendes inselförmiges leitendes Muster Pa, Pb, Pc, Pd in einen Hochpotenzialleitungsverbindungszustand oder einen Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand versetzt wird. Vorstehend ist der Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand ein Zustand, in dem das inselförmige leitende Muster Pa, Pb, Pc, Pd mit der Hochpotenzialleitung verbunden ist. Der Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand ist ein Zustand, in dem das inselförmige leitende Muster Pa, Pb, Pc, Pd mit der Niedrigpotenzialleitung verbunden ist.
-
Wie in 2 beschrieben ist, ist jedes der Ausgabesignale der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd der elektronischen Vorrichtung 10a bevorzugt durch Kommunikation zwischen der Außenseite des LSI 1a und dem LSI 1a durch eine Signalempfangsleitung Rx in den High-Zustand und den Low-Zustand umschaltbar. Tx entspricht einer Signalübertragungsleitung. Jedes der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd, die eine Verbindung mit jedem der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd herstellen, ist zwischen dem Hochpotenzialleitungsverbindungszustand und dem Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand durch Umschalten eines entsprechenden der Ausgabesignale der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd auswählbar. Gemäß der vorliegenden Konfiguration kann die Kommunikation von außerhalb eines LSI jedes Ausgabesignal von Ausgabeanschlüssen, die mit inselförmigen leitenden Mustern verbunden sind, zwischen einem High-Zustand und einem Low-Zustand umschalten, wodurch der Verbindungszustand der inselförmigen leitenden Muster zwischen einem Hochpotenzialleitungsverbindungszustand und einem Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand gewählt wird.
-
Beispielsweise wird in 2 das Ausgabesignal des Ausgabeanschlusses Sa an einer Verbindung A bereitgestellt, bei der Transistoren PT, NT miteinander verbunden sind. Die Transistoren PT, NT konfigurieren einen CMOS-Inverter. Wenn ein Gatesteuersignal des CMOS-Inverters durch Kommunikation von außerhalb des LSI 1a auf einen High-Zustand festgelegt wird, wird der Transistor NT eingeschaltet und der Transistor PT ausgeschaltet. Demzufolge geht das Ausgabesignal des Ausgabeanschlusses Sa in den Low-Zustand entsprechend einem Potenzial der Niedrigpotenzialleitung über und das inselförmige leitende Muster Pa geht in den Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand über. Auf umgekehrte Weise, wenn das Gatesteuersignal des CMOS-Inverters auf einen Low-Zustand festgelegt wird, wird der Transistor NT ausgeschaltet und der Transistor PT eingeschaltet. Demzufolge geht das Ausgabesignal des Ausgabeanschlusses Sa in den High-Zustand entsprechend einem Potenzial der Hochpotenzialleitung über und das inselförmige leitende Muster Pa geht in den Hochpotenzialleitungsverbindungszustand über.
-
In der elektronischen Vorrichtung 10a, die in 1A beispielhaft dargestellt ist, ist die Leiterplatte 2a mit mehreren Paaren der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd und der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd versehen. Gemäß der Konfiguration ist in der elektronischen Vorrichtung 10a, sogar nachdem die elektronische Vorrichtung 10a an dem Gerät angebracht ist, das die elektronische Vorrichtung 10a in der Praxis verwendet, ein Kapazitätswert der elektronischen Vorrichtung 10a einstellbar, so dass der obige Ausdruck 1 möglicherweise erfüllt wird. Insbesondere kann der Kapazitätswert der elektronischen Vorrichtung 10a durch Auswählen eines Verbindungszustands jedes inselförmigen leitenden Musters Pa, Pb, Pc, Pd eingestellt werden, die als der parasitäre Kondensator funktionieren. Es ist zu beachten, dass die inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd durch Kopplung mit der Referenzmasse (GND) als die parasitären Kondensatoren funktionieren und die parasitäre Kapazität von entweder der Hochpotenzialleitung oder der Niedrigpotenzialleitung korrigieren. Jedes der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd in der elektronischen Vorrichtung 10a kann einen Kapazitätswert aufweisen, der mit den Werten parasitärer Kapazitäten der Hochpotenzialleitung und der Niedrigpotenzialleitung vergleichbar ist.
-
Beispielsweise in einem Fall, in dem der linke Teil des Ausdrucks 1 (Lv·Cv – Lg·Cg), der für die parasitären Induktivitäten Lv, Lg und die parasitären Kapazitäten Cv, Cg relevant ist, größer als null ist, werden einige der Ausgabesignale der Ausgabeanschlüsse der mehreren Paare auf den Low-Zustand festgelegt und einige der inselförmigen leitenden Muster entsprechend den einigen der Ausgabeanschlüsse werden auf den Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand festgelegt. Demzufolge können die einigen der inselförmigen leitenden Muster als ein parasitärer Kondensator mit einer geeigneten Kapazität Ca funktionieren, so dass der linke Teil des Ausdrucks 1 nahe null gebracht werden kann: Lv·Cv – Lg·(Cg + Ca) → 0. Umgekehrt werden in einem Fall, in dem der linke Teil des Ausdrucks 1 (Lc·Cv – Lg·Cg) kleiner als null ist, einige der Ausgabesignale der Ausgabeanschlüsse der mehreren Paare auf den High-Zustand festgelegt und einige der inselförmigen leitenden Muster entsprechend den einigen der Ausgabeanschlüsse werden auf den Hochpotenzialleitungsverbindungszustand festgelegt. Demzufolge können die einigen der inselförmigen leitenden Muster als der parasitäre Kondensator mit dem geeigneten Kapazitätswert Ca funktionieren, so dass der linke Teil des Ausdrucks 1 nahe null gebracht werden kann: Lv·(Cv + Ca) – Lg·Cg → 0. Gemäß der Konfiguration können, wenn N Paare der inselförmigen leitenden Muster und der Ausgabeanschlüsse konfiguriert sind, es 2 bis n (n ist eine ganze Zahl größer als 1) Kombinationen sein, um den Ausdruck 1 einzustellen.
-
3 illustriert ein Testergebnis einer Reduzierung von Gleichtaktrauschen. In dem Test wird ein Ausgabesignal eines Ausgabeanschlusses eines LSI zwischen einem High-Zustand und einem Low-Zustand durch Kommunikation zwischen der Außenseite des LSI und dem LSI geändert, so dass ein Verbindungszustand eines inselförmigen leitenden Musters geändert wird.
-
In dem Test wird der LSI (H8S2134 Renesas Electronics Corporation) verwendet. Beim Messen eines Gleichtaktrauschens wird ein Flächenmaß eines inselförmigen leitenden Musters, das eine Verbindung mit einem Energieversorgungsanschluss herstellt, durch Kommunikation zwischen der Außenseite des LSI und dem LSI geändert. In 3 wird das Gleichtaktrauschen am meisten reduziert, wenn das Flächenmaß des inselförmigen leitenden Musters, das eine Verbindung mit dem Energieversorgungspotenzial herstellt, durch Kommunikation zwischen der Außenseite und dem LSI auf 550 mm2 festgelegt wird.
-
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, ist es in der elektronischen Vorrichtung 10a, die in 1A beispielhaft dargestellt ist, möglich, einen Wert des linken Teils des Ausdrucks 1 nahe null und eine Potenzialdifferenz ΔV nahe null zu haben, nachdem die elektronische Vorrichtung 10a an einem Gerät angebracht ist, das die elektronische Vorrichtung 10a in der Praxis verwendet. Vorstehend ist die Potenzialdifferenz ΔV eine Differenz zwischen einem Referenzmassepotenzial (GND) und einem Kabelpotenzial an einer Verbindung eines Bypasskondensators, der bei hoher Frequenz als ein Kurzschluss zwischen einer Hochpotenzialleitung und einer Niedrigpotenzialleitung dient. Gemäß der Konfiguration ist es sogar in einem Fall, in dem die elektronische Vorrichtung 10a an einer willkürlichen Position eines Geräts, das die elektronische Vorrichtung 10a in der Praxis verwendet, angebracht wird und sich die Referenzmasse (GND) abhängig von der Befestigungsposition ändert, möglich, das Gleichtaktrauschen, das durch den LSI 1a, der eine Rauschquelle ist, erzeugt wird, in dem Harzgehäuse 3 zu beseitigen und zu unterbinden, dass das Gleichtaktrauschen an die Außenseite des Harzgehäuses 3 mittels eines Kabels übertragen wird.
-
Eine Einstellung der elektronischen Vorrichtung 10a zum Erfüllen des Ausdrucks 1 erfordert nur, jedes der Ausgabesignale der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd auf den High- oder den Low-Zustand mit Bezug auf mehrere Paare der inselförmigen leitenden Muster Pa, Pb, Pc, Pd und der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd festzulegen, die auf der Leiterplatte 2 angebracht sind. Ferner kann es in einem Fall, in dem die elektronische Vorrichtung 10a erneut verwendet und an einer anderen Position des Geräts, das die elektronische Vorrichtung 10a in der Praxis verwendet, angebracht wird, ausreichen, nur die Ausgabesignale der Ausgabeanschlüsse Sa, Sb, Sc, Sd angemessen auf den High- oder den Low-Zustand festzulegen.
-
Es ist denkbar, dass ein alternatives Verfahren zum Einstellen einer elektronischen Vorrichtung zum Erfüllen des Ausdrucks 1 nach Anbringung an dem Gerät, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet, beispielsweise ein Verfahren zum Trimmen eines leitenden Musters, in Betracht gezogen werden kann. In dem alternativen Verfahren werden große leitende Muster, die jede einer Hochpotenzialleitung und einer Niedrigpotenzialleitung verbinden, vorbereitet. Dann wird die Situation, in der Rauschen auftritt, erfasst und die leitenden Muster werden wiederholt getrimmt, bis ein optimaler Wert erreicht ist. Leider erfordert das alternative Verfahren zum Anpassen der leitenden Muster viel Zeit und Aufwand für die Einstellung, und es ist im Gegensatz zur elektronischen Vorrichtung 10a nicht möglich, die angepasste elektronische Vorrichtung erneut zu verwenden, wenn eine Befestigungsposition geändert wird.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, kann in der elektronischen Vorrichtung 10a, die in 1A beispielhaft dargestellt ist, durch Kommunikation von außerhalb des LSI 1a der Kapazitätswert des parasitären Kondensators, der mit der Referenzmasse (GND) verknüpft ist, angemessen eingestellt werden, um das Gleichtaktrauschen zu reduzieren. Somit ist es, nachdem die elektronische Vorrichtung 10a an dem Gerät, das die elektronische Vorrichtung 10a in der Praxis verwendet, angebracht ist, möglich, die Rauschreduzierung ohne Anbringen und Entfernen der elektronischen Vorrichtung 10a zu erreichen. Demnach kann das Rauschen sogar unterdrückt werden, wenn die elektronische Vorrichtung 10a unterschiedliche Impedanzzuständen wie beispielsweise einer Versuchsstufe und einem praktischen Zustand aufweist.
-
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die elektronische Vorrichtung 10a, die in 1A beispielhaft dargestellt ist, mit der Leiterplatte 2a, die den LSI 1a aufweist, dem Harzgehäuse 3 und dem Verbinder 4a ausgestattet. Das Harzgehäuse 3a nimmt die Leiterplatte 2a auf. Der Verbinder 4a verbindet die Außenseite des Harzgehäuses 3a mit der Leiterplatte 2a elektronisch mittels eines Kabels. Sogar wenn die Referenzmasse (GND) abhängig von der Befestigungsposition der elektronischen Vorrichtung 10a geändert wird, kann die elektronische Vorrichtung 10a eingestellt werden, um den Ausdruck der Bedingung zum Reduzieren des Gleichtaktrauschens zu erfüllen, und kann eine einfache Struktur und niedrige Herstellungskosten sicherstellen.
-
Demzufolge ist die vorstehende elektronische Vorrichtung als die fahrzeuggebundene elektronische Vorrichtung bevorzugt, in der die Fahrzeugkarosserie mit einer komplexen Form als die Referenzmasse (GND) dient und das Harzgehäuse in jüngster Zeit häufig das Metallgehäuse ersetzt.
-
Das Harzgehäuse in der elektronischen Vorrichtung kann ebenso als ein Verbindergehäuse dienen.
-
Als ein Beispiel der vorstehenden Konfiguration werden elektronische Vorrichtungen mit Bezug auf 4, 5 und 6 erläutert.
-
4 illustriert einen Teil einer Außenseite der HVAC-Einheit der fahrzeuggebundenen Klimaanlage. 4 illustriert eine Verwendungssituation der elektronischen Vorrichtung 10. 5 illustriert die elektronische Vorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel und 6 illustriert ein Beispiel der elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Als Erstes wird eine elektronische Vorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel mit Bezug auf 5 erläutert. Als Nächstes wird die elektronische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 6 erläutert.
-
5A illustriert ein Beispiel der elektronischen Vorrichtung 10 in 4 und zeigt eine Struktur der elektronischen Vorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel. 5A ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Harzgehäuse 3 illustriert, das ebenso als das Verbindergehäuse verwendet wird. 5B ist eine vergrößerte Draufsicht, die eine Leiterplatte 2 illustriert, die innerhalb des Harzgehäuses 3 aufgenommen ist.
-
Wie in 4 erläutert ist, ist in der HVAC-Einheit der fahrzeuggebundenen Klimaanlage die elektronische Vorrichtung 10, die ein Harzgehäuse verwendet, mit einem Buskabelbaum H einer ECU verbunden, die die Klimaanlage betreibt. Die elektronische Vorrichtung 10 befindet sich an der Außenwand eines HVAC-Einheitsgehäuses und ist benachbart zu einem Servomotor M angebracht, der eine Windrichtung der Klimaanlage steuert. Die elektronische Vorrichtung 10 treibt den Servomotor M an und weist die folgende Struktur auf.
-
Wie vorstehend in 5 beschrieben ist, ist die elektronische Vorrichtung 10 der fahrzeuggebundenen Klimaanlage ein sogenannter Smartverbinder, in dem die Leiterplatte 2, die den LSI 1 zum Antreiben des Servomotors aufweist, innerhalb des Harzgehäuses 3 eines Verbinders beinhaltet ist, der einen Verbindungsanschluss 4 aufweist. Das Harzgehäuse 3, das die Leiterplatte 2 aufnimmt, wird ebenso als ein Gehäuse des Verbinders verwendet.
-
Wie in 4 erläutert ist, sind mehrere Smartverbinder um das Gehäuse der HVAC-Einheit herum angebracht. Das Gehäuse der HVAC-Einheit ist ebenso aus Harz gefertigt. Obwohl eine Fahrzeugkarosserie der Referenzmasse (GND) in 7A entsprechen kann, kann sich die Referenzmasse (GND) der elektronischen Vorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel in 5 abhängig von einer Position, an der der Smartverbinder angebracht ist, aufgrund der komplexen Form der Fahrzeugkarosserie ändern.
-
6A illustriert ein Beispiel der elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Eine elektronische Vorrichtung 10b in 6A wird auf ähnliche Weise zur elektronischen Vorrichtung 10 in 4 verwendet. 6A illustriert eine schematische Draufsicht, die einen Hauptteil der elektronischen Vorrichtung 10b illustriert. 6B illustriert eine Leiterplatte 2b, bevor ein elektronischer Teil auf der Leiterplatte 2b angebracht wird. 6C ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Hauptteil der elektronischen Vorrichtung 10b illustriert.
-
Die elektronische Vorrichtung 10b in 6A beinhaltet wie die elektronische Vorrichtung 10a in 1A eine Leiterplatte 2b, auf der ein LSI 1b angebracht ist. Die Leiterplatte 2b ist innerhalb eines Harzgehäuses 3b aufgenommen, das durch gestrichelte Linien in 6A angegeben ist. In der elektronischen Vorrichtung 10b wird ein Bypasskondensator BC2, der einem Bypasskondensator in 7A entspricht, zwischen einer Energieversorgungsleitung VCC und einer Masseleitung GND in der Nähe eines Verbinders eines Verbindungsanschlusses 4b eingefügt. Die Energieversorgungsleitung VCC kann einer Hochpotenzialleitung in der Leiterplatte 2b entsprechen und ist mit dem LSI 1b verbunden. Die Masseleitung GND kann einer Niedrigpotenzialleitung in der Leiterplatte 2b entsprechen und ist mit dem LSI 1b verbunden.
-
In der elektronischen Vorrichtung 10b ist die Leiterplatte 2b mit inselförmigen leitenden Mustern Pe, Pf, Pg versehen. Jedes der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg stellt eine Verbindung mit Ausgabeanschlüssen Se, Sf, Sg des LSI 1b her. Die elektronische Vorrichtung 10b, die in 6A beschrieben ist, weist mehrere Paare der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg und der Ausgabeanschlüsse Se, Sf, Sg des LSI 1b auf der Leiterplatte 2b auf. Beispielsweise sind drei Paare der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg und der Ausgabeanschlüsse Se, Sf, Sg des LSI 1b in der elektronischen Vorrichtung 10b in 6A beschrieben. In der elektronischen Vorrichtung 10b, die ein Harzgehäuse 3b verwendet, stellen die inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg entsprechend zugeordnet eine Verbindung mit den Ausgabeanschlüssen Se, Sf, Sg auf dem LSI 1b her. Die inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg können durch Kopplung mit der Referenzmasse (GND) als ein parasitärer Kondensator funktionieren.
-
Wie in 6C beschrieben ist, werden Ausgabesignale der Ausgabeanschlüsse Se, Sf, Sg des LSI 1b von CMOS-Invertern CM ausgegeben, die durch Dreiecke angegeben sind. Der CMOS-Inverter CM weist eine im Wesentlichen gleiche Konfiguration wie die Transistoren PT, NT auf, die einen CMOS-Inverter in 2 konfigurieren. Es ist möglich, dass das Gatesteuersignal des CMOS-Inverters CM zwischen einem High- und einem Low-Zustand durch Kommunikation zwischen der Außenseite des LSI 1b und dem LSI 1b umgeschaltet wird. Durch das Gatesteuersignal des CMOS-Inverters CM ist jedes der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg zwischen einem Hochpotenzialleitungsverbindungszustand und einem Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand auswählbar.
-
Gemäß der Konfiguration kann im Gegensatz zum Vergleichsbeispiel, sogar wenn die elektronische Vorrichtung 10b in 6A an einer willkürlichen Position der HVAC-Einheit angebracht ist, die die elektronische Vorrichtung 10b in der Praxis verwendet, wie in 4 beschrieben wird, und wenn die Referenzmasse (GND) abhängig von der Befestigungsposition geändert wird, das Gleichtaktrauschen, das durch den LSI 1b, der eine Rauschquelle ist, verursacht wird, innerhalb des Harzgehäuses 3 unterdrückt werden. Demnach ist es möglich, zu verhindern, dass sich das Gleichtaktrauschen zum Außenkabel des Harzgehäuses 3 überträgt.
-
Wie in 6B beschrieben ist, wird ein Teil des inselförmigen leitenden Musters Pf direkt unterhalb des LSI 1b bereitgestellt. Wie vorstehend beschrieben ist, kann, nachdem die elektronische Vorrichtung 10b an der HVAC-Einheit angebracht ist, der Verbindungszustand jedes der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg durch Kommunikation zwischen der Außenseite des LSI 1b und dem LSI 1b geändert werden. Jedes der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg funktioniert als ein parasitärer Kondensator durch Kopplung mit der Referenzmasse (GND). Jedes der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg kann direkt unterhalb des LSI 1b bereitgestellt werden. Gemäß der Konfiguration ist es möglich, eine belegte Fläche der inselförmigen leitenden Muster Pe, Pf, Pg zu reduzieren und die elektronische Vorrichtung 10b zu verkleinern.
-
In den vorstehenden Ausführungsformen sind die elektronischen Vorrichtungen 10a und 10b jeweils mit einem Harzgehäuse, einer Leiterplatte, die einen LSI aufweist, und einem Verbinder versehen. Das Harzgehäuse nimmt die Leiterplatte auf. Der Verbinder verbindet die Leiterplatte elektrisch mit der Außenseite des Harzgehäuses mittels eines Kabels. In den elektronischen Vorrichtungen 10a und 10b kann, sogar wenn sich die Referenzmasse (GND) abhängig von der Befestigungsposition ändert, die elektronische Vorrichtung eingestellt werden, um den Ausdruck der Bedingung zum Reduzieren des Gleichtaktrauschens zu erfüllen, und kann eine einfache Struktur und niedrige Herstellungskosten sicherstellen.
-
Die Hochpotenzialleitung in der vorstehend erläuterten elektronischen Vorrichtung kann eine Energieversorgungsleitung des LSI sein. Die Niedrigpotenzialleitung in der vorstehend erläuterten elektronischen Vorrichtung kann eine Masseleitung des LSI sein. Alternativ kann beispielsweise die Hochpotenzialleitung einer Hochpotenzialleitung des LSI entsprechen, der CAN-(Controller Area Network)Kommunikation steuert, und die Niedrigpotenzialleitung kann einer Niedrigpotenzialleitung des LSI entsprechen, der die CAN-Kommunikation steuert.
-
Die Anzahl von Paaren des inselförmigen leitenden Musters und des verbundenen Ausgabeanschlusses kann eine willkürliche Zahl größer oder gleich 2 sein. Die größere Anzahl von Paaren ermöglicht es, eine feinere Einstellung zum Erfüllen des Ausdrucks 1 auszuführen.
-
Die vorstehende Ausführungsform zusammengefasst ist die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung mit einer Leiterplatte, einem LSI, der auf der Leiterplatte angebracht ist, einem Harzgehäuse, das die Leiterplatte aufnimmt, und einem Verbinder versehen, der die Leiterplatte elektrisch mit der Außenseite des Harzgehäuses durch Kabel verbindet. In der elektronischen Vorrichtung sind eine Hochpotenzialleitung und eine Niedrigpotenzialleitung mit der Leiterplatte versehen, die eine Verbindung zum LSI herstellt. Ein Bypasskondensator wird zwischen der Hochpotenzialleitung und der Niedrigpotenzialleitung in der Nähe des Verbinders eingefügt. Ein inselförmiges leitendes Muster ist auf der Leiterplatte vorgesehen und ein Ausgabeanschluss des LSI ist mit dem inselförmigen leitenden Muster verbunden. Mehrere Paare des inselförmigen leitenden Musters und des Ausgabeanschlusses sind auf der Leiterplatte vorgesehen.
-
Grundsätzlich kann der LSI der vorstehenden elektronischen Vorrichtung eine Rauschquelle werden. Normales Rauschen fließt in einer Hochpotenzialleitung und einer Hochpotenzialleitung in entgegengesetzte Richtungen. Der Bypasskondensator wird zwischen der Hochpotenzialleitung und der Niedrigpotenzialleitung auf der Leiterplatte in der Nähe des Verbinders eingefügt, um das normale Rauschen zu entfernen. Ein Gleichtaktrauschen wird zwischen der Referenzmasse (GND) und der Hochpotenzialleitung oder der Niedrigpotenzialleitung verursacht. Da das Gleichtaktrauschen in der Hochpotenzialleitung und der Niedrigpotenzialleitung in gleiche Richtungen fließt, kann das Gleichtaktrauschen durch den Bypasskondensator nicht entfernt werden.
-
Gemäß einem Ergebnis einer Untersuchung eines Erzeugungsmechanismus des Gleichtaktrauschens wird das Gleichtaktrauschen durch eine Potenzialdifferenz (eine durchschnittliche Potenzialdifferenz) ΔV zwischen einem Referenzpotenzial, das einem Potenzial an der Referenzmasse (GND) entspricht, und einem Kabelpotenzial verursacht, das einem Potenzial an dem Drahtkabelbaum entspricht. Die Potenzialdifferenz ΔV verursacht einen Gleichtaktstrom, der durch das Kabel fließt, und verursacht eine Abstrahlung einer elektromagnetischen Rauschwelle von dem Kabel. Die Potenzialdifferenz ΔV wird durch (i) eine parasitäre Induktivität Lv der Hochpotenzialleitung, (ii) eine parasitäre Induktivität Lg der Niedrigpotenzialleitung, (iii) eine parasitäre Kapazität Cv der Hochpotenzialleitung für die Referenzmasse (GND) und (iv) eine parasitäre Kapazität Cg der Niedrigpotenzialleitung für die Referenzmasse (GND) verursacht. Ein Ausdruck der Bedingung, damit die vorstehend erläuterte Potenzialdifferenz ΔV null ist und das Gleichtaktrauschen minimiert wird, kann folgendermaßen ausgedrückt werden: Lv·Cv – Lg·Cg = 0 (Ausdruck 1)
-
Bedauerlicherweise ist es grundsätzlich schwierig, die parasitäre Induktivität Lv der Hochpotenzialleitung, die parasitäre Induktivität Lg der Niedrigpotenzialleitung, die parasitäre Kapazität Cv und die parasitäre Kapazität Cg in einer Entwurfsstufe auf einen gewünschten Wert festzulegen. Grundsätzlich kann der linke Teil des Ausdrucks 1 (LV·Cv – Lg·Cg) kleiner oder größer als null werden. Demnach ist für eine elektronische Vorrichtung Entwerfen und eine Versuchsproduktion durch Hinzufügen einer Induktivität und/oder Erzeugen parasitärer Kapazität wiederholt notwendig, um einen Wert der zusätzlichen Induktivität und einen Wert der erzeugten parasitären Kapazität zu bestimmen, die den Ausdruck 1 erfüllen.
-
Sogar wenn die elektronische Vorrichtung, die den Ausdruck 1 erfüllt, bei einer Versuchsproduktion gefertigt werden kann, ist es möglich, dass der Ausdruck 1 nicht erfüllt wird, nachdem die elektronische Vorrichtung auf einem Gerät angebracht ist, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet. In jüngeren Jahren verwenden viele der elektronischen Vorrichtungen ein Harzgehäuse anstatt eines Metallgehäuses. Eine Metallform um eine Befestigungsposition herum, die die Referenzmasse (GND) ist, kann den Ausdruck 1 direkt beeinflussen. Eine Reduzierungswirkung für das Gleichtaktrauschen, die durch Erfüllen des Ausdrucks 1 in einer Probeproduktion erreicht wird, kann bedeutungslos werden, nachdem die elektronische Vorrichtung auf dem Gerät angebracht ist, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet.
-
In der vorstehenden elektronischen Vorrichtung ist die Leiterplatte mit mehreren Paaren der inselförmigen leitenden Muster auf der Leiterplatte und den Ausgabeanschlüssen des LSI versehen. Die Ausgabeanschlüsse des LSI stellen eine Verbindung mit den entsprechend zugeordneten inselförmigen leitenden Mustern her.
-
In der elektronischen Vorrichtung, die das Harzgehäuse verwendet, können Kombinationen der inselförmigen leitenden Muster und der Ausgabeanschlüsse auf dem LSI durch Kopplung mit der Referenzmasse (GND) als parasitärer Kondensator funktionieren.
-
Durch eine interne Einstellung des LSI wird das inselförmige leitende Muster in einen Hochpotenzialleitungsverbindungszustand oder einen Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand versetzt. Vorstehend ist im Hochpotenzialleitungsverbindungszustand das Ausgabesignal des Ausgangsanschlusses auf einen High-Zustand festgelegt. Im Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand ist das Ausgabesignal des Ausgangsanschlusses auf einen Low-Zustand festgelegt.
-
In der vorstehenden elektronischen Vorrichtung ist das Ausgabesignal des Ausgabeanschlusses bevorzugt in den High-Zustand und den Low-Zustand durch Kommunikation zwischen der Außenseite und dem LSI umschaltbar. Das inselförmige leitende Muster, das mit dem Ausgabeanschluss verbunden ist, kann bevorzugt zwischen dem Hochpotenzialleitungsverbindungszustand und dem Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand durch Umschalten des Ausgabesignals des Ausgabeanschlusses ausgewählt werden. Gemäß der vorliegenden Konfiguration ist durch Verbinden der Außenseite mit dem LSI jedes Ausgabesignal von Ausgabeanschlüssen, die mit den inselförmigen leitenden Mustern verbunden sind, zwischen einem High-Zustand und einem Low-Zustand auswählbar, so dass jedes der inselförmigen leitenden Muster zwischen einem Hochpotenzialleitungsverbindungszustand und einem Niedrigpotenzialleitungsverbindungszustand auswählbar ist.
-
In der vorstehenden elektronischen Vorrichtung ist die Leiterplatte mit mehreren Paaren der inselförmigen leitenden Muster und der Ausgabeanschlüsse versehen. Sogar nachdem die elektronische Vorrichtung an einem Gerät angebracht ist, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet, ist ein Kapazitätswert der elektronischen Vorrichtung einstellbar, so dass der obige Ausdruck 1 möglicherweise erfüllt wird. Der Kapazitätswert der elektronischen Vorrichtung kann durch Auswählen eines Verbindungszustands des inselförmigen leitenden Musters eingestellt werden, das als der parasitäre Kondensator funktioniert. Gemäß der Konfiguration können, wenn N Paare der inselförmigen leitenden Muster und der Ausgabeanschlüsse konfiguriert sind, es 2 bis n (n ist eine ganze Zahl größer als 1) Kombinationen sein, um den Ausdruck 1 einzustellen. In der elektronischen Vorrichtung funktioniert das inselförmige leitende Muster durch Kopplung mit der Referenzmasse (GND) als der parasitäre Kondensator, so dass das inselförmige leitende Muster die parasitäre Kapazität von entweder der Hochpotenzialleitung oder der Niedrigpotenzialleitung korrigiert. Das inselförmige leitende Muster kann einen Kapazitätswert aufweisen, der mit den Werten parasitärer Kapazitäten der Hochpotenzialleitung und der Niedrigpotenzialleitung vergleichbar ist.
-
Es ist denkbar, dass ein alternatives Verfahren zum Einstellen einer elektronischen Vorrichtung zum Erfüllen des Ausdrucks 1 nach Anbringung an dem Gerät, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet, beispielsweise ein Verfahren zum Trimmen eines leitenden Musters, in Betracht gezogen werden kann. In dem alternativen Verfahren werden große leitende Muster, die jede einer Hochpotenzialleitung und einer Niedrigpotenzialleitung verbinden, vorbereitet. Dann wird die Situation, in der Rauschen auftritt, erfasst und die leitenden Muster werden wiederholt getrimmt, bis ein optimaler Wert erreicht ist. Leider erfordert das alternative Verfahren zum Anpassen der leitenden Muster viel Zeit und Aufwand für die Einstellung, und es ist im Gegensatz zur elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht möglich, die angepasste elektronische Vorrichtung erneut zu verwenden, wenn eine Befestigungsposition geändert wird.
-
In der vorstehenden elektronischen Vorrichtung kann durch Kommunikation von außerhalb der Kapazitätswert des parasitären Kondensators, der mit der Referenzmasse (GND) verknüpft ist, angemessen eingestellt werden, um das Gleichtaktrauschen zu reduzieren. Es ist möglich, nachdem die elektronische Vorrichtung an dem Gerät, das die elektronische Vorrichtung in der Praxis verwendet, angebracht ist, die Rauschreduzierung ohne Anbringen und Entfernen der elektronischen Vorrichtung zu erreichen. Demnach kann das Rauschen sogar unterdrückt werden, wenn die elektronische Vorrichtung unterschiedliche Impedanzzustände wie beispielsweise in einer Versuchsstufe und einem praktischen Zustand aufweist.
-
Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist mit der Leiterplatte, dem LSI, der auf der Leiterplatte angebracht ist, dem Harzgehäuse, das die Leiterplatte aufnimmt, und dem Verbinder ausgestattet, der die Außenseite des Harzgehäuses mit der Leiterplatte elektronisch mittels eines Kabels verbindet. Sogar wenn die Referenzmasse (GND) abhängig von der Befestigungsposition der elektronischen Vorrichtung geändert wird, kann die elektronische Vorrichtung eingestellt werden, um den Ausdruck der Bedingung zum Reduzieren des Gleichtaktrauschens zu erfüllen, und kann eine einfache Struktur und niedrige Herstellungskosten sicherstellen.
-
Demzufolge ist die vorstehende elektronische Vorrichtung als die fahrzeuggebundene elektronische Vorrichtung bevorzugt, in der die Fahrzeugkarosserie mit einer komplexen Form als die Referenzmasse (GND) dient und das Harzgehäuse in jüngster Zeit häufig das Metallgehäuse ersetzt. Das Harzgehäuse in der elektronischen Vorrichtung kann ebenso als ein Verbindergehäuse dienen. Als ein Beispiel der Konfiguration wird in einem Fall, in die elektronische Vorrichtung einen Servomotor antreibt, um die Windrichtung einer Klimaanlage zu steuern, wird das Harzgehäuse der elektronischen Vorrichtung als Gehäuse eines Verbinders verwendet und die elektronische Vorrichtung ist mit einem Buskabelbaum einer ECU verbunden um die Klimaanlage zu betreiben.
-
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf ihre Ausführungsformen erläutert wurde, soll die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt sein. Die vorliegende Offenbarung soll unterschiedliche Modifikationen und equivalente Anordnungen abdecken. Neben den unterschiedlichen Kombinationen und Konfigurationen sind andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element ebenso als im Lichte und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.
-
Die Erfindung lässt sich folgendermaßen darstellen. Eine elektronische Vorrichtung beinhaltet eine Leiterplatte mit einem LSI, ein Harzgehäuse, das die Leiterplatte aufnimmt, und einen Verbinder, der die Leiterplatte mit einer Außenseite des Gehäuses mittels Kabel verbindet. Hoch- und Niedrigpotenzialleitungen befinden sich auf der Leiterplatte, um den LSI zu verbinden. Ein Bypasskondensator ist zwischen den Hoch- und Niedrigpotenzialleitungen in der Nähe des Verbinders eingefügt. Ausgabeanschlüsse des LSI sind mit inselförmigen leitenden Mustern auf der Leiterplatte verbunden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 4623315 B [0003]
- WO 09-096203 A [0003]
- JP 2011-004044 A [0008]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- IEICE Trans. C, Bd. J89-C, Nr. 11, S. 854–865 (2006) [0003]
- IEICE Trans. C, Bd. E93-B, Nr. 7, S. 1788–1796 (2010) [0003]
