JP2004355568A - Electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は差動信号を伝送する信号配線を配設した配線基板を備える電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
差動信号の信号配線を配設した配線基板を備える電子機器として、特許文献1に開示されているものがある。この電子機器は、構造の違いにより2つのタイプに分けられる端子を有するコネクタ、このコネクタを介して他のユニットとデータ信号の伝送を行う信号伝送回路、この信号伝送回路と前記コネクタを実装するとともに、それらの間を接続する信号配線を設けた配線基板を具備し、遅延量を合わせることが必要な特定の信号配線については、互いにタイプが同一のコネクタ端子に接続するようにし、かつ対となる差動信号を伝送する対の信号配線については、配線基板の同一面にそれぞれの配線長を同一にした配線パターンをもって形成するものである。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−22486号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献1に記載される電子機器では、配線基板の同一面に設けられた対となる信号線に差動信号からなる高速データ信号が伝送されると、その信号線を伝送されるデータ信号によって電磁波が発生し周辺機器の動作障害を引き起こす虞があるが、この点について、特に対応がなされていない。
【0005】
また、前記電子機器では、配線基板の同一面上に設けられる対となる差動信号線について、配線パターン中に折り返し部分を設けて配線長の調整を行うことにより互いの配線長を揃えているが、現実には配線基板に設ける他の実装部品の配置位置や基板上の配線スペースの関係から、配線基板上の配線パターン中に前記折り返し部分を設ける余裕がなく、対の差動信号線の互いの配線長を同一値にすることが難しい場合がある。
【0006】
本発明は、従来の問題点を解決するものであり、差動信号が伝送される差動信号線からの電磁波の発生を防止し、また、対となる差動信号線を配線基板において容易に同一値の配線長に設けることができる電子機器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の電子機器は、所定の端子を有するコネクタと、前記コネクタを介して他の機器と信号の伝送を行う信号伝送回路と、前記信号伝送回路及び前記コネクタを実装する配線基板と、前記配線基板に設けられた前記伝送回路と前記コネクタの端子間を接続し差動信号を伝送する対となる信号配線とを具備し、前記対の信号配線は、前記配線基板の第1の面及び該第1の面とは少なくとも1枚の基板を介した第2の面において、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消される所定の距離の関係に設けられることを特徴とする。
【0008】
このように構成した電子機器によれば、配線基板に設けられた伝送回路とコネクタの端子間を接続し差動信号を伝送する対となる信号配線を、配線基板の第1の面及び該第1の面とは少なくとも1枚の基板を介した第2の面において、前記所定の距離の関係に設けることで、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消されることになる。
【0009】
また、前記電子機器において、前記対の信号配線は、前記配線基板の第1の基板面と該第1の基板面とは少なくとも1枚の基板を介した第2の基板面とにおいて、前記少なくとも1枚の基板を間にしてその配線経路の一部が対称位置に配置され、かつ配線長が同一値とされることを特徴とする。
【0010】
このように構成した電子機器では、対の信号配線が、配線基板の第1の面及び該第1の面とは少なくとも1枚の基板を介した第2の面において、少なくとも1枚の基板を間にして配線経路の一部が対称位置に配置されるため、従来のように基板の同一面に折り返し部を設けて対の信号配線の配線長を揃える場合に比べて同一長の配線パターンの形成が容易になる。
【0011】
また、前記電子機器において、前記対の信号配線は、USB規格に基づく一対のデータ信号線であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0013】
図1には、本発明の一実施形態に係る電子機器で使用される信号インターフェイス部の構成を示す。
【0014】
この電子機器1は、例えばプリンタ装置であり、その装置本体2内に設けられるプリント配線基板3上には、USBコントローラ4が実装されている。このUSBコントローラ4はUSB規格に基づくデータ通信を制御するものであり、シリアル信号をコネクタ5を介してパーソナルコンピュータなどの外部機器との間で送受信する。そして、プリント配線基板3にはコネクタ5のジャック部6が実装され、このジャック部6にUSBケーブル7のプラグ部8が装着されることにより、電子機器1と外部機器とがUSBケーブル7を介して通信可能に接続される。
【0015】
電子機器1と外部機器との間ではUSB規格に基づいてデータ信号の送受信が行われるもので、電子機器1と外部機器とを接続するUSBケーブル7はデータライン(信号線)2本(D+、D−)と電源ライン2本(VBus、GND)の合計4本の信号線から構成されており、USBのデータは、2本のデータラインD+、D−を使って図2に示すようにそれぞれ信号が反転した差動信号によって伝送される。
【0016】
コネクタ5のジャック部6には、USBケーブ7の4本の信号線がプラグ部8を介して接続される4個の端子9a〜9dを備えている。このジャック部6の4個の端子9a〜9dのそれぞれには両面基板からなるプリント配線基板3上に形成した対応する所定の信号配線の配線パターンに接続される。
【0017】
すなわち、USBケーブル7の電源ラインVBusが接続される端子9aには信号配線10aが接続される。この信号配線10aは電子機器1の図示しない電源回路ブロックに接続されて外部機器から本電子機器1への電力供給を可能にしている。
【0018】
また、USBケーブル7の電源ラインGNDが接続される端子9dには信号配線10bが接続される。この信号配線10bは、プリント配線基板3上の所定の位置まで配線されて接地するようにされている。
【0019】
また、USBケーブル7の2本のデータラインD+、D−のそれぞれが接続される端子9b、9cには信号配線11,12の一端が接続され、この一対の信号配線11,12の他端はそれぞれUSBコントローラ4に接続される。
【0020】
信号配線11は、図1に図示のように、その主要な配線部分11cが両面基板のプリント配線基板3の表面側にUSBコントローラ4とジャック部6との間を直線状に結ぶようにして配設され、両端部11a、11bがそれぞれジャック部6とUSBコントローラ4に接続される。一方、信号配線12は、その主要な配線部分12cが両面基板のプリント配線基板3の裏面側にUSBコントローラ4とジャック部6との間を直線状に結ぶようにして配設される。この信号配線12の両端部12a、12bは、それぞれジャック部6及びUSBコントローラ4の近傍に設けたスルーホール14、15を通じてプリント配線基板3の表面側に出てジャック部6及びUSBコントローラ4に接続されている。
【0021】
この2本の信号配線11,12は、その両端部11a、11b、12a、12bであるジャック部6及びUSBコントローラ4の近傍を除くその配線経路の殆どである主要な配線部分11c、12cを両面基板の表裏で基板3を介して対称に配置するものである。従って、このような関係で信号配線11,12を設けることで、図1及び図3に示すように、両面プリント配線基板3の表側に形成される信号配線11のの主要な配線部分11cと裏側に形成される信号配線12の主要な配線部分12cが基板3の表裏面において基板3を挟んで上下で重なる位置関係となる。
【0022】
そして、基板3を介して基板3の表裏に対称にして(重ねて)配置される差動信号を伝送する対の信号配線11,12は、その距離がこの信号配線11,12を伝送されるUSBの差動信号が互いに干渉し合って電磁波の発生をキャンセルできる所定の距離以内に設けられるものである。
【0023】
また、対の信号配線11,12は、信号の遅延量を合わせるべく、コネクタ5のジャック部6の端子9b、9cからUSBコントローラ4に至るまでの配線パターンの配線長、すなわち主要な配線部分11c、12cにそれぞれ両端部11a、11b、12a、12bを加えたパターンの全長が互いに等しい長さにされている。なお、図1では、前記主要な配線部分11c、12cを基板3上に直線状に形成しているが、基板3上での他の実装部品との関係で直線に形成できない場合には、曲線を交えた適宜なパターン形状となる。その場合にも、信号配線11,12の配線部分11c、12cは基板3を介して対称位置に設け、配線長を同一値にすることになる。
【0024】
配線基板の同一面上に対となる信号配線を形成する場合に、その対となる信号配線を単に並行して配置しても、その配線パターンが曲線を含むものであると配線長を同一値にすることが難しい。この場合に信号配線の配線長を同一とするために、対の一方の信号配線の配線パターン中に折り返し部分を設けることなどにより配線長を揃えることで対応することになるが、基板上のスペースの関係でその折り返し部分を設けることに制限を受けることがある。
【0025】
しかし、この実施形態によれば、両面配線基板3の表裏面に基板を間にして対称にして対の信号配線11,12を形成することで、配線パターンの一部に折り返し部分を設けるなど両配線パターンの形状を同一基板面において異なるものにする必要がないので、容易に同一配線長の配線パターンを対で形成することができる。
【0026】
このように、この実施形態の電子機器では、差動信号からなるデータ信号を伝送するための対の信号配線を両面プリント配線基板の表裏面に所定の距離の関係とし、かつ等しい配線長とすることで、高速シリアル信号が信号配線中を伝送されるUSB通信において、両信号配線の差動信号の相互干渉作用によって電磁波の発生を防止することができる。
【0027】
次に、図4は本発明に係る他の実施形態を示すものである。
【0028】
前述の実施形態では、対の信号配線11,12の主要な配線部分11c、12cを基板3の表裏で対称位置にして基板3の表裏で同一位置に重なるようにして設けたが、この実施形態では、図4のように、両信号配線11,12の主要な配線部分11c、12cを、距離L1で並行にして設けるものである。この場合の距離L1は、前述の所定の距離の範囲にあり、差動信号が相互に干渉し合う距離が設定される。この場合にも、両信号配線11,12の配線長は同一に揃えられる。また、基板3の裏面側に配設される信号配線12は前述の実施形態の場合と同様に、信号配線の両端部でスルーホールによって基板3の表面側に出されてそれぞれUSBコントローラ4とジャック部6の所定の端子に接続される。
【0029】
以上の実施形態は単層の両面配線基板の場合であるが、プリント配線基板が多層基板の場合にも適用することができる。
【0030】
図5は基板13a、13b、13cからなる多層のプリント配線基板13の要部の断面図である。
【0031】
図5に図示するように、基板13aと基板13cのそれぞれの所定の面に、配線長を同一値にして対となる信号配線11、12が形成される。この両信号配線11、12間の距離はL2とされ、この距離は前述の所定の距離であるの範囲にある。
【0032】
このような図4及び図5の実施形態においても、両信号配線の差動信号の相互干渉作用によって電磁波の発生を防止することができ、また、基板の異なる面に対の信号配線を設けることで、容易にその対の信号配線の配線長を同一値とすることができる。
【0033】
次に、図6は多層のプリント配線基板に差動信号を伝送する対の信号配線を配設する場合の種々の例を示している。なお、多層のプリント配線基板13を構成する各基板13a、13b、13cは積層されているものであるが、説明のため、各基板を分離して図示している。
【0034】
この図6では、6つの例を示しており、最も左側の例は、最上層の両面基板13aの表裏面に対の信号配線21、22を配設するものである。また、左から2番目の例は、最上層の基板13aの表面(上面)と内層の基板13bの上面に対の信号配線31、32を配設するものである。また、左から3番目の例は、最上層の基板13aの表面と内層の基板13bの下面に対の信号配線41、42を配設するものである。また、右から3番目の例は、最上層の基板13aの表面と最下層の基板13cの上面に対の信号配線51、52を配設するものである。
【0035】
また、右から2番目の例は、最上層の基板13aの表面と最下層の基板13cの下面に対の信号配線61、62を配設するものである。また、右端の例は、内層の両面基板13bの上面と下面に対の信号配線71、72を配設するものである。そして、これらのいずれの例においても、対の信号配線の一方の信号配線21,31,41,51,61、71と他方の信号配線22,32,42,52,62、72間の距離は前述の所定の距離の関係に確保されるものである。
【0036】
このようにして、多層のプリント配線基板においても、その多層のプリント配線基板を構成する基板に対の信号配線を前記所定の距離に配設することで、両信号配線を伝送される差動信号の相互干渉作用によって電磁波の発生を防止することができ、また、基板の異なる面に対の信号配線を設けることで、容易にその対の信号配線の配線長を同一値とすることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、差動信号が伝送される対の信号配線を、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消される所定の距離の関係に設けることで、電磁波の発生を防止し電磁波により周辺機器に対して動作障害を発生することを防止できる。また、対となる差動信号線を配線基板において容易に同一値の配線長にして設けることができる。
【0038】
また、差動信号が伝送される対の信号配線は、配線基板の第1の面及び該第1の面とは少なくとも1枚の基板を介した第2の面に設けられ、また該少なくとも1枚の基板を間にして配線経路の一部が対称位置に配置されることで、該対の信号配線の配線長を容易に同一値にすることができ、差動信号の遅延量を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電子機器の信号インターフェイス部の構成を示す図。
【図2】データ信号の波形図。
【図3】前記一実施形態に係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【図4】他の実施形態に係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【図5】更に他の実施形態に係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【図6】更に他の実施形態係る対となる信号配線を設けたプリント配線基板の断面図。
【符号の説明】
1…電子機器
2…装置本体
3…プリント配線基板
4…USBコントローラ
5…コネクタ
6…ジャック部
7…USBケーブル
8…プラグ部
9a〜9d…端子
10a、10b、11、12、21、22、31、32、41、42、51、52、61、62、71,72…信号配線
13…プリント配線基板
14、15…スルーホール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device including a wiring board on which signal wiring for transmitting a differential signal is provided.
[0002]
[Prior art]
As an electronic apparatus including a wiring board on which signal wiring for differential signals is provided, there is an electronic apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873. This electronic device includes a connector having terminals that are divided into two types according to a difference in structure, a signal transmission circuit for transmitting data signals to and from other units via the connector, and a signal transmission circuit and the connector. A wiring board provided with signal wirings connecting them, and for specific signal wirings that need to be matched in delay amount, they are connected to the same type connector terminal and paired with each other. A pair of signal wires for transmitting a differential signal is formed on the same surface of a wiring board with a wiring pattern having the same wiring length.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-22486 A
[Problems to be solved by the invention]
In the electronic device described in Patent Document 1, when a high-speed data signal composed of a differential signal is transmitted to a pair of signal lines provided on the same surface of a wiring board, a data signal transmitted through the signal line is transmitted. There is a possibility that electromagnetic waves will be generated due to this, causing operation failure of peripheral devices, but no particular measures have been taken in this regard.
[0005]
In the electronic device, the wiring lengths of the pair of differential signal lines provided on the same surface of the wiring board are adjusted by providing a folded portion in the wiring pattern and adjusting the wiring length. However, in reality, there is no room for providing the folded portion in the wiring pattern on the wiring board due to the arrangement position of other mounting components provided on the wiring board and the wiring space on the board, and the pair of differential signal lines has In some cases, it is difficult to make the wiring lengths the same.
[0006]
The present invention solves the conventional problems, prevents generation of electromagnetic waves from a differential signal line through which a differential signal is transmitted, and easily forms a pair of differential signal lines on a wiring board. It is an object of the present invention to provide an electronic device that can be provided with the same wiring length.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An electronic device of the present invention includes a connector having a predetermined terminal, a signal transmission circuit for transmitting a signal to another device via the connector, a wiring board on which the signal transmission circuit and the connector are mounted, and the wiring A pair of signal lines for connecting the transmission circuit provided on the substrate and the terminals of the connector and transmitting a differential signal, wherein the pair of signal lines includes a first surface of the wiring substrate and a pair of signal lines. The first surface is provided on a second surface via at least one substrate with a predetermined distance relationship in which differential signals transmitted through the pair of signal wires interfere with each other to cancel generation of electromagnetic waves. It is characterized by being able to.
[0008]
According to the electronic device configured as described above, the pair of signal wirings that connect the transmission circuit provided on the wiring board and the terminal of the connector and transmit the differential signal are formed on the first surface of the wiring board and the signal wiring. The first surface is provided on the second surface via at least one substrate at a predetermined distance, so that differential signals transmitted through the pair of signal wires interfere with each other to generate electromagnetic waves. Will be canceled.
[0009]
Further, in the electronic device, the pair of signal wirings may be configured such that the first substrate surface of the wiring substrate and the first substrate surface are at least at a second substrate surface via at least one substrate. It is characterized in that a part of the wiring path is arranged at a symmetrical position with one substrate interposed, and the wiring lengths have the same value.
[0010]
In the electronic device configured as described above, the pair of signal wirings is configured such that at least one substrate is formed on the first surface of the wiring substrate and on the second surface via the at least one substrate. Since a part of the wiring path is arranged at a symmetrical position in the middle, a folded portion is provided on the same surface of the substrate as in the conventional case and the wiring length of the pair of signal wirings is made equal to that of a wiring pattern of the same length. It is easy to form.
[0011]
Further, in the electronic device, the pair of signal lines is a pair of data signal lines based on a USB standard.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows a configuration of a signal interface unit used in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
[0014]
The electronic device 1 is, for example, a printer device, and a USB controller 4 is mounted on a printed
[0015]
Data signals are transmitted and received between the electronic device 1 and the external device based on the USB standard. The
[0016]
The
[0017]
That is, the
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
As shown in FIG. 1, the
[0021]
The two
[0022]
A pair of
[0023]
The pair of
[0024]
When forming a pair of signal wirings on the same surface of a wiring board, even if the paired signal wirings are simply arranged in parallel, if the wiring pattern includes a curve, the wiring length is set to the same value. It is difficult. In this case, in order to make the wiring lengths of the signal wirings the same, the wiring lengths are made uniform by providing a folded portion in the wiring pattern of one of the signal wirings. In some cases, there is a limitation in providing the folded portion.
[0025]
However, according to this embodiment, the pair of
[0026]
As described above, in the electronic device of the present embodiment, the pair of signal wires for transmitting the data signal composed of the differential signal has a predetermined distance relationship between the front and back surfaces of the double-sided printed wiring board, and has the same wiring length. Thus, in USB communication in which a high-speed serial signal is transmitted through signal wiring, generation of electromagnetic waves can be prevented due to mutual interference between differential signals of both signal wirings.
[0027]
Next, FIG. 4 shows another embodiment according to the present invention.
[0028]
In the above-described embodiment, the
[0029]
The above embodiment is the case of a single-layer double-sided wiring board, but can also be applied to a case where the printed wiring board is a multilayer board.
[0030]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the multilayer printed
[0031]
As shown in FIG. 5, a pair of
[0032]
Also in the embodiments of FIGS. 4 and 5, it is possible to prevent the generation of electromagnetic waves due to the mutual interference between the differential signals of the two signal lines, and to provide a pair of signal lines on different surfaces of the substrate. Thus, the wiring length of the pair of signal wirings can be easily set to the same value.
[0033]
Next, FIG. 6 shows various examples in which a pair of signal wirings for transmitting differential signals is provided on a multilayer printed wiring board. The
[0034]
FIG. 6 shows six examples, and the leftmost example is one in which a pair of
[0035]
In the second example from the right, a pair of
[0036]
In this manner, even in a multilayer printed wiring board, by arranging a pair of signal wirings at the predetermined distance on the board constituting the multilayer printed wiring board, a differential signal transmitted through both signal wirings is provided. The generation of electromagnetic waves can be prevented by the mutual interference effect, and by providing a pair of signal wires on different surfaces of the substrate, the wire lengths of the pair of signal wires can be easily set to the same value.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a pair of signal wires through which a differential signal is transmitted is provided with a predetermined signal in which the differential signals transmitted through the pair of signal wires interfere with each other to cancel the generation of an electromagnetic wave. By providing the distance, it is possible to prevent the generation of electromagnetic waves and prevent the electromagnetic waves from causing an operation failure to peripheral devices. Further, the pair of differential signal lines can be easily provided on the wiring board with the same wiring length.
[0038]
The pair of signal wires for transmitting the differential signal are provided on the first surface of the wiring board and the second surface on the second surface via at least one substrate. By arranging a part of the wiring path at a symmetrical position with two substrates therebetween, the wiring length of the pair of signal wirings can be easily set to the same value, and the delay amount of the differential signal can be adjusted. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exemplary view showing a configuration of a signal interface unit of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram of a data signal.
FIG. 3 is a sectional view of a printed wiring board provided with a pair of signal wirings according to the embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a printed wiring board provided with a pair of signal wirings according to another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a printed wiring board provided with a pair of signal wirings according to still another embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a printed wiring board provided with a pair of signal wirings according to still another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
前記対の信号配線は、前記配線基板の第1の面及び該第1の面とは少なくとも1枚の基板を介した第2の面において、該対の信号配線を伝送される差動信号が互いに干渉して電磁波の発生が打ち消される所定の距離の関係に設けられることを特徴とする電子機器。A connector having a predetermined terminal, a signal transmission circuit for transmitting a signal to and from another device via the connector, a wiring board on which the signal transmission circuit and the connector are mounted, and the transmission provided on the wiring board A circuit and a pair of signal wires that connect between terminals of the connector and transmit differential signals,
The pair of signal wirings includes a first surface of the wiring substrate and a second surface on at least one substrate interposed between the first surface of the wiring substrate and a differential signal transmitted through the pair of signal wirings. An electronic device provided with a predetermined distance relationship in which generation of electromagnetic waves is canceled by interference with each other.
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JP2008546585A (en) * | 2005-06-22 | 2008-12-25 | エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | Flexible power raceway |
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